Questo lavoro è supportato da un Hamilton-Fairley NHMRC Fellowship (RH, AL); Operational Support Program Infrastrutture del Governo del Victoria (RH, EW) e la Curie Industria-Academia Partnership Marie e percorsi concedere il patrocinio della Commissione Europea (ME, PD) . Gli autori desiderano ringraziare il Dott. Andre Miyague, dott.ssa Francesca Russo, la signora Rosita Kinnart e il signor Ivan Laermans per la loro competenza tecnica nella produzione di questo video.

Il seguente protocollo sperimentale è stato approvato dal comitato etico degli animali, Katholieke Universiteit Leuven, Leuven, Belgio. Abbiamo seguito descritto precedentemente procedura chirurgica 13 tra cui alcuni cambiamenti metodologici, soprattutto nelle procedure di anestesia. 1. Indurre ritardo di crescita intrauterino (IUGR) <ol><li> Tempo datato coniglie gravide (ibrido Dendermonde e Nuova Zelanda Bianco) sono alloggiati in gabbie individuali su un hr programma 12/12 della luce con accesso ad acqua e standard di coniglio chow ad libitum da età gestazionale (GA) 18 giorni. A GA 25 giorni (termine completo è di 31 giorni circa), i conigli sono trasferiti nella sala operatoria per la creazione chirurgica di IUGR. Prima dell&#39;intervento, in modo casuale assegnare un &quot;caso&quot; (IUGR) e &quot;controllo&quot; corno uterino in utero bicorne coniglio utilizzando il software di randomizzazione (GraphPad Software, USA) 19. Dimensione del campione deve essere determinata con calcoli di potenza per singola researchers per la loro domanda di interesse. </li><li> Procedura di anestesia. Induzione dell&#39;anestesia si ottiene con la somministrazione di ketamina 35 mg / kg (Ceva Sante Animale, Bruxelles, Belgio) e xylazina 5 mg / kg (Ceva Sante Animale, Bruxelles, Belgio) per via intramuscolare nella coscia. L&#39;anestesia viene quindi mantenuta con una miscela inalatoria del 1-4% isoflurano (Isoba Veterinario; Abbott Laboratories Ltd., Queenborough, Kent, Regno Unito) in O 2 a 2 L / min. Posizionare un pulsossimetro (Nellcor N-20, Covidien, Irlanda) il secondo e il terzo dito del piede materno per il monitoraggio continuo della frequenza cardiaca e arteriosa saturazione O 2. </li><li> Procedura chirurgica. <ol><li> Premedicazione. Prima di iniziare l&#39;intervento chirurgico, somministrare la profilassi antibiotica penicillina G, 300.000 UI (Kela Pharma, Hoogstraten, Belgio), uterina tocolitico medrossiprogesterone acetato 0,9 mg / kg (Depo-Provera, Pharmacia Upjohn, Puurs, Belgio) e buprenorfina analgesico 0,03 mg / kg (Temgesic; Schering-Plough) Per via sottocutanea in una singola siringa da 2,5 ml. </li><li> Preparazione Coniglio. Posiziona il coniglio su un rilievo di riscaldamento per tutta la durata della chirurgia. Eliminare i peli dal campo chirurgico addominale e applicare antisettico Povidone-iodio 7,5% (Betadine, Purdue, Connecticut, Stati Uniti d&#39;America). Un protocollo asettico completo viene poi impiegata. </li><li> Laparotomia addominale. Infiltrati il sito di incisione con anestetico locale (2 ml di 1% lidocaina, B Braun Medical, Belgio) per via sottocutanea. Il sito di incisione dovrebbe essere circa 5 cm di lunghezza nella linea mediana, nella inferiore 2/3 della dell&#39;addome. Una volta che la pelle è aperto, utilizzare una miscela di dissezione tagliente e smussato per esporre la guaina del muscolo retto. Bisogna fare attenzione ad evitare le ghiandole mammarie vascolari materne situate ai lati della linea mediana all&#39;entrata (Figura 1A). Afferrare la guaina del muscolo retto e del peritoneo, la tenda per evitare l&#39;inserimento accidentale del contenuto addominale, e inserire con cura utilizzando dissezione tagliente (Figura 1B). </li><li> Esteriorizzazione uterina. Surround campo chirurgico con teli di garza imbevuta di soluzione salina riscaldata. Afferrare delicatamente e esteriorizzare entrambi i lati del utero bicorne. Bisogna fare attenzione a non fare né l&#39;vaginale o fine ovarica di ogni corno uterino in tensione, in quanto ciò potrebbe causare sanguinamento sgradito, il dolore e la contrattilità uterina. L&#39;assistente irriga continuamente l&#39;utero esposta con soluzione salina riscaldata per evitare contrazioni uterine. Palpare e registrare il numero di feti presenti in ogni corno. Per convenzione, il feto al termine ovarico è designato il primo feto. Un corno uterino è il caso corno e l&#39;altra è la squadretta. Identificare il caso corno precedentemente assegnato in modo casuale per induzione IUGR e quindi sostituire il clacson di controllo nuovamente dentro l&#39;addome (feti di controllo interno). </li><li> Indotta chirurgicamente IUGR. Identificare i vasi utero-placentare per ogni sacco gestazionale nel caso corno designato (Figura 1C).Chirurgicamente legare il 40-50% di queste navi che utilizzano un 5-0 poliglattina sutura (Ethicon Vicryl, Johnson &amp; Johnson Medical, USA) (Figure 1D-1E). In pratica, ci sono spesso tre fasci vascolari che riforniscono ogni sacco gestazionale. In questo caso, il più grande fascio vascolare è legatura. Una volta completato, l&#39;utero è ancora irrigato con soluzione salina riscaldata e con premura tornò al ventre. </li><li> Chiusura addominale. Chiudere l&#39;addome in due strati con un funzionamento continuo 2-0 poliglattina sutura (Ethicon Vicryl, Johnson &amp; Johnson Medical, USA). Chiudere la pelle con sottocuticolare 3-0 poliglattina sutura (Ethicon Vicryl, Johnson &amp; Johnson Medical, USA). Aerosol spray alluminio sulla ferita per evitare che il coniglio dal successivo interferire con le suture. </li><li> Recovery. Cease anestesia e osservare attentamente la ripresa della respirazione. Il coniglio viene poi alloggiato come sopra descritto con accesso a cibo e acqua ad libitum e osservati quotidianamente. </li></ol></li></ol> 2. Esecuzione ecocardiografia fetale e Pulsed-Doppler ad ultrasuoni <ol><li> Lo stesso coniglio viene poi trasferito a GA 30 giorni per ecocardiografica e valutazione ecografica. Il coniglio è posto su un