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方法文章

猪出血性休克治疗中的完全性与部分性主动脉阻断

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DOI:

10.3791/58284

2018年8月24日

* These authors contributed equally

本文内容

摘要

本文介绍了一种在猪身上建立的出血性休克模型实验方案,该模型利用主动脉阻断作为创伤后确定性治疗前的过渡手段。该模型可用于测试多种外科和药物治疗策略。

摘要

出血仍是创伤中可预防性死亡的首要原因。近年来,不可压迫躯干出血的血管内治疗已成为创伤救治的前沿手段。由于完全性主动脉阻断存在严重隐患,部分主动脉阻断的概念日益受到关注。本文介绍一种用于研究新型部分主动脉球囊阻断导管效果的大型动物失血性休克模型,并将其与基于完全性主动脉阻断原理的导管进行比较。猪在麻醉和仪器准备后,接受可控的固定容积失血,同时监测血流动力学和生理参数。失血后,将主动脉球囊阻断导管插入并充盈于膈上主动脉,持续60分钟,在此期间动物接受相当于总血容量(TBV)20%的全血复苏。球囊放气后,动物在重症监护环境下继续监测4小时,期间根据需要给予液体复苏和血管加压药物。结果显示,部分主动脉球囊阻断在球囊充气期间可改善远端平均动脉压(MAP),降低缺血标志物水平,并减少液体复苏量和血管加压药物的使用。由于猪在失血后的生理特征和稳态反应已有充分记录,且与人类相似,因此猪的失血性休克模型可用于测试多种治疗策略。除用于出血治疗外,主动脉球囊阻断导管因其在心脏骤停、心脏与血管手术以及其他高风险择期手术中的作用而日益普及。

引言

出血仍是创伤事件患者可预防性死亡的主要原因,在军事环境中占创伤相关死亡的90%,在平民人群中占创伤后死亡的40%1,2。尽管直接加压可治疗可压缩性出血,但非压缩性躯干出血仍难以处理,若不及时进行止血控制,可能致命。传统的复苏性开胸术或剖腹术联合主动脉钳夹术已被证明具有极强的侵入性3,4。该干预措施还需要复杂的筛选算法,以确定遭受创伤的患者是否适合接受此类治疗5

近年来,人们对一种既往已描述的方法——复苏性主动脉腔内球囊阻断术(resuscitative endovascular balloon occlusion of the aorta, REBOA)6,7,8——重新产生了浓厚兴趣。尽管REBOA在出血情况下可带来短期生存优势,但球囊充气期间对主动脉进行长时间完全阻断可能引发严重问题,包括不可逆的终末器官缺血9,

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方案

在使用动物开展研究时,研究人员遵守《动物福利法》条例及其他与动物及动物实验相关的联邦法规,同时遵循美国国家研究委员会最新版《实验动物护理和使用指南》中规定的原则。本研究方案已获得密歇根大学机构动物护理和使用委员会(IACUC)的批准。实验过程严格遵守有关研究中动物福利的所有法规和指导原则。

1. 动物选择与适应性饲养

  1. 使用雌性约克夏-长白杂交猪进行实验(n = 每组2只,年龄范围:5 - 6个月,体重范围:40 - 60 kg)。
  2. 动物到达设施后,将其单独饲养于笼中,但需确保相邻笼内的动物之间有充分的互动。
  3. 动物饲养至少5天,以确保在进行实验前已完全适应环境。在此期间,给予标准饮食,并观察其健康状况,确认动物处于良好健康状态。
  4. 手术前夜午夜后禁止动物进食和饮水,以防止插管过程中发生误吸风险。

2. 麻醉与插管

  1. 在动物饲养区域,通过臀肌注射给予5 mg/kg的替来他明/唑拉西泮(IM)以镇静动物,同时注射0.05 mg/kg的阿托品(IM)作为抗胆碱能药物,以减少插管期间的分泌物。
  2. 将动物从饲养区转移至手术室,并仰卧位固定于手术台上。
  3. 使用吸入式异氟烷(2% - 5%)诱导麻醉,以21%氧气(0.4 L/min)与空气(4 L/min)混合作为载....

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结果

血流动力学与生理参数:

出血后平均动脉压(MAP)立即下降(图3A3D)。在球囊充气阶段,完全阻断组动物的近端MAP高于部分阻断组动物(图3A3B)。球囊充气期间,部分阻断组的平均远端MAP高于完全阻断组(球囊充气阶段平均远端MAP;部分阻断组:31 ± 2.9 mmHg,完全阻断组:16.5 ± 1.14 mmHg;p > 0.05),反映了部分保留的远端主动脉血流(图3C3D)。复苏后,两组的近端和远端MAP均升高,并在球囊放气后恢复至基线水平,此状态持续至重症监护阶段的剩余时间(图3A3D)。

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讨论

在本实验方案中,我们重点介绍了一种猪的出血性休克模型。该模型已被证明具有良好的可靠性和可重复性16,17,18,19。类似的模型已被多项科学研究采用,用于探讨出血性休克对动物生理功能的影响16,20。此外,该模型还被成功用于测试出血性休克的药物和外科治疗干预措施12,13,16,19,21

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披露

本工作由美国陆军医学研究与物资司令部根据合同编号 W81XWH-16-C-0102 提供支持。本报告中包含的观点、意见和/或研究成果均为作者(们)的观点,除非由其他文件明确指定,否则不应被视为美国陆军官方立场、政策或决策。

致谢

我们感谢Rachel O'Connell 和Jessica Lee在动物实验方面提供的帮助。我们还要感谢美国陆军退役少将Harold Timboe医学博士(公共卫生硕士),他在本项目中担任顾问和导师。

....

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
约克夏-长白猪密歇根州立大学兽医农场
麻醉剂:替来他索辉瑞剂量:2–8 mg/kg;肌内注射
抗胆碱药:阿托品辉瑞剂量:1 mg;肌内注射
麻醉剂:异氟烷百特剂量:1–5%;吸入
聚维酮碘Humco
70% 酒精HumcoNDC 0395-4202-28
Datex-Aespire 麻醉机GE 医疗7900
气管插管DEE 兽用20170518根据动物选择合适尺寸(6.5 或 7.0F)
喉镜Miller85-0045
导丝Hudson RCI5-151--1
Jelco 20G 静脉留置针史密斯医疗4054
手术室监护仪(生命体征监护仪)SurgiVet AdvisorV9201至少需要 2 台
手术衣金伯利-克拉克90142为外科医生选择合适尺寸。
无菌外科手套Cardinal Health(Allegiance)22537-570为外科医生选择合适尺寸。
电凝笔MedlineESPB 2000
吸引管MedlineDYND50251
吸引头:YankauerMedlineDYND50130
Bovie Aaron 1250 电凝仪Bovie Medical Co. FLBOV-A1250U
萨尔佩尔刀片 - #10 号Cardinal Health(Allegiance)32295-010
手术刀柄Martin10-295-11
Debakey 镊子RobozRS-7562
Weitlander 拉钩RobozRS-8612
梅奥剪刀RobozRS-76870SC
军用-海军拉钩Teleflex164715
Mixter 直角钳Teleflex175073
5F(1.7 mm)11 cm 插入鞘,带 0.35" 导丝波士顿科学16035-05B
8F(2.7 mm)11 cm 插入鞘,带 0.35'' 导丝波士顿科学16035-08B
20G 角度穿刺针ArrowAK-09903-S
14F(4.78 mm)13 cm 插入鞘,带 10F 扩张器Cook MedicalG08024
2-0 丝线,18''(45 cm)EthiconA185H
3-0 Vicryl 缝线,36''(90 cm)EthiconJ344H
3-0 尼龙线,18''(45 cm)Ethicon663G
4-0 Prolene 缝线,30''(75 cm)Ethicon8831H
20 ml 注射器美敦力/柯惠8881512878
3 mL 注射器美敦力/柯惠1180300555
6 mL 注射器美敦力/柯惠1180600777
1000 ml 0.9% 氯化钠溶液百特2B1324X
导尿管(18F 30 cc)Bard0166V18S
尿液引流袋Bard154002
9F 10 cm 插入鞘ArrowAK-09903-S
Swan-Ganz 肺动脉导管(8F)爱德华生命科学公司,加利福尼亚州伊萨卡746F8
颈动脉血流探头系统Transonic,纽约州伊萨卡3、4 或 6 mm 探头
SABOT 导管Hayes 公司
CODA 球囊导管Cook Medical8379144
超声仪,M-TurboSonoSite
Amplatz 硬质导丝(0.035 英寸,260 cm)Cook MedicalG03460
动脉血气针史密斯医疗4041-2
动脉血气分析仪Nova 生物化学ABL800
Masterflex 泵科尔-帕默HV-77921-75
采血管泰尔茂1BBD606A
大容量静脉输液管路Hospira12672-28
戊巴比妥辉瑞剂量:100 mg/kg;静脉注射
Eppendorf 管Sorenson11590
50 cc 锥形管Falcon352097
福尔马林飞世尔品牌431121
Bair Hugger 常温维持系统Arizant Healthcare 公司

参考文献

  1. Kauvar, D. S., Lefering, R., Wade, C. E. Impact of hemorrhage on trauma outcome: an overview of epidemiology, clinical presentations, and therapeutic considerations. The Journal of Trauma: Injury, Infection and Critical. 60, S3-S11 (2006).
  2. Kauvar, D. S., Wade, C. E.

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