JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

وتصف هذه الورقة كيفية تجاوز القلبي الرئوي في الفئران. وسيسهل هذا النموذج رواية التحري عن الآليات الجزيئية التي تشارك في تلف الجهاز.

Abstract

كما المطول القلبي الرئوي تجاوز يصبح من الضروري أكثر أثناء التدخلات القلب، ينشأ يتزايد طلب السريري للتحسين الداخلي والتقليل إلى أدنى حد من تلف الجهاز الناتجة عن دوران اكستراكوربورال طويلة. وكان الهدف من هذه الورقة لإظهار نموذج تعمل بكامل طاقتها وذات الصلة سريرياً لتجاوز القلبي في ماوس. نحن تقريرا عن تصميم الجهاز ونضح الدائرة الأمثل، وتقنيات ميكروسورجيكال. هذا النموذج هو نموذج حادة، التي ليست متوافقة مع البقاء على قيد الحياة بسبب الحاجة إلى رسومات الدم متعددة. بسبب مجموعة الأدوات المتاحة للفئران (مثلاً، علامات، الضربة القاضية، إلخ)، هذا النموذج سيتم تسهيل التحقيق في الآليات الجزيئية التي تلف الجهاز وأثر تجاوز القلبي بالنسبة إلى البعض كانوا.

Introduction

ومنذ إدخال تجاوز القلبي الرئوي (CPB) في العيادة، لعبت دوراً أساسيا في جراحة القلب1. في جراحة القلب الحديثة، طويلة CPB الوقت ضروري لتنفيذ عمليات إعادة البناء الابهري واسعة النطاق والإجراءات المشتركة. ورغم التقدم التكنولوجي الهائل، استخدام التداول اكستراكوربورال يرتبط بداخلها وبعد العملية الجراحية النظامية وتلف الجهاز المحلي2،3.

-تم تطوير نماذج حيوانية كبيرة التحقيق في دور CPB في العمليات الفيزيولوجية4،5. على الرغم من أن هذه النماذج قدمت ثاقبة بعض CPB المرتبطة المضاعفات، فمكلفة للغاية والأدوات الجزيئية (مثل الأجسام المضادة) محدودة جداً. وقد وضعت بديلاً أكثر فعالية من حيث تكلفة في الحيوانات الصغيرة. منذ تنميتها، أجريت دراسات متعددة لتحسين نموذج CPB في الفئران والأرانب5،،من67،،من89. هذه النماذج توفر أساسا جيدا لإجراء قياسات للعمليات الفيزيولوجية المرضية المرض؛ ومع ذلك، فلا تزال غير كافية للتحقيق في علم المناعة الخلوية وخلطيه بسبب عدم وجود الأجسام المضادة ذات الصلة والمواد الكاشفة. وهذا يضعف دورها في هذا المجال من البحث.

مؤخرا قمنا بتطوير نموذج ماوس للبروتوكول. بسبب طائفة واسعة من الكواشف الخاصة بالماوس والفئران المعدلة وراثيا، هي نماذج الماوس بشكل عام النموذج المفضل للأبحاث الفسيولوجية والجزيئية والمناعية10،11. ولذلك، سيسهل نموذجنا دراسة البروتوكول فيما يتعلق بمختلف comorbidities كما أن هناك العديد من سلالات الفئران المتاحة مع الأمراض ذات الصلة سريرياً12،13. وبناء على ذلك، تصف هذه الورقة، بالتفصيل، كيفية تنفيذ CPB في الفئران. الأوكسجين والمعلمات الفسيولوجية تراقب عن كثب بعد اعتقال الجهاز التنفسي والدورة الدموية العميقة.

Protocol

جميع التجارب على الحيوانات وأجريت امتثالا "قانون حماية الحيوانات الألمانية" (تييرشج) ووافقت عليها اللجنة المحلية الرفق بالحيوان (انخفاض ساكسونيا مكتب الدولة لحماية المستهلك وسلامة الأغذية، وبروتوكول حساب السياحة الفرعي 14/1556). أدنى وزن الماوس مناسبة لهذا النموذج هو 25 غ.

1-"الأعمال التحضيرية قبل الجراحة"

ملاحظة: تنفذ جميع الإجراءات تحت ظروف نظيفة وغير معقمة، مع الصكوك يعقم.

