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방법 논문

올레산 급성 호흡 곤란 증후군에 대 한 모델로 돼지에 주입

9.2K 조회수

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DOI:

10.3791/57783

⸱

2018년 10월 26일

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Anesthesiology, University Medical Center of the Johannes Gutenberg-University

이 논문에서

요약

이 문서에서 우리는 올레산의 중앙 정 맥 주입에 의해 돼지에서 급성 폐 상해를 유발 하는 프로토콜을 제시. 급성 호흡 곤란 증후군 (아즈) 공부에 대 한 설립된 동물 모델입니다.

초록

급성 호흡 곤란 증후군은 2.2%와 환자 실 환자의 19% 사이 배열 한 발생률과 관련 집중 치료 질병 이다. 지난 십년 동안 치료 발전에도 불구 하 고 아즈 환자는 여전히 35와 40% 사이 사망 율을 고통. 여전히 아즈에서 고통 받는 환자의 결과 개선 하기 위해 추가 연구에 대 한 필요가 있다. 한 문제는 없습니다 단일 동물 모델 급성 호흡 곤란 증후군의 복잡 한 pathomechanism를 모방 수 있습니다 하지만 그것의 다른 부분을 공부에 존재 하는 몇 가지 모델. 올레산 주입 (OAI)-유도 폐 상해는 환기 전략, 공부에 대 한 기초가 튼튼한 모델 동물에서 폐 역학 및 환기/관류 배포. OAI 심각 장애인된 가스 교환, 폐 역학의 저하와 장애 alveolo-모 세관 방 벽의 이끌어 낸다. 이 모델의 단점은이 모델은 작은 동물 모델에 (서) 특히 도전 중앙 정 맥 접근을 위한 필요성의 논쟁 적인 기계 관련성. 요약, 오 유도 폐에서 상해 크고 작은 동물에서 재현 가능한 결과를 리드 하 고 따라서 아즈 공부에 대 한 적절 한 모델을 나타냅니다. 그럼에도 불구 하 고, 추가 연구 아즈의 모든 부분을 모방 하 고 오늘 존재 하는 다른 모델와 관련 된 문제를 부족 모델을 찾을 필요가 있다.

서론

급성 호흡 곤란 증후군 (아즈)는 집중 치료 증후군을 광범위 하 게 공부 하고있다 첫 번째 설명 이후 약 50 년 전1. 이 연구는 병 태 생리학의 더 나은 이해에 몸과 아즈 향상 된 환자 관리 및 결과2,3결과의 개발을 하면. 그럼에도 불구 하 고, 아즈 고통 받아 환자에 있는 사망률 약 35-40%로 매우 높은 남아4,,56. 중 환자 실 입원의 약 10% 및 기계 환기를 필요로 하는 중 환자 실 환자의 23% 아즈는 사실이이 분야에서 더욱 연구에 대 한 관련성을 밑줄.

동물 모델 pathophysiologic 변경 및 다른 종류의 질병에 대 한 잠재적인 치료 modalities를 검토 하는 연구에 널리 사용 됩니다. 아즈의 복잡, 아니지만 단일 동물 모델 모방이 질병을 대표 하는 다양 한 측면7다른 모델입니다. 확고 한 모델은 올레산 주입 (OAI)-유도 폐 상해. 이 모델은 다양 한 동물, 쥐8, 쥐9, 돼지10, 개11, 양12등에서 사용 되었습니다. 올레산 불포화 지방산 이며 건강 한 인간13의 본문에 가장 일반적인 지방산. 그것은 인간의 플라즈마, 세포 막, 및 지방 조직13에 존재입니다. 순수, 그것은 바운스된다 알 부 민에 동안13혈 류 통해 수행 됩니다. 혈 류에서 지방산의 증가 수준을 다른 병 리 및 혈 청 지방산 레벨13일부 질병 상호의 심각도와 연결 됩니다. 올레산 아즈 모델 외상 환자14에서 보듯이 지질 색 전 증으로 인 한 아즈를 재현 하기 위해에서 개발 되었다. 올레산 폐13 및 트리거 호 중구 축적15, 선 동적인 중개자 생산16및 세포 죽음13에 타고 난 면역 수용 체에 직접 효과가 있다. 순수, 올레산 빠르게 진행 hypoxemia, 폐 동맥 압력 및 extravascular 폐 물의 축적 증가 유도합니다. 또한, 그것은 동맥 저 혈압 및 심근 우울증7유도합니다. 이 모델의 단점은 중앙 정 맥 접근을 위한 필요성, 의문 기계적 관련성 및 빠른 hypoxemia 그리고 심장 우울증으로 인 한 잠재적인 치명적인 진행입니다. 다른 모델에 비해이 모델의 장점은 작고 큰 동물, 아즈, 올레산, 주입 후 아즈의 급성 발병의 병 태 생리 메커니즘의 유효한 재현성에에서 유용성 및 연구 가능성 절연 아즈 없이 조직의 염증 같은 다른 많은 패 혈 증 모델7. 다음 기사에서 우리 올레 산 유도 한 폐 상해에 대 한 자세한 설명을 돼지에 주고 폐 기능에 타협의 안정성을 특성 대표 데이터 제공. 오 유도 폐 상해에 대 한 서로 다른 프로토콜을 확인 하 고 있습니다. 프로토콜 제공 여기 안정적으로 급성 폐 상해를 일으킬 수 있다.

