Anerkennung erstreckt sich auf Dr. T. Taki und Dr. M. Funamoto für ihre technische Unterstützung.

Vor dem Experiment sollten alle Ratten eine Woche gegeben werden zu akklimatisieren. Alle chirurgischen Eingriffe an Tieren sollte gemäß dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren (www.nap.edu/catalog/5140.html) oder anderen entsprechenden ethischen Richtlinien erfolgen. Protokolle zu genehmigen des Tierschutz-Ausschusses bei der entsprechenden Institution, bevor Sie fortfahren. Alle nachfolgenden Verfahren müssen unter aseptischen Bedingungen durchgeführt werden.
1. Vorbereitung CPB-Schaltung
Hinweis: Tragen Sie persönliche Schutzausrüstung einschließlich Handschuhe, Brillen, und einen sauberen Mantel oder Einweg-Kleid.
<ol><li>Aufbau des CPB-Schaltung<ol>
<li>Verbinden Sie Polyvinylchlorid-Röhren mit einem venösen Reservoir, predesigned für CPB-Schaltung und eine modifizierte neonatale Membran Oxygenator wie in Abbildung 1dargestellt. Stellen Sie sicher, alle Anschlüsse dicht sind und Wasser nicht undicht werden.</li>
		<li>Legen Sie eine CPB-Schaltung auf der Walze Pumpvorrichtung laut des Herstellers Protokolle.</li>
		<li>Halten Sie die Walze Pumpe auf einem höhenverstellbaren Tisch und stellen Sie die Tischhöhe bis 10 cm unter der experimentellen Schreibtisch.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Grundierung der CPB Schaltung<ol>
<li>Mix 12 mL Stärkelösung Hydroxyethyl mit 0,1 mL Heparin und 0,5 mL 7 % Natriumbicarbonat Lösung für Grundierung CPB-Schaltung.</li>
		<li>Erstklassige Schaltung mit 11 mL der Priming-Lösung, mit der Pumpe Walze leichtes drehen. Legen Sie eine Entlüftung 18-Gauge-Nadel in das Reservoir für Luft.</li>
		<li>Schlug die Membrane Oxygenator mehrmals um zu deair mit dem Oxygenator kippen. Luft muss vollständig verdeckt werden, zur Vermeidung von Luftembolien und unzureichende Sauerstoffversorgung. Während der Schaltung Grundierung, erhitzen Sie die Schaltung durch eine elektrische Wärmelampe am Stausee.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Verfahren vor CPB
Hinweis: Das OP-Feld und die Geräte sollten durch 70 % Alkohol oder eine quartäre Ammonium-Verbindung vor dem Gebrauch desinfiziert werden.
<ol><li>Anästhesie und tierische Einstellung<ol>
<li>Eine Ratte mit 3,0 % Isofluran gemischt Luft einatmen in einem Verdampfer zu betäuben. Die Ratte auf eine Arbeitsständer und Intubation eine 16-Gauge-Kanüle in der Luftröhre. Folgen Sie Ihren lokalen Tierpflege Leitlinien Analgesie Dosierung und Häufigkeit (z.B. Buprenorphin 0,005 mg/kg s.c.) Hinweis: Ratten müssen auf Tiefe Anästhesie und Reflexe zu verlieren. Die Atmung sollte rhythmisch aber nicht verhaftet werden.</li>
		<li>Übertragen Sie die Ratte auf ein OP-Tisch ausgestattet mit ein elektrisches Heizkissen. Starten Sie die Beatmung mit 8 mL/kg des Tidalvolumen, Atemfrequenz von 70 Takte/min. und 30 % der inspiriert Sauerstoff-Fraktion von der Sauerstoff-Sensor überwacht.</li>
		<li>Die Narkose mit 1,5-2,0 % Isofluran und eine zusätzliche Gabe von Ketamin/Xylazin bei CPB Initiation zu erhalten.</li>
		<li>Überwachen Sie die rektale Temperatur mithilfe der rektale Sonde. Aufrechterhalten Sie durch Einstellung der Temperatur das Wärmekissen und platzieren die Schaltung über die Wärmelampe normothermic Körpertemperatur von 37 ° C.</li>
		<li>Die Ratte in Rückenlage und dehnen Sie die vier Gliedmaßen durch Befestigung mit Nadeln. Überwachen Sie die Herzfrequenz indem die ECG Elektrode Nadel auf der bilateralen Schulter und dem linken Bauch. Legen Sie eine feuchte Gaze oder gelten Sie ophthalmologischen Salbe für die Augen, um Trockenheit zu verhindern.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Kanülierung<ol>
<li>Rasieren Sie nach der Desinfektion der Oberfläche des ganzen Körpers durch Sprayingby Spritzen, 70 % Ethanol oder einem anderen antiseptischen Lösung das Haar mit einem Rasiermesser auf der bilateralen inguinalen Region und rechts zervikalen Region. Lokalanästhetika (z. B. Lidocain) sollte vor der Hautinzision verwendet werden. Hinweis: als eine Alternative, eine chirurgische Gestrüpp des Standortes Schnitt werden, anstatt den ganzen Körper verwendet kann sprühen von 70 % Ethanol zu einen Rückgang der Temperatur des Körpers zu vermeiden.</li>
