Yöntem makalesi

Farelerde Sağ Ventrikül Sistemi ve Hipoksiye Bağlı Pulmoner Arteriyel Hipertansiyon için İnvaziv Hemodinamik Değerlendirme

DOI:

10.3791/60090

⸱

24 Ekim 2019

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Beijing Key Laboratory of Pre-clinical Research and Evaluation for Cardiovascular Implant Materials, State Key Laboratory of Cardiovascular Disease, Fuwai Hospital, National Centre for Cardiovascular Diseases, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, 2Laboratory Animal Center, Peking University, 3Center of Cardiac Surgery for Adults, State Key Laboratory of Cardiovascular Disease, Fuwai Hospital, National Centre for Cardiovascular Diseases, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Burada, açık göğüs cerrahisi yaklaşımı ile farelerde sağ ventrikül ve pulmoner arterin invaziv hemodinamik değerlendirmesini yapmak için bir protokol salıyoruz.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Pulmoner arteriyel hipertansiyon (PAH) kronik ve ciddi kardiyopulmoner bir hastalıktır. Fareler bu hastalığı taklit etmek için kullanılan popüler bir hayvan modelidir. Ancak farelerde sağ ventrikül basıncı (RVP) ve pulmoner arter basıncının (PAP) değerlendirilmesi teknik olarak zor olmaya devam etmektedir. RVP ve PAP sol ve sağ kalp sistemleri arasındaki anatomik farklılıklar nedeniyle sol ventrikül basıncı daha ölçmek zordur. Bu yazıda, sağlıklı ve PAH fareler kullanılarak stabil sağ kalp hemodinamik ölçüm yöntemi ve doğrulaması açıklıyoruz. Bu yöntem açık göğüs cerrahisi ve mekanik ventilasyon desteğine dayanmaktadır. Kapalı göğüs prosedürleri ile karşılaştırıldığında karmaşık bir işlemdir. Bu ameliyat için iyi eğitimli bir cerrah gerekli olmakla birlikte, bu işlemin avantajı aynı anda hem RVP hem de PAP parametreleri oluşturabilmesidir, bu nedenle PAH modellerinin değerlendirilmesi için tercih edilen bir işlemdir.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Pulmoner arteriyel hipertansiyon (PAH), küçük pulmoner arterlerin hücresel proliferasyonu ve fibrozisinin neden olduğu pulmoner arter basıncı (PAP) ve sağ ventrikül basıncında (RVP) yükselmesi olan kronik ve ciddi kardiyopulmoner bir hastalıktır. 1. Pulmoner arter kateterleri, ayrıca Kuğu-Ganz kateterler denir2, yaygın RVP ve PAP klinik izleme kullanılır. Ayrıca, bir kablosuz PAP izleme sistemi klinik olarakkullanılmıştır 3,4,5. Farelerde çalışma için hastalık taklit etmek için, bir hipoksik ortam PAH insan klinik belirtileri simüle etmek için kullanılır6. Hayvanlarda PAP değerlendirilmesinde, büyük hayvanların insan denekler için aynı tekniği kullanarak pulmoner arter kateterleri ile izlemek nispeten kolaydır, ancak sıçan ve fare gibi küçük hayvanların vücut büyüklüğü küçük olması nedeniyle değerlendirmek zordur. Farelerde sağ ventrikül sisteminin hemodinamik ölçümü ultra küçük boyutlu 1 Fr kateter7ile mümkündür. Farelerde RVP ve PAP ölçme yöntemi literatürde bildirilmiştir8,9, ancak metodoloji ayrıntılı bir açıklama yoksun. RVP ve PAP sol ve sağ kalp sistemleri arasındaki anatomik farklılıklar nedeniyle sol ventrikül basıncı daha ölçmek için daha zordur.

Pap ve RVP parametrelerini aynı fareye almak için, sağ kalp hemodinamik ölçümleri için açık göğüs cerrahisi tabanlı bir yaklaşım, sağlıklı ve PAH fareler ile doğrulanması ve karmaşık açık göğüs sırasında yapay veri üretmeyi nasıl önleyebileceğimizi anlatıyoruz. Cerrahi. Bu teknik en iyi iyi eğitimli bir cerrah tarafından uygulansa da, PAP ve RVP'yi aynı farede değerlendirebilme avantajına sahiptir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hayvan protokolü Fuwai Hastanesi, Çin Tıp Bilimleri Akademisi, Pekin Birliği Tıp Fakültesi (NO.0000287) Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi tarafından gözden geçirildi ve onaylandı. Deneysel hayvanlar, Çin'deki hayvan refahı kurallarına göre barındırıldı ve beslendi.