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프로토콜

여기에 설명 된 모든 동물 실험 (Landesuntersuchungsamt 라인란드 Pfalz, Koblenz, 독일, 승인 번호 G14-1-077) 기관 및 주 동물 보호 위원회에 의해 승인 되 고의 지침에 따라 실시 했다는 유럽과 독일 사회 실험실 동물 과학입니다. 실험 2-3 개월 나이, 27-29 k g의 마 취 남성 돼지 (sus scrofa domestica)에서 실시 되었다.

1. 마 취, 삽 관 법 그리고 기계 환기

  1. 마 취 포부의 위험을 줄일 수 있지만 스트레스를 줄이기 위해 물에 자유 접근을 허용 하기 전에 6 h에 대 한 식품을 보류 합니다.
  2. 진정에 대 한 주사 케 타 민 (4mg 킬로그램-1) 및 Azaperone (8 밀리 그램 킬로그램-1) 목에의 한 조합 또는 돼지의 gluteal 근육 근육 주사 (20 G)에 대 한 바늘으로 동물 동물 상자에 있는 동안.
    주의: 동물을 작업할 때 글러브를 사용 합니다.
  3. 알코올로 지역 소독 후 주변 정 맥 카 테 터 (20g)는 귀 정 맥에 삽입 합니다.
  4. 펜타닐 (4 µ g k g-1), propofol (3 mg 킬로그램-1) 및 atracurium (0.5 밀리 그램 킬로그램-1) 마 취의 유도 대 한 정 맥 주사.
  5. 돼지 호흡 중지, 들 것에 부정사 위치에 그것을 놓고 붕대로 고정 합니다.
  6. 귀 중 하나 또는 동물의 꼬리에 센서를 클리핑 주변 산소 포화 (SpO2)을 모니터링을 시작 합니다.
  7. 환기 환기 개, 피크 inspiratory 압력 아래 20 cm H2O 2, 크기에 대 한 마스크와 돼지, 긍정적 최종 내쉬는 숨 압력 (우는 소리) 5 cm H2O, 14-16 /min inspiratory 산소 분수 (FiO2)의 호흡 속도의 1.0.
  8. 균형된 전해질 솔루션으로 지속적인 주입을 시작 (5 mLkg-1 h-1), propofol (8-12 mg k g-1 h-1), 펜타닐 (0.1-0.2 mg k g-1 h-1) 마 취를 유지 하기 위해.
  9. 삽 관 법, 동물에 대 한 적합 한 일반적인 endotracheal 튜브 준비 (예., 25-30 kg, endotracheal 튜브 내부 직경 (ID)의 무게 6-7 m m) endotracheal 튜브 중개자와 매킨토시 블레이드 4 일반적인 후 두 경 무장.
    참고: 두 사람이 삽 관 법에 대 한 필요 하다.
  10. 사람 1: 한 손으로 혀를 빼냅니다 dorsally 서로 주 둥이 누르고.
  11. 사람 2: 후 두 경 하 고 보기에는 후두개까지 평소 처럼 사전.
  12. 후 두 경 ventrally 시각화할 성 대를 당겨.
    참고: 가끔은 후두개 "막대기" 부드러운 팔 라틴을. 이 경우에 튜브의 끝에와 함께 그것을 동원.
  13. 성 대를 통해 튜브를 삽입 하 고는 중개자를 꺼내.
  14. 공기의 10 mL와 주사기와 튜브의 팔목을 차단 합니다.
  15. 호흡기에 튜브를 연결 합니다.
  16. Capnography와 auscultation와 두 폐의 동등한 환기 이산화탄소 (CO2)의 일반 증발 기에 의해 튜브의 정확한 위치를 확인 합니다.
  17. 기계 환기를 시작 (해 일 볼륨 6-8 mL/kg, 긍정적인 달라요 5 cm H20, FiO2 94-9817, 이산화탄소 (etCO의 끝 갯벌 압력 유지 호흡 속도 사이 주변 산소 포화 (SpO2)를 유지 하 2) 35-45 mmHG 사이).

