Name: cardiopulmonary bypass in a mouse model: a novel approach
Uploaded: 2017-09-22T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 8 s
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Die Autoren haben keine Bestätigungen.

alle Tierversuche wurden durchgeführt in Übereinstimmung mit dem deutschen Gesetz über Tier (TierSchG) und wurden von der lokalen Tierschutz-Ausschuss (unteren sächsischen Landesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit, Protokoll genehmigt TSA 14/1556). Das minimale Gewicht der Maus für dieses Modell geeignet ist 25 g.
 1. präoperativen Vorbereitungen Hinweis: alle Eingriffe werden sauber, unsterilen Bedingungen mit autoklaviert Instrumenten durchgeführt.
<ol><li>50-60 Platz 8 cm lange Propylen hohlen Fasern in ein Rohr parallel und verbinden Sie mit einem T-Adapter auf beiden Seiten. Füllen den Raum zwischen den Hohlfasern und der externe Teil der T-Adapter mit Leim.
	<ol><li>Erlauben mindestens 24 Stunden Aushärten des Klebers. Die hohlen Fasern aus der T-Adapter mit einem standard Mikrotom schneiden und ziehen Sie den Silikonschlauch über die Verbindungspunkte.</li>
	</ol></li> <li>2 Fr Polyurethan Kanüle eine Metallnadel 27 G (von einem 26G Branule) einfügen. Verwenden Sie eine chirurgische Klinge und Mikro-Schere unter dem Mikroskop (8-12 X Vergrößerung) zu drei bis vier Fenestrationen von je ca. 0,15 cm im distalen Drittel der Kanüle zu gewährleisten optimale venösen Rückfluss.
	<ol><li>Entfernen des Drahtes nach Abschluss. Verwenden Sie Wattestäbchen für stumpfe Dissektion und Retraktion der Strukturen. Gaze-Tupfer (5 x 5 cm 2) verwenden, um tanken überschüssige Flüssigkeit zu Gewebe Austrocknung zu verhindern.</li>
	</ol></li> <li>Bereiten das Priming-Volumen. Fügen Sie für die Fertigstellung 30 IU Heparin pro mL Lösung und 2,5 % V/V einer 8.4 % Lösung von Nahco3 3 für die Pufferung zu grundieren hinzu. Speichern Sie diese Lösung bei 4 ° C bis verwendet.</li>
	<li>Füllen die CPB-Schaltung (d. h., Pumpe, Luft Trapper, Tubing und beide Kanülen) mit 850 µL-Priming-Lösung über die venöse Kanüle. Sobald gefüllt, halten die CPB im Umlauf, bis das Tier zur Kanülierung bereitsteht.</li>
</ol> 2. Tierische Narkose <ol><li>Anästhesie zu verwalten, legen Sie das Tier in eine Induktion Kammer unter 2,5 % V/V Isofluran/Sauerstoff-Gemisch. Bestätigen Sie ordnungsgemäße Betäubung durch Beurteilung von Pedal Rückzug Reflex, Tail Prise Reflex und Auge blinzeln Reflex. Tierärztliche Auge Salbe zur Vermeidung von Augentrockenheit.</li>
	<li>Legen Sie das Tier auf eine Erwärmung mit klimaregulierende Funktion. Messen der Körpertemperatur mit einer Sonde rektal eingeführt und angeschlossen an das Datenerfassungssystem.</li>
	<li>Nach Vollnarkose erreicht ist, Intubation der tierischen Orotracheally mit einer 20G Kunststoff Braunule, mündlich einlegen und schob es in die Luftröhre unter Sichtkontrolle. Mechanische Lüftung, die Verwendung einer Isofluran Vaporizer, verbunden mit einem Maus-Ventilator zu starten. Je nach Tier die Lüftung so einstellen, dass ein Tidalvolumen von 250-350 µL erreicht wird.</li>
	<li>Komplette Analgesie versichern Spritzen subkutan 5 mg/kg Körpergewicht tierischen Carprofen. Es wird empfohlen, dass Isofluran Konzentration zwischen 1,3-2,5 % Sauerstoff gehalten werden. Isofluran Konzentration kann manuell eingestellt werden, je nach Stadium des Verfahrens.</li>
