O modelo de fetos de ovelhas não-anestesiado cronicamente instrumentados é usado para estudar o desenvolvimento fetal humano na saúde e na doença, pois permite a colocação cirúrgica e manutenção de cateteres e eletrodos, coleta de sangue repetitivo, injeção de substância, a gravação da atividade bioelétrica, e in vivo de imagens. Nós descrevemos os procedimentos necessários para estabelecer este modelo.
The chronically instrumented pregnant sheep has been used as a model of human fetal development and responses to pathophysiologic stimuli such as endotoxins, bacteria, umbilical cord occlusions, hypoxia and various pharmacological treatments. The life-saving clinical practices of glucocorticoid treatment in fetuses at risk of premature birth and the therapeutic hypothermia have been developed in this model. This is due to the unique amenability of the non-anesthetized fetal sheep to the surgical placement and maintenance of catheters and electrodes, allowing repetitive blood sampling, substance injection, recording of bioelectrical activity, application of electric stimulation and in vivo organ imaging. Here we describe the surgical instrumentation procedure required to achieve a stable chronically instrumented non-anesthetized fetal sheep model including characterization of the post-operative recovery from blood gas, metabolic and inflammation standpoints.
Uma variedade de modelos animais existem para o estudo de ambas as gravidezes normais e comprometidos, incluindo roedores de laboratório, primatas não humanos e animais domésticos. 1,2,3,4,5 As ovelhas cronicamente instrumentadas grávida tem sido amplamente utilizado há 50 anos como um modelo de desenvolvimento fetal humano e respostas a estímulos fisiopatológicos como lipopolissacarídeo (LPS). 6-10 As lesões após exposição LPS imitar exatamente o que é visto em prematuros com leucomalácia periventricular, que é devido a um perfil de maturação similar de ambas as espécies. 11, 12
Outras complicações na gravidez também têm sido estudadas em grande detalhe, como a descoberta de que os glicocorticóides pré-natais promover o desenvolvimento pulmonar 13-15 e compreender o impacto da restrição de crescimento intra-uterino (CIUR) sobre o feto 16,17.
O uso extensivo do modelo de ovelha fetal é devido ao unique receptividade da ovelha fetal não-anestesiado para a colocação cirúrgica e manutenção de cateteres e eletrodos, permitindo a amostragem de sangue repetitivo, registro da atividade bioelétrica, aplicação de estimulação elétrica e em imagens do cérebro vivo. 18 Telemetry também é possível, embora utilizado com menos freqüência Ainda, devido à maior sofisticação para configurar, bem como o custo inicial e de manutenção. 19
Além disso, o modelo de fetos de ovelhas é muito versátil como muitas variações de instrumentação são possíveis, dependendo das medidas de interesse. Por exemplo, é possível gravar mais de dias a semanas sinais multivariados em tempo real, tais como movimentos fetais de respiração, a atividade elétrica do cérebro, as respostas cardiovasculares, eletrocardiograma, o fluxo sanguíneo regional para uma gama de órgãos usando sondas de fluxo ou microesferas, etc. Graças a Esta versatilidade, uma ampla gama de estudos têm sido realizados, incluindo o desenvolvimento da cardisistema ovascular 20,21, hipotálamo-pituitária-adrenal (HPA) 22, o desenvolvimento do cérebro e desenvolvimento 23 estados do sono, em particular, 24, os efeitos da hipoxia / asfixia 25, a hipotermia terapêutica 26, inflamação 11/06, combinação de ambos, 27 de glicocorticóides 28,29, anti-depressivos 30, displasia bronco-pulmonar (BPD) 31,32, 33,34,35,36,37,38,39 programação fetal ou desenvolvimento de novas modalidades de monitorização fetal antes e durante o parto, para citar apenas algumas áreas de investigação 40,41,42,43.
O objetivo geral do método apresentado é mostrar implementação básica deste modelo versátil. Ele permite estabelecer uma ampla variedade de protocolos experimentais agudas e crónicas estudo da fisiologia e patofisiologia fetal no integrativa, órgão, níveis celular e molecular.
O anestésico e procedimentos cirúrgicos que são apresentados são necessários para o estabelecimento de um modelo animal para o estudo da fisiologia e patofisiologia fetal: as ovelhas não anestesiados fetal cronicamente instrumentadas.
Quatro passos críticos no âmbito do protocolo deve ser enfatizada. Em primeiro lugar, passando os cateteres e eletrodos através do flanco materno: é importante que isso seja feito de uma só vez para evitar quaisquer lesões em órgãos internos. Em s…
The authors have nothing to disclose.
authors gratefully acknowledge funding support from the Molly Towell Perinatal Research Foundation, Canadian Institutes of Health Research (CIHR), and Fonds de Recherche du Québec – Santé (FRQS) (to MGF) and CIHR-Quebec Training Network in Perinatal Research (QTNPR) (to LDD).
The authors wish to thank Esther Simard, Marco Bosa, Carl Bernard and Carmen Movila for technical assistance.
