Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

En retrograd implantationsmetode til peritonealdialysekateterplacering hos mus

Published: July 20, 2022 doi: 10.3791/63689
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 1,3,4
1Renal Section, Department of Medicine, Boston University Aram V. Chobanian & Edward Avedisian School of Medicine, 2Department of Biomedical Science, Kaiser Permanente Bernard J. Tyson School of Medicine, 3Veterans Affairs Boston Healthcare System, 4Institute of Medical Engineering and Sciences, Massachusetts Institute of Technology

ERRATUM NOTICE

Summary

Denne artikel beskriver ændringer af en procedure til implantering af et peritonealdialysekateter i en murinmodel for at undgå større tekniske problemer observeret med de konventionelle teknikker.

Abstract

Murin modeller anvendes til at undersøge forskellige aspekter af peritonealdialyse (PD), såsom peritoneal inflammation og fibrose. Disse hændelser driver peritoneal membransvigt hos mennesker, hvilket fortsat er et område med intens undersøgelse på grund af dets dybe kliniske konsekvenser for behandling af patienter med nyresygdom i slutstadiet (ESKD). På trods af den kliniske betydning af PD og dens relaterede komplikationer lider de nuværende eksperimentelle murinmodeller af vigtige tekniske udfordringer, der kompromitterer modellernes ydeevne. Disse omfatter PD-katetermigration og kinking og garanterer normalt tidligere kateterfjernelse. Disse begrænsninger driver også behovet for et større antal dyr til at gennemføre en undersøgelse. For at imødegå disse ulemper introducerer denne undersøgelse tekniske forbedringer og kirurgiske nuancer for at forhindre almindeligt observerede PD-kateterkomplikationer i en murinmodel. Desuden valideres denne modificerede model ved at inducere peritoneal inflammation og fibrose ved anvendelse af lipopolysaccharidinjektioner. I det væsentlige beskriver dette papir en forbedret metode til at skabe en eksperimentel model af PD.

Introduction

Byrde af nyresygdom i slutstadiet
Kronisk nyresygdom (CKD) er et verdensomspændende sundhedsproblem1. Nuværende skøn tyder på, at mere end 850 millioner mennesker verden over har nyresygdom. Forekomsten af nyresygdomme næsten fordobler antallet af mennesker med diabetes (422 millioner) og er mere end 20 gange så udbredt som forekomsten af kræftpatienter (42 millioner) eller hiv/aids (36,7 millioner) på verdensplan2. Ca. en ud af syv amerikanere har CKD, og to ud af 1.000 amerikanere har ESKD, der kræver nyretransplantation eller dialysestøtte3. I betragtning af den eskalerende byrde af ESKD over hele verden er optimering af dialyseteknologi afgørende3.

Peritonealdialyse
PD er en signifikant underudnyttet modalitet til behandling af ESKD i USA. Ifølge United States Renal Data System (USRDS) var procentdelen af udbredte PD-patienter kun 11% i 2020 4,5. PD giver flere fordele i forhold til hæmodialyse i centrum (HD), herunder en bedre livskvalitet, færre klinikbesøg og et fald i Medicare-udgifter 6,7. Derudover er PD en hjemmebaseret terapi og er forbundet med en meget lavere risiko for alvorlige infektioner såsom bakteriæmi og endokarditis, der ofte er relateret til hæmodialysekatetre. Desuden kan PD initieres hurtigt med en akut startprotokol, hvilket reducerer behovet for dialyseinitiering med indlagte vaskulære katetre8. PD betragtes som den foretrukne metode til dialyse i den pædiatriske ESKD-population9.

Peritoneal svækkelse induceret af peritonealdialyse
PD indebærer indførelse af PD-væske (dialysat) i bughinden, hvilket resulterer i betændelse og ombygning af peritonealmembranen over tid. Peritoneal inflammation udløser fibrose, der kulminerer i det potentielle tab af membranens ultrafiltreringsevne over tid. Bevarelse af bughinden er en væsentlig udfordring i PD, og yderligere forskning er kritisk vigtig for at sikre, at bedste kliniske praksis er tilgængelig for praktiserende læger. Der er veletablerede murinmodeller, der hjælper med at fremme forståelsen af patofysiologiske mekanismer for peritoneal infektion og betændelse, opløst stof, vandtransportkinetik og membransvigt; Alligevel begrænser tekniske problemer med kateteret ofte disse modeller10.