		<li>Einschneiden der Haut (ca. 5 mm) an der bilateralen inguinalen Regionen und rechts zervikalen Region von Schere und unverblümt sezieren das Gewebe um die rechten main Femoral Arterie freizulegen. Trennen Sie sorgfältig die Arterie aus der Vene und Nerven in der Nähe. Am Ende des gemeinsamen Femoral Arterie mit 4-0 Seide und Exposition durch Spannung verbinden.</li>
		<li>Die Arterienwand (ca. 1 mm) direkt gemeinsamen Femoral Arterie um Mikro Schere senkrecht auf die Arterie und die sorgfältig cannulate einen 24-Spur intravenöse Katheter aus der Schnitt bis zu einer Tiefe von 1 cm für die Überwachung der systemischen arteriellen Druck und Analyse von Gas-Partialdruck im arteriellen Blut.</li>
		<li>Heparin Natrium (500 I.E./kg) aus dem Katheter zu verwalten.</li>
		<li>2.2.2 und 2.2.3, einen 24-Spur intravenöse Katheter in die linke gemeinsame Femoral Arterie als eine arterielle Infusion-Linie für die CPB-Schaltung cannulate Schritte.</li>
		<li>Legen Sie eine 17-Gauge-Multi-Öffnung-Angiocatheter in den richtigen internen Halsschlagader und in den rechten Vorhof und unteren Hohlvene (IVC) vorantreiben. Drücken Sie den Katheter nicht etwa, wie das Schiff leicht brechen kann. Schließen Sie den Katheter an die CPB-Schaltung zur venösen Drainage.</li>
		<li>Decken Sie jeden kanülierte Region mit feuchter Gaze um Verunreinigungen zu vermeiden.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. Verfahren bei CPB
<ol><li>Liefern Sie 100 % Sauerstoffgas an der Oxygenator bei 0,8 L/min bei CPB und verringern Sie der Atemfrequenz bis 30 Takte/min. zu. Der arterielle Sauerstoff-Partialdruck ist von 200 bis 400 MmHg erforderlich.</li>
	<li>Erhöhen Sie zu Jahresbeginn CPB die Temperatureinstellung des das Wärmekissen auf maximal 42 ° C, um den unmittelbaren Tropfen der Körpertemperatur nach CPB Einleitung zu mildern. Einstellen Sie die Temperatur auf 37 ° C, sobald die Körpertemperatur wieder 36 ° C.</li>
	<li>Vorsichtig beginnen Sie die CPB-Fluss und halten Sie ein Auge auf das Volumen des Blutes in das Reservoir. Eine leere Reservoir kann Luftembolien verursachen. Wenn das Volumen des Blutes in das Reservoir abnimmt, senken Sie Förderstrom der Pumpe durch die Tischhöhe einstellen oder Ändern der Position von den Drainagekatheter. Positionieren Sie den venösen Drainagekatheter, der leicht Perforation der rechten Vorhof und/oder Herzrhythmusstörungen verursachen könnten nicht neu.</li>
	<li>Erhöhen und damit die Pumpenleistung bei 100 mL/kg/min, während der mittlere Blutdruck bei 70 MmHg gehalten wird. Wenn die entsprechenden Blutdruck aufrechterhalten wird, geht ein kleines Volumen von mindestens 1 mL in das Reservoir. Ist weniger als 1 mL Blut in das Reservoir, kann es eine Luft-Embolie in den Organen führen.</li>
	<li>Wenn der Blutdruck instabil ist, geben Sie 2-3 mL der Lösung Grundierung die Strecke (es kann nach der CPB Anämie verursachen).</li>
</ol>4. Verfahren nach CPB
<ol><li>Klemmen Sie das venösen Abfluss-Rohr und aus dem Kreislauf zu entfernen. Die Infusion des verbleibenden Blutes im Kreislauf allmählich auf die Arterie, die Blutdruck aufrechtzuerhalten.</li>
	<li>Die Atemfrequenz zu 70 Takte/min. zu erhöhen.</li>
	<li>Der venösen Drainagekatheter und der linken arteriellen Katheter entfernen, dann das Schiff in der proximalen und distalen Website verbinden.</li>
	<li>Entfernen Sie die arterielle Linie von der richtigen Femoral Arterie 60 min nach dem Ende des CPB.</li>
	<li>Reinigen Sie jede Wunde mit Kochsalzlösung und schließen Sie die Wunde mit Nähten.</li>
	<li>Anästhesie und Extubate die intratracheale Röhre nach der Überprüfung die Spontanatmung des Tieres zu beenden.</li>
	<li>Verwalten Sie gewärmte sterile isotone Flüssigkeiten zu und nutzen Sie Wärme Passepartout und elektrische Wärmelampe um die Tiere warm zu halten. Überprüfen Sie die Bedingungen des Tieres häufig bis zur Genesung aus der Narkose. Bereitzustellen Sie Unterstützung der Atmung bei Bedarf. Hinweis: Sobald das Tier zu bewegen beginnt, sollte die Wärmequelle Teil des Käfigs erlauben das Tier wählen Sie warme oder kühle Seite entnommen werden.</li>
	<li>Halten Sie das Tier neben der Gesellschaft anderer Tiere, bis die Atmung vollständig wiedererlangt. Nicht das Tier bis zur endgültigen Genesung an das Unternehmen zurück.</li>
	<li>Überprüfen Sie die Aufnahme von Nahrung und Wasser nach der Wiederherstellung aus der Narkose und unterstützen Sie geeignete Ernährung. Verwalten Sie Analgetika zu und überprüfen Sie auf Anzeichen von Unbehagen oder Schmerzen.</li>
</ol>

