Name: a piglet perinatal asphyxia model to study cardiac injury and hemodynamics after cardiac arrest, resuscitation, and the return of spontaneous circulation
Uploaded: 2023-01-13T13:20:00
Duration: 10 min 55 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Piglet Perinatal Asphyxia Model to Study Cardiac Injury and Hemodynamics after Cardiac Arrest, Resuscitation, and the Return of Spontaneous Circulation at J

私たちの施設で周産期仮死と心停止のこの子豚モデルの確立、開発、改良を支援してくれたすべての研究者と研究者に感謝します。ノルウェーのオスロ大学外科研究所と比較医学研究所の動物研究施設のスタッフと、カナダのエドモントンにあるアルバータ大学の研究技術者の長年にわたる協力に感謝します。この出版物に対する経済的支援について、オスロ大学の医学生研究プログラム、ノルウェー研究評議会、ノルウェーSIDSおよび死産協会に感謝します。

著者は、開示するこの記事に関連する利益相反はありません。

この子豚モデルは時間がかかり、技術的に困難であり、いくつかの重要なステップがあります。合理的な生存率を確保するためには、投薬、外科的介入、および心停止を誘発する方法の微妙なバランスが必要です。プロトコルは比較的長い期間であり、いくつかの重要なステップを含むため、実験を実施するには徹底的な準備と専任の十分に機能するチームが必要であり、実験は大型動物研究の経験がある施設で実施する必要があります。私たちの研究チームは、1〜3頭の子豚で並行して実験を行いました。実験中は常に少なくとも2人、同時に3頭の子豚で実験を行う場合は少なくとも3人が立ち会うことをお勧めします。
実験の特に重要で技術的に困難な部分には、次のものが含まれます:1)すべての機器が機能しており、すべてのデータサンプリングツールが利用可能で、機能し、校正されていることを確認します。2)特に窒息前およびCPR中の良好で満足のいく機械的換気。3)外科的介入;4)窒息の誘発;5)心停止を確認する。6)心肺蘇生法;7)特に心停止やROSCなどのタイムクリティカルポイントでの検体のサンプリング。プロトコルの最も重要なステップは、窒息の誘発と心停止の確認です。最初の実験では、周産期仮死10,11,13,14,15,16,20の混合呼吸性および代謝性アシドーシスを厳密に模倣するために、CO2を窒息ガスに添加した。しかしながら、CO2ガスが利用できなかった後の実験7、21、22において、機械的換気速度の低下とそれに続く20〜30分後のETTのクランプも、混合呼吸性および代謝性アシドーシスをもたらすことが観察された。心停止時の高いCO2レベルは、臨床状況を模倣するために重要であるだけでなく、ROSCにも影響を与える可能性があります。この理由は、心停止が特定のpHで起こるようであり、pHが乳酸とCO2の両方に依存しているためである可能性があります。高炭酸ガス血症は乳酸アシドーシスよりも容易に逆転するため、主に呼吸器系アシドーシスと代謝性アシドーシスが子豚が窒息から回復する速さを決定する可能性があります。周産期仮死またはHIEの他の子豚モデルは、通常、MAP値または窒息の持続時間に応じて、心停止前に再酸素化/蘇生を開始することがよくあります(例:.、45分の窒息29、2時間の仮死30、20 mmHg 31のMAP、30-35 mmHg 30のMAP、MAP 70%下回るベースライン29,32).このモデルの利点は、心停止を誘発することにより、心停止前、心停止中、および直後の新生児CPRおよびサンプルデータを研究できることです。特に、心停止時に子豚のかなりの割合がPEA 7,33を有するという偶発的な発見は、周産期学分野を超えてモデルの適用性を高める可能性がある34。
何年にもわたって、このモデルは、子豚の鎮静剤への曝露と外科的介入を最小限に抑え、データのサンプリングと登録を改善するために改良されてきました。以前のプロトコル10、11、13、14、15、16、20には、セボフルランによる麻酔の誘導が含まれていました。.現在のプロトコルには、耳の静脈を介したIVアクセスとIV薬を直接確立することが含まれているため、これは現在放棄されています。これは、訓練を受けたプロバイダーによる末梢静脈内カテーテル挿入の前に子豚をタオルでくるむだけで子豚の苦痛が回避されるため可能です。ミダゾラムは最初の実験プロトコルでも使用されました。しかし、剖検の大部分を行った研究者(R.S.)の主観的評価は、ミダゾラムを連続注入として使用した場合、剖検中に脳の状態が悪化したというものでした。したがって、現在、麻酔を維持するためにフェンタニルIVのみを使用しています。ミダゾラムは、子豚が苦痛の兆候を示し、フェンタニルおよび/またはペントバルビタールが効果を示さない場合、ボーラス用量で使用できます。しかし、私たちはそれを管理する必要はほとんどありませんでした。
他の改良に関しては、以前の実験では、子豚は、声門下切開を通してしっかりと固定された気管内チューブで気管切開されました。この手順は漏れのない気道を提供しますが、子豚に外科的ストレスを引き起こします。一方、子豚の上気道が大きいため、カフのないETTを使用すると、気管内挿管が有意な漏出と関連しています。そのため、カフ付きETTの使用を開始し、気管切除した子豚の実験に匹敵する、漏れがゼロになり、ROSC率が大幅に向上しました。さらに、データサンプリングに関していくつかの調整が行われました。以前の実験7、19、22、33、35、36のいくつかは、左総頸動脈の周囲に配置されたフロープローブの使用を含んでいた。このフロープローブは、ここ数年、オスロの研究所では容易に入手できませんでした。エドモントンの私たちの研究室はまだ頸動脈フロープローブを使用しており、その使用はモデルに貴重な追加の血行動態データを提供する可能性があります。以前のいくつかの実験では、左心室を頸動脈の1つに通して左心室に配置された圧力体積カテーテルの使用も含まれていました。胸骨圧迫の管理は、圧力-体積カテーテル登録を混乱させ、場合によっては、カテーテルの故障や破損さえ引き起こしました。したがって、その使用は逮捕モデルでは放棄されました。最近、非侵襲的COモニターがプロトコルに追加され、心停止およびCPR中のECG信号の最適化は、ECGの形態とPEAに関する貴重な情報を提供する可能性があるため、焦点を当てています。最後に、4時間は組織病理学的変化、細胞死、および一部のバイオマーカーの変化を検出できないため、ROSC後の観察時間が4時間から9.5時間に延長されました。
このモデルの最も重要な制限の1つ、およびトランスレーショナルモデルとしての一般的な子豚の使用は、分娩室CPRとは異なり、出生後の心肺移行がすでに子豚で起こっていることです。窒息した新生児の場合のように、子豚が開いた胎児の心血管シャントと高い肺圧を持っている可能性は低いです。この子豚の仮死モデル(心停止ではない)の以前のバージョンを使用したFugelsethら37による研究では、仮死中に血管シャントが子豚で再開する可能性が高いことが示されましたが、換気と血行動態サポートに対する反応は異なる場合があります。したがって、生理学的測定値は、移行中のヒト新生児を常に代表するとは限らない。子豚と新生児の間には、子豚の上気道が大きく、ETT漏れ(カフ付きETTを使用することが重要であることを意味します)や基底温度の上昇など、解剖学的にいくつかの違いもあります。
これらの制限にもかかわらず、周産期仮死のトランスレーショナルモデルとして子豚を使用するという世界の研究コミュニティには長い伝統があります。ブタは、解剖学的、生理学、組織学、生化学、および炎症の点で人間に似ており38、正期産時の出生体重が低い(1.5〜2.5 kg)ことを除けば、新生子豚は人間の新生児と非常によく似たサイズを持っています。サイズと解剖学的構造により、機器の計装、モニタリング、イメージング、および人間の新生児に匹敵する生物学的標本の収集が可能になります。このモデルは、胸骨圧迫が人間の新生児と同じように比較的簡単に実行でき、ブタは冠状動脈の血液分布、伝導系への血液供給、心筋の組織学的外観、虚血性損傷に対する生化学的および代謝的反応など、人間39と同様の心臓解剖学的および生理学を持っているため、蘇生研究も可能にします40.もう一つの重要な要因は、新生子豚の周産期脳発達がヒト新生児と同等であること41であり、窒息は高炭酸ガス血症および混合呼吸性および代謝性アシドーシスを伴う生化学的反応をもたらし、窒息した新生児のそれに似ています。
結論として、周産期仮死のこのモデルは技術的に困難で時間がかかります。しかし、周産期仮死時の生理学的および血行動態学的変化に関する貴重な情報を提供し、新生児蘇生研究を可能にし、心停止前、心停止中、心停止後の生理学的変化に関する貴重な情報を提供し、周産期学以外の医学の他の研究分野にも興味があるかもしれません。