Analyse af peritoneale membranændringer
Hos ESKD-patienter introduceres dialysat traditionelt i bughulen gennem et Tenkhoff-kateter med en dyb og overfladisk manchet. Patienterne kan potentielt opleve kateterrelaterede komplikationer, herunder katetermigration, infusionssmerter og dårlig dræning af dialysatet11,12,13. To hovedtyper af peritoneale katetre er blevet introduceret til mennesker, oprullet eller lige, for at minimere disse komplikationer12. Flere ændringer, herunder en ekstra manchet til de konventionelle katetre med to manchetter, er blevet tilføjet til de originale katetre for at forlænge PD-kateteroverlevelsen11. Indføringsteknikken varierer afhængigt af flere faktorer ved at forhindre, at katetermigration tilsættes efter overlevelse, herunder tilgængeligheden af ressourcer og ekspertiseniveauet14.

I modsætning hertil har murinmodellerne for peritonealdialyse grundlæggende forskelle i teknikker og formål sammenlignet med humane peritoneale katetre. For eksempel anvendes peritoneale katetre i murinmodeller primært til at studere membranændringer og er mindre beregnet til tovejs dræningsfunktioner. Den nuværende teknik lider under potentiel portløsrivelse og katetermigration på grund af håndteringen af dyrene. I de konventionelle murinmodeller var adgangsportene ikke fastgjort til huden. Dette aspekt skabte en ustabil adgangsport, som i vågne dyr kunne løsne sig, hvilket resulterede i katetermigration. I betragtning af betydningen af murinmodeller i peritoneal membranforskning er det bydende nødvendigt at skabe effektive kirurgiske teknikker til at generere pålidelige modeller. Derfor satte vi os for at optimere den konventionelle model for PD-kateterplacering. Det er vigtigt at bemærke, at kateteret selv forårsager histopatologiske ændringer i peritonealmembranen, og derfor skal eventuelle konklusioner vedrørende virkningen af PD-opløsninger i dyreforsøg fortolkes i sammenhæng med PD-kateteret som et fremmedlegeme15,16,17.

Peritoneal membranhistopatologi
PD-svigt er hovedsageligt relateret til fibrose og overskydende angiogenese, hvilket resulterer i tab af en osmolær koncentrationsgradient. Derudover kan peritonealmembranfiltreringskapaciteten blive påvirket af peritonitis. Derudover er infektiøs peritonitis en veletableret årsag til ændring i dialysemodaliteten fra peritonealdialyse til hæmodialyse. 18.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Til denne undersøgelse blev der anvendt otte C57BL/6J-hunmus, 8-12 uger gamle og en gennemsnitsvægt på 20 g. Musene blev opstaldet under standardforhold og blev fodret med chow og vand ad libitum. Denne undersøgelse blev udført med godkendelse af Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC), Boston University Medical Center (AN-1549). De procedurer, der er beskrevet her, blev udført under sterile forhold.

1. Bedøv musen i et isoflurankammer, og injicer smertestillende subkutant

  1. Hold dyret fra bunden af halen. Hold dyret på dorsum overfladen af den ikke-dominerende hånd.
  2. Overfør dyret til det kontinuerlige anæstetiske induktionskammer fyldt med 3% -4% isofluran. Bekræft tilstrækkelig generel anæstesi ved fravær af tåklemmerefleks i højre og venstre bagben. Hold vedligeholdelsen af den generelle anæstesi med isofluran 1% -3%.
  3. Påfør oftalmisk salve på begge øjne.
  4. Administrer en subkutan injektion af buprenorphin.
    1. Buprenorphin opløses i en koncentration på 0,3 mg/ml i 0,9 % natriumchlorid (NaCl) for at opnå den endelige koncentration på 0,03 mg/ml.
    2. Injicer en dosis på 0,05-0,1 mg/kg 0,03 mg/ml buprenorphin sammen med 500 μL steril NaCl 0,9 %, 20 minutter før operation i en 20 g mus (2 μg eller 66 μl 0,03 mg/ml buprenorphin pr. mus).

2. Forberedelse af huden

  1. Placer den fuldt bedøvede mus i en venstre lateral position, og udsæt dens højre flanke for varmetæppet. Barber højre side af maven, lige tæt på midterlinjen til paraspinalområdet og ned til dyrets hale.
  2. Desinficer det barberede område tre gange ved hjælp af en vatpind med alternativ påføring af den antiseptiske opløsning eller skrubbe og enten 70% alkohol eller sterilt saltvand i en cirkulær bevægelse, startende på det kirurgiske snitsted og bevæger sig udad. Kassér vatpinden efter hver brug. Pas på ikke at overdrevent våde ikke-kirurgiske områder af dyret med alkohol eller antiseptisk middel, da dette kan forværre hypotermi.
    BEMÆRK: Det er vigtigt at fortynde antiseptiske opløsninger korrekt og ikke efterlade kirurgiske skrubber på huden under operationen, da de kan være irriterende og skal skylles af. Kontroller ofte temperaturen på varmetæppet under proceduren for at sikre, at temperaturen ikke falder.