2입니다. 계측

  1. Catheterizing 필요한 선박에 대 한 대 퇴 영역 위에 피부를 스트레칭 붕대와 hindlegs 철회.
  2. 5 mL 주사기, 10 mL 주사기는 Seldinger 바늘, 3 중개자 sheaths 준비 (5 Fr, 6 Fr, 8 Fr) guidewires, 3 포트를 중앙 정 맥 카 테 테 르와 함께 (7 Fr, 30 cm) guidewire와 폐 동맥 카 테 테 르 (7, 5 Fr, 110 cm).
  3. 아낌없이 적용 기술 아래로 닦아 피부 소독 제와 퇴 지역 소독.
  4. 완전히 식 염 수로는 카 테 터를 채우십시오.
  5. 오른쪽 사 타 구니 인 대와 대 퇴 혈관에 대 한 검사에 초음파 프로브를 놓습니다.
  6. 완전히 긴 축에 대 퇴 동맥을 시각화 하기 위해 프로브 90 °를 켜십시오.
  7. 인라인 초음파 시각화에서 오른쪽 대 퇴 동맥에 Seldinger 바늘으로 cannulate.
    참고:에 다른 한 가지가 초음파 없이 혈관 액세스할 수 있습니다. 초음파 유도 혈관 cannulation이이 모델에 대 한 필요 하지 않습니다.
  8. 밝은 혈액 흐름 밖 고동치는 때 지도 철사를 소개 하 고 바늘을 철회.
  9. 대 퇴 정 맥을 구상 하 고 바늘에 선 초음파 시각화 및 연속 포부 아래 정 맥을 cannulate.
  10. 정 맥 혈액 aspirable 때, 주사기를 분리 하 고 지도 철사를 삽입.
  11. 바늘을 철회.
  12. 초음파와 전선의 위치를 확인 하십시오.
  13. 동맥 중개자 칼을 삽입 (5 Fr)와 (대 한 Seldinger의 기술에 대 한 내용은 게시 방법18을 참조) Seldinger의 기법을 사용 하 여 중앙 정 맥 카 테 테 르.
  14. 다른 쪽에 동맥과 정 맥 빵 꾸를 반복 하 고 위에서 설명한 대로 Seldinger´s 기술을 사용 하 여 중개자 sheaths 삽입 (동맥 6 프랑, 8 정 맥 Fr).
  15. 모니터링 장비에 적합 한 변환기 시스템을 동맥 중개자 칼 집 및 중앙 정 맥 카 테 터를 연결 합니다.
  16. 분위기에 3 방법으로 stopcocks를 열어 분위기 (0)에 대 한 침략 적 모니터링을 보정 하 고 모니터에 모두 0 을 누릅니다.
  17. 차례 3-방법-stopcocks 다시 hemodynamics 측정.
  18. Hemodynamics 모니터링 시작 합니다.
  19. 오른쪽 아 트리 움의 높이에 모든 압력 트랜스듀서를 배치 합니다.
  20. Propofol 주입 전환 (8-12 mg k g-1 h-1), 펜타닐 (0.1-0.2 mg k g-1 h-1) 마 취를 유지 하기 위해 중심 정 맥 라인의 포트 중 하나에.

3. 초고속 측정 산소 부분 압력 (포2)의

참고: 포2 초고속 포2프로브 측정-측정 의무 이지만 pO2 실시간 변화를 시각화 하는 데 도움이.

  1. NeoFox 뷰어 소프트웨어를 열고 옵션을 클릭 합니다.
  2. 보정 탭을 선택 하 고 오픈 보정 버튼을 클릭 합니다.
  3. 교정 파일을 선택 하 고 열기 및 다운로드를 클릭 합니다.
  4. 예를 클릭 하 여 팝업 창을 확인 합니다.
  5. 옵션 대화 상자를 엽니다.
  6. 보정 탭을 선택 하 고 단일 포인트 보정을 클릭 합니다.
  7. 온도필드에 필드 산소 %21% , 온도 입력 합니다.
  8. 사용 현재 타우 및 다운로드를 클릭 합니다. 나중에, 예를 클릭 하 여 팝업 창을 확인 합니다.
  9. 포2 왼쪽된 동맥 중개자 칼 집의 초고속 측정을 위한 프로브를 삽입 합니다.

