Summary
Bu çalışma, 60 dakika boyunca renal arterlerin geçici perkütan bilateral balon kateter tıkanıklığı ve 24 saat boyunca reperfüzyon kullanılarak domuzlarda renal iskemi-reperfüzyon hasarının yüksek oranda tekrarlanabilir büyük bir hayvan modelini sunun.
Abstract
Akut böbrek hasarı (AKI) ameliyat sonrası morbidite ve mortalite açısından daha yüksek riskle ilişkilidir. İskemi-reperfüzyon yaralanması (IRI) AKI'nin en sık nedenidir. Bu klinik senaryoyu taklit etmek için, bu çalışma, renal arterlerin geçici perkütan bilateral balon kateter tıkanıklığını kullanarak domuzlarda renal IRI'nın oldukça tekrarlanabilir büyük bir hayvan modelini sunun. Renal arterler, balon kateterleri femoral ve karotis arterden geçirerek ve arterlerin proksimal kısmına ilerletilerek 60 dakika boyunca tıkanır. Böbrek damarlarının herhangi bir opaklaşmasını değerlendirmek ve arter tıkanıklığının başarısını doğrulamak için aorta iyonat konmuş. Bu, balon kateterlerinin ucundaki nabız dalga biçiminin düzleştirmesi ile daha da doğrulanır. Balonlar 60 dakikalık bilateral renal arter tıkanıklığından sonra söndürülür ve çıkarılır ve hayvanların 24 saat boyunca iyileşmesine izin verilir. Çalışmanın sonunda plazma kreatinin ve kan üre azot önemli ölçüde artarken, eGFR ve idrar çıkışı önemli ölçüde azalır. İyotlu kontrast ihtiyacı minimumdur ve renal işlevi etkilemez. bilateral renal arter tıkanıklığı perioperatif renal hipopröfüzyonun klinik senaryosunu daha iyi taklit eder ve perkütan yaklaşım, enflamatuar yanıtın etkisini ve laparotomi gibi açık bir yaklaşımla görülen enfeksiyon riskini en aza indirir. Klinik olarak ilgili bu domuz modelini oluşturma ve çoğaltma yeteneği, insanlara klinik çeviriyi kolaylaştırır.
Introduction
Akut böbrek hasarı (AKI), cerrahi hastalar arasında anlamlı morbidite ve mortalite ile ilişkili yaygın olarak teşhis edilen bir durumdur1,2. Mevcut veriler, AKI'nin dünya çapında hastanede yatan tüm hastaların yarısını bile etkileyebileceğini ve yoğun bakım ünitesindeki hastalarda% 50 ölüm oranına yol açtığını göstermektedir1,3. Yüksek prevalansına rağmen, mevcut AKI tedavisi sıvı yönetimi ve diyaliz gibi önleyici stratejiler ile sınırlı kalmaktadır. Bu nedenle, AKI4,5,6için alternatif tedavileri keşfetmeye devam eden bir ilgi vardır.
AKI tipik olarak etiyolojisi4,5,6temel alınarak renal öncesi, içsel ve post-renal olarak sınıflandırılır. AKI'li cerrahi hastaların çoğunluğu hipovolemiye bağlı böbrek öncesi nedenlerle ilişkilidir ve böbreklerin iskemi-reperfüzyon yaralanmasına (IRI) neden olur2. Klinik olarak idrar çıkışı azalır ve böbrek fonksiyonlarının azalmasına bağlı olarak kreatinin düzeyleri artar. Böbrek yüksek metabolik hızlı bir organdır ve iskemiye duyarlıdır. AKI'nin patofizyolojisi ve potansiyel terapötik yaklaşımları hakkında daha iyi bir fikir edinmek için renal IRI'nin son derece tekrarlanabilir büyük bir hayvan modeligereklidir 5.
Böbrek hipopripfüzyon peri-operatif klinik senaryosunu taklit etmek için bilateral renal arter tıkanıklık bir modeli uygun kabul edilir. Daha önce tarif ettiği modeller, kontralal böbrek ile veya rezeksiyon olmadan tek taraflı renal arter tıkanıklığı gerektiren modeller yeterli klinik uygulanabilirlik sağlamaz7,8. Bu modeller AKI'ye neden olmak için yeterli olsa da, yaralanma türü veya süresi açısından gerçek hayattaki klinik senaryolara benzemez.
