Name: use of a central venous line for fluids, drugs and nutrient administration in a mouse model of critical illness
Uploaded: 2017-05-02T14:45:00.000+00:00
Duration: 9 min 17 s
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GVdB, via the University of Leuven (KU Leuven), receives long-term structural research support from the Methusalem Program funded by the Flemish Government (METH08/07) and holds a European Research Council Advanced Grant AdvG-2012-321670 from the Ideas Program of the European Union seventh framework program. SET received a Research Foundation-Flanders (FWO) Research Assistant Fellowship.

プロトコルは、動物研究のための大学ルーベンの倫理審査委員会によって承認されました。 静脈ラインの調製<ol><li>迅速にホット（&gt; 220°C）ゴマ油60センチmicrorenathane（MRE）管の中央部を浸漬することにより、静脈カテーテルの先端を準備します。続いて穏やかに互いに離れるチュービングの端部を移動させることにより、細径（外径（OD）&lt;0.5 mm）を生成するために、チューブの中央部分を伸ばします。 </li><li> （ 図1、 表1参照 ）30センチメートルそれぞれの2つの部分にチューブを切断する手術用メスの刃を使用します。 </li><li>ポリエチレンPE50コネクタを用いてポリエチレンチューブPE10にMREチューブを接続し、旋回の底部に、このPE10チューブを接続します。 PE10チューブにスイベルの上部を接続し、 図1の通りPE50コネクタチューブとのルアースタブ針にこれを接続します。 </li><li>適用強い高速ACTIすべての接続に接着糊をngの、空気を流すことにより、漏れのためのカテーテルをテストします。ガスは、使用前にカテーテルを殺菌します。 </li></ol><img alt="図1" src="/files/ftp_upload/55553/55553fig1.jpg" /> 図1： 静脈ラインの構築。静脈ラインが小径にMREチューブを延伸し、げっ歯類スイベルデバイスにポリエチレンチューブを介して接続することによって調製されます。異なる部分の長さの指示については、表1を参照されたいです。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55553/55553fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> 伝説 </td><td> 長さ </td><td> ボリューム </td></tr><tr><td> 1）ルアースタブ針22G </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 2）PE50 - ポリエチレン0.023&quot; ×0.038&quot; </td><td> 5センチメートル</td><td> 13μL </td></tr><tr><td> 3）PE10 - ポリエチレン0.011&quot; ×0.024” </td><td> 50センチメートル</td><td> 30μL </td></tr><tr><td> 4）げっ歯類スイベル20 G </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 5）PE-10 </td><td> 15センチメートル</td><td> 9μL </td></tr><tr><td> 6）PE-50（コネクタ） </td><td> 5センチメートル</td><td> 13μL </td></tr><tr><td> 7）MRE025ヒント伸ばしmicrorenathane 0.025&quot; ×0.012&quot; </td><td> 30センチメートル</td><td> 27μL </td></tr><tr><td>総合計</td><td> 105センチメートル</td><td> 92μL </td></tr></tbody></table> 表1：静脈ラインの構築。このテーブルには、 図1の凡例を提供します。 2.麻酔や手術前の処理<ol><li> （ - 32グラム27）24週齢の雄性C57BL / 6Jマウスを使用してください。 注：この年齢は、集中治療患者の平均年齢とのより良い対応として、私たちは、24週齢のマウス（成熟した大人）を使用します。私たちは、エストロゲンの周期的影響を回避するためだけ雄マウスを使用します。好適な場合には技術はまた、若い（16週齢マウスで試験）動物と女性に使用することができます。 </li><li>使用前に、すべての手術器具を滅菌します。任意の気泡を除去し、開通性および潜在的な漏れを試験するために生理食塩水、滅菌自家製静脈カテーテルを洗い流します。 </li><li> 80センチの長さの金属ワイヤ（直径0.8mm）を切断折り曲げてそれをダブルループを作ります。ループに倍増ワイヤ上3個の真珠を導きます。 3つの真珠を通してカテーテルの先端を案内することにより、金属ワイヤにカテーテルを取り付けます。 注：金属取付ワイヤは、カテーテルが接続されたスイベルの回転のために必要です。このように、マウスは、静脈ラインを遮断することなく、自由に移動することができます。 </li><li>メートルを麻酔0.03 mLのケタミンの混合物の腹腔内（IP）注射（100mg / kg）および0.02 mLのキシラジン（13ミリグラム/キログラム）によってウーズ。麻酔は、反射の有無を確認することで十分であることを確認してください。そっと舌を飲み込むことで窒息を避けるために、鉗子で外にマウスの舌を引っ張ります。 注：10分後、マウスはまだ撤退しようとした場合、その手足は0.01 ムル・ボラスとして、追加のケタミンを与えます。 </li><li> ）ヘッドの基部に腹部、首の腹側（顎、胸骨と鎖骨の間の三角形）を含む、手術領域を剃り、そして肩甲骨の間。 </li><li> 、予熱した加熱パッド上に腹臥位にマウスを置き、70％エタノールで皮膚を消毒し、乾燥から目を保護するために眼科用潤滑剤の少量を適用します。 0.2 mLのロピバカイン（0.67ミリグラム/ kg）を手術部位（背腹部、首前面と）を浸潤します。 </li><li>マウスは、腹臥位のままであるが、背側のベースに小さな切開を作りますメスやハサミで頭の。後頸部の筋肉を露出させ、そして筋肉の下に3.0ナイロン糸を導くことによって3.0ナイロンと取付ワイヤのループに筋肉を結びます。 </li><li>その右側にマウスを置きます。メスやハサミで腹、首の皮膚に小さな縦の切開を行います。視覚的な指導の下、背中の切開部に向かって、この腹切開を通ってトンネル18ゲージ針皮下は以前に作られ、腹側でそれをexteriorizeする針を通してカテーテルを通します。 </li><li>その背中にマウスを置きます。加熱パッドにマウス、テープそれを下の上部切歯後ろ3.0ナイロン糸を通過させます。酸素（2 L /分）を送達するためのフェイスマスクにヘッドを固定します。尾二つ前肢をダウンテーピング延伸位置にマウスを固定します。 注：単独のケタミン - キシラジン麻酔が十分でない場合、吸入イソフルラン（0.5から1.5パーセント）が手術中にお届けすることができます。 </li></ol><pクラス= &quot;jove_title&quot;&gt; 3。慢性留置カテーテルの配置<ol><li>解剖顕微鏡下でマウスを置きます。頸静脈を可視化することができるまで、腹、首に予め切開では、静かにピンセットで脂肪組織と腺をいじめます。 </li><li>露骨静脈および結合組織との間の鉗子の先端を配置し、静脈と平行に繰り返し鉗子を開くことによって、容器上及び周りに結合し、皮下組織から頸静脈を解放する解剖。そのため、静脈の損傷は回避されます。 </li><li>静脈の下に鈍鉗子を置くことによって、頸静脈を分離します。静脈の下で3.0絹糸3枚、位置ワンピース頚静脈（頭蓋結紮）の分岐部に近位および胸鎖乳突筋（尾結紮）に近い一体フィード。頭蓋結紮静脈を伸ばし、カテーテルを配置しながら、過度の出血を防ぐために、尾合字を締めます。 Tすなわち中央の糸で緩い結紮を後にカテーテルの簡単な固定を確保します。 </li><li>マイクロはさみを使用して、頭蓋と尾合字間静脈カテーテルを通すのに十分な大きさに沿って切開部を作ります。鉗子でカテーテルをつかみ、そして静脈にカテーテル11ミリメートルを挿入します。緩く中間結紮糸を結紮することによってカテーテルを固定し、穏やかに滅菌生理食塩水でフラッシュすることにより正しい配置を確認します。 </li><li>しっかりと容器とカテーテルの周りの真ん中と尾リガチャをオフに結びつけることによって、カテーテルを固定します。タイはしっかりとカテーテルを固定するために一緒に尾側と中央のリガチャーを終了します。ノットは、すべての結び目が作られた後、カテーテルをフラッシュすることで、静脈を閉塞していないことを確認してください。最後に、尾と頭蓋合字を縛ります。 5.0絹縫合糸で切開部を閉じます。 </li></ol> 4.盲腸結紮および穿刺<ol><li>メスやはさみで腹部の下半分の皮膚を通って1 cmの正中切開を行います。腹腔内に侵入しないように注意してください。 </li><li>腹筋の白線を識別し、腹膜腔への参入を得るためにintermuscular切開部を作ります。盲腸を見つけて、盲腸を分離し、それをexteriorizeする鈍い解剖学的鉗子を使用しています。 </li><li> 3.0絹縫合糸で、その長さの50％に盲腸の結紮。腸の連続性が維持されるように、回盲弁を連結していないことを確認してください。 </li><li>連結および盲腸の先端との間の単一の貫通アンド穿刺途中で18ゲージの針を用いて盲腸を穿孔。針を除去した後、開通性を確実にするために穴から糞便の少量を押し出します。 </li><li>腹腔内に腸の位置を変えて、5.0絹縫合糸で腹膜、皮膚を閉じます。 注：平均して、新たな訓練生がスムーズに静脈カテーテルを配置し、45分以内にCLPを行うことができるように10〜15匹の動物を必要とします。研修期間、麻酔/手術後RELA10％のテッドの死亡率が期待できます。 </li></ol> 5.術後の治療および輸液蘇生術<ol><li>仰臥位でマウスを置き、テープで取り付け線にカテーテルを固定します。個々のケージにマウスを移動します。 25センチメートルマウス上に旋回装置を保持するために、調整可能なクランプとスタンドを使用し、しっかりとスイベルの回転点に対する金属取付ワイヤの自由部分をテープ。 </li><li>静脈ラインに流体蘇生を開始する：平衡コロイド及びクリスタ（4 1）の混合物を含有する注射器を取り付けます。 </li><li> 12時間の明暗サイクルの制御された温度（27°C）動物キャビネット内にケージを配置し、正確なシリンジ駆動型注入ポンプを介して静脈内輸液蘇生（10 ml / kg / h）を開始します。ケージなどネスティング材料として濃縮および木製ブロックを提供します。 </li></ol> 6.集中ケア<ol><li> 6時間後動作時、皮下痛を注入medicationおよび抗生物質（0.3 mLのブプレノルフィン（0.15ミリグラム/ kg）および0.2 mLのイミペネム（16.67mg / kg）で）。注：機関の獣医政策によって指示されるように、標準的な実験動物医学の練習後は、痛みのクスリの最初の用量は、初期外科的切開の前に与えられています。皮下注射は慎重に皮下空間に注入されなければなりません。 </li><li> 20後 - 流体蘇生の24時間、完全非経口栄養（6.67ミリリットル/ kg /時）によってクリスタ/コロイドを置き換えます。 注：投与合計静脈栄養（5.8キロカロリー/ 24時間）は、集中治療室の患者の早期のカロリー摂取に似たマウスの毎日の必要カロリーの約40％をカバーしています。 </li><li>皮下鎮痛薬および抗生物質（0.6 mLのブプレノルフィン（0.3ミリグラム/ kg）および0.2 mLのイミペネム（16.67ミリグラム/ kg）の重大な病気の全期間中、12時間毎に投与します。 </li><li>日中の動物に少なくとも3時間ごとに確認してください。痛みを与えることによって、苦しみを評価します検証マウスしかめっ面スケール11に基づいて得点。高い疼痛スコアを有する動物の監視を強化します。 </li></ol>実験の終了7. 注：人間のエンドポイント用の承認とモデルとガイドラインの重症度のレベルや政策上の勧告は動物研究のために地元の機関投資家の倫理審査委員会から求められるべきです。 注：ブロックされたカテーテルは、カテーテルの非局在化のような非機能的静脈ラインの場合には、シリンジポンプの問題は、動物は研究から除外し、安楽死させます。 <ol><li>実験期間の終了時に、深く0.03 mLのケタミン（100mg / kg）および0.02 mLの（13ミリグラム/ kg）のキシラジンの混合物を用いてマウスを麻酔。心臓穿刺により血液を回収することによって、マウスを安楽死させます。ストアは、-80℃での関心の凍結組織サンプルをスナップ。 </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