4. 폐 동맥 카 테 터 삽입

  1. 폐 동맥 카 테 터 손상의 풍선 확인 하십시오.
  2. 모니터링 장비에 적합 한 변환기 시스템에 연결 합니다.
  3. 3-방법-자 지 분위기와 모니터에 0 보도 하 여 폐 동맥 압력 분위기 (0)에 대 한 모니터링을 보정.
  4. 차례 3-방법-자 지 다시 폐 동맥 압력 측정.
  5. 폐 동맥 압력을 모니터링 시작 합니다.
  6. 왼쪽된 정 맥 중개자 칼 집 (deflated 풍선)를 통해 폐 동맥 카 테 터를 삽입 합니다.
  7. 폐 동맥 카 테 테 르는 중개자 칼 집으로 통과 했다 때 공기의 1 mL와 함께 풍선을 부 풀 려.
  8. 폐 동맥 카 테 터를 전진 하 고 전형적인 파형 (정 맥 혈관, 오른쪽 아 트리 움, 우 심 실, 폐 동맥 및 폐 모 세관 쐐기 압력)를 모니터링 합니다. 경우 폐 동맥 카 테 터의 모든 포트를 통해 혈액을 발음 수 풍선 및 검사, 폐.
    참고: 폐 동맥 카 테 터를 삽입 하는 방법에 대 한 자세한 지침에 대 한 이전 게시19참조.

5입니다. 유도 폐 상해의

  1. 올레산 산 솔루션 준비: 올레 산 20 ml에서의 0.1 mL k g-1 3-방법-자 지를 연결 하 고 주사기.
  2. 또 다른 20 mL 주사기에 혈액의 2 개 mL를가지고 고 모두 주사기에 20 mL의 총 볼륨에 염 분을 추가 합니다.
  3. 3-방법-자 지에도 두 번째 주사기를 연결 합니다.
    주의: 장갑과 눈 보호 올레산 작업할 때 사용 합니다.
  4. 연속 주입 및 bolus 주사 (10 µ g/mL) 노르 (0.1 mg/mL)를 준비 합니다.
  5. 그것을 시작 하지 않고 norepinephrine 주사기 펌프 중앙 정 맥 카 테 터의 포트 중 하나에 연결 합니다.
  6. 초고속 포2시작-측정.
  7. 폐 상해의 유도 하기 전에 모든 관련 된 매개 변수 값 (기준)을 기록 합니다.
  8. 1.0 FiO2 를 설정 하 고 폐 모집 책략을 실시 (고원 압력 40 cm H2O 10에 대 한 s).
  9. 3-방법-자 지 폐 동맥 카 테 터의 인접 포트에 연결 합니다.
  10. 3-방법-자 지와 계속 항상 혼합을 통해 다른 한 주사기에서 그것을 반복적으로 주입 하 여 올레 산, 혈액/염 분 혼합물 철저 하 게 혼합.
  11. 그것은 homogenous 유제, 유제의 2 개 mL를 주입 고 믹싱 계속 합니다.
    참고: 혼합 중지 되 면, 유제는 질 성 친수성 부분으로 구분 될 수 있습니다.
  12. 밀접 하 게는 hemodynamics 올레산의 주입 후 모니터링 하 고 노르 손을 계속. 필요한 경우 norepinephrine bolus 주사 (10-100 µ g) 또는 연속 주입 60 mmHg 이상 평균 동맥 압력을 유지 하 게.
  13. 산소 (파 오2)의 동맥 부분 압력까지 솔루션 마다 3 분의 2 mL의 주입을 반복 / FiO2-200 mmHg 아래 비율 이다.
  14. 주사기는 PaO2/FiO2전에 빈 경우-100 및 200 mmHg 사이 비율은 이다, 2 더 많은 주사기 5.1 단계에서 설명한 대로 준비.
  15. 30 분을 기다려야 하 고 재평가 PaO2/FiO2-비율. 아직도 200 mmHg 이면 파 오2/FiO2까지 5.5-5.8 단계 반복-비율 100 및 200 mmHg 사이 폭포.
  16. 만약 파 오2/FiO2-비율 100 및 200 mmHg 사이 기다리는 30 분 이며, 다시 확인.
  17. 200 mmHg 아래 영구 경우 실험/치료 시작, 그렇지 않으면 2 더 주사기 5.1 단계에서 설명한 대로 준비 고 반복 단계 5.5-5.9.
  18. 아즈 네트워크20에서 제안에 따라 환기를 설정 합니다.

6입니다. 실험 및 안락사의 끝

  1. 깊은 마 취에 동물을 안락사를 넣기 또한 연속 취 propofol의 5 분 주사 200 mg와 염화 칼륨 40 mmol 대기 하는 펜타닐의 0.5 밀리 그램.

