खरगोशों में इस्केमिया और रीपरफ्यूजन चोट का मॉडल
Summary
वर्तमान अध्ययन जीवित रहने के मामलों के लिए बाएं मिनी-थोरैकोटॉमी या गैर-जीवित मामलों के लिए एक मिडलाइन स्टर्नोटॉमी का उपयोग करके खरगोशों में तीव्र क्षेत्रीय मायोकार्डियल इस्किमिया और रीपरफ्यूजन चोट के एक अत्यधिक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य पशु मॉडल को प्रदर्शित करता है।
Abstract
प्रोटोकॉल यहाँ गैर-अस्तित्व और अस्तित्व प्रयोगों के लिए खरगोश में स्वस्थानी तीव्र क्षेत्रीय मायोकार्डियल इस्किमिया में प्रेरित करने के लिए एक सरल, अत्यधिक प्रतिकृति पद्धति प्रदान करता है। न्यूजीलैंड सफेद वयस्क खरगोश को एट्रोपिन, एसेप्रोमाज़िन, ब्यूटोरानोल और आइसोफ्लुरेन के साथ बेहोश किया जाता है। जानवर को इंटुबैट किया जाता है और यांत्रिक वेंटिलेशन पर रखा जाता है। दवाओं के जलसेक के लिए सीमांत कान की नस में एक अंतःशिरा कैथेटर डाला जाता है। जानवर को हेपरिन, लिडोकेन और लैक्टेटेड रिंगर के घोल के साथ पूर्व-औषधीय किया जाता है। रक्तचाप की निगरानी के लिए धमनी लाइन का उपयोग प्राप्त करने के लिए एक कैरोटिड कट-डाउन किया जाता है। चुनिंदा शारीरिक और यांत्रिक मापदंडों की निगरानी की जाती है और निरंतर वास्तविक समय विश्लेषण द्वारा दर्ज किया जाता है।
जानवर बेहोश और पूरी तरह से संवेदनाहारी के साथ, या तो एक चौथा इंटरकोस्टल स्पेस छोटा बाएं थोरैकोटॉमी (अस्तित्व) या मिडलाइन स्टर्नोटॉमी (गैर-उत्तरजीविता) किया जाता है। पेरीकार्डियम खोला जाता है, और बाएं पूर्वकाल अवरोही (एलएडी) धमनी स्थित होती है।
एक पॉलीप्रोपाइलीन सिवनी को एलएडी धमनी की दूसरी या तीसरी विकर्ण शाखा के आसपास पारित किया जाता है, और पॉलीप्रोपाइलीन फिलामेंट को एक छोटे विनाइल ट्यूब के माध्यम से पिरोया जाता है, जिससे एक जाल बनता है। पशु क्षेत्रीय ischemia के 30 मिनट के अधीन है, जाल कस द्वारा लाड occluding द्वारा हासिल की है. एपिकार्डियम के क्षेत्रीय सायनोसिस द्वारा मायोकार्डियल इस्किमिया की पुष्टि नेत्रहीन रूप से की जाती है। क्षेत्रीय इस्किमिया के बाद, संयुक्ताक्षर को ढीला किया जाता है, और हृदय को फिर से छिड़कने की अनुमति दी जाती है।
अस्तित्व और गैर-उत्तरजीविता प्रयोगों दोनों के लिए, मायोकार्डियल फ़ंक्शन का मूल्यांकन भिन्नात्मक शॉर्टनिंग के इकोकार्डियोग्राफी (ईसीएचओ) माप के माध्यम से किया जा सकता है। गैर-उत्तरजीविता अध्ययनों के लिए, इस्केमिक क्षेत्र के भीतर प्रत्यारोपित तीन डिजिटल पीजोइलेक्ट्रिक अल्ट्रासोनिक जांच का उपयोग करके एकत्र किए गए सोनोमाइक्रोमेट्री से डेटा और बाएं वेंट्रिकल विकसित दबाव (एलवीडीपी) को एपिक रूप से डाले गए बाएं वेंट्रिकल (एलवी) कैथेटर का उपयोग करके क्रमशः क्षेत्रीय और वैश्विक मायोकार्डियल फ़ंक्शन का मूल्यांकन करने के लिए लगातार प्राप्त किया जा सकता है।
उत्तरजीविता अध्ययन के लिए, चीरा बंद कर दिया जाता है, फुफ्फुस वायु निकासी के लिए एक बाईं सुई थोरैसेंटेसिस किया जाता है, और पश्चात दर्द नियंत्रण प्राप्त किया जाता है।
