Name: Ex Vivo (체외 주행) 폐 역학 연구 및 교육을 위한 돼지 실험 모델 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-04-19T12:30:00.000+00:00
Duration: 12 min 9 s
Description: 학습하세요 체외 돼지 폐 모델을 이용한 폐 역학 및 기계적 환기 교육 방법을. 이 모델은 5일간 안정적으로 유지되며 폐포 모집 기법 시연에 효과적입니다.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

우리는 이 생체 외 돼지 폐 모델 프로토콜의 구축에 기여하고 지원한 모든 동료와 전문가에게 감사드립니다.
이 연구는 자금 출처가 없었다.

이 프로토콜은 우리 기관의 동물 연구 윤리 위원회(프로토콜 번호 1610/2021)의 승인을 받았습니다.
1. 마취 및 동물 준비
<ol><li>처음에는 동물을 저울에 올려 놓고 체중을 확인하여 절차에 필요한 약물과 진정제를 조절합니다.</li>
	<li>케타민 5mg/kg, 미다졸람 0.25mg/kg을 근육 주사로 투여합니다.</li>
	<li>20G 정맥 카테터로 변연부 외이정맥에 구멍을 뚫고 마취 유도를 위해 프로포폴(5mg/kg) 정맥 주사를 투여합니다.</li>
	<li>3mL의 헤파린을 변연 귀 정맥에 정맥 주사하여 심폐 추출 및 관류를 돕습니다.</li>
	<li>마취 후 6.5mm 구강 캐뉼라(OTC)로 구강 삽관을 수행하고 OTC를 접착 테이프로 고정하고 시술 중 변위를 방지하기 위해 단단히 고정합니다. 알림: 진정 깊이는 혈류역학적 매개변수를 모니터링하고 평균 동맥압, 심박수 및 흡기/만료된 이소플루란 농도와 같은 가스 분석기를 사용하여 확인합니다.</li>
</ol>2. 수술 중 기계적 환기
<ol><li>OTC를 통해 동물을 MV에 연결하고 산소(FiO2)의 흡기 분율 50%에서 1.5% 이소플루란으로 진정을 유지하고 펜타닐 10mcg/kg bolus + 10mcg/kg/h 연속 주입.<ol><li>기계식 인공호흡기 화면을 탭하고 부피 조절 환기(VCV) 모드를 선택하고 일회 호흡량(TV) 버튼을 선택한 다음 일회 호흡량 값이 8mL/kg이 될 때까지 스크롤 휠을 돌립니다.</li>
		<li>기계식 인공호흡기 화면을 누릅니다. FiO2 를 선택하고 50% 값에 도달할 때까지 스크롤 휠을 돌립니다.</li>
		<li>기계식 인공호흡기 화면을 누르고 호흡수(RR)를 선택합니다. 기계식 인공호흡기에 결합된 카프노그래피로 측정한 35-45mmHg의 최종 만료 CO2 를 유지하기 위해 이상적인 값에 도달할 때까지 휠을 돌립니다. 알림: 진정 깊이는 혈류역학적 매개변수를 모니터링하고 평균 동맥압, 심박수 및 흡기/만료된 이소플루란 농도와 같은 가스 분석기를 사용하여 확인합니다.</li>
	</ol></li>
</ol>3. 조직 해부 및 OTC 교환
<ol><li>흉강에 접근하기 위해 흉골 위 2cm에서 흉골 위 2cm까지 내측 흉골을 절개합니다. 리브 리트랙터를 배치하여 절차 중에 시야를 확장합니다.</li>
	<li>메스를 사용하여 새로운 기관 캐뉼라를 도입할 수 있을 만큼 충분히 넓은 cricoid 연골 높이(첫 번째 기관 고리 바로 부분)에서 수평 기관 절개를 만듭니다.</li>
	<li>기도 안쪽에 있는 OTC 커프의 공기를 빼고 천천히 당겨 제거합니다. 한편, 기존 OTC를 제거한 후 기관 절개 부위에 새 OTC를 삽입합니다. 수축된 커프로 인해 누출이 발생할 수 있으며 새 OTC를 재배치할 때 중단됩니다.</li>
	<li>20mL 주사기를 파일럿 풍선에 연결하여 새로 삽입된 기관 튜브 커프를 팽창시킵니다. 주사기는 압력을 가한 공기를 전달하고 파일럿 풍선과 커프를 팽창시킵니다. 커프가 부풀어 오르면 주사기를 제거합니다.</li>
	<li>새 기관 캐뉼라를 2-0 폴리에스터로 기관에 직접 묶어 폐를 플렉시 유리 환기 상자에 넣으면서 누출 및 움직임을 방지합니다.</li>
	<li>메스로 조직을 해부하여 흉부에서 심폐 장기를 제거합니다.</li>
</ol>4. 동물 안락사
<ol><li>이소플루란 농도를 5%로 높이고 19.1% 염화칼륨 10mL를 투여합니다. 그런 다음 활력 징후가 없는지 확인하십시오. 참고: 이 절차는 미국 국립보건원(National Institutes of Health)의 실험실 동물 관리 및 사용 가이드(National Institutes of Health Guide for the Care and Use of Laboratory Animals)에 따라 수행되었습니다.</li>
</ol>5. 심폐 적출
<ol><li>안락사 후 호흡 인대를 절개하여 폐를 제거합니다.</li>
	<li>조직 해부 후 흡기가 끝날 때 적절한 켈리 집게로 OTC를 고정하여 폐를 부풀린 상태로 유지합니다.</li>
	<li>기계식 인공호흡기에서 OTC를 분리하되 고정하십시오.</li>
	<li>대동맥을 절개하고, 흡인기(aspirator)를 흉강 내부에 위치시켜 유출된 혈액을 제거하고, 박리를 마치는 동안 흉강의 시각화를 유지하고, 흉강에서 제거할 장기를 풀어줍니다. 알림: 하부 폐 인대는 폐 열상을 방지하기 위해 조심스럽게 풀어야 합니다.</li>
	<li>OTC가 고정된 상태에서 흉곽에서 심장과 폐를 분리하지 않고 제거하고 트레이에 놓습니다.</li>
</ol>6. 심폐 준비
<ol><li>폐를 트레이에 올려놓고 대구경 단일 루멘 카테터로 폐동맥을 캐뉼레이션하고 주입 세트에 연결하여 2,000mL의 차가운 0.9% 식염수(SS)를 지속적으로 투여하거나 대동맥에서 맑은 액체가 흐를 때까지 투여합니다. 알림: SS는 정상적인 속도로 투여해야 하며 정맥 주사(IV) 백을 짜지 마십시오.</li>
	<li>흐름을 제거한 후 2-0 폴리에스터로 대동맥을 봉합하고 0.9% SS 100mL를 더 투여합니다. 액체가 실험이 끝날 때까지 내부에 남아 있으므로 단일 루멘 카테터 배출구를 닫습니다.</li>
	<li>OTC의 클램프를 풀면 폐가 수축되고 닫힌 상태로 유지되어 MV와 ARM을 받을 준비가 됩니다.</li>
</ol>7. 아크릴 상자 안쪽에 MV
<ol><li>준비가 끝나면 아크릴 상자를 열고 폐를 상자 안에 수직으로 놓습니다. 뚜껑의 구멍을 통해 OTC를 통과시키고 기관 캐뉼라를 기계식 인공호흡기에 연결합니다. 알림: 기관 캐뉼라가 기관에 단단히 고정되어 있는지 확인하십시오.</li>
	<li>환기 시작 단추를 선택합니다.<ol><li>기계식 인공호흡기 화면을 탭하고 VCV용 기계식 인공호흡기를 선택합니다.</li>
		<li>VCV 모드 설정 화면을 탭하고 TV 버튼을 선택하고 6mL/kg 값에 도달할 때까지 휠을 돌립니다. PEEP 를 5cm H2O로, FiO2 를 21로, RR 을 분당 15회로, 흡기 일시 중지 시간을 10%로 조정하려면 동일한 작업을 수행합니다.</li>
	</ol></li>
</ol>8. 팔
<ol><li>모집을 시작하려면 PEEP를 5cm H2O에서 6cm H2O로 늘린 다음 14cm H2O에 도달할 때까지 2cm H2O씩 단계적으로 증가시킵니다. 휠을 돌려 값을 늘립니다.<ol><li>각 PEEP에 대해 기계식 인공호흡기 화면에 표시된 최고 압력, 안정기 압력, 동적 순응도 및 기도 저항 값을 기록합니다. 구동 압력, 즉 고원 압력 값에서 그 때 조정된 PEEP 값을 뺀 값을 기록하십시오.</li>
	</ol></li>
	<li>14cm H2O에 도달 한 후 2cm H 2O에도달 할 때까지 6cm H2O의 단계적으로 감소시킨 다음 5cm H2O로 줄입니다. 휠을 돌려 값을 줄입니다.<ol><li>각 PEEP에 대해 기계식 인공호흡기 화면에 표시된 최고 압력, 안정기 압력, 동적 순응도 및 기도 저항 값을 기록합니다. 구동 압력, 즉 고원 압력 값에서 그 때 조정된 PEEP 값을 뺀 값을 기록하십시오. 알림: 증가 중에는 10분 동안, 감소 중에는 각 단계에서 5분 동안 각 PEEP 값을 유지합니다.</li>
	</ol></li>
</ol>9. 심폐 유지
<ol><li>모집 단계가 끝나면 흡입 중에 클램프로 기관 캐뉼라를 부드럽게 고정하여 폐를 부풀린 상태로 유지합니다. 아크릴 상자를 엽니다.</li>
	<li>아크릴 상자에서 폐를 꺼내 유리 용기에 조심스럽게 넣는다. 알림: 기관 캐뉼라가 기관에 단단히 고정되어 있는지 확인하십시오.</li>
	<li>500 % SS 0.9mL를 붓습니다.</li>