私たちは、流体、薬や栄養投与のための中心静脈ラインを使用して敗血症を誘発するために盲腸結紮穿刺法を組み合わせることにより、重大な病気のより臨床的に関連するマウスモデルを開発しました。この実験は再現性がある、ここヒト臨床状況1を模倣し、安定した死亡率に重大な病気と結果の長期の位相を勉強することができます。 盲腸結紮およ?...

重大な病気は、一つ以上の臓器系の機能を集中医療支援が投与されない限り、患者は、死亡する程度に妨害された疾患状態です。集中治療室（ICU）への入院のための最初の原因は、とりわけ低灌流、低酸素症および過剰な炎症によって引き起こされる、外傷、複雑な外科手術、火傷、疾患の増悪から敗血症に至るまで、すべての重篤患者は、細胞の損傷に苦しむ、変えることができ、一方、 、臓器不全につながります。ほとんどの患者は、彼らの急性発作を生き残るが、患者の重要な一部分はすぐに回復し、長時間の集中治療を必要としません。彼らは非分解多臓器不全による死亡のリスクが高いです。さらに、重大な病気の長期の位相が病因は現在、完全には理解されているの深遠な筋力低下および内分泌および代謝の変化によって品質証明されています。 いくつかのRodentモデルは、クリティカルケアの研究の設定で使用されています。 2つの殆ど使用されるモデルは、リポ多糖（LPS）および盲腸結紮および穿刺（CLP）の外因性投与です。両方のモデルは、感染の調節不全宿主応答によって引き起こされる生命にかかわる臓器不全として定義される敗血症の急性期を模倣するために開発され、世界中のICU 1、2に入場するための主な理由の一つです。それは一時的にのみサイトカインの放出および動物3の血行動態に影響を与えるとして、LPSモデルにはいくつかの欠点があります。ヒトとは異なり、げっ歯類はまた、エンドトキシンに対して特に耐性があり、エンドトキシンの「高用量」の使用は、本明細書にさらにこの方法4,5の有効性の懸念を上げ、低血圧および死亡率を生成するために必要です。他のモデル、盲腸結紮および穿刺モデル（CLP）貫通アンド針穿刺に続いて盲腸の部分の連結を特徴とします。この手順は、血液区画への細菌の移行に続く組織損傷に複数菌腹部感染症を引き起こします。これは、全身性炎症反応や敗血症の発症の引き金となるでしょう。過剰炎症、血管拡張、低血圧および心拍出量の増加6、7：CLPモデルは広く、敗血症の主な特徴を再現する急性の重大な病気の動物モデルとして認識されています。しかし、このモデルは非分解多臓器不全、筋肉の消耗、および内分泌および重大な病気の長期相に典型的な代謝変化の研究を許可していません。マウスモデルからの調査結果は、常に人間設定8に変換することができないので、最近は重大な病気のためのマウスモデルの妥当性は、疑問視されています、9、10。可能な説明は、病気のヒトの患者を批判するために提供される支持療法は、危篤状態のマウスに提供されるケアは実質的に異なることがあります。 したがって、より密接に人間の設定に似ているし、重大な病気の長期相の調査を可能にするために、我々は、大規模な静脈内輸液投与および抗生物質治療として、ヒトに与えられる急性集中治療を模倣するマウスモデルを開発し、かつ可能な栄養サポートなど重大な病気の長期の位相を、生き残るために支持療法を管理します。この目的のために、我々は、敗血症のための黄金の標準である、CLP誘発性敗血症のマウスモデルを適応し、および流体、栄養および薬剤の投与を可能にする中心静脈ラインを置きました。