周産期仮死は、出生前、出生中、および/または出生後のガス交換の低下(低酸素血症および高炭酸ガス血症)によって引き起こされます。その結果、重要な臓器への血流(虚血)が減少し、その後の混合呼吸性アシドーシスと代謝性アシドーシスが起こります。周産期仮死は、世界中で毎年58万人の乳児が死亡する一般的な出生合併症です1。国連の持続可能な開発目標番号3.2(すなわち、新生児死亡率<1,000人あたり12人、5歳未満死亡率<1,000人あたり25人)2に述べられているように、この数を減らすことは新生児と5歳未満の子供の死亡を減らすために不可欠です。
臨床的には、窒息は新生児の 低酸素性虚血性脳症(HIE)、呼吸抑制、循環不全として現れます3(すなわち、重要な臓器低酸素虚血の症状と徴候)4。その結果、窒息した乳児は、発作を含む脳症の治療、および高度な呼吸および循環サポートを必要とする場合があります。世界的には、毎年1,000万人もの乳児が触覚刺激などの何らかの介入を必要とし、6〜700万人の乳児が出生時に補助換気を必要としています5。したがって、周産期仮死は医療制度に大きな負担をかけ、関連する社会経済的影響をもたらします。周産期仮死に起因する世界的な疾病負担を軽減するために、私たちの研究グループは、科学的研究において以下の重点分野を調査する必要があると考えています。予後バイオマーカー;最適化された分娩室の蘇生と安定化6.
新生子豚と妊娠近齢の人間の乳児は、解剖学的構造と病態生理学が類似しています7。周産期仮死と心停止の動物モデルは、窒息と心停止につながる周産期移行の失敗の完全な側面を作り出すことはできませんが、子豚は優れた翻訳モデルです。
早くも1970年代に、我々は成体ブタ8の低酸素モデルを開発しました。それは研究グループ9によって首尾よく改良され、周産期仮死10,11,12,13,14,15,16,17,18の子豚モデルを提供した。2007年に、子豚の心停止の最初の実験がオスロ大学病院の外科研究所で行われました11,13,15,16。逮捕モデルは、ガイドライン開発10,13,15,16,19,20の証拠、ならびに生理学的研究および機器/診断ツールのテストのための膨大な機会14,21、蘇生プロトコル(ランダム化比較試験)13,15,16、22、および血液および組織バイオマーカー10、12、20。したがって、このモデルは用途が広いことが証明されており、伝統的に1つの実験シリーズがいくつかの研究の質問に答えるために使用されてきました。これは重要であり、実験動物研究23の3R(削減、置換、改良)(すなわち、科学的目的のために犠牲にされる動物の数を減らすという原則)と一致しています。
以下のプロトコルでは、周産期仮死の子豚モデルについて、心停止を誘発、定義、および確認する方法を含めて詳細に説明されています。このモデルは、鎮静剤や外科的介入への曝露を最小限に抑えるように改良されており、機械的換気、窒息、蘇生、蘇生後の観察、および血液、尿、脳脊髄液の検体の収集が含まれています。私たちのグループはまた、伝統的に死後に重要な臓器から組織を収集しますが、組織収集の手順はこのプロトコルでは詳細に説明されていません。このモデルは、窒息したヒト新生児の生化学を反映する、混合呼吸器アシドーシスと代謝性アシドーシスを伴う低酸素侮辱をシミュレートします。侵襲的血圧(BP)と心拍数(HR)、パルスオキシメトリ(PO)、心電図(ECG)、インピーダンス心電図(ICG)、および近赤外分光法(NIRS)の評価で子豚を綿密に監視することにより、特に心臓に焦点を当てた周産期仮死の生理機能を詳細に研究することができます。
このモデルは、投薬、外科的介入、および心停止を誘発する方法の非常に細かいバランスが妥当な生存率を確保するために必要とされるため、技術的に困難です。実験を実施するには、徹底的な準備と献身的で十分に機能するチームが必要です。実験動物の選択も、実験を成功させるために重要な役割を果たしているようです。この論文では、プロトコルとそれに関する私たちの経験について詳しく説明します。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Acid-base machine (ABL 800 Flex)</td>
			<td>Radiometer Medical ApS, Br&#248;nsh&#248;j, Denmark</td>
			<td>989-963</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AcqKnowledge 4.0 software for PC</td>
			<td>Biopac Systems Inc., Goleta, CA, USA</td>
			<td>ACK100W</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adhesive aperture drape</td>
			<td>OneMed Group Oy, Helsinki, Finland</td>
			<td>1505-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adrenaline (1 mg/mL)</td>
			<td>Takeda AS, Asker, Norway</td>
			<td>Vnr 00 58 50</td>
			<td>Dilute 1:10 in normal saline to 0.1 mg/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arterial cannula 20 G 1,10 mm x 45 mm</td>
			<td>Becton Dickinson Infusion Therapy, Helsingborg, Sweden</td>
			<td>682245</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arterial forceps</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Asphyxia gas, 8% oxygen in nitrogen</td>
			<td>Linde Gas AS (AGA AS), Oslo, Norway</td>
			<td>110093</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Benelyte, 500 mL</td>
			<td>Fresenius Kabi, Norge AS, Halden, Norway</td>
			<td>79011</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biopac ECG and invasive blood pressure modules, Model MP 150</td>
			<td>Biopac Systems Inc., Goleta, CA 93117, USA</td>
			<td>ECG100C, MP150WSW</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Box of cardboard for sample storage</td>
			<td>Syhehuspartner HF, Oslo, Norway</td>
			<td>2000076</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannula , 23G x 1 1/4&#34;- Nr.14</td>
			<td>Beckton Dickinson S.A., Fraga, Spain</td>
			<td>300700</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannula, 18G x 2&#34;</td>
			<td>Beckton Dickinson S.A., Fraga, Spain</td>
			<td>301900</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannula, 21G x 1 1/2&#34;- Nr.2</td>
			<td>Beckton Dickinson S.A., Fraga, Spain</td>
			<td>304432</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge (Megafuge 1.0R)&#160;</td>
			<td>Heraeus instruments, Kendro Laboratory Products GmbH, Hanau, Germany</td>
			<td>75003060</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chlorhexidin colored 5 mg/mL</td>
			<td>Fresenius Kabi Norge AS, Halden, Norway</td>
			<td>00 73 24</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Combi-Stopper</td>
			<td>B. Braun Melsungen AG,&#160; Melsungen, Germany</td>
			<td>4495101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CRF form</td>
			<td>Self-made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Desmarres eyelid retractor 13 cm x 18 mm</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital Thermometer ama-digit ad 15 th</td>
			<td>Amarell, Kreuzwertheim, Germany</td>
			<td>9243101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ECG electrodes, Skintact</td>
			<td>Leonhard Lang, Innsbruck, Austria</td>
			<td>FS-TC1 /10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electric heating mattress</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extension set</td>
			<td>Codan Medizinische Ger&#228;te GmbH &#38; Co KG, Lensahn, Germany</td>
			<td>71.4021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fentanyl (50 &#181;g/mL)</td>
			<td>Hameln, Saksa, Germany</td>