	<li>비닐로 포장된 유리 용기에 담아 냉장고에 넣어 2-8 °C의 온도에서 24시간 동안 보관합니다.</li>
	<li>연속 5일 동안 7, 8, 9단계를 반복합니다.</li>
</ol><img alt="심폐 차단 추출 순서도; 폐 역학 평가; 보관/주변 조건." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64850/64850fig01.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 1"> 그림 1: 연구 순서도. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64850/64850fig01large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

<ol><li>Roberto, C., Carvalho, R., Toufen Jr, C., Franca, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+Ventilation%3A+Principles%2C+graphic+analysis+and+ventilation+modalities%5BTitle%5D)+AND+%22Jornal+Brasileiro+de+Pneumologia%22%5BJournal%5D)">Mechanical Ventilation: Principles, graphic analysis and ventilation modalities.</a> Jornal Brasileiro de Pneumologia. 33 (2), 54-55 (2007).</li>
<li>Barbas, C. S. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brazilian+recommendations+for+mechanical+ventilation+2013.+Part+I%5BTitle%5D)+AND+%22Revista+Brasileira+de+Terapia+Intensiva%22%5BJournal%5D)">Brazilian recommendations for mechanical ventilation 2013. Part I.</a> Revista Brasileira de Terapia Intensiva. 26 (2), 89-121 (2014).</li>
<li>Walter, J. M., Corbridge, T. C., Singer, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Invasive+mechanical+ventilation%5BTitle%5D)+AND+%22Southern+Medical+Journal%22%5BJournal%5D)">Invasive mechanical ventilation.</a> Southern Medical Journal. 111 (12), 746-753 (2018).</li>
<li>Faustino, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Concepts+and+monitoring+of+pulmonary+mechanics+in+patients+under+ventilatory+support+in+the+intensive+care+unit%5BTitle%5D)+AND+%22Revista+Brasileira+de+Terapia+Intensiva%22%5BJournal%5D)">Concepts and monitoring of pulmonary mechanics in patients under ventilatory support in the intensive care unit.</a> Revista Brasileira de Terapia Intensiva. 19 (2), 161-169 (2007).</li>
<li>Holanda, M. A., Vasconcelos, R. S., Ferreira, J. C., Pinheiro, B. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Patient-ventilator+asynchrony%5BTitle%5D)+AND+%22Jornal+Brasileiro+de+Pneumologia%22%5BJournal%5D)">Patient-ventilator asynchrony.</a> Jornal Brasileiro de Pneumologia. 44 (2), 321-333 (2018).</li>
<li>Rezoagli, E., Laffey, J. G., Bellani, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monitoring+lung+injury+severity+and+ventilation+intensity+during+mechanical+ventilation%5BTitle%5D)+AND+%22Seminars+in+Respiratory+and+Critical+Care+Medicine%22%5BJournal%5D)">Monitoring lung injury severity and ventilation intensity during mechanical ventilation.</a> Seminars in Respiratory and Critical Care Medicine. 43 (3), 346-368 (2022).</li>
<li>Tallo, F. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+self-perception+of+mechanical+ventilation+knowledge+among+Brazilian+final-year+medical+students%2C+residents%2C+and+emergency+physicians%5BTitle%5D)+AND+%22Clinics%22%5BJournal%5D)">Evaluation of self-perception of mechanical ventilation knowledge among Brazilian final-year medical students, residents, and emergency physicians.</a> Clinics. 72 (2), 65-70 (2017).</li>
<li>Schroedl, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+simulation-based+mastery+learning+on+resident+skill+managing+mechanical+ventilators%5BTitle%5D)+AND+%22American+Thoracic+Society+Scholar%22%5BJournal%5D)">Impact of simulation-based mastery learning on resident skill managing mechanical ventilators.</a> American Thoracic Society Scholar. 2 (1), 34-48 (2021).</li>
<li>Wilcox, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Academic+emergency+medicine+physicians%27+knowledge+of+mechanical+ventilation%5BTitle%5D)+AND+%22The+Western+Journal+of+Emergency+Medicine%22%5BJournal%5D)">Academic emergency medicine physicians' knowledge of mechanical ventilation.</a> The Western Journal of Emergency Medicine. 17 (3), 271-279 (2016).</li>
<li>Cox, C. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effectiveness+of+medical+resident+education+in+mechanical+ventilation%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Respiratory+and+Critical+Care+Medicine%22%5BJournal%5D)">Effectiveness of medical resident education in mechanical ventilation.</a> American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 167 (1), 32-38 (2003).</li>