rilievo di riscaldamento per la durata dell&#39;esame. </li><li> Procedura di anestesia. <ol><li> Induzione dell&#39;anestesia si ottiene con la somministrazione di ketamina 35 mg / kg (Ceva Sante Animale, Bruxelles, Belgio) e xylazina 5 mg / kg (Ceva Sante Animale, Bruxelles, Belgio) per via intramuscolare. Una volta posato, ottenere l&#39;accesso endovenoso con un calibro cannula 24 (BD Insyte-W, Becton Dickinson Infusion Therapy Systems, Utah, USA) inserito in una vena periferica auricolare. </li><li> Mantenere l&#39;anestesia con un&#39;infusione continua di chetamina e xilazina: 2 ml di ketamina (100 mg / ml) e 1,5 ml xilazina (20 mg / ml) a 46,5 ml di soluzione salina, quindi infuso tramite una pompa a siringa a 40 ml / ora. Fissare un tre vie-tap e allegare una siringa di anestesia salvataggio 5: 2 mlketamina (100 mg / ml) e 1,5 ml xilazina (20 mg / ml). Boli di 0,5 ml anestesia salvataggio sono raramente necessarie. Amministrare buprenorfina analgesico 0,03 mg / kg (Temgesic; Schering-Plough) subcutaneouslyprior alla chirurgia. Ossigeno 2 L / min viene applicata da maschera. Posizionare un pulsossimetro (Nellcor N-20, Covidien, Irlanda) il secondo e il terzo dito del piede materno per il monitoraggio continuo della frequenza cardiaca e arteriosa saturazione O 2. </li></ol></li><li> Laparotomia addominale ed esteriorizzazione dell&#39;utero. Fare riferimento a 1.3.3 e 1.3.4. </li><li> Posizionamento del feto per ecocardiografica e l&#39;esame ecografico. <ol><li> Collocare il coniglio in posizione laterale rivolta verso il ricercatore. Ciò semplifica il recupero di un unico sacco gestazionale per l&#39;esame e impedisce un&#39;eccessiva trazione sui vasi utero-placentare. Per quanto possibile, cercate di esteriorizzare un solo sacco gestazionale alla volta per ridurre al minimo l&#39;esposizione. Assicurarsi che il sacco gestazionale esposto è posto sulla garza irrigata conriscaldato salina. Per garantire risultati standardizzate tra diversi gruppi di studio, in genere solo il feto al ovarico e vaginali estremità di ciascun corno uterino vengono utilizzati per l&#39;esame ecografico. </li><li> Funzione cardiaca fetale è molto sensibile all&#39;effetto di esteriorizzazione uterina, variazione in temperatura e pressione dal trasduttore di ultrasuoni sui vasi placentari. Per ridurre al minimo questi effetti confondenti ambientali e iatrogeni sulla funzione cardiaca, l&#39;esame ecografico deve iniziare immediatamente dopo l&#39;esteriorizzazione del sacco gestazionale e dovrebbe essere sistematico ed efficiente. Nella nostra esperienza, i cambiamenti nella funzione cardiaca fetale raramente si verificano nei primi 5 minuti di esposizione. Se si incontra bradicardia fetale, rimuovere la sonda ad ultrasuoni, riposizionare il feto per evitare attorcigliamenti dei vasi feto-placentare, irrigare con soluzione salina o riscaldato brevemente restituire il sacco gestazionale di nuovo nel ventre materno. Se bradicardia fetale è persistente, l&#39;esame di questo fetus dovrebbe essere abbandonato a favore di esaminare la prossima feto. </li></ol></li><li> L&#39;ecocardiografia fetale. <ol><li> Il Visualsonics VEVO 2100 (Toronto, Canada), piattaforma microultrasound ad alta risoluzione con software di analisi cardiaco e la tensione installati è necessario. Un VisualSonics MS-250 trasduttore (VisualSonics, Toronto, Canada), è utilizzato per l&#39;acquisizione dei dati. Questo ha una frequenza centrale di 21 MHz con una larghezza di banda 13-24 MHz. Il fuoco geometrico è di 15 mm, la larghezza massima dell&#39;immagine è di 23 mm e la profondità massima dell&#39;immagine è di 30 mm. L&#39;ingombro è di 28 x 5,75 millimetri. I dati vengono acquisiti in conformità con la Società Americana di Ecocardiografia linee guida e norme per l&#39;esecuzione del ecocardiogramma fetale. 20 </li><li> Acquisizione dati 1: vista laterale A livello del quattro camere-vista laterale, registrare un B-mode cine ciclo di almeno cinque cicli cardiaci per determinare deformazione, velocità di deformazione, velocità e spostamento.. Questo è analizzato offline utilizzando il VevoStrainAlgoritmo (Visualsonics, Toronto, Canada), come descritto in precedenza nella rivista nel dettaglio. Indici 21 ecocardiografia M-mode può essere ottenuto in questa visualizzazione standard. Offline misure della struttura e funzione cardiaca possono poi essere analizzati: ventricolare interno e diametro del setto in sistole e diastole, i volumi, stroke volume, frazione di accorciamento, frazione di eiezione e della gittata cardiaca 21. </li><li> Acquisizione dati 2:. Vista apicale A livello del apicale quattro camere-view, B-mode cine loop può essere ripetuto per VevoStrain analisi come descritto sopra. Ecocardiografia M-mode è utilizzato per valutare la tricuspide (TAPSE) e mitralica anulare Escursione sistolica del piano (MAPSE) e la deformazione longitudinale e velocità di deformazione. 22,23 Questa visione apicale consente anche la valutazione del flusso valvolare velocità di forme d&#39;onda e l&#39;indice di performance miocardica modificato come precedentemente descritti. 24 </li></ol></li><li> Feto-placentare pulse-Doppler agitò ULTrasound. </li></ol> Velocità del flusso d&#39;onda (FVW) dell&#39;arteria ombelicale si ottengono individuando i vasi ombelicali con color Doppler e poi mettendo la pulsato cancello campione Doppler sopra l&#39;arteria ombelicale su un loop privo di cordone ombelicale. L&#39;25 dell&#39;arteria cerebrale media (MCA) è FVW situato ponendo il campione Doppler pulsato cancello appena oltre l&#39;origine MCA volta circolo di Willis si trova dal color Doppler. 26 Il dotto venoso (DV) FVW è ottenuto ponendo il campione Doppler pulsato cancello nella porzione prossimale del DV visto con color doppler in cui ha origine dalla vena ombelicale intraepatica sia in una vista sagittale o trasversale del feto. 26 L&#39;indice di pulsatilità (PI) è calcolata in linea utilizzando il software di analisi cardiovascolare VisualSonics.