<ol><li>Gibbon, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+a+mechanical+heart+and+lung+apparatus+to+cardiac+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22Minn+Med%22%5BJournal%5D)">Application of a mechanical heart and lung apparatus to cardiac surgery.</a> Minn Med. 37 (3), 171-185 (1954).</li>
<li>Apostolakis, E., Filos, K. S., Koletsis, E., Dougenis, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lung+dysfunction+following+cardiopulmonary+bypass%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cardiac+Surg%22%5BJournal%5D)">Lung dysfunction following cardiopulmonary bypass.</a> J Cardiac Surg. 25 (1), 47-55 (2010).</li>
<li>Popovic, P., Horecky, J., Popovic, V. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Instrumental+responses+in+rats+after+hypothermic+cardiopulmonary+by-pass%5BTitle%5D)+AND+%22P+Soc+Exp+Biol+Med%22%5BJournal%5D)">Instrumental responses in rats after hypothermic cardiopulmonary by-pass.</a> P Soc Exp Biol Med. 126 (1), 225-228 (1967).</li>
<li>Fabre, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+recovery+model+of+partial+cardiopulmonary+bypass+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Perfusion%22%5BJournal%5D)">A recovery model of partial cardiopulmonary bypass in the rat.</a> Perfusion. 16 (3), 215-220 (2001).</li>
<li>Hirao, S., Masumoto, H., Minatoya, K. <a target="_blank" href="https://www.clinicsinsurgery.com/pdfs_folder/cis-v2-id1509.pdf">Rat cardiopulmonary bypass models to Investigate multi-organ injury.</a> Clin Surg. 2, 1-6 (2017).</li>
<li>Jungwirth, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurologic+outcome+after+cardiopulmonary+bypass+with+deep+hypothermic+circulatory+arrest+in+rats%3A+description+of+a+new+model%5BTitle%5D)+AND+%22J+Thorac+Cardiov+Sur%22%5BJournal%5D)">Neurologic outcome after cardiopulmonary bypass with deep hypothermic circulatory arrest in rats: description of a new model.</a> J Thorac Cardiov Sur. 131 (4), 805-812 (2006).</li>
<li>de Lange, F., Yoshitani, K., Podgoreanu, M. V., Grocott, H. P., Mackensen, G. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+survival+model+of+cardioplegic+arrest+and+cardiopulmonary+bypass+in+rats%3A+a+methodology+paper%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cardiothorac+Surg%22%5BJournal%5D)">A novel survival model of cardioplegic arrest and cardiopulmonary bypass in rats: a methodology paper.</a> J Cardiothorac Surg. 3, 51(2008).</li>
<li>Peters, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+experimental+model+of+myocardial+infarction+and+controlled+reperfusion+using+a+miniaturized+cardiopulmonary+bypass+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Interact+Cardiovasc+Th%22%5BJournal%5D)">An experimental model of myocardial infarction and controlled reperfusion using a miniaturized cardiopulmonary bypass in rats.</a> Interact Cardiovasc Th. 19 (4), 561-564 (2014).</li>
<li>Engels, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+cardiopulmonary+bypass+with+deep+hypothermic+circulatory+arrest+rat+model+for+the+investigation+of+the+systemic+inflammation+response+and+induced+organ+damage%5BTitle%5D)+AND+%22J+Inflamm%22%5BJournal%5D)">A cardiopulmonary bypass with deep hypothermic circulatory arrest rat model for the investigation of the systemic inflammation response and induced organ damage.</a> J Inflamm. 11 (26), (2014).</li>
<li>Pinto, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+extracellular+isoform+of+superoxide+dismutase+has+a+significant+impact+on+cardiovascular+ischaemia+and+reperfusion+injury+during+cardiopulmonary+bypass%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Cardio-Thorac%22%5BJournal%5D)">The extracellular isoform of superoxide dismutase has a significant impact on cardiovascular ischaemia and reperfusion injury during cardiopulmonary bypass.</a> Eur J Cardio-Thorac. 50 (6), 1035-1044 (2016).</li>
<li>Zhang, Z., Wu, Y., Zhao, Y., Xiao, X., Liu, J., Zhou, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+changes+in+HMGB1+levels+correlate+with+inflammatory+responses+during+cardiopulmonary+bypass%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Ther+Med%22%5BJournal%5D)">Dynamic changes in HMGB1 levels correlate with inflammatory responses during cardiopulmonary bypass.</a> Exp Ther Med. 5 (5), 1523-1527 (2013).</li>
<li>Kohno, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+serum+high-mobility+group+box+1+protein+elevation+on+oxygenation+impairment+after+thoracic+aortic+aneurysm+repair%5BTitle%5D)+AND+%22Heart+Vessels%22%5BJournal%5D)">Impact of serum high-mobility group box 1 protein elevation on oxygenation impairment after thoracic aortic aneurysm repair.</a> Heart Vessels. 26 (3), 306-312 (2011).</li>
<li>Tseng, C. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((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%5BTitle%5D)+AND+%22Dis+Markers%22%5BJournal%5D)">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.</a> Dis Markers. 2014, (2014).</li>
<li>Paparella, D., Yau, T. M., Young, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiopulmonary+bypass+induced+inflammation%3A+pathophysiology+and+treatment.+An+update%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Cardio-Thorac%22%5BJournal%5D)">Cardiopulmonary bypass induced inflammation: pathophysiology and treatment. An update.</a> Eur J Cardio-Thorac. 21 (2), 232-244 (2002).</li>
<li>Hirao, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recombinant+human+soluble+thrombomodulin+prevents+acute+lung+injury+in+a+rat+cardiopulmonary+bypass+model%5BTitle%5D)+AND+%22J+Thorac+Cardiov+Sur%22%5BJournal%5D)">Recombinant human soluble thrombomodulin prevents acute lung injury in a rat cardiopulmonary bypass model.</a> J Thorac Cardiov Sur. , In Press. (2017).</li>
<li>Yamazaki, S., Inamori, S., Nakatani, T., Suga, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activated+protein+C+attenuates+cardiopulmonary+bypass-induced+acute+lung+injury+through+the+regulation+of+neutrophil+activation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Thorac+Cardiov+Sur%22%5BJournal%5D)">Activated protein C attenuates cardiopulmonary bypass-induced acute lung injury through the regulation of neutrophil activation.</a> J Thorac Cardiov Sur. 141 (5), 1246-1252 (2011).</li>
<li>Wang, C. T., Zhang, L., Wu, H. W., Wei, L., Xu, B., Li, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Doxycycline+attenuates+acute+lung+injury+following+cardiopulmonary+bypass%3A+involvement+of+matrix+metalloproteinases%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Clin+Exp+Patho%22%5BJournal%5D)">Doxycycline attenuates acute lung injury following cardiopulmonary bypass: involvement of matrix metalloproteinases.</a> Int J Clin Exp Patho. 7 (11), 7460-7468 (2014).</li>
<li>Liu, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Curcumin+attenuates+cardiopulmonary+bypass-induced+lung+oxidative+damage+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cardiovasc+Pharm+T%22%5BJournal%5D)">Curcumin attenuates cardiopulmonary bypass-induced lung oxidative damage in rats.</a> J Cardiovasc Pharm T. 17 (4), 395-402 (2012).</li>
<li>Taki, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fetal+mesenchymal+stem+cells+ameliorate+acute+lung+injury+in+a+rat+cardiopulmonary+bypass+model%5BTitle%5D)+AND+%22J+Thorac+Cardiov+S%22%5BJournal%5D)">Fetal mesenchymal stem cells ameliorate acute lung injury in a rat cardiopulmonary bypass model.</a> J Thorac Cardiov S. 153 (3), 726-734 (2017).</li>
<li>Zhu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Establishment+of+a+novel+rat+model+without+blood+priming+during+normothermic+cardiopulmonary+bypass%5BTitle%5D)+AND+%22Perfusion%22%5BJournal%5D)">Establishment of a novel rat model without blood priming during normothermic cardiopulmonary bypass.</a> Perfusion. 29, 63-69 (2014).</li>
<li>Inoue, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+anesthesia+worsens+outcome+of+rats+with+inflammatory+responses%5BTitle%5D)+AND+%22Inflamm+Res%22%5BJournal%5D)">Deep anesthesia worsens outcome of rats with inflammatory responses.</a> Inflamm Res. 65 (7), 563-571 (2016).</li>
<li>Bradfield, J. F., Schachtman, T. R., McLaughlin, R. M., Steffen, E. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+and+physiologic+effects+of+inapparent+wound+infection+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Anim+Sci%22%5BJournal%5D)">Behavioral and physiologic effects of inapparent wound infection in rats.</a> Lab Anim Sci. 42 (6), 572-578 (1992).</li>
</ol>