<li>Keegan, R., Henderson, T., Brown, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+the+virtual+ventilator%2C+a+screen-based+computer+simulation%2C+to+teach+the+principles+of+mechanical+ventilation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Veterinary+Medical+Education%22%5BJournal%5D)">Use of the virtual ventilator, a screen-based computer simulation, to teach the principles of mechanical ventilation.</a> Journal of Veterinary Medical Education. 36 (4), 436-443 (2009).</li>
<li>Spadaro, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simulation+training+for+residents+focused+on+mechanical+ventilation%3A+A+randomized+trial+using+mannequin-based+versus+computer-based+simulation%5BTitle%5D)+AND+%22Simulation+in+Healthcare%22%5BJournal%5D)">Simulation training for residents focused on mechanical ventilation: A randomized trial using mannequin-based versus computer-based simulation.</a> Simulation in Healthcare. 12 (6), 349-355 (2017).</li>
<li>Chase, J. G., Yuta, T., Mulligan, K. J., Shaw, G. M., Horn, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+mechanical+lung+model+of+pulmonary+diseases+to+assist+with+teaching+and+training%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Pulmonary+Medicine%22%5BJournal%5D)">A novel mechanical lung model of pulmonary diseases to assist with teaching and training.</a> BMC Pulmonary Medicine. 6 (21), 1-11 (2006).</li>
<li>Kuebler, W. M., Mertens, M., Pries, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+two-component+simulation+model+to+teach+respiratory+mechanics%5BTitle%5D)+AND+%22Advances+in+Physiology+Education%22%5BJournal%5D)">A two-component simulation model to teach respiratory mechanics.</a> Advances in Physiology Education. 31 (2), 218-222 (2007).</li>
<li>Heili-Frades, S., Peces-Barba, G., Rodríguez-Nieto, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+of+a+lung+simulator+for+learning+lung+mechanics+in+mechanical+ventilation%5BTitle%5D)+AND+%22Archivos+de+Bronconeumolog%C3%ADa%22%5BJournal%5D)">Design of a lung simulator for learning lung mechanics in mechanical ventilation.</a> Archivos de Bronconeumología. 43 (12), 674-679 (2007).</li>
<li>Ngo, C., Dahlmanns, S., Vollmer, T., Misgeld, B., Leonhardt, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+object-oriented+computational+model+to+study+cardiopulmonary+hemodynamic+interactions+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Computer+Methods+and+Programs+in+Biomedicine%22%5BJournal%5D)">An object-oriented computational model to study cardiopulmonary hemodynamic interactions in humans.</a> Computer Methods and Programs in Biomedicine. 159, 167-183 (2018).</li>
<li>Lazzari, C. D., Genuini, I., Pisanelli, D. M., D'Ambrosi, A., Fedele, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interactive+simulator+for+e-Learning+environments%3A+a+teaching+software+for+health+care+professionals%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Engineering+Online%22%5BJournal%5D)">Interactive simulator for e-Learning environments: a teaching software for health care professionals.</a> Biomedical Engineering Online. 13 (172), 1-18 (2014).</li>
<li>Perinel, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+an+ex+vivo+human-porcine+respiratory+model+for+preclinical+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Development of an ex vivo human-porcine respiratory model for preclinical studies.</a> Scientific Reports. 7, 1-6 (2017).</li>
<li>Aboelnazar, N. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Negative+pressure+ventilation+decreases+inflammation+and+lung+edema+during+normothermic+ex-vivo+lung+perfusion%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Heart+and+Lung+Transplantation%22%5BJournal%5D)">Negative pressure ventilation decreases inflammation and lung edema during normothermic ex-vivo lung perfusion.</a> The Journal of Heart and Lung Transplantation. 37 (4), 520-530 (2018).</li>