L&#39;autore professor Jan D&#39;hooge ha un accordo di ricerca con VisualSonics. Gli autori restanti non hanno informativa.

Abbiamo utilizzato un approccio precedentemente convalidato di ridurre chirurgicamente il flusso sanguigno utero-placentare in un coniglio per la produzione di IUGR 13-16 e poi esaminando la funzione cardiaca fetale 14 per descrivere la tecnologia microultrasound e l&#39;analisi della funzione cardiaca disponibile sul VisualSonics VEVO 2100. La capacità di riprodurre feto-placentare Doppler variazioni di feti IUGR umani in un piccolo modello animale e poi per consentire l&#39;esame della funzione ...

L&#39;onere delle malattie cardiovascolari che risulta dalla restrizione della crescita intrauterina del feto (IUGR), non può essere sopravvalutata. E &#39;la principale causa di mortalità neonatale dopo anomalie congenite. 1 IUGR si riferisce ad un feto che non riesce a raggiungere il suo potenziale di crescita e di solito è il risultato di insufficienza placentare. 2 In sopravvissuti, cardiovascolare cattiva salute è evidente in tutta la durata di vita con disfunzione miocardica apparente nell&#39;infanzia e nella fanciullezza 3,4 e successiva ipertensione 5, 6 diabete, l&#39;obesità e sviluppare nella vita adulta - tutti i fattori di rischio cardiaci cumulativi, dalla nascita alla morte prematura per cardiopatia ischemica 7. Lo sviluppo di modelli animali per caratterizzare la comunicazione materno-fetale che stabilisce IUGR e la successiva risposta del feto a ridotta disponibilità substrato è necessario se vogliamo comprendere meglio sia la fisiopatologia di auto IUGR correlatainsufficienza cardiaco e per sviluppare strategie cardio-protettivi per migliorare la salute fetale e postnatale. A questo proposito, sono stati descritti molti modelli differenti attraverso specie diverse. 8 IUGR viene indotto da sotto nutrizione materna con una dieta ipoproteica nei roditori, 9 ablazione chirurgica o legatura del flusso ematico uterino nei roditori e cavie 10 o occlusione del dell&#39;arteria ombelicale nella pecora. 11 Tuttavia, è evidente che nessun modello completamente ricapitola la IUGR umana. 12 In questa corrente studio metodologico, abbiamo utilizzato un approccio ben convalidato di interruzione selettivo vascolare utero-placentare in un coniglio 13-16 che non solo produce risposte cardiovascolari fetali osservati con gli ultrasuoni clinicamente 14, ma anche permette di interrogatorio della funzione cardiaca fetale con il romanzo ecocardiografia con tecnologia microultrasound del VisualSonics VEVO 2100. Mentre Doppler di fetoplvasi acental rimane la pietra angolare della corrente sorveglianza prenatale di feti IUGR 17, ecocardiografia funzionale viene sempre più utilizzato per fornire nuove intuizioni in fisiopatologia della malattia e di valutare il benessere fetale. 18 Di conseguenza, qui prendiamo questi progressi della ricerca clinica e descriviamo un modello animale che porti non solo questa sofisticazione di imaging, ma fornisce anche la piattaforma sperimentale per studiare percorsi meccanicistici e nuove terapie.