Alle Autoren haben nichts bezüglich kommerzieller Support offenzulegen.

In diesem Modell Ratte CPB Serum und Lunge Ausdruck Niveaus von inflammatorischen Zytokinen und HMGB-1, einen wichtigen Transkriptionsfaktor reguliert die Entzündungsreaktionen drastisch erhöht nach CPB. Bisherige klinische Studien zeigten, dass die Serum-Sekretion von HMGB-1-Ebene ist bei Patienten mit kardiovaskulären Chirurgie11erhöht, und der Spitzenpegel Serum HMGB-1 bei CPB mit schwerer systemischer Entzündungsreaktion-Syndrom war und Lunge Sauerstoffversorgung Wertminderung nach CPB12. Darüber hinaus ist das Serum HMGB-1-Ebene eine unabhängige Biomarker Intensivstation Mortalität bei Patienten mit schweren Lungenentzündung und akute Atemnotsyndrom (ARDS)13vorherzusagen. Schwere CPB-bezogene ARDS mit inflammatorischen Zytokinen und HMGB-1 Aktivierung wird erfolgreich simuliert, indem diese Rattenmodell CPB.
Zahlreiche Studien zu CPB-bezogenen systemischen Entzündungen wurden in Ratte Modelle wegen ihrer Nützlichkeit für die Untersuchung der systemischen Entzündungsreaktionen, darunter proinflammatorischen Cytokine Ausdruck14, nukleare Kappa B durchgeführt Aktivierung15, Neutrophilen Aktivierung durch Adhäsion Moleküle16und Matrix Metalloproteinase-9 Aktivitäten17. Oxidativer Stress wie die Aktivierung des HO-1 Proteins während CPB ist auch mithilfe von Ratte CPB Modelle18untersucht worden.
CPB Rattenmodell wurde vor kurzem in verschiedenen Verfahren der klinischen Situationen von Komplikationen von CPB zu simulieren. Die enzymatische, genetische und histologische Effekte für Herzmuskel können durch einen Herzstillstand Modell7untersucht werden. Darüber hinaus wird ein DHCA Modell, verbunden mit negativen zerebralen Ausgang nach thorakale Aortenchirurgie Mechanismen zu offenbaren und zu untersuchen, mögliche neuroprotektive Strategien6berichtet. Diese Modelle, basierend auf den konventionellen Rattenmodell CPB, sind wertvoll für die verschiedenen Auswirkungen der CPB, eng imitiert klinische Situationen im Herz-Kreislauf-Operationen zu bewerten.
Die Überlebensrate von diesem Modell hängt von der Prüfer technische Verbesserung. Die wichtigsten Faktoren im Zusammenhang mit Morbidität sind Blutungen während der Trennung von Schiffen, kardiale Bruch und Retroperitoneum Hämatom, die in der Regel aus technischen Ausfall auftritt. Gute Belichtung, entsprechende Spannung auf die Gefäße und sanfte Kanülierung sind chirurgische Voraussetzungen für Erfolg. Der mittlere Blutdruck von mindestens 60 MmHg durch die Kontrolle der reservierten Blut und zusätzliche Lösung halten ist wichtig zur Vermeidung von extremer Anämie und untere Extremität-Mangel. Luftembolien, Darm-und/oder andere Bauchorgane ist auch wichtig zu vermeiden; Sobald dies der Fall, kann das Verfahren abgeschlossen werden.
In der frühen Praxis diese Prozedur Vollendung des CPB ist ungefähr 20 % wegen der Schwierigkeit Kanülierung, und bis zu 10 % überleben 4 h nach CPB. Nach Erfahrungen mit 20 Modelle verbessert die Überlebensrate drastisch auf fast 80 % wegen der stabilen Hämodynamik während Modellvorbereitung.
Zu Beginn dieses Modell zu etablieren, war Gesamtvolumen der CPB Schaltung 3 mL ist höher als die der jetzigen. Daher das übermäßige kolloidale Volumen induzierte kritische Anämie bei CPB (Hämatokrit bedeuten: 14,7 %)19. Durch Verringerung der CPB Schaltung Lautstärke und chirurgischen Blutungen, erhöht der Hämatokritwert bei CPB dramatisch auf 21,3 %, die Pflege stabile Hämodynamik erlaubt.
17-Messgerät Multi-Blende eignet sich sehr für die Kanülierung aus der inneren Halsschlagader, IVC durch den rechten Vorhof, wegen seiner Länge und Weichheit, die verhindert, dass aus der venösen Wand tragen. Darüber hinaus erlaubt der Multi-Öffnung und ausreichende Innendurchmesser ausreichend venösen Rückfluss und eine hohe Erfolgsquote. Einführung des Katheters in IVC ist wegen seiner blinden Weise technisch schwierig und würde leicht Perforieren die venöse oder Vorhofflimmern Wand.
Arterielle Kanülierung für die Femoral Arterie von Ratten tendenziell Extremität Ischämie im Vergleich zum Heck Arterie oder Halsschlagader20verursachen. Nach unserer Erfahrung kann die Instabilität der Hämodynamik (mittlere BP weniger als 60 MmHg), Unterbindung der Tiefe Femoral Arterie und kritische Anämie schwere Bein Schäden verursachen. Aufrechterhaltung des Blutdrucks, eine höheren Region der gemeinsamen Femoral Arterie Metallspirale und halten einen höheren Hämatokrit sind alle Lösungen, Extremität Ischämie verursacht durch die angeborene reiche Sicherheiten Perfusion der Ratten zu verhindern.
Vermeidung von Katecholamin und Bluttransfusion ist notwendig, genau zu untersuchen, hämodynamische, biochemische und physiologischen Reaktionen der Prüfung von Werkstoffen und Interventionen. Es gibt keine Notwendigkeit angewendet und Transfusion überhaupt während des Verfahrens in unserem Modell. Tiefe Narkose steigert die Freisetzung von inflammatorischen Zytokinen und verschlechtert sich anschließend Orgel Funktion21. Geeignete Anästhesie Tiefe, glatt und sanft Kanülierung der tierischen Luftröhre für Intubation und Femoral Arterie Kanülierung für Blutdruckmessung ohne Blutung sind wichtig, vor Beginn der CPB. Ist hämodynamische Instabilität vor Einleitung des CPB, wird Erfolgsquote bemerkenswert verringert werden. Während CPB muss die Durchflussmenge des CPB beibehalten werden, durch Anpassen der Lautstärke in den Stausee. Bei 60 min nach der Einleitung der CPB ist die sorgfältige Zugabe von Volumen (1-3 mL Kochsalzlösung) aufgrund der hämodynamischen Instabilität durch entzündliche Prozesse erforderlich. Die Zugabe von übermäßigen kolloidales Volumen verursacht jedoch Anämie führen zu instabilen Bedingungen. Nach CPB sollte das Blut in die CPB-Schaltung nach zurückgegeben werden, die Ratte sanft in 30 min. Instabilität CPB bedeutet, dass es potentielle Morbidität wie Ischämie in Gliedmaßen oder Darm.
Die geeignete Anästhesie-Tiefe ist einer der Tipps in diesem Modell, Mortalität und Morbidität zu verringern. Inhalat Anästhetika bieten ausreichende Kontrolle der Tiefe und Dauer der Anästhesie. Wenn wir eine Kanüle in der Luftröhre Intubation, sein Ratten Tiefe Narkose genug, um Reflexe zu verlieren. Die Atmung sollte rhythmisch aber nicht verhaftet werden. Atemstillstand bedeutet extrem Tiefe Anästhesie, Hypotonie und/oder unmittelbar bevorstehenden Todes, die systemische Entzündung verursacht. Im Gegensatz dazu verursacht unzureichende Betäubung mehr Stress für dem Tier. Während CPB ist Bewegung des Körpers des Tieres entscheidend, wegen der möglichen versehentliche entfernen die Kanülen zu reduzieren. Steuerung des Verdampfers Isoflurane durch die Überwachung der Herzfrequenz, Blutdruck und Brust Wand Bewegung ist während des Verfahrens erforderlich. Zu Beginn der CPB kann die Blut-Konzentration von Isofluran von Dilatation grundiert Volumen verringern. Zusätzliche intraperitoneale Pentobarbital können stabile Tiefe der Narkose.
Postoperative Infektionen bei Ratten verursacht zahlreiche Änderungen im physiologischen Parameter22. Ein langes Überleben Modell erfordert strikte Einhaltung der sterilen Bedingungen während des Verfahrens. Einem separaten Raum und eine saubere Arbeitsfläche für aseptische Verfahren wünschenswert sind. Das OP-Feld und die Geräte sollten durch 70 % Alkohol oder eine quartäre Ammonium-Verbindung vor dem Gebrauch desinfiziert werden. Jedes Material betrifft wahrscheinlich Verunreinigungen, wie Kanülen, Lösungen und Nahtmaterialien, muss in einer sterilen Verpackung. Während CPB verhindert das Operationsfeld mit feuchten kleinen Gaze abdecken der Websites von potentiellen Quellen der Verunreinigung. Bevor die Wunden zu schließen, sind Blut aus der Wunde entfernen und Spülen mit sterilem Wasser notwendig, um Wundinfektionen zu vermeiden. Nach unserer Erfahrung ist keine Wundinfektion 24 h nach der Operation aufgetreten.
Es gibt Einschränkungen dieses CPB-Modells in d. h. kann nicht vollständig nachahmen klinische Situationen. Erstens weist dieses Herz schlägt Modell pulsierender Fluss klinische Herzchirurgie mit stillstehenden Herzen unterscheidet. Zweitens, dieses Modell ohne Thorakotomie durchgeführt werden kann, und dies würde nicht vollständig klinische CPB mit mediane Thorakotomie, führt zu massiven Blutungen während des chirurgischen Eingriffs reproduzieren.
Zusammenfassend kann diese Wiederherstellungsmodell CPB Studien der frühen - und langfristigen CPB mehrere Organschäden zugeordnet. Wesentliche Vorteile dieses Modells sind die Reduktion der möglichen Verzerrungen durch Bluttransfusionen, Adrenalin oder inotrope Substanzen. Dieses Modell eignet sich für therapeutische Strategien zur Verhinderung von Multi-Organ-Verletzungen bei CPB zu untersuchen.

