Un nuevo modelo híbrido de evaluación cuantitativa para la hemorragia de la unión axilar en cerdos

Resumen

Este estudio presenta un modelo cuantitativo híbrido para la hemorragia de la unión axilar en cerdos, mejorando la evaluación de la intervención hemostática prehospitalaria.

Resumen

En este estudio, desarrollamos y validamos un modelo cuantitativo híbrido para simular la hemorragia de la unión de las extremidades superiores en cerdos, con el objetivo de avanzar en el desarrollo de productos hemostáticos prehospitalarios. Utilizando 12 cerdos Yorkshire machos sanos de 8 meses de edad, demostramos la viabilidad de un modelo de lesión de la arteria axilar porcina para evaluar la eficacia hemostática. Los animales se dividieron en tres grupos para someterse a una hemorragia controlada por volumen (VCH), imitando el shock hemorrágico de clase I-III mediante la extracción de sangre a diferentes velocidades. Posteriormente, se aplicó compresión externa mediante un novedoso dispositivo compuesto por un brazo mecánico y un balón hemostático inflable, logrando una presión controlada para mejorar la formación de coágulos. Los parámetros hemodinámicos, incluyendo la frecuencia cardíaca y la presión arterial, se monitorizaron continuamente, destacando el impacto de la hemorragia controlada y la compresión externa en las respuestas fisiológicas. Los hallazgos sugieren que la combinación de VCH con compresión externa dirigida simula eficazmente escenarios clínicos de lesión de la arteria axilar, proporcionando un modelo valioso para probar intervenciones hemostáticas de manera controlada y estandarizada. Este estudio subraya el potencial del modelo para facilitar el desarrollo y la evaluación de nuevos agentes hemostáticos y dispositivos para el tratamiento de las hemorragias de unión.

Introducción

El tratamiento de la hemorragia traumática, especialmente en las regiones de unión donde no se pueden aplicar torniquetes tradicionales, presenta un desafío significativo en la atención traumatológica tanto militar como civil. El control efectivo de la hemorragia en áreas como las regiones axilar e inguinal, caracterizadas por una anatomía vascular compleja, es crucial para la supervivencia. La lesión de la arteria axilar es la principal causa de hemorragia masiva en el sitio de unión de la extremidad superior¹. El taponamiento de los apósitos y la compresión externa son los pasos clave en el control de la hemorragia de emergencia prehospitalaria. El progreso de los nuevos apósitos hemostáticos ha mejorado en gran medida la eficiencia hemostática. Sin embargo, la compresión externa es esencial para una hemostasia efectiva en la etapa temprana ^2,3. Este estudio presenta un nuevo modelo híbrido de evaluación cuantitativa que utiliza un modelo porcino para simular la hemorragia de la unión de las extremidades superiores, con el objetivo de avanzar en las intervenciones hemostáticas prehospitalarias.

Las lesiones de la unión a menudo requieren una presión manual constante y directa, lo cual es difícil de lograr en entornos prehospitalarios debido al personal limitado y las circunstancias impredecibles⁴. La justificación del desarrollo de esta técnica radica en las limitaciones de los métodos existentes para controlar la hemorragia de unión. El modelo híbrido de evaluación cuantitativa propuesto tiene una clara ventaja sobre las técnicas alternativas. Mediante el uso de un modelo porcino, que imita de cerca la fisiología humana, el estudio puede proporcionar resultados más fiables y traducibles en comparación con un modelo de cadáver perfundido⁵.

Los modelos porcinos son ampliamente utilizados en la investigación de trauma vascular debido a sus similitudes fisiológicas y anatómicas con los humanos, lo que los hace ideales para evaluar agentes y técnicas hemostáticas ^6,7. El protocolo del estudio combina meticulosamente la hemorragia controlada por volumen (VCH) con la compresión mecánica externa para imitar con precisión el escenario clínico de la lesión de la arteria axilar, abordando así la necesidad urgente de métodos hemostáticos confiables en escenarios de hemorragia de unión.

La integración de la ecografía mejora la precisión de las técnicas de control de hemorragias y facilita la interpretación de las imágenes, lo que pone de manifiesto la naturaleza interdisciplinaria de la atención traumatológica moderna. El desarrollo de un dispositivo mecánico de compresión externa marca un avance significativo, ofreciendo una alternativa prometedora a la compresión manual y los métodos hemostáticos tradicionales. Esta investigación tiene como objetivo determinar la presión óptima requerida para una hemostasia efectiva en las áreas de unión, lo que podría llenar un vacío significativo en la literatura sobre el cuidado del trauma.