<table border="1">
	<tbody>
 <tr>
 <td>Name of Reagent/Material</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalog Number</td>
 <td>Comments</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ketamine</td>
 <td>Ceva Sante Animale</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.ceva.com/en" target="_blank">http://www.ceva.com/en</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Xylazine</td>
 <td>Ceva Sante Animale</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.ceva.com/en" target="_blank">http://www.ceva.com/en</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Depot Provera</td>
 <td>Pharmacia Upjohn</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Penicillin G</td>
 <td>Kela Pharma</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.kela.be" target="_blank">http://www.kela.be</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td >Lidocaine</td>
 <td>B Braun Medical</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.bbraun.com/" target="_blank">http://www.bbraun.com/</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Temgesic</td>
 <td>Schering-Plough</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.merck-animal-health-usa.com/" target="_blank">http://www.merck-animal-health-usa.com/</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Isolurane</td>
 <td>Isoba Vet; Abbott Laboratories Ltd</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.abbottanimalhealth.com/index.html" target="_blank">http://www.abbottanimalhealth.com/index.html</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ethicon</td>
 <td>Johnson and Johnson</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures" target="_blank">http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ethicon</td>
 <td>Johnson and Johnson</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures" target="_blank">http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ethicon</td>
 <td>Johnson and Johnson</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures" target="_blank">http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>VEVO 2100</td>
 <td>VisualSonics</td>
 <td>SN100-0032</td>
 <td><a href="http://www.visualsonics.com/" target="_blank">http://www.visualsonics.com/</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Aquasonic Gel</td>
 <td>Parker Laboratories</td>
 <td>01 02</td>
 <td><a href="http://www.parkerlabs.com/ultrasound_products.html" target="_blank">http://www.parkerlabs.com/ultrasound_products.html</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Nellcor N-20PA Pulse oximeter</td>
 <td>Covidien</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.nellcor.com/prod/PRODUCT.ASPX?S1=POX&amp;S2=MON&amp;id=282&amp;V" target="_blank">http://www.nellcor.com/prod/PRODUCT.ASPX?S1=POX&amp;S2=MON&amp;id=282&amp;V</a></td>
 </tr>
	 </tbody>
 </table>

fetal echocardiography and pulsed-wave doppler ultrasound in a rabbit model of intrauterine growth restriction

Fetale intrauterina crescita restrizione (IUGR) risultati in funzione cardiaca anomala che è evidente prenatale grazie ai progressi nella feto-placentare Doppler ed ecocardiografia fetale. Sempre più spesso, queste modalità di imaging sono stato impiegato clinicamente per esaminare la funzione cardiaca e valutare il benessere in utero, guidando in tal modo tempi delle decisioni di nascita. Qui, abbiamo utilizzato un modello di coniglio di IUGR che permette l&#39;analisi della funzione cardiaca in modo clinicamente rilevante. Utilizzando isoflurano indotto, IUGR è chirurgicamente creato in gestazionale giorno all&#39;età di 25 anni eseguendo una laparotomia, esponendo l&#39;utero bicorne e poi legando il 40-50% delle navi uteroplacentare riforniscono ogni sacco gestazionale in un unico corno uterino. L&#39;altro corno del utero bicorne coniglio serve da feti di controllo interno. Poi, dopo il recupero in età gestazionale giorno 30 (a termine), lo stesso coniglio sottoposto all&#39;esame della funzione cardiaca fetale. L&#39;anestesia viene indotta con Ketamine e xylazina per via intramuscolare, poi mantenuto da una infusione endovenosa continua di ketamina e xylazina per ridurre al minimo gli effetti iatrogeni sulla funzione cardiaca fetale. Una laparotomia ripetizione viene eseguita per esporre ogni sacco gestazionale e un esame microultrasound (VisualSonics VEVO 2100) della funzione cardiaca fetale viene eseguita. Insufficienza placentare è evidente da un indice di pulsatilità rilievo o una fine del flusso diastolico assente o invertita del Doppler dell&#39;arteria ombelicale forma d&#39;onda. Il dotto venoso e dell&#39;arteria cerebrale media Doppler viene poi esaminato. L&#39;ecocardiografia fetale viene eseguita da modalità B di registrazione, la modalità M e la velocità del flusso d&#39;onda nella vista laterale e apicale. Calcoli Offline determinano variabili standard M-mode cardiaci, tricuspide e mitralica anulare Escursione sistolica del piano, macchiolina di monitoraggio e analisi del ceppo, modificato indice di performance miocardica ed il flusso vascolare velocità di forme d&#39;onda di interesse. Questo piccolo modello animale di IUGR offre pertanto l&#39;esame di in utero la funzione cardiaca, che è coerente con la pratica clinica corrente ed è quindi utile in un ambiente di ricerca traslazionale.

