אלקטרוקרדיוגרפיה לא פולשנית בעכבר פרילינטל

Summary

כאן, אנו מציגים פרוטוקול אלקטרוקרדיוגרפיה (ECG) פולשנית, הממוטב לעכברים לאחר הלידה המוקדמת, שאינו דורש שימוש בהרדמה.

Abstract

אלקטרוקרדיוגרפיה (ECG) כבר זמן רב להסתמך על כשיטה יעילה ואמינה של הערכת תפקוד לב וכלי דם (ולב וכלי דם) במודלים אנושיים ובעלי חיים של מחלה. קצב לב, קצב וספסיות בודדים, בשילוב עם פרמטרים כמותיים שנאספו מ-ECG, משמשים להערכת שלמות מערכת מוליכות הלב, כמו גם את הפיזיולוגיה המשולבת של מחזור הלב. מאמר זה מספק תיאור מקיף של השיטות והטכניקות המשמשות לביצוע ECG לא פולשני על גורי עכברים perinatal וילודים כבר ביום שלאחר הלידה הראשון, ללא צורך בשימוש בהרדמה. פרוטוקול זה נועד לטפל ישירות בצורך בשיטה מתוקנה ותוכלית להשגת ECG בעכברים שזה עתה נולדו. מנקודת מבט תרגום, פרוטוקול זה מוכיח להיות יעיל לחלוטין לאפיון של פגמים מולדים קרדיו-ריאה שנוצרו באמצעות קווי עכבר טרנסגניים, ובמיוחד לניתוח פגמים גרימת קטלניות או במהלך הימים הראשונים לאחר הלידה. פרוטוקול זה גם נועד לטפל ישירות בפער בספרות המדעית כדי לאפיין ולספק נתונים נורמטיביים הקשורים התבגרות של מערכת מוליכות הלב לאחר הלידה המוקדמת. שיטה זו אינה מוגבלת לנקודת זמן ספציפית לאחר הלידה, אלא מאפשרת איסוף נתוני ECG בגורי עכבר ילודים מלידה ועד ליום 10 לאחר הלידה (P10), חלון בעל חשיבות קריטית למודל מחלות אנושיות ב-vivo, עם דגש מיוחד על מחלות לב מולדות (CHD).

Introduction

ניתן למדוד את תפקוד הלב בדרכים שונות, הנפוצות ביותר כוללות שימוש אלקטרוקרדיוגרפיה (ECG) כדי לנתח את התנהלות הזרם החשמלי דרך הלב, כמו גם את מחזור הלב הכולל שלה^{ותפקוד 1}. אלקטרוקרדיוגרפיה ממשיכה להיות כלי אבחון שימושי לזיהוי ואפיון של חריגות לב במודלים אנושיים ובעלי חיים של^{מחלה 1,2}. אי סדרים בקריאה אלקטרוקרדיוגרם ניתן למצוא בהתפתחות לב חריגה (כלומר, מחלת לב מולדת (CHD),והוא יכול לכלול הפרעות בקצב הלב המתבטאות כשינויים בקצב הלב (למשל, ברדיקרדיה) וקצב (למשל, "בלוקי לב"), המי רמז על פגמים בשלמות ו/או תפקודו של שריר הלב הבסיסי. שינויים כאלה עלולים לגרום לחולים לתפקוד לב מסכן חיים (למשל, אי ספיקת לב גדשתית ו/או דום לב) ותמותה^{מוגברת 3,4}_. בהתחשב בשיעורי התמותה הגבוהים עם CHD חמור ולא מטופל, פיתוח שיטה מתוקנת וחוזרת על עצמה לאיסוף א.ק.ג בתקופה זו לאחר הלידה היא קריטית.