  1. مكان 50-60 8-سم البروبيلين طويلة جوفاء الألياف بالتوازي في أنبوب والاتصال مع محول تي على كلا الجانبين. ملء الفراغ بين ألياف جوفاء وفرع خارجي من T-المحول مع الغراء.
    1. السماح على الأقل 24 ح للغراء تتصلب. قص ألياف جوفاء تمتد خارجاً من T-المحول باستخدام مبضع معيار وسحب أنبوب سيليكون أكثر لمواقع الاتصال.
  2. إدخال إبرة معدنية ز 27 (من برانولي ز 26) قنية البولي يوريثان الأب 2. استخدام شفرة جراحية ومقص الدقيقة تحت مجهر (8-12 X التكبير) لجعل فينيستريشنز ثلاثة أو أربعة من حوالي 0.15 سم كل داخل ثلث قنية ﻹعطاء القاصي الأمثل وريدي عودة تدفق.
    1. إزالة الأسلاك عند الانتهاء. استخدام مسحات القطن لتشريح كليلة وتراجع للهياكل. استخدام مسحات شاش (5 × 5 سم 2) لامتصاص السوائل الزائدة لمنع جفاف الأنسجة.
  3. إعداد حجم فتيلة. للانتهاء، إضافة 30 وحدة دولية من الهيبارين كل مل فتيلة الحل و 2.5% v/v حل 8.4 في المائة من NaHCO 3 للتخزين المؤقت. تخزين هذا الحل في 4 درجات مئوية حتى استخدامها.
  4. ملء الدائرة CPB (أي، مضخة وأنابيب والصياد الجوية كلا cannulas) مع ميليلتر 850 فتيلة الحل عن طريق القنية الوريدية. مجرد تعبئة، الحفاظ على تعميم CPB حتى الحيوان على استعداد كانوليشن.

2. تخدير الحيوان

  1. لإدارة التخدير، ضع الحيوان في دائرة التعريفي لأقل من 2.5% v/v isoflurane/الأكسجين المخلوط. تأكيد التخدير المناسب بتقييم منعكس سحب دواسة وذيل قرصه العاكسة ومنعكس طرفه العين. تطبيق مرهم العين البيطرية لتجنب جفاف العين-
  2. مكان الحيوان على لوح الاحترار مع وظيفة تنظيم درجة الحرارة. قياس درجة حرارة الجسم مع تحقيق إدراج مستقيمي ومتصلة بنظام حيازة البيانات.
  3. بعد تحقيق التخدير الكامل، التنبيب أوروتراتشيلي الحيوان استخدام براونولي ز 20 بلاستيكية وإدراج ذلك شفويا ودفعها إلى القصبة الهوائية تحت المراقبة البصرية. ابدأ المبخر isoflurane متصلاً بجهاز التنفس الصناعي ماوس باستخدام التهوية الميكانيكية. تبعاً لوزن الحيوان، ضبط التهوية بحيث يتحقق حجم المد 250-350 ميليلتر.
    4. حقن
  4. لتأمين التسكين الكامل، 5 مغ/كغ وزن الجسم الحيوان والايبوبروفين تحت الجلد. من المستحسن الاحتفاظ بتركيز isoflurane بين 1.3 2.5 في المائة في الأوكسجين. يمكن تعديل تركيز Isoflurane يدوياً حسب المرحلة التي بلغتها الإجراءات.