1953 Dr. John H. Gibbon Jr. erfolgreich die erste Herzchirurgie mit CPB1durchgeführt, und es wurde nachträglich eine wesentliche Modalität in der kardiovaskulären Chirurgie. Während die Techniken und Geräte erheblich verfeinert wurden, Multi-Organ Komplikationen im Zusammenhang mit CPB noch beeinträchtigen das Ergebnis des Herz-Kreislauf-Operationen, und postoperative Morbidität und Mortalität2beeinträchtigen. CPB-bezogene Organschäden verursacht durch Aktivierung des Immunsystems und Synthese von proinflammatorischen Zytokinen, Kompliment-Aktivierung und Produktion von Sauerstoff freie Radikale2. Die Pathophysiologie, hat jedoch nicht vollständig aufgeklärt.
Rekapitulation der klinischen Einsatz von CPB Tiermodellen ermöglichen die Klärung der pathophysiologischen Prozesse während und nach der CPB; Dadurch können prä-klinischen Studien bei der Entwicklung von Strategien, um diese Komplikationen zu vermeiden. Seit Popovic Et Al. zunächst berichtete einem Rattenmodell CPB in 19673, Ratte CPB Modelle wurden verfeinert und haben allmählich an die Stelle der großen Tiermodelle durch höhere Wirtschaftlichkeit, komfortable Versuchsabläufe und eine Vielzahl von Testmethoden in genetische und Protein-Ebene. Darüber hinaus können Inzucht Ratten genetisch identische, Verringerung der möglichen biologischen Vorurteile sein.
Fabre Et Al. ein Wiederherstellungsmodell, die der Untersuchung der langfristigen mehrere Orgel Folgeerscheinungen von CPB4 erlaubtgegründet. Die Vorteile dieses einfachen Überleben-Modells sind die Flexibilität (CPB Durchfluss und Dauer), stabile Lebenszustand und Reproduzierbarkeit bei systemischen Entzündungen. Ratte-CPB-Modelle sind entscheidend für die Untersuchung der therapeutischen Strategien, die darauf abzielen, Multi-Organ Verletzungen während der CPB5, geworden und verschiedene Modelle zur Simulation der klinischen Situationen während der CPB vor kurzem entwickelt worden. De Lange Et Al. ein Herzstillstand Modell entwickelt, die verwendet werden können, um die enzymatischen, genetischen und histologischen Antworten in Bezug auf Myokard-Schädigung7zu charakterisieren. Peters Et Al. Myokardinfarkt und kontrollierte Reperfusion mit einem miniaturisierten CPB Modell analysieren Herz Dysfunktion durch die fokale Ischämie und Reperfusion Verletzungen8angeordnet. Jungwirth Et Al. gegründet ein tief hypothermen Herz-Kreislauf-Verhaftung (DHCA) Modell, das die globale Ischämie und Reperfusion Verletzungen durch DHCA und unterstützt mögliche neuroprotektive Strategien6erläutern kann. Studien mit DHCA untersuchen den Einfluss von Hypothermie, Reperfusion und/oder Hämolyse ausgelöst Signalisierung Veranstaltungen9. Tiefe Hypothermie kann Einfluss auf die Aktivierung und Inaktivierung verschiedener Enzyme und Wege und Mechanismen bleiben unbekannt10. Auf der anderen Seite Herzstillstand Modelle oder Herzen Ischämie anzuwenden, Ischämie und Reperfusion Herz Verletzungen zu untersuchen. Diese Ratte CPB-Modelle, die sehr menschlichen CPB rekapitulieren können pathologische Prozesse im Zusammenhang mit CPB zu offenbaren und CPB-bedingte Komplikationen verringern.
Dieses Protokoll zeigt ein einfaches CPB-Modell ohne Transfusion oder inotrope Agenten in eine Ratte. Dieses Modell ermöglicht die Untersuchung der langfristigen mehrere Orgel Folgeerscheinungen von CPB.

<table><tbody><tr><td>Rodent Ventilator 7025</td><td>Ugo Basile</td><td>7025</td><td>Ventilator</td></tr><tr><td>OxiQuant B</td><td>ENVITEC</td><td>46-00-0023</td><td>Oxygen Sensor</td></tr><tr><td>CMA 450 Temperature Controller</td><td>CMA</td><td>8003759</td><td>Temperature Controller</td></tr><tr><td>CMA 450 Heating Pad</td><td>CMA</td><td>8003763</td><td></td></tr><tr><td>CMA 450 Rectal Probe</td><td>CMA</td><td>8003761</td><td></td></tr><tr><td>DIN(8) to Disposable BP Transducer</td><td>ADInstruments</td><td>MLAC06</td><td></td></tr><tr><td>Disposable BP Transducer</td><td>ADInstruments</td><td>MLT0670</td><td></td></tr><tr><td>IX-214 Data Recorder</td><td>iWorx Systems</td><td>IWX-214</td><td>amplifier</td></tr><tr><td>LabScribe software</td><td>iWorx Systems</td><td></td><td>software</td></tr><tr><td>Roller pump</td><td>Furue Science</td><td>Model RP-VT</td><td>pump</td></tr><tr><td>Happy Cath</td><td>Medikit</td><td>EB 19G 4HCLs PP</td><td>17-gauge multiorifice angiocatheter</td></tr><tr><td>SURFLO ETFE I.V. Catheter</td><td>Terumo</td><td>SR-OX2419CA</td><td>24-gauge angiocatheter</td></tr><tr><td>Oxygenator</td><td>Mera</td><td>HPO-002</td><td></td></tr><tr><td>CPB circuit</td><td>Mera</td><td>custom-made</td><td></td></tr><tr><td>Hespander fluid solution</td><td>Fresenius Kabi</td><td>3319547A4035</td><td>Hydroxyethyl starch</td></tr></tbody></table>

a recovery cardiopulmonary bypass model without transfusion or inotropic agents in rats