Protocolo

Todos los procedimientos experimentales recibieron la aprobación del Comité de Ética y Bienestar de Animales de Laboratorio de la Universidad Médica del Ejército (AMUWEC20201513), adhiriéndose a la directriz ética de las 3R, que aboga por la reducción, el refinamiento y el reemplazo del uso animal. Se seleccionaron un total de 12 cerdos Yorkshire machos sanos de 8 meses de edad (49-56 kg) como modelo animal y se clasificaron aleatoriamente en tres grupos (n = 4/grupo). El peso y la estructura anatómica de los cerdos de Yorkshire son similares a los de los humanos, lo que los hace adecuados para la investigación biomédica.

1. Preparación quirúrgica

NOTA: Un experimento típico dura 120 minutos, comenzando con 30 minutos dedicados a la preparación quirúrgica. A esto le sigue una secuencia de eventos a intervalos de 10 minutos, definidos específicamente como T0, T10, T20, T30, T40, T50, T60, T70, T80 y T90, lo que garantiza una sincronización meticulosa durante todo el proceso. Después de la configuración quirúrgica, el protocolo incluye 20 minutos para (VCH) y 40 minutos para aplicar compresión externa. El experimento concluye con 30 minutos asignados a la monitorización de seguimiento para evaluar los resultados de las intervenciones (Figura 1).

1. Preparación animal
   1. Después de la llegada a la instalación, aloje cada cerdo en una habitación separada con una temperatura de 24 °C y una humedad del 60%. Secar rápidamente (absteniéndose de alimentos, pero solo con agua) a los cerdos durante 12 horas antes de la cirugía para prevenir náuseas, vómitos y aspiración.
2. Preparación el día de la cirugía
   1. Premedicar a los cerdos mediante inyección intramuscular de ketamina (20 mg/kg) y atropina (0,01 mg/kg) en la región lateral del cuello. Evaluar el nivel de anestesia según el tono de la mandíbula y las respuestas del reflejo pedal y palpebral.
      NOTA: Según nuestra experiencia, las dosis de anestésico administradas son suficientes para sedar al animal, y el uso de atropina puede prevenir la salivación excesiva. Sin embargo, si el tiempo necesario para trasladar al animal desde el establo hasta el quirófano es demasiado largo, se pueden inyectar dosis adicionales de ketamina (20 mg/kg) de forma segura. Sedar al animal de acuerdo con el protocolo aprobado por la IACUC.
   2. Transfiera al animal sedado al quirófano y asegure su extremidad a una mesa de operaciones en posición supina. Cubra la mesa de operaciones de forma estéril y equípela con una manta térmica.
   3. Perforar la vena del oído con una aguja intravenosa. Conecte una línea de extensión de 60 pulgadas a la aguja permanente y conecte el otro extremo a una microbomba. Inducir anestesia general y mantener mediante infusión continua de fentanilo (4 μg/kg/h), midazolam (0,05 mg/kg/h) y propofol (10 mg/kg/h).
3. Procedimiento de traqueostomía
   1. Desinfecte el área del cuello frotando con povidona yodada y alcohol durante al menos 3 rondas alternas.
   2. Antes de realizar la incisión, evalúe la profundidad de la anestesia a través del tono de la mandíbula y el reflejo del pedal para garantizar una anestesia adecuada. Con un bisturí, haga una incisión cutánea longitudinal de 8 cm desde el cartílago tiroides hasta el manubrio.
   3. Diseccionar a lo largo de las superficies mediales de los dos músculos esternohioideos con tijeras quirúrgicas de punta roma, profundizando la disección y haciendo una incisión de 1 cm en la tráquea.
   4. Inserte un tubo de traqueostomía del tamaño adecuado (7 mm-10 mm) según el tamaño del cerdo y conecte el otro lado al ventilador.