3. الإجراءات الجراحية

  1. بعد تحقيق التخدير الكامل والتنبيب، تنفيذ شق جلد خط الوسط في الرقبة مع مقص حاد غرامة وفصل العضلات بطريقة فظة، وفضح على اليمين حبل الوريد والشريان السباتي الأيسر. أثناء الإعداد، يتجمد السفن الصغيرة باستخدام كواجولاتور بيطرية متصلاً بالملقط القطبين لضمان فقدان الحد الأدنى من الدم.
  2. بعد إعداد السفن جوجولار، سد cranially في الجزء الأعلى الأيسر الشريان السباتي المشترك إلى التشعب استخدام خيوط الحرير 8-0-
  3. الاتصال بعقدة نهاية القاصي قنية ز 27 لأنابيب التدفق الشرياني استخدام موصل سيليكون (معرف 0.5 مم، 1 ملم OD)، وكشف خياطة الحرير مكان 8-0 في الجزء الدانية الشريان، وإدراج تلميح القنية في الشريان السباتي.
  4. بعد الموضع الصحيح من طرف قنية، تقدم نصيحة قنية ذلك لأنه يضع 3-4 مم بروكسيمالي إلى القوس الاورطي. إصلاح نصيحة القنية بتأمين مع عقده الحرير 8-0-
  5. Microsurgical استخدام الملقط، والمقص، أداء تشريح فظة وحادة وفضح حبل الوريد الحق بإعداد كليلة من الأنسجة جانبياً للعضلات الترقوية، قرب الترقوة، ومكان عقده حرير 8-0 في النهاية البعيدة و 8-0 حلقة في نهاية الدانية.
  6. بعد عملية ربط النهاية البعيدة من حبل الوريد، ضع غيض القنية الوريدية في الوريد الأيمن والتقدم نحو الاذين الأيمن وتأمين استخدام عقده الحرير. للعودة الوريدية الأمثل، قد يكون من الضروري للنهوض نصيحة وريدي في البطين الأيمن.
  7. حالما يتحقق ذلك الموقف الصحيح قنية الاضطلاع هيبارينيزاتيون الجهازية بإضافة وحدة دولية 2.5 الهيبارين جرام من وزن الجسم الحيوان عن طريق الحقن الوريدي المباشر إلى حبل الوريد.
  8. كانولاتي للرصد في الوقت الحقيقي الضغط الغازية وشريان فخذي الأيسر. تعرض منطقة الفخذ وفصل شريان فخذي المشتركة بلطف من فخذي الوريد والعصب الفخذي تحت 25 X التكبير-
    1. ليجاتي الجزء القاصي من شريان فخذي. أوككلودي الجزء الدانية مع كشف عقده مؤقتاً وجعل شق صغير على الجدار الأمامي باستخدام الملقط الصغير-
    2. بعد ذلك، إدراج قنية البولي يوريثان الأب 1 في شريان فخذي وآمنة مع حرير خياطة 10-0. يستخدم هذا القنية لاستخراج عينات الدم لتحليل غاز الدم.
  9. بعد نجاح وضع cannulas الشرياني والوريدي، الشروع في تجاوز القلبي الرئوي عن طريق تشغيل المضخة. الوقت من تنبيب بدءاً من CPB حوالي 45 دقيقة ابدأ استخدام معدل تدفق من 0.5 مل/دقيقة، اعتماداً على قياسات الضغط المنهجي، وزيادة تدفق الدم داخل 2 دقيقة للتدفق الكامل (4-6 مل/دقيقة) عن طريق زيادة سرعة المضخة.
  10. تحت المراقبة الكاملة، تنفيذ ستيرنوتومي العليا استخدام مقص حاد بدءاً قبضة والذهاب 5 ملم باتجاه والذيلية. يتجمد حواف القصية فورا لتجنب النزيف. كشف القوس الاورطي عن طريق سحب الشريان السباتي الحق في اتجاه الجمجمة.
  11. للتحكم الأمثل، circumferentially مجاناً القوس الاورطي من الغدة الصعترية والأنسجة المحيطة بها تيسيرا لقط. ضع حلقة 8-0 حرير حول الشريان الاورطي تصاعدي. وضع المشبك عبر عن كارديوبليجيا، سحب الحلقة الحرير في اتجاه الجمجمة إلى فضح أفضل الشريان الاورطي تصاعدي.

