Geçici bilateral Renal Arter Tıkanma ile Akut Böbrek Yaralanması için Büyük Bir Hayvan Modeli
Summary
Bu çalışma, 60 dakika boyunca renal arterlerin geçici perkütan bilateral balon kateter tıkanıklığı ve 24 saat boyunca reperfüzyon kullanılarak domuzlarda renal iskemi-reperfüzyon hasarının yüksek oranda tekrarlanabilir büyük bir hayvan modelini sunun.
Abstract
Akut böbrek hasarı (AKI) ameliyat sonrası morbidite ve mortalite açısından daha yüksek riskle ilişkilidir. İskemi-reperfüzyon yaralanması (IRI) AKI’nin en sık nedenidir. Bu klinik senaryoyu taklit etmek için, bu çalışma, renal arterlerin geçici perkütan bilateral balon kateter tıkanıklığını kullanarak domuzlarda renal IRI’nın oldukça tekrarlanabilir büyük bir hayvan modelini sunun. Renal arterler, balon kateterleri femoral ve karotis arterden geçirerek ve arterlerin proksimal kısmına ilerletilerek 60 dakika boyunca tıkanır. Böbrek damarlarının herhangi bir opaklaşmasını değerlendirmek ve arter tıkanıklığının başarısını doğrulamak için aorta iyonat konmuş. Bu, balon kateterlerinin ucundaki nabız dalga biçiminin düzleştirmesi ile daha da doğrulanır. Balonlar 60 dakikalık bilateral renal arter tıkanıklığından sonra söndürülür ve çıkarılır ve hayvanların 24 saat boyunca iyileşmesine izin verilir. Çalışmanın sonunda plazma kreatinin ve kan üre azot önemli ölçüde artarken, eGFR ve idrar çıkışı önemli ölçüde azalır. İyotlu kontrast ihtiyacı minimumdur ve renal işlevi etkilemez. bilateral renal arter tıkanıklığı perioperatif renal hipopröfüzyonun klinik senaryosunu daha iyi taklit eder ve perkütan yaklaşım, enflamatuar yanıtın etkisini ve laparotomi gibi açık bir yaklaşımla görülen enfeksiyon riskini en aza indirir. Klinik olarak ilgili bu domuz modelini oluşturma ve çoğaltma yeteneği, insanlara klinik çeviriyi kolaylaştırır.
Introduction
Akut böbrek hasarı (AKI), cerrahi hastalar arasında anlamlı morbidite ve mortalite ile ilişkili yaygın olarak teşhis edilen bir durumdur1,2. Mevcut veriler, AKI’nin dünya çapında hastanede yatan tüm hastaların yarısını bile etkileyebileceğini ve yoğun bakım ünitesindeki hastalarda% 50 ölüm oranına yol açtığını göstermektedir1,3. Yüksek prevalansına rağmen, mevcut AKI tedavisi sıvı yönetimi ve diyaliz gibi önleyici stratejiler ile sınırlı kalmaktadır. Bu nedenle, AKI4,5,6için alternatif tedavileri keşfetmeye devam eden bir ilgi vardır.
AKI tipik olarak etiyolojisi4,5,6temel alınarak renal öncesi, içsel ve post-renal olarak sınıflandırılır. AKI’li cerrahi hastaların çoğunluğu hipovolemiye bağlı böbrek öncesi nedenlerle ilişkilidir ve böbreklerin iskemi-reperfüzyon yaralanmasına (IRI) neden olur2. Klinik olarak idrar çıkışı azalır ve böbrek fonksiyonlarının azalmasına bağlı olarak kreatinin düzeyleri artar. Böbrek yüksek metabolik hızlı bir organdır ve iskemiye duyarlıdır. AKI’nin patofizyolojisi ve potansiyel terapötik yaklaşımları hakkında daha iyi bir fikir edinmek için renal IRI’nin son derece tekrarlanabilir büyük bir hayvan modeligereklidir 5.
Böbrek hipopripfüzyon peri-operatif klinik senaryosunu taklit etmek için bilateral renal arter tıkanıklık bir modeli uygun kabul edilir. Daha önce tarif ettiği modeller, kontralal böbrek ile veya rezeksiyon olmadan tek taraflı renal arter tıkanıklığı gerektiren modeller yeterli klinik uygulanabilirlik sağlamaz7,8. Bu modeller AKI’ye neden olmak için yeterli olsa da, yaralanma türü veya süresi açısından gerçek hayattaki klinik senaryolara benzemez.
