感謝は、テクニカル サポートのため博士 t. タキと博士 M. 船本まで拡張されます。

サスカチュワン ラットでは、実験前に順応する 1 週間を与えられるべき。動物のすべての手術は、ケアおよび実験動物の使用 (www.nap.edu/catalog/5140.html) またはその他の適切な倫理的なガイドライン、ガイドに従い実施する必要があります。プロトコルは、進む前に適切な機関に動物福祉委員会によって承認される必要があります。続くすべてのプロシージャは、無菌条件下で実行する必要があります。
1. 体外循環回路の準備
注: は、手袋、眼鏡、やクリーン コート、使い捨てガウンなど保護具を着用します。
<ol><li>CPB 回路の組み立て<ol>
<li>あらかじめ体外循環回路の図 1に示すように、変更された新生児膜型人工肺静脈貯水池と塩化ビニル管を接続します。すべての接続がしっかりと水が漏れていないことを確認します。</li>
		<li>CPB 回路を製造元のプロトコルに従って、ローラー ポンプ デバイスに設定します。</li>
		<li>高さ調節可能なテーブルのローラー ポンプを維持し、10 cm 実験机の下にテーブルの高さを調整します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>CPB 回路のプライミング<ol>
<li>0.1 ml のヘパリンと CPB 回路をプライミングの 7% 重炭酸ナトリウム溶液 0.5 mL ヒドロキシエチル澱粉溶液のミックス 12 mL。</li>
		<li>ゆっくり回転ポンプ ローラー 11 mL のプライミング溶液を用いた回路を首相します。排気空気の貯留層に 18 ゲージ通気針を置きます。</li>
		<li>膜型人工肺を数回ヒット、傾斜、人工 deair。空気は、空気塞栓症や酸素不足を避けるために完全に隠されている必要があります。回路プライミング時にリザーバー タンクのセット電気熱ランプによって回路を熱します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. CPB 前に、手続き
注: 外科分野とデバイスは、70% アルコールまたは使用する前に第四級アンモニウム化合物で消毒する必要があります。
<ol><li>麻酔と動物の設定<ol>
<li>気化器で 3.0% イソフルラン混合空気吸入ラットを麻酔します。作業スタンドにラットを設定し、16 ゲージ カニューレを気管内に挿管します。(例えば鎮痛用量および頻度についてあなたのローカル動物のケアのガイドラインに従ってください。 ブプレノルフィン 0.005 mg/kg 皮下) 注: ラットに深い麻酔でして反射神経を失います。呼吸はリズムが逮捕されません。</li>
		<li>ラットを電気加熱パッド搭載オペレーティング テーブルに転送します。一回換気量 8 mL/kg、70 サイクル/分、呼吸数、酸素センサーによる監視促された酸素の端数の 30%、機械的人工換気を開始します。</li>
		<li>1.5 から 2.0 パーセント イソフルランとケタミン ・ キシラジン CPB 開始時の追加投与による麻酔を維持します。</li>
		<li>直腸の温度を監視するには、直腸プローブを使用します。熱パッドの温度を調節し、熱ランプ上に回路を置く 37 ° C の常温体温を維持します。</li>
		<li>ラットを仰臥位で設定し、針を固定することによって 4 つの手足をストレッチします。心電図の電極針を両側の肩と左腹部に設定すると、心拍数を監視します。湿ったガーゼを置くか、乾燥を防ぐため目に眼軟膏を適用します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>カニュレーション<ol>
<li>Sprayingby 70% のエタノールまたは別の消毒液を噴霧による全身の表面を消毒後両側の鼠径部と右頸部にカミソリで毛を剃る。(リドカイン) などの局所麻酔薬は、皮膚切開を行う前に使用必要があります。注: 代わりに、切開部位の手術時手洗い法、全身ではなく使用できるようには、体温の低下を避けるために 70% のエタノールのスプレーします。</li>
		<li>はさみで両側鼠径領域と右頸部皮膚 (約 5 mm) を切開そしてぶっきらぼう右主の大腿動脈を公開する組織を解剖します。動脈を静脈と近くの神経から慎重に分離します。張力によって 4-0 シルクと露出で大腿動脈の終わりに縛る。</li>
		<li>動脈の垂直方向にマイクロ鋏による右大腿動脈の動脈壁 (約 1 mm) をカットし、全身の動脈を監視するための 1 cm の深さに切開から 24 g 静脈内カテーテルを慎重に cannulate圧と動脈血のガス分圧を分析します。</li>
		<li>カテーテルからヘパリン ナトリウム (500 IU を/kg) を管理します。</li>
		<li>2.2.2 と 2.2.3 24 ゲージの静脈のカテーテルを左大腿動脈に体外循環回路の動脈血行として cannulate する手順に従います。</li>
		<li>右内頸静脈に 17 ゲージ複数オリフィス血管カテーテルを挿入し、右心房と下大静脈 (IVC) に進出。カテーテルを押さないで、容器は簡単に破ることができる、大体。カテーテルを静脈還流の体外循環回路に接続します。</li>
		<li>汚染を避けるために、湿ったガーゼで ● キャニュレイテッド各地をカバーしてください。</li>
	</ol>
</li>
</ol>3。 CPB 中に手順
<ol><li>CPB 中に 0.8 L/分で肺に 100% 酸素ガスを提供し、30 サイクル/分の呼吸率を減少させます。動脈血酸素分圧が 200 から 400 mmHg に必要です。</li>
	<li>CPB の初めに、体外循環開始後体温の即時の低下を軽減するために、最大の 42 ° c、熱パッドの温度設定を増やします。体温が 36 ° c. に戻ったとき、37 ° c 設定温度を調整します。</li>
	<li>慎重に体外循環フローを開始、貯水池の血液量に目を離さない。空のリザーバーは、空気塞栓症を引き起こす可能性があります。貯留層内の血液量が減少すると、テーブルの高さを調整またはドレナージ用カテーテルの位置の変更によってポンプ流量を下げます。静脈カテーテルは、簡単に右心房および/または不整脈の穿孔を引き起こす可能性がありますを再配置しないようにします。</li>
	<li>増加し、100 mL/kg でポンプ流量を維持/分、平均血圧が 70 mmHg に維持される間。適切な血圧を維持すると、貯水池の少なくとも 1 mL の少量が許容範囲です。貯水池の血液 1 mL 未満の場合は、臓器に空気塞栓症があります。</li>
	<li>血圧が安定していない場合は、(それは、CPB 後の貧血を引き起こすかもしれません) 回路にプライミング溶液 2-3 mL を追加します。</li>
</ol>4. 体外循環後の手順
<ol><li>静脈のドレナージ チューブをクランプし、回路からそれを削除します。回路を徐々 に血圧を維持するために動脈の血の残りを注入します。</li>
	<li>70 サイクル/分、呼吸数を増やします。</li>
	<li>静脈ドレナージ用カテーテルと左動脈カテーテルを削除し、近位と遠位のサイトで血管を縛る。</li>
	<li>CPB の終わりの後 60 分右大腿動脈から動脈ラインを削除します。</li>
	<li>生理食塩水でそれぞれの傷をきれいにし縫合糸で傷を閉じる。</li>
	<li>動物の自発呼吸を確認した後、麻酔、気管内チューブの extubate を終了します。</li>
	<li>温めた滅菌等張液を管理および動物を暖かく保つために熱マットと電気熱ランプを使用します。頻繁に麻酔から回復まで動物の条件を確認します。必要なとき呼吸のサポートを提供します。注: 動物の移動が始まれば、熱源は暖かいまたは冷たい側を選択する動物を許可するようにケージの部分から削除必要があります。</li>
	<li>呼吸を完全に取り戻すまでは、他の動物の会社から離れて動物を飼います。完全復旧までの動物を会社に返さない。</li>
	<li>麻酔からの回復後食料や水の摂取量を確認し、適切な栄養サポートを提供します。鎮痛薬を管理し、不快感や痛みの兆候を確認します。</li>
</ol>