			<td>00 70 16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine wood chips</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Finnpipette F1, 100-1000 &#181;L</td>
			<td>VWR, PA, USA</td>
			<td>613-5550</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fully equipped surgical room</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gas hose</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gauze swabs 5 cm x 5 cm</td>
			<td>Bastos Viegas,.a., Penafiel, Portugal</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin, heparinnatium 5000 IE/a.e./mL</td>
			<td>LEO Pharma AS, Ballerup, Denmark</td>
			<td>46 43 27</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HighClean Nonwoven Swabs, 10 cm x 10 cm</td>
			<td>Selefa, OneMed Group Ay, Helsinki, Finland</td>
			<td>223003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ICON&#160;</td>
			<td>Osypka Medical GmbH, Berlin, Germany</td>
			<td></td>
			<td>Portable non-invasive cardiometer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ICON electrodes/ECG electrodes, Ambu WhiteSensor WSP25</td>
			<td>Ambu A/S, Ballerup, Denmark</td>
			<td>WsP25-00-S/50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infusomat Space medical pump</td>
			<td>B. Braun Melsungen AG,&#160; Melsungen, Germany</td>
			<td>8713050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Invasive blood pressure monitoring system</td>
			<td>Codan pvb Critical Care GmbH, Forstinning, Germany</td>
			<td>74.6604</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laryngoscope SunMed Greenlinen blade No 2&#160;</td>
			<td>KaWe Medical, Asperg, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Leoni plus mechanical ventilator&#160;</td>
			<td>L&#246;wenstein Medical SE &#38; Co. KG, Bad Ems, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Liquid nitrogen 230 L</td>
			<td>Linde Gas AS (AGA AS), Oslo, Norway</td>
			<td>102730</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge tubes, 1.5 ml</td>
			<td>Forsyningssenteret, Trondheim, Norway</td>
			<td>72.690.001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcuff endotracheal tube, size 3.5</td>
			<td>Avanos, GA, USA</td>
			<td>35162</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle holder</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neoflon, peripheral venous catheter, 24 G 0.7 mm x 19 mm</td>
			<td>Becton Dickinson Infusion Therapy AB, Helsingborg, Sweden</td>
			<td>391350</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neonatal piglets 12-36 h of age</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>As young as possible</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NIRS electrodes,&#160;FORE-SIGHT Single Non-Adhesive Sensor Kit Small</td>
			<td>Cas Medical systems Inc., Branford Connecticut, USA</td>
			<td>01-07-2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NIRS machine, FORE-SIGHT Universal, Cerebral Oximeter MC-202, Benchtop regional oximeter&#160;FORE-SIGHT</td>
			<td>Cas Medical systems Inc., Branford Connecticut, USA</td>
			<td>01-06-2020</td>
			<td>May also use INVOS, Covidien</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normal saline, NaCl 9 mg/mL, 500 mL.</td>
			<td>Fresenius Kabi Norge AS, Halden, Norway</td>
			<td>Vare nr. 141387</td>
			<td>Unmixed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normal saline, NaCl 9 mg/mL, 500 mL.</td>
			<td>Fresenius Kabi Norge AS, Halden, Norway</td>
			<td>141388</td>
			<td>For IV blood pressure monitoring, add heparin (0.2 ml heparin 5000 IE/a.e./mL in 500 mL of 0.9% NaCl)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nunc Cryogenic Tubes 1.8 mL</td>
			<td>VWR, PA, USA</td>
			<td>479-6847</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Original Perfusor Line, I Standard PE</td>
			<td>B. Braun Melsungen AG,&#160; Melsungen, Germany</td>
			<td>8723060</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen saturation monitor, MasimoSET, Rad 5</td>
			<td>Masimo, Neuch&#226;tel, Switzerland</td>
			<td>9196</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen saturation monitor, OxiMax N-65</td>
			<td>Covidien LP (formerly Nellcor Puritan Bennett Inc.), Boulder, CO, USA</td>
			<td>N65-PDN1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pentobarbital (100 mg/mL)</td>
			<td>Norges Apotekerforening, Oslo, Norway</td>
			<td>Pnr 811602</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette tips</td>
			<td>VWR, PA, USA</td>
			<td>732-2383</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic container with holes</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td>Has to allow for circulation of air</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Printer labels B-492, hvit, 25 mm x 9 mm, 3000 labels</td>
			<td>VWR, PA, USA</td>
			<td>BRDY805911</td>
			<td>For nunc tubes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Razor, single use disposable</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber gloves</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber hot water bottles</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Self-inflating silicone pediatric bag 500 ml</td>
			<td>Laerdal Medical, Stavanger, Norway</td>
