Name: veno-venous extracorporeal membrane oxygenation in a mouse
Uploaded: 2018-10-24T13:00:00
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このプロジェクトは、ドイツ研究振興協会から KFO 311 の助成金によって支えられました。

12 週間を高齢者、男性の c57bl/6 マウスの実験を行った。本研究は、プロトコル TSA 16/2250 下ドイツ動物の法律のガイドラインに準拠して行った。
1 材料の準備
注: すべての手順は、きれいな、非無菌条件の下で実行されます。動物は術後生存する場合、滅菌条件が必要になります。
<ol><li>16 倍の倍率で、顕微鏡下での外科ブレードを使用して 2 Fr ポ?...

<ol>
	<li>Hill, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prolonged+Extracorporeal+Oxygenation+for+Acute+Post-Traumatic+Respiratory+Failure+(Shock-Lung+Syndrome).">Prolonged Extracorporeal Oxygenation for Acute Post-Traumatic Respiratory Failure (Shock-Lung Syndrome).</a> New England Journal of Medicine. 286 (12), 629-634 (1972).</li><li>Noah, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Referral+to+an+Extracorporeal+Membrane+Oxygenation+Center+and+Mortality+Among+Patients+With+Severe+2009+Influenza+A(H1N1).">Referral to an Extracorporeal Membrane Oxygenation Center and Mortality Among Patients With Severe 2009 Influenza A(H1N1).</a> Journal of the American Medical Association. 306 (15), 1659 (2011).</li><li>Maslach-Hubbard, A., Bratton, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracorporeal+membrane+oxygenation+for+pediatric+respiratory+failure:+History,+development+and+current+status.">Extracorporeal membrane oxygenation for pediatric respiratory failure: History, development and current status.</a> World Journal of Critical. Care Medicine. 2 (4), 29-39 (2013).</li><li>Langer, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term="Awake"+extracorporeal+membrane+oxygenation+(ECMO):+pathophysiology,+technical+considerations,+and+clinical+pioneering.">"Awake" extracorporeal membrane oxygenation (ECMO): pathophysiology, technical considerations, and clinical pioneering.</a> Critical Care. 20 (1), 150 (2016).</li><li>Esper, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracorporeal+Membrane+Oxygenation.">Extracorporeal Membrane Oxygenation.</a> Advances in Anesthesia. 35 (1), 119-143 (2017).</li><li>Millar, J. E., Fanning, J. P., McDonald, C. I., McAuley, D. F., Fraser, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+inflammatory+response+to+extracorporeal+membrane+oxygenation+(ECMO):+a+review+of+the+pathophysiology.">The inflammatory response to extracorporeal membrane oxygenation (ECMO): a review of the pathophysiology.</a> Critical Care. 20 (1), 387 (2016).</li><li>Lubnow, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Technical+complications+during+veno-venous+extracorporeal+membrane+oxygenation+and+their+relevance+predicting+a+system-exchange--retrospective+analysis+of+265+cases.">Technical complications during veno-venous extracorporeal membrane oxygenation and their relevance predicting a system-exchange--retrospective analysis of 265 cases.</a> Public Library of Science One. 9 (12), e112316 (2014).</li><li>Passmore, M. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflammation+and+lung+injury+in+an+ovine+model+of+extracorporeal+membrane+oxygenation+support.">Inflammation and lung injury in an ovine model of extracorporeal membrane oxygenation support.</a> American Journal of Physiology - Lung Cellular and Molecular Physiology. 311 (6), L1202-L1212 (2016).</li><li>Vaquer, S., de Haro, C., Peruga, P., Oliva, J. C., Artigas, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systematic+review+and+meta-analysis+of+complications+and+mortality+of+veno-venous+extracorporeal+membrane+oxygenation+for+refractory+acute+respiratory+distress+syndrome.">Systematic review and meta-analysis of complications and mortality of veno-venous extracorporeal membrane oxygenation for refractory acute respiratory distress syndrome.</a> Annals of Intensive Care. 7 (1), 51 (2017).</li><li>Houser, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+Models+of+Heart+Failure+A+Scientific+Statement+From+the+American+Heart+Association.">Animal Models of Heart Failure A Scientific Statement From the American Heart Association.</a> Circulation Research. 111 (1), 131-150 (2012).</li><li>Russell, J. C., Proctor, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small+animal+models+of+cardiovascular+disease:+tools+for+the+study+of+the+roles+of+metabolic+syndrome,+dyslipidemia,+and+atherosclerosis.">Small animal models of cardiovascular disease: tools for the study of the roles of metabolic syndrome, dyslipidemia, and atherosclerosis.</a> Cardiovascular Pathology. 15 (6), 318-330 (2006).</li><li>Madrahimov, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+mouse+model+of+cardiopulmonary+bypass.">Novel mouse model of cardiopulmonary bypass.</a> European Journal of Cardio-thoracic Surgery. 53 (1), 186-193 (2017).</li><li>Madrahimov, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiopulmonary+Bypass+in+a+Mouse+Model:+A+Novel+Approach.">Cardiopulmonary Bypass in a Mouse Model: A Novel Approach.</a> J. Journal of Visualized Experiments. (127), (2017).</li></ol>

