위독한 병의 마우스 모델에서 유체, 약물 및 영양 관리를위한 중심 정맥 라인의 사용

요약

This protocol describes a centrally catheterized mouse model of prolonged critical illness. We combine the cecal ligation and puncture method to induce sepsis with the use of a central venous line for fluids, drugs and nutrient administration to mimic the human clinical setting.

초록

이 프로토콜은 장기간 중요한 질병의 중앙 카테터 마우스 모델에 대해 설명합니다. 우리는 인간의 임상 설정을 모방하는 유체, 마약과 영양 관리를위한 중심 정맥 라인의 사용과 패혈증을 유발하는 맹장 결찰 및 천공 방식을 결합한다. 비판적으로 아픈 환자는 살아 남기 위해 집중적 인 의료 지원을 필요로한다. 환자의 대부분은 몇 일 내에 회복되지만, 환자의 4 분의 1 정도는 장기간 집중적 인 치료가 필요하고 여러 장기 부전 비 해결 사망의 위험이 높은. 또한, 중요한 질환의 연장 상 기전은 현재 불완전하게 이해되어있는 심각한 근육 약화 및 내분비 및 대사 변화에 의해 hallmarked된다. 중요한 치료 연구에서 가장 널리 사용되는 동물 모델은 패혈증을 유발하는 맹장 결찰 및 천공 모델입니다. 이것은 인간의 9월과 유사한 급성 염증 및 혈역학 적 변화에 매우 재현성 모델입니다중요한 질병의 급성기을 연구하기 위해 설계 동생. 그러나,이 모델은 임상 인간의 상황과 다른, 중요한 질병의 연장 상을 연구하기 위해 개발되지 않은 높은 치사율에 의해 hallmarked됩니다. 따라서, 우리는 더 중요한 질병의 인간 임상 상황을 모방하기 위해, 우리가 임상 적으로지지 요법을 관리 할 수 ​​있도록 경정맥에 중심 정맥 카테터를 배치하여 기술을 적용. 이 마우스 모델은 동물의 광범위한 수술 및 일상 집중 치료를 필요로하지만, 중요한 질병의 급성 및 장기간 단계의 관련 모델을 초래한다.

서문

중요한 질병은 하나 이상의 기관 시스템의 기능을 집중적으로 의료 지원을 투여하지 않는 환자가 죽을 정도에 방해되는 질병 상태이다. 중환자 실 (ICU) 외상, 복잡한 수술, 화상, 패혈증 질병 악화에 이르기까지 다양 할 수 입학 초기 원인 반면, 모든 중증 환자는 다른 사람의 사이에서 혈류, 저산소증과 과도한 염증에 의한 세포 손상, 고통 어느 장기 장애로 이끈다. 대부분의 환자들은 급성 모욕 생존하지만, 환자의 중요한 부분은 즉시 복구하고 장기 집중 치료가 필요하지 않습니다. 그들은 인해 여러 장기 부전 비 해결에 죽음의 높은 위험이 있습니다. 또한, 중요한 질환의 연장 상 기전은 현재 불완전하게 이해되어있는 심각한 근육 약화 및 내분비 및 대사 변화에 의해 hallmarked된다.