Una crescita asimmetrica limitato feto e la placenta dalla legatura vascolare utero-placentare è paragonato a un normale controllo del feto e la placenta nella Figura 1F. Crescita asimmetrico è confermato dalla riduzione del peso alla nascita neonatale e aumento della circonferenza della testa: il rapporto circonferenza addominale a controlli. Risultati rappresentativi di feto-placentare studi Doppler sono mostrati in Figura 2. Viene mostrato un modello normale a bassa resistenza di f...

Watch this Scientific Journal Video about Fetal Echocardiography and Pulsed-wave Doppler Ultrasound in a Rabbit Model of Intrauterine Growth Restriction at JoVE.com

Fetal Echocardiography and Pulsed-wave Doppler Ultrasound in a Rabbit Model of Intrauterine Growth Restriction

Descriviamo l&#39;esame della funzione cardiaca fetale con l&#39;ecocardiografia fetale funzionale, contemporanea e feto-placentare Doppler utilizzando il VisualSonics VEVO 2100 microultrasound in un modello indotta chirurgicamente di restrizione della crescita fetale intrauterina in un coniglio.

L&#39;ecocardiografia fetale e Pulsed-Doppler ad ultrasuoni in un modello di coniglio di ritardo di crescita intrauterino

Fetal intrauterine growth restriction (IUGR) results in abnormal cardiac function that is apparent antenatally due to advances in fetoplacental Doppler ...

fetal-echocardiography-pulsed-wave-doppler-ultrasound-rabbit-model

Research

JoVE Journal

Medicine

28.1K Views.  University Hospitals Leuven. Descriviamo l'esame della funzione cardiaca fetale con l'ecocardiografia fetale funzionale, contemporanea e feto-placentare Doppler utilizzando il VisualSonics VEVO 2100 microultrasound in un modello indotta chirurgicamente di restrizione della crescita fetale intrauterina in un coniglio.

Video: Fetal Echocardiography and Pulsed-wave Doppler Ultrasound in a Rabbit Model of Intrauterine Growth Restriction

Murine Echocardiography and Ultrasound Imaging

Rodent models of cardiac pathophysiology represent a valuable research tool to investigate mechanism of disease as well as test new therapeutics.1 Echocardiography provides a powerful, non-invasive tool to serially assess cardiac morphometry and function in a living animal.2 However, using this technique on mice poses unique challenges owing to the small size and rapid heart rate of these animals.3 Until recently, few ultrasound systems were capable of performing quality echocardiography on mice, and those generally lacked the image resolution and frame rate necessary to obtain truly quantitative measurements. Newly released systems such as the VisualSonics Vevo2100 provide new tools for researchers to carefully and non-invasively investigate cardiac function in mice. This system generates high resolution images and provides analysis capabilities similar to those used with human patients. Although color Doppler has been available for over 30 years in humans, this valuable technology has only recently been possible in rodent ultrasound.4,5 Color Doppler has broad applications for echocardiography, including the ability to quickly assess flow directionality in vessels and through valves, and to rapidly identify valve regurgitation. Strain analysis is a critical advance that is utilized to quantitatively measure regional myocardial function.6 This technique has the potential to detect changes in pathology, or resolution of pathology, earlier than conventional techniques. Coupled with the addition of three-dimensional image reconstruction, volumetric assessment of whole-organs is possible, including visualization and assessment of cardiac and vascular structures. Murine-compatible contrast imaging can also allow for volumetric measurements and tissue perfusion assessment.

This video demonstrates use of a rail-mounted high-frequency ultrasound probe to perform echocardiography on an anesthetized mouse. The methods describe both conventional two-dimensional and M-mode measurements of cardiac function in addition to newer, more powerful tools such as color Doppler, strain analysis, as well as general and targeted contrast imaging.

L&#39;ecocardiografia murini e imaging a ultrasuoni

Rodent models of cardiac pathophysiology represent a valuable research tool to investigate mechanism of disease as well as test new therapeutics.1  ...

Ricerca

Medicina

Assessing Teratogenic Changes in a Zebrafish Model of Fetal Alcohol Exposure

Fetal alcohol syndrome (FAS) is a severe manifestation of embryonic exposure to ethanol. It presents with characteristic defects to the face and organs, including mental retardation due to disordered and damaged brain development. Fetal alcohol spectrum disorder (FASD) is a term used to cover a continuum of birth defects that occur due to maternal alcohol consumption, and occurs in approximately 4% of children born in the United States. With 50% of child-bearing age women reporting consumption of alcohol, and half of all pregnancies being unplanned, unintentional exposure is a continuing issue2. In order to best understand the damage produced by ethanol, plus produce a model with which to test potential interventions, we developed a model of developmental ethanol exposure using the zebrafish embryo. Zebrafish are ideal for this kind of teratogen study3-8. Each pair lays hundreds of eggs, which can then be collected without harming the adult fish. The zebrafish embryo is transparent and can be readily imaged with any number of stains. Analysis of these embryos after exposure to ethanol at different doses and times of duration and application shows that the gross developmental defects produced by ethanol are consistent with the human birth defect. Described here are the basic techniques used to study and manipulate the zebrafish FAS model.

