СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ИНФЕКЦИОННОГО ЭНДОКАРДИТА У МЕЛКИХ ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ Российский патент 2008 года по МПК G09B23/28 

Предлагаемое изобретение относится к области медицины, а именно к патофизиологии и экспериментальной хирургии.

Известны различные способы моделирования инфекционного эндокардита.

Так, известен способ, заключающийся в повышении функциональной нагрузки на сердце крыс путем «подъема» животных в барокамере на высоту с последующим многократным введением в течение 3-х недель стрептококков (Теодори М.И. Затяжной септический эндокардит. - М.: Медицина, 1965, - С.27).

К недостаткам данного способа следует отнести низкую воспроизводимость модели инфекционного эндокардита, которая составляет 59%, а также и длительное время, необходимое для получения модели.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ моделирования инфекционного эндокардита, включающий введение катетера в левые отделы сердца экспериментального животного с последующим внутривенным введением культуры бактерий (Jerome Santoro, Matthew E. Levinson. Rat model of experimental endocarditis // Infection and Immunity, Mar. 1978, p.915-918).

Известный способ осуществляют следующим образом. Экспериментальному животному - крысе через правую сонную артерию в левые отделы сердца вводят полиэтиленовый катетер, который оставляют там на протяжении всего эксперимента. Через 24-72 часа проводят внутривенное введение суточной культуры бактерий staphylococcus aureus или streptococcus mitis, или streptococcus faecalis в количестве 107 колоний образующих единиц (КОЕ).

К недостаткам данного способа следует отнести высокую послеоперационную летальность, которая на 2-е сутки достигает 40%, а на 10-е сутки - 56%.

Задачей заявляемого изобретения является разработка способа моделирования инфекционного эндокардита у мелких лабораторных животных.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение воспроизводимости модели инфекционного эндокардита, а также обеспечение возможности его длительного изучения и коррекции за счет снижения послеоперационной летальности экспериментальных животных.

Технический результат достигается тем, что способ получения модели инфекционного эндокардита у мелких лабораторных животных проводят путем повреждения эндокарда и введения суточной культуры бактерий.

Отличие предлагаемого способа заключается в том, что за 72 часа до введения бактерий и повреждения эндокарда внутривенно вводят раствор гидрокортизона ацетата в дозе 0,125 мг на 100 г веса животного.

Отличие также заключается и в том, что через 72 часа после введения гидрокортизона ацетата проводят катетеризацию яремной вены и через катетер внутрисердечно вводят смесь культур E.coli 10⁷ и Ps. Aeruginosa 10⁷, взятых в соотношении 1:1, по 0,5 мл каждой.

К отличительным приемам заявляемого способа также относится и то, что повреждение эндокарда правых отделов сердца и трикуспидального клапана крыс проводят полиэтиленовой струной, веденной через катетер. При этом после размещения дистального конца струны в правом желудочке катетер извлекают, а проксимальный конец струны фиксируют к окружающим мягким тканям.

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию изобретения «новизна».

Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и другими техническими решениями в экспериментальной кардиологии не позволило выявить в них признаки, отличающие заявленное решение от прототипа.

Авторами заявляемого способа экспериментальным путем установлено, что предварительное внутривенное введение раствора гидрокортизона ацетата в дозе 0,125 мг на 100 г веса экспериментального животного позволило усилить действие вводимого бактериального агента и повысить вероятность повреждения эндокарда. В экспериментах без введения раствора гидрокортизона ацетата, при прочих равных условиях, модель инфекционного эндокардита не была получена.

Проведение катетеризации яремной вены обеспечивает возможность внутрисердечного введения смеси бактериальных культур, также и полиэтиленовой струны позволило снизить интраоперационную летальность экспериментальных животных.

Внутрисердечное введение смеси культур грамотрицательных бактерий культур E.coli 10⁷ и Ps. Aeruginosa 10⁷, взятых в соотношении 1:1 (при этом общий объем смеси составляет 1,0 мл), позволило достичь 89%-й воспроизводимости модели инфекционного эндокардита у мелких лабораторных животных.

Изложенное позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «изобретательский уровень».

Способ, составляющий заявляемое изобретение, предназначен для использования в экспериментальной медицине. Возможность его осуществления подтверждена описанными в заявке приемами и средствами. Заявляемый способ обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата, а именно повышение воспроизводимости модели инфекционного эндокардита, а также обеспечение возможности его длительного изучения и коррекции, за счет снижения послеоперационной летальности экспериментальных животных.