</ol> 3. Chirurgische Eingriffe <ol><li>nach Vollnarkose und Intubation ist erreicht, führen Sie einen Mittellinie Hautschnitt am Hals mit einer scharfen Schere feinen Muskeln in einem stumpfen Mode zu trennen und Aussetzen der rechten Halsschlagader und linken Halsschlagader. Während der Zubereitung gerinnen kleine Schiffe mit einer tierärztlichen Coagulator verbunden, bipolare Pinzetten, um minimaler Blutverlust zu gewährleisten.</li>
	<li>Nach der Präparation der Vena Schiffe, cranially verbinden das distale Segment der linke gemeinsame Halsschlagader zu seiner Gabelung mit seidenen Fäden 8-0.</li>
	<li>Verbinden das distale Ende der Kanüle 27 G auf den arteriellen Zustrom Schlauch mit einem Silikon-Stecker (0,5 mm ID, 1 mm OD), Platz 8-0 Seide Naht Rutsch am proximalen Segment der Arterie, und legen Sie die Spitze der Kanüle in die Halsschlagader Knoten.</li>
	<li>Nach der korrekten Platzierung von der Kanülenspitze der Kanülenspitze voraus, so dass es 3-4 mm proximal der Aortenbogen legt. Beheben der Kanülenspitze durch die Sicherung mit Seide Knoten 8-0.</li>
	<li>Mit mikrochirurgischen Pinzetten und Scheren, stumpfe und scharfe Dissektion durchzuführen, aussetzen der rechten Halsschlagader durch stumpfe Präparation des Gewebes seitlich an den sternocleidomastoideus-Muskel in der Nähe von Schlüsselbein, und legen Sie einen 8-0 Seide Knoten am distalen Ende und ein 8-0 Schleife am proximalen Ende.</li>
	<li>Nach Unterbindung der distalen Ende der Halsschlagader, setzen Sie die Spitze der venösen Kanüle in der rechten Halsschlagader und Fortschritte in Richtung auf den rechten Vorhof und mit der Seide Knoten sichern. Für optimale venösen Rückfluss, ist es möglicherweise erforderlich, die venöse Spitze in den rechten Ventrikel gelangen.</li>
	<li>Sobald die korrekte Kanüle Position erreicht ist, führen Sie systemische Heparinisierung durch Zugabe von 2,5 IU Heparin pro Gramm der tierischen Körpergewicht über direkte intravenöse Injektion in die Halsschlagader.</li>
	<li>Für Echtzeit-invasive Drucküberwachung, cannulate die linke Femoral Arterie. Aussetzen die Leistengegend und vorsichtig trennen die gemeinsame Femoral Arterie aus der femoral Ader und femoral Nerv unter 25 X Vergrößerung.
	<ol><li>Ligate der distale Teil der Femoral Arterie. Vorübergehend verdecken den proximalen Teil mit eine Anfangsschlaufe und machen einen kleinen Schnitt an der vorderen Wand mit Mikro-Pinzetten.</li>
		<li>Danach legen Sie eine 1 Fr Polyurethan Kanüle in die Femoral Arterie und sichern Sie es mit einem Seide 10-0 Naht. Diese Kanüle wird verwendet, um Blutproben für die Gasanalyse Blut extrahieren.</li>
	</ol></li> <li>Nach der erfolgreichen Platzierung der arteriellen und venösen Kanülen, initiieren kardiopulmonalen Bypass durch Einschalten der Pumpe. Die Intubation zum Start des CPB beträgt ca. 45 min. Starten Sie mit einer Fließgeschwindigkeit von 0,5 mL/min, je nach systemischen Druckmessungen und Erhöhung der Durchblutung innerhalb von 2 min auf vollen Durchfluss (4-6 mL/min) durch die Erhöhung der Pumpendrehzahl.</li>
	<li>Unter voller Kontrolle durchführen einer oberen Sternotomie mit scharfen Schere ab das Manubrium und 5 mm in der kaudalen Richtung gehen. Gerinnen der sternalen Kanten sofort um Blutungen zu vermeiden. Aussetzen der Aortenbogen durch Ziehen der rechten Halsschlagader in kranialer Richtung.</li>
