실시간 혈류 역학 모니터링을 이용한 마우스의 간경화로 모델링 된 통제 할 수없는 출혈성 쇼크

요약

외상 환자 중 사망의 중요한 원인 인 통제되지 않는 출혈은 쥐 모델에서 표준 간 열화를 사용하여 모델링 할 수 있습니다. 이 모델은 일관된 혈액 손실, 생존을 가져오고 지혈제를 검사 할 수있게합니다. 이 기사에서는이 중요한 모델을 수행하기위한 단계별 프로세스를 제공합니다.

초록

통제되지 않는 출혈은 외상 환자들 사이에서 예방 가능한 사망의 중요한 원인입니다. 우리는 일관된 출혈, 혈역학 적 변화 및 생존을 가져 오는 간혹 열상 을 통한 통제되지 않는 출혈의 쥐 모델을 개발했습니다.

마우스는 간장의 좌측 중간 엽의 표준화 된 절제를 시행한다. 기계적 개입없이 출혈이 허용됩니다. 지혈제는 연구자의 관심에 따라 전처리 또는 구조 요법으로 투여 할 수 있습니다. 출혈하는 동안 왼쪽 대퇴 동맥 라인을 통한 실시간 혈역학 모니터링이 수행됩니다. 마우스를 희생시키고, 출혈량을 정량화하고, 혈액을 추가 분석을 위해 수집하고, 장기를 상해 분석을 위해 수확합니다. 실험 설계는 여러 동물을 동시에 시험 할 수 있도록 기술되어 있습니다.

통제되지 않는 출혈의 모델로서 간 출혈이 존재한다.주로 쥐와 돼지 모델에서의 문헌. 이 모델 중 일부는 혈역학 모니터링을 사용하거나 출혈을 정량화하지만 일관성이 부족합니다. 현재의 모델은 출혈이 통제되지 않은 혈류 역학의 메커니즘을 더 연구하기 위해 트랜스 제닉 라인과 높은 처리량 메커니즘을 사용하는 이점을 제공하는 생쥐 모델에서의 혈액 손실, 실시간 혈류 역학 모니터링의 정량화를 통합합니다.

서문

외상은 전 세계 젊은이들 사이에서 사망 및 장애를 유발하는 주요 원인입니다. ¹ 통제되지 않는 출혈은 중상을 입은 외상 환자들 사이의 주요 사망 원인입니다. 출혈 외상 환자의 관리는 외과 적 출혈의 통제와 소생술 및 분실 된 혈액의 대체 등 두 가지가 있습니다.

출혈성 쇼크의 동물 모델은 외상 연구의 초석이었으며 외상성 / 출혈성 쇼크의 병리 생리학 및 치료의 평가에 사용될 수 있습니다. 동물 모델의 ^{3 , 4} 충격은 통제 된 출혈과 통제되지 않는 출혈의 두 가지 방법으로 광범위하게 달성 할 수 있습니다. ^{5 , 6} 통제 된 출혈은 일정한 혈압을 제거하기 위해 또는 일정한 혈압 (고정 압력)을 얻기 위해 혈액 제거에 의해 수행됩니다. 동안se 모델은 출혈성 쇼크의 기전 및 면역 변화의 평가에 유용하며, 지혈제 시험에 적용 가능하지 않으며 외상 후 출혈의 임상 시나리오를 모방하지 않는다. 이 정도면, 우리는 쥐 모델에서 지혈 변화와 응고 인자를 시험 할 수있는 통제되지 않는 출혈 모델을 개발하려고했습니다. 간은 간으로의 이중 혈액 공급 때문에 부분적으로 조절되지 않는 출혈에 대한 매력적인 옵션이며 둔각 및 관통 외상에서 가장 흔히 손상받는 인방 내 기관 중 하나입니다. 높은 임상 관련성을 고려할 때, 간은 통제되지 않은 출혈의 모델로 사용되어 왔으며, 가장 일반적으로 쥐와 돼지 모델에서 사용되었지만 최근에는 영장류에서도 발생합니다. ^{7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12} Murine 모델은 또한 분쇄 모델 또는 둔기 외상과 같은 간 손상을 포함 시켰습니다. 그러나 이러한 모델은 간 손상에 이차적 인 출혈성 쇼크를 유발하지 않습니다. ^{13 , 14}