Bu makalenin amacı anjiyografi altında balon kateter tıkanıklığı ile renal arterlerin perkütan bilateral geçici tıkanıklığının porsin modelini sunmaktır. bilateral renal arter tıkanıklığı, renal hipopripfüzyonun klinik senaryosunu taklit eder, ardından balonun reperfüzyon için çıkarılması9,10. Kateterizasyon, kateter rehberliği, anjiyografi ve hemodinamik izleme dahil olmak üzere teknik adımlar açıklanmıştır. Bu yöntem sadece renal arterlerin yüksek oranda kontrol edilen ve tekrarlanabilir tıkanmasını sağlamakla kalmaz, aynı zamanda perkütan yaklaşım, vücuda hakaret miktarını açık bir yaklaşıma kıyasla sınırlayarak enflamatuar yanıtın etkisini en aza indirir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Tüm in vivo çalışmalar Ulusal Sağlık Enstitüleri'nin hayvan bakımı ve kullanımı ile ilgili yönergelerine uygun olarak yapılmış ve Boston Çocuk Hastanesi Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi tarafından onaylanmıştır (Protokol 18-06-3715). Tüm hayvanlar, Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu'na uygun olarak insancıl bakım aldı. Şekil 1' de anestezi, cerrahi hazırlık ve bu çalışmanın primer sonuç ölçümleri için zaman çizelgeleri göstermektedir.
1. İndüksiyon, anestezi ve entübasyon
- Gereksiz stres ve rahatsızlığı önlemek için, yüz maskesi kullanarak karotamin / zolazepam 4-6 mg / kg ve ksilazin 1.1-2.2 mg / kg ve izofluran% 3 karışımının kas içi enjeksiyonu ile domuzu yatıştırın.
- Bölgeyi % 95 etanol ile dezenfekte ettikten sonra 20 G IV'lük bir damarla venöz erişim elde etmek için kulak damarını yalıt. Bir bakım infüzyonunu başlatın (5 mL / kg / s'de% 0.9 NaCl).
- Anestezik yeterliliği onaylandıktan sonra domuzu endotrakeal tüple (40-50 kg ağırlığındaki domuzlar için 7 beden) entübe edin. 12 nefes/dk frekansta balon havalandırması gerçekleştirin ve domuzu ameliyathaneye taşıyın.
- Hayvanı ameliyat masasına supine pozisyonunda yerleştirin. FiO2 0.50, 10 mL/kg gelgit hacmi ve sürekli kapnografi altında 12 nefes/dk frekans ile mekanik pozitif basınç havalandırmaya hemen başlayın.
- Sürekli izleme için kulağa veya alt dudağa nabız oksimetresi yerleştirin.
- Hava ısıtmalı bir ped kullanarak normotermiyi (37 °C) koruyun.
- Genel anesteziyi korumak için endotrakeal tüpten izoflurane yönetimini %0,5-4 oranında tutun. İşlem boyunca anestezinin derinliğini ölçmek için EKG, arteriyel kan basıncı, sıcaklık ve kapnografiyi sürekli izleyin.
- Hayvanın sıvı durumunu kontrol etmek ve idrarı bir drenaj torbasında toplayarak idrar çıkışını izlemek için bir Foley kateteri yerleştirin.
NOT: Dişi domuzlar, üretralarının daha kolay kateterizasyon sağlayan anatomik özellikleri nedeniyle erkeklere göre tercih edilir.
2. Cerrahi hazırlık ve vasküler erişim
- Hayvanı steril bir şekilde örtün.
- Boynun sağ yanal bölgesini betadin ve ardından% 95 etanol uygulayarak 3 kez dezenfekte edin.
- Sağ şahdamarının ve sağ şahdamarının kateterizasyonu için bir kesme gerçekleştirin. Sternocleidomastoid kası yanal olarak geri çekin ve sağ şahdamarına ve sağ şah damarına kadar kesin.
- Hem atardamara hem de damara 5F anjiyografi kılıfı yerleştirin. İpek 2-0 dikiş ile sabitleyin.
- Seldinger tekniğini kullanarak sol uyluk atardamarına 5F anjiyografi kılıfı yerleştirin.
- Seldinger tekniğini gerçekleştirmek için içi boş bir iğne kullanarak uyluk atardamarını delin. Lümen boyunca yumuşak bir uç kılavuz tel takın ve uyluk atardamarına ilerletin.
- İğneyi çıkarırken kılavuz teli elinizle sabit tutun. Anjiyografi kılıfını kılavuz telin üzerinden uyluk atardamarına geçirin ve kılavuz telini çekin. Gerekirse ultrason kılavuzunu kullanın.
