गर्म इस्केमिया / रीपरफ्यूजन चोट का एक चूहा फेफड़े प्रत्यारोपण मॉडल: परिणामों में सुधार के लिए अनुकूलन
Summary
यहां, हम एक चूहे के फेफड़े के प्रत्यारोपण मॉडल के लिए अनुकूलन प्रस्तुत करते हैं जो परिणामों में सुधार करने के लिए काम करते हैं। हम शरीर के वजन के आधार पर कफ के लिए एक आकार मार्गदर्शिका प्रदान करते हैं, 4वें इंटरकोस्टल स्थान का पता लगाने के लिए एक माप रणनीति, और घाव बंद करने और बीएएल (ब्रोन्कोएल्वोलर लैवेज) द्रव और ऊतक संग्रह के तरीके।
Abstract
चूहे के फेफड़ों के प्रत्यारोपण के साथ हमारे अनुभव से, हमें सुधार के लिए कई क्षेत्र मिले हैं। फुफ्फुसीय नस (पीवी), फुफ्फुसीय धमनी (पीए), या ब्रोन्कस (बीआर) के लिए उपयुक्त कफ आकार चुनने के तरीकों के बारे में मौजूदा साहित्य में जानकारी विविध है, इस प्रकार चूहे के फेफड़ों के प्रत्यारोपण के दौरान उचित कफ आकार का निर्धारण परीक्षण और त्रुटि का अभ्यास है। पोत या ब्रोन्कस के आकार के लिए उपयुक्त सबसे छोटे प्रभावी कफ का उपयोग करने के लिए कफिंग तकनीक को मानकीकृत करके, कोई प्रत्यारोपण प्रक्रिया को सुरक्षित, तेज और अधिक सफल बना सकता है। चूंकि पीवी, पीए और बीआर के व्यास चूहे के शरीर के वजन से संबंधित हैं, इसलिए हम वजन-आधारित गाइड का उपयोग करके उचित आकार चुनने के लिए एक रणनीति प्रस्तुत करते हैं। चूंकि फेफड़ों की मात्रा शरीर के वजन से भी संबंधित है, इसलिए हम अनुशंसा करते हैं कि गर्म इस्किमिया के दौरान दाता फेफड़ों की मुद्रास्फीति के लिए हवा की उचित मात्रा चुनते समय और साथ ही ब्रोंकोएल्वोलर लैवेज (बीएएल) द्रव संग्रह के दौरान पीबीएस की उचित मात्रा का चयन करते समय इस संबंध पर भी विचार किया जाना चाहिए। हम देशी और प्रत्यारोपित दोनों लोब से 4वें इंटरकोस्टल स्पेस विच्छेदन, घाव बंद करने और नमूना संग्रह के तरीकों का भी वर्णन करते हैं।
Introduction
तीन दशकों से, शोधकर्ता चूहे के फेफड़ों के प्रत्यारोपण मॉडल को संशोधित और सुधार रहे हैं ताकि उत्पन्न डेटा अधिक सुसंगत और वास्तविक नैदानिक स्थिति के अधिक प्रतिबिंबित हों। इस मॉडल को करने वाली हमारी प्रयोगशाला के समय में, हमने सुधार के चार क्षेत्रों को निर्धारित किया है: एनास्टोमोस के लिए कफिंग तकनीक, प्राप्तकर्ता के 4वें इंटरकोस्टल स्पेस की पहचान, प्राप्तकर्ता की प्रक्रिया के दौरान फेफड़ों की मुद्रास्फीति और घाव बंद करना, और विश्लेषण के लिए नमूनों की कटाई।
एनास्टोमोस के लिए कफिंग तकनीक संशोधन दाता फेफड़ेके हैंडलिंग समय को कम करके और माइक्रोसर्जन के लिए एनास्टोमोसिस प्रक्रिया को तेज और तकनीकी रूप से आसान बनाकर पूरी प्रत्यारोपण प्रक्रिया में सुधार कर सकते हैं। जबकि प्रत्यारोपित फेफड़ों को आवश्यक रक्त और वायु प्रवाह की आपूर्ति के लिए उचित आकार के कफ का उपयोग करना महत्वपूर्ण है, इस बारे में सीमित मार्गदर्शन है कि फुफ्फुसीय नस (पीवी), फुफ्फुसीय धमनी (पीए), या ब्रोंकस (बीआर) 5,7,8,9 के लिए कफ का आकार कैसे चुनना चाहिए। चूंकि पीवी, पीए और बीआर के व्यास दाता और प्राप्तकर्ता चूहों के शरीर के वजन से संबंधित हैं, इसलिए हम प्रस्ताव करते हैं कि कफ का आकार शरीर के वजन पर आधारित होना चाहिए। यह रिपोर्ट चूहे के शरीर के वजन (180 ग्राम से 270 ग्राम से अधिक) के आधार पर कफ के लिए एक आकार मार्गदर्शिका प्रदान करती है जो प्रत्यारोपित फेफड़े को रक्त और हवा की आपूर्ति को अनुकूलित करने का कार्य करती है (तालिका 1)।