제어되지 않는 간 출혈의 쥐와 돼지 모델은 소생술 및 혈역학 모니터링을 보는 데 가치가 있지만 비용, 사용 된 동물 수 및 분석을 위해 사용 가능한 상대적으로 부족한 형질 전환 라인과 같은 다양한 이유로 쥐 모델보다 유리하지 못합니다 특정 세포 및 분자 신호 전달. 현재의 쥐 모델은 표준화 된 간 열화, 혈액 손실 정량화, 혈류 역학 모니터링 및 생존 분석 수행 능력을 포함하여 현존하는 간 출혈 모델과 중요한 유사점을 공유한다. 많은 기존 모델은 이러한 측면의 일부만을 통합하는 반면, 우리 모델은 많은 생리적 변형을 측정하기 위해 개발되었습니다동시에 여러 쥐에서 b아 먹는다. 뿐만 아니라, 쥐 모델의 개발은 소생을 넘어서고 제어되지 않은 출혈에서의 더 큰 병태 생리학 기전과 진보 된 분자 기술을 사용하는 비용 효율적인 고효율 모델의 가능성을 열어줍니다.

프로토콜

마우스는 특정 병원균이없는 상태에서 피츠버그 대학 (미국 펜실베니아 피츠버그)과 미국 국립 보건원 (NI, 베데스다, MD, 미국) 동물 보호 지침에 따라 12 시간의 명암 사이클과 자유 접근 표준 사료 및 물. 모든 동물 실험은 피츠버그 대 (University of Pittsburgh)의 동물 연구 및 관리위원회 (Animal Research and Care Committee)가 정한 지침에 따라 승인되고 실시되었습니다.

1. 외과 분야 및기구 설정

1. 수술 전에 모든 수술기구, 봉합사, 거즈, 면봉 어플리케이터, 튜빙 및 튜빙 커넥터를 소독하십시오.
   1. 외과 용기구, 봉합사, 거즈 및 면봉 어플리케이터를 오토 클레이브에서 소독하십시오. 에틸렌 옥사이드로 튜빙 및 튜빙 커넥터를 소독하십시오.
2. 수술 분야
   1. 물 순환 가열 패드를 켜고 37 ° C로 설정하십시오. 외과 의사를 배치하십시오.칼 파란색 패드를 그 위에 올려 놓고 외과 용 파란색 패드 위에 멸균 드레이프를 놓습니다.
   2. 멸균 드레이프 위에 모든 멸균 도구를 엽니 다. 이 단계에서 멸균을 피하기 위해 멸균 장갑을 사용하십시오.
   3. 70 % 에탄올을 넣은 스테인리스 사발을 채우고 옆에 두십시오. 이것은 동물 사이의기구를 청소하는 데 사용됩니다.
   4. 마이크로 비드 살균 장치를 켜고 150 ° C로 가열합니다. 이것은 동물 들간에기구를 청소하는 데에도 사용됩니다. 5 마리 이상의 마우스에서 수술을하는 경우, 장비를 새로운 멸균 세트로 변경하십시오.
3. 트랜스 듀서 셋업
   1. 멸균 변환기, PE-50 튜빙, 2 ​​개의 23G 바늘, 남성 - 남성 루어 및 3 방향 스톱 콕을 연결하십시오. ⁶
   2. 제조사 지침에 따라 트랜스 듀서를 보정하고 제로화하십시오.