Herz-Lungen-Bypass (CPB) ist unverzichtbar in der kardiovaskulären Chirurgie. Trotz der dramatischen Verfeinerung der CPB Technik und Geräte, Multi-Organ Komplikationen im Zusammenhang mit längerer CPB noch beeinträchtigen das Ergebnis des Herz-Kreislauf-Operationen und verschlechtern postoperativen Morbidität und Mortalität. Tiermodellen Rekapitulation der klinischen Einsatz von CPB ermöglichen die Klärung der pathophysiologischen Prozesse, die bei CPB auftreten und prä-klinischen Studien zur Entwicklung von Strategien zum Schutz vor diesen Komplikationen erleichtern. Ratte CPB Modelle sind aufgrund ihrer mehr Wirtschaftlichkeit, komfortable Versuchsabläufe, reichlich Testmethoden an den genetischen oder Proteingehalte und genetische Konsistenz vorteilhaft. Sie sind einsetzbar für die Untersuchung von der Aktivierung des Immunsystems und die Synthese von proinflammatorischen Zytokinen, Kompliment-Aktivierung und Produktion von freien Sauerstoffradikalen. Die Ratte-Modelle wurden verfeinert und haben allmählich an die Stelle der großen Tiermodelle. Hier beschreiben wir ein einfaches CPB-Modell ohne Transfusion und/oder inotrope Agenten in eine Ratte. Das Wiederherstellungsmodell ermöglicht der Untersuchung der langfristigen mehrere Orgel Folgeerscheinungen von CPB.

Abbildung 1 zeigt die gesamte CPB-Schaltung. Die physiologischen Variablen in diesem Modell sind in Abbildung 2gezeigte und Rektaltemperatur gehören, meine arteriellen Blutdruck und die Herzfrequenz. Abbildung 3 zeigt die arterielle Blut Gasanalysen während CPB, einschließlich der arterielle Sauerstoff-Partialdruck, Partialdruck des arteriellen Kohlendioxid, Hämatokrit, Basenabweichung, Serum Ausdruck von Kalium und Potenzial des Wasserstoffs. Während des Verfahrens waren die Herzfrequenz und der mittlere arterielle Druck stabil. Die rektale Temperatur und Hämatokrit zu Jahresbeginn CPB wegen Polopiryna verursacht durch das Priming-Volumen zurückgegangen. Der Partialdruck des arteriellen Sauerstoff deutlich erhöht bei CPB durch Membran Sauerstoffversorgung. Repräsentative Hämatoxylin und Eosin Färbung Bilder der Lunge sind in Abbildung 4dargestellt, umfasst die Bilder von der CPB-Gruppe (Abbildung 4B, D) und Schein Betrieb Gruppe (Abbildung 4A, C) und die Verhältnisse der PaO2 / FiO2 nach CPB verglichen mit der Baseline (Abbildung 4E). Für interstitielle Ödem, entzündliche Zelle eindringen und Blutung wurde ein signifikanter Unterschied in der CPB-Gruppe beobachtet. Abbildung 5 zeigt die Serumkonzentration von Tumor-Nekrose-Faktor-α (TNF-α), Interleukin-6 (IL-6) und hohe Mobilität Gruppenebenen Kasten 1 (HMGB1) nach CPB.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56986/56986fig1.jpg"> Abbildung 1 : Schaltung der CPB. Die gesamte CPB-Schaltung besteht aus einem Reservoir (8 mL), eine Membrane Oxygenator mit einem Priming-Volumen von 3,3 mL und eine Walze Pumpe. Alle Teile sind über Polyvinylchlorid-Röhren, einschließlich einer venösen Abfluss-Linie verbunden (Außendurchmesser (OD), 3,3 mm; Innendurchmesser (ID), 2 mm; ca. 1,4 mL), eine arterielle Linie (OD, 2 mm; ID, 1,2 mm; ca. 1,2 mL) und ein Rohr Befestigung der Pumpe Roller (OD, 6,6 mm; ID, 4,5 mm; ca. 2,8 mL). Insgesamt Priming-Volumen beträgt 11 mL einschließlich etwa 3 mL in das Reservoir. <a href="//cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56986/56986fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56986/56986fig2.jpg"> Abbildung 2 : Physiologische Variablen. Physiologischen Variablen während und nach der CPB, einschließlich rektale Temperatur (A), (B) mittlere arterielle Blutdruck und Herzfrequenz (C) (n = 6). Die Punkte und Fehlerbalken werden als Mittelwert und Standardabweichung dargestellt. CPB, Herz-Lungen-Bypass; Pre, bevor CPB; CPB-X, X min nach der Einleitung der CPB; Post-X, X min nach dem Ende des CPB. <a href="//cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56986/56986fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56986/56986fig3.jpg"> Abbildung 3 : Arterielle Blut Gasanalysen. Arterielles Blut Gasanalysen während und nach der CPB. (A) Partialdruck des arteriellen Sauerstoff, (B) Partialdruck des arteriellen Kohlendioxid, (C) Hämatokrit, Basenabweichung (D), (E) Serum Ausdruck von Kalium und (F) Potential von Wasserstoff (n = 6). Die Punkte und Fehlerbalken werden als Mittelwert und Standardabweichung dargestellt. CPB, Herz-Lungen-Bypass; Pre, bevor CPB; CPB-X, X min nach der Einleitung der CPB; Post-X, X min nach dem Ende des CPB. <a href="//cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56986/56986fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56986/56986fig4.jpg"> Abbildung 4 : Histologische Analyse für Lungen. Repräsentative Hämatoxylin und Eosin Färbung Bilder für die Schein-Betrieb-Gruppe (A, C( ) und die Herz-Lungen-Bypass-Gruppe (B, D) durchgeführt. 4 h nach CPB. Die Schwere der Atemnot korrelierte im Umfang von pathologischer Befunde in Ödemen und Blutungen. Maßstabsleisten; 50 µm (a, B), 1 mm (C, D). (E) das Verhältnis von PaO2/FiO2 nach CPB mit der Baseline in Schein und Kontrollgruppe verglichen (n = 6 in jeder Gruppe). Die Punkte und Fehlerbalken werden als Mittelwert und Standardabweichung dargestellt. p < 0,01 vs. Sham-Gruppe. CPB, Herz-Lungen-Bypass; PaO2, Partialdruck des arteriellen Sauerstoff; FiO2, Bruchteil inspiriert Sauerstoff; Post-X, X min nach dem Ende des CPB. <a href="//cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56986/56986fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56986/56986fig5.jpg"> Abbildung 5 : Evaluierung von Entzündungsreaktionen im Serum. Serum-Konzentration von (A) Tumor-Nekrose-Faktor-α (TNF-α), (B) Interleukin-6 (IL-6) und (C) hohe Mobilität Gruppe Kasten 1 (HMGB1) Ebenen nach CPB. n = 5 für jede Gruppe: Sham-Gruppe und CPB-Gruppe, Ratten in der CPB. Die Punkte und Fehlerbalken werden als Mittelwert und Standardabweichung dargestellt. p < 0,05, †p < 0,001 vs. Sham-Gruppe. CPB, Herz-Lungen-Bypass; Post-X, X min nach dem Ende des CPB. <a href="//cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56986/56986fig5large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>

