Veno-venöz ekstrakorporeal membran oksijenasyonu bir mouse

Özet

Burada bir protokolü açıklayan veno-venöz ekstrakorporeal membran oksijenasyonu (ECMO) entübe sigara içinde tekniği, kendiliğinden nefes fare mevcut. Bu fare modeli ECMO, etkili akut deneysel çalışmalar ve son aşama akciğer hastalıkları uygulanabilir.

Özet

Ekstrakorporeal membran oksijenasyonu (ECMO) kullanımı son yıllarda önemli ölçüde artmıştır. ECMO bir güvenilir ve etkili tedavi haline gelmiştir akut yanı sıra son aşama akciğer hastalıkları. ECMO uzun süreli kullanımı ve klinik talep artışı ile yordam en iyi duruma getirme ve çoklu organ hasarı önlenmesinde kritik önemi var. Bu iletişim kuralının amacı veno-venöz ECMO ayrıntılı bir teknik bir sigara-tüp içinde kendiliğinden fare nefes sunmaktır. Bu iletişim kuralı teknik tasarımı ECMO ve cerrahi adımları gösterir. Bu fare ECMO model patofizyolojisi ECMO (Örneğin, iltihap, kanama ve tromboembolik olaylar) ile ilgili çalışma kolaylaştırmak. Genetiği değiştirilmiş fare bolluğu nedeniyle, moleküler mekanizmaları ECMO ile ilgili komplikasyonlar içinde yer aynı zamanda disseke.

Giriş

Ekstrakorporeal membran oksijenasyonu (ECMO) yeterli gaz değişimi ve perfüzyon akciğer ve kalp fonksiyonları üzerinde alır bir geçici yaşam destek sistemi var. Hill ve ark¹ ECMO 1972 yılında ilk kullanımda hastalarda tarif; Ancak, bu sadece yaygın olarak onun başarılı uygulama sırasında 2009²' Pandemik H1N1 grip sonrası kullanılır oldu. Bugün, ECMO rutin bir hayat kurtarıcı yordam son aşama kalp ve akciğer hastalıkları³olarak kullanılır. Veno-venöz ECMO giderek invaziv mekanik vantilasyon alternatif olarak uyanık, Sigara Tüp, kendiliğinden ateşe dayanıklı solunum yetmezliği⁴olan hastalar nefes istihdam edilmektedir.

Onun yaygınlaşmasının rağmen ECMO^5,6,7için çeşitli komplikasyonlar bildirilmiştir. ECMO hastaların yaşadığı komplikasyonlar kanama, tromboz, sepsis, trombositopeni, aygıtla ilgili arıza ve hava embolisi içerir. Ayrıca, klinik ve deneysel çalışmalar^8,9iyi tarif çoklu organ hasarı sonucu bir sistemik inflamatuar yanıt Sendromu (SIRS) olduğunu. Beyin enfarktüsü gibi nörolojik komplikasyonlar da sık sık uzun ECMO tedavisi gören hastalarda raporlanır. Konularda şaşırtmak için genellikle komplikasyon ECMO tarafından neden olduğu veya temel bozuklukları akut eşlik eden ve son aşama hastalıkları kaynaklanan olup olmadığını ayırt etmek zordur.

Özellikle ECMO etkileri sağlıklı bir organizma üzerinde çalışmaya, güvenilir bir deneysel hayvan modeli oluşturulmuş olmalıdır. Küçük hayvanlar ve tüm fareler için sınırlıdır ECMO performansına çok az raporlar vardır. Bugüne kadar literatürde ECMO hiçbir fare modeli tarif edilmiştir. Genetiği değiştirilmiş fare suşları, çok sayıda durumu nedeniyle, bir fare ECMO modeli kurulması daha fazla araştırma moleküler mekanizmaları ECMO ile ilgili komplikasyonlar^10,11katılan sağlayacak.

