Summary
वर्तमान अध्ययन तीन अलग-अलग फेफड़ों के दान मॉडल (मस्तिष्क मृत्यु के बाद दान, पोस्ट-सर्कुलेटरी डेथ डोनेशन, और पोस्ट-हेमोरेजिक शॉक डोनेशन) की स्थापना को दर्शाता है। यह इन घटनाओं से जुड़ी भड़काऊ प्रक्रियाओं और रोग संबंधी विकारों की तुलना करता है।
Abstract
प्रायोगिक मॉडल विभिन्न पैथोफिजियोलॉजिकल घटनाओं में शामिल एटियलॉजिकल घटनाओं को समझने के लिए महत्वपूर्ण उपकरण हैं। इस संदर्भ में, संभावित उपचारों का मूल्यांकन करने के लिए प्रत्यारोपण के बाद प्राथमिक ग्राफ्ट डिसफंक्शन के पैथोफिज़ियोलॉजी को ट्रिगर करने वाले तत्वों का अध्ययन करने के लिए विभिन्न पशु मॉडल का उपयोग किया जाता है। वर्तमान में, हम प्रयोगात्मक दान मॉडल को दो बड़े समूहों में विभाजित कर सकते हैं: मस्तिष्क की मृत्यु के बाद दान और संचार गिरफ्तारी के बाद दान। इसके अलावा, अंग दान के पशु मॉडल पर विचार करते समय रक्तस्रावी सदमे से जुड़े हानिकारक प्रभावों पर विचार किया जाना चाहिए। यहां, हम तीन अलग-अलग फेफड़ों के दान मॉडल (पोस्ट-ब्रेन डेथ डोनेशन, पोस्ट-सर्कुलेटरी डेथ डोनेशन, और पोस्ट-हेमोरेजिक शॉक डोनेशन) की स्थापना का वर्णन करते हैं और इन घटनाओं से जुड़े भड़काऊ प्रक्रियाओं और रोग संबंधी विकारों की तुलना करते हैं। इसका उद्देश्य वैज्ञानिक समुदाय को संबंधित रोग तंत्र का अध्ययन करने और प्रत्यारोपण के लिए व्यवहार्य ग्राफ्ट की संख्या को अनुकूलित करने के लिए नए चिकित्सीय लक्ष्यों की खोज के लिए फेफड़े के दान के विश्वसनीय पशु मॉडल प्रदान करना है।
Introduction
नैदानिक प्रासंगिकता
अंग प्रत्यारोपण कई गंभीर विकृति के लिए एक अच्छी तरह से स्थापित चिकित्सीय विकल्प है। हाल के वर्षों में, अंग प्रत्यारोपण के नैदानिक और प्रयोगात्मक क्षेत्रों में कई प्रगति हासिल की गई है, जैसे कि प्राथमिक ग्राफ्ट डिसफंक्शन (पीजीडी) के पैथोफिज़ियोलॉजी का अधिक ज्ञान और गहन देखभाल, इम्यूनोलॉजी और फार्माकोलॉजी 1,2,3 के क्षेत्रों में प्रगति। संबंधित शल्य चिकित्सा और औषधीय प्रक्रियाओं की गुणवत्ता में उपलब्धियों और सुधार के बावजूद, उपलब्ध अंगों की संख्या और प्रतीक्षा सूची में प्राप्तकर्ताओं की संख्या के बीच संबंध मुख्य चुनौतियों 2,4 में से एक बना हुआ है। इस संबंध में, वैज्ञानिक साहित्य ने उपचारों का अध्ययन करने के लिए पशु मॉडल प्रस्तावित किए हैं जिन्हें प्रत्यारोपण 5,6,7,8 के समय तक अंगों के इलाज और/या संरक्षित करने के लिए अंग दाताओं पर लागू किया जा सकता है।
नैदानिक अभ्यास में देखी गई विभिन्न घटनाओं की नकल करके, पशु मॉडल संबंधित रोग तंत्र और उनके संबंधित चिकित्सीय दृष्टिकोणों के अध्ययन की अनुमति देते हैं। इन घटनाओं के प्रयोगात्मक प्रेरण, सबसे अलग मामलों में, अंग और ऊतक दान के प्रयोगात्मक मॉडल उत्पन्न हुए हैं जो अंग प्रत्यारोपण 6,7,8,9 पर वैज्ञानिक साहित्य में व्यापक रूप से जांच की जाती है। ये अध्ययन विभिन्न पद्धति रणनीतियों को नियोजित करते हैं, जैसे कि मस्तिष्क की मृत्यु (बीडी), रक्तस्रावी सदमे (एचएस), और संचार मृत्यु (सीडी) को प्रेरित करना, क्योंकि ये घटनाएं विभिन्न हानिकारक प्रक्रियाओं से जुड़ी होती हैं जो दान किए गए अंगों और ऊतकों की कार्यक्षमता से समझौता करती हैं।
मस्तिष्क की मृत्यु (बीडी)
बीडी घटनाओं की एक श्रृंखला से जुड़ा हुआ है जो विभिन्न प्रणालियों के प्रगतिशील गिरावट की ओर ले जाता है। यह आमतौर पर तब होता है जब मस्तिष्क के आघात या रक्तस्राव के कारण इंट्राक्रैनील दबाव (आईसीपी) में तीव्र या क्रमिक वृद्धि होती है। आईसीपी में यह वृद्धि कुशिंग के पलटा10,11 के रूप में जानी जाने वाली प्रक्रिया में एक स्थिर मस्तिष्क रक्त प्रवाह को बनाए रखने के प्रयास में रक्तचाप में वृद्धि को बढ़ावा देती है। इन तीव्र परिवर्तनों के परिणामस्वरूप हृदय, अंतःस्रावी और न्यूरोलॉजिकल डिसफंक्शन हो सकते हैं जो दान किए गए अंगों की मात्रा और गुणवत्ता से समझौता करते हैं, इसके अलावा प्रत्यारोपण के बाद की रुग्णता और मृत्यु दर10,11,12,13को प्रभावित करते हैं।