जबकि एक नया माइक्रोसर्जन दाता प्रक्रिया के दौरान सफलतापूर्वक और आसानी से दाता फेफड़े की खरीद कर सकता है, प्राप्तकर्ता की प्रक्रिया के दौरान फेफड़े का प्रत्यारोपण अधिक जटिल है और माइक्रोसर्जन के अनुभव पर निर्भर है। प्राप्तकर्ता के बाएं फेफड़े तक पहुंचने के लिए 4वें इंटरकोस्टल स्थान को खोजने का प्रयास अधिक कठिन चरणों में से एक है जो कुछ व्यक्तिपरकता रखता है और प्रक्रिया के समय को बढ़ा सकता है। इसलिए, हम छाती माप और हृदय की धड़कन का उपयोग करके 4 वें इंटरकोस्टल स्पेस लोकेशन की पहचान में सहायता करने के लिए एक सरल और उद्देश्यपूर्ण विधि पेश करते हैं ताकि 4,5,6,10,11,12 को विच्छेदित करने के लिए सही क्षेत्र छाती की दीवार मिल सके।
हम दाता फेफड़ों की मुद्रास्फीति में सुधार का भी प्रस्ताव करते हैं, जो अंग को चोट का एक संभावित स्रोत है। दाता फेफड़े को तब तक फुलाया जाता है जब तक कि रीपरफ्यूजन शुरू न हो जाए। 4वें इंटरकोस्टल स्पेस को मोड़ते समय, दाता फेफड़े को आमतौर पर 2 सेमीएच 2 ओ से 6 सेमीएच2ओ तक पीआईपी बढ़ाकर फुलाया जाता है। अतिमुद्रास्फीति से फेफड़ों की चोट को कम करने के लिए, हम एक ऐसी तकनीक का प्रस्ताव करते हैं जहां सरल डबल समुद्री मील केसाथ 5 वीं पसली से 4वीं पसली के चारों ओर तीन 6-0 नायलॉन सीवन रखे जाते हैं। जब घाव बंद होने का समय होता है, तो तीन सीवन के सिरों को दोनों हाथों में हेमोस्टैट्स के साथ रखा जाता है, घाव को प्रत्येक तरफ खींचकर एक बार में बंद कर दिया जाता है, और पीआईपी को तुरंत 2 सेमीएच2ओ तक कम कर दिया जाता है। इस तरह, फेफड़े को कम से कम समय के लिए विस्तार करने की अनुमति है।
एक प्रयोग के समापन पर, शोधकर्ता अक्सर प्रत्येक प्रत्यारोपण से कई प्रकार के विश्लेषण के लिए कई प्रकार के नमूने एकत्र करना चाहता है। उदाहरण के लिए, स्नैप जमे हुए ऊतक, फॉर्मेलिन निश्चित ऊतक, फुफ्फुसीय एडिमा निर्धारित करने के लिए गीले-से-सूखे वजन अनुपात के लिए ऊतक, और ब्रोन्कोएल्वेलर लैवेज (बीएएल) द्रव सभी का उपयोग यह आकलन करने के लिए किया जा सकता है कि प्रत्यारोपण कितनी अच्छी तरह चला गया। बीएएल द्रव एकत्र करने की पारंपरिक विधि प्राप्तकर्ता के मूल लोब और दाता के प्रत्यारोपित लोब13,14,15 दोनों से मिश्रित पूल किए गए नमूने की अनुमति देती है। इसे दूर करने के लिए, हम हिलर क्षेत्रों को दबाने की एक विधि प्रस्तुत करते हैं जो प्रत्यारोपित और देशी फेफड़ों की स्थिति में अधिक सटीक अंतर्दृष्टि प्राप्त कर सकता है। इसके अतिरिक्त, फेफड़ों के प्रत्येक तरफ से बीएएल द्रव एकत्र करने के लिए उपयोग किए जाने वाले पीबीएस की मात्रा पर विचार करना महत्वपूर्ण है क्योंकि बीएएल द्रव में साइटोकिन्स और केमोकाइन जैसे कई घुलनशील कारक होते हैं जो एकाग्रता द्वारा मापा जाता है। फेफड़ों की क्षमता की अनुमानित मात्रा में डाले गए तरल पदार्थ की मात्रा को सामान्य करने से तुलना में मदद मिल सकती है। दाईं ओर चार लोब और बाईं ओर एक लोब के साथ, चूहे के पांच लोबों में से प्रत्येक में एक अलग मात्रा और सतह क्षेत्र16 होता है। बैकर एट अल द्वारा फेफड़ों के लोब की मात्रा माप पर पिछले अध्ययन के अनुसार, पूरे फेफड़े की कुल मात्रा में से दाएं लोब की मात्रा 63% (4400 मिमी3) और बाएं लोब की मात्रा 37% (2500 मिमी3) है। इसलिए, हम अनुशंसा करते हैं कि बीएएल द्रव एकत्र करने के लिए उपयोग किए जाने वाले पीबीएस की मात्रा की गणना ज्वारीय मात्रा (7.2 एमएल / किग्रा) के दोगुने के रूप में की जानी चाहिए, जो दाएं फेफड़े के लिए 63% और बाएं फेफड़े के लिए 37% से गुणा की जानी चाहिए। इस दृष्टिकोण का उपयोग करके, कोई भी शरीर के वजन और समय10,16 जैसे चर के लिए बेहतर नियंत्रण कर सकता है।
