수혈 또는 쥐 Inotropic 에이전트 없이 복구 심폐 바이패스 모델

요약

여기, 선물이 수혈 또는 쥐 inotropic 에이전트 없이 단순 복구 심폐 바이패스 모델을 설명 하는 프로토콜. 이 모델의 장기 연구 심폐 바이패스의 여러 기관 sequelae 수 있습니다.

초록

심장과 폐 우회 (CPB) 심장 혈관 수술에 필수 되지 않습니다. CPB 기술 및 장치, 다중 장기 합병증의 극적인 세련미에도 불구 하 고 장기간에 관련된 형사 요 아직도 심장 혈관 수술의 결과 손상 하 고 수술 후 사망률 및 사망을 악화 시킬 수 있습니다. CPB의 임상 사용 업과 동물 모델 CPB, 하는 동안 발생 하는 병 태 생리 프로세스의 설명을 사용 하 고 이러한 합병증을 방지 하는 전략을 개발 하기 위해 전 임상 연구를 촉진. 쥐 CPB 모델은 유리한 그들의 더 큰 비용 절감 효과, 편리한 실험 과정, 풍부한 테스트 방법에서 유전자 또는 단백질 수준, 및 유전 일관성. 그들은 면역 체계 활성화 및 proinflammatory cytokines, 칭찬 활성화 및 산소 자유 래 디 칼의 생산의 종합 조사를 위해 사용할 수 있습니다. 쥐 모델 정제 그리고 점차적으로 큰 동물 모델의 자리를 차지 하는 있다. 여기, 우리는 수혈 또는 쥐 inotropic 에이전트 없이 간단한 CPB 모델을 설명합니다. 이 복구 모델의 장기 연구 CPB의 여러 기관 sequelae 수 있습니다.

서문

1953, CPB¹을 사용 하 여 첫 번째 심장 수술 박사 존 H. 긴팔원숭이 주니어에 성공적으로 수행 하 고 이후에 심장 혈관 수술에 필수적인 적임 되었다. 동안 기술 및 장치 극적으로 세련 된, CPB에 관련 된 다중 장기 합병증 여전히 손상, 심장 혈관 수술의 결과 그리고 수술 후 병 적 상태와 사망률²에 영향을 미칠 수 있습니다. CPB 관련 장기 손상 면역 체계 활성화 및 proinflammatory cytokines, 칭찬 활성화 및 산소 자유 래 디 칼²의 생산의 합성에 의해 발생 합니다. 그러나 그 이상,, 하지 되었습니다 완전히 해명 했습니다.

CPB의 임상 사용 업과 동물 모델 및 그 이후 CPB; pathophysiological 프로세스의 명확한 활성화 이 이러한 합병증을 피하기 위해 전략 개발에 전 임상 연구를 용이 하 게 수 있습니다. 이후 Popovic 외. 처음 보고 쥐 CPB 모델 1967³, CPB 쥐 모델 세련 된, 그리고 점차적으로 더 큰 비용 절감 효과, 편리한 실험 과정 및 실험 방법에의 한 과다 큰 동물 모델의 장소를 유전 찍은 것과 단백질 수준입니다. 또한, 타고 난된 쥐 유전으로 동일한, 가능한 생물 학적 편견을 줄일 수 있습니다.

파브르 외. 처음 형사 요⁴의 여러 기관 sequelae 장기의 연구를 허용 하는 복구 모델 설립. 이 간단한 생존 모델의 장점은 유연성 (CPB 흐름 및 기간), 안정 된 중요 한 상태 및 재현성 조직의 염증입니다. 쥐 CPB 모델 CPB⁵, 동안 다중 장기 부상을 방지 하기 위해 목표로 치료 전략의 조사에 대 한 중요 한 되고있다 그리고 CPB 동안 임상 상황을 시뮬레이션을 위한 다양 한 모델이 최근에 개발 되었습니다. 드 랭 외. 심근 상해⁷에 관련 된 효소, 유전자, 그리고 조직학 응답 하 사용 될 수 있는 심장 마비 모델 개발. 피터 외 알. 심근 경색과 심장 disfunction 초점 국 소 빈 혈과 reperfusion 상해⁸통해 분석 하는 소형된 CPB 모델을 사용 하 여 제어 reperfusion 배열. Jungwirth 외. 먼저 깊은 저체온증이 순환 체포 (DHCA) 모델, DHCA 및 잠재적인 신경 전략⁶글로벌 국 소 빈 혈과 reperfusion 상해 명료 수 있는 설립. DHCA를 사용 하 여 연구 조사 저체온증, reperfusion, 혈-트리거 신호 이벤트⁹의 영향. 깊은 저체온증 활성화와 다양 한 효소의 비활성화에 영향을 미칠 수 있습니다 하 고 통로 기계 장치 알 수 없는¹⁰유지. 다른 한편으로, 심장 마비 모델 또는 심장 허 혈 모델 국 소 빈 혈과 reperfusion 심장 상해를 조사 하기 위해 사용 되어야 한다. 이러한 다양 한 쥐 CPB 모델을 매우 인간의 CPB 정리 CPB에 관련 된 병 적인 과정을 공개 하 고 CPB 관련 합병증을 줄일 수 있습니다.