ACE Light source | Schott-Fostec | A20500 | |
Dissecting scissors | Fine Science Tools | 14060 – 11 | |
Angled dissecting scissors | Fine Science Tools | 15006 – 09 | |
Scalpel handle | Fine Science Tools | 10003 – 12 | alternating dissecting tool |
Curved scalpel blades #12 | Fine Science Tools | 10012 – 00 | alternating dissecting tool |
Bone scissors | Fine Science Tools | 16044 – 10 | |
S & T suture tying forceps | Fine Science Tools | 00272 – 13 | |
Dumont SS forceps – angled | Fine Science Tools | 11203 – 25 | |
Braided silk suture size 6-0 | Teleflex Medical | 07 – 30 – 10 | |
Medical Tape | transpore | 3M | |
Ketamine hydrochloride 100 mg/ml | Hospira | NDC 0409 – 2051 – 05 | Final Does is 80 mg/kg |
Tranqui Ved Injection (xylazine 100 mg/ml) | Vecdo | NDC 50989 – 234 – 11 | Final Does is 10 mg/kg |
Reactive orange 14 | Sigma – Aldrich | R – 8254 | |
Ringers Solution Components | Solution is gas equilibrated with 95% O2 and 5% Co2, final pH 7.4 | ||
Sodium chloride | Sigma – Aldrich | S7653 | Final Concentration: 118 mM |
Potassium chloride | Fisher Scientific | P217 – 3 | Final Concentration: 4.7 mM |
Calcium chloride dihydrate | Fisher Scientific | C79 – 500 | Final Concentration: 2.5 mM |
Potassium phosphate monobasic | Fisher Scientific | P -285 | Final Concentration: 1.2 mM |
Magnesium sulfate | J.T. Baker | Jan-00 | Final Concentration: 0.57 mM |
4-(2-Hydroxyethyl)piperazine-1-ethanesulfonic acid (HEPES) | Fisher Scientific | BP 310 – 500 | Final Concentration: 5.95 g/L |
Glucose | Sigma – Aldrich | G8270 | Final Concentration: 5.5 mM |
LifeWindow | Digicare Biomedical Technology | ||
CED bioamplifier and ADC units | Cambridge Electronic Design Limited, Unit 4, Science Park, Milton Road, Cambridge CB4 0FE ENGLAND. |
Bioamp: 1902; ADC: micro1401; Data acquisition software: Spike 2, V7.13 | |
Neurolog analog signal bioamplifier | Digitimer Ltd 37 Hydeway Welwyn Garden City Hertfordshire, AL7 3BE, England |
NL108A | |
ABL800Flex | Radiometer Canada; 200 Aberdeen Dr, London, ON N5V 4N2 | ||
Eppendorf 5804R | Eppendorf Canada; 2810 Argentia Road, #2 Mississauga, Ontario, L5N 8L2 |
||
Arrow Jugular Catheterization Set | Arrow International, Inc., 2400 Bernville Road, Reading, PA 19605 USA | ||
Atravet | 10 mg/mL | ||
Diazepam | 5mg/mL | ||
Ketamine | Ketalar | 100 mg/mL | |
Propofol | 10 mg/mL | ||
SurgiVeT | Endotracheal Tubes; Smiths Medical ASD, Inc. St. Paul, MN 55112, USA | ||
Cook Airway Exchange Catheter with RAPI-FIT Adapters | Cook Critical Care 750, Bloomington IN 47402-0489 USA | ||
Dispomed Ventilator | Dispomed Ltd., 745 Nazaire-Laurin, Joliette, Quebec J6E 0L6 | ||
BD Insyte-W | Becton Dickinson, Infusion Therapy Systems Inc., 9450 S State St, Sandy Utah 84070 USA | 22 to 20 G; 1 in [0.9 x 25 mm] to 1.16 in [1.1 x 30 mm] | |
Edwards Lifesciences Ref: PX272 Pressure monitoring kit with TruWave Disposable Pressure | |||
LifeWindow LW6000 | Digicare Biomedical Technology 107 Commerce Road, Boynton Beach, FL 33426-9365 USA | ||
Gaymar | |||
Babcock | |||
Polyvinyl catheters | SCI (Scientific Commodities Inc.) | 2 meters | |
2-0 Vicryl | |||
Castroviejo scissors | |||
electrocardiogram (ECG) | LIFYY, Metrofunk Kabel-Union, Berlin, Germany | four copper electrodes in single sheath, 2 meters | |
2-O Vicryl | |||
3-0 Vicryl | |||
PDS II USP | |||
Trimethoprim sulfadoxine | |||
Ampicillin | |||
Stopcock | Argon Medical, Cat 041220001A | Double 4-way Stopcock with male luer lock | |
Needles | Tyco Healthcare 8881202389 | Monoject aluminum hub blunt needles, 22Gx, 0.7mmx 38.1mm: for fetal arterial and venous catheters | |
Needles | Tyco Healthcare 8881202322 | Monoject aluminum hub blunt needles, 16Gx, 1.6mmx38.1mm: for amniotic catheters |