A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
* These authors contributed equally
تتطلب النماذج الجراحية القلبية الصدرية في الفئران التي يبلغ عمرها >7 أيام التنبيب ، ولكن هذا يمثل تحديا لجراء الفئران قبل المراهقة (8-14 يوما) وهناك القليل من المعلومات حول أنظمة التخدير للتنبيب. هنا ، نقدم أنظمة جرعات الكيتامين / الزيلازين / الأتروبين في جراء الفئران C57BL / 6J البالغة من العمر 10 أيام والتي تسمح بالتنبيب الرغامي ، مع تقليل وفيات الحيوانات.
تلعب النماذج الجراحية للفئران دورا مهما في الأبحاث قبل السريرية. يمكن الحصول على رؤى ميكانيكية حول تجديد عضلة القلب بعد إصابة القلب من نماذج جراحة القلب والصدر في الفئران التي تتراوح أعمارها بين 0 و 14 يوما ، والتي تحتفظ خلايا عضلة القلب فيها ، على عكس خلايا البالغين ، بالقدرة التكاثرية. يتم تجميد صغار الفئران حتى عمر 7 أيام بشكل فعال عن طريق انخفاض حرارة الجسم ولا تتطلب التنبيب لجراحة القلب والصدر. ومع ذلك ، فإن صغار الفئران قبل سن المراهقة (8-14 يوما) يحتاجون إلى التنبيب ، لكن هذا يمثل تحديا وهناك القليل من المعلومات المتعلقة بالتخدير لتسهيل التنبيب. هنا ، نقدم أنظمة جرعات الكيتامين / الزيلازين / الأتروبين في جراء الفئران C57BL / 6J البالغة من العمر 10 أيام والتي تسمح بالتنبيب الرغامي ، مع تقليل وفيات الحيوانات. أشارت المعايرة التجريبية لنظم جرعات الكيتامين / الزيلازين / الأتروبين إلى وزن الجسم إلى أن الاستجابة لتخدير صغار الفئران ذات الأوزان المختلفة كانت غير خطية ، حيث سهلت الجرعات 20/4 / 0.12 مجم / كجم ، 30/4 / 0.12 مجم / كجم ، و 50/6 / 0.18 مجم / كجم التنبيب للجراء التي يتراوح وزنها بين 3.15-4.49 جم (ن = 22) ، 4.50-5.49 جم (ن = 20) ، و 5.50-8.10 جم (ن = 20) ، على التوالي. تتطلب الجراء ذات وزن الجسم المنخفض محاولات تنبيب أكثر من الجراء الأثقل (p < 0.001). ارتبط البقاء على قيد الحياة بعد التنبيب بوزن الجسم (59٪ و 70٪ و 80٪ للمجموعات منخفضة ومتوسطة وعالية الوزن ، على التوالي ، R2 = 0.995). بالنسبة لجراحة احتشاء عضلة القلب بعد التنبيب ، تم تحفيز مستوى جراحي للتخدير بنسبة 4.5٪ إيزوفلوران في أكسجين 100٪ والحفاظ عليه بنسبة 2٪ إيزوفلوران في أكسجين 100٪. كان البقاء على قيد الحياة بعد الجراحة مشابها لمجموعات الوزن الثلاث بنسبة 92٪ و 86٪ و 88٪ (p = 0.91). جنبا إلى جنب مع التحسينات في ممارسات التعامل مع الحيوانات للتنبيب والجراحة ، وتقليل أكل لحوم البشر من قبل السد بعد الجراحة ، فإن البقاء على قيد الحياة بشكل عام للإجراء بأكمله (التنبيب بالإضافة إلى الجراحة) يرتبط بوزن الجسم (55٪ و 60٪ و 70٪ للمجموعات منخفضة ومتوسطة وعالية الوزن ، على التوالي ، R2 = 0.978). نظرا للصعوبة التي تواجهها مع تنبيب الجراء البالغة من العمر 10 أيام وما يرتبط بها من ارتفاع معدل الوفيات ، نوصي بأن تقتصر جراحة القلب والصدر في الجراء البالغة من العمر 10 أيام على الجراء التي لا يقل وزنها عن 5.5 جرام.