      NOTA: En este modelo, los animales son finalmente sacrificados humanitariamente. El procedimiento de intubación para los cerdos es relativamente complejo y requiere mucho tiempo. Para ahorrar tiempo quirúrgico y reducir el dolor experimentado por los animales, optamos por una traqueostomía rápida después de la anestesia en lugar de la intubación antes de la inducción anestésica.
4. Ventilación mecánica
   1. Configure el ventilador en modo de ventilación de presión positiva intermitente, con un volumen corriente de 8 mL/kg, una frecuencia respiratoria de 20 respiraciones por minuto y_FiO2 del 30%. Ajuste el ventilador para mantener el PCO₂ entre 35-45 mmHg. Ajuste la configuración del ventilador para mantener los parámetros vitales, asegurándose de que ETCO₂ y SPO₂ estén dentro del rango adecuado.
5. Canulación de la arteria carótida izquierda y la vena yugular
   1. Para la canulación de la arteria carótida izquierda, emplee la técnica de corte, requiriendo un mínimo de dos operadores para el procedimiento.
   2. Garantizar la disponibilidad de instrumentos cruciales para la canulación, incluidas microtijeras, suturas con agujas, una aguja de 18G, un tubo, una vaina de 5 catéteres franceses con un introductor y una guía Seldinger.
   3. Con la incisión realizada durante la traqueostomía, diseccione el tejido lateral al músculo esternohioideo para aislar la arteria carótida izquierda de la fascia circundante.
   4. Utilice suturas de seda no absorbibles para rodear el segmento aislado de la arteria carótida izquierda antes de la punción.
   5. Utilice suturas de seda para elevar la arteria con una mano mientras la perfora con la aguja en la otra. Para verificar la precisión de la colocación de la aguja, administre 5 ml de solución de NaCl al 0,9% a través de la aguja y observe si hay una expansión de la pared arterial. Después de confirmar la posición correcta de la aguja, haga avanzar el alambre guía a través del tubo mientras retrae la aguja al mismo tiempo.
   6. Extraiga el tubo, luego proceda a insertar la funda, utilizando el introductor guiado sobre el alambre. Después de la inserción, asegúrese de quitar tanto el introductor como el cable. Asegure la funda a la piel suturando los rebordes unidos con seda 3-0.
   7. Utilice la misma técnica para exponer y canular la vena yugular izquierda.
6. Canulación de la arteria carótida derecha y la vena yugular
   1. Para el aislamiento de la arteria carótida derecha y la vena yugular, se realiza una disección lateral adyacente al músculo esternohioideo en el lado contralateral.
   2. Coloque un catéter venoso central de 7.0 Fr con puertos dobles en la vena yugular derecha y conecte rápidamente un sistema de transductor para la medición de la presión venosa central.
      NOTA: El tamaño del catéter puede variar según el tamaño del cerdo.
   3. Conecte la solución de Ringer lactato (7 mL/kg/h) a un puerto de la vía central y administre una infusión salina de mantenimiento (5 mL/kg/h) a través del otro puerto para mitigar el riesgo de oclusión del catéter.
   4. Introducir un catéter arterial de 4,0 Fr equipado con un termistor en la arteria carótida derecha, conectándolo al monitor cardíaco y conectando simultáneamente la unidad de medición venosa del monitor al transductor venoso central.
   5. Calibrar los transductores venosos y arteriales a cero haciendo referencia a la línea axilar media.
   6. Emplee una manta térmica para mantener la temperatura del animal entre 37 °C y 39 °C, con monitoreo de temperatura facilitado por un termistor en la punta del catéter arterial.
   7. Agregue la presión arterial media a las lecturas diastólicas y sistólicas.

