Name: a minimally invasive method for intratracheal instillation of drugs in neonatal rodents to treat lung disease
Uploaded: 2021-08-04T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Minimally Invasive Method for Intratracheal Instillation of Drugs in Neonatal Rodents to Treat Lung Disease at JoVE.com

Detta arbete stöddes delvis av R01HD090887-01A1 från NICHD till AH. Författarna erkänner också de faciliteter som tillhandahålls av Dr. Peter Mc Farlanes laboratorium, såsom inhalationsanestesi / värmedyna. Catherine Mayers värdefulla hjälp med att inrätta systemet uppskattas. Finansiären spelade ingen roll i utformningen av studien, insamlingen, analysen och tolkningen av data eller i skrivandet av manuskriptet.

Alla experiment godkändes av Institutional Animal Care and Use Committee (protokoll # 2020-0035) vid Case Western Reserve University. Alla djur behandlades i enlighet med NIH:s riktlinjer för vård och användning av försöksdjur.
1. Djur
<ol><li>Kommersiellt få gravida Sprague Dawley råttor.</li>
	<li>Håll djur på en godkänd veterinäranläggning med 14 h/10 h ljus-mörk cykel och 45-60% relativ luftfuktighet.</li>
</ol>2. Beredning av testförening
<ol><li...

<ol>
	<li>Pulmonary Cell Biology Lab: Neonatal Lung Disease. Mayo Clinic Available from: <a target="_blank" href="https://www.mayo.edu/research/labs/pulmonary-cell-biology/projects/neonatal=lung-disease">https://www.mayo.edu/research/labs/pulmonary-cell-biology/projects/neonatal=lung-disease</a> (2020)</li><li>Mart&#237;nez-Burnes, J., L&#243;pez, A., Lemke, K., Dobbin, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transoral+intratracheal+inoculation+method+for+use+with+neonatal+rats.">Transoral intratracheal inoculation method for use with neonatal rats.</a> Comparative Medicine. 51 (2), 134-137 (2001).</li><li>Pinkerton, K. E., Crapo, J. D., Witschi, H., Brain, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphometry+of+the+alveolar+region+of+the+lung.">Morphometry of the alveolar region of the lung.</a> Toxicology of Inhaled Materials Handbook of Experimental Pharmacology. 95, 259-285 (1985).</li><li>Nardiello, C., Mi&#382;&#237;kov&#225;, I., Morty, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Looking+ahead:+where+to+next+for+animal+models+of+bronchopulmonary+dysplasia.">Looking ahead: where to next for animal models of bronchopulmonary dysplasia.</a> Cell and Tissue Research. 367 (3), 457-468 (2017).</li><li>Sugimoto, M., Ando, M., Senba, H., Tokuomi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lung+defenses+in+neonates:+Effects+of+bronchial+lavage+fluids+from+adult+and+neonatal+rabbits+on+superoxide+production+by+their+alveolar+macrophages.">Lung defenses in neonates: Effects of bronchial lavage fluids from adult and neonatal rabbits on superoxide production by their alveolar macrophages.</a> Journal of the Reticuloendothelial Society. 27 (6), 595-606 (1980).</li><li>Grayson, M. 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=Controls+for+lung+dendritic+cell+maturation+and+migration+during+respiratory+viral+infection.">Controls for lung dendritic cell maturation and migration during respiratory viral infection.</a> Journal of Immunology. 179 (3), 1438-1448 (2007).</li><li>Moreira, 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=Intranasal+delivery+of+human+umbilical+cord+Wharton's+jelly+mesenchymal+stromal+cells+restores+lung+alveolarization+and+vascularization+in+experimental+bronchopulmonary+dysplasia.">Intranasal delivery of human umbilical cord Wharton's jelly mesenchymal stromal cells restores lung alveolarization and vascularization in experimental bronchopulmonary dysplasia.</a> Stem Cells Translational Medicine. 9 (2), 221-234 (2020).</li><li>Bar-Haim, E., 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=Interrelationship+between+dendritic+cell+trafficking+and+Francisella+tularensis+dissemination+following+airway+infection.">Interrelationship between dendritic cell trafficking and Francisella tularensis dissemination following airway infection.</a> PLoS Pathogens. 4 (11), 1000211 (2008).</li><li>Linderholm, A. L., Franzi, L. M., Bein, K. J., Pinkerton, K. E., Last, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+quantitative+comparison+of+intranasal+and+intratracheal+administration+of+coarse+PM+in+the+mouse.">A quantitative comparison of intranasal and intratracheal administration of coarse PM in the mouse.</a> Integrative Pharmacology, Toxicology and Genotoxicology. 1 (1), 5-10 (2015).</li><li>Guerra, K., 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=Intra-tracheal+administration+of+a+naked+plasmid+expressing+stromal+derived+factor-1+improves+lung+structure+in+rodents+with+experimental+bronchopulmonary+dysplasia.">Intra-tracheal administration of a naked plasmid expressing stromal derived factor-1 improves lung structure in rodents with experimental bronchopulmonary dysplasia.