3. Renal iskemi-reperfüzyon yaralanmasının indüksiyonu
- Sistemik antikoagülasyon (hedef aktif pıhtılaşma süresi (ACT) > 300 sn) elde etmek için intravenöz olarak 200 IU/kg sodyum heparin geçirin.
- Renal arterleri tanımlamak için floroskopi altında iyodyal kontrast maddesi enjekte ederek anjiyografi gerçekleştirin.
NOT: Kontrast kaynaklı nefrotoksisite riskini azaltmak için, iyodüre kontrast maddesini normal salin ile 1:1 çözeltisinde seyreltin. Eşdeğer dozaj sağlamak için tüm hayvanlar için dozajı tablola. - Renal arterleri tanımlayın, kılavuz telleri kılavuz kateterde manuel olarak ilerletin.
- 5F JL4 kılavuz kateteri sol renal arterde sağ şahdamarı üzerinden yerleştirin (Şekil 1A).
- İkinci 5F JL4 kılavuz kateteri sağ renal arterde sol femoral arterden geçirin (Şekil 1A).
- Her renal arterde 5F perkütan translüminal anjiyoplasti (PTA) dilatasyon kateterini yönlendirmek için kılavuz telleri kullanın.
NOT: Balonun balon şişirme sonrasında renal arterin dallarının veya teminatlarının patenti bırakılmaması için proksimal renal artere yerleştirilmesi tercih edilir. - Her balon kateterlerini yerine yerleştirin ve her katetere bir basınç hattı bağlayın.
- Kateterin doğru konumlandırılmasından emin olmak için basınç monitöründe arteriyel nabız dalga formlarının varlığını kontrol edin.
- Her balonu şişirin ve balonun içinde yaklaşık 2,5 atm basınç hedefleyin (Şekil 1B).
- Böbreklere kan akışının durmasını doğrulamak için balon kateterin ucundaki nabız dalga biçiminin düzleştirmesini gözlemleyin.
- İyonatlı kontrast ortamını (1:1 seyreltme) enjekte edin ve renal damarların herhangi bir opaklaşmasını kontrol edin.
NOT: Şişirilmiş balonun görselleştirilmesi için balonu iyodinated kontrast maddesi ile doldurmak da mümkündür. Ancak bu yöntem renal arterlerin tıkanmasını doğrulamak için nabız dalga biçimi düzleşmesi kadar hassas değildir. - 60 dakikalık tıkanıklıktan sonra balon kateterlerini dikkatlice söndür ve renal arterlerden çıkarın.
- Renal arter açıklığını ve renal reperfüzyonun kurulmasını doğrulamak için bir anjiyografi(1:1seyreltilmiş kontrast ortamı kullanarak) gerçekleştirin ( Şekil 1C ).
- Sol femoral arterden 5F anjiyografi kılıfını çıkarın.
- Kateterizasyon yerinde 30 dakika boyunca sıkı basınç uygulayın.
- ACT normale dönene kadar protamin (3 mg/kg) ile heparinin etkisini tersine çevirin.
- Ameliyat sonrası dönemde idrar örneği almak için, cilde kesik bir dikiş kullanarak foley kateterine ipek 2-0 dikişli bir tüp sabitleyin.
- Anjiyografi kılıflarını sağ şahdamarında ve sağ şah damarında yerinde bırakın ve çalışma boyunca kan örneklemesi için yarıda kesilmiş bir dikiş kullanarak ipek 2-0 dikiş ile sabitleyin.
- Boyun kesisini 2 kat halinde sürekli dikiş atarak ipek 2-0 dikiş ile kapatın.
- Ağrıyı en aza indirmek için kesi bölgesine bupivakain (3 mg/kg) sürtün.
- İskemi bitiminden sonra toplam 2 saat boyunca 5 mL / kg / s'de% 0.9 NaCl ile hayvanı nemlendirmeye devam edin.
- Ameliyat sonrası ağrıyı en aza indirmek için hayvanın arkasına bir fentanil yama (25-50 μg / s) yerleştirin.
- Ameliyat sonrası ağrıyı en aza indirmek için buprenorfin (0.005-0.1 mg/kg) intramüsküler enjeksiyonu uygular.
- Hayvanı izleyin ve awaking'e kadar mekanik havalandırmada muhafaza edin.
4. Hayvan kurtarma
- Awaking'den sonra, hayvanı sıcaklık kontrollü bir odaya yer edin.
- Tam bilinç ve ambülat yeteneğine kavuşana kadar hayvanı bir yanal taraftan diğerine çevirmeye devam edin.