<ol>
	<li>Gibbon, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+a+mechanical+heart+and+lung+apparatus+to+cardiac+surgery.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lung+dysfunction+following+cardiopulmonary+bypass.">Lung dysfunction following cardiopulmonary bypass.</a> J Cardiac Surg. 25 (1), 47-55 (2010).</li><li>Popovic, P., Horecky, J., Popovic, V. 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C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&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.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiopulmonary+bypass+induced+inflammation:+pathophysiology+and+treatment.+An+update.">Cardiopulmonary bypass induced inflammation: pathophysiology and treatment. 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T., Zhang, L., Wu, H. W., Wei, L., Xu, B., Li, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Doxycycline+attenuates+acute+lung+injury+following+cardiopulmonary+bypass:+involvement+of+matrix+metalloproteinases.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Curcumin+attenuates+cardiopulmonary+bypass-induced+lung+oxidative+damage+in+rats.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fetal+mesenchymal+stem+cells+ameliorate+acute+lung+injury+in+a+rat+cardiopulmonary+bypass+model.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Establishment+of+a+novel+rat+model+without+blood+priming+during+normothermic+cardiopulmonary+bypass.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+anesthesia+worsens+outcome+of+rats+with+inflammatory+responses.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+and+physiologic+effects+of+inapparent+wound+infection+in+rats.">Behavioral and physiologic effects of inapparent wound infection in rats.</a> Lab Anim Sci. 42 (6), 572-578 (1992).</li></ol>

すべての著者がある商業サポートに関する開示する何もないです。

この CPB ラットモデルにおける炎症性サイトカインと炎症反応を制御する重要な転写因子 HMGB 1 の血清および肺の表現のレベルは、CPB 後劇的に増加。前臨床研究を示した患者心臓血管外科11HMGB 1 レベルの血清分泌亢進、CPB 中にピーク血清 HMGB 1 濃度はより重症の全身性炎症反応症候群に関連付けられていたCPB12後肺酸素化障害。また、血清 HMGB 1 濃度は、重?...