			<td>86005000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Smallbore T-Port Extension Set</td>
			<td>B. Braun Melsungen AG,&#160; Melsungen, Germany</td>
			<td>471954</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile surgical gloves latex, Sempermed supreme</td>
			<td>Semperit Technische Produkte Ges.m.b.H., Vienna, Austria</td>
			<td>size 7: 822751701</td>
			<td>Different sizes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stethoscope&#160;</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stopcocks, 3-way, Discofix</td>
			<td>B. Braun Melsungen AG,&#160; Melsungen, Germany</td>
			<td>16494C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stylet size 3.5&#160;</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SunMed Greenlinen laryngoscope blade No 2&#160;</td>
			<td>KaWe Medical, Asperg, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical blade, size 15</td>
			<td>Swann Morton LTD, Sheffield England</td>
			<td>205</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical forceps</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical scissors</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical sponges, sterile</td>
			<td>M&#246;lnlycke Health Care, G&#246;teborg, Sweden</td>
			<td>C0130-3025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical swabs</td>
			<td>M&#246;lnlycke Health Care, G&#246;teborg, Sweden</td>
			<td>159860-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical tape Micropore 2.5 cm x 9.1 m&#160;</td>
			<td>3M Norge AS, Lillestr&#248;m, Norway</td>
			<td>153.5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Suture, Monsoft Monofilament Nylon 3-0</td>
			<td>Covidien LP (formerly Nellcor Puritan Bennett Inc.), Boulder, CO, USA</td>
			<td>SN653</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Suture, Polysorb Braided Absorbable</td>
			<td>Covidien LP (formerly Nellcor Puritan Bennett Inc.), Boulder, CO, USA</td>
			<td>GL884</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe 0.01-1 mL Omnifix F Luer Solo</td>
			<td>B. Braun Melsungen AG,&#160; Melsungen, Germany</td>
			<td>9161406V</td>
			<td>Used for acid base blood sampling. Flush with heparin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe 10 mL Omnifix Luer Solo</td>
			<td>B. Braun Melsungen AG,&#160; Melsungen, Germany</td>
			<td>4616103V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe 2.5 mL BD Plastipak</td>
			<td>Beckton Dickinson S.A., Madrid, Spain</td>
			<td>300185</td>
			<td>Used for blood sampling. Flush with heparinized NaCl</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe 20 mL Omnifix Luer Loc Solo</td>
			<td>B. Braun Melsungen AG,&#160; Melsungen, Germany</td>
			<td>4617207V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe 20 mL Omnifix Luer Solo</td>
			<td>B. Braun Melsungen AG,&#160; Melsungen, Germany</td>
			<td>4616200V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe 5 mL Omnifix Luer Solo</td>
			<td>B. Braun Melsungen AG,&#160; Melsungen, Germany</td>
			<td>4616057V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe 50 mL Omnifix Luer Lock Solo</td>
			<td>B. Braun Melsungen AG,&#160; Melsungen, Germany</td>
			<td>4617509F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe 50 mL Omnifix Luer Solo</td>
			<td>B. Braun Melsungen AG,&#160; Melsungen, Germany</td>
			<td>4616502F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Table drape sheet, asap drytop</td>
			<td>Asap Norway AS, Skien, Norway</td>
			<td>83010705</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tape Tensoplast 2.5 cm x 4.5 m&#160;</td>
			<td>BSN Medical, Essity Medical Solutions, Charlotte, NC, USA</td>
			<td>66005305, 72067-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Timer</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Towels</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transparent IV-fixation</td>
			<td>Mediplast AB, Malm&#246;, Sweden</td>
			<td>60902106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound gel</td>
			<td>Optimu Medical Solutions Ltd. Leeds, UK</td>
			<td>1157</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound machine, LOGIQ e</td>
			<td>GE Healthcare, GE Medical Systems, WI, USA</td>
			<td>5417728-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Utility drape, sterile</td>
			<td>OneMed Group Oy, Helsinki, Finland</td>
			<td>1415-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuette K3E K3EEDTA 2mL</td>
			<td>Greiner Bio-One GmbH, Kremsm&#252;nster, Austria</td>
			<td>454222</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Venflon Pro Safety 22 G 0.9 mm x 25 mm</td>
			<td>Becton Dickinson Infusion Therapy, Helsingborg, Sweden</td>
			<td>393222</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ventilation mask made to fit tightly around a piglet snout</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td>Typically cone shaped</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weight</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a piglet perinatal asphyxia model to study cardiac injury and hemodynamics after cardiac arrest, resuscitation, and the return of spontaneous circulation