</a> Respiratory Research. 20 (1), 255 (2019).</li><li>Thomas, 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=Influence+of+particle+size+on+the+pathology+and+efficacy+of+vaccination+in+a+murine+model+of+inhalational+anthrax.">Influence of particle size on the pathology and efficacy of vaccination in a murine model of inhalational anthrax.</a> Journal of Medical Microbiology. 59, 1415-1427 (2010).</li><li>Sakurai, 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=A+combination+of+the+aerosolized+PPAR-&#947;+agonist+pioglitazone+and+a+synthetic+surfactant+protein+B+peptide+mimic+prevents+hyperoxia-induced+neonatal+lung+injury+in+rats.">A combination of the aerosolized PPAR-&#947; agonist pioglitazone and a synthetic surfactant protein B peptide mimic prevents hyperoxia-induced neonatal lung injury in rats.</a> Neonatology. 113 (4), 296-304 (2018).</li><li>Rayamajhi, 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=Non-surgical+intratracheal+instillation+of+mice+with+analysis+of+lungs+and+lung+draining+lymph+nodes+by+flow+cytometry.">Non-surgical intratracheal instillation of mice with analysis of lungs and lung draining lymph nodes by flow cytometry.</a> Journal of Visualized Experiments. (51), e2702 (2011).</li><li>Brain, J. D., Knudson, D. E., Sorokin, S. P., Davis, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulmonary+distribution+of+particles+given+by+intratracheal+instillation+or+by+aerosol+inhalation.">Pulmonary distribution of particles given by intratracheal instillation or by aerosol inhalation.</a> Environmental Research. 11 (1), 13-33 (1976).</li><li>Pritchard, J. 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=The+distribution+of+dust+in+the+rat+lung+following+administration+by+inhalation+and+by+single+intratracheal+instillation.">The distribution of dust in the rat lung following administration by inhalation and by single intratracheal instillation.</a> Environmental Research. 36 (2), 268-297 (1985).</li><li>Ruzinski, J. T., Skerrett, S. J., Chi, E. Y., Martin, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deposition+of+particles+in+the+lungs+of+infant+and+adult+rats+after+direct+intratracheal+administration.">Deposition of particles in the lungs of infant and adult rats after direct intratracheal administration.</a> Laboratory Animal Science. 45 (2), 205-210 (1995).</li><li>Sun, B., Curstedt, T., Song, G. W., Robertson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surfactant+improves+lung+function+and+morphology+in+newborn+rabbits+with+meconium+aspiration.">Surfactant improves lung function and morphology in newborn rabbits with meconium aspiration.</a> Biology of the Neonate. 63 (2), 96-104 (1993).</li><li>Nicholson, J. W., Kinkead, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+device+for+intratracheal+injections+in+rats.">A simple device for intratracheal injections in rats.</a> Laboratory Animal Science. 32 (5), 509-510 (1982).</li><li>Carlon, 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=Efficient+gene+transfer+into+the+mouse+lung+by+fetal+intratracheal+injection+of+rAAV2/6.2.">Efficient gene transfer into the mouse lung by fetal intratracheal injection of rAAV2/6.2.</a> Molecular Therapy: The Journal of the American Society of Gene Therapy. 18 (12), 2130-2138 (2010).</li><li>Chen, C. -. M., Chen, Y. -. J., Huang, Z. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intratracheal+Instillation+of+Stem+Cells+in+Term+Neonatal+Rats.">Intratracheal Instillation of Stem Cells in Term Neonatal Rats.</a> Journal of Visualized Experiments. (159), e61117 (2020).</li><li>Reynolds, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preventing+maternal+cannibalism+in+rats.">Preventing maternal cannibalism in rats.</a> Science. 213 (4512), 1146 (1981).</li><li>Park, C. M., Clegg, K. E., Harvey-Clark, C. J., Hollenberg, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+techniques+for+successful+neonatal+rat+surgery.">Improved techniques for successful neonatal rat surgery.</a> Laboratory Animal Science. 42 (5), 508-513 (1992).</li><li>Cleary, G. 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=Exudative+lung+injury+is+associated+with+decreased+levels+of+surfactant+proteins+in+a+rat+model+of+meconium+aspiration.">Exudative lung injury is associated with decreased levels of surfactant proteins in a rat model of meconium aspiration.</a> Pediatrics. 100 (6), 998-1003 (1997).