1953 年、博士ジョン H. ギボン ジュニアが CPB1を使用して最初の心臓手術を正常に実行、その後心臓血管外科の本質的な様相となった。技術とデバイスは大幅に洗練されているが、CPB に関連する多臓器合併症はまだ心血管手術の結果を危険にさらすし、術後の罹患率と死亡率の2に影響を与える可能性があります。体外循環関連器官の損傷は、免疫システムの活性化と炎症性サイトカイン、お世辞のアクティブ化、および酸素フリーラジカル2の生産の合成が原因です。その病態も解明されていない完全に。
体外循環の臨床使用をさた動物モデル中および CPB; 後の病態生理学的プロセスの明確化を有効にします。これは、これらの合併症を回避するための戦略の開発に前臨床試験を促進できます。以来 Popovicら。CPB をラット 1967年3、CPB ラットモデルを初めて報告したモデル、洗練されているし、徐々 に行われている、経済性、便利な実験的プロセス、および試験の方法の茄多のための大型動物モデルの遺伝と蛋白質レベル。さらに、近交系ラットの遺伝的に同一、可能な限り生物学的バイアスを低減できます。
ファーブルら。まず消保院4の複数の臓器の後遺症、長期の研究をできる復旧モデルを確立しました。この単純な生存モデルの利点は、全身性炎症の柔軟性 (CPB の流れと期間)、安定の重要な条件と再現性。ラット体外循環モデルを CPB5、多臓器損傷を防ぐを目指す治療戦略の調査のために重要になっている CPB 中に臨床の状況をシミュレートするための様々 なモデルは最近開発されています。・ デ ・ ランゲら。心筋傷害7に関連する酵素、遺伝子および組織学的応答の特性評価に使用することができます心停止モデルを開発しました。ピーターズら。心筋梗塞と虚血・再灌流傷害8を介して心臓機能障害を分析する小型体外循環モデルを用いた制御の再灌流をアレンジしました。Jungwirthら。まず DHCA とサポートしている潜在的な神経保護戦略6グローバル虚血・再灌流傷害を解明することができます超低体温循環停止 (DHCA) モデルを確立しました。DHCA を用いた研究は、低体温症、再灌流、および/または溶血トリガー信号イベント9の影響を調査します。低体温は様々 な酵素の不活化、活性化に影響を与えるし、経路とメカニズム不明な10のまま。その一方で、心停止モデルや心虚血モデルは、虚血と再灌流心臓の損傷を調査する使用する必要があります。これら様々 なラット体外循環モデル高い人間の体外循環を再現可能性があります CPB に関連する病理学的プロセスを明らかにし、体外循環関連の合併症を軽減できます。
このプロトコルは、輸血やラットの変力作用エージェントなしの単純な体外循環モデルを示しています。このモデルは、長期的な研究 CPB の複数臓器の後遺症。

<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

心肺のバイパス (CPB) は、心臓血管外科に不可欠です。体外循環技術、デバイス、多臓器合併症の劇的な改良にもかかわらず長期に関連する CPB はまだ心血管手術の結果を危険にさらすし、術後合併症と死亡率を悪化させることがあります。体外循環の臨床使用をさた動物モデルは、CPB 中に発生する病態生理学的プロセスの解明を有効にし、これらの合併症に対して保護する戦略を開発する臨床研究を促進します。ラット体外循環モデルは、効率の向上、便利な実験的プロセス、遺伝で豊富な試験方法または蛋白質のレベル、および遺伝的整合性のため有利であります。彼らは、免疫システムの活性化、酸素フリーラジカル、お世辞の活性化、炎症性サイトカインの合成を調査するため使用できます。ラットのモデルは精製され、徐々 に大規模な動物モデルの場所を撮影しました。ここでは、輸血やラットの変力作用エージェントなしの単純な体外循環モデルについて述べる。この復旧モデルでは、長期の研究 CPB の複数臓器の後遺症をことができます。

図 1は、CPB 回路全体を示しています。このモデルの生理学的な変数は図 2に示す直腸温が含まれて、動脈の血圧と心拍数を意味します。図 3は、動脈血酸素分圧、分圧動脈血二酸化炭素、ヘマトクリット値、基本過剰、血清カリウム、発現および水素利用の可能性を含む、CPB 中に動脈血液ガス分析を?...

