Summary

Un modello di esclusione cardiopolmonare di recupero senza trasfusione o agenti inotropi in ratti

Published: March 23, 2018
doi:

Summary

Qui, presentiamo un protocollo per descrivere un modello di recupero semplice bypass cardiopolmonare senza trasfusione o agenti inotropi in un ratto. Questo modello permette lo studio di lungo termine le conseguenze dell’esclusione cardiopolmonare multiple-organo.

Abstract

Esclusione cardiopolmonare (CPB) è indispensabile in chirurgia cardiovascolare. Nonostante la drammatica raffinatezza della tecnica di CPB e dispositivi, le complicazioni del multi-organo CPB correlati alla prolungata ancora compromettere il risultato di interventi chirurgici cardiovascolari e può peggiorare la mortalità e la morbosità postoperatoria. Modelli animali ricapitolare l’uso clinico di CPB consentono il chiarimento dei processi fisiopatologici che si verificano durante CPB e facilitano studi pre-clinici per sviluppare strategie di protezione contro queste complicazioni. Modelli del ratto CPB sono vantaggiose a causa della loro maggiore economicità, convenienti processi sperimentali, metodi di prova abbondante presso la genetica o i livelli della proteina e consistenza genetica. Sono utilizzabili per indagare l’attivazione del sistema immunitario e la sintesi di citochine proinfiammatorie, complimento attivazione e produzione di radicali liberi dell’ossigeno. I modelli di ratto sono stati raffinati e hanno gradualmente preso il posto dei modelli animale di grandi dimensioni. Qui, descriviamo un semplice modello CPB senza trasfusione e/o agenti inotropi in un ratto. Questo modello di recupero permette lo studio di lungo termine più sequele di organo di CPB.

Introduction

Nel 1953, Dr. John H. Gibbon Jr. ha effettuato con successo il primo ambulatorio cardiaco utilizzando CPB1, e divenne in seguito una modalità essenziale in chirurgia cardiovascolare. Mentre le tecniche e i dispositivi sono stati drammaticamente raffinati, multi-organo complicazioni legate alla CPB ancora compromettono il risultato di interventi chirurgici cardiovascolari e possono influenzare la morbilità e la mortalità postoperatoria2. Danno d’organo relativi CPB è causato da attivazione del sistema immunitario e la sintesi di citochine proinfiammatorie, complimento attivazione e produzione di radicali liberi di ossigeno2. La relativa patofisiologia, tuttavia, completamente non è stato delucidato.

Modelli animali ricapitolare l’uso clinico di CPB abilitare la chiarificazione dei processi patofisiologici durante e dopo CPB; Questo può facilitare studi pre-clinici nello sviluppo di strategie per evitare queste complicazioni. Dal Popovic et al. in primo luogo segnalato un modello di ratto CPB nel 19673, ratto CPB modelli sono state perfezionate e hanno gradualmente preso il posto dei modelli animale di grandi dimensioni a causa di una maggiore economicità, convenienti processi sperimentali e una pletora di metodi di test genetici e livelli della proteina. Inoltre, ratti innati possono essere geneticamente identici, riducendo possibili pregiudizi biologici.

Fabre et al. in primo luogo stabilito un modello di recupero che ha permesso lo studio di lungo termine più sequele di organo di CPB4. I vantaggi di questo modello di semplice sopravvivenza sono la flessibilità (CPB portata e durata), stabile condizione vitale e riproducibilità nella infiammazione sistemica. Modelli del ratto CPB sono diventati cruciali per lo studio di strategie terapeutiche che mirano a prevenire lesioni multi-organo durante CPB5, e recentemente sono stati sviluppati vari modelli per la simulazione di situazioni cliniche durante CPB. De Lange et al. sviluppato un modello di arresto cardiaco, che può essere utilizzato per caratterizzare le risposte enzimatiche, genetiche ed istologiche legate alla lesione del miocardio7. Peters et al. ha organizzato l’infarto miocardico e reperfusion controllato utilizzando un modello CPB miniaturizzato per analizzare la disfunzione del cuore attraverso la focale di ischemia e riperfusione pregiudizio8. Jungwirth et al. in primo luogo stabilito un modello di arresto circolatorio ipotermico profondo (DHCA), che può delucidare la ferita di ischemia e riperfusione globale di DHCA e supporti potenziale neuroprotective strategie6. Gli studi che utilizzano DHCA studiare l’influenza di ipotermia, riperfusione, e/o emolisi-innescato segnalazione eventi9. L’ipotermia profonda può influenzare l’attivazione e inattivazione di enzimi diversi e le vie e i meccanismi rimangono sconosciuti10. D’altra parte, modelli di arresto cardiaco o modelli di ischemia del cuore devono essere utilizzati per indagare la lesione cardiaca ischemia e riperfusione. Questi diversi modelli CPB ratto che ricapitolano altamente CPB umano possono rivelare processi patologici correlati a CPB e ridurre il rischio complicanze CPB.

Questo protocollo viene illustrato un semplice modello CPB senza trasfusione o agenti inotropi in un ratto. Questo modello consente lo studio di lungo termine più sequele di organo di CPB.

Protocol

Prima dell’esperimento, tutti i ratti dovrebbero essere dato una settimana di acclimatare. Tutte le procedure chirurgiche su animali devono avvenire in conformità con la guida per la cura e uso di animali da laboratorio (www.nap.edu/catalog/5140.html) o altri orientamenti etici appropriati. Protocolli dovrebbero essere approvati dal comitato di benessere degli animali presso l’istituzione appropriata prima di procedere. Tutte le successive procedure devono essere eseguite in condizioni asettiche. <p class="jove_titl…

Representative Results

La figura 1 Mostra l’intero circuito CPB. Le variabili fisiologiche in questo modello sono illustrate nella Figura 2e comprendono la temperatura rettale, dire la pressione arteriosa e frequenza cardiaca. La figura 3 Mostra l’analisi di gas del sangue arterioso durante CPB, tra cui la pressione parziale dell’ossigeno arterioso, la pressione parziale di anidride carbonica arteriosa, ematocrito, l’ecces…

Discussion

In questo modello CPB del ratto, del polmone e del siero i livelli di espressione di citochine infiammatorie e HMGB-1, un fattore di trascrizione che regolano le risposte infiammatorie, drammaticamente aumentata dopo CPB. Precedenti studi clinici hanno mostrato che la secrezione di siero di HMGB-1 livello è elevata nei pazienti sottoposti a chirurgia cardiovascolare11, e il livello di picco del siero HMGB-1 durante CPB è stato associato con la sindrome infiammatoria sistematica di risposta più …

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Apprezzamento è esteso a Dr. T. Taki e Dr. M. Funamoto per il loro supporto tecnico.

Materials

Rodent Ventilator 7025 Ugo Basile 7025 Ventilator
OxiQuant B ENVITEC 46-00-0023 Oxygen Sensor
CMA 450 Temperature Controller CMA 8003759 Temperature Controller
CMA 450 Heating Pad CMA 8003763
CMA 450 Rectal Probe CMA 8003761
DIN(8) to Disposable BP Transducer ADInstruments MLAC06
Disposable BP Transducer ADInstruments MLT0670
IX-214 Data Recorder iWorx Systems IWX-214 amplifier
LabScribe software iWorx Systems software
Roller pump Furue Science Model RP-VT pump
Happy Cath Medikit EB 19G 4HCLs PP 17-gauge multiorifice angiocatheter
SURFLO ETFE I.V. Catheter Terumo SR-OX2419CA 24-gauge angiocatheter
Oxygenator Mera HPO-002
CPB circuit Mera custom-made
Hespander fluid solution Fresenius Kabi 3319547A4035 Hydroxyethyl starch

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Citazione di questo articolo
Hirao, S., Masumoto, H., Itonaga, T., Minatoya, K. A Recovery Cardiopulmonary Bypass Model Without Transfusion or Inotropic Agents in Rats. J. Vis. Exp. (133), e56986, doi:10.3791/56986 (2018).

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