이 프로토콜에서는 수혈 또는 쥐 inotropic 에이전트 없이 간단한 CPB 모델을 보여 줍니다. 이 모델은 장기간의 연구에 대 한 여러 기관 sequelae를 CPB의 수 있습니다.

프로토콜

실험 전에 모든 쥐 주어져야 한다 1 주일 적응. 동물에 모든 외 과적 치료 및 실험 동물 사용 (www.nap.edu/catalog/5140.html) 또는 다른 적절 한 윤리 지침에 대 한 가이드에 따라 밖으로 실행 한다. 프로토콜 진행 하기 전에 해당 교육 기관에서 동물 복지 위원회에 의해 승인을 받아야 한다. 모든 후속 절차는 무 균 조건 하에서 수행 되어야 합니다.

1. CPB 회로 준비

참고: 장갑, 안경, 그리고 깨끗 한 코트 또는 일회용 가운 등 개인 보호 장비를 착용 하십시오.

1. CPB 회로의 설정
   1. CPB 회로를 그림 1에 표시 된 대로 수정된 신생아 막 oxygenator 미리 정 저수지와 폴 리 염화 비닐 튜브를 연결 합니다. 모든 연결 꽉 물 누설 하지 않습니다 확인 합니다.
   2. CPB 회로 제조 업체의 프로토콜에 따라 롤러 펌프 장치에 설정 합니다.
   3. 높이 조절 테이블에 롤러 펌프를 유지 하 고 실험 책상 아래 10 cm 테이블의 높이 조정 합니다.
2. CPB 회로의 못쓰게
   1. 헤 파 린 그리고 CPB 회로 못쓰게 위한 7% 나트륨 중 탄산염 해결책의 0.5 mL 0.1 mL와 hydroxyethyl 전 분 용액의 혼합 12 mL
   2. 부드럽게 회전 하는 펌프 롤러 못쓰게 솔루션의 11 mL와 회로 프라임. 공기를 배기에 대 한 저수지로 18-게이지 배기 바늘을 넣어.
   3. 기울이기는 oxygenator와 deair를 막 oxygenator를 여러 번을 누르십시오. 공기 공기 색 전 증 및 부족 한 산소를 완전히 왜곡 해야 합니다. 회로 못쓰게 동안 저수지에 설정 하는 전기 열 램프에 의해 회로 열.

2입니다. CPB의 앞에 절차

참고: 외과 분야와 장치는 70% 알콜 또는 사용 하기 전에 비밀이 암모늄 화합물에 의해 소독 되어야 한다.