NOT: Sekiz ila 12 haftalık erkek C57BL fareler 12 saat karanlık/ 12 saat ışık döngüsü olan bir ortamda barındırıldı. PAH fareler 4 hafta boyunca %10'luk bir oksijen konsantrasyonu altında, pulmoner hipertansiyonu indüklemek için oksijen kontrollü hipoksi odası tarafından muhafaza edildi ve kontrol fareleri aynı koşullar altında oda havasında (%21 oksijen) tutuldu. 4 haftalık hipoksi mücadelesinin sonunda RVP ve PAP ölçümleri yapıldı.

1. Ameliyat öncesi hazırlık

  1. Basınç transdüser kateterini (boyut: 1 Fr) hemodinamik deneyden önce en az 30 dakika oda sıcaklığında %0,9 tuzlu suda bekletin.
  2. Filtre 2,2,2-Tribromoetanol çözeltisi ile 0,22 μm filtre ve 4 derecelik buzdolabında saklayın.
  3. Ameliyat için eldiven gibi temizlenmiş cerrahi aletler ve malzemeler hazırlayın.
  4. Kateter temizliği için 10 mL %1,0 sindirim enzimi çözeltisi hazırlayın.
  5. Basınç transdüser kateterini basınç hacmi sistemine bağlayın.
  6. Her fare için basınç ölçümleri almadan önce basınç transdüserini kalibre edin.
    1. Veri toplama yazılımına doğrulama basıncı sinyali göndermek ve yazılımdaki kalibrasyon ayarını yapılandırmak için kalibrasyon bilemini 0 mmHg ve 25 mmHg'ye çevirin.
    2. Topuzu Transdüser'e çevirin ve Denge topuzu sıfır taban çizgisine ayarlayın.
  7. Ameliyat sırasında vücut ısısının bakımı için standart bir stereomikroskop ve ısı kontrollü küçük hayvan cerrahi tablosu ayarlayın.
  8. Mikrocerrahi için cerrahi alan üzerinde yeterli ışık sağlamak için bir ışık aydınlatma sistemi kurmak.

2. Açık göğüs cerrahisi ve hemodinamik ölçüm

  1. İntraperitoneal (yani) enjeksiyonu ile 250 mg/kg 2,2,2-Tribromoetanol ile anestezi fareler. Gerekirse, işlem sırasında orijinal dozun 1/3 ila 1/2'si arasında ek dozları tekrarlayın.
  2. Tıraş makinesi ve epilasyon losyonu kullanarak göğüs ve boyun kürkünü çıkarın(Şekil 1A, 2A).
  3. Ameliyat sırasında vücut ısısını (37 °C) korumaya yardımcı olmak için her fareyi ısı kontrollü küçük hayvan cerrahi masasında supine pozisyonunda sabitlayın.
  4. Cerrahi bölgeyi %70 etanal ile temizleyin.
  5. Anestezi yürürlüğe girdiğinde, bir parmak tutam kullanarak yeterli anestezi indüksiyon onaylamak.
  6. Boyun derisinde orta hat kesisi yapın (Şekil 1A).
  7. Eğri forceps kullanarak iskelet kası diseksiyon ve trakea ortaya (Şekil 1B, 1C).
  8. Modifiye edilmiş 22 G intravenöz kılıf kateter kullanarak ağız dan entübasyon gerçekleştirin. Tüpün pratisyen hekimler de olduğunu doğrulayın (Şekil 1D).
  9. Tüpü küçük bir hayvan vantilatörüne bağlayın. Solunum hızını ve gelgit hacmini ventilatör kullanımkılavuzu10'agöre vücut ağırlığına göre hesaplayın ve ayarlayın. Örneğin, açıklanan hesaplamaya dayalı olarak 30 g'lık bir fare için solunum oranını 133/dk'ya, gelgit hacmini 180 μL'ye ayarlayın.
  10. Bant kullanarak havalandırma için boruyu sabitleyin.
  11. Bir parmak çimdik kullanarak yeterli anestezi indüksiyon onaylayın.
  12. Göğüs derisinde orta hat kesisi yapın ve bir kateter aracı kullanarak göğüs kaslarını dikkatlice inceleyin(Şekil 2B, 2C).
  13. Sternumu ortadaki makas kullanarak kesin ve göğüs boşluğunu ortaya çıkarır(Şekil 2D).
  14. Açık göğüs cerrahisi işlemi sırasında kateter aracı nı kullanarak kanamayı önleyin.
  15. Sağ ventrikülü retraktörlerle teşletmek(Şekil 2E).
  16. Tuzlu batırılmış basınç transdüser kateterini, RVP'yi ölçmek için sağ ventriküle 25 G iğne ile oluşturulan küçük bir tünelden yerleştirin(Şekil 2F ve Şekil 3A, 3C).
  17. Kateter kablosunu tutun ve pulmoner arterle koaksiyel bir şekilde pulmoner kapaklı çapraz. Basınç dalga formunu gözlemleyin ve kararlı bir PAP sinyali alın(Şekil 3B, 3D).
  18. Veri toplama sistemi ve yazılımını kullanarak hemodinamik verileri kaydedin.
  19. Son ölçümlerden sonra, 2,2,2-Tribromoetanol çözeltisi fazla dozi i.p. enjeksiyonu ile fareleri insancıl bir şekilde ötenaziye edinir.
  20. Kateteri sağ kalp sisteminden dikkatlice çıkarın ve %1 sindirim enzimi çözeltisi içeren 1 mL şırınga yerleştirin.
  21. Kateteri sürekli olarak dikkatlice yıkamak ve orijinal kutuda saklamak için distile suyu kullanın.

