采用0.9%生理盐水（35 mL/kg体重，37 °C）进行表面活性物质冲洗，结合低呼气末正压（PEEP）下的高潮气量通气，可导致中度呼吸机相关性肺损伤（VILI），从而建立实验性急性呼吸窘迫综合征（ARDS）模型。该方法可产生低/有限可复张性的肺损伤模型，适用于长期研究不同通气策略的影响。
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方法文章
表面活性物质耗竭联合损伤性通气可建立可重复的急性呼吸窘迫综合征（ARDS）模型
* These authors contributed equally
本文内容
摘要
摘要
目前存在多种动物模型用于研究急性呼吸窘迫综合征（ARDS）复杂的病理机制。这些模型包括肺动脉注射油酸、内毒素或细菌输注、盲肠结扎穿孔、各种肺炎模型、肺缺血/再灌注模型，以及表面活性物质耗竭模型等。表面活性物质耗竭可导致肺气体交换和血流动力学迅速且可重复地恶化，可在麻醉猪中通过反复使用0.9%生理盐水（35 mL/kg体重，37 °C）进行肺灌洗来诱导。该表面活性物质耗竭模型支持采用临床常规设备进行标准呼吸和血流动力学监测的研究。然而，该模型具有相对较高的肺泡可复张性，使用高气道压通气可立即通过重新开放萎陷的肺区域而减轻损伤程度。因此，该模型不适用于研究采用高气道压的呼吸机通气策略。将表面活性物质耗竭与高潮气量/低呼气末正压（高Tv/低PEEP）的损伤性通气相结合，以诱发呼吸机相关性肺损伤（VILI），可降低所形成肺损伤的可复张性。该联合模型仍保留了可及时诱导损伤以及在类似重症监护病房环境下开展实验研究的优势。
引言
自1967年Ashbough和Petty首次描述急性呼吸窘迫综合征（ARDS）以来，尽管开展了大量研究，其死亡率仍高达40%以上12。由于伦理问题以及基础病理、环境条件和合并用药缺乏标准化，临床上对新型治疗方法的探索受到限制，而动物模型则能够在标准化条件下实现系统性研究。
因此，可通过多种方法在大型动物（如猪）或小型动物（如啮齿类动物）中诱导实验性急性呼吸窘迫综合征（ARDS），这些方法包括肺动脉灌注油酸、静脉（i.v.）输注细菌和内毒素，或通过盲肠结扎穿刺（CLP）模型引发脓毒症所致的ARDS。此外，还可采用由烧伤和烟雾吸入或肺缺血/再灌注（I/R）引起的直接肺损伤模型3。其中一种常用的直接肺损伤模型是通过肺灌洗清除肺表面活性物质，该方法最初由Lachmann等人在豚鼠中描述4。
表面活性物质耗竭是一种高度可重复的方法，可迅速导致气体交换和血流动力学功能受损5。其主要优势在于可在大型动物物种中应用，从而支持使用临床常用机械通气机、导管和监护仪开展相关研究。然而，表面活性物质耗竭模型的一个主要缺点是，当施加高气道压力或肺复张操作（如俯卧位）时，会立即复张已萎陷的肺区域。因此，该模型不适....
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方案
实验在德国柏林夏里特—柏林大学医学中心实验医学系（根据 EN DIN ISO 9001:2000 认证）进行，并在实验开始前获得德国柏林联邦动物实验管理机构的批准（批准号：G0229/18）。所有实验均遵循实验室动物护理原则，并符合欧洲和德国实验动物科学学会的指导方针。
1. 实验动物与动物福利
- 在3-4月龄、体重（bw）为30-40 kg的深度麻醉雄性猪（German Landrace × Large White）中进行所有实验。
2. 麻醉、插管和机械通气
- 麻醉前12小时不要提供干饲料，以避免猪胃内食物过满。可自由饮水，并提供稻草或干草以减轻应激。
- 在动物仍处于饲养设施中时，为尽量减少应激，通过肌肉注射给予猪颈部肌肉以下混合药物进行术前给药：氮哌酮（3 mg/kg 体重）、阿托品（0.03 mg/kg 体重）、氯胺酮（25 mg/kg 体重）和赛拉嗪（3.5 mg/kg 体重）。
注意：实验前每天训练时，在喂食几块糖块的同时抚摸动物颈部，并在注射时以训练过的相同方式喂食糖块，有助于顺利进行术前给药，并进一步减轻动物应激。- 将动物置于担架上，麻醉达到适当水平后，用布遮盖眼睛以便运输。
- 将猪转移至手术室，并始终确保其具有足够的自主呼吸。
- 若饲养设....