- Su ve yiyecek reklam libitum sağlayın.
5. Fonksiyonel değerlendirme
- kan ve idrar örneklerini istenen protokole göre toplayın.
NOT: Bu çalışmada aşağıdaki zaman noktaları belirlenmiştir: taban çizgisi (hidrasyon protokolünün başlatılmasından sonra ve renal arterlerin tıkanmasından önce 1 saat), iskemi sonu ve reperfüzyon (2 saat, 6 saat, 24 saat). - Arteriyel ve venöz kan örneklerini toplayın. Daha sonra analiz için lityum heparin veya EDTA kaplı vacutainers içinde saklayın.
NOT: Doğrudan şahdamarındaki ve şahdamarındaki kateterlerden kan çekin. - İdrar örneklerini Foley kateterinden toplayın ve analiz için 15 mL tüplerde saklayın.
NOT: İdrarı Foley kateterine bağlı drenaj torbasından toplayın. - İdrar çıkışını belirlemek için drenaj torbasını boşaltın ve 1 saat boyunca idrar toplayın.
NOT: Bir drenaj torbasının Foley kateterine bağlı olmadığı 6 saat dilimi için, Foley kateterine bağlı tüpü 30 dakika kapatın ve ardından idrar çıkışını belirlemek için idrarı 60 mL şırıngarla toplayın.
6. Ötenazi
- Reperfüzyon süresinin bitimini takiben anestezi yapın ve yukarıda açıklandığı gibi izleyin.
- Hidrasyona 5 mL/kg/s'de %0,9 NaCl ile devam edin.
- Kan örneklemesi için arteriyel ve venöz kateterleri ve idrar çıkışını belirlemek için Foley kateterini kullanın. Son kan ve idrar örneklerini toplayın ve idrar çıkışını hesaplayın.
- Xiphoid'den orta pelvise kadar 10 numara bir bıçak kullanarak 15 cm orta hat laparotomi kesisi gerçekleştirin.
- Karın derisini geri çekmek için düz bir yanal retraktör kullanın.
- Sağ ve sol retroperitoneumu ortaya çıkarmak için karın duvarının lateral peritoneal eklerini parçalara ayrılın.
- Hem renal arterleri hem de damarları tanımlayın ve açıkça parçalara ayrıştırın.
- Hem renal arterleri hem de damarları 2-0 ipek dikişle lige edin ve histolojik ve metabolik analiz için tüm doku örneklerini toplamak için bilateral nefrektomiler yapın.
- Tercih edilen ötanazi yöntemi ile hayvanı ötenazi yapın (örneğin, exsanguination, pentobarbital)
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Fonksiyonel analiz
Bu çalışmanın temsili sonuçları 6 hayvandan kaynaklanmaktadır ve gösterilen veriler ortalamanın standart ± hatasıdır. Böbrek fonksiyonu idrar çıkışı, tahmini glomerüler filtrasyon oranı (eGFR), plazma kreatin ve kan üre azot (BUN) belirlenerek değerlendirilir. Renal fonksiyonun biyobelirteçleri taşınabilir bir kimya analizörü kullanılarak değerlendirilir. eGFR aşağıdaki formüle göre hesaplanır: eGFR =1.879 × BW1.092/PCr0.6 (BW: kg'da vücut ağırlığı; PCr: mg/dL'de plazma kreatinin)10,11.
bilateral renal arter tıkanıklığının 60 dkını takiben idrar çıkışı 3.6 mL/kg/h'den 0.5 mL/kg/h'± 0.2 mL/kg/h'ye ± 0.1 mL/kg/h'ye (p < 0.01) önemli ölçüde azaldı. Bu azalma, reperfüzyondan sonra 6 h (1.2 mL/kg/h ± 0.1 mL/kg/h; p = 0.02 ve 24 h (1.3 mL/kg/h ± 0.4 mL/kg/h; p = 0.02 vs. taban çizgisi) olarak anlamlı kaldı. Benzer şekilde, eGFR'de de önemli bir azalma gözlenmiştir, taban çizgisi 0,1 mL/kg/h ± 0,1 mL/kg/h'den iskemi sonunda 1,7 mL/kg/sa'ye ± 0,1 mL/kg/sa'ye (p < 0,001) ve 0,1 mL'± 1,5 mL/kg/sa'ye düştü. /kg/h (p < 0,001), 1,2 mL/kg/h ± 0,1 mL/kg/h (p < 0,001) ve 0,9 mL/kg/h ± 0,1 mL/kg/sa (p < 0,001) saat 2'de, Sırasıyla 6 saat ve 24 saat reperfüzyon (Şekil 2A-B).