Watch this Scientific Journal Video about A Recovery Cardiopulmonary Bypass Model Without Transfusion or Inotropic Agents in Rats at JoVE.com

A Recovery Cardiopulmonary Bypass Model Without Transfusion or Inotropic Agents in Rats

Ein Wiederherstellungsmodell kardiopulmonalen Bypass ohne Transfusion oder inotrope Substanzen bei Ratten

Hier präsentieren wir ein Protokoll, um ein einfaches Wiederherstellungsmodell der kardiopulmonalen Bypass ohne Transfusion oder inotrope Agenten in eine Ratte zu beschreiben. Dieses Modell ermöglicht die Untersuchung der langfristigen mehrere Orgel Folgeerscheinungen von kardiopulmonalen Bypass.

Cardiopulmonary bypass (CPB) is indispensable in cardiovascular surgery. Despite the dramatic refinement of CPB technique and devices, multi-organ ...

a-recovery-cardiopulmonary-bypass-model-without-transfusion-or

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

7.8K Aufrufe.  Kyoto University. Hier präsentieren wir ein Protokoll, um ein einfaches Wiederherstellungsmodell der kardiopulmonalen Bypass ohne Transfusion oder inotrope Agenten in eine Ratte zu beschreiben. Dieses Modell ermöglicht die Untersuchung der langfristigen mehrere Orgel Folgeerscheinungen von kardiopulmonalen Bypass.

Serie: A Recovery Cardiopulmonary Bypass Model Without Transfusion or Inotropic Agents in Rats

Cardiopulmonary Bypass in a Mouse Model: A Novel Approach

As prolonged cardiopulmonary bypass becomes more essential during cardiac interventions, an increasing clinical demand arises for procedure optimization and for minimizing organ damage resulting from prolonged extracorporal circulation. The goal of this paper was to demonstrate a fully functional and clinically relevant model of cardiopulmonary bypass in a mouse. We report on the device design, perfusion circuit optimization, and microsurgical techniques. This model is an acute model, which is not compatible with survival due to the need for multiple blood drawings. Because of the range of tools available for mice (e.g., markers, knockouts, etc.), this model will facilitate investigation into the molecular mechanisms of organ damage and the effect of cardiopulmonary bypass in relation to other comorbidities.

This paper describes how to perform cardiopulmonary bypass in mice. This novel model will facilitate the investigation of the molecular mechanisms involved in organ damage.

Kardiopulmonalen Bypass in einem Mausmodell: ein neuer Ansatz

As prolonged cardiopulmonary bypass becomes more essential during cardiac interventions, an increasing clinical demand arises for procedure optimization ...

Forschung

Medizin

Pre-clinical Model of Cardiac Donation after Circulatory Death

Cardiac transplantation demand is on the rise; nevertheless, organ availability is limited due to a paucity of suitable donors. Organ donation after circulatory death (DCD) is a solution to address this limited availability, but due to a period of prolonged warm ischemia and the risk of tissue injury, its routine use in cardiac transplantation is seldom seen. In this manuscript we provide a detailed protocol closely mimicking current clinical practices in the context of DCD with continuous monitoring of heart function, allowing for the evaluation of novel cardioprotective strategies and interventions to decrease ischemia-reperfusion injury.
In this model, the DCD protocol is initiated in anesthetized Lewis rats by stopping ventilation to induce circulatory death. When systolic blood pressure drops below 30 mmHg, the warm ischemic time is initiated. After a pre-set warm ischemic period, hearts are flushed with a normothermic cardioplegic solution, procured, and mounted onto a Langendorff ex vivo heart perfusion system. Following 10 min of initial reperfusion and stabilization, cardiac reconditioning is continuously evaluated for 60 min using intraventricular pressure monitoring. A heart injury is assessed by measuring cardiac troponin T and the infarct size is quantified by histological staining. The warm ischemic time can be modulated and tailored to develop the desired amount of structural and functional damage. This simple protocol allows for the evaluation of different cardioprotective conditioning strategies introduced at the moment of cardioplegia, initial reperfusion and/or during ex vivo perfusion. Findings obtained from this protocol can be reproduced in large models, facilitating clinical translation.

This protocol shows a simple and flexible approach for the evaluation of new conditioning agents or strategies to increase the feasibility of cardiac donation after circulatory death.

Präklinisches Modell der Herzspende nach Kreislauftod

Cardiac transplantation demand is on the rise; nevertheless, organ availability is limited due to a paucity of suitable donors. Organ donation after ...

A Rat Lung Transplantation Model of Warm Ischemia/Reperfusion Injury: Optimizations to Improve Outcomes

From our experience with rat lung transplantation, we have found several areas for improvement. Information in the existing literature regarding methods for choosing appropriate cuff sizes for the pulmonary vein (PV), pulmonary artery (PA), or bronchus (Br) are varied, thus making the determination of proper cuff size during rat lung transplantation an exercise of trial and error. By standardizing the cuffing technique to use the smallest effective cuff appropriate for the size of the vessel or bronchus, one can make the transplantation procedure safer, faster, and more successful. Since diameters of the PV, PA, and Br are related to the body weight of the rat, we present a strategy to choosing an appropriate size using a weight-based guide. Since lung volume is also related to body weight, we recommend that this relationship should also be considered when choosing the proper volume of air for donor lung inflation during warm ischemia as well as for the proper volume of PBS to be instilled during bronchoalveolar lavage (BAL) fluid collection. We also describe methods for 4th intercostal space dissection, wound closure, and sample collection from both the native and transplanted lobes.

Here, we present optimizations to a rat lung transplantation model that serve to improve outcomes. We provide a size guide for cuffs based on body weight, a measurement strategy to ascertain the 4th intercostal space, and methods of wound closure and BAL (bronchoalveolar lavage) fluid and tissue collection.

Ein Ratten-Lungentransplantationsmodell für warme Ischämie/Reperfusionsschäden: Optimierungen zur Verbesserung der Ergebnisse

From our experience with rat lung transplantation, we have found several areas for improvement. Information in the existing literature regarding methods ...

A New Model of Heart Failure Post-Myocardial Infarction in the Rat

Ligation of the left anterior descending (LAD) coronary artery has been widely used to establish the rat model of heart failure (HF) post myocardial infarction (MI). However, the disadvantages of this model include high mortality rate after ligation and larger variations both in the infarct size and the degree of impaired cardiac function. In addition, a ventilator or exteriorization of the heart is indispensable for the previous models, which complicates the procedure during the ligation. In this study, we developed a reliable and reproducible model without the ventilator or exteriorization of the heart by ligating the LAD coronary artery. Four weeks after the procedure, we found that the serum concentrations of CK-MB, NT-proBNP, and Renin, which were used to assist diagnoses of MI and HF, were significantly higher in the MI group compared to the sham group. In contrast, the value of left ventricle ejection fraction (LVEF) in the MI group was obviously less than in the sham group. Furthermore, the infarct size and cardiac fibrosis area were individually confirmed and quantitatively analyzed by TTC staining and Masson's trichrome staining. Smaller variations were found in either infarct size or fibrosis area in the MI group, which helped to develop a reliable and reproducible model of HF post-MI. This new model of HF post-MI in the rat is vital for studying the potential mechanisms of MI and HF. This new method can be used to develop the new drug for treatment of MI and HF in rats by using pharmacological strategies.