2. Hemorragia de volumen controlado

1. Siguiendo el protocolo descrito, T0 marca el inicio de la CVV, inmediatamente después del período inicial de preparación quirúrgica de 30 minutos. Utilice los datos basales recogidos en T0 para el inicio del shock hemorrágico mediante la extracción de sangre de la vena yugular izquierda a tasas medias específicas para cada grupo: 0,33 mL/kg/min para el Grupo I, 0,67 mL/kg/min para el Grupo II y 1 mL/kg/min para el Grupo III, durante una duración de 20 min.
2. T20 significa la conclusión de la fase VCH. En esta coyuntura, asegúrese de que los grupos I, II y III alcancen niveles de hemorragia del 10%, 20% y 30%, respectivamente, en relación con el volumen sanguíneo total (TBV).
3. Determinar el TBV de los cerdos, expresado en mL, mediante cálculo manual, empleando un parámetro de volumen sanguíneo estimado de 70 mL/kg ^1,2,3. Es imperativo mantener la tasa promedio específica durante el proceso de extracción de sangre.

3. Lesión de la arteria axilar

1. Desinfecte la axila frotando con povidona-yodo y alcohol al menos 3 rondas alternas.
2. Emplear la ecografía para mapear la proyección de la superficie de la arteria axilar, utilizando la ecografía Doppler para la distinción de las estructuras arteriales, venosas y neurales dentro de la fosa axilar. Alinee la sonda perpendicular a la capa dérmica por encima del músculo pectoral, lo que permite la localización anatómica precisa de la arteria axilar.
3. Marque una incisión en forma de arco de 10 cm como entrada quirúrgica en función de los puntos de referencia anatómicos establecidos a través de imágenes ultrasonográficas (Figura 2A). La luz de la arteria axilar es anecoica, mientras que la pared aparece como una estructura redonda e hiperecogénica, y está rodeada por el plexo braquial hiperecogénico.
4. Aplique una fuerza de aproximadamente 20 N con la sonda y observe cómo la vena se ocluye al comprimirse con la sonda de ultrasonido. La vaina axilar se manifiesta como una estructura lineal hiperecogénica que encierra el haz neurovascular (Figura 2B).
5. Incidir la incisión marcada en forma de arco de 10 cm en la piel con un bisturí. Continúe haciendo una incisión en el tejido subcutáneo a lo largo de la incisión para exponer las estructuras subyacentes. Extirpar parcialmente los músculos pectorales superficiales y profundos para exponer la vaina axilar (Figura 2C).
   NOTA: La arteria axilar de los cerdos se origina en la arteria subclavia que está cubierta por el músculo subclavio. Después de alcanzar el borde superior del músculo pectoral profundo, pasa entre los músculos pectorales superficiales y profundos y continúa como la arteria braquial. Una vaina axilar profunda rodea la arteria axilar, la vena y el plexo braquial.
6. Para exponer la arteria axilar, diseccionar la vaina axilar con una microtijera y aislar un segmento de 6 cm de la arteria de la vena circundante y el plexo braquial (Figura 2D).
7. Tras el aislamiento, enrolle dos bandas de bloqueo vascular alrededor del segmento de 6 cm para asegurar el vaso: coloque la banda roja en el extremo proximal y la banda verde en el extremo distal antes de infligir la lesión.
8. Ate las dos bandas de bloqueo vascular para bloquear temporalmente el flujo sanguíneo. Si se liberan las bandas de bloqueo vascular, la sangre puede ser expulsada del vaso, simulando una hemorragia incontrolada por una lesión de la arteria axilar.
9. Realice una incisión transversal de 2 mm con una microtijera, que debe ser aproximadamente 1/3 de la circunferencia del vaso.
10. Coloque 5 hojas de gasa preponderada (6 cm x 8 cm) sobre la incisión en la arteria axilar, con cada hoja capaz de absorber aproximadamente 30 mL de sangre. Revise las bandas de bloqueo vascular para asegurarse de que ambas estén atadas y mantengan la tensión para obstruir el flujo sanguíneo.

4. Compresión externa

1. Preajuste del dispositivo de compresión externo
   1. Coloque el brazo mecánico en el costado de la mesa de operaciones. Conecte el balón hemostático inflable (Figura 3) al extremo del brazo.
      NOTA: El dispositivo de compresión externa consta de tres partes: un brazo mecánico, un balón hemostático inflable y un sistema de medición de presión.
   2. Inmovilice el sensor de presión de película flexible en el punto central de la superficie del balón hemostático inflable para medir la presión directa. Conecte el sensor de presión de película flexible a un cable eléctrico y, a continuación, conecte el cable a una tarjeta de adquisición de datos.
   3. Conecte la tarjeta de adquisición de datos a un módulo de acondicionamiento de señal de un solo canal y conéctelo al software de adquisición de datos.
      NOTA: El sistema de medición de presión comprende un sensor de presión de película flexible, un cable eléctrico, una tarjeta de adquisición de datos, un módulo de conversión de acondicionamiento de señal de un solo canal (Figura 4) y software de adquisición de datos.
   4. Después de la instalación, abra el software. Haga clic en el dispositivo conectado, seleccione la opción de canal único y elija 1000 puntos de datos por segundo en el menú de frecuencia de muestreo. Para el canal de entrada, seleccione Visualización de banda; para el canal de salida, seleccione Visualización de salida.
   5. Antes de registrar, asegúrese de que el sistema de medición de presión esté calibrado a cero. Haga clic en el botón rojo circular para comenzar a grabar.
2. Para simular la compresión externa, dirija el brazo mecánico a la herida axilar inmediatamente después de soltar las dos bandas de bloqueo vascular. Inflar manualmente el balón hemostático para lograr la compresión local hasta que la presión alcance los 210 mmHg. Registre los datos de presión-tiempo y la salida en . Formato CSV en tiempo real.
   NOTA: Se puede obtener una presión precisa a través del procesamiento del software después de inflar manualmente el globo. La presión se mide en un rango de 0-300 mmHg con una frecuencia de muestreo de 1000 puntos de muestreo/segundo/canal.
3. Espere 40 minutos para la compresión externa para permitir la formación de coágulos de sangre locales. Observe el dispositivo durante la compresión para asegurarse de que no haya desplazamiento.
   NOTA: En este experimento, la compresión efectiva se definió como el logro de una pérdida de sangre bajo compresión de menos del 10% del peso corporal del animal.
4. Después de la compresión externa, haga clic en el botón cuadrado rojo para detener la recopilación de datos. Retire el dispositivo y pese la gasa para calcular la pérdida de sangre bajo compresión (Figura 5).