Plazma kreatinin 2 saat (2.7 mg/dL ± 0.2 mg/dL; p < 0.01), 6 h (3.7 mg/dL ± 0.3 mg/dL; p < 0.001) ve 24 h (5.6 mg/dL ± 0.7 mg/dL; p < 0.001) taban çizgisine kıyasla reperfüzyon (1.1 mg/dL ± 0.1 mg/dL). BUN taban çizgisi 6.5 mg/dL ± 0.8 mg/dL idi ve 17.8 mg/dL'ye ± 3.3 mg/dL'ye yükseldi (p < 0 .001) ve 36.2 mg/dL ± 2.9 mg/dL (p < 0.001) 6 saat ve 24 saat reperfüzyon, sırasıyla (Şekil 2C-D).
Brüt anatomi ve histoloji
bilateral renal iskemi ve 24 h reperfüzyonun 60 dk sonunda her iki böbrekte eşit olmayan şekilde dağılmış belirgin nekrotik ve hemorajik alanlar vardı (Şekil 3A). Masson'un Trichrome lekesi, renal korteksin proksimal tübülleri arasında bulunan birleşik pıhtılaştırıcı nekrozu ortaya çıkardı. (Şekil 3B). Plastik gömülü bölümler (1 μm) de histolojinin önemli ayrıntılarını sağladığından değerlendirildi (Şekil 3C). Masson'un tüm Trichrome slaytları hücre nekrozu, fırça kenarlığı kaybı, alçı oluşumu ve tübül dilatasyonu açısından değerlendirildi. Daha sonra akut tübüler nekroz (ATN) için yarı nicel puanlama sistemi aşağıdaki gibi uygulanmıştır: 0 eğer yoksa; %10'dan azsa 1; %11-%25 arasında ise 2; %26-%45 arasında ise 3; %46-%75 arasında ise 4; ve %76'dan büyükse 5. ATN skoru renal kortekste (4.5 ± 0.3 puan) önemli yaralanma ve medullada önemli yaralanma gösterdi (skor 2.7 ± 0.4).
Şekil 1. Deneysel modelin açıklaması. (A) Dişi Yorkshire domuzları (40-60 kg) sakinleştirildi ve entübe edildi. Sol femoral arter ve sağ şahdamarı 5F anjiyografi kılıfı ile kateterize edildi. Sağ şahdamar venöz çizgiler ve Foley üriner kateter de yerleştirildi. Renal arterlerin seçici kateterizasyonu 5F çok amaçlı kılavuz kateter kullanılarak gerçekleştirildi. (B) Renal arterlerin tıkanıklığı, böbrek atardamarının proksimal kısmında şişirilmiş 5F perkütan translüminal anjiyoplasti (PTA) dilatasyon kateteri kullanılarak, böbreklere kan akışını 60 dakika boyunca tamamen tıkayarak gerçekleştirildi. Tıkanıklık teyidi, aorttaki iyonat kontrast ortamının enjekte edilmesi ve böbreklerin damarlarının herhangi bir opaklaşmasının kontrol edilmesiyle elde edildi. (C) 60 dakikalık tıkanıklık sonrasında balonlar söndürülerek dikkatlice çıkarıldı. Renal arter açıklığını ve renal reperfüzyonun sapını doğrulamak için anjiyografi yapıldı. Daha sonra hayvanların sonraki 24 saat boyunca fizyolojik koşullar altında böbrekleri yeniden kullanmalarına izin verildi ve daha sonra ötenaziye tabi edildi. Kan ve idrar örnekleri bilateral böbrek iskemisinden hemen önce ve sonra, tıkanmadan hemen sonra 2, 6 ve 24 saatte (üçgenlerle belirtilen zaman noktaları) toplandı. Bu rakam Doulamis ve ark11'den değiştirilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2. Renal iskemi-reperfüzyon hasarından önce ve sonra renal fonksiyon. (A) İdrar çıkışı; (B) Tahmini glomerüler filtrasyon oranı (eGFR); (C) Plazma kreatinin ve (D) Kan üre azot (BUN). Tüm sonuçlar her zaman noktası için ortalama ve standart sapma olarak gösterilir. İdrar çıkışında ve iskemi-reperfüzyon yaralanmasını takiben eGFR'de önemli bir azalma görülebilir. Buna göre plazma kreatinin ve BUN'da önemli bir artış dikkat çektiriyor. Veriler, Benjamini ve Hochberg'in yanlış keşif oranıyla ANOVA'nın iki