마우스의 복막 투석 카테터 배치를 위한 역행 이식 접근법
Summary
이 기사에서는 기존 기술에서 관찰된 주요 기술적 문제를 피하기 위해 쥐 모델에 복막 투석 카테터를 이식하는 절차의 수정에 대해 설명합니다.
Abstract
뮤린 모델은 복막 염증 및 섬유증과 같은 복막 투석 (PD)의 다양한 측면을 조사하기 위해 사용됩니다. 이러한 사건은 인간의 복막막 부전을 유발하며, 이는 말기 신장 질환(ESKD) 환자 관리에 심오한 임상적 영향을 미치기 때문에 집중적인 조사 영역으로 남아 있습니다. PD의 임상적 중요성 및 관련 합병증에도 불구하고 현재 실험용 쥐 모델은 모델의 성능을 손상시키는 주요 기술적 문제로 어려움을 겪고 있습니다. 여기에는 PD 카테터 이동 및 꼬임이 포함되며 일반적으로 조기 카테터 제거가 필요합니다. 이러한 한계는 또한 연구를 완료하기 위해 더 많은 수의 동물이 필요하게 만듭니다. 이러한 단점을 해결하기 위해 이 연구는 쥐 모델에서 일반적으로 관찰되는 PD 카테터 합병증을 예방하기 위해 기술적 개선과 외과적 뉘앙스를 소개합니다. 또한, 이 변형된 모델은 지질 다당류 주사를 사용하여 복막 염증 및 섬유증을 유도함으로써 검증됩니다. 본질적으로이 논문은 PD의 실험 모델을 만드는 개선 된 방법을 설명합니다.
Introduction
말기 신장 질환 부담
만성 신장 질환(CKD)은 전 세계적인 건강 문제입니다1. 현재 추정에 따르면 전 세계적으로 8억 5천만 명이 넘는 사람들이 신장 질환을 앓고 있습니다. 신장 질환의 유병률은 당뇨병 환자(4억 2,200만 명)의 거의 두 배이며 전 세계적으로 암(4,200만 명) 또는 HIV/AIDS(3,670만 명) 환자의 유병률의 20배 이상입니다2. 미국인 7명 중 1명은 만성콩팥병을 앓고 있으며, 미국인 1,000명 중 2명은 신장 이식 또는 투석 지원이 필요한 ESKD를 앓고 있습니다3. 전 세계적으로 증가하는 ESKD의 부담을 고려할 때 투석 기술을 최적화하는 것이 중요합니다3.
복막 투석
PD는 미국에서 ESKD 치료에 상당히 활용도가 낮은 방식입니다. 미국 신장 데이터 시스템(USRDS)에 따르면 유병률 PD 환자의 비율은 11년에 2020%에 불과했습니다 4,5. PD는 더 나은 삶의 질, 더 적은 클리닉 방문, 메디케어 지출 감소를 포함하여 센터 내 혈액 투석(HD)에 비해 몇 가지 이점을 제공합니다6,7. 또한 PD는 가정 기반 요법이며 종종 혈액 투석 카테터와 관련된 균혈증 및 심내막염과 같은 심각한 감염의 위험이 훨씬 낮습니다. 또한, PD는 긴급 시작 프로토콜로 신속하게 개시될 수 있어, 유치 혈관 카테터(8)를 사용한 투석 개시의 필요성을 감소시킨다. PD는 소아 ESKD 집단에서 바람직한 투석 방법으로 간주됩니다9.
복막 투석으로 인한 복막 장애
PD는 PD 유체 (투석액)를 복막에 도입하여 시간이 지남에 따라 복막의 염증 및 리모델링을 초래합니다. 복막 염증은 섬유증을 유발하여 시간이 지남에 따라 막의 한외 여과 능력이 잠재적으로 손실됩니다. 복막의 보존은 PD에서 중요한 과제이며, 실무자가 최상의 임상 사례를 이용할 수 있도록 하기 위해서는 추가 연구가 매우 중요합니다. 복막 감염 및 염증, 용질, 물 수송 역학 및 막 실패의 병태생리학적 메커니즘에 대한 이해를 높이는 데 도움이 되는 잘 확립된 쥐 모델이 있습니다. 그러나 카테터의 기술적 문제는 종종 이러한 모델10을 제한합니다.