تعد نماذج الفئران أدوات لا تقدر بثمن في أبحاث القلب والصدر قبل السريرية ، لا سيما بسبب السهولة التي يمكن بها إنشاء خطوط الفئران المعدلة وراثيا ، وكذلك السهولة التي يمكن بها التلاعب بالفئران جراحيا لتوفير نماذج الأمراض المرضية للسماح ، على سبيل المثال ، بدراسة تجديد عضلة القلب بعد إصابة القلب1 . في هذا الصدد ، من المثير للاهتمام أنه على عكس الفئران البالغة التي انسحبت فيها خلايا عضلة القلب من دورة الخلية ، يتم إصلاح قلوب الفئران حديثي الولادة البالغة من العمر 0-2 يوم مع الحد الأدنى من الندوب بعد الاستئصال القمي أو تحريض احتشاء عضلة القلب2،3،4. في المقابل ، تتجدد قلوب الأطفال حديثي الولادة البالغة من العمر 7 أيام بشكل غير كامل مع ارتفاع معدل التندب 2,3. نظرا لأن خلايا عضلة القلب في قمة البطين الأيسر تحتفظ بالقدرة التكاثرية لمدة تصل إلى أسبوعين بعد الولادة ، فقد تكون الدراسات الميكانيكية للتجديد بعد إصابة القلب في الفئران البالغة من العمر 0-14 يوما مفيدة لتحديد الأهداف العلاجية لتجديد القلب البالغ المصاب5.
تطوير نماذج الماوس من إصابة القلب ينطوي على التلاعب الجراحي تحت التخدير. وهذا يتطلب فتح الصدر للوصول إلى القلب، الأمر الذي يفرض عموما التنبيب والتهوية الميكانيكية. تؤثر إجهاد الفأر ووزن الجسم والعمر على الحساسية للتخدير6. يمكن تخدير الفئران البالغة بمجموعة واسعة من العوامل ، ونظام شائع للتنبيب هو الكيتامين / الزيلازين / الأتروبين عند 100/13 / 0.5 مجم / كجم 6,7. تفتقر الفئران حديثي الولادة (0-7 أيام) إلى منعكس الألم المركزي ، ويمكن تجميدها بشكل فعال على الجليد وإخضاعها لعملية جراحية دون تنبيب6،8،9. لا يمكن تخدير جراء الفئران قبل المراهقة (8-14 يوما) بانخفاض حرارة الجسم 9,10 ؛ أنها تتطلب التنبيب لجراحة القلب والصدر. لا توجد دراسات سابقة حول جراحة القلب والصدر في الفئران قبل المراهقة أقل من 14 يوما. في تجربتنا ، من الصعب تنبيب الفئران قبل المراهقة المخدرة إيزوفلوران تحت سن 14 يوما. نظام التخدير عن طريق الحقن الموصى به للفئران التي يزيد عمرها عن 7 أيام هو 50-150 مغ/كغ كيتامين و5-10 مغ/كغ زيلازين10. لا تزال الفئران قبل المراهقة تتطور عصبيا وتختلف استجاباتها للأدوية واستقلاب المخدرات اختلافا كبيرا عن الحيوانات البالغة6. هذا يشكل خطرا متزايدا من اختلال توازن السوائل والكهارل والحمض القاعدي ، بالإضافة إلى نقص السكر في الدم وانخفاض حرارة الجسم ليس فقط بسبب ارتفاع معدل الأيض ، مما يؤدي إلى استنفاد مخازن الطاقة المحدودة بسرعة ، ولكن أيضا بسبب عدم نضجها الحراري6،11،12. وبالتالي ، هناك القليل من المعلومات حول أنظمة التخدير التي تسهل التنبيب وتزيد من بقاء الفئران قبل المراهقة.
هنا قمنا بمعايرة أنظمة جرعات تجريبية من الكيتامين / الزيلازين / الأتروبين في جراء الفئران C57BL / 6J البالغة من العمر 10 أيام والتي يتراوح وزنها من 3-8 جم لتحقيق مستوى من التخدير يكفي للسماح بالتنبيب الرغامي لجراحة القلب والصدر اللاحقة ، مع تقليل وفيات الحيوانات. قمنا أيضا بتحسين ممارسات التعامل مع الحيوانات لتقليل الوفيات الناجمة عن التنبيب والجراحة وأكل لحوم البشر بعد الجراحة.