yönlü tekrarlanan önlemleriyle analiz edildi (n=6). *p < 0.05 vs Taban Çizgisi; **p < 0.01 vs Taban Çizgisi; p < 0.001 vs Taban Çizgisi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3. Renal iskemi-reperfüzyon yaralanmasından sonra 24 saatlik reperfüzyonda brüt böbrek anatomisi ve böbrek dokusu yaralanması. (A) Sol böbreğin brüt anatomisi, 60 dk bilateral renal arter tıkanıklığı ve 24 saat reperfüzyondan sonra enfarktüs ve kırmızı hemorajik bölgeleri gösteren soluk alanlar gösterir. (B) Aracın Renal Korteksi, 60 dakikalık iskemi ve 24 h reperfüzyonu takiben öncelikle proksimal tübüllerin kapsamlı pıhtılaştırıcı nekrozunu gösterir (Masson'un Üç Renklisi, orijinal büyütme 20x). (C) Bu 1 μm plastik (araldite-epon) gömülü bölümler, öncelikle organellerin şişmesi ve dejeneratif değişiklikleri ile matrislerden oluşan birleştirilmiş tübüler nekrozu daha ayrıntılı olarak göstermektedir (Toluidin mavisi, orijinal büyütme 40x). Ölçek çubuğu = 200 μm. Bu rakam Doulamis ve ark11'den değiştirilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
AKI, dünya çapında hastanede yatan erişkin hastaların% 50'sini etkileyen yaygın bir klinik bozukluktur6,12. Hastalığın patofizyolojisini ve potansiyel terapötik hedefleri daha fazla araştırmak için klinik olarak ilgili bir hayvan modeline ihtiyaç vardır. AKI'yi çoğalttıyan birkaç murine modeli olmasına rağmen, bunlar ilgili klinik senaryolarını ve insan böbreğinin anatomisini tamamen taklit etmez. Bu çalışma, insanlara çeviriye izin vermek için klinik olarak ilgili bir domuz modeli önermektedir13.
Burada, protokol sadece klinik olarak ilgili değil, aynı zamanda açık bir yaklaşıma eşlik eden enflamatuar yanıtı ve enfeksiyon riskini en aza indiren perkütan bir yaklaşımı açıklar. Ayrıca, optimal hemodinamik kontrol elde etmek ve renal hipoperfüzyondan kaçınmak için tüm hayvanlar için tutarlı bir hidrasyon protokolü kullanılması gerektiği vurgulanmalıdır11. Bu, hayvan uyuşturulduğu zaman kolayca yapılabilir, ancak suya reklam libitum sağlandığında geri kazanım döneminde her zaman doğru bir şekilde gerçekleştirilemez.
Kontrast kaynaklı nefrotoksisiteyi önlemek için iyotlu kontrast ortamı dikkatli kullanılmalıdır. Bu, normal salin ile 1:1 veya 1:2 seyreltme ile elde edilebilir. Bu çalışmada, insanlar için tahmini güvenlik eşiğinden 10 kat daha düşük bir doz kullandık (3.33 mL / kg)9,14.
Diğerleri arasında, çalışma vücut ağırlığı ve plazma kreatinin düzeyleri10,11için bir formül muhasebesi dayalı renal fonksiyonun değerlendirilmesi için eGFR kullanır. GFR'nin belirlenmesi için inülin kullanımı daha önce belgelenmiş olmasına rağmen, inülin infüzyondan sonra şiddetli hipotensif vazosplastik reaksiyon nedeniyle mevcut protokolde kullanımının ertelendiği belirtilmelidir. Bu inulin uygulamasından önce steroidler veya epinefrin kullanılarak önlenebilir. Ancak bu ilaçların kullanımı her çalışma tasarımına göre uygun olmayabilir. Bu nedenle, plazma kreatinin ve vücut ağırlığına dayalı eGFR'yi tahmin etmek için doğrulanmış bir formül kullanılmıştır11. GFR'yi belirlemenin alternatif bir yolu şu formülü kullanmak olacaktır: (idrar kreatinin x idrar akış hızı) / (plazma kreatinin x böbrek ağırlığı).
