Summary

Die Verwendung eines zentralen Venenkatheter für Flüssigkeiten, Drugs und Nährstoffverwaltung in einem Maus-Modell der Critical Illness

Published: May 02, 2017
doi:

Summary

This protocol describes a centrally catheterized mouse model of prolonged critical illness. We combine the cecal ligation and puncture method to induce sepsis with the use of a central venous line for fluids, drugs and nutrient administration to mimic the human clinical setting.

Abstract

Dieses Protokoll beschreibt ein zentral katheterisierte Mausmodell einer längeren kritischer Krankheit. Wir kombinieren die cecal Ligatur und Einstichverfahren Sepsis mit der Verwendung eines zentralen Venenkatheter für Flüssigkeiten, Medikamente und Nährstoff Verabreichung zu induzieren das menschliche klinische Umfeld zu imitieren. Schwerkranke Patienten erfordern eine intensive medizinische Unterstützung, um zu überleben. Während die Mehrheit der Patienten innerhalb von ein paar Tagen, etwa ein Viertel der Patienten müssen längere Intensivpflege und sind mit einem hohen Risiko zu sterben, von nicht-Lösung multiplem Organversagen wieder erholen wird. Darüber hinaus wird die verlängerte Phase der kritischen Erkrankung durch tiefe Muskelschwäche punziert, und endokrine und metabolische Veränderungen, von denen die Pathogenese noch nicht vollständig verstanden. Das am häufigsten verwendete Tiermodell in der Intensivmedizin-Forschung ist das cecal Ligatur und Einstich Modell Sepsis zu induzieren. Dies ist ein sehr reproduzierbares Modell, mit akuten entzündlichen und hämodynamischen Veränderungen ähnlich dem menschlichen Septembersis, die die akute Phase der kritischen Erkrankung untersuchen soll. Allerdings wird dieses Modell durch eine hohe Letalität punziert, die sich aus der klinischen menschlichen Situation anders ist, und entwickelt nicht die verlängerte Phase der kritischen Erkrankung zu untersuchen. Deshalb passen wir die Technik durch einen zentralen Venenkatheter in die Halsvene Platzierung ermöglicht es uns, eine klinisch relevante unterstützende Pflege, zu verabreichen, um besser auf die menschliche klinische Situation der kritischen Erkrankung zu imitieren. Dieses Mausmodell erfordert eine umfangreiche chirurgische Verfahren und die tägliche intensive Pflege der Tiere, aber es ergibt sich ein relevantes Modell der akuten und anhaltende Phase der kritischen Erkrankung.

Introduction

Kritische Erkrankung ist ein Krankheitszustand, in dem die Funktion eines oder mehrerer Organsysteme in dem Maße behindert wird, dass der Patient sterben, es sei denn, eine intensive medizinische Unterstützung verabreicht wird. Während die ursprüngliche Ursache für die Aufnahme in die Intensivstation (ICU) variieren kann, im Bereich von Trauma, komplizierten Operationen, Verbrennungen, Krankheit Exazerbationen Sepsis, alle kritisch kranken Patienten leiden an Zellschäden, verursacht durch Hypoperfusion, Hypoxie und übermäßige Entzündung unter anderem , was zu Organversagen. Die meisten Patienten überleben ihre akute Beleidigung, sondern ein wichtiger Teil der Patienten nicht sofort erholen und längere intensive Pflege benötigen. Sie sind mit einem hohen Risiko von Tod durch nicht-Lösung multiplem Organversagen. Darüber hinaus wird die verlängerte Phase der kritischen Erkrankung durch tiefe Muskelschwäche punziert und endokrine und metabolische Veränderung, von denen die Pathogenese derzeit nicht vollständig verstanden.