新生児子豚は、周産期仮死の翻訳モデルとして広く使用されています。2007年には、心停止を導入することにより、確立された子豚仮死モデルを適応させました。これにより、自発循環(ROSC)の復帰に要する時間や、心肺蘇生法の代替プロトコルに従った胸骨圧迫の効果など、主要な結果に対する重度の窒息の影響を研究することができました。子豚とヒト新生児の間の解剖学的および生理学的類似性のために、子豚は心肺蘇生法および血行動態モニタリングの研究において優れたモデルとして役立つ。実際、この心停止モデルは、蘇生プロトコル、病態生理学、バイオマーカー、および血行動態モニタリングの新しい方法に関する研究を通じて、ガイドライン開発の証拠を提供してきました。特に、子豚のかなりの割合が心停止中に無脈電気活動(PEA)を有するという偶発的な発見は、モデルの適用性を高める可能性がある(すなわち、周産期を超えて及ぶ病態生理学を研究するために使用される可能性がある)。ただし、モデルの生成は技術的に困難であり、合理的な生存率を確保するために、さまざまなスキルセット、専任の人員、および外科的プロトコルや鎮静剤/鎮痛薬の使用などの対策の微妙なバランスが必要です。この論文では、プロトコルの詳細と、長年にわたるプロトコルへの適応の経験について説明します。