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

輸血やラットの変力作用エージェントなし回復心肺モデル

ここでは、輸血やラットの変力作用エージェントなしの単純復旧心肺モデルを説明するプロトコルを提案します。このモデルでは、長期の研究人工心肺の複数臓器の後遺症をことができます。

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 de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

7.8K ビュー.  Kyoto University. ここでは、輸血やラットの変力作用エージェントなしの単純復旧心肺モデルを説明するプロトコルを提案します。このモデルでは、長期の研究人工心肺の複数臓器の後遺症をことができます。

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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.

マウス モデルにおける心肺バイパス: 新しいアプローチ

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

医学

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.

循環死後の心臓寄付の前臨床モデル

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.

温虚血/再灌流損傷のラット肺移植モデル:転帰を改善するための最適化

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.

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.

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.

心臓評価のための循環死後の献血と正常母性局所灌流の大型動物モデル

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.

ノルマザーミックEx-situ灌流異所性心臓移植のラットモデル

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

心停止後の動物モデルにおける体外心肺蘇生法

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.

著者スポットライト:新生児子豚モデルを使用した小児心臓手術のシミュレーション

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.

長期循環停止後の体外心肺蘇生法の小児動物モデル

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

Modified Heterotopic Abdominal Heart Transplantation and a Novel Aortic Regurgitation Model in Rats

Over the past 50 years, many researchers have reported heterotopic abdominal heart transplantation in mice and rats, with some variations in the surgical technique. Modifying the transplantation procedure to strengthen the myocardial protection could prolong the ischemia time while preserving the donor&#39;s cardiac function. This technique&#39;s key points are as follows: transecting the donor&#39;s abdominal aorta before harvesting to unload the donor&#39;s heart; perfusing the donor&#39;s coronary arteries with a cold cardioplegic solution; and topical cooling of the donor&#39;s heart during the anastomosis procedure. Consequently, since this procedure prolongs the acceptable ischemia time, beginners can easily perform it and achieve a high success rate.
Moreover, a new aortic regurgitation (AR) model was established in this work using a technique different from the existing one,&#160;which is created by inserting a catheter from the right carotid artery and puncturing the native aortic valve under continuous echocardiographic guidance. A heterotopic abdominal heart transplantation was performed using the novel AR model. In the protocol, after the donor&#39;s heart is harvested, a stiff guidewire is inserted into the donor&#39;s brachiocephalic artery and advanced toward the aortic root. The aortic valve is punctured by pushing the guidewire further even after the resistance is felt, thus inducing AR. It is easier to damage the aortic valve using this method than with the procedure described in the conventional AR model. Additionally, this novel AR model does not contribute to the recipient&#39;s circulation; therefore, this method is expected to produce a more severe AR model than the conventional procedure.

This study demonstrates a reproducible heterotopic abdominal heart transplantation technique in rats that beginners can learn and perform. Additionally, a novel aortic regurgitation model in rats is generated by performing heterotopic abdominal heart transplantation and damaging the donor's aortic valve using a guidewire after harvesting.

ラットにおける修正異所性腹部心臓移植と新規大動脈閉鎖不全症モデル

Over the past 50 years, many researchers have reported heterotopic abdominal heart transplantation in mice and rats, with some variations in the surgical ...

輸血やラットの変力作用エージェントなし回復心肺モデル

要約

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マウスモデルにおける心肺バイパス: 新しいアプローチ

循環死後の心臓寄付の前臨床モデル

温虚血/再灌流損傷のラット肺移植モデル:転帰を改善するための最適化

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

心臓評価のための循環死後の献血と正常母性局所灌流の大型動物モデル

ノルマザーミックEx-situ灌流異所性心臓移植のラットモデル

長期循環停止後の体外心肺蘇生法の小児動物モデル

長期循環停止後の体外心肺蘇生法の小児動物モデル

長期循環停止後の体外心肺蘇生法の小児動物モデル

ラットにおける修正異所性腹部心臓移植と新規大動脈閉鎖不全症モデル

輸血やラットの変力作用エージェントなし回復心肺モデル

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マウス モデルにおける心肺バイパス: 新しいアプローチ

循環死後の心臓寄付の前臨床モデル

温虚血/再灌流損傷のラット肺移植モデル:転帰を改善するための最適化

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

心臓評価のための循環死後の献血と正常母性局所灌流の大型動物モデル

ノルマザーミックEx-situ灌流異所性心臓移植のラットモデル

長期循環停止後の体外心肺蘇生法の小児動物モデル

長期循環停止後の体外心肺蘇生法の小児動物モデル

長期循環停止後の体外心肺蘇生法の小児動物モデル

ラットにおける修正異所性腹部心臓移植と新規大動脈閉鎖不全症モデル

マウスモデルにおける心肺バイパス: 新しいアプローチ