2. 간경 열공 수술

1. 마취 유도 및 포지셔닝
   1. 70 mg / kg의 용량으로 sodium pentobarbital을 복강 내 주사하십시오. 마취는 5-10 분 사이에 효과가 있어야합니다. 발가락 핀치로 마취 깊이를 평가하십시오. 마우스가 발가락 핀치에 반응하면 추가 시간이나 마취가 필요합니다. 수술 중 추가 마취가 필요한 경우, 나트륨 펜토 바르비탈을 보충하십시오. 과다 복용을 막기 위해 0.05 mL보다 많은 양의 보충제를주지 마십시오.
   2. 마우스가 완전히 마취 상태에 이르면 마우스를 수술 용 보드에 올려 놓습니다. 마우스의 네 팔다리를 모두 테이프로 보드에 고정하십시오.
   3. 면도칼로 복부와 양측 사타구니를 면도하십시오.
   4. Betamine으로 멸균 거즈를 흡수하고 수술을 위해 복부 및 양측 사지에 적용하십시오. 생존 실험을 위해 베타 딘으로 복부와 사타구니를 준비한 다음 에탄올을 총 3 회 준비합니다.
   5. 절차 전반에 걸쳐 코어 온도를 모니터링하기 위해 직장 온도 프로브를 삽입하십시오. 계속 C35-37 ° C 사이의 광석 온도.
2. 대퇴 동맥 및 정맥 주사
   1. 정맥 카테터 설치를 위해 : PE 백팩에서 PE-10 튜빙, 30G 바늘 및 락 테이트 링거 용액이 들어있는 삼면 스톱 콕을 채 웁니다.
   2. 동맥 카테터 설치 : heparinized 식염수 (1,000 U 헤파린의 1:10 희석)로 PE - 10 튜빙과 30G 바늘을 채 웁니다. 헤파린 염분은 응고를 방지하기 위해 필요합니다.
   3. 해부 현미경에 마우스를 놓습니다.
   4. 외과 아이리스 가위를 사용하여 사타구니 근육에 4-5 mm 세로 절개를하십시오. Dumont 집게를 사용하면 내전근에 연결된 지방 조직을 잡고 옆으로 당겨 대퇴골 다발을 깨끗하게 노출시킵니다. 이것이 혈관 손상을 초래할 수 있으므로 지방 조직을 통해 해부하지 마십시오.
   5. 조심스럽게 동맥과 정맥에서 신경을 해부 포 셉와 함께 절개하십시오. 신경에 인접한 지방 패드가 있습니다. Dumont forcep로 이걸 잡아라.d 옆으로 잡아 당깁니다. 이것은 해부를 위해 비행기를 만드는 동맥에서 신경을 끌어 당긴다. 다른 Dumont forcep와 함께 뾰족하게 신경과 동맥 사이의 결합 조직을 해부합니다.
      1. 해부의이 부분 동안 신경을 움켜 잡지 마십시오.
   6. 대퇴골 주위에있는 동맥과 정맥 주위에 세 개의 6-0 실크 봉합사를 감습니다.
      1. 봉합사를 가장 근위에 놓고 느슨하게 놓습니다.
      2. 봉합사 2를 가장 먼 곳에 놓고 즉시 연결하십시오.
      3. 봉합사 1과 2 사이에 봉합사 3을 놓고 느슨하게 둡니다.
   7. 혈관의 복부 표면에 동맥 절개술을하십시오. 미세 혈관 가위의 사용은 혈관 절개를 피하기 위해 동맥 절개술을 시행하는 것이 좋습니다.
   8. 동맥에 세 방향 카테터를 삽입하십시오. 봉합사 1과 2를 즉시 묶어 카테터를 제자리에 고정시킵니다.
   9. 삼 방향 카테터를 변환기에 연결하고 기준 혈압 데이터를 수집합니다.
   10. 반대쪽 사타구니에 2.2.4 - 2.2.6 단계를 반복합니다. 대동맥을 대동맥과 유사한 방식으로 대동맥에 대고 혈관의 복부 표면에서 venotomy를 시행 한 후 카테터 삽입. 이 카테터는 유체 또는 약물 투여에 활용할 수 있습니다.
3. 간 결손
   1. 0.5 mL의 PBS, 3 개의 흡수 삼각형 및 1 개의 마우스 당 1 개의 계량 배가 들어있는 관을 미리 칭량하십시오.
   2. 장골 정중선 개복술 절개를 장티푸스 과정에서 시작하여 꼬리로 완전히 확장시켜 간 노출을 완전히 허용합니다.
   3. 오른쪽 복부 벽에 복부에 흡수 삼각형 하나를 삽입하십시오. 왼쪽에서 반복하십시오.
      1. 간 삼출 후 패킹 지혈 효과를 피하기 위해 흡수 삼각형이 간에서 멀어 지도록하십시오.
   4. 조심스럽게 간장의 왼쪽 중간 엽을 잡고 외과의 75 %를 외과 용 가위로가립니다. lacerate를 놓으십시오.PBS가 들어있는 튜브에 넣습니다.
   5. 스테이플 애플리케이터 를 통해 스테이플로 복벽 을 닫습니다. 피부와 근육을 함께 잡고 스테이플을 발사하십시오. 복부 밖에서의 혈액 손실을 피하기 위해 간 열상 후 최대한 빨리하십시오. 생존 실험에서 복부는 두 층으로 닫혀있다. 근육을위한 실행 가능한 흡수성 봉합사와 피부에 대한 비 흡수성 봉합사의 연속 층이 이어지면 적절한 봉합이 제공됩니다.
   6. 생존 시간이 30 분 이상인 생쥐의 경우 대퇴 동맥 카테터를 제거하고 동맥 및 정맥을 단계 2.2.6의 봉합사 3으로 묶어야합니다. 양측 사타구니는 이전 단계에서 설명한대로 두 단계로 닫힙니다.
   7. 출혈에 대한 특정 관심 시간 (30 분에서 최대 72 시간) 후에 스테이플을 제거하십시오. 흡수 삼각형을 제거하고 해당 사전 칭량 된 계량 보트에 넣으십시오. 추가 흡수 삼각형을 사용하여 흡수되지 않은 혈액을 흡수하십시오.
   8. 총 흡수 손실을 계산하기 위해 흡수 필터를 계량하십시오.
4. 수술 후 관리
   1. 수술 보드에서 30 분에 희생 될 마우스를 희생 할 때까지 끊임없이 모니터링하고 전신 마취 상태로 두십시오. 마우스는 심장 펑크와 흡입 된 isoflurane의 과다 복용의 조합으로 안락사시켰다.
   2. 생존주기가 긴 마우스를 물 순환 순환 패드 위의 복구 케이지에 놓습니다. 회복하는 동안 마우스를 지속적으로 모니터링하고 흉골 정복을 유지하기위한 의식을 회복 할 때까지 무인 상태로 두지 마십시오. 마취에서 회복 한 후에 만 ​​다른 쥐와 함께 케이지 공간으로 마우스를 복귀시킵니다.
   3. 마취에서 깨어 난 후 피하 주사를 통해 0.1 mg / kg buprenex로 수술 후 진통제를 투여하고 희생 된 시점까지 12 시간마다 투여합니다.
   4. 생쥐가 음식과 물을 자유롭게 이용할 수있게합니다.수술 후 정상적인 케이지.
   5. 생존 마우스의 희생시 흡입 된 이소 플루 란으로 마취가 이루어집니다. 마취하에 혈액이 우심실 심장 穿刺을 통해 수집되면, 출혈은 위에서 설명한대로 기록되고 안락사는 isoflurane의 과다 복용으로 보장됩니다.