子豚が計装され、安定した後、データ収集および分析ソフトウェアを使用してECGおよびBP測定値が継続的に収集されます。窒息中の血行動態の変化は、ソフトウェアで簡単に確認できます(図5)。BPは、BP=0のときに心停止するまで、窒息中に徐々に低下する。ROSCが達成された後、血圧は増加し、しばらくすると再び正常化します。BPおよびECGデータは、CPR中の冠状動脈灌流圧の計算や、窒息前、窒息中、および/または窒息後のBPおよびECGのリズムおよび形態の変化など、さまざまなタイプの分析に使用できます。
心拍出量と心指数は、インピーダンス心電図検査(非侵襲的な心拍出量測定)で継続的に監視されます21。心臓損傷を研究するために、酸化ストレスと嫌気性代謝の心筋マーカーが測定されます19。また、心筋トロポニンTを含む心臓酵素を血漿中で測定することができる(結果は未公表)。
窒息は子豚の生理機能を変えます。図6は、HR(図6A)、MAP(図6B)、pH(図6C)、pCO2(図6D)、塩基過剰(図6E)、および乳酸(図6F)が実験全体を通してどのように変化するかの例を示しています。予想通り、MAP、pH、および塩基過剰は窒息中に減少し、pCO2および乳酸は増加する(混合呼吸性および代謝性アシドーシス)。実験の終わりに向かって、値は正規化されます。
歴史的に、実験は気管切開された子豚11、13、15、16、19を用いて(すなわち、漏れのない気道を用いて)行われた。外科的ストレスを制限するために、子豚は2019年からの実験でカフのないETTで気管内に挿管されました。それらの実験21では、著しく低いROSC率が観察された。したがって、最近の実験では、カフなしETTとカフ付きETTを使用してROSC率を比較しました。カフなしのETTを使用した場合、7/19頭の子豚がROSCを達成し、カフ付きETTを使用した場合、5/5頭の子豚がROSCを達成しました(p = 0.012)(未発表の結果)。この知見は、このモデルにおける漏れのない気道の重要性を裏付けている。
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64788/64788fig05.jpg"> 図5:データ収集および解析ソフトウェアを使用した連続データサンプリング。 データ収集および解析ソフトウェアでの連続データサンプリングの外観の例。(A)実験全体のBP。(B)BPとECGの拍動間複合体。実験のさまざまな部分がパネル(A)にマークされています:1)仮死の開始、2)心停止とCPR、3)ROSC。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64788/64788fig05large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64788/64788fig06.jpg"> 図6:実験中の心血管変数と代謝変数の変化。実験全体でさまざまな変数がどのように変化するかを示します。示されている6つの時点は次のとおりです:低酸素開始直前(ベースライン)、10分の低酸素、心停止、ROSC、ROSC後120分、および研究終了(ROSC後570分)。(A)心拍数(HR)、(B)平均動脈圧(MAP)、(C)pH、(D)CO2分圧(pCO2)、(E)塩基過剰、および(F)乳酸。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64788/64788fig06large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>