تمت الموافقة على جميع التجارب على الحيوانات الموصوفة من قبل لجنة أخلاقيات الحيوان في مستشفى غارفان / سانت فنسنت وفقا لمدونة الممارسات الأسترالية لرعاية واستخدام الحيوانات للأغراض العلمية وإرشادات REACH ، وتم إجراء جميع التجارب من قبل جراح صغير متمرس (JW) بتوجيه من طبيب تخدير الأطفال (JJS).
1. إعداد الأدوات
2. تخدير الفئران البالغة من العمر 10 أيام
3. التنبيب من الفئران البالغة من العمر 10 أيام
4. جراحة احتشاء عضلة القلب للفئران البالغة من العمر 10 أيام
5. تقييم حجم الاحتشاء بعد الجراحة
تخدير الفئران البالغة من العمر 10 أيام. يمكن تخدير الجراء البالغة من العمر 10 أيام بنسبة 4.5٪ إيزوفلوران في 4-5 دقائق ؛ ومع ذلك ، فإنها تتعافى من التخدير في عملية التحضير للتنبيب. نظرا لصغر حجمها ، فإن التنبيب تحت تخدير إيزوفلوران الذي يتم توصيله بواسطة مخروط الأنف القياسي غير ممكن. لق?...
حاليا ، لا توجد طرق موثقة جيدا للتخدير والتنبيب للفئران البالغة من العمر 10 أيام لجراحة القلب والصدر. تحقيقا لهذه الغاية ، قمنا بمعايرة أنظمة جرعات الكيتامين / الزيلازين / الأتروبين لوزن الجسم ، حيث سهلت جرعات 20/4 / 0.12 مجم / كجم ، 30/4 / 0.12 مجم / كجم ، و 50/6 / 0.18 مجم / كجم التنبيب للجراء ذات الوزن المن?...
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للكشف عنه.
تم دعم هذا العمل من قبل منحة برنامج NHMRC [ID 1074386] ، وشبكة Leducq عبر الأطلسي للتميز في منحة أبحاث القلب والأوعية الدموية [RMG] ، ومنحة من RT Hall Trust [RMG & SEI].
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Atipamezole (Antisedan) | Provet (NSW) Pty Ltd | ATIP I | |
Atropine 600 mcg/mL | Clifford Hallam Healthcare Pty Ptd | 1957699 PFIZER-0143386 | |
Betadine | Livingstone International | BU0520 | |
Buprenorphine (Temgesic) | Provet (NSW) Pty Ltd | TEMG I | |
Fiber-optic light | Leica | 3011350 | CLS 150X |
GraphPad Prism | GraphPad Software, LLC | Version 9.1.2 | |
Intubation platform | - | - | Any sturdy box (e.g. plastic tip box) with approximate dimensions 12 (L) x 8.5 x (W) x 7.5 cm (H) |
Isoflurane | Provet (NSW) Pty Ltd | ISOF 07 | |
Ketamine 100 mg/mL | Provet (NSW) Pty Ltd | KETAI1 | |
Plastic intravenous cannula 24-gauge Polywin Safety | BD Insyte | CE0086 | 19 mm length of plastic tubing (0.7 mm outer diameter) attached to a 21mm plastic female luer lock adaptor; total volume of annula 130 μL |
Single lumen polyethylene tube | Critchley Electrical Products Pty Ltd Auburn NSW | Outer diameter 0.61 mm, inner diameter 0.28 mm | |
Small forceps | F.S.T. | NO 11051-10 | |
Surgical microscope (camera optional) | Leica | M651 (Leica IC80 HD camera) | 10x and 16x objective |
Suture 7-0 prolene | Ethicon | 8708H | |
Suture 9-0 polypropylene monofilament | Ethicon | 2813 | |
V-1 Tabletop with Active Scavenging isoflurane anesthesia systm | VetEquip | 901820 | |
Vented 2-Liter plexiglass induction chamber | VetQuip Pty Ltd | 942102 | 25 cm (L) x 13 cm (W) x 11 cm (H) |
Warming lamp | Brilant Lighting | 99223 | |
Xylazine | Provet (NSW) Pty Ltd | XYLA Z 2 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionExplore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved