Method Article

장기간의 순환 정지 후 체외 심폐 소생술의 소아 동물 모델

DOI:

10.3791/65266

⸱

May 26th, 2023

 ,  ,  ,  ,  , 
1Sant Joan de Déu Research Institute, 2Vanderbilt University School of Medicine, Vanderbilt University, 3Department of Pediatric Critical Care Medicine, Sant Joan de Déu Hospital, 4BCNatal-Barcelona Center for Maternal Fetal and Neonatal Medicine, Sant Joan de Déu Hospital, 5Department of Pediatric Cardiology, Sant Joan de Déu Hospital, 6Department of Critical Care Medicine, University of Pittsburgh

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

이 프로토콜은 심폐 우회술(CPB)의 신생아 돼지 모델을 설명하며, 순환 정지 및 심장 정지를 CPB에 이차적인 심각한 뇌 손상 및 기타 합병증을 연구하기 위한 도구로 사용합니다.

Abstract

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선천성 심장 질환(CHD)은 가장 흔한 선천성 기형으로, 전 세계적으로 매년 약 100만 명의 출산이 영향을 받습니다. 이 질병에 대한 포괄적인 연구는 적절하고 검증된 동물 모델을 필요로 합니다. 새끼 돼지는 유사한 해부학 및 생리학으로 인해 중개 연구에 일반적으로 사용됩니다. 이 연구는 심장 수술의 심각한 뇌 손상 및 기타 합병증을 연구하기 위한 도구로서 순환 및 심장 마비(CA)를 동반한 심폐 우회술(CPB)의 신생아 자돈 모델을 설명하고 검증하는 것을 목표로 했습니다. 자료 목록을 포함하는 것 외에도 이 작업은 다른 조사관이 이 프로토콜을 계획하고 실행할 수 있는 로드맵을 제공합니다. 경험 많은 실무자가 여러 번의 시험을 수행한 후, 모델의 대표적인 결과는 92%의 성공률을 보였으며 실패는 작은 자돈 크기와 변형된 혈관 해부학적 구조에 기인했습니다. 또한 이 모델을 통해 실무자는 CA의 다양한 시간, 온도 변화 및 약리학적 중재를 포함한 다양한 실험 조건 중에서 선택할 수 있었습니다. 요약하면, 이 방법은 대부분의 병원 환경에서 쉽게 구할 수 있는 재료를 사용하고, 신뢰할 수 있고 재현성이 높으며, 심장 수술을 받는 어린이의 중개 연구를 향상시키는 데 널리 사용될 수 있습니다.

Introduction

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선천성 심장 질환(CHD)은 가장 흔한 선천성 기형으로, 전 세계적으로 매년 약 100만 명의 출산이 영향을 받습니다1. 현대의 흉부외과(CTS)와 집중 치료 기술의 발전으로 사망률이 개선되었지만, 동반 질환은 여전히 매우 흔하다 2,3,4,5. 인지 및 운동 장애와 학습 장애를 포함한 신경 발달 이상은 이러한 환자의 약 25%-50%에서 보고됩니다 6,7,8. 생후 첫 며칠 동안의 수술, 특히 순환 정지 및 심정지(CA)가 필요한 수술은 이환율을 증가시키는 것으로 입증되었다9. 수술 중 혈역학적 변화는 취약한 신생아 뇌 발달에 중요한 영향을 미칠 수 있습니다. 실험 모델은 이러한 비정상의 원인을 더 잘 이해하고 이러한 환자의 예후를 개선하기 위한 신경 보호 전략을 조사하는 데 필수적입니다.

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Protocol

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본 절차는 카탈로니아 비교 의학 및 생체 이미지 센터(CEEA-CMCiB)의 동물 실험 윤리 위원회(CEEA)의 승인을 받았습니다. 카탈루냐 정부는 또한 실험 프로토콜(번호 11652), 파일 식별 번호 FUE-2022-02381434 및 ID QBXQ3RY3J를 승인했습니다. 감독과 도움을 제공하는 공인 수의사를 포함하여 경험 많은 실무자들이 모든 실험을 수행했습니다. 본 연구에는 생후 4-6일, 체중 2.5-3.5kg의 새끼 돼지(Sus scrofa domestica)가 사용되었습니다. 관련 편향을 피하기 위해 성별 분포의 균형을 맞추려는 시도가 이루어졌습니다.

1. 진정, 삽관 및 접근

  1. 근육 주사 케타민(20mg/kg), 덱스메데토미딘(0.02mg/kg) 및 미다졸람(0.3mg/kg)으로 진정 및 진통을 시작합니다. 동물이 깊이 진정되면(사전 약물 투여 후 5분 후) 마스크(2L/min)를 통해 100% O2 로 산소를 공급합니다. 다음으로 IV 프로포폴(0.5mg/kg)로 마취를 유도합니다( 재료 표 참조).
  2. 새끼 돼지를 등쪽 누운 위치에 놓습니다. 기관을 직접 시각화하여 2.5mm 커프가 있는 기관내관(....

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Results

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6개월 동안 소아 중환자 치료 의사, 소아 심장 전문의, 수의사 및 기술자로 구성된 학제 간 팀이 전체 프로토콜을 12회 수행했습니다(보충 그림 2 및 보충 그림 3).