रक्तस्रावी झटका (एचएस)
एचएस, बदले में, अक्सर अंग दाताओं से जुड़ा होता है, क्योंकि उनमें से अधिकांश रक्त की मात्रा के महत्वपूर्ण नुकसान के साथ आघात के शिकार होते हैं। कुछ अंगों, इस तरह के फेफड़े और हृदय के रूप में, विशेष रूप से हाइपोवोलेमिया और परिणामस्वरूप ऊतक hypoperfusion14 के कारण एचएस के लिए कमजोर हैं. एचएस बढ़ी हुई केशिका पारगम्यता, एडिमा, और भड़काऊ कोशिकाओं की घुसपैठ के माध्यम से फेफड़ों की चोट को प्रेरित करता है, तंत्र जो एक साथ गैस विनिमय से समझौता करते हैं और प्रगतिशील अंग गिरावट का कारण बनते हैं, जिसके परिणामस्वरूप दान प्रक्रिया 6,14 पटरी से उतर जाती है।
संचार मृत्यु (सीडी)
सीडी के बाद के दान का उपयोग प्रमुख विश्व केंद्रों में तेजी से बढ़ रहा है, इस प्रकार एकत्रित अंगों की संख्या में वृद्धि में योगदान दे रहा है। पोस्ट-सीडी दाताओं से बरामद अंग गर्म इस्किमिया के प्रभाव के प्रति संवेदनशील होते हैं, जो कम (एगोनिक चरण) या कोई रक्त आपूर्ति (एसिस्टोलिक चरण)8,15के अंतराल के बाद होता है। Hypoperfusion या रक्त प्रवाह की अनुपस्थिति एटीपी के अचानक नुकसान और ऊतकों15 में चयापचय विषाक्त पदार्थों के संचय के साथ जुड़े ऊतक हाइपोक्सिया के लिए नेतृत्व करेंगे. नैदानिक अभ्यास में प्रत्यारोपण के लिए अपने वर्तमान उपयोग के बावजूद, कई संदेह प्रत्यारोपण के बाद भ्रष्टाचार की गुणवत्ता पर और रोगी अस्तित्व15 पर इन अंगों के उपयोग के प्रभाव के बारे में रहते हैं. इस प्रकार, सीडी से जुड़े एटियलॉजिकल कारकों की बेहतर समझ के लिए प्रयोगात्मक मॉडल का उपयोग भी 8,15,16,17 बढ़ रहा है।
प्रायोगिक मॉडल
विभिन्न प्रयोगात्मक अंग दान मॉडल (बीडी, एचएस, और सीडी) हैं। हालांकि, अध्ययन अक्सर एक समय में केवल एक रणनीति पर ध्यान केंद्रित करते हैं। अध्ययनों में एक ध्यान देने योग्य अंतर है जो दो या दो से अधिक रणनीतियों को संयोजित या तुलना करता है। ये मॉडल उन उपचारों के विकास में बहुत उपयोगी हैं जो दान की संख्या बढ़ाने की कोशिश करते हैं और परिणामस्वरूप संभावित प्राप्तकर्ताओं की प्रतीक्षा सूची को कम करते हैं। इस उद्देश्य के लिए उपयोग की जाने वाली पशु प्रजातियां अध्ययन से अध्ययन में भिन्न होती हैं, पोर्सिन मॉडल को आमतौर पर चुना जाता है जब उद्देश्य मानव मॉर्फो फिजियोलॉजी के साथ अधिक प्रत्यक्ष अनुवाद होता है और जानवर के आकार के कारण शल्य चिकित्सा प्रक्रिया में कम तकनीकी कठिनाई होती है। लाभ के बावजूद, तार्किक कठिनाइयों और उच्च लागत पोर्सिन मॉडल से जुड़ी हैं। दूसरी ओर, कम लागत और जैविक हेरफेर की संभावना कृंतक मॉडल के उपयोग का पक्ष लेती है, जिससे शोधकर्ता को घावों को पुन: पेश करने और उनका इलाज करने के लिए एक विश्वसनीय मॉडल से शुरू करने की अनुमति मिलती है, साथ ही अंग प्रत्यारोपण के क्षेत्र में प्राप्त ज्ञान को एकीकृत करने की अनुमति मिलती है।
यहां, हम मस्तिष्क की मृत्यु, संचार मृत्यु और रक्तस्रावी सदमे दान का एक कृंतक मॉडल प्रस्तुत करते हैं। हम इन मॉडलों में से प्रत्येक से जुड़े भड़काऊ प्रक्रियाओं और रोग स्थितियों का वर्णन करते हैं।
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Protocol
पशु प्रयोगों ने साओ पाउलो विश्वविद्यालय के चिकित्सा संकाय के प्रायोगिक जानवरों के उपयोग और देखभाल के लिए आचार समिति (प्रोटोकॉल संख्या 112/16) का अनुपालन किया।
1. पशु समूह
- बेतरतीब ढंग से बारह पुरुष Sprague Dawley चूहों (250-300 ग्राम) तीन प्रयोगात्मक समूहों (एन = 4) में से एक के लिए आवंटित विश्लेषण और पशु मॉडल के साथ जुड़े प्रभाव की तुलना करने के लिए.