<table><tbody><tr><td>Buprenorphine</td><td>Ecuphar</td><td></td><td>Vetergesic 0.3 mg/mL</td></tr><tr><td>C57BL/6&amp;nbsp;</td><td>Janvier labs</td><td>C57BL/6JRj</td><td></td></tr><tr><td>colloids</td><td>Fresenius Kabi</td><td></td><td>Volulyte 6%</td></tr><tr><td>crystalloids</td><td>Baxter</td><td></td><td>Plasmalyte a viaflo</td></tr><tr><td>Ethilon 3.0</td><td>Ethicon</td><td>F3211</td><td></td></tr><tr><td>Imipenem</td><td>MSD</td><td></td><td>Tienam 500&amp;nbsp;mg powder for injection fluid</td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Eurovet</td><td></td><td>Iso-vet</td></tr><tr><td>Ketamine</td><td>Eurovet</td><td></td><td>Nimatek 100 mg/mL</td></tr><tr><td>LocTite Super glue3 all plastics&amp;nbsp;</td><td>Rectavit</td><td>119818</td><td></td></tr><tr><td>Mersilk 3.0</td><td>Ethicon</td><td>L192</td><td></td></tr><tr><td>Mersilk 5.0</td><td>Ethicon</td><td>F682</td><td></td></tr><tr><td>Microrenathane .025&quot; O.D. x .012&quot; I.D.</td><td>Bioseb</td><td>MRE-025</td><td></td></tr><tr><td>olimel N7E</td><td>Baxter</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PE10 - Polyethylene .011&quot; x .024&quot;&amp;nbsp;</td><td>Instech Solomon</td><td>BTPE-10</td><td></td></tr><tr><td>PE-50 tubing .023&quot; x.038&quot;</td><td>Instech Solomon</td><td>BTPE-50</td><td></td></tr><tr><td>Rodent Swivel 20 G</td><td>Bioseb</td><td>RS-20G&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Ropivaca&amp;iuml;ne</td><td>Astrazenica</td><td></td><td>Naropin 2&amp;nbsp;mg/mL</td></tr><tr><td>Xylazine</td><td>VMD</td><td></td><td>Xylazine hydrochloride 2%</td></tr></tbody></table>

use of a central venous line for fluids, drugs and nutrient administration in a mouse model of critical illness

このプロトコルは、長期の重大な病気の中央にカテーテルを挿入し、マウスモデルを記述しています。我々は、ヒト臨床環境を模倣する流体、薬物および栄養投与のための中心静脈ラインを使用して敗血症を誘導する盲腸結紮および穿刺方法を組み合わせます。重症患者は、生き残るために集中的な医療支援を必要とします。患者の大半は、数日以内に回復しますが、患者さんの約四分の長時間の集中治療を必要とし、非分解多臓器不全で死亡するリスクが高いです。さらに、重大な病気の長期化相は病因が現在完全には理解されているの深遠な筋力低下、および内分泌および代謝変化によって品質証明されています。クリティカルケア研究において最も広く使用されている動物モデルは、敗血症を誘発する盲腸結紮穿刺モデルです。これは、人間の9月に似た急性炎症性および血行動態の変化で、非常に再現モデルです重大な病気の急性期を研究するために設計されてSIS、。しかし、このモデルは、臨床的なヒトの状況と異なる高致死率によって品質証明されており、重大な病気の長期の位相を研究するために開発されていません。したがって、私たちはより良い重大な病気のヒト臨床状況を模倣するために、私たちは臨床的に関連する対症療法を管理できるように頚静脈に中心静脈カテーテルを配置することによって、技術を適応しました。このマウスモデルは、動物の大規模な外科的手技や日常の集中治療を必要とするが、それは重大な病気の急性および長期の相の関連するモデルになります。