	<li>Für optimale Kontrolle, umlaufend frei Aortenbogen aus dem Thymus und umliegendes Gewebe spannen zu erleichtern. Legen Sie eine 8: 0 Seide Schleife um die Aorta ascendens. Um die Kreuzklemme für Kardioplegie platzieren, Schlaufe die Seide in kranialer Richtung besser aussetzen der Aorta ascendens.</li>
</ol> 4. Herz-Lungen-Bypass und Blut-Gas-Analyse <ol><li>für Gas Blutanalyse (BGA), verwenden Sie Glas-Kapillarröhrchen, um 60-90 µL arterielles Blut über die Femoral Arterie Katheter zu sammeln.
	<ol><li>Eine kleine Klemme auf der Silikonschlauch und lösen Sie den Schlauch vom Katheter. Druck langsam auf die Klemme ermöglicht kontrollierte Füllung des Kapillarröhrchens.</li>
		<li>Befestigen Sie den Silikonschlauch des Katheters. Blut-Gas-Analysator für Messungen zu den folgenden Zeitpunkten Kapillarröhrchen einfügen: 10 min nach der Einleitung der CPB mit Belüftung (BGA1) nach 25 min von CPB und 15 min von Atemstillstand (BGA2) nach 40 min von CPB und 30 min von Atemstillstand (BGA3) nach 55 min von CPB, 45 min der Atemwege und 20 min an Herzstillstand (BGA4)</li></ol></li> <li>durch stabile CPB fließen, Initiative Te Atemstillstand durch Anhalten Lüftung.</li>
	<li>Nach Beendigung der Belüftung, stellen die Erwärmung Pad 28 º c und starten Sie topisch Kühlung das Tier auf 28 ° c Körpertemperatur innerhalb der ersten 20 Minuten Atemstillstand mit Gaze in kalten Kochsalzlösung getränkt.</li>
	<li>Einmal eine Temperatur von 28 ° c erreicht wird, und nach insgesamt 30 min Atemstillstand, verwalten 0,3 mL 7,45 % KCl-Lösung in den Kreislauf der CPB Kardioplegie initiieren.</li>
	<li>Für überqueren Sie Klemmen der Aorta, ziehen Sie die zuvor platzierte Seide Schleife (Schritt 3.10) in Pfeilrichtung kranialen für bessere Belichtung und legen Sie eine Mikro-Serrefine Klammer auf den aufsteigenden Teil der Aorta.</li>
	<li>Führen Sie insgesamt 60 min Atemstillstand und 30 min von Herzstillstand. Entfernen Sie die Mikro-Serrefine-Klemme aus der Aorta ascendens, Reperfusion des Herzens zu initiieren. Gleichzeitig wieder lüften und wärmen Sie das Tier auf 37 ° c</li>
	<li>Nach Reperfusion abgeschlossen ist und das Tier Normothermie erreicht, kündigen die CPB durch das Ausschalten der Pumpe und weiterhin überwachen physiologische Messungen (z.B. Körpertemperatur, EKG, und invasive Blutdruckmessung) für 20 min.</li>
	<li>Am Ende des Experiments, das Tier in Vollnarkose (5 % Isofluran) aussaugen und sammeln Blut und Organe für die weitere Analyse 14.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Edmunds, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiopulmonary+Bypass+after+50+Years.">Cardiopulmonary Bypass after 50 Years.</a> N. Engl. J. Med. 351 (16), 1601-1603 (2004).</li><li>Goto, T., Maekawa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+dysfunction+after+coronary+artery+bypass+surgery.">Cerebral dysfunction after coronary artery bypass surgery.</a> J. Anesth. 28 (2), 242-248 (2014).</li><li>Uysal, S., Reich, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurocognitive+outcomes+of+cardiac+surgery.">Neurocognitive outcomes of cardiac surgery.</a> J. Cardiothorac. Vasc. Anesth. 27 (5), 958-971 (2013).</li><li>Ballaux, P. K., Gourlay, T., Ratnatunga, C. P., Taylor, K. 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Die Autoren haben nichts preisgeben.

