마우스에 Veno 정 맥 체 외 막 산소

요약

여기 선물이 아닌 intubated에 veno 정 맥 체 외 막 산 소화 (ECMO)의 기술, 저절로 호흡 마우스를 설명 하는 프로토콜. ECMO murine 모델 실험 연구의 급성 및 말기 폐 질환에 효과적으로 구현할 수 있습니다.

초록

체 외 막 산 소화 (ECMO)의 사용은 최근 몇 년 동안에서 크게 증가 했다. ECMO는 안정적이 고 효과적인 치료 되고있다 말기 폐 질환 뿐만 아니라 급성. 임상 수요에 ECMO의 장기간된 사용 증가 함께 절차 최적화 및 다중 장기 손상의 예방 중요 있습니다. 이 프로토콜의 목표는 비-intubated, veno 정 맥 ECMO의 상세한 기술을 제시 하 마우스를 자연스럽 게 호흡 이다. 이 프로토콜 ECMO 수술 단계의 기술적인 디자인을 보여 줍니다. 이 murine ECMO 모델 이상 ECMO (예를 들어, 염증, 출혈 및 thromboembolic 이벤트) 관련 연구를 촉진 한다. 유전자 변형된 생쥐의 풍부 때문에 ECMO 관련 합병증에 관련 된 분자 메커니즘 수 있습니다 또한 수 해 부.

서문

체 외 막 산 소화 (ECMO) 적절 한 가스 교환 및 관류 하는 폐와 심장의 기능을 수행 하는 임시 생명 지원 시스템입니다. 힐 외¹ 1972 년; 환자에 ECMO 처음 사용 설명 그러나, 그것은 단지 되었다 널리 이용 된다 2009²유행 성 H1N1 인플루엔자 중 그것의 성공적인 신청 후. 오늘, ECMO 말기 심장 및 폐 질환³인명 구조 절차로 정기적으로 사용 됩니다. Veno 정 맥 ECMO는 점점 고용에서 침략 적 기계 환기 하는 대신 깨어, intubated, 자발적으로 내 화 호흡⁴환자 호흡.

그것의 대폭적인 채용에도 불구 하 고 다양 한 합병증 ECMO^5,,67에 대 한 보고 되었습니다. ECMO에 환자에 의해 경험 될 수 있는 합병증에는 출혈, 혈전 증, 패 혈 증, 혈소판, 장치 관련 오작동 및 공기 색 전 증 포함 됩니다. 또한, 조직의 염증 반응 증후군 (해보자) 다중 장기 손상의 결과로 임상과 실험적인 연구^8,9에 잘 설명 되어 있습니다. 뇌 경색 등의 신경학 상 합병증 환자 장기 ECMO 치료에에서도 자주 보고 됩니다. 혼동 문제, 그것은 종종 합병증 ECMO 자체에 의해 발생 하거나 기본 장애 동반 급성 및 말기 질환에서 발생 하는 여부를 구별 어렵다.

특별히 건강 한 유기 체에 ECMO의 효과 연구, 신뢰할 수 있는 실험 동물 모델을 설정 해야 합니다. 작은 동물과 쥐에 모든 제한에 ECMO의 성능에 거의 보고 있다. 날짜 하려면, 아무 마우스 모델 ECMO의 문학에서 설명 하고있다. 유전자 변형된 마우스 긴장의 많은 수의 가용성으로 인해 마우스 ECMO 모델의 설립 허용 추가 조사 분자 메커니즘의 ECMO 관련 합병증^10,11에 관련 된.

심장과 폐 우회 (CPB)¹²의 앞에서 설명한 murine 모델을 바탕으로, 우리 veno 정 맥 ECMO에서의 안정적인 방법을 개발 했습니다 비-intubated, 저절로 호흡이 쥐. 유출 및 유입 뉼, 연동 펌프, oxygenator, 그리고 공기 트래핑 저수지, ECMO 회로 (그림 1)은 작은 못쓰게 데 제외한 murine CPB¹² 의 앞에서 설명한 우리의 모델과 유사 볼륨 (0.5 mL)입니다. 이 프로토콜에는 상세한 기술, 생리 적 모니터링 및 혈액 가스 분석 성공적인 ECMO 절차에 관련 된 방법을 보여 줍니다.

프로토콜

실험 12 주 세 남성 C57BL/6 마우스에 수행 했다. 이 연구는 프로토콜 TSA 16/2250 아래 독일 동물성 법률의 지침에 따라 실시 되었다.

1. 재료 준비

참고: 모든 단계는 깨끗 한, 비 살 균 조건 하에서 수행 됩니다. 무 균 조건 동물 postoperatively 살아 있을 경우 필요한 것입니다.

