Okontrollerad hemoragisk shock modellerad via leverlackering i möss med realtidshemodynamisk övervakning

Summary

Okontrollerad blödning, en viktig orsak till dödlighet bland traumapatienter, kan modelleras med en standard leverlaceration i en murinmodell. Denna modell resulterar i konsekvent blodförlust, överlevnad och möjliggör testning av hemostatiska medel. Denna artikel ger steg för steg processen för att utföra denna värdefulla modell.

Abstract

Okontrollerad blödning är en viktig orsak till förebyggande dödsfall bland traumapatienter. Vi har utvecklat en murin modell av okontrollerad blödning via en leverlaceration som resulterar i konsekvent blodförlust, hemodynamiska förändringar och överlevnad.

Möss genomgår en standardiserad resektion av leverns vänstra mittklob. De får blöda utan mekanisk ingrepp. Hemostatiska medel kan ges som förbehandling eller räddningsbehandling beroende på undersökarens intresse. Under blödningstiden utförs realtidshemodynamisk övervakning via en vänster femoral arteriell linje. Mössen offras sedan, blodförlust kvantifieras, blod samlas in för vidare analys och organ skördas för analys av skada. Experimentell design beskrivs för att möjliggöra samtidig testning av flera djur.

Leverblödning som modell för okontrollerad blödning finns iN litteraturen, främst i rått- och svinmodeller. Några av dessa modeller använder hemodynamisk övervakning eller kvantifierar blodförlust men saknar konsistens. Den nuvarande modellen innehåller kvantifiering av blodförlust, hemodynamisk övervakning i realtid i en murinmodell som erbjuder fördelen att använda transgena linjer och en hög genomströmningsmekanism för att ytterligare undersöka de patofysiologiska mekanismerna vid okontrollerad blödning.

Introduction

Trauma är den främsta orsaken till dödsfall och handikapp bland ungdomar över hela världen. ¹ Okontrollerad blödning är fortfarande en ledande orsak till dödlighet bland allvarligt skadade traumapatienter. ² Hantering av hemorrhagande traumapatienter är dubbelt: kontroll av kirurgisk blödning och återupplivning och ersättning av förlorat blod.

Djurmodeller av hemorragisk chock har varit hörnstenen i traumavetenskap och kan användas vid utvärderingen av patofysiologin och behandling av traumatisk / hemorragisk chock. ^{3 , 4} Shock i djurmodeller kan uppnås i stort sett genom två metoder: kontrollerad blödning och okontrollerad blödning. ^{5 , 6} Kontrollerad blödning utförs genom avlägsnande av en fast volym blod eller genom blodavlägsnande för att uppnå ett visst blodtryck (fast tryck). MedanSe-modeller är användbara vid utvärderingen av mekanismerna och immunförändringar i hemorragisk chock, de är inte tillämpliga på test av hemostatiska medel och efterliknar inte det kliniska scenariot av blödning efter trauma. I denna grad försökte vi utveckla en modell av okontrollerad blödning som skulle göra det möjligt för oss att testa hemostatiska förändringar och prokoaguleringsmedel i en murinmodell. Levern är ett attraktivt alternativ för okontrollerad blödning delvis på grund av den dubbla blodtillförseln till levern och det är ett av de vanligaste skadade intrabdominala organen i både trubbigt och penetrerande trauma. Med tanke på den höga kliniska relevansen har levern använts som en modell för okontrollerad blödning, oftast hos råtta och svinmodeller, men också nyligen i primater. ^{7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12} </suP> Murine-modeller har också införlivat leverskada, såsom en krossmodell eller trubbig trauma; Dessa modeller leder emellertid inte till hemorragisk chock som är sekundär för leverskadorna. ^{13 , 14}

Rått- och svinmodellerna av okontrollerad leverblödning, samtidigt som de är värdefulla när man tittar på återupplivningspraxis och hemodynamisk övervakning, är mindre fördelaktiga än en murinmodell av olika skäl, såsom kostnad, antal använda djur och viktigare de relativa bristande transgena linjerna som är tillgängliga för analys Av specifik cellulär och molekylär signalering. Den föreliggande murinmodellen delar viktiga likheter med befintliga leverblödningsmodeller, inklusive standardiserad leverlaceration, kvantitativ blodförlust, hemodynamisk övervakning och förmågan att utföra överlevnadsanalys. Många existerande modeller innehåller bara några av dessa aspekter medan vår modell utvecklades för att mäta många av de fysiologiska variablernaBles samtidigt och i flera möss. Utveckling av en murinmodell öppnar också dörren till undersökningar utöver återupplivning och till större patofysiologimekanismer vid okontrollerad blödning med potentialen i en kostnadseffektiv, hög genomströmningsmodell med användning av avancerade molekylära tekniker.