Увеличение выживаемости экспериментальных животных в послеоперационном периоде дает возможность провести более точный анализ характеристик заболевания, что имеет определяющее значение при изучении процессов повреждения и репарации, испытании лекарственных препаратов. Снижение летальности позволяет экономить животных и время экспериментаторов. Вышеизложенное дает основание считать, что заявляемое решение соответствует критерию изобретения «промышленная применимость».

Заявляемый способ осуществляют следующим образом. На первом этапе экспериментальному животному - крысе в условиях внутрибрюшинного наркоза в бедренную вену вводят раствор гидрокортизона ацетата в дозе 0,125 мг/100 г веса животного.

Через 72 часа после введения раствора гидрокортизона ацетата под наркозом в правую яремную вену устанавливают катетер, через который вводят по 0,5 мл смеси грамотрицательных бактерий E.coli 10⁷ и Ps. 10⁷ Aeruginosa 10⁷ и полиэтиленовую струну. Дистальный конец введенной струны размещают в правом желудочке сердца, после чего катетер извлекают, а проксимальный конец струны фиксируют к окружающим тканям.

Сущность предложенного способа моделирования инфекционного эндокардита поясняется чертежами, на которых представлены фотографии гистологических препаратов срезов сердец, окрашенных гематоксилин-эозином.

На фиг.1 представлен гистологический срез правого предсердия, на фиг.2 - гистологический срез на уровне трикуспидального клапана, где 1 - створка клапана, 2 - эндотелий, 3 - тромботические наложения, 4 - стенка правого предсердия, 5 - эндокард с продуктивным воспалением и тромботическими массами, 6 - створка клапана с продуктивным воспалением и тромботическими массами.

Предлагаемый способ поясняется примером конкретного выполнения.

Экспериментальные исследования выполнены на 20 крысах обоего пола линии «Wistar» массой 200-300 г. Всем животным в условиях внутрибрюшинного наркоза (кетамин 0,2 мл, сибазон 0,1 мл) в асептических условиях выполняли доступ к бедренной вене. Внутривенно вводили раствор гидрокортизона ацетата в дозе 0,125 мг на 100 г веса животного. Через 72 часа в асептических условиях под внутрибрюшинным наркозом осуществляли доступ к правой яремной вене. После чего проводили пункцию вены периферическим катетером, через который вводили смесь бактерий E.coli и Ps. Aeruginosa в дозе 10⁷ КОЕ в объеме по 0,5 мл каждой культуры. Затем через катетер в правые отделы сердца экспериментального животного вводили полиэтиленовую струну диаметром 0,6 мм, длиной 2-4 см, после чего катетер удаляли. Дистальный конец струны размещали в правом желудочке, о чем свидетельствовали выраженные нарушения ритма сердца и передаточные колебания струны. Вену со струной перевязывали. Дополнительно проксимальный конец струны фиксировали к окружающим тканям лигатурами, после чего выполняли ушивание раны. В ходе операции, при размещении струны в правом желудочке сердца, погибло 2 крысы, т.е. интраоперационная летальность составила 10%. Выживаемость животных в послеоперационном периоде равнялась 100%, т.е. до окончания эксперимента дожили все 18 крыс. Выведение крыс из эксперимента осуществляли на 10-е сутки. По данным морфологического исследования воспроизводимость модели инфекционного эндокардита составила 89% (17 животных). Критериями, по которым оценивалось наличие инфекционного эндокардита у мелких лабораторных животных, являлись состояния верхней полой вены, правого предсердия, правого желудочка, трикуспидального клапана, так верхняя полая вена - значительное утолщение интимы, за счет развития сосудов, пролиферации фибробластов, диффузно расположенных лимфоцитов, редких сегментоядерных лейкоцитов. На поверхности со стороны внутреннего слоя расположены тромботические массы из фибрина с включенными в толщу редкими лимфоцитами, сегментоядерными лейкоцитами, эритроцитами. Эндотелизации нет. По ходу кровотока в стенке верхней полой вены толщина ткани внутреннего слоя с продуктивной реакцией уменьшается. Структура поверхностных отделов представлена тромботическими массами без эндотелизации. Правое предсердие: утолщение эндокарда в виде подушек и уплощенных структур. В их толще расположены капилляры, фибробласты, лимфоциты. На поверхности эндокарда определены участки с эндотелизацией и участки с тромботическими массами. Продуктивный процесс в эндокарде распространен на прилежащий миокард. Утолщения створок трикуспидального клапана. Лимфоциты в толще створок в небольшом количестве (фиг.1 и 2).