- रक्तस्रावी सदमे समूह (एचएस, एन = 4) के लिए जानवरों को असाइन करें: रक्तस्रावी सदमे प्रेरण + 360 मिनट + कार्डियोपल्मोनरी ब्लॉक निष्कर्षण + विश्लेषण के लिए नमूना तैयार करने के लिए रखरखाव के साथ संवहनी कैथीटेराइजेशन के अधीन जानवरों।
- मस्तिष्क मृत्यु समूह (बीडी, एन = 4) के लिए जानवरों को सौंपें: मस्तिष्क मृत्यु के अधीन जानवरों + 360 मिनट के लिए रखरखाव + कार्डियोपल्मोनरी ब्लॉक निष्कर्षण + विश्लेषण के लिए नमूना तैयारी।
- संचार मौत समूह (सीडी, एन = 4) के लिए जानवरों को सौंपें: संवहनी कैथीटेराइजेशन + संचार मौत के प्रेरण + वेंटिलेशन के निलंबन + विश्लेषण के लिए कमरे के तापमान पर इस्किमिया + विश्लेषण के लिए नमूना तैयार करने के अधीन जानवरों।
2. संज्ञाहरण और presurgical तैयारी
- चूहे को 1 - 4 मिनट के लिए 5% आइसोफ्लुरेन के साथ एक बंद कक्ष में रखें। पैर की अंगुली चुटकी पलटा की जाँच करके उचित एनेस्थेटाइजेशन की पुष्टि करें। पलटा प्रतिक्रियाओं (कोई पंजा वापसी) की अनुपस्थिति में, एक बाल चिकित्सा लैरींगोस्कोप की सहायता से ओरोट्रैचियल इंटुबैषेण (14-जी एंजियोकैथ) करें।
- पहले से समायोजित यांत्रिक वेंटिलेटर (FiO2 100%, ज्वारीय मात्रा 10 एमएल/किग्रा, 90 चक्र/मिनट, और पीईईपी 3.0 सेमीएच2ओ) के साथ, श्वासनली कैथेटर को वेंटिलेटर से कनेक्ट करें, और संवेदनाहारी एकाग्रता को 2% तक समायोजित करें।
नोट: पशु मॉडल से संबंधित सभी प्रक्रियाओं ने इस खंड में वर्णित एक ही संवेदनाहारी प्रोटोकॉल का पालन किया। - ब्याज के क्षेत्रों (सिर, गर्दन, छाती और पेट) से फर निकालें। फिर, धुंध का उपयोग करके, सर्जिकल क्षेत्र और जानवर की पूंछ कीटाणुरहित करें। कीटाणुशोधन क्लोरहेक्सिडिन डिग्लुकोनेट स्क्रब के एक मादक समाधान के तीन वैकल्पिक दौर के साथ किया जाता है।
- जानवर की पूंछ की नोक को काटें, अंगूठे और तर्जनी को पूंछ के आधार पर रखें, और फिर उन्हें आधार से दूर दबाएं और स्लाइड करें। कुल ल्यूकोसाइट गिनती8 के लिए पूंछ के माध्यम से एक परिधीय रक्त नमूना (20 माइक्रोन) ले लीजिए।
नोट: इस प्रक्रिया को ट्रेकियोस्टोमी की शुरुआत से पहले और तुरंत प्रत्येक प्रोटोकॉल (बीडी और एचएस - 360 मिनट के बाद) के अंत में किया जाना चाहिए। - तुर्क के समाधान (ग्लेशियल एसिटिक एसिड 99%) के 380 माइक्रोन (1:20) में एकत्रित रक्त को पतला करने के लिए एक सटीक विंदुक का उपयोग करें। एक बार पतला, एक Neubauer कक्ष में रक्त का नमूना विंदुक और एक खुर्दबीन (40x) के तहत जगह है. कक्ष के चार पार्श्व चतुर्थांशों में कुल ल्यूकोसाइट गिनती करें।
3. ट्रेकियोस्टोमी
- उपयुक्त कैंची और संदंश की मदद से, गर्भाशय ग्रीवा श्वासनली के अनुदैर्ध्य विच्छेदन प्रदर्शन, गर्दन के मध्य तीसरे से suprasternal पायदान (
1.5 सेमी चीरा) के लिए शुरू. त्वचा और चमड़े के नीचे के ऊतकों के चीरा के बाद, श्वासनली उजागर होने तक गर्भाशय ग्रीवा की मांसपेशियों को विच्छेदन करें। - श्वासनली के नीचे एक 2-0 रेशम संयुक्ताक्षर रखें।
- माइक्रोकैंची का उपयोग करके, एक समान वेंटिलेशन प्राप्त करने के लिए श्वासनली के ऊपरी तीसरे हिस्से को ट्रेकियोस्टोमाइज़ करें। क्षैतिज रूप से एक धातु प्रवेशनी (3.5 सेमी) के व्यास को समायोजित करने के लिए दो कार्टिलाजिनस छल्ले के बीच श्वासनली को काट लें।
- वेंटिलेशन ट्यूब डालें और इसे तैयार संयुक्ताक्षर के साथ ठीक करें।
- वेंटिलेशन ट्यूब को छोटे-पशु वेंटिलेशन सिस्टम से कनेक्ट करें।
- 10 एमएल / किग्रा की ज्वारीय मात्रा, 70 चक्र/मिनट की दर, और 3 सीएमएच2ओ की पीईईपी के साथ चूहे को वेंटिलेट करें।
1.5 सेमी चीरा) के लिए शुरू. त्वचा और चमड़े के नीचे के ऊतकों के चीरा के बाद, श्वासनली उजागर होने तक गर्भाशय ग्रीवा की मांसपेशियों को विच्छेदन करें।4. ऊरु धमनी और शिरा कैथीटेराइजेशन
- वंक्षण क्षेत्र में एक छोटे चीरा (1.5 सेमी) के माध्यम से ऊरु त्रिकोण बेनकाब. ऊरु वाहिकाओं को पहचानें और अलग करें। इस प्रक्रिया के लिए, एक स्टीरियोमाइक्रोस्कोप (3.2x आवर्धन) का उपयोग करें।
- रक्त वाहिकाओं (शिरा या धमनी) के नीचे दो 4-0 रेशम संयुक्ताक्षर रखें, एक दूर से और दूसरा समीपस्थ। सबसे डिस्टल लिगेचर बंद करें, फिर समीपस्थ संयुक्ताक्षर में एक पूर्व-समायोजित गाँठ रखें और खींचें।
- जहाजों में एक छोटे, पूर्व गठित चीरा के माध्यम से कैथेटर डालें. अव्यवस्था से बचने के लिए प्रवेशनी को ठीक करें।
नोट: पशु के शिरापरक नेटवर्क के कैलिबर के लिए उपयुक्त परिधीय अंतःशिरा कैथेटर को गर्म करके वेल्डेड 20 सेमी नवजात भरनेवाला से कैथेटर बनाएं, इस प्रकार रक्त सामग्री के पुनरुत्थान को रोकें। हेपरिन के साथ प्रवेशनी को चिकनाई करें, औसत धमनी दबाव (एमएपी) माप के दौरान थ्रोम्बी और जटिलताओं के गठन से बचें। - धमनी कैथेटर को एक दबाव ट्रांसड्यूसर और औसत धमनी दबाव (एमएपी) रिकॉर्ड करने के लिए एक महत्वपूर्ण संकेत निगरानी प्रणाली से कनेक्ट करें। ट्रांसड्यूसर को जानवर के दिल के स्तर पर तैनात किया जाना चाहिए। एमएपी को हर 10 मिनट की अवधि में रिकॉर्ड करें।
- नस में सिरिंज कैथेटर (3 एमएल) रखें, जब आवश्यक हो तो जलयोजन और exsanguination के लिए लक्ष्य.
