Veno-veneuze Extracorporale membraan oxygenatie in een muis
Summary
Hier presenteren we een protocol met een beschrijving van de techniek van veno-veneuze Extracorporale membraan oxygenatie (ECMO) in een niet-intubated, spontaan ademhaling muis. Dit lymfkliertest model van ECMO kan effectief worden geïmplementeerd in experimentele studies van acute en einde-fase longziekten.
Abstract
Het gebruik van extracorporele membraan oxygenatie (ECMO) sterk toegenomen in de afgelopen jaren. ECMO uitgegroeid tot een betrouwbare en effectieve therapie voor acute en einde-fase longziekten. Met de toename van het klinische vraag en langdurig gebruik van ECMO zijn procedurele optimalisatie en preventie van multi orgel schade van cruciaal belang. Het doel van dit protocol is een gedetailleerde techniek van veno-veneuze ECMO presenteren in een niet-intubated, spontaan ademhaling muis. Dit protocol toont het technisch ontwerp van de ECMO en chirurgische stappen. Dit lymfkliertest ECMO model vergemakkelijkt de studie van pathofysiologie gerelateerde aan ECMO (b.v., ontsteking, bloeding en trombo-embolische gebeurtenissen). Wegens de overvloed van genetisch gemodificeerde muizen, kunnen ook de moleculaire mechanismen die betrokken zijn bij ECMO-gerelateerde complicaties worden ontleed.
Introduction
Extracorporale membraan oxygenatie (ECMO) is een tijdelijke leven support systeem dat functies van de longen en het hart overneemt dat voldoende gaswisseling en perfusie. Hill et al.1 beschreef het eerste gebruik van ECMO bij patiënten in 1972; echter, het alleen werd wijd gebruikt na de succesvolle toepassing tijdens de H1N1 grieppandemie in 20092. Vandaag, is ECMO routinematig gebruikt als een levensreddende procedure in end-stage hart en Long ziekten3. Veno-veneuze ECMO is steeds werkzaam als alternatief voor invasieve beademing in wakker, niet-intubated, spontaan ademhaling van patiënten met vuurvaste respiratoir falen4.
Ondanks de wijdverspreide goedkeuring, diverse complicaties gemeld voor ECMO5,6,7. Complicaties die kunnen worden ervaren door patiënten op ECMO zijn bloedingen, trombose, sepsis, trombocytopenie, apparaat-gerelateerde storingen en lucht longembolie. Bovendien is een systemische inflammatoire respons-syndroom (heren), wat resulteert in meerdere orgel schade goed beschreven, zowel klinisch als in experimentele studies8,9. Neurologische complicaties zoals hersenen infarct worden ook vaak gerapporteerd bij patiënten die langdurig ECMO therapie ondergaan. Om te verwarren zaken, is het vaak moeilijk om te onderscheiden of complicaties worden veroorzaakt door ECMO zelf voortvloeien uit de onderliggende aandoeningen bij acute en einde-fase ziekten.
Als u wilt specifiek bestudeert de effecten van ECMO op een gezonde organisme, moet een betrouwbare experimentele diermodel komen. Er zijn weinig rapporten over de prestaties van ECMO op kleine dieren en zijn al beperkt is tot ratten. Tot op heden is geen muismodel van ECMO beschreven in de literatuur. Als gevolg van de beschikbaarheid van een groot aantal genetisch gemodificeerde muis stammen zou oprichting van een ECMO muismodel verder onderzoek in de moleculaire mechanismen die betrokken zijn bij ECMO-gerelateerde complicaties10,11.
Gebaseerd op onze eerder beschreven lymfkliertest model van cardiopulmonale bypass (CPB)12, hebben we een stabiele methode van veno-veneuze ECMO in niet-intubated, spontaan ademhaling muizen. Het ECMO circuit (Figuur 1), met uitstroom en instroom cannulas, een peristaltische pomp oxygenator en reservoir voor lucht-overlapping, is vergelijkbaar met ons eerder beschreven model van lymfkliertest CPB12 met uitzondering van het hebben van een kleinere priming volume (0,5 mL). Dit protocol toont de gedetailleerde technieken, fysiologische controle en gas bloedwaarden die betrokken zijn bij een succesvolle ECMO procedure.
Protocol
Representative Results
Discussion
We beschreven eerder, een succesvol model van het CPB in een muis12,13. Om een dergelijk model voor acute of einde-fase longaandoeningen ontwikkelden we een easy-to-use veno-veneuze ECMO circuit voor muizen. Verschillende aan het CPB model, veno-veneuze ECMO vereist geen gecompliceerde chirurgische ingrepen zoals sternotomy en klemmen van de aorta, waardoor het risico van de wond bloeden in een volledig heparinized dier. Om te voorkomen dat de embolisatie kan lei…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit project werd ondersteund door KFO 311 subsidie van de Deutsche Forschungsgemeinschaft.