그림 1과 그림 2 는 이 프로토콜에 사용된 동물의 예상 해부학적 구조를 보여줍니다. 포함된 새끼 돼지는 평균 생후 4.8일(4-6일)이었고 평균 무게는 2,814g(2,400-3,140g)이었습니다. 총 42%가 여성이었습니다. 그들 모두는 성공적으로 진정제를 투여하고 삽관을 하였다. 진정제에서 캐뉼레이션까지의 평균 시간은 3.2시간(1.75-3.72시간)이었다. CA를 사용한 용기 캐뉼레이션 및 CPB는 실험의 92%에서 성공적으로 달성되었습니다. 한 번의 실패는 캐뉼레이션 중에 발생했으며, 이는 작은 자돈 크기와 변형 혈관 해부학적 구조에 의.......

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Discussion

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심폐 우회술은 성인, 어린이 및 신생아의 심장 수술 중에 일반적으로 사용됩니다. 그것은 혈액에 산소를 공급하고 폐 및 심장 안정화를 제공하기 위해 함께 작동하는 전동식 체외 회로와 막 산소 공급기에 의존합니다. 이전 연구에 따르면 CPB는 아픈 환자와 이전에 건강했던 환자 모두에서 많은 장기 시스템(신장, 대뇌, 폐, 심장, 위장)에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다 22,23,24. 이는 동맥 맥압의 손실, 혈액 세포가 이물질에 노출되는 것, 및/또는 캐뉼레이션에 이차적인 국소 저관류를 포함한 다양한 요인에 의해 유발될 수 있다25.

쥐, 생쥐, 토끼, 염소, 개 및 돼지를 포함한 CPB의 여러 동물 모델이 제안되었습니다 26,27,28,29.

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Disclosures

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저자는 밝힐 것이 없습니다.

Acknowledgements

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이 프로젝트는 보조금 계약 101017113 없음에 따라 유럽 연합의 Horizon 2020 연구 및 혁신 프로그램, Instituto de Salud Carlos III(PI20/00298), Beca Carmen de Torres(Fundació Sant Joan de Déu) 및 Vanderbilt Medical Scholars Program에서 자금을 지원받았습니다. Jordi Grifols, María del Mar Arevalo, Juan Ricardo Gonzalez, Sara Capdevila, Josep Puig, Gemma Cristina Monte Rubi를 포함한 CMCiB의 모든 직원에게 감사드립니다. 또한 해부학 도면에 도움을 주신 Abril Culell Camprubí와 Dr. Sergi Cesar Díaz에게도 특별한 감사를 드립니다.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
1.5% sevofluoraneZoetis20070289
2.5 mm 기관내관Henry Schein988-1782
말초 동맥 접근을 위한 3 Fr 카테터Prodimed3872.1
말초 정맥 접근을 위한 4 Fr 카테터Prodimed3872.13
6 프랑스 ECMO 소아 동맥 캐뉼라 메드트로닉 77206
8 프랑스어 ECMO 소아 정맥 캐뉼라 메드트로닉 68112
아드레날린B 브라운469801-1119
Adson 펜치Allgaier 기구08-030-130어떤 브랜드든지 BP 커프로 대체될 수 있습니다
 마인드레이
부프레노르핀(0.01mg/kg)Richter Pharma#9004114000537
글루콘산칼슘(2.25mmol/10mL)B 브라운570-12606194-1119
덱스메데토미딘(0.5-2.0 &마이크로; g/kg/min)오리온 파마GTN 064321000017253
돌레톨베토퀴놀#3605870004904
도파민히크마A044098010
펜타닐(25-200 &마이크로; g/kg/min)Kern Pharma756650.2H
신선한 기증자 돼지 혈액 O형Any 
열교환기Maquet Gmbh & CoMCP70107.2130
Heparin (1350 UI)ROVI641641.1
Irwin retractorAesculapBV104R모든 브랜드로 대체 가능
케타민 (20 mg/kg)Richter Pharma#9004114000452
윤활제모든 오로트라칠 윤활제
Midazolam (0.3 mg/kg)Serra Pamies619627.4
모기 집게AesculapBH109R어떤 브랜드든 대체될 수 있습니다
바늘 집게AesculapBM016R어떤 브랜드도 대체될 수
있습니다 Normal  식염수 (0.9%)B Braun Fisiovet5/469827/0610어떤 브랜드든 대체될 수
있습니다. 튜브용 플라스틱 클램프Achim Schulz-LauterbachDBGM어떤 브랜드도 대체될 수 있습니다.
염화칼륨 (9 mEq)B Braun
프로포폴 (0.5 mg/kg)Zoetis579742.7
Quadrox Membrane Oxygenator 마케 Gmbh & CoBE-HMOSD 300000
직장 온도계모든
RotaFlow 콘솔 ECMO 시스템 마케 Gmbh & CoMCP00703177신생아 ECMO 시스템
메스AesculapBB074R모든 브랜드로 대체될 수 있습니다:
Sodium bicarbonate (1 M)Fresenius Kabi634477.4 OH
Surgical scissorsTalmed Inox112모든 브랜드로 대체될 수 있습니다.
봉합사 (3/0 poly absorbable)B Braun Novosyn (R)0068030N1모든 브랜드로 대체될 수 있습니다.
3545156

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. vander Linde, D., et al. Birth prevalence of congenital heart disease worldwide: A systematic review and meta-analysis. Journal of the American College of Cardiology. 58 (21), 2241-2247 (2011).
  2. Claessens, N. H. P., et al.

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Pediatric Animal ModelCardiopulmonary BypassCardiac ArrestExtracorporeal ResuscitationCongenital Heart DiseasePiglet ModelPeripheral CannulationBrain InjuryMechanical VentilationDiffusion Tensor Imaging

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