Method Article
在这里, 我们描述了一个详细的协议, 以侵入性测量的血流动力学参数, 包括门压力, 内脏血流量, 系统血流动力学, 以表征门脉高压综合征的大鼠。
这是一个详细的协议描述侵袭性血流动力学测量肝硬化大鼠门脉高压综合征的特点。肝硬化门静脉高压症 (PHT) 是导致肝病患者最严重并发症的原因。门脉高压综合征的全貌是由于肝内血管阻力增加 (IHVR), 存在高动力循环, 内脏血流量增加, 门静脉压力增加 (PP)。进展性内脏动脉舒张和增加心脏输出与高心率 (HR), 但低动脉压力特点的门脉高压综合征。
目前正在开发新的治疗方法, 目的是降低 PP 的靶向 IHVR 或增加内脏血流-但副作用的系统性血流动力学可能会发生。因此, 需要对门静脉、内脏和全身血流动力学参数进行详细的描述, 包括测量 PP、门静脉血流量 (PVBF)、肠系膜动脉血流量、平均动脉压 (MAP) 和 HR 是临床前PHT 新疗法的疗效评价。我们的视频文章为读者提供了一个结构化的协议来执行肝硬化大鼠的侵袭性血流动力学测量。特别是, 我们描述了通过回结肠静脉插管的股动脉和门静脉, 并通过周围多普勒超声流量探头测量门静脉和内脏血流量。PHT 了不同大鼠模型的代表性结果。
PHT 被定义为门静脉系统的病理增加的血压, 可能导致严重并发症的肝硬化患者, 如静脉曲张出血和腹水1。肝前 (如门静脉血栓) 和肝后 (如布-加综合征) PHT 少见, 肝硬化肝内 PHT 是 PHT2的最常见病因。
在肝硬化中, PP 主要是由于升高的 IHVR3而增加的。在晚期, PHT 的增加 PVBF 由于增加的心脏输出和减少系统性和内脏血管阻力-定义门脉高压综合征4。欧姆定律 (ΔP = Q R) 意味着 IHVR 和血流与 PP5成正比。在患者中, 直接测量 PP 是危险的, 没有例行执行;相反, 肝静脉压力梯度 (HVPG) 被用作间接测量 PP6,7。HVPG 的计算方法是从楔形肝静脉压 (WHVP) 中减去游离肝静脉压 (FHVP), 用放置在肝静脉中的气囊导管测量8。1–5 mmHg 之间的生理 HVPG 范围, 而 HVPG ≥10 mmHg 定义临床重要的门静脉高压 (CSPH), 表明 PHT 相关并发症的风险增加, 如静脉曲张出血, 腹水和肝性脑病9.尽管 PP (即HVPG) 是 PHT 严重性的最相关参数, 但有关 PHT 其他成分的信息, 包括存在高动力循环的严重性 (HR、MAP)、内脏/肠系膜动脉血流和 IHVR, 对于全面了解 PHT 的基本机制。
因此, 与间接测量人的 pp 相比, 引入的方法为大鼠提供了直接测量 pp 的优势, 并允许记录额外的血流动力学参数表征门脉高压综合征。此外, 直接测量 PP 是一个很好的综合读数的肝纤维化的数量 (IHVR 的一个主要决定因素), 克服了一定程度的纤维化量化相关的肝组织抽样错误。
肝硬化 PHT 最常用的啮齿动物模型包括手术胆管结扎术 (BDL)、毒素诱发肝损伤 (即四氯化碳、硫乙酰胺或硝胺管理) 和饮食诱导的代谢性肝。疾病模型。肝前性 (非肝硬化) PHT 可由部分门静脉结扎术 (PPVL)10引起。
小啮齿类动物非常适合所提出的方法, 包括老鼠, 仓鼠, 大鼠, 或兔子, 并与相对较低的维护成本。尽管所有的血流动力学评估是可行的, 在小鼠, 更好的准确性和重现性的结果被发现与大鼠或较大的啮齿动物由于明显的优势, 动物的大小。此外, 还需要特定的微仪器和器件来获得类似的小鼠血流动力学参数。最后, 大鼠更健壮, 相关的发病率和死亡率较低, 因此, 大鼠的辍学率可能低于小鼠。
所提出的方法非常适合评估肝病的具体治疗 (即抗纤维化或消炎药) 或新的药理学方法, 影响血管张力和/或内皮生物学;因此, 可能影响 PHT 的血流动力学参数。