5. रक्तस्रावी सदमे प्रेरण
- शिरापरक पहुंच के माध्यम से और एक हेपरिनाइज्ड सिरिंज के साथ, रक्त की छोटी मात्रा को हटा दें जब तक कि 50 मिमीएचजी के एमएपी मान तक नहीं पहुंच जाते हैं, इस प्रकार रक्तस्रावी सदमे की स्थापना होती है।
नोट: प्रयोग के पहले घंटे में हर 10 मिनट में और बाद के घंटों में हर 30 मिनट में रक्त का एक 2 एमएल विभाज्य ले लीजिए। - 360 मिनट की अवधि के लिए लगभग 50 mmHg पर दबाव स्थिर रखें। ऐसा करने के लिए, क्रमशः दबाव बढ़ने या घटने पर रक्त के एलिकोट को हटा दें या जोड़ें।
- हाइपोथर्मिया से बचने के लिए पास में गर्मी का एक स्रोत रखें।
नोट: यहां, एक हीट लैंप का उपयोग किया जाता है। - प्रोटोकॉल के अंत में, कुल फेफड़ों की क्षमता (टीएलसी) पर फुफ्फुसीय ब्लॉक फसल और या तो तरल नाइट्रोजन में फ्लैश फ्रीज या आगे के अध्ययन के लिए एक फिक्सिंग समाधान में जगह है.
नोट: एक छोटे पशु वेंटिलेटर की सहायता से, प्रोटोकॉल के दौरान वेंटिलेटरी मापदंडों तक पहुंचा जा सकता है। वर्तमान अध्ययन में, इन मापदंडों तुरंत एचएस प्रेरण से पहले मूल्यांकन किया गया (बेसलाइन) और 360 मिनट बाद में (अंतिम).
6. संचार मृत्यु प्रेरण
- संचार मृत्यु को प्रेरित करने के लिए, शिरापरक रेखा के माध्यम से 150 मिलीग्राम / किग्रा सोडियम थियोपेंटल का प्रशासन करें। फिर वेंटिलेशन सिस्टम बंद कर दें।
- एमएपी में प्रगतिशील कमी पर ध्यान दें जब तक कि यह 0 mmHg तक नहीं पहुंच जाता। इस बिंदु से, गर्म इस्किमिया अवधि की शुरुआत पर विचार करें और समय गणना शुरू करें। पशु 180 मिनट के लिए कमरे के तापमान (लगभग 22 डिग्री सेल्सियस) पर रहना चाहिए.
- प्रोटोकॉल के अंत में, यांत्रिक वेंटिलेटर के लिए फेफड़ों को फिर से कनेक्ट करें और संग्रह के लिए टीएलसी में फुफ्फुसीय ब्लॉक की कटाई करें। या तो तरल नाइट्रोजन का उपयोग करके फ्लैश फ्रीज करें या इसे आगे के अध्ययन के लिए निर्धारण समाधान में रखें।
7. ब्रेन डेथ इंडक्शन
- प्रवण स्थिति में चूहे प्लेस.
- सर्जिकल कैंची का उपयोग खोपड़ी से त्वचा निकालें. एक 1 मिमी कैलिबर बोरहोल 2.80 मिमी पूर्वकाल और 10.0 मिमी उदर से ब्रेग्मा और 1.5 मिमी पार्श्व को धनु सिवनी में ड्रिल करें।
- पूरे गुब्बारे कैथेटर को कपाल गुहा में डालें और सुनिश्चित करें कि गुब्बारा खारा (500 μL) से पहले से भरा हुआ है।
- एक सिरिंज की मदद से, तेजी से कैथेटर फुलाएं।
- अचानक एमएपी ऊंचाई (कुशिंग रिफ्लेक्स), सजगता की अनुपस्थिति, द्विपक्षीय मायड्रायसिस और एपनिया को देखकर मस्तिष्क की मृत्यु की पुष्टि करें। पुष्टि के बाद, संज्ञाहरण बंद कर देते हैं और 360 मिनट के लिए यांत्रिक वेंटिलेशन पर पशु रखें.
- हाइपोथर्मिया से बचने के लिए पास में गर्मी का एक स्रोत रखें।
- प्रोटोकॉल के अंत में, संग्रह के लिए टीएलसी में फुफ्फुसीय ब्लॉक फसल और या तो तरल नाइट्रोजन में फ्लैश फ्रीज या आगे के अध्ययन के लिए एक फिक्सिंग समाधान में जगह है.