</li><li>Das, S., MacDonald, K., Chang, H. -. Y. S., Mitzner, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+method+of+mouse+lung+intubation.">A simple method of mouse lung intubation.</a> Journal of Visualized Experiments. (73), e50318 (2013).</li><li>Oka, 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=A+reliable+method+for+intratracheal+instillation+of+materials+to+the+entire+lung+in+rats.">A reliable method for intratracheal instillation of materials to the entire lung in rats.</a> Journal of Toxicologic Pathology. 19 (2), 107-109 (2006).</li><li>Watanabe, A., Hashimoto, Y., Ochiai, E., Sato, A., Kamei, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+method+for+confirming+correct+endotracheal+intubation+in+mice.">A simple method for confirming correct endotracheal intubation in mice.</a> Laboratory Animals. 43 (4), 399-401 (2009).</li><li>Kim, J. -. S., 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=An+automatic+video+instillator+for+intratracheal+instillation+in+the+rat.">An automatic video instillator for intratracheal instillation in the rat.</a> Laboratory Animals. 44 (1), 20-24 (2010).</li><li>Lawrenz, M. B., Fodah, R. A., Gutierrez, M. G., Warawa, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intubation-mediated+intratracheal+(IMIT)+instillation:+a+noninvasive,+lung-specific+delivery+system.">Intubation-mediated intratracheal (IMIT) instillation: a noninvasive, lung-specific delivery system.</a> Journal of Visualized Experiments. (93), e52261 (2014).</li><li>Ordodi, V. L., Mic, F. A., Mic, A. A., Sandesc, D., Paunescu, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+device+for+intubation+of+rats.">A simple device for intubation of rats.</a> Lab Animal. 34 (8), 37-39 (2005).</li><li>Cleary, G. M., Wiswell, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Meconium-stained+amniotic+fluid+and+the+meconium+aspiration+syndrome.+An+update.">Meconium-stained amniotic fluid and the meconium aspiration syndrome. An update.</a> Pediatric Clinics of North America. 45 (3), 511-529 (1998).</li><li>Vandivort, T. C., An, D., Parks, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+improved+method+for+rapid+intubation+of+the+trachea+in+mice.">An improved method for rapid intubation of the trachea in mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (108), e53771 (2016).</li><li>Litvin, D. G., Dick, T. E., Smith, C. B., Jacono, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lung-injury+depresses+glutamatergic+synaptic+transmission+in+the+nucleus+tractus+solitarii+via+discrete+age-dependent+mechanisms+in+neonatal+rats.">Lung-injury depresses glutamatergic synaptic transmission in the nucleus tractus solitarii via discrete age-dependent mechanisms in neonatal rats.</a> Brain, Behavior, and Immunity. 70, 398-422 (2018).</li><li>Spoelstra, E. 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=A+novel+and+simple+method+for+endotracheal+intubation+of+mice.">A novel and simple method for endotracheal intubation of mice.</a> Laboratory Animals. 41 (1), 128-135 (2007).</li><li>Kim, Y. E., 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=Intratracheal+transplantation+of+mesenchymal+stem+cells+simultaneously+attenuates+both+lung+and+brain+injuries+in+hyperoxic+newborn+rats.">Intratracheal transplantation of mesenchymal stem cells simultaneously attenuates both lung and brain injuries in hyperoxic newborn rats.</a> Pediatric Research. 80 (3), 415-424 (2016).</li><li>Chang, Y. S., 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=Intratracheal+transplantation+of+human+umbilical+cord+blood-derived+mesenchymal+stem+cells+dose-dependently+attenuate+hyperoxia-induced+lung+injury+in+neonatal+rats.">Intratracheal transplantation of human umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells dose-dependently attenuate hyperoxia-induced lung injury in neonatal rats.</a> Cell Transplantation. 20 (11-12), 1843-1854 (2011).</li><li>Chang, Y. S., 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=Timing+of+umbilical+cord+blood+derived+mesenchymal+stem+cells+transplantation+determines+therapeutic+efficacy+in+the+neonatal+hyperoxic+lung+injury.">Timing of umbilical cord blood derived mesenchymal stem cells transplantation determines therapeutic efficacy in the neonatal hyperoxic lung injury.</a> PloS One. 8 (1), 52419 (2013).</li><li>Mowat, V., Alexander, D. J., Pilling, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+rodent+and+nonrodent+laryngeal+and+tracheal+bifurcation+sensitivities+in+inhalation+toxicity+studies+and+their+relevance+for+human+exposure.">A comparison of rodent and nonrodent laryngeal and tracheal bifurcation sensitivities in inhalation toxicity studies and their relevance for human exposure.</a> Toxicologic Pathology. 45 (1), 216-222 (2017).</li></ol>

