Implantation af Radiotelemetry Sendere giver data om EKG, puls, kroppens kernetemperatur og aktivitet i bevægelige laboratoriemus

Medicine
 

ERRATUM NOTICE

Summary

Et kirurgisk teknik til implantation af kommercielt tilgængelige telemetri-sendere, der anvendes til kontinuerlig måling af biopotential (one-bly EKG), puls, kroppens kernetemperatur og motorisk aktivitet i frit bevægelige mus vises. Anbefalinger og protokoller for postoperativ pleje og smertelindring, forbedre inddrivelsen, trivsel og overlevelse er også præsenteret.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Cesarovic, N., Jirkof, P., Rettich, A., Arras, M. Implantation of Radiotelemetry Transmitters Yielding Data on ECG, Heart Rate, Core Body Temperature and Activity in Free-moving Laboratory Mice. J. Vis. Exp. (57), e3260, doi:10.3791/3260 (2011).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Laboratoriet musen er dyrearter valg for de fleste biomedicinsk forskning, både i den akademiske sfære og den farmaceutiske industri. Mus er en håndterbar størrelse, og relativt let til hus. Disse faktorer sammen med tilstedeværelsen af ​​et væld af spontan og eksperimentelt inducerede mutanter, at laboratoriemus velegnet til en bred vifte af forskningsområder.

I kardiovaskulære, farmakologiske og toksikologiske forskning er nøjagtig måling af parametre i forbindelse med kredsløbssygdomme af forsøgsdyr ofte nødvendig. Bestemmelse af hjertefrekvens, hjertefrekvens variabilitet, og varigheden af ​​PQ og QT-intervaller er baseret på elektrokardiogram (EKG) optagelser. Imidlertid kan få pålidelige EKG-kurver samt fysiologiske data såsom kroppens kernetemperatur hos mus være vanskeligt ved hjælp af konventionelle målemetoder, som kræver tilslutning af sensorer og føre ledninger til en behersket, tøjret, eller endda enaesthetized dyr. Data indsamlet på denne måde skal fortolkes med forsigtighed, da det er velkendt, at fastholdelses-og anæstesi kan have en stor kunstig indflydelse på fysiologiske parametre 1, 2.

Radiotelemetry giver data, der skal indsamles fra bevidste og løsgående dyr. Målinger kan udføres selv i frit at flytte dyr, og uden at kræve investigator at være i nærheden af ​​dyret. Således er kendte kilder til artefakter undgås, og præcise og pålidelige målinger er sikret. Denne metode reducerer også interanimal variabilitet og dermed reducere antallet af anvendte dyr, hvilket gør denne teknologi den mest humane metode til overvågning af fysiologiske parametre i forsøgsdyr 3, 4. Konstant fremskridt inden for dataopsamling teknologi og implantat miniaturisering betyder, at det nu er muligt at optage fysiologiske parametre og motorisk aktivitet kontinuerligt og i realtime over længere periods såsom timer, dage eller endda uger 3, 5.

Her beskriver vi et kirurgisk teknik til implantation af en kommercielt tilgængelig telemetri-senderen anvendes til kontinuerlig måling af kroppens kernetemperatur, motorisk aktivitet og biopotential (dvs. onelead EKG), hvorfra hjertefrekvens, hjertefrekvens variabilitet, og PQ og QT-intervaller kan etableret i freeroaming, løsgående mus. Vi præsenterer også præ-operative procedurer og protokoller for postoperativ intensiv pleje og smertebehandling at forbedre inddrivelsen, trivsel og overlevelse i implanterede mus 5, 6.

Protocol

Dyret Forsøget blev godkendt af de kantonale Veterinary Office (Zürich, Schweiz). Boliger og eksperimentelle procedurer, var i overensstemmelse med schweizisk dyrebeskyttelse loven og i overensstemmelse med EU-direktiv om beskyttelse af dyr, der anvendes til videnskabelige formål (direktiv 2010/63/EU EUROPA-PARLAMENTETS OG RÅDETS af 22. september 2010).

1. Præ-operative overvejelser

1,1 Mus: boliger krav, almentilstand og sundhedsovervågning

Det anbefales, at mus leveret fra leverandører eller overført fra eksterne gnavere kolonier bør ankomme til huset anlægget mindst to uger før operation. Denne periode skal gøre det muligt for dyrene at tilpasse sig det nye miljø og facility-specifikke boligforhold. Mus, som sociale levende dyr, bør anbringes i kompatible grupper i løbet af denne prøvetid. For tilsyn med en persons niveau afmad og vand forbrug, er hver mus opstaldet enkeltvis fra 3 dage før operationen, indtil 10 dage efter kirurgisk transmitter implantation. Den tid linje for oprettelse af telemetri-sender-bærende mus er vist i figur 1. Det er afgørende, at dyrene kommer til kirurgi ved godt helbred og kondition. Derfor, før indgrebet, bør dyrene overvåges en gang om dagen i 2-3 dage om almentilstand (udseende, kropsholdning, spontane adfærd) samt for kropsvægt, mad og vand forbrug. Disse data er dokumenteret på en medicinsk rekord (generel tilstand og sundhedsovervågning datablad, tabel 1) at etablere individuelle baseline niveauer af generelle tilstand og generelle sundhed og velvære. Ethvert dyr, der udviser symptomer på sygdom eller nedsat almentilstand før operation bør udelukkes fra eksperimentet.