4. تجاوز القلبي وتحليل غاز الدم

  1. لتحليل غاز الدم (بغا)، استخدام أنابيب شعرية زجاجية لجمع الدم الشرياني ميليلتر 60-90 عبر قسطرة شريان فخذي. استخدام المشبك صغيرة على أنابيب سيليكون
    1. وفصل الأنبوب من القسطرة. الإفراج عن الضغط ببطء على المشبك للسماح للمراقب بملء الأنبوب الشعرية.
      2. أعد
    2. أنبوب السيليكون بالقسطرة. إدراج الأنابيب الشعرية إلى محلل الغاز الدم للقياسات في النقاط الزمنية التالية:
      10 دقيقة بعد بدء CPB مع التهوية (BGA1)
      بعد 25 دقيقة من CPB و 15 دقيقة لاعتقال الجهاز التنفسي (BGA2)
      بعد 40 دقيقة من CPB و 30 دقيقة من اعتقال الجهاز التنفسي (BGA3)
      بعد 55 دقيقة من CPB، 45 دقيقة للجهاز التنفسي و 20 دقيقة من توقف القلب (BGA4)
  2. تحت CPB تدفق مستقر، إينيتيا اعتقال الجهاز التنفسي الشركة المصرية للاتصالات بوقف التهوية.
  3. بعد انتهاء التهوية، تعيين لوحة المفاتيح الاحترار إلى 28 درجة مئوية ويبدأ موضعياً تبريد الحيوان إلى 28 درجة حرارة الجسم درجة مئوية خلال 20 دقيقة الأولى من الجهاز التنفسي القبض استخدام الشاش غارقة في المياه المالحة الباردة.
  4. متى تحقق درجة حرارة جسم من 28 درجة مئوية، وبعد ما مجموعة 30 دقيقة للقبض على الجهاز التنفسي، إدارة 0.3 مل محلول بوكل 7.45% في دائرة CPB الشروع في كارديوبليجيا-
  5. لعبور لقط الابهر وسحب الحلقة الحرير الموضوعة سابقا (الخطوة 3، 10) في اتجاه الجمجمة للتعرض أفضل ووضع المشبك الصغير-سيريفيني على الجزء تصاعدي من الشريان الاورطي.
  6. تنفيذ ما مجموعة 60 دقيقة اعتقال الجهاز التنفسي و 30 دقيقة من توقف القلب. إزالة المشبك الصغير-سيريفيني من الشريان الاورطي تصاعدي لبدء ضخه القلب. وفي الوقت نفسه إعادة تهوية والحارة الحيوان إلى 37 درجة مئوية.
  7. بعد اكتمال ضخه وقد بلغ هذا الحيوان نورموثيرميا، إنهاء CPB بإيقاف تشغيل المضخة ومواصلة رصد القياسات الفسيولوجية (مثل درجة حرارة الجسم وتخطيط القلب، وضغط الدم الغازية) عن 20 دقيقة
  8. في نهاية التجربة، اكسسانجويناتي الحيوان تحت التخدير الكامل (إيسوفلوراني 5%) وجمع الدم وأجهزة لمواصلة تحليل 14-

النتائج

ويصف هذا البروتوكول حلبة نضح، والعمليات الجراحية، ورصد البارامترات الفيزيولوجية أثناء CPB بالماوس. عندما يقوم بها ميكروسورجيون مهرة على نحو كاف، يتم باستمرار وتكاثر الحصول على النتائج.

للحفاظ على التروية الأنسجة مناسبة، يحتفظ الضغط الش?...

Discussion

قمنا بتطوير نموذج ذات صلة سريرياً تؤدي وظائفها كاملة من CPB في ماوس. مع أكثر من ثلاثين من سلالات من الفئران بعد أمراض القلب والأوعية الدموية، يمكن أن يكون لدينا نموذج نقطة انطلاق لوضع بروتوكولات المحتملة الجديدة المتصلة بالبروتوكول. وعلاوة على ذلك، نظراً لعدد كبير من الكواشف الخاصة بالماو?...