Protocol

Möss hölls i enlighet med University of Pittsburgh (Pittsburgh, PA, USA) och National Institutes of Health (NIH; Bethesda, MD, USA) djurhållningsriktlinjer vid specifika patogenfria förhållanden med 12 h ljust mörka cykler och fri tillgång till Standardmatning och vatten. Alla djurförsök godkändes och genomfördes i enlighet med riktlinjerna från Animal Research and Care Committee vid University of Pittsburgh. 1. Kirurgisk fält och instrumentinställning Steril…

Representative Results

Leverlacerationsmodellen resulterar i reproducerbar och konsekvent blodförlust hos möss. Figur 1A visar den konsekventa vikten av lacererad lever som kan erhållas med en standardavvikelse av endast 0,02 g. Denna konsistens i lacererad levervikt möjliggör förmågan att reproducera modellen mellan möss och i olika experimentella inställningar såsom olika återupplivande protokoll. Den reproducerbara vikten hos den lacererade leveren med ett standardfel på endast …

Discussion

Den här beskrivna murina leverlacerationsmodellen ger en pålitlig, konsekvent modell för okontrollerad blödning. Denna modell är enkel att utföra, men det finns viktiga steg som kräver noggrann övervägning. Den mest tekniskt utmanande delen av modellen är kanylering av femorala kärl för hemodynamisk övervakning och administrering av vätska / läkemedel. Försiktighet måste vidtas under dissektion av nerven och arteriotomi / venotomi. Det är viktigt att inte röra nerverna vid dissektion av kärlen för a…

Materials

SS/45 dumonts	Fine Science Tools	11203-25
surgical scissors	Fine Science Tools	14068-12
hemostats	Fine Science Tools	13009-12
microscissors	Fine Science Tools	15000-08
0.8mm curved forceps	Fine Science Tools	11009-13
suture reel 6-0	Fine Science Tools	18020-60
suture 4-0 silk w/ needle	Owens Minor	K188H
gauze 4×4	can be purchased through any global vendor
cotton-tip applicator	can be purchased through any global vendor
30G needle	can be purchased through any global vendor
23G needle	can be purchased through any global vendor
10cc syringe	can be purchased through any global vendor
50cc conical tube	can be purchased through any global vendor
1cc syringe w/ 25G needle	Fisher Scientific	14-826-88
Polyethylene 10 tubing 100`(PE-10)	Fisher Scientific	14-170-12P
Polyethylene 50 tubing 100`(PE-50)	Fisher Scientific	14-170-12B
3-way stopcock	Fisher Scientific	NC9779127
surgical blue pad	Fisher Scientific	50-7105
Sterile Field dressings	Fisher Scientific	NC9517505
tape rolls 1"	Corporate Express	MMM26001
straight side wide mouth jars	VWR	159000-058
stainless steel tray 8" x 11"	VWR	62687-049
male-male leur lock 3-way	VWR	20068-909
sterilization pouch 3"x8"	VWR	24008
sterilization pouch 5"x10"	VWR	24010
absorption triangles	Fine Science Tools	18105-03
7mm wound clip applier	Fisher Scientific	E0522687
1000 7mm wound clips	Fisher Scientific	E0522687
betadine (4oz)	can be purchased through any global vendor
sterile gloves	can be purchased through any global vendor
eppendorfs	can be purchased through any global vendor
1/2cc Lo-Dose insulin syringe	Fisher Scientific	12-826-79
small weigh boat	can be purchased through any global vendor
lactated ringers	can be purchased through any global vendor
hepranized saline solution (.1µ hep + 9.9µNaCl)	can be purchased through any global vendor
phosphate buffered saline	can be purchased through any global vendor
pentobarbital	can be purchased through any global vendor
Wild M650 microscope w/ boom stand	Leica
Digi-Med BPA-400 analyzer & systems integrator	Micro-Med	SYS-400
TXD-310 (Digi-Med Transducer)	Micro-Med	TXD-300
Computer	Dell
microbead instrument sterilizer	VWR	11156-002
Oster A5 clippers w. size 40 blade	VWR	10749-020
circulating heating pad 18×26	Harvard	py872-5272
rectal thermometer	Kent Scientific	RET-3