Name: a pleural effusion model in rats by intratracheal instillation of polyacrylate/nanosilica
Uploaded: 2019-04-12T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Pleural Effusion Model in Rats by Intratracheal Instillation of Polyacrylate/Nanosilica at JoVE.com

De huidige studie en de productie naar dit artikel werden gefinancierd door het National Natural Science Foundation of China (Grant 81773373, 81172614 en Grant 81441089). Wij danken Dr. Jin Yan en Dr. Pan Yujie, departement van de noodtoestand, Beijing Chaoyang ziekenhuis, en Dr. Qu Peng van afdeling van echografie geneeskunde, Beijing Chaoyang ziekenhuis voor het helpen met de videoproductie.

De studie gevolgd richtsnoeren van kapitaal Medizinische Universität (Peking, P.R China) voor de verzorging en het gebruik van proefdieren. Alle procedures werden goedgekeurd door het dier ethisch comité van kapitaal medische universiteit in China.
1. experimental preparaten
Opmerking: Acclimatiseren de vrouwelijke specifieke pathogenen vrije Wistar ratten (gewicht: 200 ± 10 g) aan de experimentele omgevingen voor een week vóór Administratie (omgevingsomstandighe...

<ol>
	<li>Stathopoulos, G. 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=Nuclear+factor-kappaB+affects+tumor+progression+in+a+mouse+model+of+malignant+pleural+effusion.">Nuclear factor-kappaB affects tumor progression in a mouse model of malignant pleural effusion.</a> American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 34 (2), 142-150 (2006).</li><li>Shen, J., 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=The+dosage-toxicity-efficacy+relationship+of+kansui+and+licorice+in+malignant+pleural+effusion+rats+based+on+factor+analysis.">The dosage-toxicity-efficacy relationship of kansui and licorice in malignant pleural effusion rats based on factor analysis.</a> Journal of Ethnopharmacology. 186, 251-256 (2016).</li><li>Nel, A., Xia, T., M&#228;dler, L., Li, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toxic+potential+of+materials+at+the+nanolevel.">Toxic potential of materials at the nanolevel.</a> Science. 311 (5761), 622-627 (2006).</li><li>Maynard, A. 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=Safe+handling+of+nanotechnology.">Safe handling of nanotechnology.</a> Nature. 444 (7117), 267-269 (2006).</li><li>Duan, J., 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=Toxic+effects+of+silica+nanoparticles+on+zebrafish+embryos+and+larvae.">Toxic effects of silica nanoparticles on zebrafish embryos and larvae.</a> PLoS One. 8 (9), 74606 (2013).</li><li>Skuland, T., Ovrevik, J., L&#229;g, M., Schwarze, P., Refsnes, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silica+nanoparticles+induce+cytokine+responses+in+lung+epithelial+cells+through+activation+of+a+p38/TACE/TGF-&#945;/EGFR-pathway+and+NF-&#954;&#914;+signaling.">Silica nanoparticles induce cytokine responses in lung epithelial cells through activation of a p38/TACE/TGF-&#945;/EGFR-pathway and NF-&#954;&#914; signaling.</a> Toxicology and Applied Pharmacology. 279 (1), 76-86 (2014).</li><li>Oberd&#246;rster, G., Oberd&#246;rster, E., Oberd&#246;rster, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanotoxicology:+an+emerging+discipline+evolving+from+studies+of+ultrafine+particles.">Nanotoxicology: an emerging discipline evolving from studies of ultrafine particles.</a> Environmental Health Perspectives. 113 (7), 823-839 (2005).</li><li>Song, Y., Li, X., Du, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exposure+to+nanoparticles+is+related+to+pleural+effusion,+pulmonary+fibrosis+and+granuloma.">Exposure to nanoparticles is related to pleural effusion, pulmonary fibrosis and granuloma.</a> European Respiratory Journal. 34 (3), 559-567 (2009).