여러 연구odent 모델은 중요한 치료 연구 환경에서 사용되고있다. 두 주로 사용 모델은 지질 다당류 (LPS) 및 맹장 결찰과 천자 (CLP)의 외생 관리입니다. 두 모델은 감염에 대한 조절 이상 호스트 응답에 의한 생명을 위협하는 장기 부전으로 정의 패혈증의 급성기를 모방하기 위해 개발, 전 세계적으로 ICU ^{1, 2,} 입학의 주요 원인 중 하나입니다. 그것은 단지 일시적으로 사이토 카인의 방출과 동물 ^3의 혈역학 적 상태에 영향을 미치는 것처럼 LPS 모델은 몇 가지 단점이있다. 인간과 달리, 설치류은 독소 특히 저항성 및 내 독소 "고용량"의 사용은 본 명세서에있어서,이 방법 ^{(4, 5)의} 유효성에 대한 우려를 제기, 저혈압 및 사망률을 생성 할 필요가있다. 다른 모델, 맹장 결찰과 천자 모델 (CLP)바늘 구멍 및 관통 연결 하였다 맹장의 일부분의 결찰을 특징으로한다. 이 절차는 혈액 구획 내로 박테리아의 전위이어서 조직 손상과 함께 polymicrobial 복부 감염을 야기한다. 이것은 전신 염증 반응 및 패혈증의 개발을 트리거합니다. hyperinflammation, 혈관 확장, 저혈압 및 증가 된 심 박출량 ^{6, 7} : CLP 모델은 광범위 패혈증의 주요 특징을 재현 중요한 급성 질환의 동물 모델로서 인식되어왔다. 그러나이 모델은 해결되지 않은 여러 장기 부전, 근육 쇠약, 내분비 및 주요 질병의 연장 단계의 전형적인 대사 변화의 연구를 허용하지 않습니다. 마우스 모델에서 연구 결과는 항상 인간의 ^{8 설정으로} 변환 할 수 없기 때문에 또한, 최근 주요 질병에 대한 마우스 모델의 타당성은 의문을 제기 한^{9, 10.} 가능한 설명은 아픈 사람의 환자를 결정적 제공되는지지 요법이 중증 마우스에 제공되는 관리에서 실질적으로 차이가 있음을 수 있습니다.

따라서, 더 밀접하게 인간의 설정을 닮은 중요한 질병의 연장 단계의 조사를 할 수 있도록, 우리는 광범위한 정맥 유체 관리 및 항생제 치료로 인간에게 주어진 급성 집중 치료를 모방 한 마우스 모델을 개발하고, 허용하는 같은 영양 지원과 같은 중요한 질병의 연장 상을 살아 남기 위해지지 요법을 관리합니다. 이를 위해, 우리는 패혈증을위한 황금 표준되고, CLP-에 의한 패혈증의 마우스 모델을 채택하고, 유체, 영양과 약물의 관리를 가능하게하는 중심 정맥 라인을 배치했다.

프로토콜

이 프로토콜은 동물 연구를위한 루벤 윤리 심사위원회의 대학에 의해 승인되었다.

정맥 라인 1. 준비

1. 빠르게 고온 (> 220 ℃) ​​참기름 60cm의 microrenathane (MRE) 관의 중간 부분을 침지시켜 정맥 카테터의 팁을 준비한다. 이어서 부드럽게 서로 떨어져 튜브의 단부를 이동시켜 좁은 직경 (외경 (OD) <0.5 mm)을 생성하기 위해 상기 튜브의 중간 부분을 스트레칭.
2. 30cm 각 (도 1, 표 1)의 두 부분으로 튜브를 절단 날 메스를 사용한다.
3. 폴리에틸렌 PE50 커넥터를 사용하는 폴리에틸렌 튜브로 MRE PE10 튜브를 연결하고, 상기 스위블의 하단 부분이 PE10 튜브를 연결한다. PE10 튜브 스위블의 상부를 연결하고,도 1에 따라 PE50 커넥터 튜브와 스터브 루어 바늘이 연결한다.
4. 적용 강력한 빠른 ACTI모든 연결에 아교 접착 겨 공기로 세척하여 누설 테스트 카테터. 가스는 사용하기 전에 카테터를 소독.

그림 1 : 정맥 라인의 건설. 정맥 라인이 작은 직경으로 MRE 튜브 연신 및 설치류 스위블 장치에 폴리에틸렌 튜브를 통해 접속함으로써 제조된다. 다른 부분의 길이에 대한 지침은 표 1을 참조하십시오. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

전설	길이	음량
1) 스터브 루어 바늘 (22)지
2) PE50 - 폴리에틸렌 0.023 "X 0.038"	5cm	13 μL
3) PE10 - 폴리에틸렌 0.011 "X 0.024"	50cm	30 μL
4) 설치류 스위블 20 G
5) PE-10	15cm	9 μL
6) PE-50 (커넥터)	5cm	13 μL
7) MRE025 팁 뻗어 microrenathane .025 "X 0.012"	30cm	27 μL
총 합계	105cm	92 μL

표 1 : 정맥 라인의 건설. 이 테이블은 그림 1의 전설을 제공합니다.