上記のようにC57BL / 6マウスは、重症行きました。 7日目（N = 22）後CLPまで、5日までの生存率（N = 15）と生存：我々は2つの時点までポストCLP生存を評価するために、2つの実験を行いました。 2回の実験の生存曲線は、実験の再現性を示す、（5日目まで比較して）有意に異なりませんでした。非生存動物は死を発見したかにより、人間のエンドポイントに到達する安楽?...

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Use of a Central Venous Line for Fluids, Drugs and Nutrient Administration in a Mouse Model of Critical Illness

This protocol describes a centrally catheterized mouse model of prolonged critical illness. We combine the cecal ligation and puncture method to induce sepsis with the use of a central venous line for fluids, drugs and nutrient administration to mimic the human clinical setting.

重大な病気のマウスモデルにおける流体、医薬品や栄養管理のための中心静脈ラインの使用

This protocol describes a centrally catheterized mouse model of prolonged critical illness. We combine the cecal ligation and puncture method to induce ...

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Universidad de Cartagena UDEC

Research

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Medicine

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Hyperinsulinemic-euglycemic Clamps in Conscious, Unrestrained Mice

Type 2 diabetes is characterized by a defect in insulin action. The hyperinsulinemic-euglycemic clamp, or insulin clamp, is widely considered the "gold standard" method for assessing insulin action in vivo. During an insulin clamp, hyperinsulinemia is achieved by a constant insulin infusion. Euglycemia is maintained via a concomitant glucose infusion at a variable rate. This variable glucose infusion rate (GIR) is determined by measuring blood glucose at brief intervals throughout the experiment and adjusting the GIR accordingly. The GIR is indicative of whole-body insulin action, as mice with enhanced insulin action require a greater GIR. The insulin clamp can incorporate administration of isotopic 2[14C]deoxyglucose to assess tissue-specific glucose uptake and [3-3H]glucose to assess the ability of insulin to suppress the rate of endogenous glucose appearance (endoRa), a marker of hepatic glucose production, and to stimulate the rate of whole-body glucose disappearance (Rd).
The miniaturization of the insulin clamp for use in genetic mouse models of metabolic disease has led to significant advances in diabetes research. Methods for performing insulin clamps vary between laboratories. It is important to note that the manner in which an insulin clamp is performed can significantly affect the results obtained. We have published a comprehensive assessment of different approaches to performing insulin clamps in conscious mice1 as well as an evaluation of the metabolic response of four commonly used inbred mouse strains using various clamp techniques2. Here we present a protocol for performing insulin clamps on conscious, unrestrained mice developed by the Vanderbilt Mouse Metabolic Phenotyping Center (MMPC; URL: www.mc.vanderbilt.edu/mmpc). This includes a description of the method for implanting catheters used during the insulin clamp. The protocol employed by the Vanderbilt MMPC utilizes a unique two-catheter system3. One catheter is inserted into the jugular vein for infusions. A second catheter is inserted into the carotid artery, which allows for blood sampling without the need to restrain or handle the mouse. This technique provides a significant advantage to the most common method for obtaining blood samples during insulin clamps which is to sample from the severed tip of the tail. Unlike this latter method, sampling from an arterial catheter is not stressful to the mouse1. We also describe methods for using isotopic tracer infusions to assess tissue-specific insulin action. We also provide guidelines for the appropriate presentation of results obtained from insulin clamps.

The hyperinsulinemic-euglycemic clamp, or insulin clamp, is the gold standard for assessing insulin action in vivo. A method for performing insulin clamps in mice is described. This includes a method for arterial catheterization that permits experiments to be performed in conscious, unrestrained mice with minimal stress.

意識、無拘束マウスにおける高インスリン血症、正常血糖クランプ

Type 2 diabetes is characterized by a defect in insulin action. The hyperinsulinemic-euglycemic clamp, or insulin clamp, is widely considered the "gold ...

医学

Methods for Intravenous Self Administration in a Mouse Model

Animal models have been developed to study the reinforcing effects of drugs, including the intravenous self-administration (IVSA) paradigm. The advantages of using an IVSA paradigm to study the reinforcing properties of drugs of abuse such as cocaine include the fact that the drug is self-administered instead of experimenter-administered, the schedule of reinforcement can be altered, and accurate measurement of the quantities of drug consumed as well as the timing and pattern of IV injections can be obtained. Furthermore, the intravenous route of administration avoids potential confounds related to first pass metabolism or taste, and produces rapid increases in blood and brain drug levels. As outlined in this video, intravenous self-administration can be obtained without prior food restriction or prior drug training following careful catheter placement during surgery and meticulous daily catheter flushing and maintenance. Experimental procedures outlined in this paper include a description of animal housing and acclimation methods, operant training using sweetened milk solutions, and catheter implantation surgery.