3. Mål kateterlængden, og markér indføringspunktet i maven og rørkanalen over den forberedte hud

  1. Tildel adgangsportlommen 1 cm over dyrets hale. Hold installationssegmentet med det ikke-dominerende indeks og tommelfingeren over det tildelte område nær halen.
  2. Placer kateteret over huden og estimer stedet for kateterets rørindsættelse i bughulen. Marker det tildelte sted til rørindsættelse under hensyntagen til den minimale bøjning af røret nær den forreste midterlinje.
    BEMÆRK: Alle procedurer skal udføres med sterile handsker, og kateteret skal holdes sterilt under målingen. Kirurgisk værktøj skal autoklaveres ved 121 °C før brug. Der henvises til supplerende figur S1 for de instrumenter, der kræves til proceduren.

4. Tilpas sektionen af peritonealkateterreservoiret

  1. Stans et sidehul over rammen af reservoirsektionen med musens øremærker (figur 1 og figur 2). Det skal bemærkes, at ørestansen er et kirurgisk værktøj, og det skal være sterilt.

5. Placer instillationsporten

  1. Lav et vandret 1 cm bredt hudsnit 1 cm over halen. Dissekere uden omsvøb det subkutane plan fra det underliggende muskulære lag for at lave en pose til kateterplaceringen for at sikre, at instillationsporten frit befinder sig i den ideelle portlomme.
  2. Hold irissaksens spids mod midterlinjen for at lave en skrå tunnel til rørplaceringen (figur 3A).
  3. Før 3.0 suturen fra det tilpassede sidehul. Fastgør adgangsporten til muskelsengen ved at stramme den passerede sutur og holde slangens kurs cephalad.

6. Foretag indsnit på kateterspidsen på indsættelsesstedet

  1. Lav et snit på 1 cm over det tidligere markerede område nær midterlinjen. Bekræft den veludviklede kanal ved at føre en saks gennem kanalen.
  2. Vælg kateterspidsen forsigtigt med pincet for at placere kateteret i et retrograd forløb.
    BEMÆRK: Undgå at klemme rørets sidehuller.
  3. Før kateterrøret gennem den forberedte kanal (figur 3B). Lav et snit på 1 cm over muskellaget tæt på højre midterlinje.

7. Bekræft kateterets funktion

  1. Før du lukker alle snit, skal du sørge for, at det placerede kateter fungerer. Kontroller funktionen med en 1 ml sprøjte fastgjort til den specifikke Huber-nål til porten.
  2. Injicer 200 μL normalt saltvand i instillationsporten. Se efter et jævnt flow med nultolerance for modstand.
  3. Skyl porten og kateteret med 10% heparin for at opretholde patency.

8. Luk hudsnittene

  1. Luk hudsnittene omkring havnereservoiret (figur 3C) med 3-0 absorberbare suturer.

9. Fastgør kateterspidsen inde i bughulen

  1. Placer en løs pungstrengsutur med 4-0 rund absorberbar sutur omkring den indskårne bugvægsmuskel. Før kateterets proksimale filt inde i snittet.
  2. Stram den forberedte pungstrengsutur rundt om røret, mens du holder den anden filt uden for pungstrengen, over muskellaget (figur 3D), og luk huden med 3-0 absorberbare suturer (figur 2).

10. Overvåg dyrene postoperativt og dagligt, administrer postoperativ analgesi og væsker, og oprethold daglige postoperative optegnelser i mindst 7 dage og indtil fuldstændig bedring

  1. Hold kateteret funktionelt med en daglig injektion på 200 μL normalt saltvand gennem kateteret.

11. Væskeinjektioner

  1. Bekræft den begivenhedsløse postprocedureproces ved omhyggeligt at inspicere hudsnittet.
  2. Forbered LPS 2 mg/kg legemsvægt til intraperitoneale injektioner (i.p.) ved at fortynde 40 μg LPS med sterilt fosfatbufret saltvand (PBS) til arbejdskoncentrationen på 0,2 μg/μL (i det væsentlige 10 μL for 2 μg/g legemsvægt og 200 μL LPS for 20 g mus).
  3. Start injektionerne i den anden uge efter kateterimplantationen.
    1. Hold dyret forsigtigt med den ikke-dominerende hånd og begræns instillationsporten, mens du bevæger pege- og tommelfingerfingrene i cephaladretningen.
    2. Desinficer huden, der ligger over reservoiret med 70% isopropylalkohol. Brug sprøjten, der er fastgjort til Huber-nålen, til at injicere LPS.
      1. Når du er kommet ind i porten med Huber-nålen, injiceres 100 μL normalt saltvand i porten for at bekræfte patentkurset.
      2. Injicer de tilberedte 200 μL LPS efterfulgt af 100 μL normalt saltvand til rørvanding, og sørg for, at der ikke er nogen modstand.