<li>Sattari, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Introducing+a+custom-designed+volume-pressure+machine+for+novel+measurements+of+whole+lung+organ+viscoelasticity+and+direct+comparisons+between+positive-+and+negative-pressure+ventilation%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Bioengineering+and+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Introducing a custom-designed volume-pressure machine for novel measurements of whole lung organ viscoelasticity and direct comparisons between positive- and negative-pressure ventilation.</a> Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 8, 1-12 (2020).</li>
<li>Sattari, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Positive-+and+negative-pressure+ventilation+characterized+by+local+and+global+pulmonary+mechanics%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Respiratory+and+Critical+Care+Medicine%22%5BJournal%5D)">Positive- and negative-pressure ventilation characterized by local and global pulmonary mechanics.</a> American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 207 (5), 577-586 (2023).</li>
<li>Montigaud, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+an+ex+vivo+preclinical+respiratory+model+of+idiopathic+pulmonary+fibrosis+for+aerosol+regional+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Development of an ex vivo preclinical respiratory model of idiopathic pulmonary fibrosis for aerosol regional studies.</a> Scientific Reports. 9 (1), 17949(2019).</li>
<li>Montigaud, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aerosol+delivery+during+invasive+mechanical+ventilation%3A+development+of+a+preclinical+ex+vivo+respiratory+model+for+aerosol+regional+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Aerosol delivery during invasive mechanical ventilation: development of a preclinical ex vivo respiratory model for aerosol regional deposition.</a> Scientific Reports. 9 (1), 17930(2019).</li>
<li>Montigaud, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+an+ex+vivo+respiratory+pediatric+model+of+bronchopulmonary+dysplasia+for+aerosol+deposition+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Development of an ex vivo respiratory pediatric model of bronchopulmonary dysplasia for aerosol deposition studies.</a> Scientific Reports. 9 (1), 5720(2019).</li>
<li>Buchko, M. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+low-cost+perfusate+alternative+for+ex+vivo.+lung+perfusion%5BTitle%5D)+AND+%22transplantation+proceedings%22%5BJournal%5D)">A low-cost perfusate alternative for ex vivo. lung perfusion.</a> transplantation proceedings. 52 (10), 2941-2946 (2020).</li>
<li>Kondo, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+an+effective+method+utilizing+fibrin+glue+to+repair+pleural+defects+in+an+ex-vivo+pig+model%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cardiothoracic+Surgery%22%5BJournal%5D)">Development of an effective method utilizing fibrin glue to repair pleural defects in an ex-vivo pig model.</a> Journal of Cardiothoracic Surgery. 15 (1), 110(2020).</li>
<li>Gasek, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+alginate+and+gelatin-based+pleural+and+tracheal+sealants%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomaterialia%22%5BJournal%5D)">Development of alginate and gelatin-based pleural and tracheal sealants.</a> Acta Biomaterialia. 131, 222-235 (2021).</li>
<li>Li, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+individualized+positive+end-expiratory+pressure+combined+with+recruitment+maneuver+on+intraoperative+ventilation+during+abdominal+surgery%3A+a+systematic+review+and+network+meta-analysis+of+randomized+controlled+trials%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Anesthesia%22%5BJournal%5D)">Effects of individualized positive end-expiratory pressure combined with recruitment maneuver on intraoperative ventilation during abdominal surgery: a systematic review and network meta-analysis of randomized controlled trials.</a> Journal of Anesthesia. 36 (2), 303-315 (2022).</li>