ATN skorunun değerlendirilmesi için Masson'un Üç Renkli lekelemesinin kullanımı, doku yaralanmasını daha iyi izleyebildiği için geleneksel hematoksilin ve eozin lekelemesine tercih edilir. Başka bir alternatif, numunenin daha ince dilimlemesine izin verdikleri için daha fazla ayrıntı sağlayan plastik gömülü bölümlerin kullanılması olabilir11. AKI'nin bu preklinik modeli, kardiyojenik şoku takiben böbrek nakli, böbrek hipoprfüzyonu (örneğin miyokard enfarktüsü, anevrizma yırtılması, aort diseksiyonu), böbrek iskemisi riski yüksek transktheter işlemler ve uzun kardiyosikülatör arrest süreleri ile kardiyovasküler işlemler gibi çeşitli klinik senaryoları taklit etmek için kullanılabilir.
Bu çalışmanın bazı sınırlamaları vardır. Çalışmada sadece dişi hayvanlar kullanıldı. Bu, kadınlarda erkeklerden daha az travmatik olan idrar kateterizasyonu ile ilgili olası etkileri azaltmak için yapıldı. Bu sınırlamaya ek olarak, çalışma genç, aksi takdirde sağlıklı hayvanlar kullandı, böylece birlikte var olan hastalıklarla ilgili olabilecek kafa karıştırıcı değişkenleri ortadan kaldırdı. Sonuç olarak, mevcut çalışma, AKI'nin yükünü azaltmak için kullanılabilecek, oldukça tekrarlanabilir büyük bir renal IRI hayvan modelini açıklamaktadır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarlar rakip finansal çıkarlar beyan etmemektedir.
Acknowledgments
Dr. Arthur Nedder'a yardımları ve rehberliği için teşekkür ederiz. Bu çalışma Richard A. ve Susan F. Smith Başkan İnovasyon Ödülü, Michael B. Klein and Family, The Sidman Family Foundation, The Michael B. Rukin Charitable Foundation, The Kenneth C. Griffin Charitable Research Fund ve The Boston Investment Council tarafından desteklendi.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 0.9% sodium chloride injection, usp, 100 ml viaflex plastic container | Baxter | 2B1302 | For animal hydration |
| Agent contrast 100.0ml injection media btl ioversal 74% | CARDINAL HEALTH | 133311 | For visualizing the vasculature |
| Bard Bardia Closed System Urinary Drainage Bag | BARD Inc | 802001 | For urine collection |
| BD Vacutainer K2 EDTA | BD | 367841 | For blood sample storage |
| BD Vacutainer Lithium Heparin | BD | 366667 | For blood sample storage |
| Betadine | Henry Schein | 6906950 | For skin disinfection |
| Bookwalker retractor | Codman | For skin retraction | |
| Bupivacaine 0.25% | Hospira | Administer at incision site for analgesia | |
| Buprenorphine SR | Zoo Pharm | 10mg/ml bottle, Dose: 0.2mg/kg SC | |
| Cath angio 5.0 Fr x100.0 cm 0.038 in JR4 | MERIT MEDICAL SYSTEM INC | 7523-21 | For identification of the renal arteries |
| Cuffed endotracheal tube | Emdamed | To establish a secure airway for the duration of the operation | |
| EKG Medtronics- Physiocontrol LifePak 20 Oxygen saturation monitor | GE Healthcare Madison WI | For oxygen saturation monitoring | |
| Encore 26 inflator | BOSTON SCIENTIFIC | 710113 | For inflating the balloon catheters |
| Ethanol 95% (Ethyl alcohol) | Henry Schein | For skin disinfection | |
| Fentanyl patch | Mylan | Dose: 25-50mcg/hr, TD | |
| Gold silicone coated Foley | TELEFLEX MEDICAL INC | 180730160 | For urine collection |
| Heparin sodium | LEO Pharma A/S | Dose: 200 IU/kg IV | |
| i33 ultrasound machine | Phillips | Use ultrasonographic guidance for femoral catherization if necessary | |
| Inqwire diagnostic guide wire - 0.035" (0.89 mm) - 260 cm (102") - 1.5 mm j-tip | MERIT MEDICAL SYSTEM INC | 6609-33 | For guiding the balloon catheters to the renal arteries |
| Intravenous catheter, size 20 gauge | Santa Cruz Biotechnology | Inc SC-360097 | For fluid administration |
| Isoflurane | Patterson Veterinary Supply, Inc. | 21283620 | Dose: 3%, INH |
| Metzenbaum blunt curved 14.5 cm - 5(3/4)" | Rudolf Medical | RU-1311-14M | For tissue dissection and cutting |
| Neonatal disposable transducer kit with 30ml/hr flush device and double 4-way stopcocks for continuous monitoring | Argon Medical | 041588505A | For pressure measurement |
| Powerflex pro PTA dilatation catheter 6 x 20 mm - shaft length (135cm) | CARDINAL HEALTH | 4400602X | For occlusion of the renal arteries |
| Pressure monitoring lines mll/mll - 12" clear, mll/mll | Smiths Medical | B1571/MX571 | For pressure measurement |
| Procedure pack | Molnlycke Health Care | 97027809 | Surgical drape, gauze pads, syringes, beaker etc |
| Protamine | Henry Schein | 1044148 | For heparin reversal |
| Scalpel blade - size #10 | Cardinal Health (Allegiance) | 32295-010 | For the skin incisions |
| Stopcock iv 4 way lrg bore rotg male ll adptr strl | Peoplesoft | 1550 | For connecting tubings |
| Straight lateral retractor | Codman | For skin retraction | |
| Suture perma hnd 18in 2-0 braid silk blk | CARDINAL HEALTH 1 | A185H | For suturing incision site and securing catheters |
| Syringe contrast injection 10ml fixed male luer red | MERIT MEDICAL SYSTEM INC | MSS111-R | To administer the contrast agent |
| Syringe medical 60ml ll plst strl ltx free disp | CARDINAL HEALTH 1 | BF309653 | For urine collection and flushing of the angiocath |
| Tilzolan (tiletamine/zolazepam) | Patterson Veterinary Supply, Inc. | 07-893-1467 | Dose: 4-6 mg/kg, IM |
| Xylazine | Putney, INC | Dose: 1.1-2.2 mg/kg, IM |
References
- Ali Pour, P., Kenney, M. C., Kheradvar, A. Bioenergetics consequences of mitochondrial transplantation in cardiomyocytes. Journal of the American Heart Association. 9 (7), 014501 (2020).
- Giraud, S., Favreau, F., Chatauret, N., Thuillier, R., Maiga, S., Hauet, T. Contribution of large pig for renal ischemia-reperfusion and transplantation studies: The Preclinical Model. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2011, 14 (2011).
- Amdisen, C., et al. Testing Danegaptide effects on kidney function after ischemia/reperfusion injury in a new porcine two week model. PLoS ONE. 11 (10), 1-13 (2016).
- Bhargava, P., Schnellmann, R. G. Mitochondrial energetics in the kidney. Nature Reviews Nephrology. 13 (10), 629-646 (2017).
- Bonventre, J. V., Weinberg, J. M. Recent advances in the pathophysiology of ischemic acute renal failure. Journal of the American Society of Nephrology. 14 (8), 2199-2210 (2003).
- Case, J., Khan, S., Khalid, R., Khan, A. Epidemiology of Acute Kidney Injury in the Intensive Care Unit. Critical Care Research and Practice. 2013, 9 (2013).
- Jabbari, H., et al. Mitochondrial transplantation ameliorates ischemia/reperfusion-induced kidney injury in rat. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease. 1866 (8), 165809 (2020).
- Malagrino, P. A., et al. Catheter-based induction of renal ischemia/reperfusion in swine: Description of an experimental model. Physiological Reports. 2 (9), 1-13 (2014).
- Freeman, R. V., et al. Nephropathy requiring dialysis after percutaneous coronary intervention and the critical role of an adjusted contrast dose. American Journal of Cardiology. 90 (10), 1068-1073 (2002).
- Gasthuys, E., et al. Postnatal maturation of the glomerular filtration rate in conventional growing piglets as potential juvenile animal model for preclinical pharmaceutical research. Frontiers in Pharmacology. 8 (431), 1-7 (2017).
- Doulamis, I. P., et al. Mitochondrial transplantation by intra-arterial injection for acute kidney injury. American Journal of Physiology - Renal Physiology. 319 (3), 403-413 (2020).
- Rewa, O., Bagshaw, S. M. Acute kidney injury-epidemiology, outcomes and economics. Nature Reviews Nephrology. 10 (4), 193-207 (2014).
- Grossini, E., et al. Levosimendan Protection against Kidney Ischemia/Reperfusion Injuries in Anesthetized Pigs. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 342 (2), 376-388 (2012).
- Laskey, W. K., et al. Volume-to-creatinine clearance ratio. A pharmacokinetically based risk factor for prediction of early creatinine increase after percutaneous coronary intervention. Journal of the American College of Cardiology. 50 (7), 584-590 (2007).