12. Bedøv musene, før du høster bughinden og opsaml peritonealvæsken

  1. Efter 7 dages LPS-injektioner og 2 ugers kateterimplantation skal du planlægge peritonealbiopsi.
  2. Plan for generel anæstesi.
    1. Bedøv musen i et isoflurankammer og injicer smertestillende subkutant.
    2. Hold dyret fra bunden af halen, og hold dyret på dorsum overfladen af hånden.
    3. Overfør dyret til det kontinuerlige anæstetiske induktionskammer fyldt med 3% -4% isofluran. Bekræft tilstrækkelig generel anæstesi ved fravær af tåklemmerefleks i højre og venstre bagben. Hold vedligeholdelsen af den generelle anæstesi med isofluran 1% -3%.

13. Peritoneal biopsi

  1. Placer dyret på det opvarmede tæppe i liggende stilling. Lav et midterlinie hudsnit fra sub-xiphoid til blæren.
  2. Perfus det subfasciale plan med koldt PBS (figur 3E).
  3. Sørg for, at flyet er helt dissekeret uden at forstyrre bughindens integritet. Begynd at dissekere bughinden fra den laterale peritoneale refleksion i venstre nederste kvadrant, startende fra hilum til venstre flanke, og blæren i det nederste aspekt for at holde prøverne konsistente mellem dyrene (figur 3F).
  4. Efter peritonealhøsten skal du aflive dyret ved cervikal dislokation.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Alle de implanterede katetre var funktionelle indtil afslutningen af undersøgelsen, og kateterløsrivelse eller knæk komplicerede ikke nogen af de implanterede katetre. Den nuværende, modificerede teknik blev yderligere valideret med en peritonitis-induceret model ved hjælp af LPS. Kontrolmusene modtog 200 μL daglige normale saltvandsinjektioner, mens forsøgsmusene blev injiceret med 200 μL LPS, som diskuteret i protokoltrin 11, i alt 7 dage efter kateterimplantation.

Den peritoneale membran blev evalueret for histopatologiske egenskaber ved hæmatoxylin og eosin (H & E) og Masson Trichrome farvning. Analyse af de H&E-farvede sektioner viste en betydelig stigning i den ekstracellulære matrix (ECM) i det subperitoneale rum (figur 4A, markeret med en stjerne), som blev målt ved hjælp af ImageJ. Den gennemsnitlige + SD af ECM i kontrolmusenes subperitoneale rum var 87,10 + 24,66 μm og fordoblet i LPS-eksponerede mus (148,9 + 60,85 μm, P = 0,008) (figur 4B).

Den trikrome plet detekterer fibrose (blå plet i figur 5 og figur 6), som blev estimeret som intensitetstæthed normaliseret til overfladearealet (μm). Intensitetstæthed integrerer antallet af pixels og deres intensitet i et område af interesse og er en valideret metode til kvantitative histologiske træk af interesse 19,20.

Dernæst postulerede vi, at LPS-induceret betændelse kan resultere i ændret vaskularitet og udvidelse af det subperitoneale rum. CD31 blev brugt som markør for endotelceller (figur 7) og kvantificeret som integreret densitet i tilfældigt udvalgte HPF-billeder (high-power field) i hver mus i begge grupper (figur 8B, C). LPS-inducerede mus viste en tredobbelt stigning i subperitoneal fibrose (figur 8A, P = 0,015). Alle disse ændringer i bughinden er i overensstemmelse med dem, der observeres hos patienter eksponeret for langtidsdialysater21. Resultaterne viste en ~ 8-9 gange stigning i vaskulariteten (P = 0,0168) (figur 7 og figur 8B) og en ~ 2 gange stigning i det subperitoneale rum markeret som SP (P = 0,008) (figur 7 og figur 8C). Disse resultater stemmer overens med den neovaskularisering, der blev observeret hos patienter på PD efter langvarig eksponering for dialysatet 18,22,23 for peritonealmembranen.