Intratrakeal instillation är en utmärkt metod som erbjuder flera fördelar jämfört med befintliga metoder för respiratoriska sjukdomsinterventioner samt utveckling av sjukdomsmodeller. Det är en snabb metod och med erfarenhet kan utföras med en genomsnittlig hastighet på 2-3 minuter per djur. De viktigaste övervägandena för en lyckad intubation är korrekt sedering av djuret, det är korrekt positionering, särskilt huvudet, samt exakt djup av placering / storlek på spekulan i orofarynxen. Korrekt sedering sk...

Nyfödda födda för tidigt har dåligt utvecklade lungor som kräver många interventionella terapier som långvarig ventilation. Dessa ingrepp placerar de överlevande nyfödda i en hög risk för efterföljande följdsjukdomar1. Experimentella djurmodeller fungerar som ett viktigt verktyg för att simulera olika sjukdomstillstånd, studera sjukdomarnas patobiologi och utvärdera terapeutiska ingrepp. Även om ett brett utbud av djurmodeller från möss, råtta och kanin till förtida lamm och grisar finns tillgängliga, är möss och råtta de mest använda. 
Den främsta fördelen med att använda möss och råttor är den relativt korta graviditetsperioden och minskade kostnader. De är också lättillgängliga, lätta att underhålla i sjukdomsfria miljöer, genetiskt homogena och har relativt mindre etisk oro 2,3. En annan stor fördel med gnagarmodellen är att den neonatala valpen vid födseln befinner sig i ett sent kanaliskt /tidigt sakkulärt stadium av lungutveckling som är morfologiskt ekvivalent med lungan hos ett 24-veckors för tidigt neonatalt mänskligt spädbarn som fortsätter att utveckla bronkopulmonell dysplasi4. Dessutom, eftersom deras lungutveckling snabbt fortskrider till fullbordan inom de första 4 veckorna av livet, är det möjligt att studera den postnatala lungmognaden inom en rimlig tidsram4. Trots dessa fördelar är den lilla storleken på möss och råttvalpar en källa till oro för olika ingrepp, vilket tvingar de flesta forskare att använda vuxna djur snarare än valpar5. Neonatala lungor befinner sig i ett utvecklingsstadium och svaret från en nyfödd på ett uppviglande medel skiljer sig från en vuxens. Detta gör det lämpligt att använda neonatala djurmodeller för att studera mänskliga neonatala sjukdomstillstånd.
Det finns olika metoder för att administrera läkemedel/biologiska agenser till lungan. Detta inkluderar intranasal 6,7 eller intratrakeal 8,9,10 instillation samt aerosolinandning11,12. Varje tillvägagångssätt har sina egna tekniska utmaningar, fördelar och begränsningar13. Intratrakeal administreringsväg för terapeutiska medel föredras för att studera den direkta terapeutiska effekten i organet som kringgår de systemiska effekterna. Denna väg kan också användas för att studera lungpatologi orsakad av uppviglande medel. Det finns både invasiva och minimalt invasiva tekniker för att göra detta och är lätt att utföra hos vuxna. Men hos valpar, på grund av djurets lilla storlek, finns det tekniska utmaningar i samband med intubationsprocessen. Den aktuella studien presenterar en enkel, konsekvent, icke-kirurgisk intratrakeal instillation (ITI) -metod hos råttvalpar som kan användas för att studera effekten av olika neonatala terapeutiska ingrepp samt för att generera djurmodeller som simulerar neonatala andningssjukdomar.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Evans Blue dye</td>
			<td>Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA</td>
			<td>314-13-6</td>
			<td>Confirmation of drug administration into lungs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine Hydrochloride</td>
			<td>Hospira. Inc, Lake Forest, IL, USA</td>
			<td>Dispensed from Animal care facility</td>
			<td>For sedation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Operating Otoscope</td>
			<td>Welch Allyn, Hillrom, Chicago, IL, USA</td>
			<td>21770- 3.5V</td>
			<td>For visualization of vocal cords</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Otoscope Rechargeable Handle</td>
			<td>Welch Allyn, Hillrom, Chicago, IL, USA</td>
			<td>71050-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette tip (Gel loading)</td>
			<td>Fisherbrand</td>
			<td>02-707-139</td>
			<td>Administering the drug</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Platform for restraining (inclined plane)</td>
			<td>Animal care facility</td>
			<td>Dispensed from Animal care facility</td>
			<td>Wired roof of mice cage can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3M Micropore Surgical White Paper (sticking tape)</td>
			<td>3M, St. Paul, MN, USA</td>
			<td>1530-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer Lock SyringeSyringes (1 ml)</td>
			<td>BD Franklin Lakes, NJ , USA</td>
			<td>NBD2515</td>
			<td>Administering the drug</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine</td>
			<td>Hospira. Inc, Lake Forest, IL, USA</td>
			<td></td>
			<td>For sedation</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a minimally invasive method for intratracheal instillation of drugs in neonatal rodents to treat lung disease