3. Hemodinamik için veri analizi

NOT: Hemodinamik veriler analiz yazılımı11 (Malzeme Tablosu) kullanılarak kaydedildi ve analiz edildi.

  1. Her fare için, her parametre için Ortalama RVP veya PAP verilerinin verilerini elde etmek için gürültü olmadan en az 10 sürekli ve kararlı sinyal döngüsü seçin.
  2. Normal hava kontrolü ve hipoksi gruplarını karşılaştırmak için Student'in t-testini kullanın. NOT: p < 0.05 istatistiksel olarak anlamlı kabul edildi. Veriler ortalama ± SD olarak sunulur.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Basınç transdüser kateteri 25 G iğne ile genişletilen bir tünelden sağ ventriküle(Şekil 3A)yerleştirildi ve tipik bir RVP dalga formu(Şekil 3C)elde edildi. Kateter sürekli olarak ayarlandı ve yavaş yavaş ilerlemiş ve pulmoner kapaktan geçerken pulmoner arterle aynı eksende tutulmuştur (Şekil 3B). Basınç sensörü pulmoner artere başarıyla yerleştirildiğinde, karakteristik bir dikrotik...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Trakeal entübasyon açık göğüs ameliyatları için ilk önemli adımdır. Fare veya fare gibi küçük hayvanlar için trakeal entübasyonklasik yöntem, trakea üzerinde Bir T-şekilli kesi yapma ve doğrudan trakea içine Y-tipi trakeal tüp ekleme içerir. Uygulamada, bu yöntemin çalışma sırasında kolay olmadığını görüyoruz. Y-tipi trakeal boru küçük hayvanlar için çok büyük ve trakea ile bir açı oluşturur. Bu nedenle, yerinde tüp düzeltmek zordur. Ayrıca, bir kez entübasyon tüpü yanlışlıkla açık göğüs cerrahisi sırasında hava yolundan...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu araştırma Pekin Birliği Tıp Fakültesi Lisansüstü Eğitim ve Öğretim Reformu Projesi (10023-2016-002-03), Fuwai Hastanesi Gençlik Fonu (2018-F09) ve Pekin Klinik Öncesi Araştırma Laboratuvarı Direktörü ve Kardiyovasküler İmplant Malzemeleri Nin Değerlendirilmesi (2018-PT2-ZR05).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Anestezi için2,2,2-TribromoetanolSigma-AldrichT48402-5G
Hayvan sıcaklık kontrolörüPhysitemp Instruments, Inc.TCAT-2LVSıcaklık kontrolü için
Diseksiyon forsepsFine Science Tools, Inc.11274-20Ameliyat için
Gemini Koter SistemiGeminiGEM 5917Ameliyat için
İntravenöz kateter (22G)BD anjiyokat,381123Entübasyon için
LabChart 7.3ADI CihazlarıVeri analizi için
Işık aydınlatma sistemiOlympusAmeliyat için
Mikro-Tip kateterMillar Instruments, Houston, TXSPR-1000Basınç ölçümü için
Millar Basınç-Hacim SistemleriMillar Instruments, Houston, TXMVPS-300Basınç ölçümü için
O2 Kontrol Cihazı ve Hipoksi odasıBiospherixProOx 110Kronik hipoksi için
PowerLab Veri Toplama SistemiCihazlarıPowerLab 16/30Veri kaydı için
MakasGüzel Bilim Araçları A.Ş.14084-08Ameliyat için
Küçük hayvan ventilatörüHarvard AparatıMini-Vent 845Ameliyat için
StereomikroskopOlympusSZ61Ameliyat için
Ameliyat bandı3MAmeliyat için
Terg-a-zyme enzimiSigma-AldrichZ273287-1EAKateter temizliği için