Figure 1
Figur 1: PD-kateter og det tilpassede sidehul. Forkortelse: PD = peritonealdialyse. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 2
Figur 2: Konventionelle versus modificerede metoder. Konventionel antegrade-metode til PD-kateterplacering (højre) starter med at sikre den indre ring i parietal peritoneum, mens proceduren i denne modificerede retrograd metode (venstre) starter med at suturere den tilpassede adgangsport over muskellejet på musenes dorsum. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 3
Figur 3: Isætning af peritonealkateteret . (A) Før 3.0-suturen fra det tilpassede sidehul og sutur muskellejet til sidehullet, og hold slangekursen cephalad. (B) Lav tunnelen i PD-røret med omhyggelig dissektion af muskellaget fra den overliggende hud og før røret på en retrograd måde. C) Luk hudindsnittene omkring havnereservoiret. (D) Stram den forberedte pungstrengsutur omkring røret, mens du holder den anden filt uden for pungstrengen over muskellaget. (E) Skyl bughulen med 2 ml kold PBS, mens nålen holdes skrå op. (F) Begynd at dissekere bughinden fra den laterale peritoneale refleksion ved venstre nederste kvadrant (blå pil). Forkortelser: PD = peritonealdialyse; PBS = fosfatbufret saltvand. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 4
Figur 4: H&E-farvning. Repræsentative billeder (100x) af peritoneale membraner af to individuelle C57BL6-mus udsat for LPS i forsøgsgruppen som angivet (N = 4/gruppe). Sort pilespids peger på bughinden, og en stjerne viser det sub-peritoneale rum. Skalastænger = 100 μm. Forkortelser: H&E = hæmatoxylin og eosin; M = muskel; LPS = lipopolysaccharid. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 5
Figur 5: H&E og Masson Trichrome farvning. Repræsentative billeder (100x) af peritoneale membraner af to C57BL6-mus, en i kontrolgruppe (A) og en udsat for LPS i forsøgsgruppen (B). Skalastænger = 100 μm. Forkortelser: SP = sub-peritoneal rum; P = peritoneal rum; M = Muskel; H&E = hæmatoxylin og eosin; LPS = lipopolysaccharid. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 6
Figur 6: Masson Trichrome farvning. Repræsentative billeder (100x) af peritoneale membraner af to C57BL6-mus, den ene udsat for LPS og den anden en saltvandsinjiceret kontrol. Sort pilespids peger på bughinden, og orange stjerne viser det sub-peritoneale rum, N = 4/gruppe. Skalastænger = 100 μm. Forkortelser: M = Muskel; LPS = lipopolysaccharid. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 7
Figur 7: Ændret vaskularitet i det subperitoneale rum i forbindelse med inflammation. Paraffinindlejrede sektioner blev farvet med CD31 og DAPI. Tilfældige billeder opnået ved 400x forstørrelse vises. Skalastænger = 100 μm. Forkortelser: SP= sub-peritoneal rum; P = peritoneal rum; hvid stjerne = sub-peritoneal beholder; DAPI = 4',6-diamidino-2-phenylindol. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 8
Figur 8: LPS-eksponering forbedrede neovaskularisering, fibrose i bughinden og udvidelse af subperitonealrummet . (A) Integreret tæthed af fibrose. (B) Integreret massefylde af CD31. (C) Sub-peritoneal rum blev målt. Studentens t-test blev udført for alle foranstaltningerne. Sorte stjerner skildrer niveauet af betydning. Fejlbjælker = SEM. Forkortelse: LPS = lipopolysaccharid. Klik her for at se en større version af denne figur.

Supplerende figur S1: Kirurgiske instrumenter, der kræves for at udføre proceduren. 1. Øremærker, 2. Minut museport, 3. Huber spids nål, 4. Forsinket absorberbar sutur, 5. Retvinklet klemme, 6. Lige spids tang, 7. Buet spids tang, 8. Iris saks. Klik her for at downloade denne fil.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Tre murinmodeller af PD er beskrevet. Dette omfatter en blind punktering af peritonealoverfladen, et åbent-permanent system og et lukket system10. Den blinde punktering af peritonealoverfladen involverer direkte peritoneal adgang svarende til intraperitoneale injektioner, men tillader ikke dræning af dialysat. At være en blindet procedure kan denne metode skade de abdominale viscerale organer. Den åbne permanente systemmodel holder dialysekateteret og instillationsporten uden for kroppen. Denne teknik hos mus er imidlertid forbundet med komplikationer, såsom frakoblede poser på grund af bevægelse af dyr, infektion og manglende evne til at udføre langsigtede forsøg. Peritoneale katetre med lukket system blev introduceret i 2009. I dette system implanteres både adgangsporten og røret i dyrenes kroppe. Direkte perkutan væskeinstillation bliver mulig. Hos mennesker placeres peritonealdialysatposerne uden for kroppen, men dette er ikke muligt hos mus på grund af deres mobilitet. Derudover er der ofte mekanisk obstruktion af kateteret - relateret til sidehullerne tilstopning og røret bøjning20. Reservoiret i et lukket system er mobilt og kan vende, og denne begivenhed kan knække reservoir-rørkrydset.