कुल मिलाकर, इस रिपोर्ट में हम चूहे के फेफड़ों के प्रत्यारोपण के मानक प्रयोगात्मक मॉडल में कुछ संशोधनों का प्रदर्शन करेंगे जो प्रक्रिया को अधिक कुशल बना सकते हैं और प्रत्येक प्रयोग से अधिक सटीक और भरपूर डेटा उत्पन्न करने की क्षमता बढ़ा सकते हैं।
Protocol
Representative Results
Discussion
इस रिपोर्ट में, हमने प्रक्रिया को अनुकूलित करने के लिए चूहे फेफड़े के प्रत्यारोपण प्रोटोकॉल में कई महत्वपूर्ण चरणों में हस्तक्षेप किया है। जबकि चूहे के फेफड़ों के प्रत्यारोपण के लिए विभिन्न कफिंग<sup c…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
कोई नहीं।
Materials
| 12 Gauge angio-catheter | BD | 382277 | |
| 14 Gauge angio-catheter | B. Braun | 4251717-02 | |
| 16 Gauge angio-catheter | B. Braun | 4252586-02 | |
| 18 Gauge angio-catheter | B. Braun | 4251679-02 | |
| 20 Gauge angio-catheter | B. Braun | 4252527-02 | |
| 4-0 silk suture | Surgical Specialties Corp. | SP116 | |
| 6-0 nylon suture | AD Surgical | S-N618R13 | |
| 7-0 nylon suture | AD Surgical | S-N718SP13 | |
| 8-0 nylon suture | AD Surgical | XXS-N807T6 | |
| Betadine Spray | Avrio Health L.P | UPC 367618160039 | |
| Clippers | VWR | MSPP-023326 | |
| Castroviejo micro dissecting spring scissors | Roboz Surgical Instrument Co | RS-5668 | |
| Dumont #5 – Fine Forceps | Fine Science Tools | 11254-20 | |
| Electrocautery | Macan | MV-7A | |
| Endotracheal intubation kit | Kent Scientific | ETI-MSE | |
| Forceps | Fine Science Tools | 11027-12 | |
| Halsted-mosquito hemostat | Roboz Surgical Instrument Co | RS-7112 | |
| Heparin | Fresnius Medical Care | C504701 | |
| Insulin syringe | Life Technologies | B328446 | |
| Isoflurane | Piramal Critical Care | NDC 66794-017-25 | |
| Isopropyl Alcohol Swabs | BD | 326895 | |
| Ketamine | Hikma Pharmaceuticals PLC | NDC 0413-9505-10 | |
| Dieffenbach Bulldog Clamp | World Precision Instruments | WPI14117 | |
| Needle holder/Forceps, Curved | Micrins | MI1542 | |
| Needle holder/Forceps, Straight | Micrins | MI1540 | |
| Perfadex Plus (Organ Preservation Solution) | XVIVO Perfusion AB | REF# 19950 | |
| PhysioSuite | Kent Scientific | PS-MSTAT-RT | Used to check SpO2 and heartbeat |
| Retractor | Roboz Surgical Instrument Co | RS-6560 | |
| Saline | PP Pharmaceuticals LLC | NDC 63323-186-10 | |
| Scissors | Fine Science Tools | 14090-11 | |
| SomnoSuite Small Animal Anesthesia System | Kent Scientific | SS-MVG-Module | |
| Sterile Cotton Gauze Pad | Fisherbrand | 22-415-469 | |
| Surgical Microscope | Leica | M500-N w/ OHS | |
| Syringe 5mL | BD | 309646 | |
| Vannas-Tubingen Spring Scissors | Fine Science Tools | 15008-08 | |
| Xylazine | Korn Pharmaceuticals Corp | NDC 59399-110-20 | |
| Yasargil Clamp | Aesculap, Inc | FT351T | Used to clamp bronchus |
| Yasargil Clamp | Aesculap, Inc | FT261T | Used to clamp hilum |
| Yasargil Clamp Applicator | Aesculap, Inc | FT484T |
Referências
- Mizuta, T., Kawaguchi, A., Nakahara, K., Kawashima, Y. Simplified rat lung transplantation using a cuff technique. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 97 (4), 578-581 (1989).
