מודל ריאה שחזור ללא עירוי או סוכנים Inotropic בחולדות
Summary
כאן, אנו מציגים פרוטוקול לתיאור מודל ריאה שחזור פשוטה ללא עירוי או סוכנים inotropic חולדה. דגם זה מאפשר לימוד לטווח ארוך sequelae איברים מרובים של לב-ריאה.
Abstract
לב-ריאה (משטרת שיקאגו) הוא חיוני בכירורגיה לב וכלי דם. למרות עידון דרמטי של משטרת שיקאגו טכניקה, התקנים, איברים רב סיבוכים הקשורים ממושך משטרת שיקאגו עדיין לסכן בתוצאה של ניתוחי לב וכלי דם, עלולה להחמיר לאחר הניתוח התחלואה והתמותה. מודלים בעלי חיים recapitulating על השימוש הקליני של משטרת שיקאגו לאפשר ההבהרה של התהליכים הקשורים pathophysiological להתרחש במהלך משטרת שיקאגו, וכדי להקל על מחקרים קליניים לפתח אסטרטגיות הגנה מפני סיבוכים אלה. מודלים משטרת שיקאגו עכברים הם יתרון בשל שלהם משתלמת יותר והתהליכים נוח, שופע שיטות בדיקה-גנטי או רמות החלבון, עקביות גנטי. הם יכולים לשמש עבור חוקרים את הפעלת המערכת החיסונית ואת סינתזה של ציטוקינים proinflammatory, המחמאה ההפעלה ייצור של רדיקלים חופשיים של חמצן. הדגמים עכברוש מעודן, בהדרגה תפסה את המקום של מודלים חיה. כאן נתאר מודל משטרת שיקאגו פשוט ללא עירוי ו/או סוכנים inotropic חולדה. דגם שחזור זה מאפשר לימוד לטווח ארוך sequelae איברים מרובים של משטרת שיקאגו.
Introduction
בשנת 1953, ד ר ג’ון ה’ גיבון ג’וניור בהצלחה את הניתוח הראשון לב באמצעות משטרת שיקאגו1, לאחר מכן הפך מודאליות חיוני בכירורגיה לב וכלי דם. בעוד טכניקות וההתקנים היה מעודן באופן דרמטי, איברים רב סיבוכים הקשורים משטרת שיקאגו עדיין לסכן בתוצאה של ניתוחי לב וכלי דם, עשויים להשפיע על תחלואה ותמותה לאחר הניתוח2. נזק לאיברי הקשורות משטרת שיקאגו נגרמת על ידי הפעלת מערכת החיסון, סינתזה של ציטוקינים proinflammatory, המחמאה ההפעלה ייצור של רדיקלים חופשיים של חמצן2. פתופסיולוגיה שלה, עם זאת, יש לא היה מלא מבואר.
מודלים בעלי חיים recapitulating על השימוש הקליני של משטרת שיקאגו לאפשר ההבהרה של התהליכים הקשורים pathophysiological במהלך ואחרי משטרת שיקאגו; זה יכול להקל על מחקרים קליניים בפיתוח אסטרטגיות כדי להימנע מסיבוכים אלו. מאז Popovic et al. דיווח עכברוש משטרת שיקאגו מודל 19673, עכברוש משטרת שיקאגו דגמים מעודנים, בהדרגה תפסה את המקום של חיה גדולה מודלים משתלמת יותר, נוח והתהליכים וכתוצאה שפע של בדיקות שיטות גנטיות ו רמות חלבון. בנוסף, חולדות המפגרים יכול להיות זהים מבחינה גנטית, צמצום הטיות ביולוגיים אפשריים.