</li><li>Song, Y., 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=Nanomaterials+in+humans:+identification,+characteristics,+and+potential+damage.">Nanomaterials in humans: identification, characteristics, and potential damage.</a> Toxicologic Pathology. 39 (5), 841-849 (2011).</li><li>Zhu, X., 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=Polyacrylate/nanosilica+causes+pleural+and+pericardial+effusion,+and+pulmonary+fibrosis+and+granuloma+in+rats+similar+to+those+observed+in+exposed+workers.">Polyacrylate/nanosilica causes pleural and pericardial effusion, and pulmonary fibrosis and granuloma in rats similar to those observed in exposed workers.</a> International Journal of Nanomedicine. 11, 1593-1605 (2016).</li><li>Havelock, 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=Pleural+procedures+and+thoracic+ultrasound:+British+Thoracic+Society+Pleural+Disease+Guideline+2010.">Pleural procedures and thoracic ultrasound: British Thoracic Society Pleural Disease Guideline 2010.</a> Thorax. 65, 61-76 (2010).</li><li>Jha, A., Ullah, E., Gupta, P., Gupta, G., Saud, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sonography+of+multifocal+hydatidosis+involving+lung+and+liver+in+a+female+child.">Sonography of multifocal hydatidosis involving lung and liver in a female child.</a> Journal of Medical Ultrasound. 40 (4), 471-474 (2013).</li><li>Hikaru, 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=Histological+analysis+of+70-nm+silica+particles-induced+chronic+toxicity+in+rats.">Histological analysis of 70-nm silica particles-induced chronic toxicity in rats.</a> European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 72, 626-629 (2009).</li><li>Sun, L., 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=Cytotoxicity+and+mitochondrial+damage+caused+by+silica+nanoparticles.">Cytotoxicity and mitochondrial damage caused by silica nanoparticles.</a> Toxicology in Vitro. 25, 1619-1629 (2011).</li><li>Hikaru, 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=Silica+nanoparticles+as+hepatotoxicants.">Silica nanoparticles as hepatotoxicants.</a> European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 72, 496-501 (2009).</li><li>Liu, T. I., 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=Single+and+repeated+dose+toxicity+of+mesoporous+hollow+silica+nanoparticles+in+intravenously+exposed+mice.">Single and repeated dose toxicity of mesoporous hollow silica nanoparticles in intravenously exposed mice.</a> Biomaterials. 32, 1657-1668 (2011).</li><li>Ding, 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=Diseases+caused+by+silica:+Mechanisms+of+injury+and+disease+development.">Diseases caused by silica: Mechanisms of injury and disease development.</a> International Immunopharmacology. 2, 173-182 (2002).</li><li>Shen, J., 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=The+dosage-toxicity-efficacy+relationship+of+kansui+and+licorice+in+malignant+pleural+effusion+rats+based+on+factor+analysis.">The dosage-toxicity-efficacy relationship of kansui and licorice in malignant pleural effusion rats based on factor analysis.</a> Journal of Ethnopharmacology. 186, 251-256 (2016).</li><li>Ji, J. H., 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=Twenty-eight-day+inhalation+toxicity+study+of+silver+nanoparticles+in+Sprague-Dawley+rats.">Twenty-eight-day inhalation toxicity study of silver nanoparticles in Sprague-Dawley rats.</a> Inhalation Toxicology. 19 (10), 857-871 (2007).</li></ol>

Echografie is het meest geschikte hulpmiddel voor het bepalen van longziekten, vanwege haar uitstekende gevoeligheid voor de gratis vloeistof in de spouw van Pleurale11. Dat komt omdat echografie kan onmiddellijk het contrast detecteren in akoestische impedantie van lucht en vocht in de longen12. Bovendien, de echografie is flexibeler in een klein dier model dan CT. Niettemin, de lucht in de longen het gevolg van de geluidsgolf en belemmerd van het waarnemen van de intrapul...