1,2 Hår klipning på én dag før operation

Dagen før implantation, med henblik på at barbere AnimALS for kirurgi, mus er bedøves kortvarigt i et lille (8x8x8cm) perspex kammer med sevofluran (8%) eller isofluran (5%) i ren ilt (600 ml / min). Efter tabet af den oprettende stabilitetsarm refleks, er musen taget ud af kammeret og den forreste hals og mave hår er klippet med dyret liggende i ryg recumbence; anæstesi opretholdes i cirka 5 minutter med en næse maske med sevofluran 3-4% eller isofluran 1,5-3% i ren ilt ved en flowhastighed på 600 ml / min. Efter klipning hår er dyrene lov til at vække og er derefter bragt tilbage til deres hjem bur.

2. Implantation

2,1 driftsmiljø, forberedelse af telemetrisk senderen

På dagen for implantation, er alle procedurer med hensyn transmitter forberedelse og operation udført på et arbejdsbord med en laminar flow hætte er udstyret med en kirurgisk mikroskop. Aseptiske forhold er sikret ved brug af autoklaveres instrumforældre og steriliseres materialer og desinficering af de arbejdsbord 7. Forud for implantation, er telemetriske sendere (ETA-F10, Data Sciences International, St. Paul, MN, USA) først forberedt. Efter at have fjernet fra deres steril pakke, er leder af senderen afkortes til en længde passende for størrelsen af ​​musen, der skal implanteres. I de fleste voksne udavl eller indavlede mus, kan den røde elektrode afkortes til ca 42 mm og den hvide / farveløse elektrode til en længde på ca 55 mm. Isolering slangen er fjernet fra den distale (sensorisk) del af kundeemner: ca 20 mm i slangen er fjernet fra den røde elektrode, er ca 10 mm af slangen fjernet fra hvid / farveløs elektrode. Den distale del af hver elektrode (der er nu uden slanger) er formet som en sløjfe ved fastsættelse af det ende med tynde silke sutur (perma-Handseide, 6-0, Ethicon, Norderstedt, Tyskland). Efter udarbejdelsen af ​​elektroder, er senderen placeret i WArm sterilt saltvand klar til at blive implanteret, når dyret er bedøvet, og kirurgisk forberedt.

2,2 Anæstesi

På 5-10 minutter før induktion af indånding anæstesi, en blanding af midazolam (4 mg / kg) og fentanyl (0,04 mg / kg) administreret subkutant som præmedicinering, hvilket giver sedation og forebyggende analgesi. General indånding anæstesi induceres ved at placere dyret i induktion kammeret og indføre de flygtige narkosemiddel (sevofluran 8% eller isofluran 5% i ren ilt 600 ml / min). Når dyret viser tabet af den oprettende refleks det overføres til arbejdsbordet under laminar flow hætte, og placeres i ryg recumbence på et specielt designet metalplade monteret med en næse maske og slanger fra anæstesi apparatet. Anæstesi vedligeholdes af spontan vejrtrækning (sevofluran 3-4% eller isofluran 1,5-3% i ren ilt ved en flowhastighed på 600 ml / min). Under anæstesi, dyrets øjnes er beskyttet med salve (A-vitamin, Bausch & Lomb, Steinhausen, Schweiz). Mens liggende på metalpladen dyret opvarmes af vandbad opvarmet overflade (39 ° C + / -1) af arbejdsbord.

2,3 Kirurgi

Huden af ​​den forreste hals og mave-regionen er desinficeret med 70% ethanol. A 1 - til 1,5-cm lange snit i huden er lavet af de lavere brystkassen langs midterlinjen til maven. Den negative (hvid / farveløs) bly tunnelled subkutant fra brystkassen til halsen, hvor et lille snit (≤ 0,5 cm) er lavet i længderetningen. Huden og det underliggende væv er parate til at gøre plads til fiksering af teleslynge af elektroden. Den teleslynge er fast mellem de muskler placeret til højre for luftrøret, ved hjælp af to tynde silke sutur (perma-Handseide, 6-0, Ethicon, Norderstedt, Tyskland). Såret i nakken er derefter lukket med resorberbare suturer (VICRYL 6-0, Ethicon, Norderstedt, Tyskland) i lag. Bugvæggen er derefter åbnet i linea alba og kroppen af ​​telemetrisk Senderen er placeret i bughulen af ​​musen. Den wire loop mellem den positive (røde) elektrode er syet til den formet som et sværd proces med silke suturer på en sådan måde, at det ligger mellem leveren og mellemgulvet i venstre øverste bughulen (Figur 2). Derefter er de muskel lag af den abdominale region lukket med resorberbare suturer (VICRYL 6-0, Ethicon, Norderstedt, Tyskland). Før endelig lukning af bugvæggen, en blanding af Sulfadoxin og Trimethoprim [(30 mg / kg og 6 mg / kg, henholdsvis opløst i 1 ml saltvand (0,9%) og på ca kropstemperatur (38-39 ° C)] sprøjtes ind i bughulen med henblik på antiinfektiøs profylakse og til at støtte væske homøostase. Endelig er huden i maveregionen restaureret med hæfteklammer (Præcis, 3 M Health Care, St. Paul, MN, USA).