The intravenous self-administration (IVSA) paradigm is considered to be the gold standard in examining the reinforcing properties of drugs of abuse in rodents. This manuscript outlines the experimental procedures and surgical techniques necessary to obtain reliable IVSA data. In particular, meticulous catheter implantation and maintenance are highlighted.

マウスモデルにおける静脈内自己投与方法

Animal models have been developed to study the reinforcing effects of drugs, including the intravenous self-administration (IVSA) paradigm. The advantages ...

神経科学

Catheterization of the Carotid Artery and Jugular Vein to Perform Hemodynamic Measures, Infusions and Blood Sampling in a Conscious Rat Model

The success of a small animal model to study critical illness is, in part, dependent on the ability of the model to simulate the human condition. Intra-tracheal inoculation of a known amount of bacteria has been successfully used to reproduce the pathogenesis of pneumonia which then develops into sepsis. Monitoring hemodynamic parameters and providing standard clinical treatment including infusion of antibiotics, fluids and drugs to maintain blood pressure is critical to simulate routine supportive care in this model but to do so requires both arterial and venous vascular access. The video details the surgical technique for implanting carotid artery and common jugular vein catheters in an anesthetized rat. Following a 72 hr recovery period, the animals will be re-anesthetized and connected to a tether and swivel setup attached to the rodent housing which connects the implanted catheters to the hemodynamic monitoring system. This setup allows free movement of the rat during the study while continuously monitoring pressures, infusing fluids and drugs (antibiotics, vasopressors) and performing blood sampling.

Vascular accesses to measure hemodynamics, provide fluids and perform blood sampling are important to any small animal model study. We present a technique for implanting catheters into the carotid artery and the common jugular vein in an anesthetized rat for connecting to a system to perform monitoring, infusions and sampling.

配慮ラットモデルにおける血行動態の措置、煎茶や血液サンプリングを実行するために頸動脈と頸静脈のカテーテル

The success of a small animal model to study critical illness is, in part, dependent on the ability of the model to simulate the human condition. ...

Monitoring of Systemic and Hepatic Hemodynamic Parameters in Mice

The use of mouse models in experimental research is of enormous importance for the study of hepatic physiology and pathophysiological disturbances. However, due to the small size of the mouse, technical details of the intraoperative monitoring procedure suitable for the mouse were rarely described. Previously we have reported a monitoring procedure to obtain hemodynamic parameters for rats. Now, we adapted the procedure to acquire systemic and hepatic hemodynamic parameters in mice, a species ten-fold smaller than rats. This film demonstrates the instrumentation of the animals as well as the data acquisition process needed to assess systemic and hepatic hemodynamics in mice. Vital parameters, including body temperature, respiratory&#160;rate&#160;and heart&#160;rate were recorded throughout the whole procedure. Systemic hemodynamic parameters consist of carotid artery pressure (CAP) and central venous pressure (CVP). Hepatic perfusion parameters include portal vein pressure (PVP), portal flow rate as well as the flow rate of the common hepatic artery (table 1). Instrumentation and data acquisition to record the normal values was completed within 1.5 h. Systemic and hepatic hemodynamic parameters remained within normal ranges during this procedure.
This procedure is challenging but feasible. We have already applied this procedure to assess hepatic hemodynamics in normal mice as well as during 70% partial hepatectomy and in liver lobe clamping experiments. Mean PVP after resection (n= 20), was 11.41&#177;2.94 cmH2O which was significantly higher (P&#60;0.05) than before resection (6.87&#177;2.39 cmH2O). The results of liver lobe clamping experiment indicated that this monitoring procedure is sensitive and suitable for detecting small changes in portal pressure and portal flow rate. In conclusion, this procedure is reliable in the hands of an experienced micro-surgeon but should be limited to experiments where mice are absolutely needed.

This film demonstrates how to acquire systemic and hepatic hemodynamics in mice. The whole monitoring includes acquisition of vital parameters, systemic blood pressure, central venous pressure, common hepatic artery flow rate, and portal vein pressure as well as the portal flow rate in mice.

マウスにおける全身および肝血行動態パラメータの監視

The use of mouse models in experimental research is of enormous importance for the study of hepatic physiology and pathophysiological disturbances. ...