<li>Hu, M. C., Yang, Y. L., Chen, T. T., Lee, C. I., Tam, K. W. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recruitment+maneuvers+to+reduce+pulmonary+atelectasis+after+cardiac+surgery%3A+A+meta-analysis+of+randomized+trials%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Thoracic+and+Cardiovascular+Surgery%22%5BJournal%5D)">Recruitment maneuvers to reduce pulmonary atelectasis after cardiac surgery: A meta-analysis of randomized trials.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 164 (1), 171-181 (2020).</li>
<li>Hu, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recruitment+maneuvers+in+patients+undergoing+thoracic+surgery%3A+a+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22General+Thoracic+and+Cardiovascular+Surgery%22%5BJournal%5D)">Recruitment maneuvers in patients undergoing thoracic surgery: a meta-analysis.</a> General Thoracic and Cardiovascular Surgery. 69 (12), 1553-1559 (2021).</li>
<li>Zeng, C., Lagier, D., Lee, J. W., Melo, M. F. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perioperative+pulmonary+atelectasis%3A+Part+I.+Biology+and+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Anesthesiology%22%5BJournal%5D)">Perioperative pulmonary atelectasis: Part I. Biology and mechanisms.</a> Anesthesiology. 136 (1), 181-205 (2022).</li>
<li>Niman, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lung+recruitment+after+cardiac+arrest+during+procurement+of+atelectatic+donor+lungs+is+a+protective+measure+in+lung+transplantation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Thoracic+Disease%22%5BJournal%5D)">Lung recruitment after cardiac arrest during procurement of atelectatic donor lungs is a protective measure in lung transplantation.</a> Journal of Thoracic Disease. 14 (8), 2802-2811 (2022).</li>
<li>Calvo, R. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+the+efficacy+of+two+alveolar+recruitment+maneuvers+in+improving+the+lung+mechanics+and+the+degree+of+atelectasis+in+anesthetized+healthy+sheep%5BTitle%5D)+AND+%22Research+in+Veterinary+Science%22%5BJournal%5D)">Comparison of the efficacy of two alveolar recruitment maneuvers in improving the lung mechanics and the degree of atelectasis in anesthetized healthy sheep.</a> Research in Veterinary Science. 150 (5), 164-169 (2022).</li>
<li>Pensier, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+lung+recruitment+maneuver+on+oxygenation%2C+physiological+parameters+and+mortality+in+acute+respiratory+distress+syndrome+patients%3A+a+systematic+review+and+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Intensive+Care+Medicine%22%5BJournal%5D)">Effect of lung recruitment maneuver on oxygenation, physiological parameters and mortality in acute respiratory distress syndrome patients: a systematic review and meta-analysis.</a> Intensive Care Medicine. 45 (12), 1691-1702 (2019).</li>
<li>Mariano, C. A., Sattari, S., Quiros, K. A. M., Nelson, T. M., Eskandari, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Examining+lung+mechanical+strains+as+influenced+by+breathing+volumes+and+rates+using+experimental+digital+image+correlation%5BTitle%5D)+AND+%22Respiratory+Research%22%5BJournal%5D)">Examining lung mechanical strains as influenced by breathing volumes and rates using experimental digital image correlation.</a> Respiratory Research. 23 (1), 92(2022).</li>
</ol>

저자는 이해 상충이 없음을 선언합니다.

설명된 프로토콜은 양압 MV 하에서 생체외 돼지 폐 모델을 생성하는데 유용하다. 장치 화면에 투사된 곡선과 값을 모집하고 분석하는 동안 폐의 시각적 피드백을 통해 폐 역학을 연구하고 가르치는 데 사용할 수 있습니다. 이러한 결과를 얻기 위해서는 흉곽 밖에서 폐의 거동을 이해하고 적응의 필요성을 확인하기 위한 파일럿 연구가 필요합니다.
임계점은 기계식 인공호흡기를 연결할 때 시각화된 흉막의 기포, 누공, 병변의 형성이며, 흡입된 TV와 만료된 TV의 차이와 볼륨 곡선의 변화로 확인되었습니다. 따라서 첫 번째 프로토콜 수정 중 하나는 심폐 장기를 절개하는 동안 절차 시작 시 횡격막 절개와 함께 흉부의 넓은 수술 개구부를 사용하는 것이었고, 이는 구조의 시각화를 개선하고 하부 폐 인대의 신중한 방출을 도와 폐 무결성을 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 더욱이, 구조물을 해부한 후 파일럿 폐의 수동 팽창은 이 팽창이 압력 한계를 초과하여 물집과 누공의 형성에 기여한다는 것을 보여주었습니다. 생체 외 폐를 사용한 일부 연구에서는 누출에 피브린 접착제를 사용할 가능성을 제시했으며 긍정적인 결과를 얻었습니다. 이 연구에서 이 접근 방식을 사용하지는 않았지만 모델26,27을 개선하기 위한 대안이 될 수 있습니다. 또 다른 관련 요점은 파일럿 연구에서 폐가 제거되고 완전히 수축되어 장기 준비에서 MV 시작까지 완전히 붕괴된 상태로 유지되어 폐를 MV로 열기가 어렵고 누공 형성 가능성이 증가했다는 것입니다. 따라서 우리는 OTC를 고정하고 SS가 투여될 때까지 해부 중에 폐를 부풀린 상태로 유지하기 시작했습니다. 그 후, OTC를 방출하고 수축시킨 후 폐를 기계식 인공호흡기에 연결하여 ARM을 시작하고, 폐 역학 분석을 수행하여 폐 히스테리시스 곡선을 시연했습니다. 이는 폐 모집 또는 폐 역학 분석에 영향을 미치지 않았는데, 이는 마취된 환자가 MV 28,29,30,31 동안에도 무기폐 및 폐 순응도 감소를 보였기 때문이다.