3. Postoperativ pleje

Efter afslutningen af ​​operation og anæstesi, 0,1 mg / kg af buprenorphin (Temgesic, Essex Chemie AG, Luzern, Schweiz) og 5 mg / kg af meloxicam (Metacam, Boehringer Ingelheim, Basel, Schweiz) er administreret subkutant til smertebehandling, og de dyr er tilbage på den varme (39 ° C + / -1) overflade arbejdsbordet at komme i ca 2 timer. Sammen med smertelindring (to gange dagligt: ​​buprenorphin, 0,1 mg / kg og meloxicam 5 mg / kg), er understøttende behandling bestående af 300 μL glukose (5%) og 300 μL saltvand (0,9%) opvarmes til kropstemperatur, anvendt subkutant to gange dagligt i 4 dage. For yderligere opsving støtte, er det umagen værd at give dyrene en ekstra drikke flaske indeholdende 15% glucoseopløsning. I løbet af tilbagebetalingsperioden af ​​4-10 dage, anbefales det, at dyrene holdes varme. Derfor, i vores tilfælde, er de mus til huse i en opvarmning kabinet (30 ° C + / - 1). Overvågning af almentilstand og kropsvægt, somsamt mad og vandforbrug, der udføres er en gang dagligt i henhold til den generelle tilstand og sundhedsovervågning datablad (tabel 1) i 10 dage efter operationen. Humane endpoints, dvs ofringen af ​​et dyr for at undgå unødig lidelse og smerte, hvis progression af indtægter er utilfredsstillende, er realiseret på følgende betingelser:

  1. Hvis du er i dårlig almentilstand, dvs dyret er væsentligt apatisk (ingen bevægelse efter at være blevet rørt / skubbet) og kroppens overflade føles kold trods opvarmning, bør dyret euthanatized straks.
  2. Hvis der på dag 4 efter senderen implantation, dyret viser tydelige tegn på apati, er ekstremt aggressiv eller ikke viser nogen fødeindtagelse, bør det euthanatized straks.
  3. På dag 8 efter transmitter implantation, har dyret til at vise en klar stigning i kropsvægt i forhold til den foregående postoperative dage. Desuden har det at forbruge på lEast 80% af den præ-operative daglige fødeindtagelse. Hvis en af ​​disse betingelser ikke er opfyldt, bør dyret euthanatized straks.

På 10 dage efter implantation, er dyret tilbage til dyret rummet under standard boligforhold. Mus skal anbringes i kompatible grupper, at tillade den sociale interaktion og for at forebygge de negative virkninger på lang sigt individuelle boliger, der kan have betydelige konsekvenser for udlæsning af efterfølgende eksperimenter 8, 9. Mus bør have en frist på mindst 4 uger rekonvalescens efter senderen implantation, før det første forsøg er gennemført og dataopsamling begynder.

4. Dataopsamling

Dataindsamlingen er initieret ved at røre dyret med en magnet, hvorefter senderen er tændt. Dataquest ART Software (Data Sciences International, St. Paul, MN, USA) koordinerer afsløring, indsamling, analyse og GRaphical præsentation (i form af bølge former) af signaler fra en eller flere dyr. Købet Programmet indsamler data signaler, der sendes til computeren fra omformere og modtagere via en Data Exchange Matrix (Data Sciences International). Dette program kan enten indsamle data for en bestemt tidsperiode med jævne mellemrum, eller prøve løbende og gemme data på computerens harddisk. Da området og kvaliteten af ​​det udsendte signal afhænger i høj grad om materialesammensætningen af ​​buret og de omkringliggende udstyr (f.eks metal vs plast), foreslås det, at modtageren pladen er placeret så tæt på dyret som muligt, fx under dyrenes bur eller over det eksperimentelle område, f.eks laboratorium bænk eller løbebånd. Det anbefales, at den korrekte konfiguration af optagelsen og datatransmission systemet skal kontrolleres ved at lave en kort gennemgang af tidstro målinger i kontinuerlig prøvetagning mode. Efter at data er blevet indsamlet og lagret, kan de være plotTED, børsnoterede og analyseret for en række forskellige parametre ved hjælp Analysis programmet. Nærmere oplysninger om konfiguration af optagelsen system (f.eks definere prøvetagning modus), og analyse software (f.eks hjertefrekvens variabilitet parametre, PQ-interval og QT-interval etableret fra biopotential / EKG-kurver) kan findes i producentens manualer. Værdifulde tips til biometriske planlægning og statistiske metoder brugbare til trådløs dataopsamling og fortolkning er offentliggjort andetsteds 3.