In order to understand the molecular mechanisms of the ethanol-induced developmental damage, we have developed a zebrafish model of ethanol exposure and are exploring the physical, cellular, and genetic alterations that occur after ethanol exposure1. We then seek to find potential interventions and rapidly test them in this animal model.

Valutare i cambiamenti teratogeni in un modello di Zebrafish di esposizione alcolica fetale

Fetal alcohol syndrome (FAS) is a severe manifestation of embryonic exposure to ethanol. It presents with characteristic defects to the face and organs, ...

A Novel Surgical Approach for Intratracheal Administration of Bioactive Agents in a Fetal Mouse Model

Prenatal pulmonary delivery of cells, genes or pharmacologic agents could provide the basis for new therapeutic strategies for a variety of genetic and acquired diseases. Apart from congenital or inherited abnormalities with the requirement for long-term expression of the delivered gene, several non-inherited perinatal conditions, where short-term gene expression or pharmacological intervention is sufficient to achieve therapeutic effects, are considered as potential future indications for this kind of approach. Candidate diseases for the application of short-term prenatal therapy could be the transient neonatal deficiency of surfactant protein B causing neonatal respiratory distress syndrome1,2 or hyperoxic injuries of the neonatal lung3. Candidate diseases for permanent therapeutic correction are Cystic Fibrosis (CF)4, genetic variants of surfactant deficiencies5 and &alpha;1-antitrypsin deficiency6.
Generally, an important advantage of prenatal gene therapy is the ability to start therapeutic intervention early in development, at or even prior to clinical manifestations in the patient, thus preventing irreparable damage to the individual. In addition, fetal organs have an increased cell proliferation rate as compared to adult organs, which could allow a more efficient gene or stem cell transfer into the fetus. Furthermore, in utero gene delivery is performed when the individual's immune system is not completely mature. Therefore, transplantation of heterologous cells or supplementation of a non-functional or absent protein with a correct version should not cause immune sensitization to the cell, vector or transgene product, which has recently been proven to be the case with both cellular and genetic therapies7.
In the present study, we investigated the potential to directly target the fetal trachea in a mouse model. This procedure is in use in larger animal models such as rabbits and sheep8, and even in a clinical setting9, but has to date not been performed before in a mouse model. When studying the potential of fetal gene therapy for genetic diseases such as CF, the mouse model is very useful as a first proof-of-concept because of the wide availability of different transgenic mouse strains, the well documented embryogenesis and fetal development, less stringent ethical regulations, short gestation and the large litter size.
Different access routes have been described to target the fetal rodent lung, including intra-amniotic injection10-12, (ultrasound-guided) intrapulmonary injection13,14 and intravenous administration into the yolk sac vessels15,16 or umbilical vein17. Our novel surgical procedure enables researchers to inject the agent of choice directly into the fetal mouse trachea which allows for a more efficient delivery to the airways than existing techniques18.

We developed a novel surgical approach for intratracheal administration of bioactive agents into the mouse fetus. The delivery route is more efficient in targeting the fetal mouse lungs than the commonly used intra-amniotic injection. This procedure has to date not been described in a mouse model.

Un nuovo approccio chirurgico per somministrazione endotracheale di agenti bioattivi in ​​un modello murino fetale

Prenatal pulmonary delivery of cells, genes or pharmacologic agents could provide the basis for new therapeutic strategies for a variety of genetic and ...

Murine Fetal Echocardiography

Transgenic mice displaying abnormalities in cardiac development and function represent a powerful tool for the understanding the molecular mechanisms underlying both normal cardiovascular function and the pathophysiological basis of human cardiovascular disease. Fetal and perinatal death is a common feature when studying genetic alterations affecting cardiac development 1-3. In order to study the role of genetic or pharmacologic alterations in the early development of cardiac function, ultrasound imaging of the live fetus has become an important tool for early recognition of abnormalities and longitudinal follow-up. Noninvasive ultrasound imaging is an ideal method for detecting and studying congenital malformations and the impact on cardiac function prior to death 4. It allows early recognition of abnormalities in the living fetus and the progression of disease can be followed in utero with longitudinal studies 5,6. Until recently, imaging of fetal mouse hearts frequently involved invasive methods. The fetus had to be sacrificed to perform magnetic resonance microscopy and electron microscopy or surgically delivered for transillumination microscopy. An application of high-frequency probes with conventional 2-D and pulsed-wave Doppler imaging has been shown to provide measurements of cardiac contraction and heart rates during embryonic development with databases of normal developmental changes now available 6-10. M-mode imaging further provides important functional data, although, the proper imaging planes are often difficult to obtain. High-frequency ultrasound imaging of the fetus has improved 2-D resolution and can provide excellent information on the early development of cardiac structures 11.