파일럿 연구에서는 5cmH2O의 초기 PEEP를 사용하고 5cmH2O를 최대 25cm H2O32,33까지 증가시켰습니다. 그러나 최고 및 고원 압력은 누공 형성과 함께 각각 40cm 및 30cm H2O보다 큰 값에 도달했습니다. 따라서, 시간 경과에 따른 압력의 거동을 더 잘 분석하고 생체 외 폐 모델에서 PEEP 한계를 이해하기 위해 2cmH2O증분의 점진적인 증가를 수행했습니다. 지속적인 인플레이션과 점진적 인플레이션 간의 사망률에는 차이가 없었지만, 점진적 인플레이션이 가장 많이 사용되며 폐역학의 단계적 분석을 용이하게 할 수 있다34. 음압20,21의 사용과 관련하여, MV의 환자는 양압에 노출되기 때문에 모델은 양압 하에서만 테스트되었습니다. 우리는 미래에 음압의 사용을 배제하지 않지만 아크릴 케이스 교체가 필요합니다.
문헌은 테스트 폐, 피스톤 및 흉곽을 시뮬레이션하는 밀폐 된 상자에 배치 된 생체 외 모델13,14로 생산 된 일부 모델을 제시합니다. 우리 모델은 기존의 아크릴 상자에 배치되었는데, 이는 음압을 가할 가능성을 줄임에도 불구하고 모델 생산을 용이하게 할 수 있습니다. 전임상 연구를 위해 제작된 또 다른 모델(18)은 우리와 유사하지만, 폐는 수평으로 위치하는 반면 폐는 수직으로 유지되어 장기와 흉곽의 지지 없이 중력의 작용을 받는다. 이 폐는 안락사 후 48시간 이내에 실험에 사용되었다 18,19,20,21,35. 이 모델은 총 120시간 동안 사용되었으며, 실험의 24시간 동안 2-8°C의 온도로 유지되어 대표 결과 섹션에 설명된 긍정적인 결과를 보여주었습니다.
교육과 훈련의 격차는 이 첫 번째 순간에 해결되지 않았지만 이 모델은 폐 역학을 분석하는 데 효과적이며 연구 및 교육을 위한 도구로 사용할 수 있습니다. 또한, 관류 용액을 연구하는 것을 목표로 하지 않았지만, 6.1단계에서 SS를 주입한 것과 같은 방식으로 관류 및 보존 용액을 사용할 수 있어 제시된 동일한 모델을 사용한 연구의 새로운 가능성을 열었습니다.
이 기술에는 몇 가지 한계가 있습니다 : 1) 폐가 적절하게 제거되었는지 확인하기 위해 동물 해부학에 대한 지식; 2) 모델이 5일 이상 평가되지 않았습니다. 3) 이 모델은 인공호흡 교육에 적합한 것으로 보이지만 교육 맥락에서 테스트되지 않았습니다. 4) 동물모델이기 때문에 인간에 대한 적용 한계를 고려하는 것이 중요하다.

기계 환기(MV)는 중환자실(ICU) 및 수술 센터에서 널리 사용됩니다. 모니터링은 특히 환자가 심각한 폐 손상을 입은 경우 비동시성을 인식하고 모든 환자의 부상을 예방하는 데 필수적입니다 1,2,3,4,5,6. 호흡 역학을 모니터링하면 호기말 양압(PEEP) 또는 폐포 모집 기동(ARM)의 사용과 같은 질병 진행 및 치료 응용 분야에 대한 임상적 이해에도 기여할 수 있습니다. 그러나 이러한 기술을 사용하기 위해서는 만곡과 기본적인 폐 역학에 대한 능숙한 이해가 필요합니다 3,4.
학생, 레지던트 및 의료 전문가는 인공호흡기 켜기 및 초기 조정에서 정체기 및 구동 압력 모니터링에 이르기까지 MV 관리에 대해 불안감을 느끼며, 이러한 불안감은 지식 및 적절한 사전 교육 부족과 관련이 있습니다 7,8,9,10. 시뮬레이션에 참여하고 폐 모델을 사용한 전문가들이 더 큰 자신감, 매개변수에 대한 이해, 폐 역학의 구성 요소에 대한 이해도를 보고하는 것을 관찰했다 8,11,12.
테스트 폐, 벨로우즈 및 피스톤을 사용하여 MV를 연구하고 훈련하기 위한 모델은 다양한 압력과 부피뿐만 아니라 다양한 폐 역학 조건을 시뮬레이션할 수 있습니다 13,14,15. 컴퓨터 및 소프트웨어 모델은 또한 의료 전문가에게 MV11의 원리를 가르치는 데 사용할 수 있는 시뮬레이션을 생성함으로써 심폐 상호작용 연구에 기여한다16,17.
계산 모델은 폐 히스테리시스(pulmonary hysteresis)16를 표현하는 데 어려움이 있을 수 있지만, 시험 폐 및 벨로우즈(13,14,15)를 갖는 모델은 생리학적 곡선과 유사한 압력-부피 곡선을 생성할 수 있고 폐 역학을 입증할 수 있다. 장점으로, 체외 돼지 폐는 인간과 유사한 해부학적 구조를 나타내며,18 MV 곡선, 폐 히스테리시스를 생성하고, 폐 역학 분석 중에 아크릴 상자 내부의 폐에 대한 시각적 피드백을 제공합니다. 시각적 모델은 중요하며 상상하기 어려운 구성 요소와 개념을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 따라서 생체 외 폐 모델은 실용적인 교육 방법을 나타냅니다.