マウス12,13CPB の成功モデルを前述しました。このようなモデルを実装する急性または末期肺疾患マウスの使いやすい静脈-静脈 ECMO 回路を開発しました。静脈-静脈体外循環モデルに異なる ECMO は必要ありません胸骨切開や、大動脈のクランプなど複雑な手術傷が完全にヘパリン動物における出血のリスクを減らします。血栓と肺塞栓を避けるために...

膜型人工肺 (ecmo) は、肺や心臓の機能を引き継ぐ十分なガス交換と血流を許可する一時的な生活サポート システムです。丘ら1では、1972 年の患者の ECMO の最初の使用ただし、それだけになった広く使用 2009年2でパンデミック H1N1 インフルエンザ中の適用後。今日、ECMO は日常的に末期心臓と肺疾患3救命手順として使用されます。侵襲的な換気での代替として静脈-静脈 ECMO は採用ますます難治性呼吸不全4症例を自発的に呼吸目を覚まし、非挿管します。
その普及にもかかわらず ECMO5,6、7の多様な合併症を報告されています。ECMO の患者が経験することができます合併症には、出血、血栓症、敗血症、血小板減少症、デバイス関連の不具合、空気塞栓症が含まれます。また、多臓器損傷で生じる全身性炎症反応症候群 (SIRS) は、臨床的および実験的研究8,9でよく説明です。脳梗塞などの神経合併症もよく、ECMO の長期療法を受けている患者で報告されます。問題を混乱させる、合併症自体 ECMO によって引き起こされるまたは基になる障害を伴う急性、末期の病気から発生するかどうかを区別することは困難はしばしば。
健康的な有機体に ECMO の効果を具体的に勉強するには、信頼性の高い実験動物モデルが確立されなければなりません。ラットに限られた小動物の ECMO のパフォーマンスに非常にほとんどのレポートがありません。までに、ECMO のマウス ・ モデルで説明されている文献で。遺伝子組み換えマウスの大きい数の供給のため ECMO マウスモデルの確立によりさらに分子メカニズムの調査 ECMO 関連の合併症10,11に関与します。
心肺のバイパス (CPB)12私たちの前述のマウスのモデルに基づいて、安定した方法で静脈-静脈 ECMO を開発している非気管で、マウスを自発的に呼吸します。流出と流入カニューレ、蠕動性ポンプ、人工肺、および空気トラッピング貯水池を含む ECMO 回路 (図 1) がマウス体外循環12小さいプライミングをことを除いて、上記モデルに似たようなボリューム (0.5 mL)。このプロトコルは、詳細な技術、生理学的な監視、および成功した ECMO の手順に関与する血液ガスの分析を示しています。