1. 마 취 및 동물 설정
   1. 3.0 %isoflurane 혼합 공기 흡입은 기화 기에서와 쥐를 anesthetize 작업 대에 쥐를 설정 하 고 기도로 16 게이지 정을 넣어야. (예: 진통 노출량 및 주파수에 관한 당신의 현지 동물 보호 지침에 따라
      buprenorphine 0.005 mg/kg 사우스 캐롤라이나)
      참고: 쥐 깊은 마 취에 하 고 반사를 잃게 해야 합니다. 호흡 리듬 되어야 하지만, 체포 되지.
   2. 전기 열 패드와 장비 운영 테이블에 쥐를 전송 합니다. 해 양의 8 mL/kg, 70 사이클/분, 호흡 비율과 산소 센서에 의해 모니터링 영감된 산소 분수의 30%와 기계 환기를 시작 합니다.
   3. 1.5-2.0% isoflurane CPB 개시에서 케 타 민/xylazine의 추가 관리와 마 취를 유지 합니다.
   4. 직장 프로브를 사용 하 여 직장 온도 모니터링 합니다. 열 패드의 온도 조정 하 고 열 램프 회로 배치 여 normothermic 37 ° C의 온도 유지 합니다.
   5. 부정사 위치에 쥐를 설정 하 고 바늘을 고정 하 여 4 개의 팔 다리를 스트레칭. 양측 어깨와 왼쪽된 복 부를 ECG 전극 바늘을 설정 하 여 심장 박동을 모니터링 합니다. 촉촉한 거 즈를 배치 하거나 건조를 방지 하기 위해 눈에 안과 연 고를 적용 합니다.
2. Cannulation
   1. Sprayingby 70% 에탄올 또는 다른 살 균 솔루션을 살포에 의해 전신의 표면 소독 후 양측 사 타 구니 지역에 바로 자 궁 경부 지역 면도칼으로 머리를 면도. (Lidocaine) 등 현지 마 취약 피부 절 개를 하기 전에 사용 해야 합니다. 참고: 대안, 절 개 사이트의 수술 스크럽 대신 몸 전체 사용할 수 있는 온도 있는 하락을 피하기 위해 70% 에탄올 스프레이.
   2. 가 위 여 양자 사 타 구니 지역과 바로 자 궁 경부 지역에 피부 (약 5 m m)를 incise 하 고 퉁 명 스럽게 노출 바로 주요 대 퇴 동맥을 조직 해 부. 정 맥과 신경 근처에서 동맥을 신중 하 게 구분 합니다. 4-0 실크 및 노출에 의해 긴장으로 일반적인 대 퇴 동맥의 끝에 선.
   3. 마이크로 위 동맥, 수직 방향에 의해 바로 일반적인 대 퇴 동맥의 동맥 벽 (약 1 m m) 고 신중 하 게 cannulate 24 게이지 정 맥 카 테 터 절 개에서 조직의 동맥을 모니터링 하기 위한 1 cm의 깊이에 압력과 가스 부분 압력 동맥 혈액에서을 분석.
   4. 카 테 터에서 헤 파 린 나트륨 (500 IU/kg)을 관리 하 고
   5. 2.2.2, 2.2.3 CPB 회로 동맥 주입 라인으로 일반적인 왼쪽된 대 퇴 동맥으로 24 게이지 정 맥 카 테 터를 cannulate를 단계를 따릅니다.
   6. 17-게이지 멀티 오리 피스 angiocatheter 바로 내부 경 정 맥으로 삽입 하 고 오른쪽 아 트리 움 및 열 등 한 베 나 정 맥 (IVC)으로 사전. 카 테 터를 밀어 하지 않습니다 약 그릇을 쉽게 끊을 수 있다. 정 맥 배수 장치를 위한 CPB 회로에 카 테 터를 연결 합니다.
   7. 오염을 방지 하는 촉촉한 거 즈와 cannulated 각 영역을 커버.

3입니다. CPB 중 절차

1. CPB 동안 0.8 L/분 oxygenator를 100% 산소 가스를 전달 하 고 30 사이클/분 호흡 속도 감소. 동맥 산소 부분 압력은 200에서 400 mmHg에 필요 합니다.
2. CPB의 처음부터, CPB 개시 후는 체온의 즉각적인 드롭 완화 최대 42 ° C에 열 패드의 온도 설정을 늘립니다. 신체 온도 36 ° c.에 반환 될 때 설정 온도 37 ° C를 조정
3. 조심 스럽게 CPB 흐름을 시작 하 고 저수지에서 혈액의 볼륨에 대 한 감시. 빈 저수지는 공기 색 전 증을 일으킬 수 있습니다. 저수지에서 혈액의 볼륨 감소, 테이블 높이 조정 하거나 배수 카 테 터의 위치를 변경 하 여 펌프 흐름을 낮은. 다시 쉽게 오른쪽 아 트리 움 및 부정맥의 천공을 발생할 수 있습니다 정 맥 배수 테를 배치 하지 마십시오.
4. 증가 하 고 100 mL/kg에서 펌프 흐름을 유지/분, 평균 혈압은 70 mmHg에서 유지 하는 동안. 적절 한 혈압을 유지 하 고, 저수지에서 적어도 1 mL의 작은 볼륨 허용 됩니다. 저수지에서 혈액 1 mL 미만 있는 경우에, 그것은 장기에 공기 색 전 증을 발생할 수 있습니다.
5. 혈압 안정 하지 않으면 (는 CPB 후 빈 혈 발생할 수 있습니다) 회로를 못쓰게 솔루션의 2-3 mL를 추가 합니다.

