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

وهنا يقدم بروتوكول وصف تقنية الأوكسجين مسد الوريدي الغشاء خارج الجسم (ECMO) في غير تنبيب، عفويا والماوس التنفس. يمكن تنفيذ هذا النموذج مورين من ECMO فعالية في الدراسات التجريبية لالحاده وأمراض الرئة نهاية مرحلة.

Abstract

استخدام الأوكسجين الغشاء خارج الجسم (ECMO) قد زاد زيادة كبيرة في السنوات الأخيرة. ECMO أصبحت موثوقة وفعالة لعلاج الحاد فضلا عن أمراض الرئة في المرحلة النهائية. مع زيادة الطلب السريري والاستخدام المطول ل ECMO، الأمثل الإجرائية ومنع تلف الجهاز متعدد ذات أهمية حاسمة. والهدف من هذا البروتوكول تقديم تقنية مفصلة ل ECMO مسد الوريد في غير-تنبيب، التنفس تلقائياً الماوس. هذا البروتوكول يوضح التصميم التقني ECMO والخطوات الجراحية. وسيسهل هذا النموذج ECMO مورين دراسة الفيزيولوجيا المرضية المتصلة ب ECMO (مثل التهاب النزيف و thromboembolic الأحداث). نظراً لوفرة الفئران المعدلة وراثيا، يمكن أيضا تشريح الآليات الجزيئية التي تشارك في المضاعفات المتصلة ECMO.

Introduction

غشاء خارج الجسم الأوكسجين (ECMO) هو نظام دعم حياة مؤقتة التي تتولى وظائف الرئتين والقلب للسماح بتبادل الغازات الكافية والتروية. ووصف هيل وآخرون1 استخدام ECMO أول في المرضى في عام 1972؛ ومع ذلك، أنها فقط أصبح يستخدم على نطاق واسع بعد تطبيقها الناجح خلال الإنفلونزا H1N1 وباء في 20092. واليوم، ECMO بشكل روتيني كإجراء المنقذة لحياة في نهاية مرحلة القلب، و أمراض الرئة3. ECMO مسد وريدي متزايدة يعمل كبديل للتهوية الميكانيكية الغازية في مستيقظا، غير-تنبيب، عفويا في التنفس مرضى الفشل الرئوي المقاوم للحرارة4.

على الرغم من اعتماده على نطاق واسع، أبلغ عن مضاعفات متنوعة ECMO5،،من67. وتشمل المضاعفات التي يمكن أن يواجهها المرضى في ECMO نزيف وتجلط الدم والإنتان، الصفيحات، المتصلة بالجهاز من الأعطال والانسداد الهواء. وعلاوة على ذلك، متلازمة استجابة التهابية النظامية (السادة) أسفر عن تلف الجهاز متعدد يرد جيدا سواء سريرياً وفي الدراسات التجريبية8،9. وترد أيضا في كثير من الأحيان المضاعفات العصبية مثل احتشاء الدماغ في المرضى الذين يخضعون للعلاج الطويل الأجل ECMO. الخلط بين الأمور، غالباً ما يصعب التمييز بين ما إذا كانت مضاعفات ناتجة عن ECMO نفسها أو تنشأ عن اضطرابات الكامنة المرافقة الحادة والأمراض نهاية مرحلة.

لدراسة آثار ECMO على كائن صحية على وجه التحديد، يجب إنشاء نموذج حيوانات تجريبية يمكن الاعتماد عليها. هناك عدد قليل جداً من التقارير عن الأداء ل ECMO على الحيوانات الصغيرة، وهي كلها محدودة للفئران. حتى الآن، لا يوجد نموذج الفأر من ECMO قد وصفت في الأدب. نظراً لتوافر عدد كبير من السلالات المعدلة وراثيا الماوس، إنشاء نموذج ECMO الماوس سيسمح كذلك التحقيق في الآليات الجزيئية التي تشارك في المضاعفات المتصلة ECMO10،11.

استناداً إلى نموذجنا موريني تم وصفه مسبقاً لتجاوز القلبي الرئوي (CPB)12، قمنا بتطوير أسلوب مستقر ECMO مسد وريدي في غير-تنبيب، التنفس تلقائياً الفئران. ECMO الدائرة (الشكل 1)، الذي يحتوي على تدفق وتدفق cannulas مضخة تمعجية، مكساج، وخزان الحابسة للهواء، مشابه لنموذجنا هو موضح سابقا مورين CPB12 باستثناء الحاجة فتيلة أصغر الحجم (0.5 مل). هذا البروتوكول يوضح تقنيات مفصلة، ورصد الفسيولوجية، وتحليل غاز الدم تشارك في إجراء ECMO ناجحة.