5. Seguimiento y eutanasia

1. Monitoree al animal durante 30 minutos después de retirar el dispositivo.
2. Al final del experimento, aumente las tasas de infusión de anestésicos a una dosis más alta, como fentanilo >10 μg/kg/h, propofol >20 mg/kg/h y midazolam >0,1 mg/kg/h. Continuar la monitorización cardíaca hasta que el ECG no muestre actividad eléctrica cardíaca y la tensión de CO2 al final del espiramiento alcance los 0 mmHg.
3. Confirmar la ausencia de flujo pulsátil en la monitorización invasiva de la presión arterial y la ausencia de otros signos vitales.
   NOTA: Siga el procedimiento de eutanasia aprobado descrito en el protocolo de IACUC. También se debe realizar un método confirmatorio de eutanasia, como la toracotomía bilateral.

Resultados

Los 12 animales sobrevivieron hasta el final del experimento. Todos los análisis estadísticos se procesaron mediante software de análisis estadístico. El modelo cuantitativo híbrido produce una pérdida de sangre cuantitativa controlada por volumen y una pérdida de sangre constante bajo compresión. En la Figura 6A, después de la HCV, la pérdida media de sangre en los grupos I, II y III fue de 354,2 mL, 714,4 mL y 1064,0 mL respectivamente, lo que representa el 10%, 20% y 30% del TBV. Estos resultados demuestran que este modelo se puede utilizar en varias configuraciones experimentales, lo que permite lograr la pérdida cuantitativa de sangre a través de VCH. La Figura 6B muestra que no hubo diferencia estadísticamente significativa en la pérdida de sangre bajo compresión entre los tres grupos (p > 0,05). Esta pérdida de sangre constante se puede obtener haciendo una incisión de aproximadamente 2 mm en la arteria axilar con tijeras microscópicas, que es 1/3 de la circunferencia de la arteria axilar. En la Figura 6C, al final del experimento, la pérdida total media de sangre para los grupos I, II y III fue de 462,9 mL, 893,0 mL y 1213,0 mL, respectivamente, logrando un shock hemorrágico de clase I, II y III, respectivamente.

Los datos representados en la Figura 7 aclaran el impacto de la hemorragia controlada en los parámetros hemodinámicos, indicando un marcado aumento de la frecuencia cardíaca en todos los grupos como respuesta al shock inducido. La escalada en la frecuencia cardíaca fue más pronunciada durante la aplicación de la compresión externa y mostró una disminución al retirarla. El grado de elevación de la frecuencia cardíaca fue directamente proporcional al volumen de sangre extraído, siendo el Grupo III el que mostró el aumento más sustancial, seguido del Grupo II y luego el Grupo I. Esta tendencia se ve subrayada cuantitativamente por la desviación máxima de la frecuencia cardíaca (ΔHR = HR_peak - HR_baseline), donde el Grupo III registró un cambio significativamente mayor (Grupo I: 11,28 ± 1,2 lpm, Grupo II: 30,08 ± 2,7 lpm, Grupo III: 106,80 ± 7,2 lpm, p < 0,0001).