<meta charset="utf8"></head><body>Ein neues Modell der Herzinsuffizienz nach Myokardinfarkt bei der Ratte

We successfully developed a reliable and reproducible model of heart failure post-myocardial infarction in the rat without ventilation or exteriorization of the heart. This simplifies the procedure and benefits the further studies about the potential mechanisms behind the heart failure.

Ein neues Modell der Herzinsuffizienz nach Myokardinfarkt bei der Ratte

Ligation of the left anterior descending (LAD) coronary artery has been widely used to establish the rat model of heart failure (HF) post myocardial ...

Large-Animal Model of Donation after Circulatory Death and Normothermic Regional Perfusion for Cardiac Assessment

The increase in demand for cardiac transplantation throughout the years has fueled interest in donation after circulatory death (DCD) to expand the organ donor pool. However, the DCD process is associated with the risk of cardiac tissue injury due to the inevitable period of warm ischemia. Normothermic regional perfusion (NRP) allows for an in situ organ assessment, allowing the procurement of hearts determined to be viable. Here, we describe a clinically relevant large-animal model of DCD followed by NRP. Circulatory death is established in anesthetized pigs by stopping mechanical ventilation. After a preset warm ischemia period, an extracorporeal membrane oxygenator (ECMO) is used for a NRP period lasting at least 30 min. During this reperfusion period, the model allows the collection of various myocardial biopsies and blood samples for initial cardiac evaluation. Once NRP is weaned, biochemical, hemodynamic, and echocardiographic assessments of cardiac function and metabolism can be performed before organ procurement. This protocol closely simulates the clinical scenario previously described for DCD and NRP in heart transplantation and has the potential to facilitate studies aimed at decreasing ischemia-reperfusion injury and enhance cardiac functional preservation and recovery.

The protocol describes a large-animal (porcine) model of donation after circulatory death, followed by thoracoabdominal normothermic regional perfusion that closely simulates the clinical scenario in heart transplantation, and has the potential to facilitate therapeutic studies and strategies.

Großtiermodell der Spende nach Kreislauftod und normothermer regionaler Perfusion zur kardialen Beurteilung

The increase in demand for cardiac transplantation throughout the years has fueled interest in donation after circulatory death (DCD) to expand the organ ...

Rat Model of Normothermic Ex-Situ Perfused Heterotopic Heart Transplantation

Heart transplantation is the most effective therapy for end-stage heart failure. Despite the improvements in therapeutic approaches and interventions, the number of heart failure patients waiting for transplantation is still increasing. The normothermic ex situ preservation technique has been established as a comparable method to the conventional static cold storage technique. The main advantage of this technique is that donor hearts can be preserved for up to 12 h in a physiologic condition. Moreover, this technique allows resuscitation of the donor hearts after circulatory death and applies required pharmacologic interventions to improve donor function after implantation. Numerous animal models have been established to improve normothermic ex situ preservation techniques and eliminate preservation-related complications. Although large animal models are easy to handle compared to small animal models, it is costly and challenging. We present a rat model of normothermic ex situ donor heart preservation followed by heterotopic abdominal transplantation. This model is relatively cheap and can be accomplished by a single experimenter.

Here, we present an assessment protocol of a heterotopically implanted heart after normothermic ex situ preservation in the rat model.

Rattenmodell der normothermischen Ex-situ-perfundierten heterotopen Herztransplantation

Heart transplantation is the most effective therapy for end-stage heart failure. Despite the improvements in therapeutic approaches and interventions, the ...

Extrakorporale kardiopulmonale Reanimation im Tiermodell nach Herzstillstand

Pediatric Animal Model of Extracorporeal Cardiopulmonary Resuscitation After Prolonged Circulatory Arrest

Congenital heart disease (CHD) is the most prevalent congenital malformation, with about one million births impacted worldwide per year. Comprehensive investigation of this disease requires appropriate and validated animal models. Piglets are commonly used for translational research due to their analogous anatomy and physiology. This work aimed to describe and validate a neonatal piglet model of cardiopulmonary bypass (CPB) with circulatory and cardiac arrest (CA) as a tool for studying severe brain damage and other complications of cardiac surgery. In addition to including a list of materials, this work provides a roadmap for other investigators to plan and execute this protocol. After experienced practitioners performed several trials, the representative results of the model demonstrated a 92% success rate, with failures attributed to small piglet size and variant vessel anatomy. Furthermore, the model allowed practitioners to select from a wide variety of experimental conditions, including varying times in CA, temperature alterations, and pharmacologic interventions. In summary, this method uses materials readily available in most hospital settings, is reliable and reproducible, and can be widely employed to enhance translational research in children undergoing heart surgery.

Autor im Rampenlicht: Simulation der pädiatrischen Herzchirurgie anhand eines neonatalen Ferkelmodells

This protocol describes a neonatal porcine model of cardiopulmonary bypass (CPB), with circulatory and cardiac arrest as a tool for studying severe brain damage and other complications secondary to CPB.

Pädiatrisches Tiermodell der extrakorporalen kardiopulmonalen Wiederbelebung nach längerem Kreislaufstillstand

Congenital heart disease (CHD) is the most prevalent congenital malformation, with about one million births impacted worldwide per year. Comprehensive ...

Ein Wiederherstellungsmodell kardiopulmonalen Bypass ohne Transfusion oder inotrope Substanzen bei Ratten

Zusammenfassung

Weitere Videos entdecken

Kardiopulmonalen Bypass in einem Mausmodell: ein neuer Ansatz

Präklinisches Modell der Herzspende nach Kreislauftod

Ein Ratten-Lungentransplantationsmodell für warme Ischämie/Reperfusionsschäden: Optimierungen zur Verbesserung der Ergebnisse

Ein neues Modell der Herzinsuffizienz nach Myokardinfarkt bei der Ratte

Ein neues Modell der Herzinsuffizienz nach Myokardinfarkt bei der Ratte

Großtiermodell der Spende nach Kreislauftod und normothermer regionaler Perfusion zur kardialen Beurteilung

Rattenmodell der normothermischen Ex-situ-perfundierten heterotopen Herztransplantation

Pädiatrisches Tiermodell der extrakorporalen kardiopulmonalen Wiederbelebung nach längerem Kreislaufstillstand

Pädiatrisches Tiermodell der extrakorporalen kardiopulmonalen Wiederbelebung nach längerem Kreislaufstillstand

Pädiatrisches Tiermodell der extrakorporalen kardiopulmonalen Wiederbelebung nach längerem Kreislaufstillstand