5. Repræsentative resultater:

En samlet ordning af det beskrevne procedure er vist i figur 1. Placeringen af ​​den implanterede senderen, herunder placering af elektroder for at opnå biopotentials fra hjertet (en-aflednings EKG) er vist i figur 2. Eksempler på rådata fra kortsigtede biopotential kurver (et-aflednings EKG), og lang sigt puls, kroppens kernetemperatur og motorisk aktivitet optagelser af individuellemus er givet i figur 3 og figur 4, hhv. Figur 5 giver et eksempel på offentliggjorte data fra langsigtede målinger i grupper af mus efter et eksperiment. Flere andre parametre, der kan etableres fra biopotentials kurver. Eksempler på præsentation af hjertefrekvens variabilitet parametre 5, QT-interval og PQ intervallet 10, er 11 offentliggøres andetsteds.

Tabel 1. Almentilstand og sundhedsovervågning datablad. Klik her for at downloade arket. Denne skabelon letter overvågningen af en individuel musens almentilstand og sundhed. Baseline undersøgelse af et dyrs udseende, kropsholdning, og spontane adfærd, samt bestemmelse af kroppens vægt og mad og vand forbrug skal være etableret før implantationen operation en gang om dagen i 3 dage. Sammenligning af baseline bestemmelser med indhentet dem,dagligt i 10 dage efter operationen tjene til at vurdere udviklingen af ​​det postoperative forløb. Desuden er post-operative pleje og smertebehandling veldokumenteret i form af en journal. Instruktioner om humane endpoints er givet for at lette beslutninger om, hvorvidt en mus skal ofres for at forebygge unødig smerte og lidelse, hvis dyret ikke opfylder kriterierne for hurtig bedring efter implantation.

Figur 1
Figur 1. Tidsplan for oprettelse af telemetri-sender-bærende mus. Kronologiske rækkefølge af procedurer i forbindelse med implantation af en sender, som viser tiden punkter, hvor en mus kan bruges til eksperimenter og dataopsamling.

Figur 2
Figur 2. Røntgenbillede / skitse, der viser placeringen af det implanterede telemetRy senderen. Liget af senderen er placeret i bughulen. Den positive bly er formet til en teleslynge, og fastgøres til formet som et sværd proces med suturer. Den negative bly er tunnelforbindelsen subkutant fra brystkassen til halsen og fastsat som en wire loop mellem musklerne lige ved siden af ​​luftrøret. Den røntgenbillede er taget fra forfatternes tidligere publikation i forsøgsdyr 9.

Figur 3
Figur 3. Biopotential kurver. Rå udskrift af en bly EKG-kurver fra en bevidst mus og af de samme dyr under indånding anæstesi med sevofluran. Pulsen beregnes automatisk af telemetri-system. Den 3-sekunders sekvens optaget under bedøvelse indikerer en puls på 440 bpm. Kurven er optaget i den bevidste mus viser en puls på 660 bpm, som falder inden for det forventede interval for hjertefrekvens under tilstandsats fysiske aktiviteter såsom grooming eller spise. Fra biopotential / one-bly EKG kurver, hjertefrekvens variabilitet parametre, interbeat interval, og PQ og QT-intervaller kan etableres med brug af producentens software.

Figur 4
Figur 4. Rådata fra langsigtede målinger hos raske og syge mus. Puls (bpm), kroppens kernetemperatur (° C) og motorisk aktivitet (tæller) er målt, mens mus er opstaldet individuelt i deres hjem bur uden nogen form for forstyrrelse af mand eller eksperimentelle procedurer. Pulsen er optaget i 30 sekunder hver 5 minutter (samplingsfrekvens 1000 Hz). Core kropstemperatur er prøver i 10 sekunder hver 5 minutter. Motorisk aktivitet registreres kontinuerligt og opbevares ved 5 minutters mellemrum. Fem minutters datapunkter er spores i 6,5 dage. Telemetrisk målinger registreres fra tre mus med forskelligkropslig betingelser. Den sunde mus viser en tydelig døgnrytme med normale stigninger i fysiologiske værdier og motorisk aktivitet adfærd under den mørke (nat) fase. I modsætning hertil, efter større kirurgiske indgreb er øget hjertefrekvens, især i dagslys fase, og motorisk aktivitet er deprimeret. Den tredje mus lidt af kroniske tumor disease-sin døgnrytme af hjertefrekvens og kroppens kernetemperatur synes fladtrykt, og motorisk aktivitet er mindsket. Repræsentative data om puls målinger (normale værdier og efter en stor operation) er taget fra forfatternes tidligere offentliggørelse i Altex 12.