Wir haben eine voll funktionsfähige klinisch relevante Modell des CPB in eine Maus entwickelt. Mit mehr als 30 Stämme von Mäusen mit Herz-Kreislauf-Krankheiten wäre unser Modell einen Ausgangspunkt für die Entwicklung neuer Interessenten Protokolle im Zusammenhang mit CPB. Darüber hinaus aufgrund der Fülle von Maus-spezifischen Reagenzien und Ko-Out Mäuse, dieses Modell kann nicht nur die aktuellen Rattenmodell der CPB ersetzen aber erleichtert Sezieren von den molekularen Mechanismen CPB-bezogene Organschäden. ...

Seit der Einführung der kardiopulmonalen Bypass (CPB) in die Klinik hat es eine wesentliche Rolle in der Herzchirurgie1gespielt. In der modernen Herzchirurgie unbedingt längere CPB Zeit umfangreiche Aorten Rekonstruktionen und kombinierte Verfahren durchführen. Technologische Fortschritte enorm gewesen, die Verwendung des intravasalen Umlauf wird im Zusammenhang mit Intra- und postoperativen systemische und lokale Orgel Schaden2,3.
Große Tier-Modelle wurden entwickelt, um die Rolle des CPB auf physiologische Prozesse4,5zu untersuchen. Obwohl diese Modelle zur Verfügung, einen Einblick in die CPB Komplikationen verbunden gestellt haben, sie sind extrem teuer und molekulare Werkzeuge (z. B. Antikörper) sind sehr begrenzt. Bei kleinen Tieren wurde eine kostengünstigere Alternative entwickelt. Seit ihrer Entwicklung wurden mehrere Studien durchgeführt, um ein Modell der CPB in Ratten und Kaninchen5,6,7,8,9zu optimieren. Diese Modelle bieten eine gute Grundlage für Messungen der pathophysiologischen Krankheitsprozesse; Sie sind jedoch noch nicht ausreicht, um zelluläre und humorale Immunologie aufgrund des Fehlens von entsprechenden Antikörper und Reagenzien zu untersuchen. Dies beeinträchtigt ihre Rolle in diesem Bereich der Forschung.
Wir haben vor kurzem ein Maus-Modell der CPB entwickelt. Durch eine Vielzahl von Maus-spezifischen Reagenzien und genetisch veränderte Mäuse sind Maus-Modellen im Allgemeinen das Modell der Wahl für physiologische, molekularen und immunologischen Forschung10,11. Daher wird unser Modell die Studie von CPB in Bezug auf verschiedenen Komorbiditäten erleichtern, da gibt es viele Mäuse Stämme mit klinisch relevanten Krankheiten12,13. Entsprechend beschreibt dieses Papier im Detail, wie CPB an Mäusen durchgeführt. Sauerstoff und hämodynamischen Parameter sind genau nach Tiefe Atem-und Kreislauf überwacht.

<table><tbody><tr><td>Sterofundin</td><td>B.Braun Petzold GmbH</td><td>PZN:8609189</td><td>priming volume, 1:1 with Tetraspan</td></tr><tr><td>Tetraspan 6% HES Solution</td><td>B. Braun Melsungen AG</td><td>PZN: 05565416</td><td>priming volume, 1:1 with Sterofundin</td></tr><tr><td>Heparin Natrium 25.000</td><td>Ratiopharm GmbH</td><td>PZN: 3029843</td><td>2.5 IU per ml of priming solution</td></tr><tr><td>NaHCO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; 8,4% Solution</td><td>B. Braun Melsungen AG</td><td>PZN: 1579775</td><td>3% in priming solution</td></tr><tr><td>KCL 7.45 % Solution</td><td>B. Braun Melsungen AG</td><td>PZN: 2418577</td><td>0.1 mL for cardioplegia</td></tr><tr><td>Carprofen</td><td>Zoetis Inc., USA</td><td>PZN:00289615 08859153</td><td>5 mg/kg/BW</td></tr><tr><td>1 Fr PU Catheter</td><td>Instechlabs INC., USA</td><td>C10PU-MCA1301</td><td>carotid artery</td></tr><tr><td>2 Fr PU Catheter</td><td>Instechlabs INC., USA</td><td>C20PU-MJV1302</td><td>jugular vein</td></tr><tr><td>Vasofix Safety catheter 20G</td><td>B.Braun Medical</td><td>4268113S-01</td><td>orotracheal intubation</td></tr><tr><td>8-0 Silk suture braided</td><td>Ashaway Line &amp;amp; Twine Mfg. Co., USA</td><td>75290</td><td>ligature</td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Piramal Critical Care Deutschland GmbH</td><td>PZN:9714675</td><td>narcosis</td></tr><tr><td>CLINITUBES blood capillaries</td><td>Radiomed GmbH</td><td>51750132</td><td>blood sampling 60 - 95 microliter</td></tr><tr><td>Spring Scissors - 6mm Blades</td><td>Fine Science Tools GmbH</td><td>15020-15</td><td>instruments</td></tr><tr><td>Spring Scissors - 2mm Blades</td><td>Fine Science Tools GmbH</td><td>15000-03</td><td>instruments</td></tr><tr><td>Halsted-Mosquito Hemostat</td><td>Fine Science Tools GmbH</td><td>13009-12</td><td>instruments</td></tr><tr><td>Dumont #55 Forceps</td><td>Fine Science Tools GmbH</td><td>11295-51</td><td>instruments</td></tr><tr><td>Castroviejo Micro Needle Holder - 9cm</td><td>Fine Science Tools GmbH</td><td>12060-02</td><td>instruments</td></tr><tr><td>Micro Serrefines</td><td>Fine Science Tools GmbH</td><td>18555-01</td><td>instruments</td></tr><tr><td>Bulldog Serrefine</td><td>Fine Science Tools GmbH</td><td>18050-28</td><td>instruments</td></tr><tr><td>MiniVent Ventilator for Mice (Model 845)</td><td>Harvard Apparatus</td><td>73-0044</td><td>mechanical ventilation</td></tr><tr><td>Isoflurane Vaporizer Drager 19.1</td><td>Dr&amp;auml;gerwerk AG &amp;amp; Co. KGaA</td><td></td><td>anesthesia 1.3 - 2.5%</td></tr><tr><td>PowerLab data acquisition device 4/35</td><td>ADInstruments Ltd, New Zealand</td><td>PL3504</td><td>invasive pressure, ECG, temperature</td></tr><tr><td>ABL 800 Flex</td><td>Radiometer GmbH</td><td></td><td>blood gas analysis</td></tr><tr><td>NMRI mice</td><td>Charles River Laboratories</td><td>Crl:NMRI(Han)</td><td>male, 30 - 35 g, 12 weeks old, housed at least 1 week before the experiment</td></tr></tbody></table>