Introduction
हृदय रोग दुनिया में मृत्यु का प्रमुख कारण हैं औरहर साल 18 मिलियन से अधिक मौतों में योगदान करते हैं। तीव्र रोधगलन (एमआई) एक सामान्य चिकित्सा आपातकाल है जो तब विकसित होता है जब रक्त का थक्का या एथेरोमेटस पट्टिका का एक टुकड़ा कोरोनरी धमनी के रक्त प्रवाह को अवरुद्ध करता है। यह उस क्षेत्र में क्षेत्रीय मायोकार्डियल इस्किमिया का कारण बनता है जो धमनी को सुगंधित करता है।
वर्तमान अध्ययन एक प्रोटोकॉल का वर्णन करता है जो गैर-अस्तित्व और अस्तित्व प्रयोगों के लिए खरगोश मॉडल में स्वस्थानी तीव्र क्षेत्रीय मायोकार्डियल इस्किमिया बनाने के लिए एक सरल और विश्वसनीय पद्धति का उपयोग करता है। इस पद्धति का प्रारंभिक लक्ष्य मायोकार्डियल नेक्रोसिस को संशोधित करने और इस्केमिक घटना के बाद पोस्ट-इस्केमिक हृदय समारोह को बढ़ाने पर माइटोकॉन्ड्रियल प्रत्यारोपण के प्रभावों का मूल्यांकन करना था। पिछले शोध ने माइटोकॉन्ड्रियल परिवर्तनों की घटना और इस्किमिया की शुरुआत और ऑक्सीजन की आपूर्ति में कमी के बाद उच्च ऊर्जा फॉस्फेट के स्तर में तेजी से गिरावट का प्रदर्शन किया है, जिसके परिणामस्वरूप हृदय ऊर्जा भंडार में भारी कमी आईहै 4. जांचकर्ताओं ने पोस्ट-इस्केमिक फ़ंक्शन में सुधार करने और औषधीय हस्तक्षेप और / या प्रक्रियात्मक तकनीकों का उपयोग करके मायोकार्डियल ऊतक परिगलन को कम करने का प्रयास किया है, लेकिन ये तकनीक सीमित कार्डियोप्रोटेक्शन प्रदान करती हैं और माइटोकॉन्ड्रियल क्षति और शिथिलता 5,6,7 पर न्यूनतम प्रभाव डालती हैं। हमारी टीम और अन्य लोगों ने पहले दिखाया है कि माइटोकॉन्ड्रियल क्षति मुख्य रूप से इस्किमिया के दौरान होती है और सिकुड़ा हुआ वसूली को बढ़ाया जा सकता है और रोधगलितांश का आकार 8,9,10 के दौरान माइटोकॉन्ड्रियल श्वसन समारोह के संरक्षण के साथ कम हो गया है। इस प्रकार, हमने अनुमान लगाया कि इस्किमिया से अप्रभावित ऊतकों से माइटोकॉन्ड्रियल प्रत्यारोपण से पहले इस्किमिया के क्षेत्र में पुनरावृत्ति मायोकार्डियल परिगलन को कम करने और मायोकार्डियल फ़ंक्शन को बढ़ाने के लिए एक वैकल्पिक दृष्टिकोण प्रदान करेगा। इसमें, हम इस सिद्धांत का परीक्षण करने के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रोटोकॉल और हमारे प्रारंभिक अध्ययन विश्लेषण से प्राप्त प्रतिनिधि परिणामों का विस्तार करते हैं।
इसके अलावा, कई जांचकर्ताओं ने मायोकार्डियल इस्किमिया-रिपरफ्यूजन चोट के प्रभाव को परिभाषित करने और उचित चिकित्सीय हस्तक्षेप स्थापित करने के लिए अभिन्न अंग अन्य विषयों पर ध्यान केंद्रित किया है। अनुसंधान का ऐसा ही एक क्षेत्र पूर्व शर्त का है। मायोकार्डियल इस्केमिक प्रीकंडीशनिंग एक कार्डियोप्रोटेक्टिव तंत्र है जो संक्षिप्त इस्केमिक तनाव द्वारा सक्रिय होता है जिसके परिणामस्वरूप लंबे समय तक इस्किमिया के बाद के एपिसोड के दौरान कार्डियक सेल नेक्रोसिस की दर में कमी आती है। इन तंत्रों को हाइपोक्सिया या कोरोनरी रोड़ा द्वारा सक्रिय किया जा सकता है। मंडेल एट अल हाइपोक्सिक-hyperoxic