Stenosis of the Inferior Vena Cava: A Murine Model of Deep Vein Thrombosis

Deep vein thrombosis (DVT) and its devastating complication, pulmonary embolism, are a severe health problem with high mortality. Mechanisms of thrombus formation in veins remain obscure. Lack of mobility (e.g., after surgery or long-haul flights) is one of the main factors leading to DVT. The pathophysiological consequence of the lack of mobility is blood flow stagnation in venous valves. Here, a model is described that mimics such flow disturbance as a thrombosis-driving factor. In this model, partial flow restriction (stenosis) in the inferior vena cava (IVC) is created. Closure of about 90% of the IVC lumen for 48 h results in development of thrombi structurally similar to those in humans. The similarities are: i) most of the thrombus volume is red, i.e., consists of red blood cells and fibrin, ii) presence of a white part (lines of Zahn), iii) non-denuded endothelial monolayer, iv) elevated plasma D-Dimer levels, and v) possibility to prevent thrombosis by low molecular weight heparin. Limitations include variable size of thrombi and the fact that a certain percentage of wild-type mice (0 - 35%) may not produce a thrombus. In addition to visual observation and measurement, thrombi may be visualized by non-invasive technologies, such as ultrasonography, which allows for monitoring the dynamics of thrombus development. At shorter time points (1 - 6 h), intravital microscopy may be applied to directly observe events (e.g., recruitment of cells to the vessel wall) preceding thrombus formation. Use of this method by several teams around the world has made it possible to uncover basic mechanisms of DVT initiation and identify potential targets that might be beneficial for its prevention.

We describe here stenosis in the inferior vena cava as a murine model of deep vein thrombosis. This model recapitulates blood flow restriction, one of the major triggers of venous thrombosis in humans.

下大静脈狭窄: 深部静脈血栓症のマウスモデル

Deep vein thrombosis (DVT) and its devastating complication, pulmonary embolism, are a severe health problem with high mortality. Mechanisms of thrombus ...

免疫・感染学

Continuous IV Infusion is the Choice Treatment Route for Arginine-vasopressin Receptor Blocker Conivaptan in Mice to Study Stroke-evoked Brain Edema

Stroke is one of the major causes of morbidity and mortality in the world. Stroke is complicated by brain edema and other pathophysiological events. Among the most important players in the development and evolution of stroke-evoked brain edema is the hormone arginine-vasopressin and its receptors, V1a and V2. Recently, the V1a and V2 receptor blocker conivaptan has been attracting attention as a potential drug to reduce brain edema after stroke. However, animal models which involve conivaptan applications in stroke research need to be modified based on feasible routes of administration. Here the outcomes of 48 hr continuous intravenous (IV) are compared with intraperitoneal (IP) conivaptan treatments after experimental stroke in mice. We developed a protocol in which middle cerebral artery occlusion was combined with catheter installation into the jugular vein for IV treatment of conivaptan (0.2 mg) or vehicle. Different cohorts of animals were treated with 0.2 mg bolus of conivaptan or vehicle IP daily. Experimental stroke-evoked brain edema was evaluated in mice after continuous IV and IP treatments. Comparison of the results revealed that the continuous IV administration of conivaptan alleviates post-ischemic brain edema in mice, unlike the IP administration of conivaptan. We conclude that our model can be used for future studies of conivaptan applications in the context of stroke and brain edema.

Our studies have revealed that the beneficial effects of conivaptan are dependent on the method of delivery after experimental stroke in mice. We have developed a research protocol for delivery of the receptor blocker via IV catheter on stroke-evoked brain edema formation in mice.

連続IV注入は、脳卒中誘発脳浮腫を研究するためにマウスにおけるアルギニンバソプレシン受容体拮抗コニバプタンのための選択の治療のルートであります

Stroke is one of the major causes of morbidity and mortality in the world. Stroke is complicated by brain edema and other pathophysiological events. Among ...

Veno-Venous Extracorporeal Membrane Oxygenation in a Mouse

The use of extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) has increased substantially in recent years. ECMO has become a reliable and effective therapy for acute as well as end-stage lung diseases. With the increase in clinical demand and prolonged use of ECMO, procedural optimization and prevention of multi-organ damage are of critical importance. The aim of this protocol is to present a detailed technique of veno-venous ECMO in a non-intubated, spontaneously breathing mouse. This protocol demonstrates the technical design of the ECMO and surgical steps. This murine ECMO model will facilitate the study of pathophysiology related to ECMO (e.g., inflammation,bleeding and thromboembolic events). Due to the abundance of genetically modified mice, the molecular mechanisms involved in ECMO-related complications can also be dissected.

Here we present a protocol describing the technique of veno-venous extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) in a non-intubated, spontaneously breathing mouse. This murine model of ECMO can be effectively implemented in experimental studies of acute and end-stage lung diseases.

マウスで静脈-静脈体外膜型人工肺

The use of extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) has increased substantially in recent years. ECMO has become a reliable and effective therapy for ...