Kardiyopulmoner bypass (KPB)¹²bizim yukarıda açıklanan fare modeline bağlı olarak, biz veno-venöz ECMO istikrarlı bir yöntem geliştirdik Sigara-Tüp, kendiliğinden fareler nefes. Çıkış ve giriş akımı kanüller, peristaltik pompa, oxygenator ve hava-bindirme depo, içeren ECMO devre (Şekil 1), daha önce açıklanan modelimiz daha küçük priming sahip dışında fare KPB¹² benzer hacmi (0.5 mL). Bu iletişim kuralı detaylı teknikleri, fizyolojik izleme ve kan gazı analizi başarılı ECMO yordamda yer alan gösterir.

Protokol

12 hafta yaşlı erkek C57BL/6 fareler üzerinde deneyler yapıldı. Bu çalışma protokolü TSA 16/2250 altında Alman hayvan hukukun kuralları uygun olarak yapılmıştır.

1. malzeme hazırlama

Not: Tüm adımlar temiz, steril olmayan koşullar altında gerçekleştirilir. Hayvan postoperatively hayatta ise Steril koşullar gerekli olacaktır.

1. 3 fenestrations 16 X büyütme ile mikroskop altında cerrahi bir bıçak kullanarak bir 2-Fr poliüretan tüp içine tanıtmak.
   Not: Tüm fenestrations en uygun kan drenaj sağlamak için kanül distal üçüncü bulunması gerekir.
2. Astar çözüm (Malzemeler tablo) hazırlayın. 30 IU/mL heparin ve % 2.5 v/v NaHCO_%38.4 çözümünün içerir. Bu çözüm 4 ° C'de kullanıma hazır olduğu kadar buzdolabında bekletin. Astar çözeltinin 500 uL ile devre Başbakan.
3. Çıkış kanül astar çözüm içine koyun ve peristaltik pompa geçiş yaparak ECMO makine doldurun. Sonraki 30 dk 1 mL/dk akış hızında için makine aracılığıyla astar çözüm dolaşmaya devam ediyor.
4. 0,5 L/dk % 100 oksijen için oxygenator ver.

2. anestezi

1. Yer bir indüksiyon odasında hayvan % 2.5 v/v isoflurane/oksijen karışımı ile dolu. 0,5 L/dak Buharlaştırıcı % 100 oksijen sağlar. Ameliyattan önce o tam anestezi pedal para çekme ve ağrı refleksleri test ederek elde denetleyin. Kurutma zarar önlemek için göz jeli uygulayın.
2. 37 ° C'de vücut ısısını korumak için bir ısınma panelini kullanma
3. Solunum maskesi anestezi isoflurane Buharlaştırıcı kullanarak gerçekleştirmek ve subkutan 5 mg/kg carprofen enjekte.
4. Düzenli olarak spontan solunum gözlemlemek ve 1.3 ile % 2.5 arasında isoflurane konsantrasyonu ayarlayın.

3. cerrahi

1. Sol juguler ven boynun sol tarafında iyi makas yardımıyla bir yanal cilt kesi 4 mm kullanarak açarsınız. Mikro-forseps ve pamuk temizleme bezi kullanarak künt ve keskin hazırlık ile birlikte küçük gemilerin bipolar koagülasyon kullanın.
2. Sol juguler ven maruz sonra bir 8-0 ipek sütür mikro-forseps yardımıyla kullanarak distal bölümü ligate.
3. Bir SLIP düğüm ven proksimal sonuna yerleştirin. Mikro-makas kullanarak ven ön duvarına deşmek.
4. Tam heparinization elde etmek için bir 26 G braunula üzerinden juguler ven içine 2.5 IU/g heparin enjekte.
5. Kanül yerleştirilmesi sırasında fazla kan kaybına damardan önlemek için 30 ° tarafından hayvan pad baş tarafı kaldır.
6. 2-Fr Poliüretan (PU) kanül 4 cm derinliğe kadar iterek süre biraz döner juguler ven proksimal parçası takın; Bunu yaparken de, inferior vena kava (IVC) iliyak çatallanma ulaşmak mümkün.
7. Kanül ile 8-0 ipek knot microforceps kullanarak güvenli.
8. 3.1, 3.2 ve 3,3 içinde açıklanan adımları kullanarak sağ juguler ven maruz.
9. 1-Fr PU kanül ile sağ juguler ven cannulate ve yavaşça 5 mm sağ atrium yönünü doğru taşıyın.
10. 3.7 arasındaki adımları yineleyin.
11. Başka bir 1-Fr PU kanül ile sol femoral arter catheterize ve invaziv basınç kan örnekleme için kan Gaz Analizi (BGA) yanı sıra izleme için kullanabilirsiniz.
12. Elektrokardiyogram (EKG) iğneler bağlı bir veri alma aygıtına subkutan her iki ön ayakları ve sol torasik duvarın içine yerleştirin.
13. Bir veri alma aygıtına bağlı bir rektal termometre yerleştirin.