नोट: एक छोटे पशु वेंटिलेटर की सहायता से, प्रोटोकॉल के दौरान वेंटिलेटरी मापदंडों तक पहुंचा जा सकता है। वर्तमान अध्ययन में, हमने बीडी इंडक्शन (बेसलाइन) से ठीक पहले और 360 मिनट (अंतिम) के बाद इन मापदंडों का मूल्यांकन किया।
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Representative Results
मीन धमनी दबाव (एमएपी)
बीडी और एचएस के हेमोडायनामिक नतीजों को निर्धारित करने के लिए, एमएपी का मूल्यांकन प्रोटोकॉल के 360 मिनट में किया गया था। आधारभूत माप क्रमशः बीडी या एचएस के अधीन जानवरों के लिए त्वचा हटाने और खोपड़ी ड्रिलिंग के बाद और रक्त विभाज्य संग्रह से पहले एकत्र किया गया था। BD और HS प्रेरण से पहले, दो समूहों का आधारभूत MAP समान था (BD: 110.5 ± 6.1 बनाम HS: 105.8 ± 2.3 mmHg; p=0.5; दो-तरफा ANOVA)। कैथेटर अपर्याप्तता के बाद, बीडी समूह ने रक्तचाप के स्तर (138.7 ± 10.1 मिमीएचजी) में अचानक वृद्धि का अनुभव किया। उच्च रक्तचाप से ग्रस्त चोटी एक अजीब घटना है जो बढ़े हुए इंट्राक्रैनील दबाव से संबंधित है और इसे बीडी की स्थापना का पहला सबूत माना जा सकता है। इसके अलावा, हमने सभी जानवरों में सजगता, द्विपक्षीय मायड्रायसिस और मुद्रास्फीति के बाद के एपनिया की अनुपस्थिति देखी। इस चोटी के दबाव के बाद एमएपी (10 मिनट - 81.2 ± 10 मिमीएचजी) में तेजी से कमी आई। हाइपोटेंशन लगभग 50 मिनट के लिए बनी रही, जिसके बाद एमएपी स्तर बेसलाइन (120 मिनट - 120.7 ± 7.5 मिमीएचजी) (चित्रा 1) के करीब मूल्यों पर लौट आए।
बीडी समूह के विपरीत, एचएस समूह में एमएपी में कमी प्रयोग के पहले 10 मिनट में रक्त एलिकोट की वापसी से जुड़ी है। हाइपोवोलेमिक शॉक 360 मिनट (प्रोटोकॉल 52.3 ± 1.2 mmHg में मतलब भिन्नता) के लिए बनाए रखा गया था। प्रोटोकॉल के अंत के बाद, बीडी समूह ने एचएस समूह से 6-एच फॉलो-अप पर काफी अलग एमएपी पैटर्न दिखाया (बीडी: 93.7 ± 4.5 बनाम एचएस: 52.3 ± 0.5 मिमीएचजी; पी<0.0001; छात्र की टी परीक्षा)।
फुफ्फुसीय यांत्रिकी
श्वसन प्रणाली के लोचदार और प्रतिरोधक मापदंडों का मूल्यांकन करने के लिए, बीडी और एचएस के अधीन जानवरों के फेफड़ों के यांत्रिकी का विश्लेषण किया गया था। शुरुआत के बाद और हाइपोटेंशन रखरखाव के बाद 360 मिनट, एचएस समूह ने फेफड़ों के ऊतकों के प्रतिरोध (जी) (एचएस: बेसलाइन - 0.26 ± 0.02 बनाम फाइनल - 0.51 ± 0.05 सेमीएच2ओ में वृद्धि का प्रदर्शन किया।एमएल -1; पी = 0.03; द्विमार्गी एनोवा), इसके बाद श्वसन प्रणाली अनुपालन (सीआरएस) (एचएस: बेसलाइन - 0.64 ± 0.05 बनाम अंतिम - 0.23 ± 0.004 सेमीएच2ओ / एमएल; पी = 0.001; द्विमार्गी एनोवा) (चित्रा 2 ए, बी)।
पल्मोनरी एडिमा
प्रोटोकॉल के अंत में, दाहिने फेफड़े के मध्य लोब को सभी समूहों के लिए एकत्र किया गया था, और इसका वजन गीला/सूखा वजन अनुपात का विश्लेषण करने के लिए मापा गया था, जिसका उपयोग फुफ्फुसीय एडिमा इंडेक्स के रूप में किया गया था। अंग के निष्कर्षण के तुरंत बाद गीले वजन का मूल्यांकन किया गया था, और 80 डिग्री सेल्सियस ओवन में 24 घंटे के बाद सूखा वजन मापा गया था। इस अनुपात के अनुसार, बीडी समूह (2.32 ± 0.1) ने एचएस (1.97 ± 0.03) और सीडी समूहों (2.04 ± 0.02) (चित्रा 3) की तुलना में अधिक एडिमा दिखाया।
प्रणालीगत और ऊतक भड़काऊ पैरामीटर
प्रोटोकॉल के अंत में, एचएस (बेसलाइन - 13888 ± 887.3 बनाम फाइनल - 35263 ± 4076 मिमी3; पी = 0.0189) से गुजरने वाले समूह में प्रणालीगत ल्यूकोसाइट्स की कुल संख्या में उल्लेखनीय वृद्धि हुई थी; द्विमार्गी एनोवा) (चित्र 4)। एचएस समूह ने आधारभूत मूल्यों की तुलना में और बीडी समूह (पी = 0.0132) के संबंध में ल्यूकोसाइट्स की संख्या में वृद्धि देखी।
ऊतक सूजन फेफड़ों के ऊतकों में भड़काऊ मार्करों मात्रा निर्धारित करके मूल्यांकन किया गया था. इस प्रयोजन के लिए, फेफड़े के ऊतकों बायोप्सी के नमूनों को फॉस्फेट बफर में समरूप बनाया गया था और फिर ट्यूमर नेक्रोसिस फैक्टर अल्फा (टीएनएफ-α) और इंटरल्यूकिन 1 बीटा (आईएल 1-β) अभिव्यक्ति के लिए विश्लेषण के लिए भेजा गया था। β सीडी समूह ±(8 ± 2.3 पीजी / मिलीग्राम±; पी = 0.004; - तरफ़ा एनोवा) (चित्रा 5 बी)। एचएस समूह ने टीएनएफ -α (4.7 ± 0.3 पीजी / मिलीग्राम; पी<0.0001; - तरफ़ा एनोवा) बीडी समूह (1.3 ± 0.3 पीजी/मिलीग्राम) और सीडी समूह (0.4 ± 0.2 पीजी/मिलीग्राम) (चित्रा 5बी) की तुलना में।
