该方案展示了一种独特的窒息性心脏骤停小鼠模型,该模型不需要胸外按压进行复苏。该模型可用于监测和成像心脏骤停和复苏期间的大脑生理动力学。
大多数心脏骤停 (CA) 幸存者会出现不同程度的神经功能缺损。为了了解支撑 CA 诱导的脑损伤的机制并随后开发有效的治疗方法,实验性 CA 研究至关重要。为此,已经建立了一些小鼠CA模型。在大多数这些模型中,将小鼠置于仰卧位,以便进行胸外按压以进行心肺复苏(CPR)。然而,这种复苏程序使得 CA 和复苏期间大脑生理学的实时成像/监测具有挑战性。为了获得这些关键知识,本方案提出了一种不需要胸外按压CPR步骤的小鼠窒息CA模型。该模型可以研究血流、血管结构、电位和脑组织氧的动态变化,从 CA 前基线到 CA 再灌注后早期。重要的是,该模型适用于老年小鼠。因此,该小鼠CA模型有望成为破译CA对大脑生理学影响的关键工具。
心脏骤停 (CA) 仍是一场全球公共卫生危机1.仅在美国,每年就报告超过 356,000 例院外 CA 病例和 290,000 例住院 CA 病例,大多数 CA 患者年龄超过 60 岁。值得注意的是,冠状动脉后神经损伤在幸存者中很常见,这对冠状动脉管理构成了重大挑战2,3,4,5。为了了解 CA 后脑病理变化及其对神经系统结果的影响,已在患者6、7、8、9、10、11、12 中应用了各种神经生理学监测和脑组织监测技术。使用近红外光谱,还对 CA 大鼠进行了实时脑部监测,以预测神经系统结果13。
然而,在小鼠 CA 模型中,由于需要胸外按压以恢复自发循环,这种成像方法变得复杂,这总是需要大量的身体运动,因此阻碍了精细的成像程序。此外,CA模型通常在小鼠仰卧位的情况下进行,而对于许多脑成像方式,小鼠必须转向俯卧位。因此,在许多情况下,需要在手术过程中具有最小身体运动的小鼠模型,以便在从CA前到复苏后的整个CA过程中对大脑进行实时成像/监测。
此前,Zhang 等人报道了一种可用于脑成像的小鼠 CA 模型14。在他们的模型中,CA是通过推注维库溴铵和艾司洛尔诱导的,然后停止机械通气。他们表明,在CA5分钟后,可以通过输注复苏混合物来实现复苏。然而,值得注意的是,在他们的模型中,循环停滞仅发生在艾司洛尔注射后约 10 秒。因此,该模型没有概括患者窒息诱导的 CA 的进展,包括逮捕前期间的高碳酸血症和组织缺氧。
目前外科手术的总体目标是模拟小鼠的临床窒息性CA,然后在没有胸外按压的情况下进行复苏。因此,该 CA 模型允许使用复杂的成像技术来研究小鼠的大脑生理学15。
在实验性 CA 研究中,窒息、氯化钾注射或电流衍生的心室颤动已被用于诱导 CA 16、17、18、19、20、21、22、23。通常,在这些 CA 模型中,复苏需要心肺复苏术,尤其是在小鼠中。我们配制了一种复?…
The authors have nothing to disclose.
作者感谢凯西·盖奇(Kathy Gage)的编辑支持。这项研究得到了麻醉学系(杜克大学医学中心)、美国心脏协会资助 (18CSA34080277) 和美国国立卫生研究院 (NIH) 资助(NS099590、HL157354、NS117973 和 NS127163)的资金支持。
Adrenalin | Par Pharmaceutical | NDC 42023-159-01 | |
Alcohol swabs | BD | 326895 | |
Animal Bio Amp | ADInstruments | FE232 | |
BP transducer | ADInstruments | MLT0699 | |
Bridge Amp | ADInstruments | FE117 | |
Heparin sodium injection, USP | Fresenius Kabi | NDC 63323-540-05 | |
Isoflurane | Covetrus | NDC 11695-6777-2 | |
Laser Doppler perfusion monitor | Moor Instruments | moorVMS-LDF1 | |
Laser speckle imaging system | RWD | RFLSI III | |
Lubricant eye ointment | Bausch + Lomb | 339081 | |
Micro clip | Roboz | RS-5431 | |
Mouse rectal probe | Physitemp | RET-3 | |
Needle electrode | ADInstruments | MLA1213 | 29 Ga, 1.5 mm socket |
Nitrogen | Airgas | UN1066 | |
Optic plastic fibre | Moor Instruments | POF500 | |
Otoscope | Welchallyn | 728 | 2.5 mm Speculum |
Oxygen | Airgas | UN1072 | |
PE-10 tubing | BD | 427401 | Polyethylene tubing |
Povidone-iodine | CVS | 955338 | |
PowerLab 8/35 | ADInstruments | ||
Rimadyl (carprofen) | Zoetis | 6100701 | Injectable 50 mg/ml |
Small animal ventilator | Kent Scientific | RoVent Jr. | |
Temperature controller | Physitemp | TCAT-2DF | |
Triple antibioric & pain relief | CVS | NDC 59770-823-56 | |
Vaporizer | RWD | R583S | |
0.25% bupivacaine | Hospira | NDC 0409-1159-18 | |
0.9% sodium chroride | ICU Medical | NDC 0990-7983-03 | |
1 mL plastic syringe | BD | 309659 | |
4-0 silk suture | Look | SP116 | Black braided silk |
6-0 nylon suture | Ethilon | 1698G | |
8.4% sodium bicarbonate Inj., USP | Hospira | NDC 0409-6625-02 | |
20 G IV catheter | BD | 381534 | 20GA 1.6 IN |
30 G PrecisionGlide needle | BD | 305106 | 30 G X 1/2 |