Behandling av neonatal gnagare med läkemedel som införs direkt i luftstrupen kan fungera som ett värdefullt verktyg för att studera effekterna av ett lokalt administrerat läkemedel. Detta har direkt translationell inverkan eftersom ytaktivt medel och läkemedel administreras lokalt i lungorna. Även om litteraturen har många publikationer som beskriver minimalt invasiv transoral intubation av vuxna möss och råttor i terapeutiska experiment, saknas detta tillvägagångssätt hos neonatala råttvalpar. Den lilla storleken på orotrakeal region / svalg i valparna gör visualisering av larynxlumen (stämband) svår, vilket bidrar till den varierande framgångsgraden för intratrakeal läkemedelsleverans. Vi demonstrerar härmed effektiv oral intubation av neonatal råttvalp - en teknik som är icke-traumatisk och minimalt invasiv, så att den kan användas för seriell administrering av läkemedel. Vi använde ett operativt otoskop med ett belysningssystem och en förstoringslins för att visualisera trakealöppningen hos de nyfödda råttorna. Läkemedlet införs sedan med en 1 ml spruta ansluten till en pipettspets. Noggrannheten i leveransmetoden demonstrerades med hjälp av Evans blå färgämnesadministration. Denna metod är lätt att utbilda sig i och kan fungera som ett effektivt sätt att införa droger i luftstrupen. Denna metod kan också användas för administrering av inokulum eller medel för att simulera sjukdomstillstånd hos djur och även för cellbaserade behandlingsstrategier för olika lungsjukdomar.