शर्त नाइट्रिक ऑक्साइड चयापचयों के संतुलन को बनाए रखने में मदद की, एंडोटिलिन -1 हाइपरप्रोडक्शन कम, और समर्थित अंग संरक्षण11. इसके अलावा, रिमोट इस्केमिक प्रीकंडीशनिंग की अवधारणा, एक घटना जिससे एकल-अंग पूर्व शर्त प्रणालीगत सुरक्षा प्रदान करती है, का पता लगाया गया है। अली एट अल पाया कि, वैकल्पिक खुले पेट महाधमनी धमनीविस्फार की मरम्मत के दौर से गुजर रोगियों में, रिमोट पूर्व शर्त, एक उत्तेजना के रूप में सेवा करने के लिए आम इलियाक धमनी intermittently पार clamping द्वारा प्रदर्शन किया, पश्चात रोधगलन, और गुर्दे की हानि12.
खरगोश मॉडल अन्य प्रजातियों के साथ मॉडल पर संभावित लाभ प्रदान करते हैं और दशकों से कई अलग-अलग परिदृश्यों में उपयोग किए जाते हैं, जिसमें अतालता, वैश्विक और क्षेत्रीय इस्केमिक मॉडल और हृदय संकुचन अनुसंधान शामिल हैं, दूसरों के बीच13,14,15। हालांकि खरगोश दिल एक कुत्ते या सुअर की तुलना में छोटा है, यह आसानी से एक बहुत कम लागत13 पर शल्य चिकित्सा प्रक्रियाओं प्रदर्शन करने के लिए काफी बड़ा है. खरगोश के दिल का उपयोग अक्सर किया जाता है क्योंकि यह मानव हृदय के समानांतर होता है; दरअसल, यह एक समान चयापचय दर है, β-मायोसिन भारी श्रृंखला व्यक्त करता है, औरमहत्वपूर्ण मायोकार्डियल xanthine oxidase16 का अभाव है। क्षेत्रीय मायोकार्डियल इस्किमिया को प्रेरित करने के लिए वर्णित तकनीक सरल, दोहराने योग्य और लागत प्रभावी है। यह विधि गैर-अस्तित्व और उत्तरजीविता दोनों मामलों के लिए अनुमति देती है, क्योंकि वैश्विक इस्किमिया के बजाय केवल क्षेत्रीय इस्किमिया प्रेरित होता है, और आवश्यक सामग्री गैर-विशिष्ट होती है। दो अलग-अलग सर्जिकल दृष्टिकोण (यानी, स्टर्नोटॉमी और मिनी-थोरैकोटॉमी) का उपयोग किया जा सकता है, इस प्रकार ऑपरेटर और प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल को अध्ययन डिजाइन के संदर्भ में अधिक स्वतंत्रता प्रदान की जा सकती है। इसके अतिरिक्त, प्रक्रिया को कार्डियोपल्मोनरी बाईपास के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है। इस संदर्भ में, कोरोनरी धमनी बाईपास ग्राफ्टिंग के लिए न्यूनतम इनवेसिव दृष्टिकोण बहु-पोत revascularizaiton17,18 की आवश्यकता वाले रोगियों के लिए मूल्यवान विकल्प बन गए हैं। इस मॉडल का उपयोग इन दृष्टिकोणों के बीच अंतर का अध्ययन करने और सर्जिकल प्रशिक्षुओं के लिए पशु-आधारित शिक्षण उपकरण प्रदान करने के लिए किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, इस मॉडल का उपयोग करके कार्डियक कैथीटेराइजेशन करना शारीरिक अनुसंधान और / या सर्जिकल प्रशिक्षण के लिए उपयोगी हो सकता है।