למרות שאנחנו לא הראשונים לטפל בבעיה זו, שיטות קודמות של איסוף ECG על גורי עכבר^{כללו באופן}מסורתי הליכים פולשניים (מחט תת עורית או אלקטרודות חוט) ו / או השימוש בהרדמה 5^,6,7. היתרונות בביצוע ניתוח ECG לא פולשני כוללים מזעור הכאב ולבטל את הלחץ על החיה. בעוד הנסוי עדיין חייב להיות זהיר לגבי גרימת מתח הגור, המכשיר נועד למנוע לחצים נפוצים על מנת לייצר נתונים מדויקים. בהקשר של הערכת תפקוד הלב, החדרת הרדמה לבעלי חיים שעלולים להיות להם חריגות לב ריאה עלול להסוות או אפילו להחמיר את התנאים הבסיסיים. הרדמה עשויה להשפיע על מוליכות חשמלית על ידי שינוי depolarization ו / או קוטביזציה מחדש של התאים. לבסוף, השימוש בהרדמה יכול לשים את הגור שזה עתה נולד בסיכון מוגבר להיפותרמיה, אשר יכול לבלבל עוד יותר כל פתולוגיה הטבועה. הפרוטוקול הבא אינו מציג כל הרדמה, הליכים פולשניים, או אי נוחות בולטת הגור. לאחר השלמת התקנת הציוד, ניתן להשלים ביעילות את הגדרת המכשיר ואיסוף הנתונים הקשורים לחיה, ולאחר מכן ניתן להחזיר את הגורים לאמם. בנוסף, מערכת זו מאפשרת לבצע ניתוחים חוזרים ו/או סדרתיים, שהוא אידיאלי לניסויים הדורשים ניתוח לאורך זמן, מבוא של טיפולים תרופתיים, וכו '.

Protocol

הפרוטוקול הבא פועל בהתאם לסטנדרטים של הוועדה המוסדית לטיפול בבעלי חיים ולשימוש של אוניברסיטת ניו אינגלנד. התבוננות מקרוב בפרוטוקול אמורה לספק קריאת א.ק.ג. משביעת רצון בכל היילודים שנבדקו (n > 70).

1. הכנות להתקנים

1. חבר את ההתקן ליציאת ה-USB של מחשב שבו תוכנת ECG הורדה עליו. התקן המדידה יתחיל להתחמם באופן אוטומטי עד (37°C/98.6 °F). יחידת החימום הפנימית כלולה ביחידת המדידה ומחממת רק את משטח הפלסטיק. אלקטרודות חוט הכסף אינן מחוממות.
2. אפשר כ-15 דקות עד שפני השטח יגיעו לטמפרטורה. השתמש בזמן זה כדי לאסוף ולהגדיר בעלי חיים.
   הערה: הפרוטוקול עשוי להיות מושהה בשלב זה והפלטפורמה יכולה להישאר מחוברת וחימום למשך פרק זמן ממושך. בהיעדר פלטפורמת אלקטרודה לחימום עצמי, משטח חימום בטוח לבעלי חיים עשוי לשמש גם כדי למנוע מאם וגורים להפוך להיפותרמיה.

2. הכנות לבעלי חיים

1. לאסוף את האם ואת הגורים ולשמור בתוך כלוב הדיור עד מוכן לאסוף.
2. לאחר שיחידת המדידה מתחמם לטמפרטורה, מוציאים את גור העכבר מהכלוב ומנגבים את בית החזה עם 70% אתנול שרוסס על מגבון. מניחים את הגור על פני השטח המחוממים של הפלסטיק.
3. אפשר לעכבר להסתגל לפני השטח בחושך למשך כ- 2-5 דקות.

3. הגדרת פלטפורמת עכבר ואלקטרודה (יישום אלקטרודה)