Pleurale effusie is een veel voorkomende klinische manifestatie van longziekten met allerlei oorzaken. Na een nuttig dier pleurale effusie model is zeer belangrijk om te studeren deze longziekten, de rol van de twee pleura membraan lagen, de mechanismen van pleurale effusie en de behandeling ervan. Echter, sommige meldden pleurale effusie modellen zich vooral richten op het maligne, pleurale effusie of biologische factoren in plaats van de nanodeeltjes in het milieu1,2. Hier introduceren we een nieuw model van pleurale effusie die is eenvoudig, veilig en effectief.
Met de ontwikkeling van nanotechnologie en het uitgebreide gebruik van nanoproducten is er een bezorgdheid over de mogelijke gevaren van nanomaterialen voor het milieu en de gezondheid van de mens3,4. Nanomaterialen introduceren van risicofactoren en potentieel leiden tot nieuwe gevaren op de werkplek of via verontreiniging van het milieu. In vitro en in vivo studies tonen aan dat nanomaterialen in meerdere orgel schade aan de longen, het hart, de lever, de nieren, en het zenuwstelsel, evenals de reproductieve en immuunsysteems5,6 resulteren kan. Bovendien, sommige studies gerapporteerd dat de specifieke toxiciteit van nanomaterialen te wijten aan hun unieke fysisch-chemische eigenschappen3,4,7 was.
We hebben gemeld dat een groep van werknemers met beroepsmatige blootstelling aan nanomaterialen klinisch gepresenteerd met vergroeiingen en pericardvocht effusie, longfibrose en granuloma8,9. Silica nanodeeltjes werden in deze patiënten pleurale effusie9geïsoleerd. Om te reproduceren en controleer of de pleurale effusie geïnduceerd door de geïnhaleerde nanodeeltjes in mens, we het experiment uitgevoerd door de polyacrylaat/nanosilica (PA/NPSi) via de luchtwegen bij ratten, die geïmiteerd menselijke ademhaling in een echte milieu, en vond dat intratracheale instillatietest van PA/NPSi kan resulteren in pleurale effusie bij ratten. We introduceren hier, how to make pleurale effusie bij ratten door intratracheale instillatietest van PA/NPSi, en hoe u kunt isoleren van nanodeeltjes in de pleurale effusie. Dit model kan nuttig zijn voor de verdere studie van Nanotoxicologie en pleurale effusie ziekten.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:843px;" width="843">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">Acuson S2000 Color Doppler ultrasound system</td>
			<td style="width:196px;">Siemens Medical Solutions, Mountain View ,CA</td>
			<td style="width:160px;"></td>
			<td style="width:260px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">&#160;Polyacrylate/nanosilica</td>
			<td style="width:196px;">Fudan University,Shanghai, China</td>
			<td style="width:160px;"></td>
			<td>made by order with nanosilica(20&#177;5)nm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">10% chloral hydrate</td>
			<td style="width:196px;">Beijing Chemical Works</td>
			<td style="width:160px;">302-17-0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">Transmission electron microscope&#160;</td>
			<td style="width:196px;">JEM-1400Plus&#65292;JEOL Ltd., Japan.</td>
			<td style="width:160px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">Light speed 16 spiral computed tomography</td>
			<td style="width:196px;">GE Healthcare, US</td>
			<td style="width:160px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">Specific pathogen-free Wistar</td>
			<td style="width:196px;">Animal Center of Lianhelihua (Beijing, China)</td>
			<td style="width:160px;"></td>
			<td>Wistar rats</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a pleural effusion model in rats by intratracheal instillation of polyacrylate/nanosilica

Pleurale effusie is een overwegend klinische vinden van vele longziekten. Na een nuttig dier pleurale effusie model is zeer belangrijk om te studeren deze longziekten. Voorgaande modellen van pleurale effusie meer aandacht besteed aan biologische factoren in plaats van nanodeeltjes in het milieu. Hier introduceren we een model voor het maken van pleurale effusie bij ratten door intratracheale instillatietest van polyacrylaat/nanosilica, en een methode van nanoparticle isolatie in de pleurale effusie. Door intratracheale instillatietest van polyacrylaat/nanosilica met concentraties van 3.125, 6,25 en 12,5 mg/kg∙mL, de pleurale effusie bij ratten op dag 3, 7-10 dagen in 6,25 en 12,5 mg/kg∙mL groepen, bedroeg gepresenteerd dan langzaam daalde en verdween op dag 14. Wanneer de concentratie van polyacrylaat/nanosilica toeneemt, is de pleurale effusie geproduceerde meer en sneller. Deze vergroeiingen vloeistof werd ontdekt door ultrageluid onderzoek of CT borst scannen en bevestigd door de dissectie van ratten. Silica nanodeeltjes werden waargenomen in de rats pleurale effusie door transmissie-elektronenmicroscoop. Deze resultaten toonden aan dat de blootstelling aan polyacrylaat/nanosilica leidt tot de inductie van pleurale effusie, die in overeenstemming met ons vorige verslag bij de mens was. Dit model is bovendien gunstig zijn voor de verdere studie van Nanotoxicologie en de pleurale effusie ziekten.