2. 마취 전 수술 처리

1. (- 32g 27) 24 주 오래 된 남성 C57BL / 6J 마우스를 사용합니다.
   참고 :이 시대는 집중 치료 환자의 평균 연령은 더 나은 대응으로 우리는 24 주 된 쥐 (성숙한 성인)를 사용합니다. 우리는 에스트로겐의 순환 영향을 피하기 만 수컷 마우스를 사용합니다. 선호하는 경우 기술은, 젊은 (16 주 된 쥐에서 테스트) 동물과 여성 사용할 수 있습니다.
2. 사용하기 전에 모든 수술기구를 소독. 공기 방울을 제거하고, 명백하고 잠재적 누출 테스트 멸균 식염수 수제 정맥 카테터를 세척.
3. 80 센티미터 길이의 금속 선재 (0.8 mm 직경)을 잘라 폴딩하여 두배 루프를 만든다. 루프에 두 배로 와이어를 통해 3 진주를 리드. 3 진주 통해 카테터의 팁을 유도하여, 금속 와이어에 카테터를 연결.
   주 : 금속 와이어 부착 카테터가 연결되어있는 회전의 회전이 필요하다. 따라서, 마우스는 정맥 라인을 차단하지 않고, 자유롭게 이동할 수 있습니다.
4. M 개의 마취0.03 mL의 케타민 (100 ㎎ / ㎏)의 0.02 mL의 자일 라진 (/ kg 13 mg)의 혼합물을 복강 내 (IP) 주입에 의해 여러개. 그 마취가 반사의 부재를 확인하여 적절한 있는지 확인하십시오. 부드럽게 혀 삼켜 질식을 방지하기 위해 집게와 외부 마우스 혀를 빼냅니다.
   참고 : 10 분 후, 마우스가 여전히 철회하려고하면 팔다리가 0.01 ML 볼러스 같은 추가 케타민을 제공합니다.
5. 복부, 목의 복부 측면 (턱, 흉골 및 쇄골 사이 삼각형)을 포함하는 외과 영역을 면도하고) 상기 헤드의베이스에 견갑골 사이.
6. , 미리 예열 가열 패드에 발생하기 쉬운 위치에 마우스를 놓고 70 % 에탄올로 소독하고 피부를 건조로부터 눈을 보호하기 위해 안과 용 윤활제를 소량 적용. 0.2 ML의 ropivacaine (/ kg 0.67 mg)을 갖는 수술 부위 (다시 복부, 목 앞)에 침투.
7. 마우스가 발생하기 쉬운 위치에있는 동안, 등쪽 측의 바닥에 작은 절개를메스 나 가위로 머리. 후방 경부 근육을 노출하고, 근육 하에서 3.0 나일론 실을 선도 3.0 나일론 부착 와이어 루프 근육 넥타이.
8. 그 오른쪽에 마우스를 놓습니다. 메스 나 가위로 복부 목의 피부에있는 작은 수직 절개를합니다. 시각적지도하에 터널 바늘을 통해 미리 만들어진 카테터 스레드 후면 절개 방향이 복부 절개를 통해 18- 게이지 바늘 피하는 복부 측면을 외면 화하다있다.
9. 그 뒷면에 마우스를 놓습니다. 가열 패드 마우스와 테이프를 아래의 위쪽 앞니 뒤에 3.0 나일론 실을 전달합니다. 산소 (2 리터 / 분)을 전달하는 안면 마스크에 헤드를 고정. 꼬리 두 앞발을 녹화하여 신장 된 위치에 마우스를 수정합니다.
   참고 : 혼자 케타민 - 자일 라진 마취가 충분하지 않은 경우, 흡입 이소 플루 란 (0.5-1.5 %)이 수술 중 전달 될 수있다.