- Zhai, W., et al. Simplified rat lung transplantation by using a modified cuff technique. Journal of Investigative Surgery. 21 (1), 33-37 (2008).
- Goto, T., et al. Simplified rat lung transplantation using a new cuff technique. Annals of Thoracic Surgery. 93 (6), 2078-2080 (2012).
- Guo, H., et al. Improvements of surgical techniques in a rat model of an orthotopic single lung transplant. European Journal of Medical Research. 18, 1 (2013).
- Tian, D., Shiiya, H., Sato, M., Nakajima, J. Rat lung transplantation model: modifications of the cuff technique. Annals of Translational Medicine. 8 (6), 407 (2020).
- Rajab, T. K. Anastomotic techniques for rat lung transplantation. World Journal of Transplantation. 8 (2), 38-43 (2018).
- Reis, A., Giaid, A., Serrick, C., Shennib, H. Improved outcome of rat lung transplantation with modification of the nonsuture external cuff technique. Journal of Heart and Lung Transplantation. 14 (2), 274-279 (1995).
- Sugimoto, R., et al. Experimental orthotopic lung transplantation model in rats with cold storage. Surgery Today. 39 (7), 641-645 (2009).
- Santana Rodriguez, N., et al. Technical modifications of the orthotopic lung transplantation model in rats with brain-dead donors. Archivos de Bronconeumología. 47 (10), 488-494 (2011).
- Gielis, J. F., et al. A murine model of lung ischemia and reperfusion injury: tricks of the trade. Journal of Surgical Research. 194 (2), 659-666 (2015).
- Rajab, T. K. Techniques for lung transplantation in the rat. Experimental Lung Research. 45 (9-10), 267-274 (2019).
- Iskender, I., et al. Effects of Warm Versus Cold Ischemic Donor Lung Preservation on the Underlying Mechanisms of Injuries During Ischemia and Reperfusion. Transplantation. 102 (5), 760-768 (2018).
- Lin, X., et al. Five-year update on the mouse model of orthotopic lung transplantation: Scientific uses, tricks of the trade, and tips for success. Journal of Thoracic Disease. 4 (3), 247-258 (2012).
- Song, J. A., et al. Standardization of bronchoalveolar lavage method based on suction frequency number and lavage fraction number using rats. Toxicological Research. 26 (3), 203-208 (2010).
- Chang, J. E., Kim, H. J., Yi, E., Jheon, S., Kim, K. Reduction of ischemia-reperfusion injury in a rat lung transplantation model by low-concentration GV1001. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 50 (5), 972-979 (2016).
- De Backer, J. W., et al. Study of the variability in upper and lower airway morphology in Sprague-Dawley rats using modern micro-CT scan-based segmentation techniques. Anatomical Record. 292 (5), 720-727 (2009).
- Nelson, K., et al. Method of isolated ex vivo lung perfusion in a rat model: lessons learned from developing a rat EVLP program. Journal of Visualized Experiments. (96), e52309 (2015).
- Suzuki, H., Fan, L., Wilkes, D. S. Development of obliterative bronchiolitis in a murine model of orthotopic lung transplantation. Journal of Visualized Experiments. (65), e3947 (2012).
- Jia, Y., et al. Treatment of acute lung injury by targeting MG53-mediated cell membrane repair. Nature Communications. 5, 4387 (2014).
- Kim, J. L., et al. Pegylated-Catalase Is Protective in Lung Ischemic Injury and Oxidative Stress. Annals of Thoracic Surgery. , (2020).
- Beal, E. W., et al. D-Ala(2), D-Leu(5)] Enkephalin Improves Liver Preservation During Normothermic Ex Vivo Perfusion. Journal of Surgical Research. 241 (2), 323-335 (2019).
- Akateh, C., et al. Intrahepatic Delivery of Pegylated Catalase Is Protective in a Rat Ischemia/Reperfusion Injury Model. Journal of Surgical Research. 238, 152-163 (2019).