cardiopulmonary bypass in a mouse model: a novel approach

Während längerer kardiopulmonalen Bypass bei kardiologischen Eingriffen wichtiger wird, entsteht ein zunehmender klinischer Bedarf zur Optimierung der Verfahren und zur Minimierung der Organschäden, die aus dem längeren intravasalen Verkehr. Das Ziel dieser Arbeit war eine voll funktionsfähige und klinisch relevante Modell der kardiopulmonalen Bypass in einer Maus zu demonstrieren. Wir berichten über das Gerätedesign, Perfusion Schaltung Optimierung und mikrochirurgischen Techniken. Dieses Modell ist ein akuter Modell, das mit überleben aufgrund des Bedarfs an mehreren Blut Zeichnungen nicht kompatibel ist. Wegen der Auswahl an Tools für die Mäuse (z.B., Marker, Knockouts, etc.) wird dieses Modell Untersuchung über die molekularen Mechanismen der Organschäden und die Wirkung der kardiopulmonalen Bypass im Vergleich zu anderen erleichtern. Begleiterkrankungen.

Dieses Protokoll beschreibt die Perfusion Schaltung, chirurgische Eingriffe und die Überwachung der physiologischen Parameter während CPB einer Maus. Wenn von einem angemessen qualifizierten Mikrochirurg durchgeführt, werden die Ergebnisse konstant und reproduzierbar erzielt.
Um ausreichende Gewebedurchblutung zu erhalten, wird der mittlere arterielle Druck immer zwischen 40 und 60 MmHg durch Anpassung des CPB Blutfluss und H...

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Cardiopulmonary Bypass in a Mouse Model: A Novel Approach

Dieses Papier beschreibt die kardiopulmonalen Bypass bei Mäusen durchführen. Dieses neue Modell erleichtert die Untersuchung der molekularen Mechanismen Organschäden.

Kardiopulmonalen Bypass in einem Mausmodell: ein neuer Ansatz

As prolonged cardiopulmonary bypass becomes more essential during cardiac interventions, an increasing clinical demand arises for procedure optimization ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

10.9K Aufrufe.  Hannover Medical School. Dieses Papier beschreibt die kardiopulmonalen Bypass bei Mäusen durchführen. Dieses neue Modell erleichtert die Untersuchung der molekularen Mechanismen Organschäden.

Serie: Cardiopulmonary Bypass in a Mouse Model: A Novel Approach

Murine Cervical Heart Transplantation Model Using a Modified Cuff Technique

Mouse models are of special interest in research since a wide variety of monoclonal antibodies and commercially defined inbred and knockout strains are available to perform mechanistic in vivo studies. While heart transplantation models using a suture technique were first successfully developed in rats, the translation into an equally widespread used murine equivalent was never achieved due the technical complexity of the microsurgical procedure. In contrast, non-suture cuff techniques, also developed initially in rats, were successfully adapted for use in mice1-3. This technique for revascularization involves two major steps I) everting the recipient vessel over a polyethylene cuff; II) pulling the donor vessel over the formerly everted recipient vessel and holding it in place with a circumferential tie. This ensures a continuity of the endothelial layer, short operating time and very high patency rates4.
Using this technique for vascular anastomosis we performed more than 1,000 cervical heart transplants with an overall success rate of 95%. For arterial inflow the common carotid artery and the proximal aortic arch were anastomosed resulting in a retrograde perfusion of the transplanted heart. For venous drainage the pulmonary artery of the graft was anastomosed with the external jugular vein of the recipient5.
Herein, we provide additional details of this technique to supplement the video.