हमारा मॉडल उन अनुप्रयोगों के लिए एक पद्धति प्रदान करता है जिसमें क्षेत्रीय मायोकार्डियल इस्किमिया को प्रेरित करना और बाद में रोधगलितांश आकार, मायोकार्डियल फ़ंक्शन और सेलुलर परिवर्तनों को मापना महत्वपूर्ण है। इस प्रोटोकॉल के साथ, हम सेलुलर फ़ंक्शन और इस्किमिया के अनुकूलन और ऑर्गेनेल, ऑक्सीजन की खपत, उच्च-ऊर्जा फॉस्फेट संश्लेषण, और साइटोकिन मध्यस्थों और प्रोटिओमिक मार्गों के प्रेरण की जांच करके प्रस्तावित चिकित्सीय हस्तक्षेप (यानी, माइटोकॉन्ड्रियल प्रत्यारोपण) के कई मार्करों का मूल्यांकन करने में सक्षम हैं। ये परिणाम मायोकार्डियल एनर्जेटिक्स, सेल व्यवहार्यता और कार्डियक फ़ंक्शन को संरक्षित करने में महत्वपूर्ण हैं और इस्किमिया-रिपरफ्यूजन चोट के बाद कार्डियोप्रोटेक्टिव तकनीकों के उद्देश्य मूल्यांकन की अनुमति देते हैं। इस मॉडल का उपयोग पोस्ट-इस्केमिक मायोकार्डियल पैथोलॉजी और रिकवरी के क्षेत्र में समान जैविक मार्गों और विकल्पों का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है।
इस प्रोटोकॉल का लक्ष्य गैर-अस्तित्व और उत्तरजीविता प्रयोगों के लिए खरगोश में स्वस्थानी तीव्र क्षेत्रीय मायोकार्डियल इस्किमिया में प्रेरित करने के लिए एक अत्यधिक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य पद्धति प्रदान करना है। यह मॉडल उच्च अस्तित्व, कम इंट्राऑपरेटिव मृत्यु दर, और न्यूनतम रुग्णता19 के साथ एक पद्धति प्रदान करता है। तीव्र क्षेत्रीय मायोकार्डियल इस्किमिया के लिए अन्य मॉडलों को रेडियोलेबल्ड सामग्री, कंट्रास्ट एजेंट, चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग, या कंप्यूटर सिमुलेशन20,21,22का उपयोग करके वर्णित किया गया है। हमारा प्रोटोकॉल एक विश्वसनीय और सरल पद्धति प्रदान करता है जो लागत प्रभावी, लगातार प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य है, और इसकी कम तकनीकी मांग है और इस प्रकार, सर्जिकल विशेषज्ञता के बिना जांचकर्ताओं द्वारा किया जा सकता है। यह प्रोटोकॉल या तो एक बाएं मिनी-थोरैकोटॉमी या एक मिडलाइन स्टर्नोटॉमी का उपयोग करके एक गैर-अस्तित्व मॉडल का उपयोग करके एक उत्तरजीविता परियोजना को समायोजित करता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
हमारा प्रोटोकॉल खरगोश में तीव्र क्षेत्रीय मायोकार्डियल इस्किमिया करने के लिए एक विश्वसनीय पद्धति को प्रदर्शित करता है। बाएं मिनी-थोरैकोटॉमी दृष्टिकोण जीवित रहने के मामलों के लिए आदर्श है, जिसके लि?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
मूल अध्ययन जिसमें इस प्रोटोकॉल का उपयोग किया गया था राष्ट्रीय हृदय, फेफड़े, और रक्त संस्थान अनुदान एचएल -103642 और एचएल -088206 द्वारा समर्थित किया गया था
Materials
| #10 blade | Bard Parker | 371210 | |
| #11 blade | Fisher Scientific | B3L | |
| 22 G PIV needle | BD Insyte | 381423 | |
| Acepromazine | VETONE | NDC 13985-587-50 | 0.5 mg/kg IM and IV |
| Aline pressure bag | Infu-Stat | 2139 | |
| Angiocath | Becton Dickinson | 382512 | |
| Arterial Catheter | Teleflex | MC-004912 | |
| Atropine | Hikma Pharmaceuticals | NDC 0641-6006-01 | 0.01 mg/kg IM |
| Betadine and 70% isopropyl alcohol | McKesson | NDC 68599-2302-6 | |
| Blood gas machine | Siemens | MRK0025 | |
| Bovie | Valleylab | E6008 | |