Watch this Scientific Journal Video about A Piglet Perinatal Asphyxia Model to Study Cardiac Injury and Hemodynamics after Cardiac Arrest, Resuscitation, and the Return of Spontaneous Circulation at J

A Piglet Perinatal Asphyxia Model to Study Cardiac Injury and Hemodynamics after Cardiac Arrest, Resuscitation, and the Return of Spontaneous Circulation

この子豚モデルは、手術器具、心停止までの窒息、蘇生、および蘇生後の観察を含む。このモデルは、動物ごとに複数回サンプリングすることを可能にし、継続的な侵襲的動脈血圧、ECG、および非侵襲的心拍出量モニタリングを使用することにより、周産期仮死および新生児心肺蘇生法における血行動態および心臓病態生理に関する知識を提供します。

心停止・蘇生・自然循環復帰後の心損傷と血行動態を研究するための子豚周産期仮死モデル

Neonatal piglets have been extensively used as translational models for perinatal asphyxia. In 2007, we adapted a well-established piglet asphyxia model ...

このプロトコルは、周産期仮死および心停止の前、最中、および後の血行動態および生理学的変化の研究を可能にするため、重要です。このモデルには心停止が含まれているため、新生児の心肺蘇生法に関連する要因と、それらが生理学と血行動態にどのように影響するかを研究できます。このモデルは、窒息した新生児に関する貴重な情報を提供します。この観察結果は、無脈電気活動を含む心停止の病態生理学に光を当てた。これにより、他の患者グループへの適用性が拡張されます。このモデルは技術的に困難であり、実験は大規模で長い研究を経験した施設、できれば大きなサブペレットで実行する必要があります。プロトコルは詳細に研究する必要があります。この手順のデモンストレーションに参加するのは、オスロ大学の研究施設のロナウグ・ソルバーグ、アン・リー・ソレヴァグ、手術室看護師のセラ・セバスチャンです。外科的介入を開始する前に、必要なすべての機器を準備し、すべてのカテーテルを通常の生理食塩水で満たしてください。症例登録フォームまたはCRFで手術の開始時刻に注意してください。麻酔をかけた子豚の皮膚を、3〜5個の外科用スポンジを使用して、着色クロルヘキシジン1ミリリットルあたり5ミリグラムで滅菌し、接着剤開口部ドレープで覆います。子豚の首の右側に長さ2.5センチの皮膚切開を行い、まぶたの開創器を使用して切開の両側の皮膚を引っ込めます。次に、動脈鉗子の助けを借りて、内頸静脈を解剖して露出させ、頸静脈の下に2〜3-0ナイロン縫合糸を置き、安定させます。片方の手で縫合糸の1つを持ち、もう一方の手で中心静脈カテーテルを持ち、カテーテルを挿入して針を引き抜きます。1ミリリットルの生理食塩水で洗い流して、カテーテルの正しい配置を確認します。次に、静脈の周りの静脈とカテーテルが静脈の内側にある領域に静脈を保持するために使用された縫合糸の1つを結びます。吸収性フォーゼロ縫合糸で皮膚を閉じ、フェンタニルIVとバランスの取れた炭水化物電解質溶液を中心静脈カテーテルに接続します。メスを使用して、子豚の首の左側に2.5センチの長さの皮膚切開を行い、右側の前の切開よりもわずかに内側に切り込みます。次に、まぶたの開創器を使用して切開部の両側の皮膚を引っ込めます。動脈鉗子の助けを借りて、総頸動脈を解剖し、内側の胸鎖乳突筋にさらします。その下に一対のナイロン3-ゼロ縫合糸を置くことによって総頸動脈を安定させます。片方の手で縫合糸の1つを持ち、もう一方の手で中心動脈カテーテルを持ち、中心動脈カテーテルを挿入して針を引き抜きます。次に、動脈を動脈の周りに保持している縫合糸の1つと、カテーテルが動脈の内側にある領域にカテーテルを結びます。1ミリリットルの生理食塩水でカテーテルを洗い流してカテーテルの正しい配置を確認した後、吸収性のある4-0縫合糸でカテーテル翼を皮膚に固定し、皮膚を閉じます。次に、子豚を侵襲的動脈血圧モニタリングシステムに接続します。カテーテルを透明な包帯で覆い、データ収集を開始します。中心動脈カテーテルが設置されたら、CRFの手術終了時間をメモします。子豚の生理学的測定値とともにCRFの仮死を開始した時間を書き留めます。仮死を開始する直前に、子豚から血液サンプルを収集し、フェンタニルIV投与を中止します。窒息を開始するには、人工呼吸器の酸素ダイヤルを100%に回し、人工呼吸器の速度を毎分10回のインフレで減らします。人工呼吸器の酸素ホースを仮死ガスに切り替えながら、子豚の酸素飽和度が低下していることを確認して、窒息の誘発が成功したことを確認します。窒息を10分間続けた後、人工呼吸器の率を毎分さらに10インフレで減らします。この時点から、10分後、その後5分ごとに心停止するまで。酸ベースの状態を追跡し、子豚の生理学的測定値をCRFに書き留めます。心停止まで窒息を続けます。人工呼吸器の頻度を10分ごとに毎分10回ずつ減らし、30分の窒息後に気管内チューブまたはETTを動脈鉗子で固定します。平均動脈圧が水銀柱20ミリメートルを下回ったら、心臓の継続的な聴診を開始します。心臓を聴診し、心拍が聞こえなくなったときにチームに通知します。次に、ETTclを取り外しますamp該当する場合は、プロトコルに従って吸気酸素の適切な割合と人工呼吸器の設定を設定します。同時に、人工呼吸器の仮死ガスホースを酸素出口に戻します。最後に、心肺蘇生の準備をしながら、心停止時点に対応する血液サンプルを採取します。蘇生に関する国際連絡委員会が3対1のCPRを推奨した場合は、心停止後30秒間子豚を機械的に換気します。次に、胸骨圧迫を開始し、胸骨圧迫と換気の比率を3対1にします。2本の親指と旋回手のテクニックを使用して、胸部を胸部と後部の直径の3分の1の深さまで圧迫し、胸部の完全な反動を可能にします。20ミリメートル水銀柱を超える収縮期動脈圧を生成することを目指します。胸骨圧迫の30秒後、アドレナリンIVを投与し、CPRの3分ごとに最大4回の投与でそれを繰り返します。各アドレナリン投与後に1ミリリットルの生理食塩水でカテーテルを洗い流します。動脈血圧追跡とECGを観察することにより、自発循環またはROSCの回復を決定し、心臓聴診によって同じことを確認します。ROSCまで、または最大15分間、蘇生作業を続けます。蘇生が成功した場合は、ROSCの時間、秒単位のCPRの持続時間、およびCRFで投与されたアドレナリン投与の数に注意してください。CPRが15分以内に成功しない場合は、蘇生努力を中止し、死亡時刻を記録します。最後に、ROSC後、できるだけ早く血液サンプルとCRF登録を採取し、原稿に記載されているように登録をさらに9.5時間続けます。子豚の血圧は窒息が始まってから徐々に低下し、心停止が起こるとゼロになりました。ROSCが達成されると血圧は増加し、その後再び正常化するのにしばらく時間がかかりました。窒息中の子豚の生理機能の変化は、心拍数、平均動脈圧、pH、二酸化炭素分圧、塩基過剰、および乳酸塩の変化によって明確に示されました。予想通り、平均動脈圧、pHおよび塩基過剰は窒息中に減少し、二酸化炭素および乳酸の分圧は混合呼吸および代謝性アシドーシスを意味する。ただし、値は実験の終わりに向かって正規化されました。心肺蘇生法中の良好な換気を維持し、全体を通して正しいデータサンプリングを行うことは、このプロトコルの特に重要な部分です。この新生児モデルは、酸素補給と蘇生プロトコルの使用に関する研究を通じて、ガイドライン開発の証拠を提供してきました。さらに、病態生理学、バイオマーカー、および血行動態モニタリングのための新しい方法が研究されています。