The murine cervical heart transplantation model is well suited for immunological as well as ischemia reperfusion injury studies. We modified the procedure using a non-suture cuff technique and performed more than 1,000 successful transplants with this approach.
Herein, we provide additional details of this technique to supplement the video.

Murine Cervical Herztransplantation Modell mithilfe eines modifizierten Cuff-Technik

Mouse models are of special interest in research since a wide variety of monoclonal antibodies and commercially defined inbred and knockout strains are ...

Forschung

Medizin

A Murine Model of Myocardial Ischemia-reperfusion Injury through Ligation of the Left Anterior Descending Artery

Acute or chronic myocardial infarction (MI) are cardiovascular events resulting in high morbidity and mortality. Establishing the pathological mechanisms at work during MI and developing effective therapeutic approaches requires methodology to reproducibly simulate the clinical incidence and reflect the pathophysiological changes associated with MI. Here, we describe a surgical method to induce MI in mouse models that can be used for short-term ischemia-reperfusion (I/R) injury as well as permanent ligation. The major advantage of this method is to facilitate location of the left anterior descending artery (LAD) to allow for accurate ligation of this artery to induce ischemia in the left ventricle of the mouse heart. Accurate positioning of the ligature on the LAD increases reproducibility of infarct size and thus produces more reliable results. Greater precision in placement of the ligature will improve the standard surgical approaches to simulate MI in mice, thus reducing the number of experimental animals necessary for statistically relevant studies and improving our understanding of the mechanisms producing cardiac dysfunction following MI. This mouse model of MI is also useful for the preclinical testing of treatments targeting myocardial damage following MI.

We introduce a surgical method to induce experimental ischemia/reperfusion (I/R) injury to simulate myocardial infarction (MI) in mouse models that allows for more clarity in positioning of the ligation on the left anterior descending artery (LAD) to increase the reproducibility of MI experiments in mice.

Einem Mausmodell der myokardialen Ischämie-Reperfusion Injury durch Ligation des linken vorderen absteigenden Arterie

Acute or chronic myocardial infarction (MI) are cardiovascular events resulting in high morbidity and mortality. Establishing the pathological mechanisms ...

A Modified Method for Heterotopic Mouse Heart Transplantion

Mice are often used as heart transplant donors and recipients in studies of transplant immunology due to the wide range of transgenic mice and reagents available. A difficulty is presented due to the small size of the animal and the considerable technical challenges of the microsurgery involved in heart transplantation. In particular, a high rate of technical failure early after transplantation may result from recipient death and post-operative complications such as hind limb paralysis or a non-beating heart. Here, the complete technique for heterotopic mouse heart transplantation is demonstrated, involving harvesting the donor heart and its subsequent implantation into a recipient mouse. The donor heart is harvested immediately following in situ perfusion with cold heparinized saline and transection of the ascending aorta and pulmonary artery. The recipient operation involves preparation of the abdominal aorta and inferior vena cava (IVC), followed by end-to-side anastomosis of the donor aorta with the recipient aorta using a single running 10-0 microsuture and a similar anastomosis of the donor pulmonary artery with the recipient IVC. Following the operation the animal is injected with 0.6 ml normal saline subcutaneously and allowed to recover on a 37&#160;&#176;C heating pad. The results from 227 mouse heart transplants are summarized with a success rate at 48 hr of 86.8%. Of the 13.2% failures within 48 hr, 5 (2.2%) experienced hind limb paralysis, 10 (4.4%) had a non-beating heart due to graft ischemic injury and/or thrombosis, while 15 (6.6%) died within 48 hr.

A technique is demonstrated for the microsurgical procedure for heterotopic transplantation of hearts in mice, including simplified methods for donor harvesting and recipient vessel anastomosis.

Eine modifizierte Methode zur Heterotope Maus Herz-Transplantation

Mice are often used as heart transplant donors and recipients in studies of transplant immunology due to the wide range of transgenic mice and reagents ...