3. 만성 내주 카테터의 배치

1. 해부 현미경으로 마우스를 놓습니다. 경정맥이 가시화 될 때까지 복부 목에 이전에 만든 절개에서 부드럽게 떨어져 집게로 지방 조직과 땀샘을 애타게.
2. 직설적 혈관 결합 조직 사이 나이프의 선단부를 삽입하고 정맥과 평행 반복 집게를 열어 용기와 상기 주변 결합 및 피하 조직에서 경정맥을 확보 해부. 따라서 정맥의 손상을 피할 수 있습니다.
3. 정맥에서 무딘 집게를 배치하여 경정맥을 분리합니다. 정맥 하에서 3.0 견사 세 개의 피드, 경정맥 (뇌 결찰)과 흉쇄 근육 (꼬리 합자) 부근에 일체의 분기점에 위치 일체형 근위. 두개골 합자 및 정맥을 스트레칭하고 카테터를 배치하는 동안 과도한 출혈을 방지하기 위해 꼬리 끈을 조입니다. 티즉, 중간 스레드와 느슨한 합자 나중에 카테터를 쉽게 확보를 보장합니다.
4. 마이크로 가위를 사용하여 뇌 및 꼬리 합자 카테터를 통과하는데 충분한 크기의 혈관을 따라 절개. 집게로 카테터를 잡아하고 카테터를 혈관에 11mm를 삽입합니다. 느슨하게 중간 끈을 묶는하여 카테터를 확보하고 부드럽게 멸균 식염수로 세척하여 정확한 위치를 확인합니다.
5. 단단히 선박 및 카테터 주위의 중간과 꼬리 끈을 묶는하여 카테터를 고정합니다. 타이 단단히 카테터를 확보하기 위해 함께 꼬리와 중간 합자 끝. 매듭은 모든 매듭을 만든 후 카테터를 세척하여 혈관을 폐색하지 않는 것이 확인하십시오. 마지막으로, 꼬리와 두개골 합자 넥타이. 5.0 실크 봉합과 절개를 닫습니다.

4. 맹장 결찰 및 찔린

1. 메스 나 가위로 복부 아래쪽의 피부를 통해 1 cm의 중간 선 절개를합니다;복강 내로 침투하지 않도록주의.
2. 복부 근육의 원격 교육 알바 식별 및 복강 내로 진입을 취득 할 intermuscular 절개. 맹장을 찾아 맹장을 분리하고 그것을 외면 화하다하는 무딘 해부 집게를 사용합니다.
3. 3.0 실크 봉합과의 길이의 50 % 맹장 결찰. 장 연속성이 유지되도록 회맹 판을 결찰하지 않도록합니다.
4. 관통와 연결하여 하나의 18 게이지 바늘로 맹장을 결찰 및 천공 맹장의 팁 사이의 천공 도중에. 바늘을 제거한 후에 개방성을 보장하기 위해 구멍 대변 소량 돌출.
5. 복강 내의 장 위치를 ​​조정하고, 5.0 실크 봉합사와 복막 피부를 닫는다.
   참고 : 평균적으로, 새로운 연수생이 원활 정맥 카테터를 배치하고 45 분 이내에 CLP을 수행 할 수 있도록 10 ~ 15 동물을 필요로한다. 훈련 기간, 마취 / 수술 RELA 후10 %의 테드 사망률 기대할 수있다.

5. 후 수술 치료 및 유체 소생

1. 앙와위 마우스를 위치시키고 테이프 부착 와이어에 카테터를 고정. 개인 케이지에 마우스를 이동합니다. 스위블 장치를 마우스 위 25cm를 개최 조절 클램프와 스탠드를 사용하여 단단히 회전의 회전 지점에 금속 부착 와이어의 자유 부분을 테이프.
2. 정맥 라인에 유체 소생 시작 : 균형 콜로이드 정출 (4 1)의 혼합물을 함유하는 주사기를 첨부.
3. 12 시간의 명암 사이클을 갖는 조절 된 온도 (27 ° C) 동물 캐비닛의 케이지를 놓고 정확한 주사기 구동 주입 펌프를 통해 정맥 소생 유체 (10 ㎖ / kg / H)를 시작한다. 이러한 중첩 재료와 나무 블록으로 케이지 농축을 제공합니다.