Fetal and perinatal death is a common feature when studying genetic alterations affecting cardiac development. High-frequency ultrasound imaging has improved 2-D resolution and can provide excellent information on early cardiac development and is an ideal method to detect the impact on cardiac structure and function prior to death.

Murine ecocardiografia fetale

Transgenic mice displaying abnormalities in  cardiac development and function represent a powerful tool for the understanding  the molecular mechanisms ...

A Mouse Fetal Skin Model of Scarless Wound Repair

Early in utero, but not in postnatal life, cutaneous wounds undergo regeneration and heal without formation of a scar. Scarless fetal wound healing occurs across species but is age dependent. The transition from a scarless to scarring phenotype occurs in the third trimester of pregnancy in humans and around embryonic day 18 (E18) in mice. However, this varies with the size of the wound with larger defects generating a scar at an earlier gestational age. The emergence of lineage tracing and other genetic tools in the mouse has opened promising new avenues for investigation of fetal scarless wound healing. However, given the inherently high rates of morbidity and premature uterine contraction associated with fetal surgery, investigations of fetal scarless wound healing in vivo require a precise and reproducible surgical model. Here we detail a reliable model of fetal scarless wound healing in the dorsum of E16.5 (scarless) and E18.5 (scarring) mouse embryos.

During mammalian development, early gestational skin wounds heal without a scar. Here we detail a reliable and reproducible model of fetal scarless wound healing in the cutaneous dorsum of E16.5 (scarless) and E18.5 (scarring) mouse embryos.

Un Mouse fetale Modello Skin of Wound Repair scarless

Early in utero, but not in postnatal life, cutaneous wounds undergo regeneration and heal without formation of a scar. Scarless fetal wound healing occurs ...

Intrauterine Telemetry to Measure Mouse Contractile Pressure In Vivo

A complex integration of molecular and electrical signals is needed to transform a quiescent uterus into a contractile organ at the end of pregnancy. Despite the discovery of key regulators of uterine contractility, this process is still not fully understood. Transgenic mice provide an ideal model in which to study parturition. Previously, the only method to study uterine contractility in the mouse was ex vivo isometric tension recordings, which are suboptimal for several reasons. The uterus must be removed from its physiological environment, a limited time course of investigation is possible, and the mice must be sacrificed. The recent development of radiometric telemetry has allowed for longitudinal, real-time measurements of in vivo intrauterine pressure in mice. Here, the implantation of an intrauterine telemeter to measure pressure changes in the mouse uterus from mid-pregnancy until delivery is described. By comparing differences in pressures between wild type and transgenic mice, the physiological impact of a gene of interest can be elucidated. This technique should expedite the development of therapeutics used to treat myometrial disorders during pregnancy, including preterm labor.

Intrauterine Telemetry to Measure Mouse Contractile Pressure In Vivo

This manuscript provides a protocol for implanting telemeters in the mouse for the purpose of measuring intrauterine pressures during pregnancy.

Telemetria intrauterina misurare mouse contrattile Pressione<em&gt; In Vivo</em

A complex integration of molecular and electrical signals is needed to transform a quiescent uterus into a contractile organ at the end of pregnancy. ...

Percutaneous Contrast Echocardiography-guided Intramyocardial Injection and Cell Delivery in a Large Preclinical Model

Cell and gene therapy are exciting and promising strategies for the purpose of cardiac regeneration in the setting of heart failure with reduced ejection fraction (HFrEF). Before they can be considered for use, and implemented in humans, extensive preclinical studies are required in large animal models to evaluate the safety, efficacy, and fate of the injectate (e.g., stem cells) once delivered into the myocardium. Small rodent models offer advantages (e.g., cost effectiveness, amenability for genetic manipulation); however, given inherent limitations of these models, the findings in these rarely translate into the clinic. Conversely, large animal models such as rabbits, have advantages (e.g., similar cardiac electrophysiology compared to humans and other large animals), whilst retaining a good cost-effective balance. Here, we demonstrate how to perform a percutaneous contrast echocardiography-guided intramyocardial injection (IMI) technique, which is minimally invasive, safe, well tolerated, and very effective in the targeted delivery of injectates, including cells, into several locations within the myocardium of a rabbit model. For the implementation of this technique, we also have taken advantage of a widely available clinical echocardiography system. After putting in practice the protocol described here, a researcher with basic ultrasound knowledge will become competent in the performance of this versatile and minimally invasive technique for routine use in experiments, aimed at hypothesis testing of the capabilities of cardiac regenerative therapeutics in the rabbit model. Once competency is achieved, the whole procedure can be performed within 25 min after anaesthetizing the rabbit.

Novel therapeutic strategies in cardiac regenerative medicine require extensive and detailed studies in large preclinical animal models before they can be considered for use in humans. Here, we demonstrate a percutaneous contrast echocardiography-guided intramyocardial injection technique in rabbits, which is valuable for hypothesis testing the efficacy of such novel therapies.

L'iniezione intramiocardica ecocardiografia-guida percutanea contrasto e consegna delle cellule in un modello preclinico grande

Cell and gene therapy are exciting and promising strategies for the purpose of cardiac regeneration in the setting of heart failure with reduced ejection ...