복막막 변화 분석
ESKD 환자에서 투석액은 전통적으로 깊고 표면적인 커프가있는 Tenkhoff 카테터를 통해 복강 내에 도입됩니다. 환자는 잠재적으로 카테터 이동, 주입 통증 및 투석액11,12,13의 배액 불량을 포함한 카테터 관련 합병증을 경험할 수 있습니다. 이러한 합병증을 최소화하기 위해 인간을 위해 두 가지 주요 유형의 복막 카테터가 코일 또는 직선으로 도입되었습니다12. PD 카테터 생존을 연장하기 위해 기존의 2-커프 카테터에 대한 추가 커프를 포함한 몇 가지 변형이 원래 카테터에 추가되었습니다.11. 삽입 기술은 자원의 가용성 및 전문 지식 수준14을 포함하여 생존 후 추가되는 카테터 이동을 방지함으로써 여러 요인에 따라 다릅니다.
대조적으로, 복막 투석의 쥐 모델은 인간 복막 카테터와 비교하여 기술과 목적에 근본적인 차이가 있습니다. 예를 들어, 쥐 모델의 복막 카테터는 주로 막 변화를 연구하는 데 사용되며 양방향 배수 기능에는 덜 사용됩니다. 현재의 기술은 동물의 취급으로 인한 잠재적 인 포트 이탈 및 카테터 이동으로 고통 받고 있습니다. 종래의 뮤린 모델에서, 액세스 포트는 피부에 고정되지 않았다. 이러한 측면은 불안정한 액세스 포트를 생성하여 깨어 있는 동물의 경우 이탈하여 카테터 이동을 초래할 수 있습니다. 복막 연구에서 쥐 모델의 중요성을 감안할 때 신뢰할 수 있는 모델을 생성하기 위한 효과적인 수술 기술을 만드는 것이 필수적입니다. 따라서 우리는 PD 카테터 배치의 기존 모델을 최적화하기 시작했습니다. 카테터 자체가 복막에서 조직 병리학 적 변화를 일으키므로 동물 연구에서 PD 용액의 효과에 관한 모든 결론은 PD 카테터의 맥락에서 이물질로 해석되어야한다는 점에 유의해야합니다15,16,17.
복막 조직 병리학
PD 실패는 주로 섬유증 및 과도한 혈관 신생과 관련이 있으며, 이로 인해 삼투압 농도 구배가 손실됩니다. 또한 복막막 여과 능력은 복막염의 영향을 받을 수 있습니다. 또한, 감염성 복막염은 복막 투석에서 혈액 투석으로의 투석 방식의 변화에 대한 잘 확립 된 원인입니다. 18.
Protocol
Representative Results
Discussion
PD의 3가지 뮤린 모델이 설명된다. 이것은 복막 표면의 블라인드 천자, 개방-영구 시스템, 및 폐쇄 시스템(10)을 포함한다. 복막 표면의 맹목적인 천자는 복강 주사와 유사한 직접적인 복막 접근을 포함하지만 투석액의 배액을 허용하지 않습니다. 맹검 절차이기 때문에이 방법은 복부 내장 기관을 손상시킬 수 있습니다. 개방형 시스템 모델은 투석 카테터와 점안 포트를 신체 외부?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 연구는 NIH 1R01HL132325 및 R21 DK119740-01 (VCC) 및 AHA 심장 종양학 SFRN CAT-HD 센터 보조금 857078 (VCC 및 SL)의 지원을 받았습니다.
Materials
| 10% heparin | Canada Inc., Boucherville, QC, Canada) | Pharmaceutical product | |
| Buprenorphine 0.3 mg/mL | PAR Pharmaceutical | NDC 42023-179-05 | |
| C57BL/6J mice | The Jackson Lab | IMSR_JAX:000664 | |
| CD31 | Abcam | Ab9498 | |
| Clamp | Fine Science Tools | 13002-10 | |
| Forceps | Fine Science Tools | 11002-12 | |
| Dumont #5SF Forceps | Fine Science Tools | 11252-00 | |
| Dumont Vessel Cannulation Forceps | Fine Science Tools | 11282-11 | |
| Fine Scissors – Large Loops | Fine Science Tools | 14040-10 | |
| Fisherbrand Animal Ear-Punch | Fisher Scientific | 13-812-201 | |
| Hill Hemostat | Fine Science Tools | 13111-12 | |
| Huber point needle | Access technologies | PG25-500 | Needle for injections |
| Isoflurane, USP | Covetrus | NDC 11695-6777-2 | |
| Lipopolysaccharide from E.coli | SIGMA | L4391 | |
| Microscope | Nikon Eclipse Inverted Microscope | TE2000 | |
| Minute Mouse Port 4French with retention beads and cross holes | Access technologies | MMP-4S-061108A | |
| Posi-Grip Huber point needles 25 G x 1/2´´ | Access technologies | PG25-500 | |
| Scissors | Fine Science Tools | 14079-10 | |
| Vicryl Suture | AD-Surgical | #L-G330R24 |
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