Fabre ואח. תחילה הוקם דגם שחזור שמותר לימוד לטווח ארוך sequelae איברים מרובים של משטרת שיקאגו4. היתרונות של מודל זה הישרדות פשוטים הם גמישות (משטרת שיקאגו זרימה ומשך זמן), תנאי הכרחי יציב, הפארמצבטית ב דלקת מערכתית. עכברוש משטרת שיקאגו מודלים הפכו חיוני לחקירה של אסטרטגיות טיפוליות שמטרתן למנוע פגיעה איברים רב במהלך משטרת שיקאגו5, ו לאחרונה פותחו מודלים שונים כדי לדמות את המצבים הקליניים במהלך משטרת שיקאגו. דה לנגה ואח. פיתח מודל דום, אשר יכול לשמש כדי לאפיין את התגובות אנזימטיות, גנטי, היסטולוגית הקשורים פציעת שריר הלב7. פיטרס ואח. לארגן אוטם שריר הלב, פגיעה reperfusion מבוקרת באמצעות מודל משטרת שיקאגו ולמחקר לנתח שחוסר תפקוד הלב דרך מוקד איסכמיה פציעה פגיעה reperfusion8. Jungwirth et al. תחילה הקימה מודל מעצר עמוק בהיפותרמיה במחזור הדם (DHCA), המבהירות יכול איסכמיה גלובלית ופציעות פגיעה reperfusion DHCA ותומך אפשריות neuroprotective אסטרטגיות6. מחקרים באמצעות DHCA לחקור את ההשפעה של היפותרמיה, פגיעה reperfusion, ו/או המופעלות המוליזה איתות האירועים9. היפותרמיה עמוק עשוי להשפיע על ההפעלה של איון של אנזימים שונים ולהישאר משעולים, המנגנונים לא ידוע10. מצד שני, מודלים דום לב או מודלים איסכמיה לב יש להשתמש כדי לחקור איסכמיה ופציעות הלב פגיעה reperfusion. אלה-משטרת שיקאגו מודלים שונים החולדה, זה מאוד לסכם משטרת שיקאגו אנושי עלול לחשוף תהליכים פתולוגיים הקשורים משטרת שיקאגו ולעזור להפחית סיבוכים הקשורים משטרת שיקאגו.
פרוטוקול זה מדגים מודל משטרת שיקאגו פשוט ללא עירוי או סוכנים inotropic חולדה. דגם זה מאפשר לימוד לטווח ארוך sequelae איברים מרובים של משטרת שיקאגו.
Protocol
Representative Results
Discussion
במודל משטרת שיקאגו זה עכברוש ‘, רמות ביטוי סרום ובריאות של ציטוקינים דלקתיים ו- HMGB-1, גורם שעתוק מפתח המסדיר את תגובות דלקתיות, גדל באופן דרמטי לאחר משטרת שיקאגו. מחקרים קליניים קודמים הראו כי הפרשה סרום של רמת HMGB-1 הוא גבוה בחולים שעברו ניתוח לב וכלי דם11, רמת HMGB-1 סרום שיא במהלך מש…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
הערכה מורחב ד ר טי טאקי, ר מ Funamoto לתמיכה טכנית שלהם.
Materials
| Rodent Ventilator 7025 | Ugo Basile | 7025 | Ventilator |
| OxiQuant B | ENVITEC | 46-00-0023 | Oxygen Sensor |
| CMA 450 Temperature Controller | CMA | 8003759 | Temperature Controller |
| CMA 450 Heating Pad | CMA | 8003763 | |
| CMA 450 Rectal Probe | CMA | 8003761 | |
| DIN(8) to Disposable BP Transducer | ADInstruments | MLAC06 | |
| Disposable BP Transducer | ADInstruments | MLT0670 | |
| IX-214 Data Recorder | iWorx Systems | IWX-214 | amplifier |
| LabScribe software | iWorx Systems | software | |
| Roller pump | Furue Science | Model RP-VT | pump |
| Happy Cath | Medikit | EB 19G 4HCLs PP | 17-gauge multiorifice angiocatheter |
| SURFLO ETFE I.V. Catheter | Terumo | SR-OX2419CA | 24-gauge angiocatheter |
| Oxygenator | Mera | HPO-002 | |
| CPB circuit | Mera | custom-made | |
| Hespander fluid solution | Fresenius Kabi | 3319547A4035 | Hydroxyethyl starch |
References
- Gibbon, J. H. Application of a mechanical heart and lung apparatus to cardiac surgery. Minn Med. 37 (3), 171-185 (1954).
- Apostolakis, E., Filos, K. S., Koletsis, E., Dougenis, D. Lung dysfunction following cardiopulmonary bypass. J Cardiac Surg. 25 (1), 47-55 (2010).