양압 및 음압을 갖는 MV에 대한 연구(예: 양압 및 음압19,20,21), 에어로졸 분포 분석(22,23), 소아 시뮬레이션(24) 및 폐 관류(25)와 같은 생체 외 돼지 폐에 대한 연구는 MV에 대한 지식을 향상시킬 수 있다. 양압 및 음압에서 모델을 분석한 최근 연구에 따르면 양압 환기는 음압압에 비해 더 큰 국소 변형, 더 큰 팽창, 히스테리시스 곡선 차이 및 가능한 조직 병변을 동반한 갑작스러운 모집으로 이어질 수 있습니다 19,20,21. 그럼에도 불구하고 환자가 MV 압력 19,20,21 동안 양압을 받고 있기 때문에 양압 모델이 필요합니다. 전임상 연구를 위한 폐 모델의 개발은 MV 교육 및 훈련을 포함한 새로운 연구 및 응용 프로그램의 가능성을 열어줍니다.
여기에서는 연구 및 교육 목적으로 생체 외 돼지 폐 모델을 제시합니다. 우리의 주요 목표는 양압 MV 하에서 이 생체 외 돼지 폐 모델을 생성하는 단계를 설명하는 것입니다. 앞으로 폐 역학을 연구하고 가르치는 데 사용할 수 있습니다.

<table><tbody><tr><td>0.9 % 식염수</td><td>2500ml</td><td></td><td></td></tr><tr><td>마취 기계 - Primus</td><td>Drager</td><td>REF 8603800-18</td><td>절차에 사용되는 마취 워크 스테이션</td></tr><tr><td>흉부의 혈액 흡인을 위한</td><td>흡인기</td><td></td><td></td></tr><tr><td>침대 옆 모니터 - Life Scope</td><td>Nihon Kohden</td><td>BSM-7363</td><td>절차 중에 사용되는 다중 매개 변수 모니터</td></tr><tr><td>Bonney Tissue Forceps</td><td></td><td></td><td>모든 조직 겸자가 적합한</td></tr><tr><td>일회용 암표, # 23</td><td></td><td></td><td>모든 암표는 적합한</td></tr><tr><td>일회용 주사기 바늘, 18G x 1 1/2 ", 23G x 1"</td><td>BD</td><td>302814</td><td>널리 사용 가능한</td></tr><tr><td>일회용 주사기, 10ml</td><td></td><td></td><td>널리 사용 가능한</td></tr><tr><td>전기 수술 장치 - SS-501</td><td>WEM</td><td></td><td>절단 및 응고에 적합합니다. 흉부 절개</td></tr><tr><td>펜타닐</td><td></td><td></td><td>10mcg/kg 볼루스 + 10mcg/kg/hour 연속 주입</td></tr><tr><td>Finochietto 견인</td><td></td><td></td>기 <td>모든 finochietto 견인기가 적합합니다</td></tr><tr><td>헤파린</td><td></td><td></td><td>3ml</td></tr><tr><td>주입 세트</td><td>모든 주입 세트가</td><td></td><td></td> 적합합니다</tr><tr><td>Isoflurane</td><td></td><td></td><td>1.5%</td></tr><tr><td>Kelly Forceps Curved</td><td></td><td></td><td>모든 켈리 집게가 적합합니다</td></tr><tr><td>: 케타민</td><td></td><td></td><td>5mg / kg</td></tr><tr><td>젖산 링거 용액</td><td></td><td></td><td>500ml</td></tr><tr><td>기계식 인공 호흡기 - 서보 I</td><td>Maquet</td><td>REF 6449701</td><td>절차에 사용되는 기계식 인공 호흡기</td></tr><tr><td>Metzenbaum 가위 (직선 및 곡선)</td><td></td><td></td> <td>모든 metzenbaum 가위가 적합합니다</td></tr><tr><td></td><td>.</td><td></td><td>0.25mg/kg</td></tr><tr><td>구강 기관 삽관 캐뉼라, #6.5</td><td>Rusch</td><td>112282</td><td>널리 사용 가능한</td></tr><tr><td>플렉시 유리</td><td></td><td></td><td>맞춤형 플렉시 유리 상자: 30x45x60cm</td></tr><tr><td>폴리에스터 봉합사, 2-0</td><td></td><td></td><td>널리 사용 가능한</td></tr><tr><td>칼륨 코라이드</td><td></td><td></td><td>10ml, 19.1% 염화칼륨.</td></tr><tr><td>프로포폴</td><td></td><td></td><td>5mg/kg</td></tr><tr><td>3방향 마개</td><td></td><td></td><td>널리 사용 가능한</td></tr><tr><td>정맥 카테터, G20 x 1"</td><td>BD</td><td>38183314</td><td>널리 사용 가능</td></tr></tbody></table>

ex vivo (체외 주행) 폐 역학 연구 및 교육을 위한 돼지 실험 모델

Ex Vivo Porcine Experimental Model for Studying and Teaching Lung Mechanics

기계 환기는 널리 사용되며 이해 및 관리를 위한 특정 지식이 필요합니다. 이 분야의 의료 전문가는 부적절한 교육 및 교수법으로 인해 불안감을 느끼고 지식이 부족할 수 있습니다. 따라서 이 기사의 목적은 폐 역학을 연구하고 가르치기 위해 미래에 사용할 생체 외 돼지 폐 모델을 생성하는 것과 관련된 단계를 간략하게 설명하는 것입니다. 모델을 생성하기 위해 5개의 돼지 폐를 동물연구윤리위원회의 지침에 따라 적절한 주의를 기울여 흉부에서 조심스럽게 제거하고 기관 캐뉼라를 통해 기계식 인공호흡기에 연결했습니다. 그런 다음 이 폐는 폐포 모집 기동을 받았습니다. 호흡 역학 매개변수가 기록되고 이 과정에서 폐의 비디오를 얻기 위해 비디오 카메라가 사용되었습니다. 이 과정을 5일 연속으로 반복했다. 사용하지 않을 때는 폐를 냉장 보관했다. 이 모델은 매일 폐포 모집 기동 후 다른 폐 역학을 보여주었습니다. 요일에 영향을 받지 않고 기동에만 영향을 받습니다. 따라서 우리는 생체 외 폐 모델이 폐 역학과 그 효과, 심지어 프로세스의 모든 단계에서 시각적 피드백을 통해 폐포 모집 기동에 대한 더 나은 이해를 제공할 수 있다고 결론지었습니다.

