Cardiopulmonale Bypass in een muismodel: een nieuwe benadering
Summary
Dit document wordt beschreven hoe u cardiopulmonale bypass bij muizen. Dit nieuwe model zal het vergemakkelijken van het onderzoek in de moleculaire mechanismen die betrokken zijn bij orgel schade.
Abstract
Naarmate langdurige cardiopulmonale bypass essentiëler tijdens cardiale interventies, ontstaat een toenemende klinische vraag voor de optimalisering van de procedure en voor het minimaliseren van orgel schade ten gevolge van langdurige alsook omloop. Het doel van deze paper was om aan te tonen een volledig functioneel en klinisch relevante model van cardiopulmonale bypass in een muis. Wij rapporteren over het ontwerp van het apparaat, perfusie circuit optimalisatie en microchirurgische technieken. Dit model is een acute model, dat niet compatibel met overleving te wijten aan de noodzaak voor meerdere bloed tekeningen is. Vanwege het aantal tools beschikbaar voor muizen (b.v., markeringen, uitsparingen, enz.) vergemakkelijkt dit model onderzoek naar de moleculaire mechanismen van orgel schade en het effect van cardiopulmonale bypass ten opzichte van andere comorbidities.
Introduction
Sinds de introductie van cardiopulmonale bypass (CPB) in de kliniek, heeft het een essentiële rol gespeeld in de Cardiale Heelkunde1. In moderne Cardiale Heelkunde is CPB langdurig essentieel voor het uitvoeren van uitgebreide aorta reconstructies en gecombineerde procedures. Hoewel technologische vooruitgang enorme geweest, het gebruik van alsook omloop is geassocieerd met intra – en postoperatieve systemische en lokale orgel schade2,3.
Grote dierlijke modellen zijn ontwikkeld voor het onderzoek naar de rol van CPB op fysiologische processen4,5. Hoewel deze modellen hebben verstrekt inzicht in enkele van de CPB bijbehorende complicaties, ze zijn zeer kostbaar en moleculaire hulpmiddelen (bijvoorbeeld antistoffen) zijn zeer beperkt. Een meer kosten-efficiënt alternatief is ontwikkeld bij kleine dieren. Sinds hun ontwikkeling, zijn meerdere studies uitgevoerd voor het optimaliseren van een model van het CPB in ratten en konijnen5,6,7,8,9. Deze modellen bieden een goede basis voor metingen van pathofysiologische ziekteprocessen; ze zijn echter nog onvoldoende om te onderzoeken van cellulaire en humorale immunologie als gevolg van het ontbreken van relevante antilichamen en reagentia. Dit schaadt hun rol op het gebied van onderzoek.
We hebben onlangs een muismodel van CPB ontwikkeld. Als gevolg van een grote verscheidenheid van muis-specifieke reagentia en genetisch gemodificeerde muizen zijn Muismodellen in het algemeen het model bij uitstek voor fysiologische, moleculaire en immunologisch onderzoek10,11. Daarom, ons model vergemakkelijkt de studie van het CPB met betrekking tot de verschillende comorbidities als er veel muizen variëteiten verkrijgbaar met klinisch relevante ziekten12,13. Dienovereenkomstig, dit document wordt beschreven, in detail, CPB in muizen. Zuurstof en hemodynamische parameters worden nauwlettend gevolgd na de arrestatie van diepe ademhaling en bloedsomloop.
Protocol
Representative Results
Discussion
We hebben een volledig functionerende klinisch relevante model ontwikkeld van CPB in een muis. Met meer dan dertig muizenstammen met cardiovasculaire ziekten, zou ons model een uitgangspunt voor de ontwikkeling van nieuwe prospectieve protocollen aan CPB gerelateerde. Bovendien, als gevolg van de overvloed van muis-specifieke reagentia en knock-out-out muizen, dit model kan alleen geen vervanging van het huidige model van de rat van CPB maar vergemakkelijkt dissectie van de moleculaire mechanismen die betrokken zijn bij …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs hebben geen bevestigingen.