4. Veno-venöz ekstrakorporeal membran oksijenasyonu ve kan Gaz Analizi

Not: tam ECMO devre şeması için bkz. Şekil 1.

1. ECMO hayvan pompa 0.1 mL/dak ayarlama sonraki 2 dakika 3-5 mL/dk içinde pompa debisi bir başlangıç debisi ile açarak başlayın.
2. Hava emme cannulation sitesi üzerinden çıkış kanül içinde durumunda akışını azaltmak ve bir hava-bindirme rezervuar aracılığıyla devre 0.1 mL astar çözeltisi ekleyin.
3. Kararlı akış altında tüm hayati parametreleri veri alım cihazı üzerinden gerçek zamanlı modda izlemeye devam edin.
4. Sürekli geri tepme Venöz drenaj dan gözlemlemek ve hava-Tuzakçı Reservoir kan düzeyini izlemeniz.
5. Yarasından 24 G branula andreturn ucu ile 1 cc enjektör içine hava-bindirme rezervuar aracılığıyla ECMO iskelesinden sızıntı herhangi bir kan toplamak.
6. BGA için kan örnekleme kartuşu yaklaşık 75 µL arteryel kan aşağıdaki zaman noktalarda ve aşağıdaki konumlardan toplamak için kullanın:
   1. ECMO, ödemeli kan yolu ile oxygenator (kontrol), sonra benzer ilave tüp oxygenator önce inşa ilave bir tüp yoluyla IVC ve femoral arter doğrudan başlanmasından sonra 10 dk.
   2. ECMO, femoral arter toplamak kan başlanmasından sonra 30 dk.
7. Bir ilave 0.1 mL intravasal sıvı kaybı her 45 dk veya kan boşaltma kanül aracılığıyla hava kabarcıkları emme hava avcı veya femoral arter kateter aracılığıyla telafi etmek için astar çözeltisi ver.
8. BGA için kan örnekleme kartuşu yaklaşık 75 µL arteryel kan toplamak için kullanın:
   1. 1 h ECMO başlanmasından femoral arter dan sonra.
   2. ECMO, ödemeli kan yolu ile oxygenator (kontrol), sonra benzer ilave tüp oxygenator önce inşa ilave bir tüp yoluyla IVC ve femoral arter doğrudan başlanmasından sonra 2 h.
9. 2 h sonra yavaş yavaş (boyunca 5 dk), böylece durdurma ECMO pompa üzerinde akış oranını azaltmak.
10. Başka bir 10 min için hayati parametreleri kaydetmeye devam edin.
11. Deney hayvanı exsanguinating ve kan ve organ hasat bitirmek.

Sonuçlar

Bu iletişim kuralı bir mouse veno-venöz ECMO yöntemini açıklar. Bu model güvenilir ve tekrarlanabilir ve yukarıda açıklanan modelimiz KPB ile solunum ve dolaşım tutuklama^12,13ile karşılaştırıldığında, bu daha az teknik olarak kurmak istiyor.

Venöz sistem akışında ECMO 1.5 ve 5 mL/dk arasında devam edildi. Ortalama arter basıncı ilave astar çö...

Tartışmalar

Daha önce biz KPB başarılı bir model bir fare^12,13' te açıklanan. Böyle bir model için uygulamak için akut veya bir kolay kullanımlı veno-venöz ECMO devre fareler için geliştirdiğimiz son aşama akciğer hastalıkları. CPB modeline veno-venöz farklı ECMO, karmaşık cerrahi yöntemdir ve aort sıkma gibi böylece yara tamamen heparinized bir hayvan kanama riskini azaltarak gerektirmez. Embolizasyon oxygenator ile kan pıhtıları önlemek için ...

Malzemeler

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