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结果
所有动物在肺表面活性物质冲洗过程中，PaO2/FIO2 比值均下降（图3）。由此导致的低氧血症、高碳酸血症和肺不张引起肺动脉压升高。肺灌洗的详细操作此前已有报道6。
表面活性物质的清除操作需重复进行，直至在呼气末正压（PEEP）为5 mbar的机械通气条件下持续至少5分钟，动脉血氧分压（PaO2）与吸入氧浓度（FIO2）的比值仍低于100 mmHg。随后，采用高潮气量、低PEEP以及接近完全充气/放气的通气模式持续2小时，以诱发呼吸机诱导的肺损伤（VILI）。值得注意的是，在高潮气量通气过程中，由于周期性肺泡复张，气体交换参数（如氧饱和度、PaO2）可能有所改善，而平均肺动脉压（mPAP）通常因胸腔内压升高和高碳酸血症而持续升高（
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讨论
本文描述了一种在猪体内诱导实验性急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的方法，该方法结合了通过反复肺灌洗耗竭表面活性物质以及使用高潮气量、低呼气末正压（PEEP）并伴随肺部完全充气与放气的通气策略。这种组合可导致气体交换功能出现可重复且可比的恶化，并引发相应的血流动力学障碍，但限制了肺的可复张性。因此，该模型模拟了临床低可复张性的ARDS，可用于研究新的通气策略。
该方案存在一些局限性。首先，反复灌洗会导致出现临床（人类）急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的部分组织病理学特征，包括显著的肺不张、血管周围水肿形成以及肺泡-毛细血管膜增厚。高潮气量/低呼气末正压通气会增加诸如弥漫性肺泡出血等特征，而这些改变不易通过复张改善。然而，人类ARDS的一些重要特征，例如透明膜的形成，无法在数小时内诱导产生，因此在本模型中缺失2,3。其次，肺部的结构损伤在数小时甚至可能数天内是不可逆的。但必须注意避免对肺部造成过度的气压伤、容积伤和肺不张伤，否则将导致后续实验无法进行。根据文中所述的呼吸机参.......
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披露
所有作者均声明不存在经济利益或其他任何利益冲突。
致谢
我们衷心感谢比尔吉特·布兰特（Birgit Brandt）提供的出色技术协助。本研究得到了德国联邦教育与研究部资助项目（FKZ 13GW0240A-D）的支持。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 伊芙 | Fritz Stephan GmbH | 急救呼吸机 | |
| 流通式腔室热敏电阻 | Baxter | 93-505 | 用于测量心输出量 |
| Leader Cath Set | Vygon | 1,15,805 | 动脉导管 |
| Mallinckrodt Tracheal Tube Cuffed | Covidien | 107-80 | 8.0 mm 内径 |
| MultiCath3 | Vygon | 1,57,300 | 三腔中心静脉导管，20 cm 长度 |
| Percutaneus Sheath Introducer Set | Arrow | SI-09600 | 肺动脉导管用导入鞘，适用于 4–6 Fr. 导管，10 cm 长度 |
| Swan-Ganz True Size Thermodilution Catheter | Edwards | 132F5 | 肺动脉导管，75 cm 长度 |
| 导尿管 | 无特定型号要求 | ||
| Vasofix Braunüle 20G | B Braun | 4268113B | 外周静脉导管 |
| Vigilance I | Edwards | 监护仪 |
参考文献
- Bellani, G., et al. Epidemiology, patterns of care, and mortality for patients with acute respiratory distress syndrome in intensive care units in 50 countries. JAMA. 315 (8), 788-800 (2016).
- Ashbaugh, D. G., Bigelow, D. B., Petty, T. L., Levine, B. E.
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重印与许可