결과

간 열상 모델은 생쥐에서 재현성 있고 일관된 출혈을 초래합니다. 그림 1A 는 0.02 g 표준 편차로 얻을 수있는 lacerated 간장의 일관된 무게를 보여줍니다. lacerated 간 무게에 일관성이 생쥐와 다른 소생 프로토콜과 같은 다른 실험 설정에서 모델을 재현하는 기능을 허용합니다. 뿐만 아니라 표준 오차가 0.01g 인 열상 간암의 재현 가능한 무게는 동물 모델에서 얻기...

토론

여기에 설명 된 쥐 간 열공 모델은 제어 할 수없는 출혈의 안정적이고 일관된 모델을 제공합니다. 이 모델은 수행하기 쉽지만 세심한 고려가 필요한 중요한 단계가 있습니다. 이 모델의 가장 기술적으로 어려운 부분은 혈역학 모니터링과 유체 / 약물 투여를위한 대퇴 혈관의 삽입입니다. 신경의 해부 및 동맥 절개 / venotomy 동안주의를 기울여야합니다. 특히 생존 모델의 경우 신경 마비와 가능한 ?...

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
SS/45 dumonts	Fine Science Tools	11203-25
surgical scissors	Fine Science Tools	14068-12
hemostats	Fine Science Tools	13009-12
microscissors	Fine Science Tools	15000-08
0.8mm curved forceps	Fine Science Tools	11009-13
suture reel 6-0	Fine Science Tools	18020-60
suture 4-0 silk w/ needle	Owens Minor	K188H
gauze 4x4	can be purchased through any global vendor
cotton-tip applicator	can be purchased through any global vendor
30G needle	can be purchased through any global vendor
23G needle	can be purchased through any global vendor
10cc syringe	can be purchased through any global vendor
50cc conical tube	can be purchased through any global vendor
1cc syringe w/ 25G needle	Fisher Scientific	14-826-88
Polyethylene 10 tubing 100`(PE-10)	Fisher Scientific	14-170-12P
Polyethylene 50 tubing 100`(PE-50)	Fisher Scientific	14-170-12B
3-way stopcock	Fisher Scientific	NC9779127
surgical blue pad	Fisher Scientific	50-7105
Sterile Field dressings	Fisher Scientific	NC9517505
tape rolls 1"	Corporate Express	MMM26001
straight side wide mouth jars	VWR	159000-058
stainless steel tray 8" x 11"	VWR	62687-049
male-male leur lock 3-way	VWR	20068-909
sterilization pouch 3"x8"	VWR	24008
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absorption triangles	Fine Science Tools	18105-03
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1000 7mm wound clips	Fisher Scientific	E0522687
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Oster A5 clippers w. size 40 blade	VWR	10749-020
circulating heating pad 18x26	Harvard	py872-5272
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