这里描述的所有方法都已获得维也纳医科大学道德委员会和奥地利科学、研究和经济部 (BMWFW) 的批准。由于血流动力学测量代表手术干预, 必须在手术室或类似清洁工作区的无菌条件下执行程序。一般情况下, 建议在无菌条件下工作。当使用吸入麻醉时, 考虑适当的通气手术室的工作安全。在本议定书中提出的所有血流动力学读数的情况下, 必须考虑 40–50 min/动物的时间段。
1. 手术前的准备工作
2. 人力资源和地图的测量
3. 肠系膜上动脉血流 (SMABF)
4. PVBF
5. PP
6. IHVR
根据动物模型和肝脏疾病的严重性, 门脉高压综合征的 PHT 程度和严重性不同 (图 7)。
BDL 模型导致胆汁性肝硬化胆汁淤积。因此, 随着时间的推移, PP 的增加和存在高动力的循环发展, 从人力资源的增加和地图的减少看到。在肝硬化动物中, SMABF、PVBF 和 IHVR 也增加和谐肝脏和血流动力学的改变 (图 7A-F)。
相比之下, PPVL 导致肝前性, 非肝硬化 PHT, 其特点是立即增加 PP 和相应的变化的系统血流动力学 (图 7 g I)。然而, 在时间-路线分流络发展可能降低 PP。
假操作动物的血流动力学值保持在生理水平上, 不会随着时间的推移发生显著变化。门户压力在健康使动物是在最大5到 6 mmHg (图 7 j L)。
图 1: 自制插管装置:气管插管。(B) 导丝装置 (C) 插管台。(D) 连接在导丝装置上的管。请单击此处查看此图的较大版本.
图 2: 手术前准备:(A) 动物插管。(B) 肌肉和皮下注射麻醉。(C) 将动物固定在加热垫上。(D) 放置和固定直肠温度探头。请单击此处查看此图的较大版本.
图 3: 心率 (HR) 和平均动脉压 (图):皮肤切口。(B) 准备股骨血管和神经结构。(C)股动脉解剖。(G) 远端缝合和固定-近端结前缝合。(H) 准备股骨导管。(I) 血管微钳的放置。(J) 用折弯针将股动脉穿孔。(K) 股动脉插管。(L) 打开用于评估脉冲的微钳。(M) 导管的近端固定。(N) 导管远端固定。(O) 测量地图和 HR. (P) 用浸泡过的小纱布覆盖手术场。请单击此处查看此图的较大版本.
图 4: 肠系膜上动脉血流 (SMABF):(丙)中位剖腹手术。(D) 挖掘 coecum。(EF)肠道的挖掘。(G) 用浸泡过的纱布包敷肠道。(HK)用钝套管钩制备内脏肠系膜动脉。(L, M)流动探头的附件。(N) 超声波凝胶在流探头传感器上的应用。(O) 正确的 "非缩窄" 位置的流量探头。(P) 测量 SMABF。请单击此处查看此图的较大版本.
图 5: 门静脉血流 (PVBF):(A) 优化门静脉的背观 (B) 从肠系膜脂肪组织中剥离门静脉。(C) 为门静脉流探针创建组织隧道。(D、E)对门静脉的流探针的附着。(F) 超声波凝胶在流探头传感器上的应用。(G) 正确的 "非缩窄" 放置流量探头。(H) PVBF 的测量。请单击此处查看此图的较大版本.
图 6: 门压力 (PP):(A) 导管的制备。(B) 肠道的准备工作。(C) 对主要肠系膜静脉血管的优化观点。(D) 内脏腹膜穿孔和导管的推进接近适当的血管分支。(E) 在主分支与侧支之间的交界角回结肠静脉插管。(F) 导管尖端向门静脉的推进, 使之更接近肝脐。(G、H)PP 的测量.请点击这里查看这个数字的大版本。
图 7: 代表性结果:BDL 大鼠 (A) PP、(B) 图和 (C) HR 的时间过程。因此, 观察到 (D) SMABF、(E) PVBF 和 (F) IHVR 的变化。在 PPVL 中, (G) PP、(H) 图和 (I) HR 的血流动力学变化在手术后的早期最为明显。在健康的假操作动物, (J) PP, (K) 地图和 (L) 人力资源保持在生理价值, 并不会随着时间的推移改变。请单击此处查看此图的较大版本.