| Bulldog clamps | World Precision Instruments | 14119 | |
| Bupivacaine | Auromedics | NDC 55150-249-50 | 3 mg/kg IM |
| Butorphanol | Roxane | NDC 2054-3090-36 | 0.5 mg/kg IM |
| Clear acetate sheet | Oxford Instruments | ID 51-1625-0213 | |
| Clipers | Andis | AGC2 | |
| DeBakey forceps | Integra | P6280 | |
| Echocardiography machine | Philips | IE33 F1 | |
| Electrocardiography machine | Meditech | MD908B | |
| Endotracheal tube | Medline | #922774 | |
| Fentanyl | West-Ward | NDC 0641-6030-01 | 1–4 µg/kg transdermal patch |
| Formaldehyde solution 10% | Epredia | 94001 | |
| Glass plates | United Scientific | B01MUHX6MR | |
| Heparin Sodium | Sagent | NDC 69-0058-02 | 1000U in 1 mL 3 mg/kg |
| Hot water blanket | 3M | 55577 | |
| Isoflurane | Penn Veterinary Supply, INC | NDC 50989-606-15 | 1%–3% |
| Ketamine | Dechra | NDC 42023-138-10 | 10 mg/kg IV |
| Lab Chart 7 Acquisition Software | Adinstruments | ||
| Lactated Ringer's solution | ICUmedical | NDC 0990-7953-09 | 10 mL/kg/h |
| Laryngoscope | Welch Allyn | 68044 | |
| Left ventricule lumen catheter 3Fr | McKesson | 385764-EA | |
| Lidocaine (1%) | Pfizer | 4276-01 | 1–1.5 mL/kg IV |
| LVDP transducer | Edward | PDP-ED | |
| Marking pen | Viscot | 1451SR-100 Unsterile | |
| Mayo scissors | Mayo | S7-1098 | |
| Medetomidine | Entireoly Pets Pharmacy | NDC 015914-005-01 | 0.25 mg/kg IM |
| Metzenbaum scissors | Cole-Parmer | UX-10821-05 | |
| Monastra. Blue pigment 98% | Chemsavers | MBTR1100G | |
| Monocryl 5-0 | Ethicon | Y463G | |
| Mosquito clamp | Shioda | 802N | |
| PDS 3-0 | Ethicon | 42312201 | |
| Piezoelectric sonomicrometry crystals | Sonometrics | Small 2mm round | |
| Plegets | DeRoyal | 32-363 | |
| Povuine Iodine Prep Solutions | Medline | MDS093940 | |
| Precision vaporized system face mask | Yuwell | B07PNH69BF | |
| Prolene 3-0 | Ethicon | 8665G | |
| Proline 5-0 | Ethicon | 8661G | |
| Pulse oximetry probe | Masimo | 9216-U | |
| Rib spreader | Medline | MDS5621025 | |
| S12 Pediatric Sector Probe | Phillips | 21380A | |
| Sonomicrometer | Sonometrics | BZ10123724 | |
| Sterile gauze | Medline | 3.00802E+13 | |
| Sterile towels | McKesson | MON 277860EA | |
| Sternal retractor | Medline | MDS5610321 | |
| Sutures for closure | J&J Dental | 8698G | |
| Telemetriy monitor | Meditech | MD908B | |
| Temperature probe | Omega | KHSS-116G-RSC-12 | |
| Triphenyl tetrazolium chloride (1%) | Millipore | MFCD00011963 | |
| Ventilator | MedGroup | MSLGA 11 | |
| Vicryl 2-0 | Ethicon | V635H | |
| Vinyl tubing | ABE | DISW 3001 |
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