Materials
| Sterofundin | B.Braun Petzold GmbH | PZN:8609189 | priming volume, 1:1 with Tetraspan |
| Tetraspan 6% HES Solution | B. Braun Melsungen AG | PZN: 05565416 | priming volume, 1:1 with Sterofundin |
| Heparin Natrium 25.000 | Ratiopharm GmbH | PZN: 3029843 | 2.5 IU per ml of priming solution |
| NaHCO3 8,4% Solution | B. Braun Melsungen AG | PZN: 1579775 | 3% in priming solution |
| KCL 7,45 % Solution | B. Braun Melsungen AG | PZN: 2418577 | 0.1 ml for cardioplegia |
| Carprofen | Zoetis Inc., USA | PZN:00289615 08859153 | 5 mg/kg/BW |
| 1 Fr PU Catheter | Instechlabs INC., USA | C10PU-MCA1301 | carotid artery |
| 2 Fr PU Catheter | Instechlabs INC., USA | C20PU-MJV1302 | jugular vein |
| Vasofix Safety catheter 20G | B.Braun Medical | 4268113S-01 | orotracheal intubation |
| 8-0 Silk suture braided | Ashaway Line & Twine Mfg. Co., USA | 75290 | ligature |
| Isoflurane | Piramal Critical Care Deutschland GmbH | PZN:9714675 | narcosis |
| CLINITUBES blood capillaries | Radiomed GmbH | 51750132 | blood sampling 60 – 95 microliter |
| 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 |
| MiniVent Ventilator for Mice (Model 845) | Harvard Apparatus | 73-0044 | mechanical ventilation |
| Isoflurane Vaporizer Drager 19.1 | Drägerwerk AG & Co. KGaA | anesthesia 1.3 -2.5% | |
| PowerLab data acquisition device 4/35 | ADInstruments Ltd, New Zealand | PL3504 | invasive pressure, ECG, temperature |
| ABL 800 Flex | Radiometer GmbH | blood gas analysis | |
| NMRI mice | Charles River Laboratories | Crl:NMRI(Han) | male, 30-35 g, 12 weeks old, housed at least 1 week before the experiment |
References
- Edmunds, L. Cardiopulmonary Bypass after 50 Years. N. Engl. J. Med. 351 (16), 1601-1603 (2004).
- Goto, T., Maekawa, K. Cerebral dysfunction after coronary artery bypass surgery. J. Anesth. 28 (2), 242-248 (2014).
- Uysal, S., Reich, D. L. Neurocognitive outcomes of cardiac surgery. J. Cardiothorac. Vasc. Anesth. 27 (5), 958-971 (2013).
- Ballaux, P. K., Gourlay, T., Ratnatunga, C. P., Taylor, K. M. A literature review of cardiopulmonary bypass models for rats. Perfusion. 14 (6), 411-417 (1999).
- Jungwirth, B., de Lange, F. Animal models of cardiopulmonary bypass: development, applications, and impact. Semin. Cardiothorac. Vasc. Anesth. 14 (2), 136-140 (2010).
- Günzinger, R., et al. A rat model of cardiopulmonary bypass with cardioplegic arrest and hemodynamic assessment by conductance catheter technique. Basic Res Cardiol. 102 (6), 508-517 (2007).
- Waterbury, T., Clark, T. J., Niles, S., Farivar, R. S. Rat model of cardiopulmonary bypass for deep hypothermic circulatory arrest. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 141 (6), 1549-1551 (2011).
- Schnoering, H., et al. A newly developed miniaturized heart-lung machine-expression of inflammation in a small animal model. Artif. Organs. 34 (11), 911-917 (2010).
- Kim, J., et al. The responses of tissues from the brain, heart, kidney, and liver to resuscitation following prolonged cardiac arrest by examining mitochondrial respiration in rats. Oxid. Med. Cell. Longev. 2016, (2016).
- Shappell, S. B., Gurpinar, T., Lechago, J., Suki, W. N., Truong, L. D. Chronic obstructive uropathy in severe combined immunodeficient (SCID) mice: lymphocyte infiltration is not required for progressive tubulointerstitial injury. J. Am. Soc. Nephrol. 9 (6), 1008-1017 (1998).
- Majzoub, J. A., Muglia, L. J. Knockout mice. N. Engl. J. Med. , 904-907 (1996).
- Houser, S. R., et al. Animal Models of Heart Failure A Scientific Statement From the American Heart Association. Circ. Res. 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. Cardiovasc. Pathol. 15 (6), 318-330 (2006).
- Iurascu-Gagea, M., Craig, S., Suckow, M. A., Stevens, K. A., Wilson, R. P. Euthanasia and necropsy. The laboratory rabbit, guinea pig, hamster, and other rodents. , 117-141 (2012).