Met behulp van een thoracale echografie, vonden we geen pleurale effusie op dag 1 in alle groepen. Echter, op dag 3, de pleurale effusie verscheen in de groepen van 6,25 en 12,5 mg/kg∙mL. De effusie was vooral in de rechts ribben phrenic hoek, terwijl de pericardvocht effusie alleen gepresenteerd in 12,5 mg/kg∙mL groep. Bovendien, op dag 7, pleurale effusie (Video 1) zowel pericardvocht effusie (Video 2) werden ontdekt in 6,25 mg/kg∙mL groep (<stron...

Watch this Scientific Journal Video about A Pleural Effusion Model in Rats by Intratracheal Instillation of Polyacrylate/Nanosilica at JoVE.com

A Pleural Effusion Model in Rats by Intratracheal Instillation of Polyacrylate/Nanosilica

Hier presenteren we een protocol voor de bouw van een model van de pleurale effusie bij ratten door intratracheale instillatietest van polyacrylaat/nanosilica.

Een Model van de pleurale effusie bij ratten door intratracheale instillatietest van polyacrylaat/Nanosilica

Pleural effusion is a prevalent clinical finding of many pulmonary diseases. Having a useful animal pleural effusion model is very important to study ...

Deze methode kan inzicht geven in de toxiciteit van nanomaterialen en kan worden toegepast voor de studie van longtoxiciteit. Deze techniek werd afgeleid om de effecten van polyacrylaat/nanosilica-geïnduceerde pleurale effusie te bestuderen. Voordat u begint met de instillatie, sonicate een verse, 10-milliliter, polyacrylaat / nanosilica suspensie in normale zoutoplossing gedurende 20 tot 30 minuten, gevolgd door 10 minuten vortexen, alvorens de suspensie te verdunnen tot 3.125, 6,25 en 12,5 milligram per milliliter concentraties.Bevestig vervolgens een gebrek aan respons op teenknijpen in een verdoofde rat en bevestig de voortanden van het dier aan het bord met een stuk nylon koord. Met behulp van tangen en een frontale laat, voorzichtig open de mond om de spleet van glottis visualiseren, en steek een fijne buis in de bilaterale bronchus. Dan, inprent 0,5 milliliter van de polyacrylaat / nanosilica deeltjes via de buis in de longen, en plaats de rat in de supine positie met controle tot volledig herstel.Op dag één, drie, zeven en 14 na instillatie, gebruik een elektrisch scheerapparaat om het haar te verwijderen uit de borst en de bovenbuik van elke verdoofde rat, en plaats de rat op de montageplaat van een ultrasone systeem met een lineaire array transducer in de supine positie. Breng ultrasone gel aan op de blootgestelde huid en plaats de transducer op de intercostale ruimte en het subcostale gebied om de pleurale vloeistof te detecteren. Om de effusie nauwkeurig te detecteren, selecteert u de linker- en rechter zijposities om een echografieonderzoek uit te voeren.Op dag zeven worden zowel pleurale effusie als pericardiale effusie gedetecteerd in de groep van 6,25 milligram per kilogram per milliliter ingeprent groep. Op dag zeven en 14 zijn CT-borstscans van de 12,5 milligram per kilogram per milliliter ingeprent dieren abnormaal onder de stompe achterlijke costofrenische hoek, zinspelend op een kleine hoeveelheid pleurale effusie. Transmissie elektronenmicroscopie van pleurale effusiemonsters onthult nanosilica nanodeeltjes individueel en in clusters met een morfologie die overeenkomt met die waargenomen voor nanodeeltjes binnen de voorbereide suspensie.Het belangrijkste is om te onthouden om de spleet van de glottis te visualiseren en een fijne buis in de bilaterale bronchus te steken. De nanodeeltjes kunnen ook worden ingeprent door inademing of intraveneuze injectie, omdat beide methoden zijn uitgevoerd in eerdere studies. Deze techniek is nuttig voor het bestuderen van de ontwikkeling van pleurale effusie.