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Sterofundin</td>
			<td>B.Braun Petzold GmbH</td>
			<td>PZN:8609189</td>
			<td>in 1:1 with Tetraspan</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetraspan 6% Solution</td>
			<td>B. Braun Melsungen AG</td>
			<td>PZN: 05565416</td>
			<td>in 1:1 with Sterofundin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin Natrium 25.000</td>
			<td>Ratiopharm GmbH</td>
			<td>PZN: 3029843</td>
			<td>2,5 IU per ml of priming</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaHCO3 8,4% Solution</td>
			<td>B. Braun Melsungen AG</td>
			<td>PZN: 1579775</td>
			<td>3% in priming solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carprofen</td>
			<td>Zoetis Inc., USA</td>
			<td>PZN:00289615</td>
			<td>5mg/kg/BW</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 Fr PU Catheter</td>
			<td>Instechlabs INC., USA</td>
			<td>C10PU-MCA1301</td>
			<td>carotide artery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2 Fr PU Catheter</td>
			<td>Instechlabs INC., USA</td>
			<td>C20PU-MJV1302</td>
			<td>jugular vein</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8-0 Silk suture braided</td>
			<td>Ashaway Line &#38; Twine Co., USA</td>
			<td>75290</td>
			<td>ligature</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Piramal Critical Care GmbH</td>
			<td>PZN:9714675</td>
			<td>narcosis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spring Scissors - 6mm Blades</td>
			<td>Fine Science Tools GmbH</td>
			<td>15020-15</td>
			<td>instruments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spring Scissors - 2mm Blades</td>
			<td>Fine Science Tools GmbH</td>
			<td>15000-03</td>
			<td>instruments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Halsted-Mosquito Hemostat</td>
			<td>Fine Science Tools GmbH</td>
			<td>13009-12</td>
			<td>instruments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont #55 Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools GmbH</td>
			<td>11295-51</td>
			<td>instruments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Castroviejo Micro Needle Holder - 9cm</td>
			<td>Fine Science Tools GmbH</td>
			<td>12060-02</td>
			<td>instruments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro Serrefines</td>
			<td>Fine Science Tools GmbH</td>
			<td>18555-01</td>
			<td>instruments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bulldog Serrefine</td>
			<td>Fine Science Tools GmbH</td>
			<td>18050-28</td>
			<td>instruments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane Vaporizer Drager 19.1</td>
			<td>Dr&#228;gerwerk AG &#38; Co. KGaA</td>
			<td></td>
			<td>anesthesia 1,3 -2,5%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multichannel Data Aquisition Device with ISOHEART Software</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik GmbH, Germany</td>
			<td></td>
			<td>invasive pressure, ECG, t &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>i-STAT portable device</td>
			<td>Abbott Laboratories, Lake Bluff, Illinois, USA</td>
			<td></td>
			<td>blood gas analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>i-STAT CG4+ and CG8+ cartridges</td>
			<td>Abbott Laboratories, Lake Bluff, Illinois, USA</td>
			<td></td>
			<td>blood gas analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57Bl/6 mice, male, 30 g, 14 weeks old</td>
			<td>Charles River Laboratories</td>
			<td></td>
			<td>housed 1 week before</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

veno-venous extracorporeal membrane oxygenation in a mouse

膜型人工肺 (ecmo) の使用は、近年大幅に増加しています。ECMO は信頼性と効果的な治療になって末期肺疾患および急性。臨床需要と ECMO の長期使用の増加に伴い、手続きの最適化と多臓器損傷の防止が重要です。このプロトコルの目的は、マウスを自発的に呼吸で挿管以外は、静脈-静脈 ECMO の詳細な手法を提示します。このプロトコルは、ecmo 非施行例と手術の手順の技術的な設計を示しています。このマウスモデル ECMO は ECMO (例えば炎症、出血、血栓塞栓性イベント) に関連する病態の研究を促進します。遺伝子改変マウスの豊富な ECMO 関連の合併症に関与する分子メカニズムを解剖もすることができます。

このプロトコルでは、マウスに静脈-静脈 ECMO のメソッドについて説明します。このモデルは信頼性の高いと、再現と呼吸・循環の逮捕12,13CPB の上記モデルと比較して、それは以下の技術的に確立する厳しいです。
静脈システムに ECMO 流量は 1.5 と 5 mL/分の間維持されました。平...

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Veno-Venous Extracorporeal Membrane Oxygenation in a Mouse

静脈-静脈体外膜 (ecmo) 非挿管でのテクニック、自発的に呼吸マウスを記述したプロトコルをご紹介します。末期肺疾患と急性の実験研究で、ECMO のこのマウスモデルを効果的に実装できます。

マウスで静脈-静脈体外膜型人工肺

The use of extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) has increased substantially in recent years. ECMO has become a reliable and effective therapy for ...