4입니다. CPB 후 절차

1. 정 맥 배수 튜브 클램프 고 회로에서 그것을 제거 합니다. 점차적으로 혈압을 유지 하기 위해 동맥 회로에서 나머지 혈액 달 이다.
2. 70 사이클/분 호흡 속도 증가.
3. 배수 정 맥 카 테 터와 왼쪽된 동맥 카 테 터 제거 후 원심 인접 사이트에 있는 배를 선.
4. CPB의 끝 후에 60 분 오른쪽 대 퇴 동맥에서 동맥 선을 제거 합니다.
5. 식 염 수와 각 상처를 청소 하 고 봉합 상처를 닫습니다.
6. 동물의 자연 스러운 호흡을 확인 한 후 마 취와 extubate intratracheal 튜브를 끝.
7. 따뜻하게 살 균 isotonic 체액을 관리 하 고 열 매트와 전기 열 램프를 사용 하 여 동물을 따뜻하게. 마 취에서 회복까지 자주 동물의 상태를 확인 합니다. 필요한 경우 호흡기 지원을 제공 합니다. 참고: 동물 시작 되 면 주위를 움직이고, 열원 수 있도록 따뜻한 또는 차가운 쪽을 선택 하는 동물 감 금 소의 부분에서 제거 한다.
8. 호흡이 완전히 회복 될 때까지 다른 동물의 회사를 제외 하 고 동물을 유지. 전체 복구까지 회사에 동물을 반환 하지 않습니다.
9. 마 취에서 회복 후에 음식 및 물 섭취 량을 확인 하 고 적절 한 영양 지원을 제공. 진통제를 관리 하 고 불편 이나 통증의 흔적을 확인.

결과

그림 1 에서는 전체 CPB 회로. 이 모델에서 생리 적 변수 그림 2에 표시 됩니다 그리고 직장 온도 포함, 동맥 혈압, 심장 박동을 의미. 그림 3 CPB, 동맥 산소의 부분 압력, 동맥 이산화탄소가, 기본 초과, 혈 청 칼륨, 표현 및 수소의 잠재력의 부분 압력을 포함 하 여 동안 동맥 혈 가스 분석을 보여준다. 절차를 ...

토론

이 쥐 CPB 모델 HMGB-1, 선 동적인 응답 조절 핵심 전사 인자와 염증 성 cytokines의 혈 청 및 폐 식 수준 CPB 후 극적으로 증가 했다. 이전 임상 연구 보여주었다 HMGB-1 레벨의 혈 청 분 비 환자 심혈 관 수술¹¹에 상승 그리고 CPB 동안 피크 혈 청 HMGB-1 레벨은 더 심각한 조직의 염증 반응 증후군과 연관 그리고 CPB¹²후 폐 산소 장애. 또한, 혈 청 HMGB-1 레벨은 심한 폐 렴과 급?...

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
Rodent Ventilator 7025	Ugo Basile	7025	Ventilator
OxiQuant B	ENVITEC	46-00-0023	Oxygen Sensor
CMA 450 Temperature Controller	CMA	8003759	Temperature Controller
CMA 450 Heating Pad	CMA	8003763
CMA 450 Rectal Probe	CMA	8003761
DIN(8) to Disposable BP Transducer	ADInstruments	MLAC06
Disposable BP Transducer	ADInstruments	MLT0670
IX-214 Data Recorder	iWorx Systems	IWX-214	amplifier
LabScribe software	iWorx Systems		software
Roller pump	Furue Science	Model RP-VT	pump
Happy Cath	Medikit	EB 19G 4HCLs PP	17-gauge multiorifice angiocatheter
SURFLO ETFE I.V. Catheter	Terumo	SR-OX2419CA	24-gauge angiocatheter
Oxygenator	Mera	HPO-002
CPB circuit	Mera	custom-made
Hespander fluid solution	Fresenius Kabi	3319547A4035	Hydroxyethyl starch