1. 16 X 확대와 함께 현미경 수술 블레이드를 사용 하 여 2-Fr 폴리우레탄 튜브에 3 fenestrations를 소개 합니다.
   참고: 모든 fenestrations는 최적의 혈액 배수 되도록 정의 원심 세 번째에 위치 해야 합니다.
2. 못쓰게 솔루션 (자료 테이블)을 준비 합니다. 30 IU/mL 헤 파 린 및 2.5 %v / v NaHCO₃의 8.4% 솔루션을 포함 합니다. 사용할 준비가 될 때까지 4 ° C에서이 솔루션을 냉동. 프라임 프라이 밍 솔루션의 500 ul 회로.
3. 못쓰게 솔루션으로 유출 정 맥을 놓고 ECMO 기계 연동 펌프에 전환 하 여 입력 합니다. 1 mL/min의 유량에 다음 30 분 동안 컴퓨터를 못쓰게 솔루션을 회람 하기 위하여 계속 한다.
4. oxygenator를 0.5 L/분 100% 산소를 제공 합니다.

2입니다. 마 취

1. 장소는 유도 챔버에서 동물 2.5 %v / v isoflurane/산소 혼합으로 가득합니다. 0.5 L/분 100% 산소는 기화 기를 제공 합니다. 수술 전에 그 전체 마 취 페달 통증과 철수 반사를 테스트 함으로써 확인 합니다. 아이 젤 건조 피해를 방지 하기 위해 적용 됩니다.
2. 37 ° c.에 체온을 유지 하기 위해 온난 패드를 사용 하 여
3. 흡입 마스크 마 취 isoflurane 기화 기를 사용 하 여 수행 하 고 carprofen 5 mg/kg을 피하 주사 합니다.
4. 정기적으로 자연 스러운 호흡을 관찰 하 고 isoflurane의 농도 조정 하는 1.3 ~ 2.5%.

3입니다. 수술

1. 좋은 위 목의 왼쪽에의 도움으로 4 mm의 옆 피부 절 개를 사용 하 여 왼쪽된 경 정 맥을 노출 합니다. 마이크로-집게 및 면 면봉을 사용 하 여 선명 하 고 무딘 준비, 함께 사용 하 여 작은 혈관의 바이 폴라 응고.
2. 일단 왼쪽된 경 정 맥 노출, 선 마이크로 겸의 도움으로 8-0 비단 봉합 사를 사용 하 여 원심 부분.
3. 장소는 정 맥의 근 위 끝에 슬립 매듭. 마이크로-가 위를 사용 하 여 정 맥의 앞쪽 벽 incise
4. 를 달성 하기 위해 전체 heparinization 2.5 IU/g 덤플링을 26 G braunula 통해 경 정 맥에 주사.
5. 손실을 방지 하기 위해 과도 한 혈액 정 맥에서은 정의 삽입 동안 30 °에 의해 동물 패드의 머리 쪽을 올립니다.
6. 2-Fr 폴리우레탄 (PU) 정 4 c m;의 깊이에 그것을 밀고 있는 동안 약간 회전 경 정 맥의 근 위 부분에 삽입 이렇게, 하는 동안 열 등 한 베 나 정 맥 (IVC)의 장 골 분기점에 도달 것입니다.
7. Microforceps를 사용 하 여 8-0 실크 노트와는 정을 보안 합니다.
8. 3.1, 3.2, 3.3에 설명 된 단계를 사용 하 여 바로 경 정 맥을 노출 합니다.
9. Cannulate 1-Fr PU 정으로 바로 경 정 맥 혈관을 부드럽게 오른쪽 아 트리 움의 방향으로 5 m m 이동.
10. 3.7 단계를 반복 합니다.
11. 다른 1-Fr PU 정으로 왼쪽된 대 퇴 동맥을 catheterize 하 고 침략 적 압력 혈액 가스 분석 (BGA)에 대 한 혈액 샘플링 뿐만 아니라 모니터링에 대 한 그것을 사용 하 여.
12. 두 앞 발 그리고 왼쪽된 흉 벽 피하 데이터 수집 디바이스에 연결 하는 심전도 (ECG) 바늘을 삽입 합니다.
13. 직장 온도계 데이터 수집 디바이스에 연결을 삽입 합니다.

4. Veno-정 맥 체 외 막 산소 및 혈액 가스 분석

참고: 완전 한 ECMO 회로의 회로도, 그림 1참조.