この方法は、急性および慢性末期肺疾患の治療に関連するものなど、肺研究の分野における重要な質問に答える助けとなる。この技術の主な利点は、救命処置として体外膜酸素化の長期化中に多臓器損傷の分子および病理学的メカニズムの開始を容易にすることです。清潔で非無菌の条件下では、外科用ブレードと解剖顕微鏡を使用して、16倍の倍率の下で2つのフランスのポリウレタンカテーテルの遠位3分の1に3つのフェネレーションを導入します。次に、流出カニューレをプライミング液中に入れ、蠕動ポンプをオンにして体外膜酸素化、またはECMOマシンを充填し、毎分1ミリメートルの流量で回路をプライミングします。30分後、酸素供給器に1分あたり0.5リットルの酸素を加え、麻酔をした大人のマウスのつまみつまみへの応答の欠如を確認します。動物の目に軟膏を塗布した後、頸部の左側に4ミリメートルの横側面皮膚切開を行い、頸静脈を可視化し、マイクロ鉗子と綿棒を使用して容器をさらに露出させます。8-0 を使用するシルク縫合糸は、露出した静脈の遠位端をリゲートし、近位端にスリップノットを配置します。静脈の前壁をマイクロシザーで切開し、26ゲージブラキュラを介してヘパリン1グラム当たり2.5国際単位を頸静脈に注入し、挿入中の過度の失血を避けるために外科パッドのヘッドエンドを30度上げる。慎重に下の静脈のイリアック分岐に到達するためにカニューレを4センチメートルの深さまで押しながら、頸静脈の近位端にフェネレートされた2つのフランスのポリウレタンカニューレを挿入します。カニューレを非常に穏やかに押し上げるのは重要ですが、余分な力を使わずに継続的に行うことが重要です。抵抗が発生した場合は、カニューレを後ろに引いて、もう一度挿入します。8-0でカニューレを固定シルクノット、そしてちょうど示したように右頸静脈を露出させる。右頸静脈をフランスのポリウレタンカニューレ1つでカニューレ化し、カニューレを5ミリメートル右心房に向かってそっと動かし、8-0でカニューレを固定します。シルクノット。左大腿動脈を別のフランスのポリウレタンカニューレでカテーテルして侵襲的な圧力モニタリングと血液ガス分析を行い、データ取得装置に接続された心電図針を両方の前肢と左胸壁に挿入する。次に、データ取得装置に接続された直腸温度計を挿入します。静脈外膜酸素化を開始するには、ポンプを毎分0.1ミリリットルの初期流量に変えます。2分後、流量を毎分3~5ミリリットルに調整します。安定した流れの下で、リアルタイムモードのデータ取得装置を介して重要なパラメータを監視し、静脈排水からの背流れを継続的にチェックし、空気トラッパー貯留所の血液のレベルを監視する。24ゲージのブラキュラを装着した1ミリリットルのシリンジを使用して血液漏れを収集し、空気トラップリザーバを介してECMO回路に血液を返します。血液ガス分析のために、ECMO開始後10分、血液サンプリングカートリッジを使用して、酸素供給器の前、酸素供給器の直後、および大腿動脈から約75マイクロリットルの動脈血を採取する。ECMO開始後30分と60分、大腿動脈からのみ血液を採取する。開始後45分および90分後、プライミング溶液の0.1ミリリットルを投与し、空気トラッパーを介して通して通気液損失を補償する。開始の2時間後、酸素供給器、下の大静脈、および大腿動脈から血液を採取する。最後の採血後、ポンプの流量を5分間で減らし、ECMOを停止させ、さらに10分間重要なパラメータを記録し続けます。典型的な実験では、動物の生理学的パラメータは10分ごとに記録される。この代表的な実験では、血液学的パラメータは、中程度の貧血を補うために輸血は必要なかったが、ECMO中に関連する血液透析を実証した。酸素化パラメータは、1.0の触発された酸素の一部で酸素の混合物で適切な酸素供給器の性能を示した。さらに、ECMO中の代謝変化には、実験の開始時および終了時に呼吸性アルカローシスが含まれていた。余分な血液緩衝は行われなかった。ECMO回路を介して血液の流れを吸収し、血液ガス分析を介して酸素化パラメータを監視し、血液サンプリングによって引き起こされる失血を余分なプライミング溶液に置き換えるために適切なカヌレーション技術を使用することが重要です。この技術は、80以上の利用可能なノックイン、ノックアウトマウスモデルを使用して、肺疾患の分野の研究者が救命処置のためのプロトコルを大幅に改善する道を開きます。

Research

JoVE Journal

Medicine

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