Figur 5
Figur 5. Eksempel på præsentation af resultater fra langsigtede telemetri målinger efter et eksperiment. Figuren er taget fra forfatternes tidligere publikation i forsøgsdyr 1. Som en eksemplarisk eksperiment, en 50-minutters isoflurane eller sevofluran anæstesi blev udført. Den langsigtede virkning af anæstetika på hjertefrekvens, kroppens kernetemperatur og motorisk aktivitet, efter at dyrene var vågen blev sammenlignet. Med 16 transmitter-implanterede mus blev telemetri data registreret i otte mus pr bedøvelse, mens dyrene blev single-opstaldet, og lov til at strejfe frit i deres hjem bure. Til analyse af langsigtede postanesthetic effekter, tog vi højde for, at værdierne variere meget i løbet af en 24-timers cyklus, da mus er aktive hovedsageligt om natten. Derfor var hjælp af telemetrisk værdier for hvert dyr, beregnet separat for natten (12 timer mørke) og dag (12 timer lys) faser. Et menneskes normale værdier blev fastsat ved beregning af midler fra de tre dage før anæstesi. For hver dag efter anæstesi, var gennemsnittet af de mørke og lyse fase i forhold til den enkeltes normale værdier, hvilket resulterer i delta værdier. Således delta-værdier repræsenterer afvigelse fra de normale værdier (etableret førtil anæstesi) i den tilsvarende 12 timers dag og nat tid. Kolonner repræsentere gennemsnittet fra otte mus, barer angiver standard afvigelse. Stjernerne angiver signifikans ved p ≤ 0,05 (En-vejs variansanalyse til sammenligning af gruppe betyder, ved hvert af de fire dage efter anæstesi med normale værdier).

Discussion

Radiotelemetry er et stærkt alternativ til de konventionelle metoder til måling af fysiologiske parametre i biomedicinsk forskning. Høj kvalitet telemetri systemer bestående af implantabelt sendere, modtagere og data indsamling og analyse af hardware og software er nu kommercielt tilgængelige, selv for dyr så små som mus. Telemetri er den eneste teknik øjeblikket er til rådighed til indsamling af data fra uhæmmet, frit bevægelige mus. Ved at bruge denne metode, er det nu muligt at indsamle data løbende og / eller i længere perioder fra dyr, der opholder sig i deres eget velkendte miljø, og dermed minimere den stress til dyrene og deraf følgende eksperimentelle artefakter. Formen og placeringen af ledningerne er blevet optimeret for at få signaler, selv ved hurtige bevægelser (fx kæmper, løb, kæmper) eller i en oprejst kropsholdning 9. Således kan nøjagtige målinger er fremkommet ved eksperimenter, fx under anæstesi, stress iproduktion, mens den kører på et løbebånd, under adfærdsmæssige eksperimenter, under infektion eksperimenter, og mange andre eksperimentelle situationer.

Men for at opnå pålidelige, reproducerbare og artefakt-fri data, er det afgørende at udelukke miljømæssige påvirkninger, og trækker vi særlig vægt på betydningen af ​​standardiserede betingelser. Det anbefales, at rummet er isoleret fra elektronisk og akustisk støj, herunder ultralyd, som mus er særligt følsomme. Hertil kommer, at ingen forstyrrelser, som besøgende eller uafhængige eksperimentelle procedurer bør tillades, når der udføres målinger. For at undgå forstyrrende påvirkninger (især i tilfælde af hjemmet bur målinger), bør alle nødvendige passes være afsluttet i rummet før hver måling. Hertil kommer, at opstaldning af mus-især hvis hannerne bruges-i grupper eller individuelt kan have en indvirkning på målinger og skal overvejes, når PLALønning eksperimenter 9. Desuden skal mus være sunde og fri for murine patogener, da latent eller manifest infektioner, samt sygdomme eller nogen anden sundhedsmæssig funktionsnedsættelser, kan have stor indflydelse på fysiologiske parametre og aktivitet adfærd. Derfor bør mus komme sig helt efter implantation og får tilstrækkelig tid til at tilpasse sig bærer senderen, før du starter nogen eksperimenter.

Dataindsamling ved radiotelemetry hos mus kræver forudgående kirurgisk implantation af telemetri senderen. Dette bør kun udføres af uddannet personale med kirurgiske færdigheder med henblik på at minimere vævs-traumer og efterfølgende smerte og lidelse. For eksperimentatorer holde grundlæggende eller endog avancerede (mikro-) kirurgiske færdigheder, anbefales det at udføre de første forsøg i frisk mus kadaverne med uddannelse implantater (dvs., narresutter, leveret af producenten) til at etablere de procedurer og blive bekendt med detaljerne i denne formaf kirurgi. Efter en sådan uddannelse, ville de fleste eksperimentatorer være i stand til at implantere denne type sendere med succes, og ville nå en nyttig færdighed efter et par implantationer.

Aseptiske forhold bør opretholdes under operationen for at holde den mikrobiologiske belastning og risikoen for infektioner lav. Dog kan fuldføre sterilitet ikke gives på grund af nogle særlige, sterilitet modstridende forhold i mus (f.eks kølende effekt af omfattende hår klipning og desinfektion, upraktiske bandager for at beskytte sår). Således er antiinfektiøs profylakse administreret under implantationen. Nå skræddersyet analgetisk behandling og en klart defineret plan for overvågning samt passende postoperativ pleje spiller en afgørende rolle i det tilfredsstillende resultat af forsøget.