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgements

المؤلفين قد لا شكر وتقدير.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
SterofundinB.Braun Petzold GmbHPZN:8609189priming volume, 1:1 with Tetraspan
Tetraspan 6% HES SolutionB. Braun Melsungen AGPZN: 05565416priming volume, 1:1 with Sterofundin
Heparin Natrium 25.000Ratiopharm GmbHPZN: 30298432.5 IU per ml of priming solution
NaHCO3 8,4% SolutionB. Braun Melsungen AGPZN: 15797753% in priming solution
KCL 7.45 % SolutionB. Braun Melsungen AGPZN: 24185770.1 mL for cardioplegia
CarprofenZoetis Inc., USAPZN:00289615 088591535 mg/kg/BW
1 Fr PU CatheterInstechlabs INC., USAC10PU-MCA1301carotid artery
2 Fr PU CatheterInstechlabs INC., USAC20PU-MJV1302jugular vein
Vasofix Safety catheter 20GB.Braun Medical4268113S-01orotracheal intubation
8-0 Silk suture braidedAshaway Line & Twine Mfg. Co., USA75290ligature
IsofluranePiramal Critical Care Deutschland GmbHPZN:9714675narcosis
CLINITUBES blood capillariesRadiomed GmbH51750132blood sampling 60 - 95 microliter
Spring Scissors - 6mm BladesFine Science Tools GmbH15020-15instruments
Spring Scissors - 2mm BladesFine Science Tools GmbH15000-03instruments
Halsted-Mosquito HemostatFine Science Tools GmbH13009-12instruments
Dumont #55 ForcepsFine Science Tools GmbH11295-51instruments
Castroviejo Micro Needle Holder - 9cmFine Science Tools GmbH12060-02instruments
Micro SerrefinesFine Science Tools GmbH18555-01instruments
Bulldog SerrefineFine Science Tools GmbH18050-28instruments
MiniVent Ventilator for Mice (Model 845)Harvard Apparatus73-0044mechanical ventilation
Isoflurane Vaporizer Drager 19.1Drägerwerk AG & Co. KGaAanesthesia 1.3 - 2.5%
PowerLab data acquisition device 4/35ADInstruments Ltd, New ZealandPL3504invasive pressure, ECG, temperature
ABL 800 FlexRadiometer GmbHblood gas analysis
NMRI miceCharles River LaboratoriesCrl:NMRI(Han)male, 30 - 35 g, 12 weeks old, housed at least 1 week before the experiment

References

  1. Edmunds, L. Cardiopulmonary Bypass after 50 Years. N. Engl. J. Med. 351 (16), 1601-1603 (2004).
  2. Goto, T., Maekawa, K. Cerebral dysfunction after coronary artery bypass surgery. J. Anesth. 28 (2), 242-248 (2014).
  3. Uysal, S., Reich, D. L. Neurocognitive outcomes of cardiac surgery. J. Cardiothorac. Vasc. Anesth. 27 (5), 958-971 (2013).
  4. Ballaux, P. K., Gourlay, T., Ratnatunga, C. P., Taylor, K. M. A literature review of cardiopulmonary bypass models for rats. Perfusion. 14 (6), 411-417 (1999).
  5. Jungwirth, B., de Lange, F. Animal models of cardiopulmonary bypass: development, applications, and impact. Semin. Cardiothorac. Vasc. Anesth. 14 (2), 136-140 (2010).
  6. Günzinger, R., et al. A rat model of cardiopulmonary bypass with cardioplegic arrest and hemodynamic assessment by conductance catheter technique. Basic Res Cardiol. 102 (6), 508-517 (2007).
  7. Waterbury, T., Clark, T. J., Niles, S., Farivar, R. S. Rat model of cardiopulmonary bypass for deep hypothermic circulatory arrest. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 141 (6), 1549-1551 (2011).
  8. Schnoering, H., et al. A newly developed miniaturized heart-lung machine-expression of inflammation in a small animal model. Artif. Organs. 34 (11), 911-917 (2010).
  9. Kim, J., et al. The responses of tissues from the brain, heart, kidney, and liver to resuscitation following prolonged cardiac arrest by examining mitochondrial respiration in rats. Oxid. Med. Cell. Longev. 2016, (2016).
  10. Shappell, S. B., Gurpinar, T., Lechago, J., Suki, W. N., Truong, L. D. Chronic obstructive uropathy in severe combined immunodeficient (SCID) mice: lymphocyte infiltration is not required for progressive tubulointerstitial injury. J. Am. Soc. Nephrol. 9 (6), 1008-1017 (1998).
  11. Majzoub, J. A., Muglia, L. J. Knockout mice. N. Engl. J. Med. , 904-907 (1996).
  12. Houser, S. R., et al. Animal Models of Heart Failure A Scientific Statement From the American Heart Association. Circ. Res. 111 (1), 131-150 (2012).
  13. Russell, J. C., Proctor, S. D. Small animal models of cardiovascular disease: tools for the study of the roles of metabolic syndrome, dyslipidemia, and atherosclerosis. Cardiovasc. Pathol. 15 (6), 318-330 (2006).
  14. Iurascu-Gagea, M., Craig, S., Suckow, M. A., Stevens, K. A., Wilson, R. P. Euthanasia and necropsy. The laboratory rabbit, guinea pig, hamster, and other rodents. , 117-141 (2012).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

127

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved