Summary

Модель восстановления искусственного кровообращения без переливания или инотропных препаратов в крыс

Published: March 23, 2018
doi:

Summary

Здесь мы представляем протокол для описания модели простого восстановления искусственного кровообращения без переливания или инотропных препаратов в крысу. Эта модель позволяет изучение долгосрочных множественные следы орган искусственного кровообращения.

Abstract

Искусственного кровообращения (КПБ) незаменима в сердечно-сосудистой хирургии. Несмотря на драматические уточнение КПБ технику и устройства, мульти орган осложнений связанные с длительной КПБ по-прежнему под угрозу итоги работы сердечно-сосудистой хирургии и может ухудшить послеоперационной заболеваемости и смертности. Животные модели, изложив клинического использования КПБ включить разъяснение патофизиологических процессов, которые происходят во время КПБ и облегчить доклинические исследования для разработки стратегий защиты против этих осложнений. Крыса КПБ модели выгодно из-за их большей эффективности, удобный экспериментальный процессов, обильные методы тестирования на генетические или уровни белка и генетические последовательности. Они могут использоваться для расследования активации иммунной системы и синтеза провоспалительных цитокинов, комплимент активации и производство свободных радикалов кислорода. Крыса модели были усовершенствованы и постепенно взяли место крупных животных моделей. Здесь мы описываем простую модель КПБ без переливания или инотропных препаратов в крысу. Эта модель восстановления позволяет изучение долгосрочных множественные следы орган КПБ.

Introduction

В 1953 году д-р Джон х. Гиббон младший успешно выполнил первый кардиохирургии с использованием КПБ1, и она впоследствии стала важным механизмом в сердечно-сосудистой хирургии. Хотя методы и устройства были значительно усовершенствованы, мульти орган осложнений, связанных с КПБ по-прежнему под угрозу итоги работы сердечно-сосудистой хирургии и может повлиять на послеоперационном заболеваемости и смертности2. Связанных с КПБ орган повреждение вызвано активации иммунной системы и синтеза провоспалительных цитокинов, комплимент активации и производство свободных радикалов кислорода2. Патофизиология, однако, не выяснен полностью.

Животные модели, изложив клинического использования КПБ включить разъяснение патофизиологических процессов во время и после КПБ; Это может облегчить доклинические исследования при разработке стратегий, чтобы избежать этих осложнений. Начиная с Попович и др. впервые сообщалось КПБ модель крыса в 1967 году3, крыса КПБ модели были усовершенствованы и постепенно заняли место крупных животных моделей за счет большей эффективности, удобный экспериментальный процессы и множество тестирования методов в генетических и уровни белка. Кроме того беспородных крыс может быть генетически идентичны, сокращение возможных биологических отклонений.

Фабр и др. впервые создана модель восстановления, что позволило изучение долгосрочных несколько следов орган КПБ4. Преимущества этой модели простого выживания являются гибкость (КПБ потока и продолжительность), стабильной жизненно важные условие и воспроизводимость в внутрирастительного воспаления. Крыса КПБ модели стали решающее значение для расследования терапевтических стратегий, которые направлены на предотвращение мульти орган травмы во время КПБ5, и недавно были разработаны различные модели для моделирования клинических ситуациях во время КПБ. Де Ланге и др. разработана модель сердца, которое может использоваться для характеристики ферментативные, генетические и гистологической ответы, относящиеся к миокардиального ушиба7. Петерс и др. организованы инфаркта миокарда и контролируемых с помощью миниатюрных КПБ модели для анализа дисфункция сердца через фокуса ишемии и реперфузии травмы8реперфузии. Юнгвирта и др. впервые создана модель глубоко гипотермического кровообращения (DHCA), которая может пролить свет на глобальной ишемии и реперфузии травмы, DHCA и поддерживает потенциальных нейропротекторной стратегии6. Исследования с использованием DHCA исследовать влияние гипотермии, реперфузия или гемолиз срабатывает сигнализации событий9. Глубокая гипотермия может повлиять на активации и инактивации различных ферментов и путей и механизмов остаются неизвестными10. С другой стороны сердца модели или модели ишемии сердца должны использоваться для расследования ишемии и реперфузии сердца травмы. Эти различные модели КПБ крысы, которые высоко пилки человека КПБ может выявить патологических процессов, связанных с КПБ и снизить риск осложнений, связанных с КПБ.

Этот протокол демонстрирует простую модель КПБ без переливания или инотропных препаратов в крысу. Эта модель позволяет для изучения долгосрочных множественные следы орган КПБ.

Protocol

До эксперимента все крысы следует уделять одну неделю акклиматизироваться. Все хирургические вмешательства на животных должно осуществляться в соответствии с руководством для ухода и использования лабораторных животных (www.nap.edu/catalog/5140.html) или других соответствующих этических принци?…

Representative Results

Рисунок 1 показывает всю цепь КПБ. Физиологических параметров в этой модели показаны на рисунке 2и включают ректальной температуры, означает артериального давления и частоты сердечных сокращений. На рисунке 3 показан ан…

Discussion

В этой модели КПБ крыса сыворотке крови и легких выражение уровни воспалительных цитокинов и HMGB-1, ключевых транскрипционный фактор, регулирующий воспалительные реакции, резко возросло после КПБ. Предыдущие клинические исследования показали, что сыворотки секрецию HMGB-1 уровень повыше?…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Признательность д-р Taki т. и д-р м. Funamoto за их техническую поддержку.

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

  1. Gibbon, J. H. Application of a mechanical heart and lung apparatus to cardiac surgery. Minn Med. 37 (3), 171-185 (1954).
  2. Apostolakis, E., Filos, K. S., Koletsis, E., Dougenis, D. Lung dysfunction following cardiopulmonary bypass. J Cardiac Surg. 25 (1), 47-55 (2010).
  3. 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).
  4. Fabre, O., et al. A recovery model of partial cardiopulmonary bypass in the rat. Perfusion. 16 (3), 215-220 (2001).
  5. Hirao, S., Masumoto, H., Minatoya, K. Rat cardiopulmonary bypass models to Investigate multi-organ injury. Clin Surg. 2, 1-6 (2017).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. Hirao, S., et al. Recombinant human soluble thrombomodulin prevents acute lung injury in a rat cardiopulmonary bypass model. J Thorac Cardiov Sur. , (2017).
  16. 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).
  17. 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).
  18. Liu, K., et al. Curcumin attenuates cardiopulmonary bypass-induced lung oxidative damage in rats. J Cardiovasc Pharm T. 17 (4), 395-402 (2012).
  19. 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).
  20. Zhu, X., et al. Establishment of a novel rat model without blood priming during normothermic cardiopulmonary bypass. Perfusion. 29, 63-69 (2014).
  21. Inoue, K., et al. Deep anesthesia worsens outcome of rats with inflammatory responses. Inflamm Res. 65 (7), 563-571 (2016).
  22. 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).

Play Video

Citer Cet Article
Hirao, S., Masumoto, H., Itonaga, T., Minatoya, K. A Recovery Cardiopulmonary Bypass Model Without Transfusion or Inotropic Agents in Rats. J. Vis. Exp. (133), e56986, doi:10.3791/56986 (2018).

View Video