Samlet set vil den kirurgiske implantering af en telemetrisk senderen i mus være stressende for dyret. Især hvis genetiske modifikation i specific musen linjer påvirker fænotype og svækker dyrenes kropslige tilstand, komplikationer i den peri-operative tidsramme og øget dødelighed efter implantation kan være en risiko. For at undgå unødige lidelser, bør den enkelte udstiller utilfredsstillende nyttiggørelse eller længere tids rekonvalescens blive frigivet fra eksperimentet og ofrede, før de når en døende fase. Til dette formål, et datablad (Tabel 1: generel tilstand og sundhedsovervågning datablad) at lette en systematisk overvågning af kritiske symptomer og yde rådgivning om humane endpoints er blevet etableret. Således er tilbagebetaling dokumenteret i stil med en journal eller et laboratorium tidsskrift, hvilket gør afholdelse af denne metode (dvs. implantation procedure, og det postoperative forløb) gennemsigtige til de relevante myndigheder og dyrevelfærd organer med ansvar for dyreforsøg (f.eks, IACUC).

Disclosures

Ingen interessekonflikter erklæret.

Acknowledgements

Forfatterne vil gerne takke Karl-floden Tyskland for at levere CD-1 mus. Vi takker også Robin Schneider og de ansatte i den centrale biologiske laboratorium for støtte i boliger mus. Vi venligt takker Flora Nicholls for fremragende teknisk bistand og professor Kurt Burki for generøst at give forsknings-faciliteter og ressourcer.

References

  1. Cesarovic, N. Isoflurane and sevoflurane provide equally effective anesthesia in laboratory mice. Lab. Anim. 44, 329-336 (2010).
  2. Gross, V., Luft, F. C. Exercising restraint in measuring blood pressure in conscious mice. Hypertension. 41, 879-881 (2003).
  3. Kramer, K., Kinter, L. B. Evaluation and applications of radiotelemetry in small laboratory animals. Physiol. Genomics. 13, 197-205 (2003).
  4. Kramer, K. Use of telemetry to record electrocardiogram and heart rate in freely moving mice. J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 30, 209-215 (1993).
  5. Arras, M., Rettich, A., Cinelli, P., Kasermann, H. P., Burki, K. Assessment of post-laparotomy pain in laboratory mice by telemetric recording of heart rate and heart rate variability. BMC. Vet. Res. 3, 16-16 (2007).
  6. Schuler, B., Rettich, A., Vogel, J., Gassmann,, Arras, M. Optimized surgical techniques and postoperative care improve survival rates and permit accurate telemetric recording in exercising mice. BMC. Vet. Res. 5, 28-28 (2009).
  7. Pritchett-Corning, K. R., Mulder, G. B., Luo, Y., White, W. J. Principles of Rodent Surgery for the New Surgeon. J. Vis. Exp. (47), e2586-e2586 (2011).
  8. Rettich, A., Kasermann, H. P., Pelczar, P., Burki, K., Arras, M. The physiological and behavioral impact of sensory contact among unfamiliar adult mice in the laboratory. J. Appl. Anim. Welf. Sci. 9, 277-288 (2006).
  9. Spani, D., Arras, M., Konig, B., Rulicke, T. Higher heart rate of laboratory mice housed individually vs in pairs. Lab. Anim. 37, 54-62 (2003).
  10. Zeller, A., Arras, M., Jurd, R., Rudolph, U. Mapping the contribution of beta3-containing GABAA receptors to volatile and intravenous general anesthetic actions. BMC. Pharmacol. 7, 2-2 (2007).
  11. Zeller, A., Arras, M., Jurd, R., Rudolph, U. Identification of a molecular target mediating the general anesthetic actions of pentobarbital. Mol. Pharmacol. 71, 852-859 (2007).
  12. Arras, M. Improvement of pain therapy in laboratory mice. Altex. 24, 6-8 (2007).

Erratum

Formal Correction: Erratum: Implantation of Radiotelemetry Transmitters Yielding Data on ECG, Heart Rate, Core Body Temperature and Activity in Free-moving Laboratory Mice
Posted by JoVE Editors on 10/09/2016. Citeable Link.

Corrections in the Protocol and Discussion sections have been made to: Implantation of Radiotelemetry Transmitters Yielding Data on ECG, Heart Rate, Core Body Temperature and Activity in Free-moving Laboratory Mice

Step 1.2 in the Protocol has been updated from:

1.2 Hair clipping at one day prior to surgery

The day prior to implantation, in order to shave the animals for surgery, mice are anesthetized briefly in a small (8x8x8cm) Perspex chamber using sevoflurane (8%) or isoflurane (5%) in pure oxygen (600 mL/min). After loss of the righting reflex, the mouse is taken out of the chamber and the anterior neck and abdominal hair is clipped with the animal lying in dorsal recumbence; anesthesia is maintained for approximately 5 minutes with a nose mask with sevoflurane 3-4% or isoflurane 1.5-3% in pure oxygen at a flow rate of 600 mL/min. After clipping the hair, the animals are allowed to awaken and are then brought back to their home cage.

to:

After the last health check or directly prior surgery, in order to shave the animals for surgery, mice are anesthetized briefly in a small (8x8x8cm) Perspex chamber using sevoflurane (8%) or isoflurane (5%) in pure oxygen (600 mL/min). Shaving the animals one day before surgery prevents hair stubbles in the operating field. After loss of the righting reflex, the mouse is taken out of the chamber and the anterior neck and abdominal hair is clipped with the animal lying in dorsal recumbence; anesthesia is maintained for approximately 5 minutes with a nose mask with sevoflurane 3-4% or isoflurane 1.5-3% in pure oxygen at a flow rate of 600 mL/min. After clipping the hair, the animals are allowed to awaken and are then brought back to their home cage.

Step 2.3 in the Protocol has been updated from:

2.3 Surgery

The skin of the anterior neck and abdominal region is disinfected with 70% ethanol. A 1- to 1.5-cm-long incision in the skin is made from the lower thorax along the midline to the abdomen. The negative (white/colourless) lead is tunnelled subcutaneously from the thorax to the neck, where a small incision (≤0.5 cm) is made in the longitudinal direction. The skin and underlying tissues are prepared to make space for the fixation of the wire loop of the electrode. The wire loop is fixed between the muscles located to the right of the trachea, using two thin silk sutures (PERMA-Handseide, 6-0, Ethicon, Norderstedt, Germany). The wound in the neck is then closed with absorbable sutures (VICRYL 6-0, Ethicon, Norderstedt, Germany) in layers. The abdominal wall is then opened at the linea alba and the body of the telemetric transmitter is placed into the abdominal cavity of the mouse. The wire loop of the positive (red) electrode is sutured to the xiphoid process with silk sutures in such a way that it lies between the liver and the diaphragm in the left upper abdominal region (Figure 2). Then, the muscle layers of the abdominal region are closed with absorbable sutures (VICRYL 6-0, Ethicon, Norderstedt, Germany). Before finally closing the abdominal wall, a mixture of Sulfadoxin and Trimethoprim [(30 mg/kg and 6 mg/kg, respectively; dissolved in 1 mL of saline (0.9%) and at approximately body temperature (38-39°C)] is injected into the abdominal cavity for the purposes of anti-infective prophylaxis and to support fluid homeostasis. Finally, the skin of the abdominal region is restored with staples (Precise, 3 M Health Care, St. Paul, MN, USA).

to:

2.3 Surgery

The skin of the anterior neck and abdominal region is disinfected for 5 minutes with 70% ethanol, chlorhexidine or iodine using a soaked cotton swap. A 1- to 1.5-cm-long incision in the skin is made from the lower thorax along the midline to the abdomen. The negative (white/colourless) lead is tunnelled subcutaneously from the thorax to the neck, where a small incision (≤0.5 cm) is made in the longitudinal direction. The skin and underlying tissues are prepared to make space for the fixation of the wire loop of the electrode. The wire loop is fixed between the muscles located to the right of the trachea, using two thin silk sutures (PERMA-Handseide, 6-0, Ethicon, Norderstedt, Germany). The wound in the neck is then closed with absorbable sutures (VICRYL 6-0, Ethicon, Norderstedt, Germany) in layers. The abdominal wall is then opened at the linea alba and the body of the telemetric transmitter is placed into the abdominal cavity of the mouse. The wire loop of the positive (red) electrode is sutured to the xiphoid process with silk sutures in such a way that it lies between the liver and the diaphragm in the left upper abdominal region (Figure 2). Then, the muscle layers of the abdominal
region are closed with absorbable sutures (VICRYL 6-0, Ethicon, Norderstedt, Germany). Before finally closing the abdominal wall, a mixture of Sulfadoxin and Trimethoprim [(30 mg/kg and 6 mg/kg, respectively; dissolved in 1 mL of saline (0.9%) and at approximately body temperature (38-39°C)] is injected into the abdominal cavity for the purposes of anti-infective prophylaxis and to support fluid homeostasis. Finally, the skin of the abdominal region is restored with staples (Precise, 3 M Health Care, St. Paul, MN, USA) or intracutaneous, running, absorbable sutures (VICRYL 6-0, Ethicon, Norderstedt, Germany).

Step 3 in the Protocol has been updated from:

3. Post-operative care

After completion of surgery and anesthesia, 0.1 mg/kg of buprenorphine (Temgesic, Essex Chemie AG, Lucerne, Switzerland) and 5 mg/kg of meloxicam (Metacam, Boehringer Ingelheim, Basel, Switzerland) is administered subcutaneously for pain treatment, and the animals are left on the warm (39°C +/-1) surface of the work bench to recover for approximately 2h. Together with pain relief (twice daily: buprenorphine, 0.1 mg/kg and meloxicam 5 mg/kg), supportive therapy consisting of 300 μL glucose (5%) and 300 μL saline (0.9%) warmed to body temperature, is applied subcutaneously twice daily for 4 days. For further recovery support, it is worthwhile providing the animals with an additional drinking bottle containing 15% glucose solution During the recovery period of 4-10 days, it is recommended that the animals are kept warm. Therefore, in our case, the mice are housed in a warming cabinet (30°C +/- 1). Monitoring of general condition and body weight, as well as food and water consumption, is performed once daily according to the general condition and health monitoring data sheet (Table 1) for 10 days post-operatively. Humane endpoints, i.e. the sacrifice of an animal to avoid unnecessary suffering and pain if progression of recovery is unsatisfactory, are realised under the following conditions:

i. If in poor general condition, i.e. the animal is substantially apathetic (no movement after being touched/pushed) and its body surface feels cold despite warming, the animal should be euthanatized immediately

ii. If, on day 4 after transmitter implantation, the animal shows clear signs of apathy, is extremely aggressive or does not show any food intake, it should be euthanatized immediately.

iii. On day 8 after transmitter implantation, the animal has to display a clear increase in body weight in comparison to the preceding post-operative days. Moreover, it has to consume at least 80% of the pre-operative daily food intake. If one of these conditions is not met, the animal should be euthanatized immediately.

At 10 days after implantation, the animal is transferred back to the animal room under standard housing conditions. Mice should be housed in compatible groups to allow social interaction and to prevent the adverse effects of long-term individual housing, which can have substantial impacts on the read-out of subsequent experiments8, 9. Mice should have a period of at least 4 weeks convalescence after transmitter implantation before the first experiment is conducted and data acquisition begins.

to:

After completion of surgery and anesthesia, 0.1 mg/kg of buprenorphine (Temgesic, Essex Chemie AG, Lucerne, Switzerland) and 5 mg/kg of meloxicam (Metacam, Boehringer Ingelheim, Basel, Switzerland) is administered subcutaneously for pain treatment, and the animals are left on the warm (39°C +/-1) surface of the work bench to recover for approximately 2h. Together with pain relief (twice daily: buprenorphine, 0.1 mg/kg and meloxicam 5 mg/kg), supportive therapy consisting of 300 μL glucose (5%) and 300 μL saline (0.9%) warmed to body temperature, is injected subcutaneously twice daily for 4 days. For further recovery support, it is worthwhile providing the animals with an additional drinking bottle containing 15% glucose solution During the recovery period of 4-10 days, it is recommended that the animals are kept warm. Therefore, in our case, the mice are housed in a warming cabinet (30°C +/- 1). Monitoring of general condition and body weight, as well as food and water consumption, is performed once daily according to the general condition and health monitoring data sheet (Table 1) for 10 days post-operatively. Humane endpoints, i.e. the sacrifice of an animal to avoid unnecessary suffering and pain if progression of recovery is unsatisfactory, are realised under the following conditions:

i. If in poor general condition, i.e. the animal is substantially apathetic (no movement after being touched/pushed) and its body surface feels cold despite warming, the animal should be euthanatized immediately

ii. If, on day 4 after transmitter implantation, the animal shows clear signs of apathy, is extremely aggressive or does not show any food intake, it should be euthanatized immediately.

iii. On day 8 after transmitter implantation, the animal has to display a clear increase in body weight in comparison to the preceding post-operative days. Moreover, it has to consume at least 80% of the pre-operative daily food intake. If one of these conditions is not met, the animal should be euthanatized immediately.

At 10 days after implantation, the animal is transferred back to the animal room under standard housing conditions. In case staples have been used, these should be removed 7-10 days after surgery; absorbable sutures have not to be removed. Mice should be housed in compatible groups to allow social interaction and to prevent the adverse effects of long-term individual housing, which can have substantial impacts on the read-out of subsequent experiments8, 9. Mice should have a period of at least 4 weeks convalescence after transmitter implantation before the first experiment is conducted and data acquisition begins.

The 4th paragraph in the Discussion has been updated from:

Aseptic conditions should be maintained during surgery to keep the microbiological burden and the risk of infections low. However, complete sterility cannot be provided because of some specific, sterility conflicting conditions in mice (e.g., cooling effect of extensive hair clipping and disinfection, impracticality of bandages to protect the wounds). Thus, anti-infective prophylaxis is administered during the implantation. Well tailored analgesic treatment and a clearly defined monitoring plan as well as adequate post-operative care play a crucial role in the satisfactory outcome of the experiment.

to:

Aseptic conditions should be maintained during surgery to keep the microbiological burden and the risk of infections low. However, if there are doubts that asepsis was breached because of some specific, sterility conflicting conditions in mice (e.g., cooling effect of extensive hair clipping and disinfection, impracticality of bandages to protect the wounds). Anti-infective prophylaxis should be administered during the implantation. Well-tailored analgesic treatment and a clearly defined monitoring plan as well as adequate post-operative care play a crucial role in the satisfactory outcome of the experiment.

Comments

1 Comment

  1. With the help of radio telemetry systems we are in the state of gathering the data about various animals. By the application of radio telemetry we can measure ECG, heart rate etc.

    http://www.stiengineering.com.au/industries/industrial-automation-and-scada-systems.aspx

    Reply
    Posted by: Alann P.
    August 5, 2013 - 2:57 AM

Post a Question / Comment / Request

You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

Usage Statistics