PP 是评价门脉高压综合征的主要结局参数, 反映肝硬化的严重程度。基质沉积 (即纤维化) 和正弦血管收缩 (由于血管收缩剂肝表达的增加和对血管扩张剂的反应减少) 导致 IHVR 增加。聚丙烯的重要性和它对慢性肝病的影响已显示在多个临床前11,12,13,14和临床研究15,16,17,18. 因此, 在肝硬化患者中, PP 是一个很难的结果参数, 它的减少是建议的治疗指南19,20和目前的肝病的主要研究目标。需要综合的动物模型来描述和翻译16,21新的治疗选择 PHT22。本议定书提出了一个详细的血流动力学特征的方法, 包括评估门压力, 存在高动力循环, 内脏血管舒张和肝内阻力。为了实现一个具有代表性和完整的血流动力学数据集的啮齿动物模型, 经验和训练的执行操作员是至关重要的。
预防和控制严重的 bleedings 尤其关键的技能。为了避免插管失败和严重的 bleedings, 对血管部分进行钝性和精确的准备是至关重要的。大量失血对血流动力学有影响, 排除了对 PP 的准确测量, 甚至可能导致实验动物死亡。文档 bleedings 在协议中的测量过程中发生, 并描述出血的严重性和位置。
值得注意的是, 使用周围超声流量探头来评估血液流量只产生一个近似值, 可能会由于不同的血管大小和不正确的探针对准而受到读数错误的侵害。另一种测量血流量, 特别是血流分布 (包括分流分流计算) 的方法是彩色微球技术23。然而, 整个器官必须被收获、溶解和分析, 这就省略了进行组织学或表达分析的可能性。因此, 超声技术支持 "三 Rs" 在动物研究 (减少, 提炼和替换) 的原则, 由罗素和24。此外, 流探针适合实时监测内脏血流, 并与其他血流动力学参数平行, 而彩色微球技术则需要结合器官 (肠系膜血) 流动时间。此外, 彩色微球, 通常有直径15µm, 需要正常分布的微小血管与直径 < 15 µm 在各自的器官, 以避免成为陷阱和静止, 这可能不是在肝硬化肝脏。
这种方法的主要局限性是动物 PHT 综合征的血流动力学特征中需要一种无意识和麻醉状态。最常见和广泛使用的注射麻醉氯胺酮/甲苯噻嗪通常需要 redosing 后第30-45 分钟获得必要的麻醉深度25,26;这会增加时间压力, 特别是在需要故障排除时。使用吸入麻醉涉及许多优点, 但需要特殊设备, 并应遵循与挥发性麻醉剂有关的安全规定。麻醉深度可以迅速适应, 而不干扰手术程序, 调整麻醉浓度。气管导管保护气管, 特别是在氯胺酮激活救赎后, 通气确保动物充分的氧合和通气, 以降低麻醉诱发死亡27的风险。虽然氯胺酮/甲苯噻嗪仍被广泛使用, 但低剂量异氟醚麻醉不会导致大鼠28,29的血流动力学或心血管参数的显著变化。
当地的经验和条例提供了 stateoftheart 的建议和麻醉的最佳做法, 研究人员必须不断地重新考虑用于执行这些血流动力学评估的麻醉类型30。未来的实验可能会用植入式无线压力传感器进行遥测, 以克服目前与全麻有关的限制, 并允许有意识动物的血流动力学特性。
作者没有什么可透露的。
我们感谢兽医, 护士和动物饲养者在生物医学研究中心的持续支持, 在我们的研究项目。作者承认本议定书所有审评员的重要投入。其中一些研究由奥地利胃肠病和肝病学会的 "青年科学奖" (ÖGGH) 到 PS 和奥地利内科医学协会的 "斯柯达奖" 资助。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Instruments | |||
LabChart 7 Pro software | ADInstruments, Colorado Springs, CO, USA | - | Software |
ML870 PowerLab 8/30 | ADInstruments, Colorado Springs, CO, USA | - | Electronic multichannel recorder |
MLT0380/D | ADInstruments, Colorado Springs, CO, USA | - | Pressure transducer (x2: for Portal Pressure and Arterial Pressure) |
ML112 Quad Bridge Amplifier | ADInstruments, Colorado Springs, CO, USA | - | Bridge amplifier |
TS420 | Transonic Systems Inc., Ithaca, NY, USA | - | Flowmeter module |
Biological Research Apparatus 7025 | UGO BASILE S.R.L., Comerio, Italy | - | Ventilator |
Vapor 2000 | Dräger Medical AG & Co. KG, Lübeck, Germany | - | Isofluran Vaporizer |
Perivascular probes (rat) for Transonic systems (Superior Mesenteric Artery) | Transonic Systems Inc., Ithaca, NY, USA | #MA1PRB | Ultrasonic flow probe (1mm) |
Perivascular probes (rat) for Transonic systems (Portal Vein) | Transonic Systems Inc., Ithaca, NY, USA | #MA2PSB | Ultrasonic flow probe (2mm) |
1st for intubation & 2nd for clean skin incisions | - | - | Mayo scissor [x2] |
Metzenbaum scissor | - | - | - |
Cuticle scissor | - | - | - |
e.g. Adson Brown tissue forceps | - | - | Tissue Forceps |
High precision 45° angle broad point forceps [x2] | - | - | - |
Hemostat [x4] | - | - | - |
e.g. Mikulicz peritoneal clamp | - | - | Curved clamp |
e.g. Dieffenbach clamp | - | - | Micro clamp |
e.g. micro spatula with flat ends, width 4 mm, | - | - | Micro metal spatula |
for transbuccal suture at intubation | - | - | Needle holder |
Scalpel grip | - | - | - |
selfmade | - | - | Intubation desk |
blut, flexible and with a suitable diameter for arterial cannula and venflow | - | - | Blunt steel wire |
modified arterial line 20G with Flowstich | Becton Dickinson, Farady Road, Swindon, UK | #682245 | Arterial line |
Heating pad | - | - | - |
Rectal temerature probe | - | - | - |
Saline heater | - | - | - |
Laryngoscope (specific for animal size, e.g. rat) | - | - | - |
Inductionbox for inhalation anesthesia | - | - | - |
Scale (able to measure mg) | - | - | - |
Hair clipper | - | - | - |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Consumables | |||
e.g. modified BD Venflon Pro Safety 14GA | Becton Dickinson Infusion Therapy, AB, SE251 06 Helsingborg, Sweden | #393230 | Peripheral venous catheter (14G) |
Fine-Bore Polyethylene Tubing, ID 0.58mm, OD 0.96mm, Portex, | Smiths Medical International Ltd., Kent, UK | #800/100/200 | Catheter tube (PE-50) |
e.g. Omnifix-F Solo | B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | #9161406V | Syringe 1mL |
e.g. Injekt Solo | B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | #4606051V | Syringe 5mL |
e.g. Injekt Solo | B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | #4606205V | Syringe 20mL |
e.g. BD Microlance 3, 18G - 1 1/2" | Becton Dickinson S.A., Fraga, Spain | #304622 | Cannula (18G) |
e.g. BD Microlance 3, 23G - 1" | Becton Dickinson S.A., Fraga, Spain | #300800 | Cannula (23G) |
e.g. BD Microlance 3, 30G - 1/2" | Becton Dickinson S.A., Fraga, Spain | #304000 | Cannula (30G) |
e.g. Leukoplast S | BSN medical GmbH, Hamburg, Germany | #47619-00 | Adhesive tape |
e.g. Gazin RK Mullkompressen (18x8cm) | Lohmann & Rauscher, Vienna, Austria | #10972 | Gauze compress (small) |
e.g. Gazin RK Mullkompressen (5x5cm) | Lohmann & Rauscher, Vienna, Austria | #10961 | Gauze compress (big) |
Silk Braided black, USP 4/0, EP 1.5 | SMI AG, St. Vith, Belgium | #2021-04 | Suture (Silk 4/0, EP 1.5) |
e.g. Mersilk, 2-0 (3 Ph. Eur.), PS-1 Prime | Johnson & Johnson Medical GmbH - Ethicon Deutschland, Germany | #EH7552 | Transbuccal suture |
e.g. Cottonbuds (2.2mm, 15cm) | Paul Hartmann AG, Heidenheim, Germany | #967936 | Cotton buds |
e.g. Vue Ultrasoundgel | Optimum Medical Limited, UK | #1157 | Ultrasound gel |
e.g. Glubran 2 | Gem srl, Viareggio, Italy | #G-NB2-50 | Tissue glue |
e.g. Surgical scalpell knife Nr. 10 - carbon steel | Swann-Morton, England, B.S. | #202 | Scalpel Knife |
Heparin, 5000 i.E./mL (Natriumheparin) | Medicamentum Pharma GmbH, Allerheiligen im Mürztal, Austria | - | Heparin |
Florane | Aesica Queenborough Ltd., Queenborough, UK | - | Isoflurane |
OeloVital (5g) | Fresenius Kabi Austira Gmbh, Graz, Austria | - | Eye gel |
Ketasol | aniMedica GmbH, Senden-Bösensell, Germany | - | Ketamine |
Rompun | Bayer Austria Ges.m.b.H., Vienna, Austria | - | Xylazine |
Xylocain 10% Pumpspray | AstraZeneca Österreich GmbH, Vienna, Austria | - | Lidocaine pump spray |
Dipidolor | Jansen-Cilag Pharma GmbH, Vienna, Austria | - | Piritramide |
NaCl 0.9% Fresenius, 1L | Fresenius Kabi Austira GmbH, Graz, Austria | #13LIP132 | Physiological saline solution |
请求许可使用此 JoVE 文章的文本或图形
请求许可This article has been published
Video Coming Soon
版权所属 © 2025 MyJoVE 公司版权所有,本公司不涉及任何医疗业务和医疗服务。