Protocol

وأجريت تجارب على الفئران C57BL/6 الذكور، الذين تتراوح أعمارهم بين 12 أسبوعا. أجريت هذه الدراسة وفقا للمبادئ التوجيهية "القانون الألماني الحيوان" تحت "حساب السياحة الفرعي بروتوكول" 16/2250.

1-مواد التحضير

ملاحظة: يتم تنفيذ كافة الخطوات في ظروف نظيفة وغير معقمة. سيلزم ظروف معقمة إذا كان الحيوان أن يكون على قيد الحياة بعد.

  1. إدخال فينيستريشنز 3 في أنبوب البولي يوريثان 2-الأب باستخدام شفرة جراحية تحت مجهر مع 16 X التكبير.
    ملاحظة: جميع فينيستريشنز يجب أن يكون موجوداً في ثالث القاصي قنية لضمان تصريف الدم الأمثل.
  2. إعداد الحل فتيلة (جدول المواد). وتشمل 30 وحدة دولية/مل الهيبارين و 2.5% v/v حل 8.4 في المائة من ناكو3. بردت هذا الحل في 4 درجات مئوية حتى تصبح جاهزة للاستخدام. رئيس الوزراء على حلبة مع ماي 500 حل فتيلة.
  3. وضع قنية التدفق إلى الحل فتيلة وملء الجهاز ECMO بتبديل على مضخة تمعجية. مواصلة تعميم الحل فتيلة من خلال الجهاز مدة 30 دقيقة المقبلة بمعدل تدفق من 1 مل/دقيقة.
  4. إعطاء 0.5 لتر في الدقيقة للأكسجين 100% مكساج.

2-التخدير

  1. مكان هذا الحيوان في دائرة التعريفي مليئة بخليط isoflurane/أكسجين 2.5% v/v. توفير 0.5 لتر في الدقيقة للأكسجين 100% المبخر. قبل الجراحة، تحقق من أن التخدير الكامل ويتحقق عن طريق اختبار ردود الفعل الانسحاب والألم دواسة. تطبيق هلام العين لمنع تلف التجفيف.
  2. استخدم وسادة الاحترار للحفاظ على درجة حرارة الجسم عند 37 درجة مئوية.
  3. إجراء التخدير قناع استنشاق استخدام المرذاذ isoflurane وحقن 5 ملغ/كغ والايبوبروفين تحت الجلد.
  4. بانتظام مراقبة التنفس العفوي وضبط تركيز إيسوفلوراني بحيث أنه من بين 1.3 و 2.5 في المائة.

3-الجراحة

  1. كشف الوريد الأيسر باستخدام شق جلد الوحشي من 4 مم مع مساعدة مقص غرامة على الجانب الأيسر من الرقبة. جنبا إلى جنب مع إعداد حادا وصريحا باستخدام الملقط الصغير والقطن مسحات، استخدام التخثر القطبين للسفن الصغيرة.
  2. حالما يتم كشفها حبل الوريد الأيسر، اضطر الجزء القاصي باستخدام خياطة حرير 8-0 بمساعدة الملقط الصغير.
  3. مكان عقده كشف في نهاية الدانية الوريد. الجدار الأمامي الوريد باستخدام مقص الصغيرة جداً.
  4. لتحقيق كامل هيبارينيزيشن، حقن الهيبارين 2.5 وحدة دولية/غرام في الوريد عن طريق برونولا ز 26.
  5. رفع الجانب الرئيسي لوحة الحيوان من 30° تجنب فقدان الدم المفرط من الوريد أثناء إدراج القنية.
  6. إدراج قنية (PU) 2-الأب البولي يوريثان في الجزء الأقرب من حبل الوريد، تناوب أنها طفيفة بينما دفعت به إلى عمق 4 سم؛ عند القيام بذلك، يتم التوصل إلى التشعب حرقفي من أدنى الوريد الأجوف (IVC).
  7. تأمين القنية مع عقده الحرير 8-0 باستخدام ميكروفورسيبس.
  8. كشف الحق حبل الوريد باستخدام الخطوات الموضحة في 3.1 و 3.2 و 3.3.
  9. كانولاتي حق حبل الوريد مع قنية بو 1-الأب وتحريكه بلطف 5 ملم اتجاه الاذين الأيمن.
  10. كرر الخطوة 3، 7.
  11. كاثيتيريزي شريان فخذي الأيسر مع آخر قنية بو 1-الأب واستخدامها للضغط الغازية الرصد فضلا عن أخذ عينات من الدم لتحليل غاز الدم (بغا).
  12. إدراج رسم القلب (ECG) الإبر متصلاً بجهاز اقتناء بيانات تحت الجلد في كلا الأمامية وفي جدار الصدر الأيسر.
  13. إدراج مقياس حرارة مستقيمي متصلاً بجهاز الحصول على بيانات.