Heterotopic Cervical Heart Transplantation in Mice

The heterotopic cervical heart transplantation in mice is a valuable tool in transplant and cardiovascular research. The cuff technique greatly simplifies this model by avoiding challenging suture anastomoses of small vessels thereby reducing warm ischemia time. In comparison to abdominal graft implantation the cervical model is less invasive and the implanted graft is easily accessible for further follow-up examinations. Anastomoses are performed by pulling the ascending aorta of the graft over the cuff with the recipient&#8217;s common carotid artery and by pulling the main pulmonary artery over the cuff with the external jugular vein. Selection of appropriate cuff size and complete mobilization of the vessels are important for successful revascularization. Ischemia-reperfusion (I/R) injury can be minimized by perfusing the graft with a cardioplegic solution and by hypothermia. In this article, we provide technical details for a simplified and improved cuff technique, which should allow surgeons with basic microsurgical skills to perform the procedure with a high success rate.

The cuff technique shortens and facilitates the model of heterotopic cervical heart transplantation in mice by avoiding technically challenging suture anastomoses of small vessels. The technical details shown in this video paper should allow researches to establish this model in their laboratories.

Heterotope Cervical Herztransplantation bei Mäusen

The heterotopic cervical heart transplantation in mice is a valuable tool in transplant and cardiovascular research. The cuff technique greatly simplifies ...

A Novel Microsurgical Model for Heterotopic, En Bloc Chest Wall, Thymus, and Heart Transplantation in Mice

Exploration of novel strategies in organ transplantation to prolong allograft survival and minimizing the need for long-term maintenance immunosuppression must be pursued. Employing vascularized bone marrow transplantation and co-transplantation of the thymus have shown promise in this regard in various animal models.1-11 Vascularized bone marrow transplantation allows for the uninterrupted transfer of donor bone marrow cells within the preserved donor microenvironment, and the incorporation of thymus tissue with vascularized bone marrow transplantation has shown to increase T-cell chimerism ultimately playing a supportive role in the induction of immune regulation. The combination of solid organ and vascularized composite allotransplantation can uniquely combine these strategies in the form of a novel transplant model. Murine models serve as an excellent paradigm to explore the mechanisms of acute and chronic rejection, chimerism, and tolerance induction, thus providing the foundation to propagate superior allograft survival strategies for larger animal models and future clinical application. Herein, we developed a novel heterotopic en bloc chest wall, thymus, and heart transplant model in mice using a cervical non-suture cuff technique. The experience in syngeneic and allogeneic transplant settings is described for future broader immunological investigations via an instructional manuscript and video supplement.

To study combined solid organ and vascularized composite allotransplantation, we describe a novel heterotopic en bloc chest wall, thymus, and heart transplant model in mice using a cervical non-suture cuff technique.

A Novel Mikromodell für Heterotope, En Bloc Brustwand, Thymus und Herz-Transplantation bei Mäusen

Exploration of novel strategies in organ transplantation to prolong allograft survival and minimizing the need for long-term maintenance immunosuppression ...

A Recovery Cardiopulmonary Bypass Model Without Transfusion or Inotropic Agents in Rats

Cardiopulmonary bypass (CPB) is indispensable in cardiovascular surgery. Despite the dramatic refinement of CPB technique and devices, multi-organ complications related to prolonged CPB still compromise the outcome of cardiovascular surgeries, and may worsen postoperative morbidity and mortality. Animal models recapitulating the clinical usage of CPB enable the clarification of the pathophysiological processes that occur during CPB, and facilitate pre-clinical studies to develop strategies protecting against these complications. Rat CPB models are advantageous because of their greater cost-effectiveness, convenient experimental processes, abundant testing methods at the genetic or protein levels, and genetic consistency. They can be used for investigating the immune system activation and synthesis of proinflammatory cytokines, compliment activation, and production of oxygen free radicals. The rat models have been refined and have gradually taken the place of large-animal models. Here, we describe a simple CPB model without transfusion and/or inotropic agents in a rat. This recovery model allows the study of the long-term multiple organ sequelae of CPB.

Here, we present a protocol to describe a simple recovery cardiopulmonary bypass model without transfusion or inotropic agents in a rat. This model allows the study of the long-term multiple organ sequelae of cardiopulmonary bypass.

Ein Wiederherstellungsmodell kardiopulmonalen Bypass ohne Transfusion oder inotrope Substanzen bei Ratten

Cardiopulmonary bypass (CPB) is indispensable in cardiovascular surgery. Despite the dramatic refinement of CPB technique and devices, multi-organ ...