Figura 1: La configuración experimental y la línea de tiempo del experimento. (A) Entorno experimental con los cerdos. (B) Los pasos de la preparación quirúrgica, junto con la línea de tiempo del experimento. El cronograma del procedimiento se extiende a lo largo de 120 minutos, comenzando con una fase de preparación quirúrgica de 30 minutos, seguida de puntos de tiempo designados cada 10 minutos (T0 a T90), donde se toman acciones específicas, como hemorragia controlada por volumen, tracción y liberación de bandas de bloqueo vascular, compresión externa y monitoreo de seguimiento. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2: Disección ecoguiada de la anatomía axilar en cerdos. (A) Colocación de sonda para la identificación ultrasonográfica de estructuras axilares, con una incisión en forma de arco de 10 cm marcada para la entrada quirúrgica. (B) Imagen ecográfica que detalla el espacio axilar a 6 cm de profundidad; (i) sonoanatomía y (ii) anatomía ecográfica revisada. El transductor lineal está orientado en un plano parasagital. La arteria axilar (A) y la vena (V) están indicadas junto con el plexo braquial (flechas), el músculo pectoral profundo (DP) y el músculo pectoral superficial (SP). (C) Incisión inicial a lo largo del trayecto proyectado de la arteria axilar. (D) Exposición de la arteria axilar y del haz neurovascular después de la incisión, con los músculos pectorales superficiales y profundos parcialmente extirpados. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3: Componentes del dispositivo de compresión externo. El balón hemostático inflable. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4: Sistema de medición de presión. Componentes de hardware del sistema de medición de presión, incluido el sensor de presión de película flexible conectado a través de un cable eléctrico a un módulo de conversión de acondicionamiento de señal de un solo canal. A continuación, el módulo se conecta a una tarjeta de adquisición de datos, que interactúa con un ordenador. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 5: Valoración de la pérdida de sangre bajo compresión mediante saturación de gasa. (A) Gasa extraída de la herida quirúrgica después de la compresión externa. (B) La gasa empapada en sangre alineada para el pesaje previo para cuantificar la pérdida de sangre bajo compresión. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 6: Valoración de la pérdida de sangre y del peso corporal. (A) Gráfico de barras que representa la pérdida de sangre controlada por volumen como porcentaje del volumen sanguíneo total (TBV) para tres grupos diferentes. (B) Gráfico de barras que muestra la pérdida de sangre bajo compresión sin diferencias significativas entre los grupos. (C) Gráfico de barras que representa la pérdida total de sangre al final del experimento correspondiente a tres clases de shock hemorrágico. El eje Y izquierdo representa la pérdida de sangre, mientras que el eje Y derecho representa el porcentaje de TBV. Cada grupo tiene un tamaño de muestra de N=6. Todos los datos continuos se expresaron como media ± desviación estándar, y la significación se estableció en intervalos de confianza (CI) del 95%. Se empleó el análisis de varianza de una vía (ANOVA) para determinar el efecto del volumen de la hemorragia sobre los parámetros hemodinámicos. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 7: Respuestas hemodinámicas durante el experimento. (A-C) corresponden a los tres grupos experimentales sometidos a diferentes volúmenes de extracción de sangre. Los gráficos realizan un seguimiento de la frecuencia cardíaca (línea roja), la presión arterial sistólica (línea azul) y la presión arterial diastólica (línea negra) a lo largo del tiempo, junto con el porcentaje de pérdida de volumen sanguíneo total (TBV) (área sombreada). Los datos muestran la progresión temporal de la frecuencia cardíaca y la presión arterial desde el inicio de la hemorragia (T0) hasta 90 minutos después de la hemorragia (T90). * indica que los parámetros hemodinámicos en cada punto de tiempo tienen una diferencia estadísticamente significativa en comparación con T0 dentro de cada grupo (p<0.05). Todos los datos continuos se expresaron como media ± desviación estándar, y la significación se estableció en intervalos de confianza (CI) del 95%. Se empleó el análisis de varianza de una vía (ANOVA) para determinar el efecto del volumen de la hemorragia sobre los parámetros hemodinámicos. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Discusión

La lesión de la arteria axilar es la principal causa de hemorragia masiva en el sitio de unión de la extremidad superior¹. Para el control activo de la hemorragia, la compresión manual, el taponamiento de gasa y los agentes hemostáticos son métodos comúnmente utilizados en el ámbito de combate o prehospitalario⁸. Si bien la compresión por sí sola puede controlar temporalmente la hemorragia de unión, es posible que no ocluya completamente la arteria axilar debido a la flexibilidad de la escápula. Además, la mayoría de los agentes hemostáticos locales se presentan en forma de gasas y láminas de membrana que requieren compresión manual para mantenerlos en su lugar en el sitio de sangrado⁹. Actualmente, no existen estudios clínicos relevantes que hayan confirmado una presión de compresión fiable cuando se combina con taponamiento de gasa o agentes hemostáticos. Este estudio desarrolló un nuevo modelo híbrido de evaluación cuantitativa para la hemorragia de la unión de las extremidades superiores en cerdos que ofrece la ventaja de un mayor desarrollo de productos hemostáticos prehospitalarios.

