我们描述了一种通过吸入式重症监护镇静装置使用卤化剂异氟烷和七氟烷对仔猪进行镇静后，由盐酸诱导的急性呼吸窘迫综合征（ARDS）模型。该模型可用于研究卤化剂在肺损伤与修复中的生物学机制。
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摘要
摘要
急性呼吸窘迫综合征（ARDS）是危重患者发生低氧性呼吸衰竭和死亡的常见原因，迫切需要寻找有效的治疗方法。临床前研究表明，吸入性卤代药物在ARDS动物模型中可能具有有益作用。随着新型给药装置的开发，现在可利用现代重症监护病房（ICU）呼吸机来输送卤代药物，从而显著简化了向ICU患者给药的过程。由于既往的实验和临床研究提示，卤代挥发性药物（如七氟烷或异氟烷）可能对肺泡上皮损伤和炎症——这两种均为ARDS期间弥漫性肺泡损伤的关键病理生理特征——具有潜在益处，因此我们设计了一种动物模型，以探讨卤代药物对肺损伤与修复作用的机制。在实施全身麻醉、气管插管并开始机械通气后，通过向仔猪气管内滴注盐酸诱导ARDS。随后，使用一种适用于ICU的装置通过吸入途径给予七氟烷或异氟烷进行镇静，并在4小时期间采用肺保护性机械通气策略对动物进行通气。在研究期间，采集血液和肺泡样本，用于评估动脉血氧合、肺泡-毛细血管膜通透性、肺泡液清除能力以及肺部炎症反应。同时在整个实验过程中记录机械通气参数。尽管该模型可导致动脉血氧合显著下降，并伴有肺泡-毛细血管通透性的改变，但其具有良好的可重复性、起病迅速、病程稳定且无致死性并发症。
我们建立了一种新生仔猪酸吸入模型，该模型可再现临床急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的大多数生理、生物学及病理学特征，有助于进一步理解通过用于重症监护病房吸入镇静的装置递送的卤化药物可能具有的肺保护作用。
引言
急性呼吸窘迫综合征（ARDS）是危重患者发生低氧性呼吸衰竭和死亡的常见原因1。该病的特征是弥漫性肺泡上皮和内皮损伤，导致通透性增加、肺水肿、肺泡液体清除能力（AFC）改变以及呼吸窘迫加重2。肺泡水肿的吸收和ARDS的恢复依赖于肺泡上皮液体转运功能的完整，这提示改善AFC的治疗策略可能具有临床价值3,4。尽管肺保护性通气策略和限制性静脉输液方案已被证实有助于改善患者预后2,5，但ARDS的病死率和并发症发生率仍然较高6。因此，迫切需要开发针对该综合征的有效治疗方法，并深入阐明这些疗法可能发挥作用的具体机制。
卤代麻醉剂，如异氟烷或七氟烷，已广泛用于手术室中的全身麻醉。七氟烷与接受胸外科手术患者肺部炎症减轻以及术后肺部并发症（如急性呼吸窘迫综合征，ARDS）减少相关7。在心脏手术后患者的荟萃分析中也发现了类似结果8。卤代挥发性麻醉剂还具有支气管扩张作用9,....
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方案
研究方案在提交至preclinicaltrials.eu之前，已获得法国国民教育、高等教育与研究部动物伦理委员会的批准（批准编号 01505.03）（临床前注册标识符 PCTE0000129）。所有实验操作均在法国克莱蒙费朗的克莱蒙奥弗涅大学国际内镜外科中心进行，遵循《动物研究：体内实验报告指南》（ARRIVE指南）36。
1. 动物准备与麻醉
- 仔猪模式
- 确保实验方案符合动物实验的指导原则，包括3R原则（替代、减少和优化）以及国家/国际法规。
- 在开始实验前，获得相关机构实验动物护理与使用伦理委员会的批准。
- 使用一只雄性白色长白仔猪（2–4月龄，体重10–15 kg）。
- 通过肌内注射阿扎哌隆进行预处理（见1.2.2）后，将仔猪置于仰卧位。
- 麻醉诱导
- 禁食过夜，但可自由饮水。
- 通过耳后肌内注射给予仔猪抗焦虑预处理药物阿扎哌隆（2 mg·kg-1）。
- 用手指按压仔猪耳基部软组织，以识别耳内侧静脉和耳外侧静脉。
- 在仔猪耳内侧或耳外侧静脉插入22 G外周静脉导管，以约45˚的浅角度进针，穿过皮肤后继续推进，直至导管内....
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结果
本实验中，25只仔猪被麻醉后分为两组：12只仔猪为未处理组（假手术组，SHAM组），13只仔猪为酸损伤组（盐酸组，HCl组）。实验结束前无仔猪死亡。双因素重复测量方差分析（RM-ANOVA）显示，时间与分组之间存在显著的交互作用（P < 10−4），与无急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的假手术动物相比，盐酸诱导的ARDS对PaO2/FiO2比值具有显著不利影响（图3）。在机械通气4小时后测得的未稀释肺水肿液中总蛋白水平方面，组间差异显著（P < 10−4）。与假手术动物相比，盐酸诱导的ARDS仔猪支气管肺泡灌洗液（BAL）中的蛋白水平升高（图4）。双因素RM-ANOVA分析显示，时间与分组之间存在显著交互作用（P < 10−4），盐酸诱导的ARDS与肺血管外水含量增加相关，而假手术组无ARDS动物则无此表现（图5A）。心输出量和体循环血.......
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讨论
本文介绍了一种通过向仔猪气管内滴注盐酸（HCl）诱导急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的可重复实验模型，用于研究使用麻醉气体保存装置输送的卤代挥发性麻醉药（如七氟烷或异氟烷）对肺部的保护作用。
本研究的主要目标是建立一种急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的实验模型，使挥发性药物能够通过麻醉剂节约装置（如重症监护病房患者所使用的装置）进行输送。尽管卤化麻醉剂的某些作用已在动物模型中得到初步研究，但本模型的优势在于其具有临床相关性，是一种可转化的模型，有助于进一步理解这些作用。该模型的另一个优点是，可在体型大于小鼠的动物中诱导出显著的肺损伤，同时长期死亡率较低。事实上，选择ARDS动物模型时的一个重要考虑因素应是拟解决的实验问题51。在小鼠模型中，可通过静脉注射油酸52、灌洗诱导表面活性物质耗竭40以及高牵张机械通气53等实验技术在数小时至数天的时间尺度内诱导严重的肺损伤，但这些方法无法用于研究肺损伤的修.......
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披露
作者无任何利益冲突需要披露。
致谢
作者感谢来自格雷德（GreD）、克莱蒙奥弗涅大学（Université Clermont Auvergne）以及国际内镜外科中心（Centre International de Chirurgie Endoscopique）（均位于法国克莱蒙费朗）的工作人员。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 气管插管 | |||
| 6 mm 气管内导管 | Covidien | 18860 | |
| 动物准备 | |||
| 三腔中心静脉导管（7 法规 - 16 cm） | Arrow | CV-12703 | |
| 脉搏轮廓心输出量监测仪 PiCCO 导管（3-5 法规 - 20 cm） | Getinge Pulsion Medical System | catheter | |
| 保温毯 WarmTouch5300 | MedTronic | 5300 | |
| 监测 | |||
| 外部监护仪 IntelliVue MP40 | Phillips | MNT 142 | |
| 床旁血气分析仪 Epoc® 血液分析系统 | Siemens | 20093 | |
| 脉搏轮廓心输出量监测仪 PiCCO 设备 PulsioFlex 监护仪 | Getinge Pulsion Medical System | PulsioFlex | |
| 机械通气 | |||
| 呼吸机 Engström Carestation | General Electrics | Engström | |
| 卤化麻醉药 | |||
| Anaconda 注射器 | SedanaMedical | 26022 | |
| 麻醉药保存装置 AnaConDa-S | SedanaMedical | 26050 | |
| 活性炭过滤器 FlurAbsorb | SedanaMedical | 26096 | |
| 填充适配器 | SedanaMedical | 26042 | |
| 离子膜干燥管 Nafion | SedanaMedical | 26053 | |
| 产品 | |||
| 丙泊酚 | Mylan | 66617123 | |
| 异氟烷 | Virbac | QN01AB06 | |
| 顺式阿曲库铵 | Mylan | 69252651 | |
| 戊巴比妥 | PanPharma | 68942457 | |
| 七氟烷 | Abbvie | N01AB08 | |
| 舒芬太尼 | Mylan | 62404996 |
参考文献
- ARDS Definition Task Force et al. Acute respiratory distress syndrome: the Berlin Definition. JAMA: The Journal of the American Medical Association. 307 (23), 2526-2533 (2012).
- Thompson, B. T., Chambers, R. C., Liu, K. D. Acute Respiratory Distress Syndrom....
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