Bu makalenin amacı anjiyografi altında balon kateter tıkanıklığı ile renal arterlerin perkütan bilateral geçici tıkanıklığının porsin modelini sunmaktır. bilateral renal arter tıkanıklığı, renal hipopripfüzyonun klinik senaryosunu taklit eder, ardından balonun reperfüzyon için çıkarılması9,10. Kateterizasyon, kateter rehberliği, anjiyografi ve hemodinamik izleme dahil olmak üzere teknik adımlar açıklanmıştır. Bu yöntem sadece renal arterlerin yüksek oranda kontrol edilen ve tekrarlanabilir tıkanmasını sağlamakla kalmaz, aynı zamanda perkütan yaklaşım, vücuda hakaret miktarını açık bir yaklaşıma kıyasla sınırlayarak enflamatuar yanıtın etkisini en aza indirir.
Protocol
Representative Results
Discussion
AKI, dünya çapında hastanede yatan erişkin hastaların% 50’sini etkileyen yaygın bir klinik bozukluktur6,12. Hastalığın patofizyolojisini ve potansiyel terapötik hedefleri daha fazla araştırmak için klinik olarak ilgili bir hayvan modeline ihtiyaç vardır. AKI’yi çoğalttıyan birkaç murine modeli olmasına rağmen, bunlar ilgili klinik senaryolarını ve insan böbreğinin anatomisini tamamen taklit etmez. Bu çalışma, insanlara çeviriye izin v…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dr. Arthur Nedder’a yardımları ve rehberliği için teşekkür ederiz. Bu çalışma Richard A. ve Susan F. Smith Başkan İnovasyon Ödülü, Michael B. Klein and Family, The Sidman Family Foundation, The Michael B. Rukin Charitable Foundation, The Kenneth C. Griffin Charitable Research Fund ve The Boston Investment Council tarafından desteklendi.
Materials
| 0.9% sodium chloride injection, usp, 100 ml viaflex plastic container | Baxter | 2B1302 | For animal hydration |
| Agent contrast 100.0ml injection media btl ioversal 74% | CARDINAL HEALTH | 133311 | For visualizing the vasculature |
| Bard Bardia Closed System Urinary Drainage Bag | BARD Inc | 802001 | For urine collection |
| BD Vacutainer K2 EDTA | BD | 367841 | For blood sample storage |
| BD Vacutainer Lithium Heparin | BD | 366667 | For blood sample storage |
| Betadine | Henry Schein | 6906950 | For skin disinfection |
| Bookwalker retractor | Codman | For skin retraction | |
| Bupivacaine 0.25% | Hospira | Administer at incision site for analgesia | |
| Buprenorphine SR | Zoo Pharm | 10mg/ml bottle, Dose: 0.2mg/kg SC | |
| Cath angio 5.0 Fr x100.0 cm 0.038 in JR4 | MERIT MEDICAL SYSTEM INC | 7523-21 | For identification of the renal arteries |
| Cuffed endotracheal tube | Emdamed | To establish a secure airway for the duration of the operation | |
| EKG Medtronics- Physiocontrol LifePak 20 Oxygen saturation monitor | GE Healthcare Madison WI | For oxygen saturation monitoring | |
| Encore 26 inflator | BOSTON SCIENTIFIC | 710113 | For inflating the balloon catheters |
| Ethanol 95% (Ethyl alcohol) | Henry Schein | For skin disinfection | |
| Fentanyl patch | Mylan | Dose: 25-50mcg/hr, TD | |
| Gold silicone coated Foley | TELEFLEX MEDICAL INC | 180730160 | For urine collection |
| Heparin sodium | LEO Pharma A/S | Dose: 200 IU/kg IV | |
| i33 ultrasound machine | Phillips | Use ultrasonographic guidance for femoral catherization if necessary | |
| Inqwire diagnostic guide wire – 0.035" (0.89 mm) – 260 cm (102") – 1.5 mm j-tip | MERIT MEDICAL SYSTEM INC | 6609-33 | For guiding the balloon catheters to the renal arteries |
| Intravenous catheter, size 20 gauge | Santa Cruz Biotechnology | Inc SC-360097 | For fluid administration |
| Isoflurane | Patterson Veterinary Supply, Inc. | 21283620 | Dose: 3%, INH |
| Metzenbaum blunt curved 14.5 cm – 5(3/4)" | Rudolf Medical | RU-1311-14M | For tissue dissection and cutting |
| Neonatal disposable transducer kit with 30ml/hr flush device and double 4-way stopcocks for continuous monitoring | Argon Medical | 041588505A | For pressure measurement |
| Powerflex pro PTA dilatation catheter 6 x 20 mm – shaft length (135cm) | CARDINAL HEALTH | 4400602X | For occlusion of the renal arteries |
| Pressure monitoring lines mll/mll – 12" clear, mll/mll | Smiths Medical | B1571/MX571 | For pressure measurement |
| Procedure pack | Molnlycke Health Care | 97027809 | Surgical drape, gauze pads, syringes, beaker etc |
| Protamine | Henry Schein | 1044148 | For heparin reversal |
| Scalpel blade – size #10 | Cardinal Health (Allegiance) | 32295-010 | For the skin incisions |
| Stopcock iv 4 way lrg bore rotg male ll adptr strl | Peoplesoft | 1550 | For connecting tubings |
| Straight lateral retractor | Codman | For skin retraction | |
| Suture perma hnd 18in 2-0 braid silk blk | CARDINAL HEALTH 1 | A185H | For suturing incision site and securing catheters |
| Syringe contrast injection 10ml fixed male luer red | MERIT MEDICAL SYSTEM INC | MSS111-R | To administer the contrast agent |
| Syringe medical 60ml ll plst strl ltx free disp | CARDINAL HEALTH 1 | BF309653 | For urine collection and flushing of the angiocath |
| Tilzolan (tiletamine/zolazepam) | Patterson Veterinary Supply, Inc. | 07-893-1467 | Dose: 4-6 mg/kg, IM |
| Xylazine | Putney, INC | Dose: 1.1-2.2 mg/kg, IM |
References
- Ali Pour, P., Kenney, M. C., Kheradvar, A. Bioenergetics consequences of mitochondrial transplantation in cardiomyocytes. Journal of the American Heart Association. 9 (7), 014501 (2020).
- Giraud, S., Favreau, F., Chatauret, N., Thuillier, R., Maiga, S., Hauet, T. Contribution of large pig for renal ischemia-reperfusion and transplantation studies: The Preclinical Model. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2011, 14 (2011).
- Amdisen, C., et al. Testing Danegaptide effects on kidney function after ischemia/reperfusion injury in a new porcine two week model. PLoS ONE. 11 (10), 1-13 (2016).
- Bhargava, P., Schnellmann, R. G. Mitochondrial energetics in the kidney. Nature Reviews Nephrology. 13 (10), 629-646 (2017).
- Bonventre, J. V., Weinberg, J. M. Recent advances in the pathophysiology of ischemic acute renal failure. Journal of the American Society of Nephrology. 14 (8), 2199-2210 (2003).
- Case, J., Khan, S., Khalid, R., Khan, A. Epidemiology of Acute Kidney Injury in the Intensive Care Unit. Critical Care Research and Practice. 2013, 9 (2013).
- Jabbari, H., et al. Mitochondrial transplantation ameliorates ischemia/reperfusion-induced kidney injury in rat. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Molecular Basis of Disease. 1866 (8), 165809 (2020).
- Malagrino, P. A., et al. Catheter-based induction of renal ischemia/reperfusion in swine: Description of an experimental model. Physiological Reports. 2 (9), 1-13 (2014).
- Freeman, R. V., et al. Nephropathy requiring dialysis after percutaneous coronary intervention and the critical role of an adjusted contrast dose. American Journal of Cardiology. 90 (10), 1068-1073 (2002).
- Gasthuys, E., et al. Postnatal maturation of the glomerular filtration rate in conventional growing piglets as potential juvenile animal model for preclinical pharmaceutical research. Frontiers in Pharmacology. 8 (431), 1-7 (2017).
- Doulamis, I. P., et al. Mitochondrial transplantation by intra-arterial injection for acute kidney injury. American Journal of Physiology – Renal Physiology. 319 (3), 403-413 (2020).
- Rewa, O., Bagshaw, S. M. Acute kidney injury-epidemiology, outcomes and economics. Nature Reviews Nephrology. 10 (4), 193-207 (2014).
- Grossini, E., et al. Levosimendan Protection against Kidney Ischemia/Reperfusion Injuries in Anesthetized Pigs. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 342 (2), 376-388 (2012).
- Laskey, W. K., et al. Volume-to-creatinine clearance ratio. A pharmacokinetically based risk factor for prediction of early creatinine increase after percutaneous coronary intervention. Journal of the American College of Cardiology. 50 (7), 584-590 (2007).