Materials
| Sterofundin | B.Braun Petzold GmbH | PZN:8609189 | in 1:1 with Tetraspan |
| Tetraspan 6% Solution | B. Braun Melsungen AG | PZN: 05565416 | in 1:1 with Sterofundin |
| Heparin Natrium 25.000 | Ratiopharm GmbH | PZN: 3029843 | 2,5 IU per ml of priming |
| NaHCO3 8,4% Solution | B. Braun Melsungen AG | PZN: 1579775 | 3% in priming solution |
| Carprofen | Zoetis Inc., USA | PZN:00289615 | 5mg/kg/BW |
| 1 Fr PU Catheter | Instechlabs INC., USA | C10PU-MCA1301 | carotide artery |
| 2 Fr PU Catheter | Instechlabs INC., USA | C20PU-MJV1302 | jugular vein |
| 8-0 Silk suture braided | Ashaway Line & Twine Co., USA | 75290 | ligature |
| Isoflurane | Piramal Critical Care GmbH | PZN:9714675 | narcosis |
| Spring Scissors – 6mm Blades | Fine Science Tools GmbH | 15020-15 | instruments |
| Spring Scissors – 2mm Blades | Fine Science Tools GmbH | 15000-03 | instruments |
| Halsted-Mosquito Hemostat | Fine Science Tools GmbH | 13009-12 | instruments |
| Dumont #55 Forceps | Fine Science Tools GmbH | 11295-51 | instruments |
| Castroviejo Micro Needle Holder – 9cm | Fine Science Tools GmbH | 12060-02 | instruments |
| Micro Serrefines | Fine Science Tools GmbH | 18555-01 | instruments |
| Bulldog Serrefine | Fine Science Tools GmbH | 18050-28 | instruments |
| Isoflurane Vaporizer Drager 19.1 | Drägerwerk AG & Co. KGaA | anesthesia 1,3 -2,5% | |
| Multichannel Data Aquisition Device with ISOHEART Software | Hugo Sachs Elektronik GmbH, Germany | invasive pressure, ECG, t °C | |
| i-STAT portable device | Abbott Laboratories, Lake Bluff, Illinois, USA | blood gas analysis | |
| i-STAT CG4+ and CG8+ cartridges | Abbott Laboratories, Lake Bluff, Illinois, USA | blood gas analysis | |
| C57Bl/6 mice, male, 30 g, 14 weeks old | Charles River Laboratories | housed 1 week before |
Referências
- Hill, J. D., et al. Prolonged Extracorporeal Oxygenation for Acute Post-Traumatic Respiratory Failure (Shock-Lung Syndrome). New England Journal of Medicine. 286 (12), 629-634 (1972).
- Noah, M. A., et al. Referral to an Extracorporeal Membrane Oxygenation Center and Mortality Among Patients With Severe 2009 Influenza A(H1N1). Journal of the American Medical Association. 306 (15), 1659 (2011).
- Maslach-Hubbard, A., Bratton, S. L. Extracorporeal membrane oxygenation for pediatric respiratory failure: History, development and current status. World Journal of Critical. Care Medicine. 2 (4), 29-39 (2013).
- Langer, T., et al. “Awake” extracorporeal membrane oxygenation (ECMO): pathophysiology, technical considerations, and clinical pioneering. Critical Care. 20 (1), 150 (2016).
- Esper, S. A. Extracorporeal Membrane Oxygenation. Advances in Anesthesia. 35 (1), 119-143 (2017).
- Millar, J. E., Fanning, J. P., McDonald, C. I., McAuley, D. F., Fraser, J. F. The inflammatory response to extracorporeal membrane oxygenation (ECMO): a review of the pathophysiology. Critical Care. 20 (1), 387 (2016).
- Lubnow, M., et al. Technical complications during veno-venous extracorporeal membrane oxygenation and their relevance predicting a system-exchange–retrospective analysis of 265 cases. Public Library of Science One. 9 (12), e112316 (2014).
- Passmore, M. R., et al. Inflammation and lung injury in an ovine model of extracorporeal membrane oxygenation support. American Journal of Physiology – Lung Cellular and Molecular Physiology. 311 (6), L1202-L1212 (2016).
- Vaquer, S., de Haro, C., Peruga, P., Oliva, J. C., Artigas, A. Systematic review and meta-analysis of complications and mortality of veno-venous extracorporeal membrane oxygenation for refractory acute respiratory distress syndrome. Annals of Intensive Care. 7 (1), 51 (2017).
- Houser, S. R., et al. Animal Models of Heart Failure A Scientific Statement From the American Heart Association. Circulation Research. 111 (1), 131-150 (2012).
- Russell, J. C., Proctor, S. D. Small animal models of cardiovascular disease: tools for the study of the roles of metabolic syndrome, dyslipidemia, and atherosclerosis. Cardiovascular Pathology. 15 (6), 318-330 (2006).
- Madrahimov, N., et al. Novel mouse model of cardiopulmonary bypass. European Journal of Cardio-thoracic Surgery. 53 (1), 186-193 (2017).
- Madrahimov, N., et al. Cardiopulmonary Bypass in a Mouse Model: A Novel Approach. J. Journal of Visualized Experiments. (127), (2017).