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결과

파 오2/FiO2-올레산 (그림 1)의 분류 한 후 비율 감소. 제시 연구에서 0.185 ± 0.01 ml k g-1 올레 산 성 폐 상해의 유도 필요 했다. 모든 동물 보여 폐 상해, 추가 시간에 다양성의 유도 후 장애인된 산소 과정. 동물 1과 3, 그것은 작은 변동; 한 수준에 남아 있었다 동물 2, 우리는 동물 4 보여 지속적인 상승 끝에, 감소 다음, 초기 증가 관찰 합니다. 그럼에도 불구 하 고, 우리는 6 h 후 모든 4 동물에 산소에서 표시 장애를 찾으십시오. 따라서, 그것은 파 오2/FiO2밀접 하 게 모니터링 하는 데 필요한-유도 폐 상해 동안 비율. 우리는 초고속 포2를 사용 하 여-측정 프로브를 모니터링 실시간21파 오2

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토론

이 문서에서는 심한 아즈의 다양 한 측면을 공부에 대 한 모델로 올레산 유도 폐 상해의 한 방법. 다른 유화 액, 다른 사출 사이트와 유제23,,2425,26,27,28의 다른 온도 다른 프로토콜도 있다 ,29. 우리의 방법은 폐 기능에서 재현 하 고 안정적인 저하를 제공합니다. 올레산의 효과 복용량에 의존, 그것은 파 오2/FiO2에 대 한 개별 임계값을 정의 하는 데 필요한-원하는에 따라 비율, 연구, 그리고 올레 산이이 비율을 달성 하기의 필요한 복용량을 찾을.

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공개 사항

모든 저자 공개할 금융 또는 다른 충돌의 관심.

감사의 글

저자는 우수한 기술 지원에 대 한 Dagmar Dirvonskis를 감사 드립니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
3-way-stopcock blueBecton Dickinson Infusion Therapy AB Helsingborg, Sweden394602
3-way-stopcock redBecton Dickinson Infusion Therapy AB 헬싱보리, 스웨덴394605
AtracuriumHikma Pharma GmbH , Martinsried4262659
Canula 20 GBecton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain301300
Datex Ohmeda S5GE Healthcare Finland Oy, 헬싱키, 핀란드
DesinfectionSchü LKE & Mayr GmbH, 독일104802
기관내관Teleflex Medical Sdn. Bhd, 말레이시아112482
내관 도입기Rü sch5033062
Engströ m CarestationGE Heathcare, Madison USA
FentanylJanssen-Cilag GmbH, Neuss
GlovesPaul Hartmann, 독일9422131
Incetomat-line 150 cmFresenius, Kabi Germany GmbH9004112
KetamineHameln Pharmaceuticals GmbH
후두경Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia671067-000020
논리적 압력 모니터링 시스템Smith- Medical Germany GmbHMX9606
Logicath 7 Fr 3-lumen 30cmSmith- Medical Germany GmbHMXA233x30x70-E
Masimo Radical 7Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA
환기견용 마스크Henry Schein, Germany730-246
Neofox KitOcean optics Largo, FL USANEOFOX-KIT-PROBE
노르에피네프린Sanofi- Aventis, Seutschland GmbH73016
올레산Applichem GmbH 다름슈타트, 독일1,426,591,611
Original Perfusor syringe 50ml Luer LockB.Braun Melsungen AG, Germany8728810F
PA-Katheter Swan Ganz 7,5 Fr 110cmEdwards Lifesciences LLC, Irvine CA, USA744F75
경피적 칼집 도입기 세트 8,5 und 9 Fr, 10 cm with integral haemostasis valve/sideportArrow international inc. Reading, PA, USAAK-07903
Perfusor FM BraunB.Braun Melsungen AG, Germany8713820
Potassium chlorideFresenius, Kabi Germany GmbH6178549
프로포폴 2%Fresenius, Kabi Germany GmbH
SalineB.Braun Melsungen AG, 독일
Sonosite Micromaxx UltrasoundsystemSonosite Bothell, WA, 미국
스테인리스 매킨토시 사이즈 4Teleflex Medical Sdn. Bhd, 말레이시아670000
SterofundinB.Braun Melsungen AG, 독일
Stresnil 40mg/mlLilly Germany GmbH, Abteilung Elanco Animal Health
주사기 10 mLBecton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain309110
주사기 2 mLBecton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, 스페인300928
사기 20 mLBecton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, 스페인300296
주사기 5 mLBecton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, 스페인309050
정맥 카테터 22GB.Braun Melsungen AG, 독일4269110S-01
기관 주

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