Al construir un modelo de choque hemorrágico, el principal desafío es replicar con precisión el escenario clínico y, al mismo tiempo, garantizar una alta reproducibilidad y estandarización¹⁰. Por lo tanto, hemos desarrollado un modelo híbrido de evaluación cuantitativa que ofrece varias ventajas sobre el modelo tradicional de shock hemorrágico:

Este estudio presenta por primera vez un modelo de lesión de la arteria axilar porcina. En publicaciones recientes, la mayoría de las investigaciones han utilizado el modelo de lesión de la arteria femoral para evaluar la eficacia de nuevos agentes hemostáticos 11,12,13,14,15. Sin embargo, se ha prestado poca atención a la descripción de la viabilidad del modelo de lesión de la arteria axilar. Esto se atribuye a los desafíos asociados con la realización de una lesión de la arteria axilar en los cerdos, derivados de las complejas características anatómicas de la axila porcina. Para minimizar las lesiones o hemorragias involuntarias, se prefiere un abordaje axilar guiado por ecografía para localizar la arteria axilar antes de la disección. Esta elección se debe a que los vasos están situados profundamente entre los músculos pectorales superficiales y profundos y están rodeados por una vaina axilar. Mientras tanto, otro desafío es lograr una incisión transversal consistente de 2 mm en todos los animales a través de la estimación visual.

Las bandas de bloqueo vascular proporcionan fuerza de tracción para ocluir temporalmente el flujo sanguíneo en la arteria axilar lesionada (arteria abierta). En el panorama actual de la investigación, uno se encuentra con desafíos críticos al desarrollar nuevos materiales hemostáticos para las hemorragias de unión. Estos desafíos se derivan de heridas profundas y estrechas en las regiones de unión que dan como resultado un flujo sanguíneo rápido y presurizado. Esta dinámica dificulta significativamente la capacidad de los materiales hemostáticos para absorber y manejar el líquido interfacial. En condiciones de hemorragia masiva, esto es especialmente perjudicial, ya que la sangre a alta presión que fluye rápidamente puede eliminar los agentes hemostáticos y alterar cualquier coágulo formado inadecuadamente. El estudio introduce el uso de dos bandas de bloqueo vascular que controlan temporalmente el flujo sanguíneo presurizado. Esta estrategia permite evaluar la eficacia de los materiales hemostáticos sin los efectos de confusión de la hemorragia activa que precede a la intervención quirúrgica para controlar la hemorragia.

La presión de compresión en el experimento se puede establecer para que sea un valor específico de acuerdo con las necesidades del experimento y se puede mantener relativamente estable durante todo el experimento. El uso de un dispositivo de compresión externo para aplicar presión ajustable a la gasa de taponamiento es un avance valioso en el campo de la investigación de la hemorragia de unión. La presión de compresión específica de la hemorragia de la unión de la extremidad superior aún no se ha aclarado. De acuerdo con el relato del caso de una herida por arma de fuego, se puede utilizar torniquete aórtico abdominal y de unión en la axila, pero no se indicó claramente la presión de compresión requerida¹⁶. Johnson et ^al.5 verificaron la efectividad y seguridad del torniquete de unión Sam en la ingle y la región axilar, indicando que la oclusión de la arteria axilar requiere un promedio de 739 mmHg. En 2022, Avital et ^al.17 documentaron un caso en el que se utilizó una técnica de puntos de presión manual para controlar la hemorragia axilar durante un transporte de vuelo de 21 minutos, tras el fracaso repetido de un vendaje hemostático. Este reporte de caso confirmó que la técnica de puntos de presión puede detener con éxito el sangrado en la región de la unión axilar y puede mantenerse durante un período prolongado. Sin embargo, la aplicación de presión fue realizada por un médico de evacuación aeromédica, cuyo esfuerzo prolongado provocó fatiga, comprometiendo así la capacidad de mantener una presión constante durante todo el procedimiento. En este modelo se utilizó simultáneamente el taponamiento de gasa y la compresión local. No se buscó bloquear completamente el flujo de la arteria axilar, sino que se utilizó el método de taponamiento con gasa combinado con compresión externa para lograr la hemostasia local. Los resultados indican que solo se requirieron 210 mmHg de presión externa para detener eficazmente el sangrado cuando se combinó con taponamiento de gasa. Además, el empleo de un brazo mecánico garantiza una presión constante e inalterada en el punto de presión, lo que aumenta la eficacia de esta estrategia de control de hemorragias. Para mayor investigación, la presión de compresión de este dispositivo se puede ajustar y personalizar en función del material del taponamiento. Si es necesario probar la eficacia de varios apósitos hemostáticos recientemente desarrollados que requieren presión, la presión se puede ajustar para adaptarse a los entornos experimentales. Por ejemplo, si la presión se establece en un valor específico, es posible determinar qué apósito hemostático es más efectivo comparando el tiempo hasta la hemostasia y la pérdida de sangre bajo compresión.