चित्रा 1: मस्तिष्क की मृत्यु (बीडी) और रक्तस्रावी सदमे (एचएस) समूहों में औसत धमनी दबाव (एमएपी) का समय पाठ्यक्रम। सभी मापों के मूल्यों को साधनों (एसईएम) की मानक त्रुटियों ± साधन के रूप में व्यक्त किया जाता है। एमएपी, मतलब धमनी दबाव; बीडी, मस्तिष्क की मृत्यु; एचएस, रक्तस्रावी झटका। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 2: फेफड़े यांत्रिकी। फेफड़े यांत्रिकी के रूप में (ए) श्वसन प्रणाली अनुपालन और (बी) मस्तिष्क मृत्यु (बीडी) समूह और रक्तस्रावी सदमे (एचएस) समूह में ऊतक प्रतिरोध द्वारा निर्धारित किया जाता है। * एचएस समूह (पी <0.05) में आधारभूत और अंतिम मूल्यों के बीच महत्वपूर्ण अंतर इंगित करता है। सभी मापों के लिए मान साधन (एसईएम) के मानक त्रुटियों ± साधन के रूप में व्यक्त किए जाते हैं, और तुलना के लिए दो-तरफा एनोवा का उपयोग किया गया था। सीआरएस, श्वसन प्रणाली का अनुपालन; जी, ऊतक प्रतिरोध; बीडी, मस्तिष्क की मृत्यु; एचएस, रक्तस्रावी झटका। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 3: मस्तिष्क की मृत्यु (बीडी) समूह और रक्तस्रावी सदमे (एचएस) समूह में फेफड़े के गीले-से-सूखे वजन अनुपात द्वारा निर्धारित फेफड़े की एडिमा। सभी मापों के मूल्यों को साधनों ± मानक त्रुटियों (एसईएम) के साधन के रूप में व्यक्त किया जाता है, और तुलना एक तरफ़ा एनोवा के साथ की जाती है। बीडी, मस्तिष्क की मृत्यु; एचएस, रक्तस्रावी झटका; सीडी, संचार मृत्यु। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 4: रक्तस्रावी सदमे (एचएस) समूह और मस्तिष्क मृत्यु (बीडी) समूह का ल्यूकोग्राम। * एचएस समूह (पी <0.05) में आधारभूत और अंतिम मूल्यों के बीच महत्वपूर्ण अंतर इंगित करता है। सभी मापों के मूल्यों को माध्य (एसईएम) की मानक त्रुटियों ± साधन के रूप में व्यक्त किया जाता है, और तुलना दो-तरफा एनोवा के साथ की जाती है। बीडी, मस्तिष्क की मृत्यु; एचएस, रक्तस्रावी झटका। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 5: स्थानीय भड़काऊ प्रतिक्रियाएं संचार मृत्यु (सीडी) समूह में कम प्रमुख थीं। (ए) आईएल -1β के फेफड़े के ऊतक अभिव्यक्ति; (बी) टीएनएफ -α की फेफड़े के ऊतक अभिव्यक्ति। सभी मापों के मूल्यों को माध्य (एसईएम) की मानक त्रुटियों ± साधन के रूप में व्यक्त किया जाता है, और तुलना एक तरफ़ा एनोवा के साथ की जाती है। बीडी, मस्तिष्क की मृत्यु; एचएस, रक्तस्रावी झटका; सीडी, संचार मृत्यु। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
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Discussion
हाल के वर्षों में, मस्तिष्क की मृत्यु के निदान की बढ़ती संख्या ने इसे प्रत्यारोपण के लिए अंगों और ऊतकों का सबसे बड़ा प्रदाता बना दिया है। हालांकि, यह वृद्धि संचार मृत्यु के बाद दान में अविश्वसनीय वृद्धि के साथ हुई है। इसकी बहुक्रियात्मक प्रकृति के बावजूद, मौत के कारणों के ट्रिगर तंत्र के सबसे के बाद शुरू या रक्त सामग्री 4,18 के व्यापक नुकसान के साथ आघात के साथ.
इस संदर्भ में, मस्तिष्क की मौत, संचार गिरफ्तारी, और रक्तस्रावी सदमे के प्रयोगात्मक मॉडल दाता की मौत के कारण और प्रत्यारोपण 6,8,10 के लिए इरादा संभावित अंगों की व्यवहार्यता पर उनके प्रभाव के साथ जुड़े जटिलताओं के संभावित अध्ययन के लिए महत्वपूर्ण उपकरण हैं. मॉडल स्थापना के लिए कई पशु वंशावली का सुझाव दिया गया है, जैसे कि सूअर, खरगोश, चूहा और चूहा। चूहे और माउस मॉडल साहित्य में अधिक आम हैं क्योंकि वे बहुत महंगे नहीं हैं और अध्ययन 8,13,14,15 के तहत पैथोफिजियोलॉजिकल घटनाओं को संतोषजनक ढंग से पुन: पेश करते समय कम तार्किक कठिनाई शामिल करते हैं।
हम इस बात पर जोर देना चाहेंगे कि हाल के दिशानिर्देशों और अध्ययनों ने सर्जिकल प्रोटोकॉल के एक अभिन्न अंग के रूप में पूर्व-संवेदनाहारी एनाल्जेसिया के उपयोग का समर्थन किया है, यहां तक कि तीव्र स्थितियों में भी, पेरिऑपरेटिव दर्द और पशु कल्याण के अधिक व्यापक प्रबंधन के लिए लक्ष्य है। हम अनुशंसा करते हैं कि शोधकर्ता भविष्य के अध्ययनों में इस तरह के दृष्टिकोण का मूल्यांकन करें।
मस्तिष्क की मृत्यु (बीडी)
बीडी मॉडल को आईसीपी में अचानक वृद्धि के माध्यम से प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य पाया गया था। उपयुक्त उपकरणों और प्रशिक्षित कर्मियों का उपयोग कुछ हफ्तों के प्रशिक्षण के साथ सर्जिकल सफलता और तकनीक के प्रजनन की अनुमति देता है। बीडी तकनीक के विकास के दौरान, ट्रेपैनेशन को एक उपयुक्त मोटर चालित ड्रिल के साथ किया जाना चाहिए ताकि कैथेटर में कोई सुस्ती न हो, इस प्रकार छेद से मस्तिष्क के ऊतकों के प्रक्षेपण को रोका जा सके। इसके अलावा, ड्रिलिंग के दौरान, खोपड़ी द्वारा पेश किए गए प्रारंभिक प्रतिरोध को दूर करते ही ड्रिल के आगे की गति को रोक दिया जाना चाहिए।
शोधकर्ताओं को सतर्क रहना चाहिए और कैथेटर की तेजी से मुद्रास्फीति सुनिश्चित करनी चाहिए, क्योंकि क्रमिक मुद्रास्फीति अलग-अलग भड़काऊ और हेमोडायनामिक प्रतिक्रियाओं को बढ़ावा देती है21. रक्तचाप में परिवर्तन, बदले में, प्रोटोकॉल भर में लगातार निगरानी की जानी चाहिए, विशेष रूप से कैथेटर अपर्याप्तता के दौरान, जो एमएपी में अचानक वृद्धि के साथ और बीडी स्थापना (मुद्रास्फीति के बाद की अवधि) के बाद पहले घंटे के दौरान होना चाहिए। ये परिणाम साहित्य के साथ समझौते में हैं, जो कैथेटर अपर्याप्तता के तुरंत बाद एक उच्च रक्तचाप से ग्रस्त चोटी की स्थापना से पता चलता है, दबाव के स्तर में कमी के बाद, catecholamine के स्तर22 परिसंचारी में क्षणिक वृद्धि के लिए एक संभावित प्रतिक्रिया में.