Research

JoVE Journal

Medicine

A Novel Surgical Approach for Intratracheal Administration of Bioactive Agents in a Fetal Mouse Model

A Novel chirurgische benadering voor intratracheale toediening van bioactieve stoffen in een Foetale Muis Model

Prenatal pulmonary delivery of cells, genes or pharmacologic agents could provide the basis for new therapeutic strategies for a variety of genetic and ...

A Contusion Model of Severe Spinal Cord Injury in Rats

Een Kneuzing Model van Severe ruggenmergletsel bij ratten

The translational potential of novel treatments should be investigated in severe spinal cord injury (SCI) contusion models. A detailed methodology is ...

Intubation-mediated Intratracheal (IMIT) Instillation: A Noninvasive, Lung-specific Delivery System

Intubation-mediated Intratracheal IMIT Instillation: A Noninvasive, Lung-specific Delivery System

Intubatie-gemedieerde Intratracheaal (IMIT) Blaasinstillatie: een niet-invasieve, Lung-specifieke Delivery System

Respiratory disease studies typically involve the use of murine models as surrogate systems. However, there are significant physiologic differences ...

Retroductal Submandibular Gland Instillation and Localized Fractionated Irradiation in a Rat Model of Salivary Hypofunction

Retroductal Submandibulaire Gland Blaasinstillatie en gelokaliseerde gefractioneerde bestraling in een Rat Model van het speeksel hypofunction

Normal tissues that lie within the portals of radiation are inadvertently damaged. Salivary glands are often injured during head and neck radiotherapy. ...

A Model of Cardiac Remodeling Through Constriction of the Abdominal Aorta in Rats

Een model van remodellering Door vernauwing van de abdominale aorta bij ratten

Heart failure is one of the leading causes of death worldwide. It is a complex clinical syndromethat includes fatigue, dyspnea, exercise intolerance, and ...

A Model of Glaucoma Induced by Circumlimbal Suture in Rats and Mice

Een Model van glaucoom veroorzaakt door Circumlimbal hechtdraad bij ratten en muizen

The circumlimbal suture is a technique for inducing experimental glaucoma in rodents by chronically elevating intraocular pressure (IOP), a well-known ...

Inducing Acute Lung Injury in Mice by Direct Intratracheal Lipopolysaccharide Instillation

Inducerende acute Long blessure bij muizen door directe Intratracheal lipopolysaccharide instillatie

Airway administration of lipopolysaccharide (LPS) is a common way to study pulmonary inflammation and acute lung injury (ALI) in small animal models. ...

Osteoarthritis Pain Model Induced by Intra-Articular Injection of Mono-Iodoacetate in Rats

Artrose pijnmodel geïnduceerd door intra-articulaire injectie van mono-jodoacetaat bij ratten

The current animal models of osteoarthritis (OA) can be divided into spontaneous models and induced models, both of which aim to simulate the ...

Intratracheal Instillation of Stem Cells in Term Neonatal Rats

Intratracheale instillatie van stamcellen in term neonatale ratten

Prolonged exposure to high concentrations of oxygen leads to inflammation and acute lung injury, which is similar to human bronchopulmonary dysplasia ...

A Minimally Invasive Method for Intratracheal Instillation of Drugs in Neonatal Rodents to Treat Lung Disease

Een minimaal invasieve methode voor intratracheale instillatie van geneesmiddelen bij neonatale knaagdieren om longziekte te behandelen

Treatment of neonatal rodent with drugs instilled directly into the trachea could serve as a valuable tool to study the impact of a locally administered ...