Всего моделирование инфекционного эндокардита проведено на 74-х лабораторных животных, которые были разделены на 3 группы.

Животным 1-й группы выполняли повреждение эндокарда правых отделов струной, а внутривенное введение смеси культур 0,5 мл E.coli 10⁷ КОЕ и 0,5 мл Ps. Aeruginosa 10⁷ КОЕ (соотношение 1:1) проводили на 3-и сутки.

Животным 2-й группы перед введением струны проводили внутривенное введение смеси культур E.coli 10⁵ КОЕ 0,5 мл и Ps. Aeruginosa 10⁵ КОЕ 0,5 мл. На 3-и сутки проводили введение струны в правые отделы сердца и повторное введение смеси культур 0,5 E.coli 10⁹ КОЕ и 0,5 мл Ps. Aeruginosa 10⁹ КОЕ (соотношение 1:1).

Животным 3-й группы выполняли внутривенное введение раствора гидрокортизона ацетата в дозе 0,125 мг на 100 г веса крысы, затем повреждали струной эндокард правых отделов и осуществляли введение смеси культуры бактерий 0,5 E.coli 10⁷ КОЕ и 0,5 мл Ps. Aeruginosa 10⁷ КОЕ, в соотношении 1:1. В этой группе для получения оптимальных результатов изменяли порядок введения струны, бактерий, гидрокортизона а также временные интервалы. Были выделены 3 подгруппы:

3а подгруппа - внутривенное введение раствора гидрокортизона, введение струны и указанной смеси культур бактерий через 72 часа.

3б подгруппа - одновременное ведение раствора гидрокортизона и струны, а введение инфекционного агента через 48 часов.

3в подгруппа - одновременное введение раствора гидрокортизона и струны, а введение инфекции - смеси культур бактерий - через 24 часа.

Полученные результаты по интра- и послеоперационной летальности для наглядности сведены в таблице.

ГруппаОбщее количество крысИнтраоперационная летальностьПослеоперационная летальностьВоспроизводимость эндокардитаАбс.%Абс.%Абс.%1265191142110292221111163а20210--17893б5----1203в14214--214

Как видно из таблицы, наиболее оптимальные результаты были получены в группе 3а: интраоперационная летальность 10%, послеоперационная летальность 0%, воспроизводимость 89%. Данные этой группы легли в основу заявляемого способа.

Таким образом, заявляемый способ обеспечивает возможность получения модели инфекционного эндокардита с воспроизводимостью 89%, с низкой интраоперационной летальностью - 10% и высокой выживаемостью экспериментальных животных в длительные послеоперационные сроки - 100%. Все это и обеспечивает возможность длительного изучения данного патологического процесса.

Снижение летальности животных во время проведения эксперимента обеспечивает экономию животных и сокращает время и трудозатраты экспериментаторов.

Предложенный способ может быть использован для патофизиологических и терапевтических изучений данной патологии в эксперименте.

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной кардиологии, и может быть использовано для моделирования инфекционного эндокардита у мелких лабораторных животных. Для этого предварительно внутривенно вводят раствор гидрокортизона ацетата в дозе 0,125 мг на 100 г веса животного. Через 72 часа проводят катетеризацию яремной вены и внутрисердечно вводят 1,0 мл смеси культур E.coli 10⁷ и Ps. Aeruginosa 10⁷, взятых в соотношении 1:1, и полиэтиленовую струну, дистальный конец которой размещают в правом желудочке. После чего катетер извлекают, а проксимальный конец струны фиксируют. Способ обеспечивает адекватную воспроизводимость модели со 100%-й выживаемостью экспериментальных животных в длительные послеоперационные сроки. 1 табл., 2 ил.

Способ моделирования инфекционного эндокардита у мелких лабораторных животных, включающий повреждение эндокарда и введение суточной культуры бактерий, отличающийся тем, что предварительно внутривенно вводят раствор гидрокортизона ацетата в дозе 0,125 мг на 100 г веса животного и через 72 ч проводят катетеризацию яремной вены и внутрисердечно вводят 1,0 мл смеси культур E.coli 10⁷ и Ps. Aeruginosa 10⁷, взятых в соотношении 1:1, и полиэтиленовую струну, дистальный конец которой размещают в правом желудочке, после чего катетер извлекают, а проксимальный конец струны фиксируют.