长时间循环停止后体外心肺复苏的小儿动物模型

摘要

该协议描述了体外循环 （CPB） 的新生儿猪模型，将循环和心脏骤停作为研究继发于 CPB 的严重脑损伤和其他并发症的工具。

摘要

先天性心脏病 （CHD） 是最普遍的先天性畸形，全世界每年约有 100 万新生儿受到影响。对这种疾病的全面研究需要适当且经过验证的动物模型。仔猪由于其相似的解剖学和生理学而通常用于转化研究。这项工作旨在描述和验证具有循环和心脏骤停 （CA） 的体外循环 （CPB） 新生儿仔猪模型作为研究严重脑损伤和心脏手术其他并发症的工具。除了包括材料清单外，这项工作还为其他研究人员规划和执行该协议提供了路线图。在经验丰富的从业人员进行了几次试验后，该模型的代表性结果显示成功率为92%，失败归因于仔猪大小小和血管解剖结构变异。此外，该模型允许从业者从各种各样的实验条件中进行选择，包括 CA 的不同时间、温度变化和药物干预。总之，该方法使用大多数医院环境中现成的材料，可靠且可重复，可广泛用于增强接受心脏手术的儿童的转化研究。

引言

先天性心脏病 （CHD） 是最普遍的先天性畸形，全世界每年约有 100 万新生儿受到影响¹。尽管心胸外科 （CTS） 和重症监护治疗的现代进步提高了死亡率，但合并症仍然极为常见 2,3,4,5。据报道，这些患者中约有 25%-50% 存在神经发育异常，包括认知和运动障碍以及学习障碍 ^6,7,8。在生命的最初几天进行手术，尤其是那些需要循环和心脏骤停 （CA） 的手术，已被证明会增加发病率⁹。手术期间的血流动力学改变可能对脆弱发育中的新生儿大脑产生重要影响。实验模型对于更好地了解这些异常的根源并研究神经保护策略以改善这些患者的预后至关重要。

使用动物模型研究该群体已被广泛记录 5,10,11,12,13,14。

研究方案

本程序已得到加泰罗尼亚比较医学和生物影像中心（CEEA-CMCiB）的动物实验伦理委员会（CEEA）的批准。加泰罗尼亚政府还授权了实验协议（编号11652），文件识别号FUE-2022-02381434和ID QBXQ3RY3J。经验丰富的从业人员，包括提供监督和帮助的认证兽医，进行了所有实验。本研究采用4-6日龄、体重2.5-3.5kg的仔猪（Sus scrofa domestica）。试图平衡性别分布，以避免相关的偏见。

1. 镇静、插管和通路

1. 肌内注射氯胺酮 （20 mg/kg）、右美托咪定 （0.02 mg/kg） 和咪达唑仑 （0.3 mg/kg） 开始镇静和镇痛。一旦对动物进行深度镇静（给药前用药后5分钟），通过鼻罩（2L / min）用100%O₂ 氧合。接下来，用IV丙泊酚（0.5mg / kg）诱导麻醉（参见 材料表）。
2. 将仔猪置于背卧位。使用 2.5 mm 带套囊的气管插管（参见 材料表）进行经口气管插管，使用气管的直接可视化。
   1. 通过直接听诊肺基底，确认适当的气管插管放置。
3. 将机械通气设置为呼吸频率为每分钟 30 次呼吸，潮气量为 8-12 mL/kg，呼气末压力为 4 cmH₂O....

讨论

体外循环通常用于成人、儿童和新生儿的心脏手术。它依赖于电动体外回路和膜氧合器，它们共同为血液充氧并提供肺和心脏稳定。先前的研究表明，CPB 可能会对患病和既往健康患者的许多器官系统（肾、脑、肺、心脏、胃肠道）产生不利影响 22,23,24。这可能是由多种因素驱动的，包括动脉脉压下降、血细胞暴露于异物和/或?.......

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
1.5% sevofluorane	Zoetis	20070289
2.5 mm endotracheal tube	Henry Schein	988-1782
3 Fr catheter for peripheral arterial access	Prodimed	3872.1
4 Fr catheter for peripheral venous access	Prodimed	3872.13
6 French ECMO pediatric arterial cannula	Medtronic	77206
8 French ECMO pediatric venous cannula	Medtronic	68112
Adrenaline	B Braun	469801-1119
Adson forceps	Allgaier instruments	08-030-130	Any brand may be substituted
BP cuff	Mindray
Buprenorfine (0.01 mg/kg)	Richter Pharma	#9004114000537
Calcium gluconate (2.25 mmol/10 mL)	B Braun	570-12606194-1119
Dexmedetomidine (0.5-2.0 µg/kg/min)	Orion farma	GTN 064321000017253
Dolethol	vetoquinol	#3605870004904
Dopamine	hikma	A044098010
Fentanyl (25-200 µg/kg/min)	Kern Pharma	756650.2H
Fresh donor pig blood Type O	Any
Heat Exchanger	Maquet Gmbh & Co	MCP70107.2130
Heparin (1350 UI)	ROVI	641641.1
Irwin retractor	Aesculap	BV104R	Any brand may be substituted
Ketamine (20 mg/kg)	Richter Pharma	#9004114000452
Lubricant	Any orotracheal lubricant
Midazolam (0.3 mg/kg)	Serra Pamies	619627.4
Mosquito forceps	Aesculap	BH109R	Any brand may be substituted
Needle forceps	Aesculap	BM016R	Any brand may be substituted
Normal saline (0.9%)	B Braun Fisiovet	5/469827/0610	Any brand may be substituted
Plastic clamps for tubing	Achim Schulz-Lauterbach	DBGM	Any brand may be substituted
Potassium chloride (9 mEq)	B Braun	3545156
Propofol (0.5 mg/kg)	Zoetis	579742.7
Quadrox Membrane Oxygenator	Maquet Gmbh & Co	BE-HMOSD 300000
Rectal thermometer	Any
RotaFlow Console ECMO system	Maquet Gmbh & Co	MCP00703177	Neonatal ECMO System
Scalpel	Aesculap	BB074R	Any brand may be substituted
Sodium bicarbonate (1 M)	Fresenius Kabi	634477.4 OH
Surgical scissors	Talmed Inox	112	Any brand may be substituted
Suture (3/0 poly absorbable)	B Braun Novosyn (R)	0068030N1	Any brand may be substituted