4-مسد الوريدي الغشاء خارج الجسم الأوكسجين وتحليل غازات الدم

ملاحظة: لتخطيطي للدائرة ECMO كاملة، انظر الشكل 1.

  1. بدء ECMO على الحيوان عن طريق تشغيل المضخة بمعدل تدفق أولى من 0.1 مل/دقيقة ضبط معدل تدفق المضخة داخل 2 دقيقة المقبلة إلى 3-5 مل/دقيقة.
  2. في حالة شفط الهواء في قنية التدفق عبر موقع كانوليشن، الحد من التدفق وإضافة 0.1 مل من محلول فتيلة إلى الدائرة عن طريق خزان الحابسة للهواء.
  3. ظل تدفق مستقر، ومواصلة رصد في الوضع الحقيقي كافة معلمات الحيوية عن طريق جهاز للحصول على البيانات.
  4. استمرار مراقبة الدفق من التصريف الوريدي ورصد مستوى الدم في خزان الهواء-الصياد.
  5. جمع الدم أي تسرب من الجروح في محقن cc 1 بطرف أندريتورن برانولا ز 24 إلى حلبة ECMO عبر الخزان الحابسة للهواء.
  6. بغا، استخدم خرطوشة أخذ عينات دم لجمع ما يقرب من 75 ميليلتر من الدم الشرياني في النقاط الزمنية التالية، ومن المواقع التالية:
    1. 10 دقيقة بعد بدء ECMO، جمع الدم من IVC عبر أنبوب إضافي بنيت قبل مكساج، عبر أنبوب إضافي مماثل بعد مكساج (مراقبة)، ومباشرة من شريان فخذي.
    2. 30 دقيقة بعد بدء ECMO، جمع الدم من شريان فخذي.
  7. تعطي مل 0.1 إضافية من حل فتيلة للتعويض عن فقدان السائل إينترافاسال كل 45 دقيقة عن طريق الجو-الصياد أو قسطرة شريان فخذي أو عن طريق امتصاص فقاعات الهواء من خلال قنية استنزاف الدم.
  8. بغا، استخدم خرطوشة أخذ عينات دم لجمع ما يقرب من 75 ميليلتر من الدم الشرياني:
    1. 1 ح بعد بدء ECMO من شريان فخذي.
    2. 2 ح بعد الشروع في ECMO، جمع الدم من IVC عبر أنبوب إضافي بنيت قبل مكساج، عبر أنبوب إضافي مماثل بعد مكساج (مراقبة)، ومباشرة من شريان فخذي.
  9. بعد ح 2، الحد من معدل التدفق على الضخ تدريجيا (على مدى فترة 5 دقائق)، وبالتالي وقف ECMO.
  10. الاستمرار في تسجيل المعلمات الحيوية لآخر 10 دقيقة.
  11. إنهاء التجربة exsanguinating الحيوان وحصاد الدم والأجهزة.

النتائج

ويصف هذا البروتوكول طريقة ECMO مسد وريدي في ماوس. هذا النموذج موثوق بها واستنساخه، ومقارنة لنموذجنا هو موضح سابقا من CPB مع اعتقال الجهاز التنفسي والدورة الدموية12،13، فإنه أقل من الناحية الفنية تطالب بإنشاء.

و...

Discussion

في السابق، وصفت لنا نموذجا ناجحاً للبروتوكول في12،ماوس13. لتنفيذ هذا نموذج لالحاد أو أمراض الرئة نهاية مرحلة وضعنا حلبة ECMO مسد وريدي سهلة استخدام للفئران. المختلفة إلى طراز CPB، مسد وريدي ECMO لا تتطلب إجراءات جراحية معقدة مثل ستيرنوتومي ولقط الابهر، وبالتالي ت...

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgements

وأيد هذا المشروع "منحة 311 كفو" من الأوقيانوغرافية ألماني.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
SterofundinB.Braun Petzold GmbHPZN:8609189in 1:1 with Tetraspan
Tetraspan 6% SolutionB. Braun Melsungen AGPZN: 05565416in 1:1 with Sterofundin
Heparin Natrium 25.000Ratiopharm GmbHPZN: 30298432,5 IU per ml of priming
NaHCO3 8,4% SolutionB. Braun Melsungen AGPZN: 15797753% in priming solution
CarprofenZoetis Inc., USAPZN:002896155mg/kg/BW
1 Fr PU CatheterInstechlabs INC., USAC10PU-MCA1301carotide artery
2 Fr PU CatheterInstechlabs INC., USAC20PU-MJV1302jugular vein
8-0 Silk suture braidedAshaway Line & Twine Co., USA75290ligature
IsofluranePiramal Critical Care GmbHPZN:9714675narcosis
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
Isoflurane Vaporizer Drager 19.1Drägerwerk AG & Co. KGaAanesthesia 1,3 -2,5%
Multichannel Data Aquisition Device with ISOHEART SoftwareHugo Sachs Elektronik GmbH, Germanyinvasive pressure, ECG, t °C
i-STAT portable deviceAbbott Laboratories, Lake Bluff, Illinois, USAblood gas analysis
i-STAT CG4+ and CG8+ cartridgesAbbott Laboratories, Lake Bluff, Illinois, USAblood gas analysis
C57Bl/6 mice, male, 30 g, 14 weeks oldCharles River Laboratorieshoused 1 week before

References

  1. Hill, J. D., et al. Prolonged Extracorporeal Oxygenation for Acute Post-Traumatic Respiratory Failure (Shock-Lung Syndrome). New England Journal of Medicine. 286 (12), 629-634 (1972).
  2. Noah, M. A., et al. Referral to an Extracorporeal Membrane Oxygenation Center and Mortality Among Patients With Severe 2009 Influenza A(H1N1). Journal of the American Medical Association. 306 (15), 1659 (2011).
  3. Maslach-Hubbard, A., Bratton, S. L. Extracorporeal membrane oxygenation for pediatric respiratory failure: History, development and current status. World Journal of Critical. Care Medicine. 2 (4), 29-39 (2013).
  4. Langer, T., et al. "Awake" extracorporeal membrane oxygenation (ECMO): pathophysiology, technical considerations, and clinical pioneering. Critical Care. 20 (1), 150 (2016).
  5. Esper, S. A. Extracorporeal Membrane Oxygenation. Advances in Anesthesia. 35 (1), 119-143 (2017).
  6. Millar, J. E., Fanning, J. P., McDonald, C. I., McAuley, D. F., Fraser, J. F. The inflammatory response to extracorporeal membrane oxygenation (ECMO): a review of the pathophysiology. Critical Care. 20 (1), 387 (2016).
  7. Lubnow, M., et al. Technical complications during veno-venous extracorporeal membrane oxygenation and their relevance predicting a system-exchange--retrospective analysis of 265 cases. Public Library of Science One. 9 (12), e112316 (2014).
  8. Passmore, M. R., et al. Inflammation and lung injury in an ovine model of extracorporeal membrane oxygenation support. American Journal of Physiology - Lung Cellular and Molecular Physiology. 311 (6), L1202-L1212 (2016).
  9. Vaquer, S., de Haro, C., Peruga, P., Oliva, J. C., Artigas, A. Systematic review and meta-analysis of complications and mortality of veno-venous extracorporeal membrane oxygenation for refractory acute respiratory distress syndrome. Annals of Intensive Care. 7 (1), 51 (2017).
  10. Houser, S. R., et al. Animal Models of Heart Failure A Scientific Statement From the American Heart Association. Circulation Research. 111 (1), 131-150 (2012).
  11. 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. Cardiovascular Pathology. 15 (6), 318-330 (2006).
  12. Madrahimov, N., et al. Novel mouse model of cardiopulmonary bypass. European Journal of Cardio-thoracic Surgery. 53 (1), 186-193 (2017).
  13. Madrahimov, N., et al. Cardiopulmonary Bypass in a Mouse Model: A Novel Approach. J. Journal of Visualized Experiments. (127), (2017).

Reprints and Permissions

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

Request Permission

Explore More Articles

140

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