Summary

Caratterizzazione del isolata, ventilata e polmone mouse Instrumented perfusi con flusso pulsatile

Published: April 29, 2011
doi:

Summary

Il protocollo seguente delinea il processo di isolamento, ventilazione e strumentazione polmoni del mouse su misura stabile o pulsatile vascolare polmonare di pressione del flusso di relazioni al fine di quantificare gli effetti del flusso sanguigno, flusso d'aria, i cambiamenti delle vie aeree e sui cambiamenti vascolari post-carico del ventricolo destro.

Abstract

L'isolato, ventilato e strumentato preparazione polmone del mouse permette di costante e pulsatile vascolare polmonare di pressione del flusso di relazioni deve essere misurata con un controllo indipendente sulla portata polmonare arteriosa, frequenza delle forme d'onda di flusso, pressione delle vie aeree e la pressione atriale sinistra. Resistenza vascolare polmonare è calcolata in base multi-punto, la pressione costante flusso di curve; impedenza vascolare polmonare viene calcolata la pressione del flusso pulsatile curve ottenute in una gamma di frequenze. Come ormai riconosciuto clinicamente, l'impedenza è una misura superiore del post-carico del ventricolo destro di resistenza in quanto include gli effetti della compliance vascolare, che non sono trascurabili, soprattutto nella circolazione polmonare. Tre parametri importanti di impedenza – zero hertz impedenza Z 0, la caratteristica di impedenza Z C, e l'indice di riflessione delle onde R W – fornire una conoscenza distale delle arterie sezione trasversale a disposizione per il flusso, prossimale rigidità arteriosa e l'impedenza a monte ea valle mancata corrispondenza, rispettivamente. Tutti i risultati ottenuti in isolato, ventilato e polmoni perfusi sono indipendenti dal tono simpatico del sistema nervoso, lo stato del volume e gli effetti dell'anestesia. Abbiamo usato questa tecnica per quantificare l'impatto di embolia polmonare e l'ipossia cronica sulla resistenza e impedenza, e di distinguere tra i siti di azione (cioè, prossimale distale rispetto) di agenti vasoattivi e le malattie usando la dipendenza della pressione di Z C. Inoltre, quando queste tecniche sono utilizzate con i polmoni di ceppi di topi geneticamente modificati, gli effetti a livello molecolare dei difetti vascolari polmonari struttura e la funzione può essere determinato.

Protocol

In questo protocollo dimostriamo un caso isolato, ventilato, perfusi preparazione del polmone del mouse che in precedenza è stato utilizzato per quantificare l'impatto di embolia polmonare e l'ipossia cronica pulsatile vascolare polmonare di pressione del flusso di relazioni (Tuchscherer, Webster e Chesler, 2006; Tuchscherer et al ., 2007). In breve, i polmoni del mouse sono chirurgicamente isolato nei tessuti circostanti, posto in una camera riscaldata (IL-1; Harvard Apparatus, Holliston, MA) e ventilato (vent…

Discussion

Passaggi critici della chirurgia

E 'fondamentale che si fa attenzione quando si taglia la gabbia toracica lontano dai polmoni. I polmoni devono essere completamente esposti e disinibito da parte dei tessuti circostanti durante l'inflazione, ma non danneggiate durante il processo di isolamento. L'uso di un oggetto piatto come il back-end della pinza può essere utilizzata per tenere il polmone dalla parete toracica modo che ci sia un percorso chiaro per le forbici per tagliare. Un al…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Questa ricerca è stata finanziata dal National Institutes of Health R01HL086939 concedere (NCC).

Materials

Material Name Type Company Catalogue Number Comment
1 ml syringe   Fisher Sci 14-829-10F  
10 ml syringe   Fisher Sci 14-823-2A  
60 ml syringe   Fisher Sci 13-689-8  
RPMI with GLN 6/PK   Fisher Sci MT10040CV  
Bottle Top Filters   Fisher Sci 09-761-57  
Ficoll PM 70   Sigma-Aldrich F2878-100g  
Heparin   Sigma-Aldrich    
Y27632   Sigma-Aldrich Y0503  
Angled Ball Iris scissors   Fine Science Tools 14109-09  
Vannas Spring Scissors – 4mm Blades   Fine Science Tools 15018-10  
Fine Iris Scissors – straight   Fine Science Tools 14106-09  
Dumont #5/45 Forceps   Fine Science Tools 11251-35  
Dumont Medical Biology Forceps   Fine Science Tools 11254-20  
Lauda E100 ECO-line 003   VWR Comparable to Lauda-Brinkmann E-103, 62400-922  
IL-1 Isolated perfused mouse lung system   Harvard Apparatus 739904  
Blood Pressure Transducer P75 for PLUGSYS Module   Harvard Apparatus 730020  
TS410 Flow Modules   Transonic TS410  
ME 4 PXN Precision PXN Inline Flowsensors   Transonic ME 4 PXN  
Cole-Parmer Multi-Syringe Pumps   Cole-Parmer EW-74900-20  
Nembutal 50MG/ML 20ML Vial   Amatheon    

References

  1. Pace, J. Sympathetic control of pulmonary vascular impedance in anesthetized dogs. Circ Res. 29, 555-568 (1971).
  2. Ewalenko, P., Stefanidis, C., Holoye, A., Brimioulle, S., Naeije, R. Pulmonary vascular impedance vs. resistance in hypoxic and hyperoxic dogs: effects of propofol and isoflurane. J Appl Physiol. 74, 2188-2193 (1993).
  3. Nichols, W. W., O’Rourke, M. F., Hartley, C., McDonald, D. A. . McDonald’s blood flow in arteries : theoretical, experimental, and clinical principles. , (2005).
  4. Tuchscherer, H. A., Webster, E. B., Chesler, N. C. Pulmonary Vascular Resistance and Impedance in Isolated Mouse Lungs: Effects of Pulmonary Emboli. Annals of Biomedical Engineering. 34, 660-668 (2006).
  5. Tuchscherer, H. A., Vanderpool, R. R., Chesler, N. C. Pulmonary vascular remodeling in isolated mouse lungs: Effects on pulsatile pressure-flow relationships. Journal of Biomechanics. 40, 993-1001 (2007).
  6. Vanderpool, R., Naeije, R., Chesler, N. Impedance in Isolated Mouse Lungs for the Determination of Site of Action of Vasoactive Agents and Disease. Ann Biomed Eng. , (2010).
  7. Vanderpool, R., Kim, A., Molthen, R., Chesler, N. Effects of acute rho kinase inhibition on chronic hypoxia-induced changes in proximal and distal pulmonary arterial structure and function. Journal of Applied Physiology. , (2010).
  8. El-Bizri, N. Smooth muscle protein 22alpha-mediated patchy deletion of Bmpr1a impairs cardiac contractility but protects against pulmonary vascular remodeling. Circ Res. 102, 380-388 (2008).
  9. Champion, H., Michelakis, E., Hassoun, P. Comprehensive invasive and noninvasive approach to the right ventricle-pulmonary circulation unit: state of the art and clinical and research implications. Circulation. 120, 992-1007 (2009).
  10. Gan, C. Noninvasively assessed pulmonary artery stiffness predicts mortality in pulmonary arterial hypertension. Chest. 132, 1906-1912 (2007).
  11. Mahapatra, S., Nishimura, R., Sorajja, P., Cha, S., McGoon, M. Relationship of pulmonary arterial capacitance and mortality in idiopathic pulmonary arterial hypertension. J Am Coll Cardiol. 47, 799-803 (2006).
  12. Bogaard, H. Chronic pulmonary artery pressure elevation is insufficient to explain right heart failure. Circulation. 120, 1951-1960 (2009).

Play Video

Cite This Article
Vanderpool, R. R., Chesler, N. C. Characterization of the Isolated, Ventilated, and Instrumented Mouse Lung Perfused with Pulsatile Flow. J. Vis. Exp. (50), e2690, doi:10.3791/2690 (2011).

View Video