1. 0.1 mL/분 3-5 mL/min에 다음 2 분 이내 펌프의 유량 조정의 초기 유량으로 펌프 하 여 동물에 ECMO를 시작 합니다.
2. 공기 흡입 cannulation 사이트를 통해 유출 정 맥에서 경우 흐름을 줄일 수 고 공기 트래핑 저수지를 통해 회로를 못쓰게 솔루션의 0.1 mL를 추가 합니다.
3. 안정적인 흐름에서 실시간 모드에서 데이터 수집 디바이스를 통해 모든 중요 한 매개 변수를 모니터링을 계속 합니다.
4. 지속적으로 정 맥 배수에서 역류를 관찰 하 고 공기 사냥꾼 저수지에서 혈액의 수준을 모니터링.
5. 에서 새 상처 1 cc 주사기 24 G branula andreturn의 팁으로 그것은 공기 트래핑 저수지 통해 ECMO 회로에 어떤 혈액을 수집 합니다.
6. BGA에 대 한 혈액 샘플링 카트리지 사용 하 여 다음 위치에서 다음 시간 포인트에서 동맥 혈액의 약 75 µ L를 수집.
   1. ECMO, oxygenator (제어), 후 비슷한 여분의 튜브를 통해 oxygenator 전에 내장 여분의 튜브를 통해 IVC와 대 퇴 동맥에서 직접 수집 혈액의 개시 후 10 분.
   2. ECMO, 대 퇴 동맥에서 수집 혈액의 개시 후 30 분.
7. Intravasal 액체 손실을 매 45 분 공기-사냥꾼 또는 대 퇴 동맥 카 테 터를 통해 또는 혈액 배수 정 맥을 통해 공기 거품을 빠는 하 여 보상을 못쓰게 솔루션의 여분의 0.1 mL를 제공 합니다.
8. BGA를 사용 하 여 혈액 샘플링 카트리지 동맥 혈액의 약 75 µ L 수집:
   1. 대 퇴 동맥에서 ECMO의 개시 후 1 h.
   2. ECMO, oxygenator (제어), 후 비슷한 여분의 튜브를 통해 oxygenator 전에 내장 여분의 튜브를 통해 IVC와 대 퇴 동맥에서 직접 수집 혈액의 개시 후 2 h.
9. 2 시간 후 줄일 유량 펌프에 점차적으로 (의 과정을 통해 5 분), 그로 인하여 중지 ECMO.
10. 계속 또 다른 10 분에 대 한 중요 한 매개 변수를 기록 합니다.
11. 실험 동물을 exsanguinating 하 고 혈액과 장기를 수확 하 여 마무리.

결과

이 프로토콜 veno 정 맥 ECMO는 마우스에서의 방법을 설명합니다. 이 모델은 신뢰할 수 있는 하 고 재현할 수, 호흡과 순환 상 검거^12,13CPB의 앞에서 설명한 모델에 비해, 그것은 덜 기술적으로 확립을 요구.

정 맥 시스템에 ECMO 흐름 1.5와 5 mL/min 사이 유지 되었다. 평균 동맥 압력 ECMO 회로...

토론

이전에 우리는 마우스^12,13CPB의 성공적인 모델을 설명합니다. 같은 모델을 구현 하기 위해 급성 또는 말기 폐 질환 마우스는 사용 하기 쉬운 veno 정 맥 ECMO 회로 개발. CPB 모델, veno 정 맥에 다른 ECMO 필요 하지 않습니다 sternotomy 대동맥의 클램핑 등 복잡 한 수술 절차 따라서 완전히 heparinized 동물에 상처 출혈의 위험을 감소. 혈전과 oxygenator의 색전술을 피?...

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
Sterofundin	B.Braun Petzold GmbH	PZN:8609189	in 1:1 with Tetraspan
Tetraspan 6% Solution	B. Braun Melsungen AG	PZN: 05565416	in 1:1 with Sterofundin
Heparin Natrium 25.000	Ratiopharm GmbH	PZN: 3029843	2,5 IU per ml of priming
NaHCO3 8,4% Solution	B. Braun Melsungen AG	PZN: 1579775	3% in priming solution
Carprofen	Zoetis Inc., USA	PZN:00289615	5mg/kg/BW
1 Fr PU Catheter	Instechlabs INC., USA	C10PU-MCA1301	carotide artery
2 Fr PU Catheter	Instechlabs INC., USA	C20PU-MJV1302	jugular vein
8-0 Silk suture braided	Ashaway Line & Twine Co., USA	75290	ligature
Isoflurane	Piramal Critical Care GmbH	PZN:9714675	narcosis
Spring Scissors - 6mm Blades	Fine Science Tools GmbH	15020-15	instruments
Spring Scissors - 2mm Blades	Fine Science Tools GmbH	15000-03	instruments
Halsted-Mosquito Hemostat	Fine Science Tools GmbH	13009-12	instruments
Dumont #55 Forceps	Fine Science Tools GmbH	11295-51	instruments
Castroviejo Micro Needle Holder - 9cm	Fine Science Tools GmbH	12060-02	instruments
Micro Serrefines	Fine Science Tools GmbH	18555-01	instruments
Bulldog Serrefine	Fine Science Tools GmbH	18050-28	instruments
Isoflurane Vaporizer Drager 19.1	Drägerwerk AG & Co. KGaA		anesthesia 1,3 -2,5%
Multichannel Data Aquisition Device with ISOHEART Software	Hugo Sachs Elektronik GmbH, Germany		invasive pressure, ECG, t °C
i-STAT portable device	Abbott Laboratories, Lake Bluff, Illinois, USA		blood gas analysis
i-STAT CG4+ and CG8+ cartridges	Abbott Laboratories, Lake Bluff, Illinois, USA		blood gas analysis
C57Bl/6 mice, male, 30 g, 14 weeks old	Charles River Laboratories		housed 1 week before