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Humbert, M., et al. Advances in therapeutic interventions for patients with pulmonary arterial hypertension. Circulation. 130 (24), 2189-2208 (2014).
  2. Chatterjee, K. The Swan-Ganz catheters: past, present, and future: a viewpoint. Circulation. 119 (1), 147-152 (2009).
  3. Adamson, P. B., et al. CHAMPION trial rationale and design: the long-term safety and clinical efficacy of a wireless pulmonary artery pressure monitoring system. Journal of Cardiac Failure. 17 (1), 3-10 (2011).
  4. Abraham, W. T., et al. Wireless pulmonary artery haemodynamic monitoring in chronic heart failure: a randomised controlled trial. The Lancet. 377 (9766), 658-666 (2011).
  5. Adamson, P. B., et al. Wireless pulmonary artery pressure monitoring guides management to reduce decompensation in heart failure with preserved ejection fraction. Circulation: Heart Failure. 7 (6), 935-944 (2014).
  6. Shatat, M. A., et al. Endothelial Kruppel-like Factor 4 modulates pulmonary arterial hypertension. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 50 (3), 647-653 (2014).
  7. SPR-1000 Mouse Pressure Catheter. , Available from: https://millar.com/products/research/pressure/single-pressure-no-lumen/spr-1000 (2019).
  8. Tabima, D. M., Hacker, T. A., Chesler, N. C. Measuring right ventricular function in the normal and hypertensive mouse hearts using admittance-derived pressure-volume loops. American Journal of Physiology Heart and Circulatory Physiology. 299 (6), 2069-2075 (2010).
  9. Skuli, N., et al. Endothelial deletion of hypoxia-inducible factor-2alpha (HIF-2alpha) alters vascular function and tumor angiogenesis. Blood. 114 (2), 469-477 (2009).
  10. Harvard Inspira Advanced Safety Ventilator User's Manual. , Available from: http://www.harvardapparatus.com/media/harvard/pdf/Inspira_557058_9.pdf. (2019).
  11. LabChart. , Available from: https://www.adinstruments.com/products/labchart?creative=290739105773_keyword=labchart_matchtype=e_network=g_device=_gclid=CjwKCAjwxrzoBRBBEiwAbtX1n42I2S06KmccVncUHkmExU8KKOXXREyzx8bvTrxYMSze-ooE0atcbRoCliwQAvD_BwE (2019).
  12. Marius, M. H., et al. Definitions and diagnosis of pulmonary hypertension. Journal of the American College of Cardiology. 62 (25), 42-50 (2013).
  13. Ciuclan, L., et al. A novel murine model of severe pulmonary arterial hypertension. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 184 (10), 1171-1182 (2011).
  14. Brown, R. H., Walters, D. M., Greenberg, R. S., Mitzner, W. A. A method of endotracheal intubation and pulmonary functional assessment for repeated studies in mice. Journal of Applied Physiology. 87 (6), 2362-2365 (1999).
  15. Chen, W. C., et al. Right ventricular systolic pressure measurements in combination with harvest of lung and immune tissue samples in mice. Journal of Visualized Experiments. (71), 50023(2013).
  16. Ma, Z., Mao, L., Rajagopal, S. Hemodynamic characterization of rodent models of pulmonary arterial hypertension. Journal of Visualized Experiments. (110), 53335(2016).
  17. Chen, M. Berberine attenuates hypoxia-induced pulmonary arterial hypertension via bone morphogenetic protein and transforming growth factor-β signaling. Journal of Cellular Physiology. , (2019).
  18. Bueno-Beti, C., Hadri, L., Hajjar, R. J., Sassi, Y. The Sugen 5416/Hypoxia mouse model of pulmonary arterial hypertension. Experimental Models of Cardiovascular Diseases. Methods in Molecular Biology. vol 1816. Ishikawa, K. , Humana Press. New York, NY. (2018).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Sa Ventrik l Bas ncPulmoner Arter Bas ncA k G s CerrahisiBas n Transduser KateteriMekanik Ventilasyon Deste iHemodinamik Veri Kazan mKronik Hipoksi ModeliK k Hayvan Ventilat rStereomikroskop KurulumuVeri Analizi D zeltmeleri

İlgili makaleler