6. 집중 치료

1. 6 시간 후 동작에서 통증 피하 주사 medication 및 항생제 (0.3 mL로의 부 프레 노르 핀 (0.15 ㎎ / ㎏) 및 0.2 ㎖의의 이미페넴 (16.67mg / kg)). 참고 : 기관의 동물 정책의 지시에 따라 표준 실험 동물 의학 연습 다음은 통증 약을 처음 투여 후 초기 수술 절개하기 전에 주어진된다. 피하 주사는 신중 피하 공간에 주입한다.
2. 20 후 - 소생 유체에 24 시간, 총 정맥 영양 (6.67 ㎖ / kg / h)에 의해 정출 / 콜로이드 대체.
   참고 : 관리 총 정맥 영양 (5.8 킬로 칼로리 / 24 시간)은 중환자 실에서 환자의 초기 칼로리 섭취량과 유사한 쥐의 일일 칼로리 요구의 40 %를 커버한다.
3. 피하 진통제 항생제 (0.6 mL로의 부 프레 노르 핀 (0.3 ㎎ / ㎏) 및 0.2 ㎖의의 이미페넴 (16.67 ㎎ / ㎏) 중요 질병의 전체 기간 동안 매 12 시간 관리.
4. 낮에는 동물 적어도 매 3 시간을 확인합니다. 고통을 주어 고통을 평가검증 된 마우스 얼굴을 찡 그리기 스케일 ^(11)을 기준으로 점수. 높은 통증 점수 동물에 대한 모니터링을 강화합니다.

실험 7. 끝

참고 : 승인 및 모델과 인간의 엔드 포인트에 대한 지침과 정책의 정도의 수준에 대한 권장 사항은 동물 연구를위한 지역 기관 윤리 심사위원회에서 모색되어야한다.

주 : 차단 카테터는 카테터의 비편 재화 등의 비 기능 정맥 라인의 경우, 주사기 펌프에 문제가 동물이 연구에서 제외하고 안락사된다.

1. 실험 기간의 끝에서, 깊이 0.03 mL의 케타민 (100 ㎎ / ㎏) 및 0.02 ㎖ (13 ㎎ / ㎏) 자일 라진의 혼합물을 사용하여 마우스를 마취. 심장 천자로 혈액을 철회하여 마우스를 안락사. 스토어는 -80 ° C에서 관심의 냉동 조직 샘플 웁니다.

결과

상술 한 바와 같이 C57BL / 6 마우스는 중환자 하였다. 우리는 두 시점까지 후 CLP 생존율을 평가하기 위해 두 가지 실험을 수행 하였다 : 생존 7 일 (N = 22)까지 5 일 (N = 15)를 생존 후 CLP까지. 두 실험의 생존 곡선은 실험 장치의 재현성을 나타내는 (제 5 일까지 비교) 차이가 없었다. 비 생존 동물로 인해 인명 엔드 포인트에 죽음을 발견하거나 안락사되었다. 3 일 후, 항생제의 ?...

토론

우리는 유체, 마약과 영양 관리를위한 중심 정맥 라인의 사용과 패혈증을 유발하는 맹장 결찰 및 천공 방법을 결합하여, 중요한 질병의보다 임상 적 마우스 모델을 개발했다. 이 실험 장치는 재현, 이에 인간의 임상 상황 ^(1)을 흉내 낸, 안정적인 사망률에 중요한 질병 및 결과의 연장 상을 연구 할 수 있습니다.

맹장 결찰 및 천공 광범위 패혈증

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
Buprenorphine	Ecuphar		Vetergesic 0.3 mg/mL
C57BL/6	Janvier labs	C57BL/6JRj
colloids	Fresenius Kabi		Volulyte 6%
crystalloids	Baxter		Plasmalyte a viaflo
Ethilon 3.0	Ethicon	F3211
Imipenem	MSD		Tienam 500 mg powder for injection fluid
Isoflurane	Eurovet		Iso-vet
Ketamine	Eurovet		Nimatek 100 mg/mL
LocTite Super glue3 all plastics	Rectavit	119818
Mersilk 3.0	Ethicon	L192
Mersilk 5.0	Ethicon	F682
Microrenathane .025" O.D. x .012" I.D.	Bioseb	MRE-025
olimel N7E	Baxter
PE10 - Polyethylene .011" x .024"	Instech Solomon	BTPE-10
PE-50 tubing .023" x.038"	Instech Solomon	BTPE-50
Rodent Swivel 20 G	Bioseb	RS-20G
Ropivacaïne	Astrazenica		Naropin 2 mg/mL
Xylazine	VMD		Xylazine hydrochloride 2%