mehrere rOdent Modelle sind in der kritischen Versorgungsforschung Einstellung verwendet werden. Die zwei hauptsächlich verwendeten Modelle sind die exogene Verabreichung von Lipopolysaccharid (LPS) und cecal Ligation und Punktion (CLP). Beide Modelle werden entwickelt , um die akute Phase der Sepsis zu imitieren, als lebensbedrohlich definiert durch eine Dysregulation Wirtsantwort auf eine Infektion verursacht Organdysfunktion, und einer der Hauptgründe für die Aufnahme in die ICU weltweit 1, 2. Das LPS – Modell hat mehrere Nachteile , da es nur übergangsweise die Freisetzung von Zytokinen und dem hämodynamischen Status des Tieres 3 auswirkt. Im Gegensatz zu Menschen, Nagetiere sind auch besonders widerstandsfähig gegen Endotoxin und die Verwendung von ‚hohen Dosen‘ von Endotoxin ist notwendig , Blutdruckabfall und Mortalität zu erzeugen, hiermit weitere Anliegen der Gültigkeit dieses Verfahrens erhöht 4, 5. Das andere Modell, cecal Ligatur und Einstich Modell (CLP)kennzeichnet eine Ligation eines Teils des Blinddarms durch einen Nadelstich durch und durch gefolgt. Dieses Verfahren führt zu einer Unterleibsinfektion mit polymikrobiellen Gewebsschädigung, durch eine Translokation der Bakterien in die Blutkammer gefolgt. Dies wird eine systemische Entzündungsreaktion und die Entwicklung von Sepsis auslösen. Hyperinflammation, Vasodilatation, Hypotension und erhöhte Herzleistung 6, 7: Das CLP – Modell wurde als ein Tiermodell der akuten kritischer Erkrankungen , die die Hauptmerkmale von Sepsis reproduziert extensiv erkannt. Allerdings ist dieses Modell nicht Studie der Nicht-Lösung multiplem Organversagen, Muskelschwund und endokrinen und metabolischen Veränderungen, die für die verlängerte Phase der kritischen Erkrankung typisch sind erlaubt. Darüber hinaus kürzlich die Gültigkeit von Mausmodellen für kritische Krankheit hat in Frage gestellt worden, da Erkenntnisse aus Mausmodellen können nicht immer auf den menschlichen 8 Einstellung übersetzt werden, 9, 10. Eine mögliche Erklärung könnte sein, dass die unterstützende Behandlung, die krank menschliche Patienten kritisch vorgesehen ist wesentlich von der Pflege unterscheidet, die schwerkranken Mäuse vorgesehen ist.

Daher die menschliche Einstellung stärker ähneln und zur Untersuchung der verlängerten Phase der kritischen Erkrankung zu ermöglichen, entwickeln wir ein Mausmodell, das die akute Intensivmedizin als gegeben für die Menschen, wie zum Beispiel umfangreiche intravenöse Verabreichung von Flüssigkeiten und Antibiotika-Behandlung nachahmt, und die erlaubt zu verabreichen, unterstützende Pflege, um die verlängerte Phase der kritischen Erkrankung, wie Ernährungsunterstützung, um zu überleben. Zu diesem Zweck haben wir an das Maus-Modell der CLP-induzierte Sepsis, Sepsis der Goldstandard sind, und legten eine zentrale Venen Linie, die die Verabreichung von Flüssigkeiten, Nahrung und Medikamenten ermöglicht.

Protocol

Das Protokoll wurde von der Universität Leuven Ethical Review Board für Tierforschung genehmigt. 1. Herstellung der venösen Leitung Bereiten Sie die Spitze des Venenkatheters durch schnell den Mittelteil von 60 cm microrenathane (MRE) Schläuchen in heißem (> 220 ° C), Sesamöl eingetaucht wird. Anschließend dehnt den mittleren Teil des Rohres einen schmalen Durchmesser (Außendurchmesser (OD) von <0,5 mm) durch vorsichtige die Ende des Schlauches voneinander weg zu be…

Representative Results

C57BL / 6-Mäuse wurden schwer krank gemacht, wie oben beschrieben. Wir führten zwei Experimente post-CLP Überleben bis zwei Zeitpunkt zu bewerten: Überleben bis zum Tag 5 (n = 15) und das Überleben bis zum Tag 7 (n = 22) nach CLP. Überlebenskurven der beiden Experimente waren nicht signifikant unterschiedlich (im Vergleich bis zum Tag 5), was auf die Reproduzierbarkeit des experimentellen Aufbaus. Nicht überlebende Tiere wurden Tod oder eingeschläfert aufgrund des Erreichens mens…

Discussion

Wir entwickeln ein klinisch relevantes Mausmodell der kritischen Erkrankung, durch die cecal Ligatur und Einstichverfahren Kombination für Flüssigkeiten, Medikamente und Nährstoff Verabreichung Sepsis mit der Verwendung eines zentralen Venenkatheter zu induzieren. Dieser Versuchsaufbau reproduzierbar ist, ermöglicht die längere Phase der kritischen Erkrankung und führt zu einer stabilen Sterblichkeit zu untersuchen, hiermit die menschliche klinische Situation nachahmt 1.

<p class="jove_…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

GVdB, via the University of Leuven (KU Leuven), receives long-term structural research support from the Methusalem Program funded by the Flemish Government (METH08/07) and holds a European Research Council Advanced Grant AdvG-2012-321670 from the Ideas Program of the European Union seventh framework program. SET received a Research Foundation-Flanders (FWO) Research Assistant Fellowship.