El shock de clase I-III se indujo mediante la combinación de CVV con hemorragia incontrolada, simulando con precisión el escenario clínico de lesión por penetración de la arteria axilar y ajustando la pérdida total de sangre al rango requerido. El modelo de choque hemorrágico se puede clasificar en tres tipos: control de volumen, control de presión y no controlado. El modelo de choque hemorrágico controlado por volumen simula el proceso de choque hemorrágico mediante la liberación de una cierta proporción de sangre en función del volumen circulante efectivo durante un período determinado. Este modelo tiene ventajas en la evaluación de la hemodinámica (como los mecanismos compensatorios), pero es difícil controlar el grado de cambios en la presión arterial (como la hipotensión). Se ha encontrado que el flujo sanguíneo rápido seguido de una exanguinación lenta induce una respuesta fisiológica más intensa (frecuencia cardíaca, ácido láctico sérico y cantidad de líquido de reanimación requerida) que la exanguinación constante (métodos tradicionales), y simula de manera más realista el proceso de shock hemorrágico. Hay muchas maneras de establecer el modelo de shock hemorrágico incontrolado. Los modelos comúnmente utilizados de shock hemorrágico no controlado incluyen el modelo de hemorragia por desgarro hepático o del bazo, el modelo de hemorragia por lesión de las arterias aórticas y femorales, etc.18,19,20,21,22^. Este modelo de shock hemorrágico es muy cercano a la situación clínica de los pacientes con traumatismos o hemorragias graves y es ampliamente utilizado, especialmente en el estudio de la reanimación con líquidos del shock hemorrágico. En este estudio, la extracción de sangre de la arteria femoral de 10%, 20% y 30% de TBV combinada con la compresión de presión fija del brazo mecánico indujo un shock hemorrágico de grado I-III. Los parámetros hemodinámicos se monitorizaron cada 10 min durante todo el proceso para asegurar la estabilidad del modelo.

Este modelo tiene varias limitaciones significativas, incluido el aspecto de la hemorragia no controlada. Una limitación importante es la precisión requerida para la incisión transversal de 2 mm en la arteria axilar. Si bien nuestros datos muestran un error estándar estrecho para la pérdida de sangre bajo compresión, la variabilidad en el tamaño de la incisión y, en consecuencia, en la hemorragia incontrolada puede aumentar cuando diferentes individuos realizan el procedimiento. Otra limitación es la anestesia y el manejo del dolor de los cerdos utilizados en el experimento. Dados los extensos procedimientos quirúrgicos involucrados en la fase de preparación quirúrgica de este modelo, el manejo de la analgesia y la profundidad de la anestesia es crucial. Es importante vigilar de cerca los signos de dolor y proporcionar el tratamiento adecuado durante la traqueostomía, la canulación y la lesión de las arterias axilares.

Conclusión
En este estudio, introdujimos un nuevo modelo híbrido de evaluación cuantitativa para la hemorragia de la unión de las extremidades superiores en cerdos, lo que marca un avance significativo en el desarrollo de productos hemostáticos prehospitalarios. La utilización de un modelo de lesión de la arteria axilar porcina, junto con la implementación de bandas de bloqueo vascular y un dispositivo de compresión externo, aborda los desafíos críticos en el control de las hemorragias de unión, como lograr una presión constante y controlada para mejorar la eficacia hemostática. Nuestros hallazgos demuestran que una combinación de taponamiento de gasa con una presión externa controlada con precisión de 210 mmHg, respaldada además por la fuerza constante proporcionada por un brazo mecánico, detiene eficazmente el sangrado. Este enfoque no solo proporciona una solución práctica para el tratamiento de las lesiones de las arterias axilares, sino que también sienta las bases para futuras investigaciones sobre mecanismos de presión ajustable para diversos apósitos hemostáticos. Esto aumenta la relevancia clínica y la aplicabilidad de los hallazgos. Estos resultados tienen un potencial significativo para mejorar la atención del trauma humano, especialmente en entornos prehospitalarios.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Software de adquisición de datos MCC DAQami	Measurement Computing Corporation	4.2.1f0	Software avanzado de adquisición y monitoreo de datos diseñado para proporcionar una experiencia de usuario intuitiva y eficiente, desarrollado por Measurement Computing Corporation con sede en Norton, MA, EE. UU.
DF9-40 Sensor de presión de película flexible	Chengke Electronics	500g	Un sensor de presión de película flexible diseñado para aplicaciones que requieren medición de fuerza
DuPont Wire, tarjeta de adquisición de datos	J.X.CT	USB-1208LS	Una tarjeta de adquisición de datos equipada con conectores DuPont para tareas de interfaz y procesamiento de señales
Módulo de conversión de acondicionamiento de señal de un solo canal Risym		IMS-C04A	Un módulo utilizado para acondicionar y convertir señales en una configuración de un solo canal