Flere tilgange er blevet anvendt til at overvinde ovenstående begrænsninger ved lukkede PD-systemer, herunder omenektomi og heparininfusion for at forhindre tilstopning af PD-kateter. Selvom disse løsninger kan være nyttige i korttidsundersøgelserne, er der stadig udfordringer med at redde kateteret til længere forsøg i murine modeller. Desuden er omentum hos mus lille, i modsætning til hos mennesker, hvilket forklarer manglen på succes med omenektomi for at redde peritonealkateterydelsen hos mus24,25.

I denne undersøgelse blev to kritiske trin anvendt på det lukkede PD-katetersystem for at forbedre begrænsningerne i de nuværende teknikker. Disse omfattede (a) stansning af et sidehul i kateteret og (b) et retrograd rør, der passerer gennem en præfabrikeret tunnel. (figur 3B) Stansning af et sidehul i instillationsporten hjalp med at fastgøre kateteret sikkert til muskellejet og gav mobilitet under injektionerne. Mens den adresserede ovenstående begrænsninger, reducerede denne ændring trækket i røret og belastningen af musens hud.

Traditionelt går PD-kateterspidsen først ind i bughulen på implantationstidspunktet (antegrad implantation). Vi introducerede en retrograd implantationstilgang, hvor instillationsporten først blev fastgjort på huden, og derefter blev kateteret placeret i bughulen. Da kateterimplantationen fulgte reservoirplaceringen, betragtes det som retrograd kateterimplantation. Denne implantationsmetode resulterede i et lige forløb af røret og ophævet rørspiral.

En potentiel begrænsning af teknikken kan være belastning af musens hud fra suturen. Betydningen af den modificerede teknik understreges af, at disse foreslåede ændringer forhindrer katetermigration og trækning af røret. Det tillader præcis indånding af PD-væsken, mens musen er vågen. Reduktion af ovennævnte problemer muliggør langsigtede forsøg og undgår fejl, hvilket udelukker brugen af et stort antal mus. Ud over anvendelsen i PD-forskning kan disse ændringer udnyttes i andre sammenhænge såsom ovariecancermodeller, peritoneal carcinomatose eller kronisk peritonitis for præcist at levere eksperimentelle midler.

LPS-injektion blev valgt til validering af denne modificerede implantationsmetode. Resultaterne var i overensstemmelse med dem, der blev observeret som reaktion på icodextrin og glucosebaseret peritonealdialysevæske26. Desuden er brugen af LPS klinisk relevant, da PD peritonitis hos mennesker kan være fra gramnegative bakterier og ofte observeres i forbindelse med diverticulitis eller viscusperforering. Gramnegative bakterier udskiller LPS, der bidrager til peritonitis og er en accepteret eksperimentel model af peritonitis26,27. De patologiske træk ved PD-svigt hos mennesker inkluderer peritoneal fibrose og en stigning i den subperitoneale mikrovaskulatur, hvilket resulterer i tab af peritoneal opløst gradient hos PD-patienter27,28,29. Disse funktioner blev rekapituleret i LPS-induceret peritonitis-modellen. Fremtidige undersøgelser vil yderligere undersøge denne teknik i modeller, hvor peritonealdialysevæsken vil blive anvendt i mindst 1 måned hos mus for at inducere peritoneal fibrose. Denne langsigtede undersøgelse vil også muliggøre opfølgning af komplikationer, herunder oprulning af PD-katetrene.

Afslutningsvis blev den konventionelle peritoneale kateterimplantation i et murine system i et murine -system ændret i den aktuelle undersøgelse. De nuværende ændringer kan bane vejen for generering af robuste og pålidelige murinmodeller til at undersøge de langsigtede konsekvenser af peritonealmembransvigt hos humane ESKD-patienter.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingen interessekonflikter at oplyse.

Acknowledgments

Dette arbejde blev støttet af NIH 1R01HL132325 og R21 DK119740-01 (VCC) og AHA Cardio-oncology SFRN CAT-HD Center grant 857078 (VCC og SL).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
10% heparin  Canada Inc., Boucherville, QC, Canada) Pharmaceutical product
     Buprenorphine 0.3 mg/mL      PAR Pharmaceutical            NDC 42023-179-05
C57BL/6J mice The Jackson Lab IMSR_JAX:000664
CD31 Abcam Ab9498
            Clamp      Fine Science Tools                13002-10
            Forceps      Fine Science Tools                11002-12
Dumont #5SF Forceps Fine Science Tools 11252-00
Dumont Vessel Cannulation Forceps Fine Science Tools 11282-11
Fine Scissors - Large Loops Fine Science Tools 14040-10
Fisherbrand Animal Ear-Punch Fisher Scientific 13-812-201
Hill Hemostat Fine Science Tools 13111-12
Huber point needle  Access  technologies  PG25-500 Needle for injections
            Isoflurane, USP             Covetrus             NDC 11695-6777-2
       Lipopolysaccharide from E.coli             SIGMA               L4391
Microscope Nikon Eclipse Inverted Microscope TE2000
Minute Mouse Port 4French with retention beads and cross holes     Access  technologies         MMP-4S-061108A
 Posi-Grip Huber point needles 25 G x 1/2´´    Access  technologies                PG25-500
            Scissors      Fine Science Tools                14079-10
Vicryl Suture AD-Surgical #L-G330R24