A Pleural Effusion Model in Rats by Intratracheal Instillation of Polyacrylate/Nanosilica

Pleural effusion is a prevalent clinical finding of many pulmonary diseases. Having a useful animal pleural effusion model is very important to study these pulmonary diseases. Previous pleural effusion models paid more attention to biological factors rather than nanoparticles in the environment. Here, we introduce a model to make pleural effusion in rats by intratracheal instillation of polyacrylate/nanosilica, and a method of nanoparticle isolation in the pleural effusion. By intratracheal instillation of polyacrylate/nanosilica with concentrations of 3.125, 6.25 and 12.5 mg/kg&#8729;mL, the pleural effusion in rats presented on day 3, peaked at days 7-10 in 6.25 and 12.5 mg/kg&#8729;mL groups, then slowly decreased and disappeared on day 14. When the concentration of polyacrylate/nanosilica increased, the pleural effusion is produced more and faster. This pleural fluid was detected by ultrasound examination or CT chest scanning and confirmed by dissection of rats. Silica nanoparticles were observed in the rats' pleural effusion by transmission electron microscope. These results showed that the exposure to polyacrylate/nanosilica leads to the induction of pleural effusion, which was consistent with our previous report in humans. Additionally, this model is beneficial for the further study of nanotoxicology and the pleural effusion diseases.

Here, we present a protocol to construct a pleural effusion model in rats by intratracheal instillation of polyacrylate/nanosilica.

Un modello di effusione pleurica in ratti mediante instillazione intratracheale di poliacrilato/nanosilice

Pleural effusion is a prevalent clinical finding of many pulmonary diseases. Having a useful animal pleural effusion model is very important to study ...

Continuous Venous-Arterial Doppler Ultrasound During a Preload Challenge

A preload challenge (PC) is a clinical maneuver that, first, increases the cardiac filling (i.e., preload) and, second, calculates the change in cardiac output. Fundamentally, a PC is a bedside approach for testing the Frank-Starling-Sarnoff (i.e., "cardiac function") curve. Normally, this curve has a steep slope such that a small change in the cardiac preload generates a large change in the stroke volume (SV) or cardiac output. However, in various disease states, the slope of this relationship flattens such that increasing the volume into the heart leads to little rise in the SV. In this pathological scenario, additional cardiac preload (e.g., intravenous fluid) is unlikely to be physiologically effective and could lead to harm if organ congestion evolves. Therefore, inferring both the cardiac preload and output is clinically useful as it may guide intravenous (IV) fluid resuscitation. Accordingly, the goal of this protocol is to describe a method for contemporaneously tracking the surrogates of cardiac preload and output using a novel, wireless, wearable ultrasound during a well-validated preload challenge.

The Frank-Starling-Sarnoff curve is clinically important and describes the relationship between cardiac preload and output. This report illustrates a novel method of simultaneous jugular venous and carotid arterial Doppler velocimetry as transient surrogates of cardiac preload and output, respectively; this approach is enabled by wireless, wearable Doppler ultrasound.

Ecodoppler venoso-arterioso continuo durante una sfida di precarico

A preload challenge (PC) is a clinical maneuver that, first, increases the cardiac filling (i.e., preload) and, second, calculates the change in cardiac ...

A Modified Sonographic Algorithm for Image Acquisition in Life-Threatening Emergencies in the Critically Ill Newborn

The use of routine point-of-care ultrasound (POCUS) is increasing in neonatal intensive care units (NICUs), with several centers advocating for 24 h equipment availability. In 2018, the sonographic algorithm for life-threatening emergencies (SAFE) protocol was published, which allows the assessment of neonates with sudden decompensation to identify abnormal contractility, tamponade, pneumothorax, and pleural effusion. In the study unit (with a consulting neonatal hemodynamics and POCUS service), the algorithm was adapted by including consolidated core steps to support at-risk newborns, aiding clinicians in managing cardiac arrest, and adding views to verify correct intubation. This paper presents a protocol that can be applied in the NICU and the delivery room (DR) in relation to three scenarios: cardiac arrest, hemodynamic deterioration, or respiratory decompensation. 
This protocol can be performed with a state-of-the-art ultrasound machine or an affordable handheld device; the image acquisition protocol is carefully detailed. This method was designed to be learned as a general competence to obtain the timely diagnosis of life-threatening scenarios; the method aims to save time but does not represent a substitute for comprehensive and standardized hemodynamic and radiological analyses by a multidisciplinary team, which might not universally be on call but needs to be involved in the process. From January 2019 to July 2022, in our center, 1,045 hemodynamic consultation/POCUS consults were performed with 25 patients requiring the modified SAFE protocol (2.3%), and a total of 19 procedures were performed. In five cases, trained fellows on call resolved life-threatening situations. Clinical examples are provided that show the importance of including this technique in the care of critical newborns.

Here, we present a protocol that can be applied in the neonatal intensive care unit and the delivery room in relation to three scenarios: cardiac arrest, hemodynamic deterioration, or respiratory decompensation. This protocol can be performed with a state-of-the-art ultrasound machine or an affordable handheld device; an image acquisition protocol is carefully detailed.

Un algoritmo ecografico modificato per l'acquisizione di immagini in emergenze potenzialmente letali nel neonato gravemente malato

The use of routine point-of-care ultrasound (POCUS) is increasing in neonatal intensive care units (NICUs), with several centers advocating for 24 h ...