Research

JoVE Journal

Medicine

Normothermic Cardiac Arrest and Cardiopulmonary Resuscitation: A Mouse Model of Ischemia-Reperfusion Injury

正常体温心停止と心肺蘇生法：虚血再灌流障害のマウスモデル

Acute Kidney Injury (AKI) is a common, highly lethal, complication of critical illness which has a high mortality1-4 and which is most 
frequently caused ...

A Piglet Model of Neonatal Hypoxic-Ischemic Encephalopathy

新生児低酸素性虚血性脳症の子豚モデル

Birth asphyxia, which causes hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE), accounts for 0.66 million deaths worldwide each year, about a quarter of the ...

The Perinatal Asphyxiated Lamb Model: A Model for Newborn Resuscitation

周産期に窒息ラム モデル: 新生児蘇生のためのモデル

Birth asphyxia accounts for nearly one million deaths worldwide each year, and is one of the primary causes of early neonatal morbidity and mortality. ...

Implantation of hiPSC-derived Cardiac-muscle Patches after Myocardial Injury in a Guinea Pig Model

モルモット モデルにおける心筋傷害の後 - 心筋パッチのこと由来の注入

Due to the limited regeneration capacity of the heart in adult mammals, myocardial infarction results in an irreversible loss of cardiomyocytes. This loss ...

Pre-clinical Model of Cardiac Donation after Circulatory Death

循環死後の心臓寄付の前臨床モデル

Cardiac transplantation demand is on the rise; nevertheless, organ availability is limited due to a paucity of suitable donors. Organ donation after ...

A Rat Lung Transplantation Model of Warm Ischemia/Reperfusion Injury: Optimizations to Improve Outcomes

温虚血/再灌流損傷のラット肺移植モデル:転帰を改善するための最適化

From our experience with rat lung transplantation, we have found several areas for improvement. Information in the existing literature regarding methods ...

Transthoracic Echocardiography to Assess Post-Resuscitation Left Ventricular Dysfunction After Acute Myocardial Infarction and Cardiac Arrest in Pigs

ブタの急性心筋梗塞および心停止後の蘇生後の左心室機能障害を評価するための経胸壁心エコー検査

One of the main causes of out-of-hospital cardiac arrest is acute myocardial infarction (AMI). After successful resuscitation from cardiac arrest, ...

Large-Animal Model of Donation after Circulatory Death and Normothermic Regional Perfusion for Cardiac Assessment

The increase in demand for cardiac transplantation throughout the years has fueled interest in donation after circulatory death (DCD) to expand the organ ...

Extracorporeal Cardiopulmonary Resuscitation in Animal Model After Cardiac Arrest

Pediatric Animal Model of Extracorporeal Cardiopulmonary Resuscitation After Prolonged Circulatory Arrest

Author Spotlight: Simulating Pediatric Cardiac Surgery Using a Neonatal Piglet Model

Congenital heart disease (CHD) is the most prevalent congenital malformation, with about one million births impacted worldwide per year. Comprehensive ...

Modified Heterotopic Abdominal Heart Transplantation and a Novel Aortic Regurgitation Model in Rats

ラットにおける修正異所性腹部心臓移植と新規大動脈閉鎖不全症モデル

Over the past 50 years, many researchers have reported heterotopic abdominal heart transplantation in mice and rats, with some variations in the surgical ...