Murine Model of Central Venous Stenosis using Aortocaval Fistula with an Outflow Stenosis

Central venous stenosis is an important entity contributing to arteriovenous fistula (AVF) failure. A murine AVF model was modified to create a partial ligation of the inferior vena cava (IVC) in the outflow of the fistula, mimicking central venous stenosis. Technical aspects of this model are introduced. The aorta and IVC are exposed, following an abdominal incision. The infra-renal aorta and IVC are dissected for proximal clamping, and the distal aorta is exposed for puncture. The IVC at the midpoint between the left renal vein and the aortic bifurcation is carefully dissected to place an 8-0 suture beneath the IVC. After clamping the aorta and IVC, an AVF is created by puncturing the infra-renal aorta through both walls into the IVC with a 25 G needle, followed by ligating a 22 G intra-venous (IV) catheter and IVC together. The catheter is then removed, creating a reproducible venous stenosis without occlusion. The aorta and IVC are unclamped after confirming primary hemostasis. This novel model of central vein stenosis is easy to perform, reproducible, and will facilitate studies on AVF failure.

An aortocaval fistula was created by puncturing the murine infra-renal aorta through both walls into the inferior vena cava and was followed by creation of a stenosis in its outflow via partial ligation of the inferior vena cava. This reproducible model can be used to study central venous stenosis.

流出狭窄を伴う大軌道瘻を用した中枢静脈狭窄のマウスモデル

Central venous stenosis is an important entity contributing to arteriovenous fistula (AVF) failure. A murine AVF model was modified to create a partial ...

Drug Treatment by Central Venous Catheter in a Mouse Model of Angiotensin II Induced Abdominal Aortic Aneurysm and Monitoring by 3D Ultrasound

Since pharmaceutical treatment options are lacking in the clinical management of abdominal aortic aneurysm (AAA), animal models, in particular mouse models, are applied to advance the understanding of the disease pathogenesis and to identify potential therapeutic targets. Testing novel drug candidates to block AAA growth in these models generally requires repeated drug administration during the time course of the experiment. Here, we describe a compiled protocol for AAA induction, insertion of an intravenous catheter to facilitate prolonged therapy, and serial AAA monitoring by 3D ultrasound. Aneurysms are induced in apolipoprotein E (ApoE) deficient mice by angiotensin II release over 28 days from osmotic mini-pumps implanted subcutaneously into the mouse back. Subsequently, the surgical procedure for external jugular vein catheterization is conducted to allow for daily intravenous drug treatment or repeated blood sampling via a subcutaneous vascular access button. Despite the two dorsal implants, the monitoring of AAA development is readily facilitated by sequential semi-automated 3D ultrasound analysis, which yields comprehensive information on the expansion of aortic diameter and volume and on aneurysm morphology, as illustrated by experimental examples.

This protocol describes the consecutive implantation of an osmotic pump to induce abdominal aortic aneurysm by angiotensin II release in apolipoprotein E (ApoE) deficient mice and of a vascular access port with a jugular vein catheter for repeated drug treatment. Monitoring of aneurysm development by 3D ultrasound is effectively conducted despite dorsal implants.

アンジオテンシンII誘発腹部大動脈瘤のマウスモデルにおける中心静脈カテーテルによる薬物治療と3D超音波によるモニタリング

Since pharmaceutical treatment options are lacking in the clinical management of abdominal aortic aneurysm (AAA), animal models, in particular mouse ...

Multiple Intravenous Bolus Dosing and Invasive Hemodynamic Assessment in a Hypoxia-Induced Mouse Pulmonary Artery Hypertension Model

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a progressive life-threatening disease, primarily affecting small pulmonary arterioles of the lung. Currently, there is no cure for PAH. It is important to discover new compounds that can be used to treat PAH. The mouse hypoxia-induced PAH model is a widely used model for PAH research. This model recapitulates human clinical manifestations of PAH Group 3 disease and is an important research tool to evaluate the effectiveness of new experimental therapies for PAH. Research using this model often requires the administration of compounds in mice. For a compound that needs to be given directly into the bloodstream, optimizing intravenous (IV) administration is a key part of the experimental procedures. Ideally, the IV injection system should permit multiple injections over a set time course. Although the mouse hypoxia-induced PAH model is very popular in many laboratories, it is technically challenging to perform multiple IV bolus dosing and invasive hemodynamic assessment in this model. In this protocol, we present step-by-step instructions on how to carry out multiple IV bolus dosing via mouse jugular vein and perform arterial and right ventricle catheterization for hemodynamic assessment in mouse hypoxia-induced PAH model.

This protocol provides a step-by-step procedure for executing multiple intravenous bolus dose administration and invasive hemodynamic monitoring in mice. Investigators can use this protocol for future therapeutic compound screening for pulmonary artery hypertension.

低酸素誘発マウス肺動脈高血圧症モデルにおける複数の静脈内ボーラス投与と侵襲的血行動態評価

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a progressive life-threatening disease, primarily affecting small pulmonary arterioles of the lung. Currently, ...