Instillationen av Evans blå avslöjade multifokal fördelning av färgämnet som involverade alla lunglober (figur 4A,B). Vårt resultat som visas i figur 4 visar effekten av distributionen till alla lober. Bilden tas omedelbart efter ITI av färgämnet i luftstrupen. 100% effekt uppnåddes vid ingjutning av färgämnet i luftstrupen följt av dess spridning i alla lober på båda sidor. Det förväntas att färgämnet skulle spridas vidare ino...

Watch this Scientific Journal Video about A Minimally Invasive Method for Intratracheal Instillation of Drugs in Neonatal Rodents to Treat Lung Disease at JoVE.com

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

Denna teknik för att införa läkemedel direkt i luftstrupen hos neonatala gnagare är viktig för att studera effekterna av lokalt administrerade läkemedel eller biologiska läkemedel på neonatala lungsjukdomar. Dessutom kan denna metod också användas för att inducera lungskada i djurmodeller.

En minimalt invasiv metod för intratrakeal instillation av läkemedel hos neonatala gnagare för behandling av lungsjukdom

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 ...

Detta protokoll visar att det är möjligt att införa forskningsmaterial i luftstrupen hos neonatala råttvalpar, fem dagar gamla, genom direkt visualisering. Denna metod förbättrar tillförlitligheten vid administrering av forskningsmaterial eller läkemedel i luftstrupen genom direkt visualisering. Genom att undvika injektion i luftstrupen minskar denna metod smärta, och ännu viktigare, blödning i luftstrupen, vilket möjliggör förbättrad överlevnad.Utvecklingen av fina färdigheter krävs för att utföra detta protokoll, inklusive lämplig positionering av djuret, korrekt användning av operativt autoskop för att visualisera stämbanden och effekten av administrering i lungorna. Demonstrerar proceduren kommer att vara Tara Sudhadevi, en postdoktor från mitt laboratorium, och Alison Ha, en doktorand. Innan du börjar experimentet, bekräfta en förlust av svans- och pedalreflex i en sövd fem dagar gammal råttvalp och använd laboratoriemärkningstejp för att hålla valpen i ryggläge på en platt plattform lutad vid 45 grader.Använd trubbiga pincett för att försiktigt dra tungan åt sidan, och med hjälp av ett otoskopspekulum med en diameter på två millimeter håller du försiktigt tungan på plats så att struphuvudet syns. Använd operationsotoskopet med rätt storlek spekulum, lokalisera stämbanden genom otoskopets förstoringslins. För intratrakeal instillation, ladda en en milliliter spruta utrustad med en långvinklad, gelladdande pipettspets med 0,9 kubikcentimeter luft, följt av 30 till 50 mikroliter av ämnet av intresse.Böj pipettspetsen till en 30-graders vinkel och sätt in den laddade pipettspetsen genom spekulumet till cirka två millimeter bortom stämbanden. Tryck sprutans kolv för att administrera ämnet av intresse och luften genom spekulumet in i stämbanden. När allt ämne har levererats, placera valpen på en 38-graders Celsius integrerad cirkulerande vätskeuppvärmningsdyna med övervakning tills regelbunden andning, innan du återförenar valpen med dammen.För att utvärdera fördelningen av ämnet i ett lungvävnadsprov, torka bröstet och buken hos de avlivade råttvalparna med 70% etylalkohol och använd steril teknik för att avlägsna lungorna enligt standardprotokoll för deras visuella bedömning. I denna studie bedömdes effekten av intratrakeal instillationstekniken genom visuell undersökning av lungvävnaden som samlats in från en fem dagar gammal råttvalp instillerad med Evans blå färgämne. Instillationen var nästan 100% effektiv, eftersom färgämnet spred sig in i lungan omedelbart efter administrering och fördelades över alla lungvävnadens lober.Färgämnet observerades inte i några vävnader utanför lungorna, vilket bekräftade teknikens förmåga att användas för selektiv leverans av en terapeutisk av intresse för lungorna. Att placera djuret initialt i rätt vinkel över en fast yta är avgörande för att nästa steg att visualisera stämbanden med hjälp av operationsautoskopet ska lyckas.