- Popovic, P., Horecky, J., Popovic, V. P. Instrumental responses in rats after hypothermic cardiopulmonary by-pass. P Soc Exp Biol Med. 126 (1), 225-228 (1967).
- Fabre, O., et al. A recovery model of partial cardiopulmonary bypass in the rat. Perfusion. 16 (3), 215-220 (2001).
- Hirao, S., Masumoto, H., Minatoya, K. Rat cardiopulmonary bypass models to Investigate multi-organ injury. Clin Surg. 2, 1-6 (2017).
- Jungwirth, B., et al. Neurologic outcome after cardiopulmonary bypass with deep hypothermic circulatory arrest in rats: description of a new model. J Thorac Cardiov Sur. 131 (4), 805-812 (2006).
- de Lange, F., Yoshitani, K., Podgoreanu, M. V., Grocott, H. P., Mackensen, G. B. A novel survival model of cardioplegic arrest and cardiopulmonary bypass in rats: a methodology paper. J Cardiothorac Surg. 3, 51 (2008).
- Peters, S., et al. An experimental model of myocardial infarction and controlled reperfusion using a miniaturized cardiopulmonary bypass in rats. Interact Cardiovasc Th. 19 (4), 561-564 (2014).
- Engels, M., et al. A cardiopulmonary bypass with deep hypothermic circulatory arrest rat model for the investigation of the systemic inflammation response and induced organ damage. J Inflamm. 11 (26), (2014).
- Pinto, A., et al. The extracellular isoform of superoxide dismutase has a significant impact on cardiovascular ischaemia and reperfusion injury during cardiopulmonary bypass. Eur J Cardio-Thorac. 50 (6), 1035-1044 (2016).
- Zhang, Z., Wu, Y., Zhao, Y., Xiao, X., Liu, J., Zhou, X. Dynamic changes in HMGB1 levels correlate with inflammatory responses during cardiopulmonary bypass. Exp Ther Med. 5 (5), 1523-1527 (2013).
- Kohno, T., et al. Impact of serum high-mobility group box 1 protein elevation on oxygenation impairment after thoracic aortic aneurysm repair. Heart Vessels. 26 (3), 306-312 (2011).
- Tseng, C. C., et al. Impact of serum biomarkers and clinical factors on intensive care unit mortality and 6-month outcome in relatively healthy patients with severe pneumonia and acute respiratory distress syndrome. Dis Markers. 2014, (2014).
- Paparella, D., Yau, T. M., Young, E. Cardiopulmonary bypass induced inflammation: pathophysiology and treatment. An update. Eur J Cardio-Thorac. 21 (2), 232-244 (2002).
- Hirao, S., et al. Recombinant human soluble thrombomodulin prevents acute lung injury in a rat cardiopulmonary bypass model. J Thorac Cardiov Sur. , (2017).
- Yamazaki, S., Inamori, S., Nakatani, T., Suga, M. Activated protein C attenuates cardiopulmonary bypass-induced acute lung injury through the regulation of neutrophil activation. J Thorac Cardiov Sur. 141 (5), 1246-1252 (2011).
- Wang, C. T., Zhang, L., Wu, H. W., Wei, L., Xu, B., Li, D. M. Doxycycline attenuates acute lung injury following cardiopulmonary bypass: involvement of matrix metalloproteinases. Int J Clin Exp Patho. 7 (11), 7460-7468 (2014).
- Liu, K., et al. Curcumin attenuates cardiopulmonary bypass-induced lung oxidative damage in rats. J Cardiovasc Pharm T. 17 (4), 395-402 (2012).
- Taki, T., et al. Fetal mesenchymal stem cells ameliorate acute lung injury in a rat cardiopulmonary bypass model. J Thorac Cardiov S. 153 (3), 726-734 (2017).
- Zhu, X., et al. Establishment of a novel rat model without blood priming during normothermic cardiopulmonary bypass. Perfusion. 29, 63-69 (2014).
- Inoue, K., et al. Deep anesthesia worsens outcome of rats with inflammatory responses. Inflamm Res. 65 (7), 563-571 (2016).
- Bradfield, J. F., Schachtman, T. R., McLaughlin, R. M., Steffen, E. K. Behavioral and physiologic effects of inapparent wound infection in rats. Lab Anim Sci. 42 (6), 572-578 (1992).