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Saran, R., et al. US Renal Data System 2019 Annual Data Report: Epidemiology of Kidney Disease in the United States. American Journal of Kidney Diseases. 75, 1 Suppl 1 6-7 (2020).
  2. ESRD, U.S.R.D.S.M. 2017 USRDS Annual Data Report: Epidemiology of Kidney Disease in the United States, Bethesda, MD, National Institutes of Health, National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases. USRD. , (2017).
  3. Center of Disease Control, U.S.D.o.H.a.H.S. Chronic Kidney Disease in the United States, 2019. CDC Publications and Resources. , (2019).
  4. Cho, Y., et al. Peritoneal dialysis use and practice patterns: An international survey study. American Journal of Kidney Diseases. 77 (3), 315-325 (2021).
  5. Xieyi, G., Xiaohong, T., Xiaofang, W., Zi, L. Urgent-start peritoneal dialysis in chronic kidney disease patients: A systematic review and meta-analysis compared with planned peritoneal dialysis and with urgent-start hemodialysis. Peritoneal Dialysis International. 41 (2), 179-193 (2021).
  6. Gokal, R., Figueras, M., Olle, A., Rovira, J., Badia, X. Outcomes in peritoneal dialysis and haemodialysis--a comparative assessment of survival and quality of life. Nephrology Dialysis Transplantation. 14, Suppl 6 24-30 (1999).
  7. Gardezi, A. I., Sequeira, A., Narayan, R. Going home: Access for home modalities. Advances in Chronic Kidney Disease. 27 (3), 253-262 (2020).
  8. van de Luijtgaarden, M. W., et al. Trends in dialysis modality choice and related patient survival in the ERA-EDTA Registry over a 20-year period. Nephrology Dialysis Transplantation. 31 (1), 120-128 (2016).
  9. Schaefer, F., Warady, B. A. Peritoneal dialysis in children with end-stage renal disease. Nature Reviews. Nephrology. 7 (11), 659-668 (2011).
  10. Gonzalez-Mateo, G. T., Pascual-Anton, L., Sandoval, P., Aguilera Peralta, A., Lopez-Cabrera, M. Surgical techniques for catheter placement and 5/6 nephrectomy in murine Models of Peritoneal Dialysis. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (137), e56746 (2018).
  11. Chow, K. M., et al. Straight versus coiled peritoneal dialysis catheters: A randomized controlled trial. American Journal of Kidney Diseases. 75 (1), 39-44 (2020).
  12. LaPlant, M. B., et al. Peritoneal dialysis catheter placement, outcomes and complications. Pediatric Surgery International. 34 (11), 1239-1244 (2018).
  13. Al-Hwiesh, A. K. A modified peritoneal dialysis catheter with a new technique: Farewell to catheter migration. Saudi Journal of Kidney Diseases and Transplantation. 27 (2), 281-289 (2016).
  14. Crabtree, J. H., Chow, K. M. Peritoneal dialysis catheter insertion. Seminars Nephrology. 37 (1), 17-29 (2017).
  15. Flessner, M. F., et al. Peritoneal changes after exposure to sterile solutions by catheter. Journal of the American Society of Nephrology. 18 (8), 2294-2302 (2007).
  16. Kowalewska, P. M., Margetts, P. J., Fox-Robichaud, A. E. Peritoneal dialysis catheter increases leukocyte recruitment in the mouse parietal peritoneum microcirculation and causes Fibrosis. Peritonial Dialysis International: Journal of the International Society for Peritonial Dialysis. 36 (1), 7-15 (2016).
  17. Kowalewska, P. M., Patrick, A. L., Fox-Robichaud, A. E. Syndecan-1 in the mouse parietal peritoneum microcirculation in inflammation. PLoS One. 9 (9), 104537 (2014).
  18. Yanez-Mo, M., et al. Peritoneal dialysis and epithelial-to-mesenchymal transition of mesothelial cells. The New England Journal of Medicine. 348 (5), 403-413 (2003).
  19. Arinze, N. V., et al. Tryptophan metabolites suppress Wnt pathway and promote adverse limb events in CKD patients. The Journal of Clinical Investigation. 132 (1), (2021).
  20. Belghasem, M., et al. Metabolites in a mouse cancer model enhance venous thrombogenicity through the aryl hydrocarbon receptor-tissue factor axis. Blood. 134 (26), 2399-2413 (2019).
  21. Krediet, R. T. The peritoneal membrane in chronic peritoneal dialysis. Kidney International. 55 (1), 341-356 (1999).
  22. Gonzalez-Mateo, G. T., et al. Chronic exposure of mouse peritoneum to peritoneal dialysis fluid: structural and functional alterations of the peritoneal membrane. Peritonial Dialysis International: Journal of the International Society for Peritonial Dialysis. 29 (2), 227-230 (2009).
  23. Sukul, N., et al. Patient-reported advantages and disadvantages of peritoneal dialysis: results from the PDOPPS. BMC Nephrology. 20 (1), 116 (2019).
  24. Lu, Y., et al. A method for islet transplantation to the omentum in mouse. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (143), e57160 (2019).
  25. Gotloib, L., Wajsbrot, V., Shostak, A. A short review of experimental peritoneal sclerosis: from mice to men. The International Journal of Artificial Organs. 28 (2), 97-104 (2005).
  26. Tateda, K., Matsumoto, T., Miyazaki, S., Yamaguchi, K. Lipopolysaccharide-induced lethality and cytokine production in aged mice. Infection and Immunity. 64 (3), 769-774 (1996).
  27. Vila Cuenca, M., et al. Differences in peritoneal response after exposure to low-GDP bicarbonate/lactate-buffered dialysis solution compared to conventional dialysis solution in a uremic mouse model. International Urology and Nephrology. 50 (6), 1151-1161 (2018).
  28. Penar, J., et al. Selected indices of peritoneal fibrosis in patients undergoing peritoneal dialysis. Postepy Higieny Medycyny Doswiadczalnej (Online). 63, 200-204 (2009).
  29. Yung, S., Chan, T. M. Pathophysiological changes to the peritoneal membrane during PD-related peritonitis: the role of mesothelial cells. Mediators of Inflammation. 2012, 484167 (2012).