Research

JoVE Journal

Medicine

A Simple Method of Mouse Lung Intubation

En enkel metod för mus Lung Intubation

A  simple procedure to intubate mice for pulmonary function measurements would  have several advantages in longitudinal studies with limited numbers or  ...

Minimally Invasive Establishment of Murine Orthotopic Bladder Xenografts

Minimalinvasiva Etablering av murina Orthotopic Bladder implanterad

Orthotopic bladder cancer xenografts are the gold standard to study molecular cellular manipulations and new therapeutic agents&#160;in vivo. Suitable ...

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

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

Intubation-medierad Intratrakeal (IMIT) Instillation: en icke-invasiv, Lung specifik Delivery System

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

Method of Isolated Ex Vivo Lung Perfusion in a Rat Model: Lessons Learned from Developing a Rat EVLP Program

Method of Isolated Ex Vivo Lung Perfusion in a Rat Model: Lessons Learned from Developing a Rat EVLP Program

Metod för Isolerad<em&gt; Ex vivo</em&gt; Lung Perfusion i en råttmodell: Lärdomar från Utveckla en Rat EVLP Program

The number of acceptable donor lungs available for lung transplantation is severely limited due to poor quality. Ex-Vivo Lung Perfusion (EVLP) has allowed ...

A Minimally Invasive Model to Analyze Endochondral Fracture Healing in Mice Under Standardized Biomechanical Conditions

En minimalinvasiv modell för att analysera Endochondral Fracture Healing hos möss Under standardiserade biomekaniska förhållanden

Bone healing models are necessary to analyze the complex mechanisms of fracture healing to improve clinical fracture treatment. During the last decade, an ...

Electromagnetic Navigation Transthoracic Nodule Localization for Minimally Invasive Thoracic Surgery

Elektromagnetisk navigering Transthoracic Nodule Localization för minimalt invasiv thoraxkirurgi

The increased use of chest computed tomography (CT) has led to an increased detection of pulmonary nodules requiring diagnostic evaluation and/or ...

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

En pleurautgjutning modell hos råttor vid intratrakeal Instillation av polyakrylat/Nanosilica

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

Inducing Acute Lung Injury in Mice by Direct Intratracheal Lipopolysaccharide Instillation

Inducera akut lung skada hos möss genom direkt Intratracheal Lipopolysaccharide instillation

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

A Pre-clinical Rat Model for the Study of Ischemia-reperfusion Injury in Reconstructive Microsurgery

En preklinisk råtta modell för studiet av ischemia-reperfusion skada i rekonstruktiv microsurgery

Ischemia-reperfusion injury is the main cause of flap failure in reconstructive microsurgery. The rat is the preferred preclinical animal model in many ...

Intratracheal Instillation of Stem Cells in Term Neonatal Rats

Intratrakeal instillation av stamceller i term neonatal råttor

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