1. השתמש מרית מתכת, בדיקה, או dowel עץ כדי לאסוף טיפה קטנה של דבק, ג'ל מוליך חשמלי (ג'ל אלקטרודה מוליך גבוה ייבוש מהיר משמש בדרך כלל למיקום של אלקטרודות מכרסמים).
   הערה: כל חפץ מוצק שאינו סיבי יכול לשמש להחלת ג'ל הניצוח, כל עוד האובייקט לא ישאיר מאחור סיבים סינתטיים או חומר דומה על האלקטרודות שעלולות להפריע לאיכות האות החשמלי.
2. בעזרת המרית/דאוול, גע בעדינות בראש כל אחד מארבעת משטחי האלקטרודה השטוחים על-ידי לחיצה בעדינות כלפי מטה ומשיכת ג'ל הניצוח בזווית אלכסונית הרחק ממרכז מבנה האלקטרודה. ודא כי כל אלקטרודה בודדת מכוסה לחלוטין עם הג'ל.
   התראה: צעד זה חשוב ביותר כדי להבטיח כי ג'ל אלקטרודה מוליך אינו לדבוק יותר מאלקטרודה אחת. גדילי דבק הנוצרים בין אלקטרודות יכולים להתנהל בהסתערות ועלולים להפריע או לקצר את האות החשמלי הרצוי. הפרוטוקול לא צריך להיות מושהה בשלב זה כמו הג'ל יתחיל להתגבש ולהיות דבק. הקפד להגדיר את העכבר על הפלטפורמה בתוך 5-10 דקות של החלת ג'ל מוליך (או החלפת ג'ל אלקטרודה מוליך שווה ערך).
3. מניחים את מרית המתכת או דוול העץ עם שאר הג'ל בצד.
4. מניחים את עצם החזה של גור העכברים יילודים כלפי מטה ונוטים עם ראש הגור הפונה לקצה ה-USB היוצא של הרציף. ודא שחלק מהחזה של הגור מכסה כל אחת מארבע האלקטרודות. לרסן בעדינות את האמות של הגור לצידם ובו זמנית להחזיק למטה כ 1 דקות כדי לאפשר את ג'ל ניצוח להגדיר.
5. מניחים פגושי סיליקון מגומי בצד ימין ושמאל של הגור. פגושים צריך לאבטח את הגור בכל צד ולספק יציבות כדי למנוע תנועות מוגזמות של העכבר, אבל לא צריך למנוע את כל התנועה של העכבר. לאחר ההתקנה, צפה בעכבר לרגע והתאם את מיקום הפגוש במידת הצורך.
   התראה: אין לדחוס את העכבר בחוזקה רבה מדי, מכיוון שזה עלול להפריע למכניקת הנשימה ולקצב הנשימה.
6. השתמשו בדאוול שהיה בצד כדי להחיל את ג'ל הניצוח הנותר על אלקטרודה זנב הארקה ומניחים על הישבן של הגור. להפעיל לחץ עדין כדי לאפשר את הג'ל להגדיר לפני שחרור הגור.
7. מניחים את פגוש הסיליקון הסופי על גבי הישבן של העכבר כדי להחזיק את אלקטרודה הארקה במקום.
   התראה: אין להפעיל כוח מופרז בעת הצבת הפגוש הסופי, מכיוון שזה עלול לגרום לאי נוחות לגור ו/או לעקור את האלקטרודה המקרקעת.
8. תפסו את כל הרציף והניחו בעדינות בתוך כלוב פאראדיי.
   התראה: היזהרו והוודאו שפגוש הסיליקון העליון לא יעקור ברגע שכלוב פאראדיי נמצא במקומו.
9. לפני ההקלטה, ודא גור העכבר אינו נע יתר על המידה ולוודא את הגוף ואת הראש של העכבר נראה מאובטח.
   התראה: ודא כי ראשו של גור העכבר מסוגל לנוע בחופשיות מסוימת בתוך הפגושים והוא לא לגמרי נואף למטה לתוך הפלטפורמה. הפלטפורמה המוגבהת נועדה לרומם מעט את בית החזה של העכבר ולמנוע חנק, אך יש לפקח על כך מקרוב.

תוצאות

ECG אידיאלי יהיה אות ברור, בולט המאפשר את כל הגלים להיות מנותח במספר מסגרות זמן שונות (איור 1). המעבדה העסיקה בתחילה יישום מותאם אישית של מערכת אלקטרומיוגרפיה כדי לייצר ECGs באיכות לא מספקת, אשר אפשרה לנו רק לנתח פרמטרים בסיסיים כגון קצב לב(איור S1). עבודה זו השראה עם חבר?...

Discussion

נקודות הנתונים שנאספו ביום הראשון של גורי עכברים הן מעט מתחת לערכים הצפויים הממוצעים לעכברים בוגרים (500-700 פעימות לדקה). ⁸ יש עלייה בקצב הלב ככל שהעכבר מזדקן, אשר נופל יותר בקנה אחד עבור הערכים הצפויים (טבלה 1). עם זאת, חשוב להדגיש כי ערכי יילודים היו בקצה התחתון של טווח ז?...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
LabScribe4	iWorx	LabScribe4	Software used to record ECG	https://www.iworx.com/users/teaching.php
Neonatal Mouse ECG & Respiration System	iWorx	RS-NMECG : Neonatal Mouse ECG	ECG device	https://www.iworx.com/research/cardiac-function/rs-nmecg/
Tensive Conductive Adhesive Gel	Parker Laboratories, Inc	22-60	Tac-gel used as conductive gel for ECG	https://www.parkerlabs.com/tensive.asp