Tags

Medicin udgave 185 Peritonealkateter lomme murin peritonealdialyse lipopolysaccharid bughinden

Erratum

Formal Correction: Erratum: A Retrograde Implantation Approach for Peritoneal Dialysis Catheter Placement in Mice
Posted by JoVE Editors on 03/22/2023. Citeable Link.

An erratum was issued for: A Retrograde Implantation Approach for Peritoneal Dialysis Catheter Placement in Mice. The Authors section was updated from:

Saran Lotfollahzadeh1
Mengwei Zhang1
Marc Arthur Napoleon1
Wenqing Yin1
Josephine Orrick1
Nagla Elzind1
Austin Morrissey1
Isaac E. Sellinger1
Lauren D. Stern1
Mostafa Belghasem2
Jean M. Francis1
Vipul C. Chitalia1,3,4
1Renal Section, Department of Medicine, Boston University School of Medicine
2Department of Biomedical Science, Kaiser Permanente Bernard J. Tyson School of Medicine
3Veterans Affairs Boston Healthcare System
4Institute of Medical Engineering and Sciences, Massachusetts Institute of Technology

to:

Saran Lotfollahzadeh1
Mengwei Zhang1
Marc Arthur Napoleon1
Wenqing Yin1
Josephine Orrick1
Nagla Elzind1
Austin Morrissey1
Isaac E. Sellinger1
Lauren D. Stern1
Mostafa Belghasem2
Jean M. Francis1
Vipul C. Chitalia1,3,4
1Renal Section, Department of Medicine, Boston University Aram V. Chobanian & Edward Avedisian School of Medicine
2Department of Biomedical Science, Kaiser Permanente Bernard J. Tyson School of Medicine
3Veterans Affairs Boston Healthcare System
4Institute of Medical Engineering and Sciences, Massachusetts Institute of Technology

En retrograd implantationsmetode til peritonealdialysekateterplacering hos mus
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Lotfollahzadeh, S., Zhang, M.,… More

Lotfollahzadeh, S., Zhang, M., Napoleon, M. A., Yin, W., Orrick, J., Elzind, N., Morrissey, A., Sellinger, I. E., Stern, L. D., Belghasem, M., Francis, J. M., Chitalia, V. C. A Retrograde Implantation Approach for Peritoneal Dialysis Catheter Placement in Mice. J. Vis. Exp. (185), e63689, doi:10.3791/63689 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter