孤立したウサギの肺の準備は肺の調査の金の標準的な用具である。この出版物は、気道反応性、肺保存、肺移植および肺水腫における前臨床研究に関与する生理学的および病理学的メカニズムの研究のために開発された技術を説明することを目的とする。
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この記事について
サマリー
要約
孤立した肺灌流システムは肺の研究で広く使用されており、肺の内部の働き(マイクロおよびマクロ的)の解明に寄与している。この技術は、循環物質間の相互作用や吸入または浸透物質の影響を含む代謝活動および呼吸機能を測定することによって、肺生理学および病理の特性評価に有用である。 in vitro の方法は組織のスライスと培養を伴うが、孤立した ex vivo 肺灌流システムは、換気および灌流を再現しながら、連続的な生理機能の研究を可能にする完全な機能器官で働くことを可能にする。しかし、中枢的な内挿およびリンパドレナージの欠如の影響は、依然として十分に評価されなければならないことに留意すべきである。このプロトコルは、孤立した肺装置の組み立てを記述し、実験用実験動物からの肺および心臓の外科的抽出およびカヌル化を記述し、また、データの灌流技術および信号処理を表示することを目的とする。孤立した肺の平均生存率は5〜8時間の範囲である。この間、肺毛細血管の透過性が増加し、浮腫および肺損傷を引き起こす。保存された肺組織の機能は、毛細管濾過係数(Kfc)によって測定され、経時肺水腫の程度を決定するために使用される。
概要
ブロディとディクソンは、1903年1月に最初に元生体肺灌流システムを説明した。それ以来、肺2,3の生理学、薬理学、毒物学、生化学を研究するためのゴールドスタンダードツールとなっています。この技術は、肺移植の生存率を評価し、ヒスタミン、アラキドン酸代謝物、物質Pなどの炎症性メディエーターの効果と、気管支収縮、アテクサシス、肺水腫などの肺現象中の相互作用を決定するための一貫した再現可能な方法を提供する。孤立した肺系は、一般的な循環からの生物起源アミンの除去における肺の重要な役割を明らかにする上で重要な技術であった4,5。さらに、このシステムは、肺界面活性剤の生化学を評価するために使用されています6。過去数十年にわたり、元生体肺灌流システムは肺移植研究のための理想的なプラットフォームとなっています7。2001年、スティグ・スティーンのチームリーダーは、元生体肺灌流システムの最初の臨床応用を説明し、19歳のドナーの肺を再調整し、最初に怪我のために移植センターによって拒絶された。左肺は収穫され、65分間浸透した。そ....
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プロトコル
ウサギモデルの単離灌流系は、インスティトゥート・ナシオナル・デ・エンフェルメダーデス・レスピラトリアスの気管支過敏性研究所で広く使用されています。プロトコルは、2.5-3キロのおおよその重量を持つニュージーランドのウサギが含まれています。すべての動物は、標準的なビバリウム条件と実験動物のための公式のメキシコのガイドライン(NOM 062-ZOO-1999)および実験動物のケアと使用のためのガイド(第8版、2011)に従って餌を与えるアドリビタムで保たれました。このプロトコルで提示されたすべての動物の手順と動物のケア方法は、以前にナシオナル・デ・エンフェルメダーデス・レスピラトリアス研究所の倫理委員会によって承認されました。
注:孤立した肺灌流システムの調製には、麻酔下および安楽死による動物の意図的な死が含まれます。
1. 装置および装置の準備。
- 機器の配置:
- ウサギの重量に応じてサイズの手術台を設定します。
- 鋼鉄柱に人工胸郭のカバーを下にガラス室、側面にローラーポンプを備えた人工胸郭のカバーを取り付けます。
- カバーが気管に沿って気管カニューレを持つように容易に傾斜して、より速い接続を可能にすることを確認してください。
- 人工胸郭:
メモ:これはシステムの....
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結果
孤立した肺灌流システムは、生検のための臓器操作、灌流からのサンプル収集、および生理学的パラメータのリアルタイムデータ収集を可能にする。分離されたシステムは、代謝および酵素活性から肺移植のための浮腫形成および保存期間に、異なる機能および肺現象を含む多くの仮説をテストするために使用することができる。
図1は、完全に組み立てられた孤立した肺灌流システムと、換気システムおよび計算されたデータ取得の図を示しています。システムの灌流成分は、パーフューズが常に孤立した肺を流れ続ける。肺動脈は、流入灌流を提供するためにカニューレートされ、透過性流出は心臓の左心房をカニューララットすることによって提供される。パーフューザートはローラーポンプを使用して通過し、パーフューセートが熱交換器を通過し、次に気泡トラップを通って肺動脈に入り、最後に肺血管床に入ります。換気コンポーネントは、換気媒体が気管カニューレを介して直接気内管を通って肺に通り過ぎて常に流れるのを可能にする。
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ディスカッション
この研究は、肺生理学研究に不可欠な技術である孤立した肺灌流システムの一般的なビューを表示する。分離された肺の灌流システムは使用の多様性の大きい程度を提供し、仮説の広い範囲のテストに関連するいくつかの変数の評価を可能にする15。孤立した肺系は、過去10年間に臓器特異的評価との関連性をさらに確立し、間葉系幹細胞16 およびCRISPR/Cas9ゲノムエンジニアリング17を含む最先端の技術および新しい治療法の延長としての有用性を拡大した世界的な存在を持つツールです。現在の 元生体肺 灌流研究領域は、抗炎症戦略、換気傷害管理および予防、抗拒絶治療、および抗肺水腫性能15を広くカバーしている。
正しいデータの再収集を保証するために、装置の適切な組み立てが必要です。 図1 に示すように、システム全体は、換気システムに取り付けられ.......
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開示事項
著者らは利益相反を宣言しない。
謝辞
著者たちは、この原稿の執筆に対する彼女のサポートに対するベッティーナ・ソマー・セルバンテス博士、イラストによる彼女のサポートに感謝したいと思います。
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材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 2ストップTygon E-Labチューブ、内径3.17 mm、12 /パック、ブラック/ホワイト | Hugo Sachs Elektronik (HSE) | 73-1864 | |
| IPL-4の陽圧換気用アダプター | Hugo Sachs Elektronik (HSE) | 73-4312 | |
| IPL-4の陽圧換気用アダプター | Hugo Sachs Elektronik (HSE) | 73-4312 | |
| IPL-4のための代替圧力フリーガス供給:負の換気中に室内空気とは異なるガス混合物を気管に供給するには | Hugo Sachs Elektronik (HSE) | 73-4309 | |
| ウサギから胎児ブタへの分離灌流肺用ベースユニット | Hugo Sachs Elektronik (HSE) | 73-4138 | |
| ウシ血清A2:D41アルブミン凍結乾燥粉末 | シグマ | 3912 | 500 g |
| 塩化カルシウム、CaCl2·2H2O. | JTベイ | カー10035-04-8 | |
| 極低温バイアルコー | ニング | 430659 | 2mL |
| D-グルコーサ、C6H12O6。 | シグマ | G5767 | |
| 差圧トランスデューサDLP2.5、範囲+-2.5 cmH2O、HSEコネクタ | Hugo Sachs Elektronik(HSE) | 73-3882 | |
| 圧トランスデューサMPX、範囲+-100 cmH2O、HSEコネクタ | Hugo Sachs Elektronik(HSE) | 73-0064 | |
| ッペンドルフチューブエ | |||
| タノール絶対HPLCグレード | カレドン | ||
| ファルコンチューブ | 14mL | ||
| ハーバード蠕動ポンプ P-230 (コントロールボックスとP-230モータードライブを完備) | ヒューゴ・ザックス・エレクトロニック (HSE) | 70-7001 | |
| 加熱式リニアニューモタコメーター 0 〜 10 L/分 流量範囲 | ヒューゴ・ザックス・エレクトロニック (HSE) | 59-9349 | |
| シングルニューモタコメーター用ヒーターコントローラー 230 VAC、50 Hz | Hugo Sachs Elektronik (HSE) | 59-9703 | |
| Heparin | PISA | 5000 UI | |
| HPLC カラム (C18 100A 5U) | Alltech | 98121213 | 150 mm x 4.6 mm |
| 水性シリンジ フィルター | Millex | SLLGR04NL | 4 mm |
| IPL-4 コア システム、単離ウサギから胎児ブタ肺、230 | Hugo Sachs Elektronik (HSE) | 73-4296 | |
| IPL-4 コアシステム 単離ウサギから胎児ブタの肺用、230 V | Hugo Sachs Elektronik (HSE) | 73-4296 | |
| 緩衝液用ジャケット付きガラスリザーバー、フリットとチューブ付き、6.0 L | Hugo Sachs Elektronik (HSE) | 73-0322 | |
| ラウダサーモスタットサーキュレーター、タイプ E-103、230 V/50 Hz、3 L バス容量、温度範囲 20 〜 150°C;C | Hugo Sachs Elektronik (HSE) | 73-0125 | |
| バスケット付きウサギ用左心房カニューレ、外径 5.9 mm | Hugo Sachs Elektronik (HSE) | 73-4162 | |
| PLUGSYSモジュール用低範囲血圧トランスデューサP75 | Hugo Sachs Elektronik (HSE) | 73-0020 | |
| 硫酸マグネシウム七水和物、MgSO4·7H2O | JT Baker | 10034-99-8 | |
| マイクロ遠心チューブ | コーニング | 430909 | |
| 負圧換気制御オプション IPL-4 用 圧力調整器付き | Hugo Sachs Elektronik (HSE) | 73-4298 | |
| ニュージーランドのウサギ | |||
| PISABENTAL (ペントバルビタールナトリウム) | PISA | Q-7833-215 | |
| PLUGSYSケース、タイプ603* 7 | Hugo Sachs Elektronik (HSE) | 73-0045 | |
| PLUGSYS TCMタイムカウンターモジュール | Hugo Sachs Elektronik (HSE) | 73-1750 | |
| PLUGSYSトランスデューサアンプモジュール (TAM-A) | Hugo Sachs Elektronik (HSE) | 73-0065 | |
| PLUGSYSトランスデューサアンプモジュール (TAM-D) | Hugo Sachs Elektronik (HSE) | 73-1793 | |
| 圧力調整器付きPLUGSYS VCM-4R換気制御モジュール | Hugo Sachs Elektronik (HSE) | 73-1755 | |
| カリウム、KCl。 | JTベイ | カー3040-01 | |
| 二水素カリウム、KH2PO4 | JTベイ | カー7778-77-0PROCIN | |
| (キシラシンクロルハイドレート) | PISA | Q-7833-099 | |
| 付きウサギ用肺動脈カニューレ、OD 4.6 mm | Hugo Sachs Elektronik(HSE) | 73-4161 | |
| メスナイフ | |||
| セロトニン 5-HT | |||
| サーボ コントローラー (SCP | Hugo Sachs Elektronik (HSE) | 73-2806 | |
| スナップ キャップ マイクロ遠心分離機 チューブ | Costar | 3620 | 1.7 mL |
| 重炭酸ナトリウム、NaHCO3 | sigma | S6014 | |
| 塩化ナトリウム、NaCl. | シグマ | S9888 | |
| 手術用手袋 No. 7 1/2 | |||
| 手術用手袋 No. 8 | |||
| タイゴンチューブ | Masterflex | ||
| 気管カニューレ ウサギ用, 外径 5.0 mm | Hugo Sachs Elektronik (HSE) | 73-4163 |
参考文献
- Dixon, W. E. Contributions to the physiology of the lungs: Part I. The bronchial muscles, their innervation, and the action of drugs upon them. The Journal of Physiology. 29 (2), 97-173 (1903).
- Nelson, K., et al.
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