Materials

Buprenorphine Ecuphar Vetergesic 0,3mg/ml
C57BL/6  Janvier labs C57BL/6JRj
colloids Fresenius Kabi Volulyte 6%
crystalloids Baxter Plasmalyte a viaflo
Ethilon 3.0 Ethicon F3211
Imipenem MSD  Tienam 500mg powder for injection fluid
Isoflurane Eurovet Iso-vet
Ketamine Eurovet Nimatek 100mg/ml
LocTite Super glue3 all plastics  Rectavit 119818
Mersilk 3.0 Ethicon L192
Mersilk 5.0 Ethicon F682
Microrenathane .025 O.D." x .012 I.D." Bioseb MRE-025
olimel N7E Baxter
PE10 – Polyethylene .011" x .024"  Instech Solomon BTPE-10
PE-50 tubing .023"x.038" Instech Solomon BTPE-50
Rodent Swivel 20 G Bioseb RS-20G 
Ropivacaïne Astrazenica Naropin 2mg/ml
Xylazine VMD Xylazine hydrochloride 2%

References

  1. Angus, D. C., van der Poll, T. Severe sepsis and septic shock. N Engl J Med. 369 (9), 840-851 (2013).
  2. Singer, M., et al. The Third International Consensus Definitions for Sepsis and Septic Shock (Sepsis-3). JAMA. 315 (8), 801-810 (2016).
  3. Remick, D. G., Newcomb, D. E., Bolgos, G. L., Call, D. R. Comparison of the mortality and inflammatory response of two models of sepsis: lipopolysaccharide vs. cecal ligation and puncture. Shock. 13 (2), 110-116 (2000).
  4. Copeland, S., et al. Acute inflammatory response to endotoxin in mice and humans. Clin Diagn Lab Immunol. 12 (1), 60-67 (2005).
  5. Seok, J., et al. Genomic responses in mouse models poorly mimic human inflammatory diseases. Proc Natl Acad Sci U S A. 110 (9), 3507-3512 (2013).
  6. Rittirsch, D., Huber-Lang, M. S., Flierl, M. A., Ward, P. A. Immunodesign of experimental sepsis by cecal ligation and puncture. Nat Protoc. 4 (1), 31-36 (2009).
  7. Zolfaghari, P. S., Pinto, B. B., Dyson, A., Singer, M. The metabolic phenotype of rodent sepsis: cause for concern. Intensive Care Med Exp. 1 (1), 25 (2013).
  8. Radermacher, P., Haouzi, P. A mouse is not a rat is not a man: species-specific metabolic responses to sepsis – a nail in the coffin of murine models for critical care research. Intensive Care Med Exp. 1 (1), 26 (2013).
  9. Dyson, A., Singer, M. Animal models of sepsis: why does preclinical efficacy fail to translate to the clinical setting. Crit Care Med. 37 (1 Suppl), S30-S37 (2009).
  10. Osuchowski, M. F., et al. Abandon the mouse research ship? Not just yet. Shock. 41 (6), 463-475 (2014).
  11. Langford DJ1, B. A., Chanda, M. L., Clarke, S. E., Drummond, T. E., Echols, S., Glick, S., Ingrao, J., Klassen-Ross, T., Lacroix-Fralish, M. L., Matsumiya, L., Sorge, R. E., Sotocinal, S. G., Tabaka, J. M., Wong, D., van den Maagdenberg, A. M., Ferrari, M. D., Craig, K. D., Mogil, J. S. Coding of facial expressions of pain in the laboratory mouse. Nat Methods. 7, (2010).
  12. Hollenberg, S. M., et al. Characterization of a hyperdynamic murine model of resuscitated sepsis using echocardiography. Am J Respir Crit Care Med. 164 (5), 891-895 (2001).
  13. Heuer, J. G., et al. Cecal ligation and puncture with total parenteral nutrition: a clinically relevant model of the metabolic, hormonal, and inflammatory dysfunction associated with critical illness. J Surg Res. 121 (2), 178-186 (2004).
  14. Conti, M., Merlani, P., Ricou, B. Prognosis and quality of life of elderly patients after intensive care. Swiss Med Wkly. 142, (2012).
check_url/kr/55553?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Derde, S., Thiessen, S., Goossens, C., Dufour, T., Van den Berghe, G., Langouche, L. Use of a Central Venous Line for Fluids, Drugs and Nutrient Administration in a Mouse Model of Critical Illness. J. Vis. Exp. (123), e55553, doi:10.3791/55553 (2017).

View Video