Immunologie und Infektion

Optimization of the Cuff Technique for Murine Heart Transplantation

Murine cardiac transplantation has been performed for more than 40 years. With advancements in microsurgery, certain new techniques have been used to improve surgical efficiency. In our lab, we have optimized the cuff technique with two major steps. First, we used the inner tube technique to insert a temporary inner tube into the external jugular vein and carotid artery blood vessel to facilitate eversion of the vessel over the cuff. Second, we performed complete heterotopic cardiac transplantation through the collaboration of two experienced surgeons. These modifications effectively reduced the operation time to 25 minutes, with a success rate of 95%. In this report, we describe these procedures in detail and provide a supplemental video. We believe that this report on the improved cuff technique will offer practical guidance for murine heterotopic heart transplantation and will enhance the utility of this mouse model for basic research.

We introduce an inner tube approach to the cuff technique for mouse cervical heterotopic heart transplantation to help evert the vessel over the cuff. We found that cooperation between two experienced surgeons markedly shortens the operation time.

Optimierung der Manschettentechnik für DieMurine Heart Transplantation

Murine cardiac transplantation has been performed for more than 40 years. With advancements in microsurgery, certain new techniques have been used to ...

Veno-Venous Extracorporeal Membrane Oxygenation in a Mouse

The use of extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) has increased substantially in recent years. ECMO has become a reliable and effective therapy for acute as well as end-stage lung diseases. With the increase in clinical demand and prolonged use of ECMO, procedural optimization and prevention of multi-organ damage are of critical importance. The aim of this protocol is to present a detailed technique of veno-venous ECMO in a non-intubated, spontaneously breathing mouse. This protocol demonstrates the technical design of the ECMO and surgical steps. This murine ECMO model will facilitate the study of pathophysiology related to ECMO (e.g., inflammation,bleeding and thromboembolic events). Due to the abundance of genetically modified mice, the molecular mechanisms involved in ECMO-related complications can also be dissected.

Here we present a protocol describing the technique of veno-venous extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) in a non-intubated, spontaneously breathing mouse. This murine model of ECMO can be effectively implemented in experimental studies of acute and end-stage lung diseases.

VENO-venöse extrakorporalen Membran Sauerstoffversorgung in eine Maus

The use of extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) has increased substantially in recent years. ECMO has become a reliable and effective therapy for ...

Mouse Heterotopic Cervical Cardiac Transplantation Utilizing Vascular Cuffs

Murine models of cardiac transplantation are frequently utilized to study ischemia-reperfusion injury, innate and adaptive immune responses after transplantation, and the impact of immunomodulatory therapies on graft rejection. Heterotopic cervical heart transplantation in mice was first described in 1991 using sutured anastomoses and subsequently modified to include cuff techniques. This modification allowed for improved success rates, and since then, there have been multiple reports that have proposed further technical improvements. However, translation into more widespread utilization remains limited due to the technical difficulty associated with graft anastomoses, which requires precision to achieve adequate length and caliber of the cuffs to avoid vascular anastomotic twisting or excessive tension, which can result in damage to the graft. The present protocol describes a modified technique for performing heterotopic cervical cardiac transplantation in mice which involves cuff placement on the recipient's common carotid artery and the donor's pulmonary artery in alignment with the direction of the blood flow.

Mouse cardiac transplantation models represent valuable research tools for studying transplantation immunology. The present protocol details mouse heterotopic cervical cardiac transplantation that involves the placement of cuffs on the recipient's common carotid artery and the donor's pulmonary artery trunk to allow for laminar blood flow.

Heterotope zervikale Herztransplantation der Maus mit Gefäßmanschetten

Murine models of cardiac transplantation are frequently utilized to study ischemia-reperfusion injury, innate and adaptive immune responses after ...

Blood Circuit Reconstruction in an Abdominal Mouse Heart Transplantation Model

The surgical technique of heterotopic abdominal heart transplantation in mice is a standard model for research in transplantation immunology. Here, the established technique for a modified blood circuit reconstruction in a heterotopic abdominal heart transplantation model is presented. This method uses the intrathoracic inferior vena cava (IIVC) instead of the pulmonary artery of the donor heart for the anastomosis to the inferior vena cava of the recipient. It is facilitating and improving success rates for abdominal heart transplantation in mice.

A novel technique for blood circuit reconstruction in a heterotopic abdominal mouse heart transplantation model is demonstrated.

Rekonstruktion des Blutkreislaufs in einem abdominalen Mausherztransplantationsmodell

The surgical technique of heterotopic abdominal heart transplantation in mice is a standard model for research in transplantation immunology. Here, the ...