लंबे समय तक बीडी में जानवर को बनाए रखने से हाइपोटेंशन हो सकता है, जिसके बाद संचार मृत्यु हो सकती है, जिससे प्रयोग अक्षम हो जाता है। तदनुसार, साहित्य में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश प्रोटोकॉल एक अनुवर्ती अवधि स्थापित करते हैं जो 4 से 6 घंटे तक भिन्न होती है, जिसके बाद वासोएक्टिव दवाओं को 12,13,21,22,23 प्रशासित किया जाना चाहिए।
हेमोडायनामिक परिवर्तनों के अलावा, सेरेब्रल रोधगलन और इस्किमिया भड़काऊ कारकों के प्रणालीगत परिसंचरण में वृद्धि को बढ़ावा देते हैं, जो जब वे फेफड़ों तक पहुंचते हैं, तो फेफड़े के पैरेन्काइमा की चोट 24,25,26में योगदान करते हैं।
हमारे अध्ययन में, बीडी ऊतक आईएल -1β अभिव्यक्ति (सीडी पर) और गीला / सूखा वजन अनुपात, फुफ्फुसीय एडिमा का एक सूचकांक में उल्लेखनीय वृद्धि के साथ था। पिछले अध्ययनों ने बीडी घटना के बाद प्रिनफ्लेमेटरी साइटोकिन्स के परिसंचारी स्तर में वृद्धि का संकेत दिया है, जो अंततः आसंजन अणुओं की अभिव्यक्ति के मॉड्यूलेशन का पक्ष ले सकता है, संवहनी पारगम्यता में वृद्धि और परिणामस्वरूप ल्यूकोसाइट प्रवासन 27,28,29,30।
रक्तस्रावी झटका (एचएस)
लंबे समय तक हाइपोटेंशन रखरखाव (≤ 50 mmHg) के लक्ष्य के साथ रक्त एलिकोट्स की वापसी या सुदृढ़ीकरण के माध्यम से स्थापित, एचएस के निश्चित दबाव मॉडल का उद्देश्य रक्तस्रावी प्रक्रिया के कारण रक्त की मात्रा में कमी की नकल करना है और, परिणामस्वरूप, प्रणालीगत भरने के दबाव का क्षीणन। इन घटनाओं से एमएपी में कमी आती है, फुफ्फुसीय छिड़काव दबाव31,32 में कमी के साथ।
इस एचएस मॉडल के फायदों में हाइपोटेंशन की डिग्री और अवधि को नियंत्रित करने की संभावना है, इसके अलावा एक उपसर्ग रक्त की मात्रा के आधार पर मॉडल की तुलना में तकनीक की अधिक प्रजनन क्षमता के अलावा। तदनुसार, साहित्य में इस्तेमाल सबसे प्रोटोकॉल एक प्रोटोकॉल अवधि है कि 15 मिनट से अधिक करने के लिए 180 मिनट से अधिक के लिए भिन्न होता है, औसत रक्तचाप के स्तर के साथ 20-55 mmHg से लेकर अध्ययन 6,32 में चुना विश्लेषण पर निर्भर करता है. वर्तमान अध्ययन में, हाइपोटेंशन को 3 घंटे तक बनाए रखा गया था, जिससे ऊतक प्रतिरोध में वृद्धि हुई, इसके बाद एचएस के अधीन जानवरों में फेफड़ों के अनुपालन में कमी आई। इसकी पुष्टि करते हुए, साहित्य में विभिन्न अध्ययनों ने एचएस में बिताए गए समय और वायुमार्ग प्रतिरोध और फेफड़ों के अनुपालन 6,33,34 पर हाइपोवोलेमिया के प्रभावों के बीच एक आनुपातिक संबंध का संकेत दिया है।
इसके अलावा, वर्तमान अध्ययन में, एचएस महत्वपूर्ण ल्यूकोसाइटोसिस और आईएल -1β (सीडी के संबंध में) और टीएनएफ -α की ऊतक अभिव्यक्ति में वृद्धि के साथ था। फुफ्फुसीय माइक्रोवैस्कुलचर एंडोथेलियम को चोट, हाइपोक्सिया और स्थापित इस्किमिया की प्राथमिक प्रक्रिया से प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों की रिहाई से प्रेरित, संवहनी पारगम्यता में वृद्धि होगी, जो फुफ्फुसीय धमनी दबाव में वृद्धि के साथ, ल्यूकोसाइट्स के लिए एक केमोटैक्टिक कारक के रूप में कार्य करेगा और बाद में भड़काऊ मध्यस्थों की रिहाई 6,20,31,35,36, 37,38.
संचार मृत्यु (सीडी)
बीडी और सीडी प्रक्रियाओं से उत्पन्न होने वाले सीमांत ग्राफ्ट के बीच मुख्य अंतर गर्म इस्किमिया समय (डब्ल्यूआईटी) है, जिसके लिए ग्राफ्ट को अधीन किया जाएगा, कुछ शोधकर्ताओं द्वारा परिधीय दालों की अनुपस्थिति और अंग के ठंड या क्षेत्रीय छिड़काव तक जीवन समर्थन उपकरण को हटाने के कारण रक्त प्रवाह में रुकावट के बीच के समय के रूप में परिभाषित किया गया है17, 39,40.
वर्तमान अध्ययन में, सीडी मॉडल से प्राप्त जानवरों के अंगों और ऊतकों को 180 मिनट की डब्ल्यूआईटी अवधि के अधीन किया गया था। साहित्य में कई अध्ययनों ने डब्ल्यूआईटी और पोस्ट-ट्रांसप्लांटेशन डिसफंक्शन के बीच एक आनुपातिक संबंध का खुलासा किया है, यह सुझाव देते हुए कि इस्किमिया का समय प्रत्येक अंग की विशिष्टताओं और अखंडता के अनुसार अलग-अलग होना चाहिए। इस संदर्भ में, चूहों से फेफड़े के ग्राफ्ट गर्म ischemia41,42 के 3 घंटे अवधि तक सहन करने के लिए दिखाया गया है.
प्रमुख सहानुभूति चरण, हेमोडायनामिक अस्थिरता, और बीडी प्रक्रिया के परिणामस्वरूप प्रणालीगत सूजन के कारण ऊतक की चोट के सबूत के साथ, संचार गिरफ्तारी के बाद दान प्रत्यारोपण 41,42,43 से जुड़ी जटिलताओं को कम करने के लिए एक संभावित रणनीति के रूप में पुनर्विचार किया गया है। इस अर्थ में, हमारे डेटा का अध्ययन किए गए अन्य दो मॉडलों के संबंध में सीडी मॉडल में IL-1β और TNF-α के स्तर में नाटकीय कमी का संकेत मिलता है। इसकी पुष्टि करते हुए, इस्केंडर एट अल.4 ने चूहों में फेफड़े के पुनरावृत्ति के एक मॉडल में ऊतक साइटोकिन्स के निम्न स्तर का उल्लेख किया, जो कि डब्ल्यूआईटी के बाद दान किए गए ऊतकों के साथ तंत्र के माध्यम से अभी भी खराब समझा जाता है।
उपरोक्त के आधार पर, कार्यप्रणाली और इसके अनुकूलन का चुनाव शोधकर्ता द्वारा विकसित उद्देश्यों पर निर्भर होना चाहिए। एक बार निर्धारित होने के बाद, इन उद्देश्यों को दान मॉडल के प्रकार, प्रोटोकॉल समय और प्रदर्शन किए जाने वाले विश्लेषणों का मार्गदर्शन करना चाहिए। फेफड़े की मरम्मत और reperfusion के पशु मॉडल के साथ दान के प्रकार से संबंधित होना भी संभव है।
निष्कर्ष
अंत में, यहां वर्णित अंग दाता मॉडल विभिन्न ग्राफ्ट कटाई पद्धतियों से जुड़े परिवर्तनों के अध्ययन में संभावित उपकरण हैं और ऐसे साधन प्रदान कर सकते हैं जिनके द्वारा प्रत्यारोपण के बाद के परिणामों पर इन अंगों की गुणवत्ता के प्रभाव की पूरी समझ प्राप्त की जा सकती है, यहां प्रस्तुत पद्धतियों की प्रजनन क्षमता और विश्वसनीयता को देखते हुए।
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Disclosures
हम यह पुष्टि करना चाहते हैं कि इस प्रकाशन से जुड़े हितों का कोई ज्ञात टकराव नहीं है और इस काम के लिए कोई महत्वपूर्ण वित्तीय सहायता नहीं है जो इसके परिणाम को प्रभावित कर सके।
Acknowledgments
हम वित्तीय सहायता देने के लिए FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) को धन्यवाद देते हैं।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 14-gauge angiocath | DB | 38186714 | Orotracheal intubation |
| 2.0-silk | Brasuture | AA553 | Tracheal tube fixation |
| 24-gauge angiocath | DB | 38181214 | Arterial and venous access |
| 4.0-silk | Brasuture | AA551 | Fixation of arterial and venous cannulas |
| Alcoholic chlorhexidine digluconate solution (2%). | Vic Pharma | Y/N | Asepsis |
| Trichotomy apparatus | Oster | Y/N | Clipping device |
| Precision balance | Shimadzu | D314800051 | Analysis of the wet/dry weight ratio |
| Barbiturate (Thiopental) | Cristália | 18080003 | DC induction |
| Balloon catheter (Fogarty-4F) | Edwards Life Since | 120804 | BD induction |
| Neonatal extender | Embramed | 497267 | Used as catheters with the aid of the 24 G angiocath |
| FlexiVent | Scireq | 1142254 | Analysis of ventilatory parameters |
| Heparin | Blau Farmaceutica SA | 7000982-06 | Anticoagulant |
| Isoflurane | Cristália | 10,29,80,130 | Inhalation anesthesia |
| Micropipette (1000 µL) | Eppendorf | 347765Z | Handling of small- volume liquids |
| Micropipette (20 µL) | Eppendorf | H19385F | Handling of small- volume liquids |
| Microscope | Zeiss | 1601004545 | Assistance in the visualization of structures for the surgical procedure |
| Multiparameter monitor | Dixtal | 101503775 | MAP registration |
| Motorized drill | Midetronic | MCA0439 | Used to drill a 1 mm caliber borehole |
| Neubauer chamber | Kasvi | D15-BL | Cell count |
| Pediatric laryngoscope | Oxygel | Y/N | Assistance during tracheal intubation |
| Syringe (3 mL) | SR | 3330N4 | Hydration and exsanguination during HS protocol |
| Pressure transducer | Edwards Life Since | P23XL | MAP registration |
| Metallic tracheal tube | Biomedical | 006316/12 | Rigid cannula for analysis with the FlexiVent ventilator |
| Isoflurane vaporizer | Harvard Bioscience | 1,02,698 | Anesthesia system |
| Mechanical ventilator for small animals (683) | Harvard Apparatus | MA1 55-0000 | Mechanical ventilation |
| xMap methodology | Millipore | RECYTMAG-65K-04 | Analysis of inflammatory markers |
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