Wir demonstrieren eine einfache Methode zur Erstellung und Implementierung eines ex vivo Lungen-Setups von Grund auf. Dies ermöglicht ein erschwingliches und modulares Setup, das für eine Vielzahl von Setups implementiert werden kann. Die hier vorgestellte Technik ist erschwinglich, modular und an die Labore anpassbar, die das Protokoll einrichten.
Die Ex-vivo-Operation kann zur Ergänzung von In-vivo-Modellen verwendet werden, um neue Mechanismen aufzuklären. Dieses DIY-Setup wurde entwickelt, um die Lunge in einer kontrollierten Umgebung zu untersuchen. Es steht im Einklang mit dem Forschungsschwerpunkt unseres Labors, der darin besteht, verschiedene Ansätze zur Verbesserung des Ergebnisses nach der HLW zu untersuchen.
Der Aufbau kann jedoch an unterschiedliche Forschungsziele angepasst werden, was ihn sehr vielseitig macht. Die Operation erfordert Grundkenntnisse der Anatomie und Physiologie der Atemwege und kann durch Befolgen des Protokolls schnell gemeistert werden. Nichtsdestotrotz ist es wichtig, die in unserem Protokoll beschriebenen Schritte sorgfältig zu befolgen und vor allem die Lunge zu schützen, insbesondere bei der Entfernung der Rippen. Um eine Tracheotomie durchzuführen, kneifen Sie die Haut einer anästhesierten Ratte mit einer Pinzette über die Luftröhre und schneiden Sie die Haut auf.
Präparieren Sie den Muskel und das Gewebe stumpf, um die Luftröhre zu erreichen, und stellen Sie sicher, dass keine Blutungen auftreten. Führen Sie dann eine gebogene Pinzette unter die Luftröhre und öffnen Sie sie, um Platz für 3-0-Nähte darunter zu schaffen. Binden Sie dann die Nähte zu einem Boxknoten vor.
Machen Sie einen kleinen Schnitt zwischen den Knorpelringen der Luftröhre und führen Sie die Trachealkanüle ein. Binden Sie die Naht ab, um zu verhindern, dass Luft aus dem Trachealschnitt entweicht und um sicherzustellen, dass die Kanüle die Luftröhre nicht belastet. Sobald die Trachealkanüle befestigt ist, beginnen Sie mit der Beatmung der Ratte.
Entfernen Sie mit einer großen chirurgischen Schere und Pinzette das Fell vom Bauch der Ratte. Fassen Sie den Xiphoid-Prozess mit der Pinzette und machen Sie einen kleinen horizontalen Schnitt unterhalb der Rippen, wobei Sie darauf achten, dass das Zwerchfell intakt bleibt. Erweitern Sie den horizontalen Schnitt, um die gesamte Membran freizulegen.
Injizieren Sie mit einer 22-Gauge-Spritze Heparin in die untere Hohlvene und achten Sie darauf, die Lunge nicht zu punktieren. Fassen Sie den Xiphoid-Prozess mit einer Pinzette und schneiden Sie kranial entlang des Brustbeins, wobei Sie ständig die Lungen visualisieren, um ein Durchtrennen zu verhindern. Spreizen Sie den Brustkorb mit zwei großen Zangen auseinander und schneiden Sie die untere Hohlvene auf, um die Ratte durch Ausbluten einzuschläfern.
Schneiden Sie überschüssigen Thymus ab, um eine einfachere Visualisierung des Lungengefäßsystems zu ermöglichen. Lokalisieren Sie die Lungenarterie und führen Sie eine kleine gebogene Pinzette darunter durch. Führen Sie auch hier eine 3-0-Naht darunter und binden Sie sie zu einem Kastenknoten vor.
Machen Sie dann einen kleinen Schnitt in die rechte Herzkammer und führen Sie die PA-Kanüle ein. Befestigen Sie die Kanüle mit der Naht und beginnen Sie mit der Perfusion mit 1,5 Millilitern pro Minute. Schneiden Sie sofort die Spitze des Herzens heraus, um einen Druckaufbau in der Lunge zu verhindern.
Reißen Sie mit einer kleinen gebogenen Pinzette die Mitralklappe und bestätigen Sie visuell, dass die Pinzette ungehindert in den linken Vorhof eindringen kann. Wickeln Sie eine 3-0-Naht fest um das Herz unterhalb des Vorhofs und führen Sie die PV-Kanüle in den linken Vorhof ein, um sicherzustellen, dass der Puffer aus dem linken Vorhof fließen kann, bevor Sie die Naht abbinden. Schneiden Sie anschließend mit einer stumpfen Schere überschüssiges Gewebe zwischen der Brusthöhle und dem Tracheostomaschnitt ab, um eine Beschädigung der Luftröhre zu vermeiden.
Stellen Sie sicher, dass die Luftröhre unterhalb der Trachealkanüle und der gesamte Herz-Lungen-Block sichtbar sind. Um den Herz-Lungen-Block und die Luftröhre zu entfernen, halten Sie die Trachealkanüle fest und verwenden Sie eine gebogene Schere mit stumpfer Spitze, um das Bindegewebe hinter der Luftröhre zu entfernen. Die Lebensfähigkeit der Lunge nach Ischämie und Reperfusion wird vorgestellt.
Die längste Ischämiezeit für 150 Minuten Reperfusion betrug acht Minuten. Es ist entscheidend, das Gefäßsystem richtig zu kanülieren, damit die isolierte Lunge während des gesamten Experiments lebensfähig bleibt. Die Lunge bleibt nach dem Eingriff intakt, so dass grundlegende Messungen wie Nass- oder Trockengewicht oder Histologie nach dem Versuch durchgeführt werden können.