우리는 23.4-26.9kg의 암컷 돼지 5마리를 사용했고, 심폐 적출 및 폐 역학 분석을 위해 설명된 프로토콜을 따랐다. 우리의 의도는 이 모델이 기계식 인공호흡기 화면에서 직접 수집된 최고 압력, 고원 압력, 저항, 구동 압력 및 동적 순응도 변수를 분석하여 폐 역학을 연구하는 데 유용하다는 것입니다. 모델 순서도는 그림 1에 나와 있습니다.
폐는 프로토콜의 항목 7.2, 8.1, 8.2, 9.1, 9.2 및 9.3에 설명된 전체 과정을 반복하여 연속 5일 동안 분석되었습니다. 우리는 폐 변수가 모집 전후에 어떻게 작용하는지 보여주고, 확립된 기간 동안 체외 폐 모델의 내구성을 검증하려고 노력했다.
유의한 차이(p &lt; 0.05)는 ARM 전과 후 사이의 모든 변수에서 관찰되었습니다. 기동 후 최고 압력, 고원 압력(그림 2) 및 구동 압력(그림 3)은 감소한 반면(p = 0.0005), 동적 순응도(p = 0.0007)는 증가하여(그림 4) 개방 붕괴 폐포 및 폐 영역 증가를 보여줍니다. 저항선(그림 5)도 모집 후 증가했습니다(p=0.0348). 어떤 변수도 그날의 영향을 크게 받지 않았습니다.
이러한 결과를 바탕으로 우리는 이 모델이 ARM을 통해 시각적 폐 역학 변화를 보여주고 (그림 6) 폐 역학을 연구하고 가르치는 데 효과적임을 보여주었습니다 (그림 7). 또한 모델을 최소 5일 연속 사용할 수 있음을 보여주었습니다. 이 기간 이후에는 모델을 평가하지 않았기 때문에 폐 모델의 최종 내구성을 확인할 수 없습니다.
<img alt="피크 및 고원 압력 그래프, cmH2O 대 일, p=0.0005 비교, 호흡 분석." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64850/64850fig02.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 2"> 그림 2: 압력. (A) 피크 압력. ARM Ppeak는 21 ± 3.2에서 23 ± 2.3 cmH2O인 반면, ARM 후 Ppeak는 5개의 폐에서 9 ± 0.6에서 12.6 ± 1.4 cmH2O 사이였습니다. 이원 분산 분석 통계 분석을 사용하여 0.0005의 p-값을 계산했으며, 이는 유의한 것으로 간주되었습니다. (B) 고원 압력. ARM 전 고원은 21 ± 3.2에서 22 ± 2.3 cmH2O인 반면, ARM 후 고원은 5 개의 폐에서 8.8 ± 0.4에서 11.6 ± 1.6 cmH2O 사이였습니다. 이원 분산 분석 통계 분석을 사용하여 0.0005의 p-값을 계산했으며, 이는 유의한 것으로 간주되었습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64850/64850fig02large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="5일 동안의 추진 압력 차트; cmH2O 대 일; p-값이 0.0005인 통계 데이터." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64850/64850fig03.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 3"> 그림 3: 구동 압력. ARM 이전 구동 압력은 16 ± 3.2에서 17 ± 2.3 cmH2O 사이였으며, ARM 후 구동 압력은 5 개의 폐에서 3.8 ± 0.4에서 6.6 ± 1.6 cmH2O 사이였습니다. 이원 분산 분석 통계 분석을 사용하여 0.0005의 p-값을 계산했으며, 이는 유의한 것으로 간주되었습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64850/64850fig03large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="동적 규정 준수 그래프; mL/cmH2O 대 일; 통계 결과 p=0.0007; 데이터 분석." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64850/64850fig04.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 4"> 그림 4: 동적 규정 준수. ARM 전 동적 순응도는 9.1 ± 1.2에서 10.2 ± 2.6mL/cmH2O인 반면, ARM 후 동적 순응도는 5개의 폐에서 23.6 ± 3.5에서 43.8 ± 11.3mL/cmH2O 사이였습니다. 이원 분산 분석 통계 분석을 사용하여 0.0007의 p-값을 계산했으며, 이는 유의한 것으로 간주되었습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64850/64850fig04large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="5일 동안의 저항 변화; 선 그래프; ARM 측정 전후 측정; p-값 분석." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64850/64850fig05v2.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 5"> 그림 5: 저항. ARM 전 저항은 1.4 ± 1.0에서 7 ± 3.2 cmH2O/L/seg 사이였으며, ARM 후 저항은 5개의 폐에서 2.4 ± 0.4에서 6.6 ± 5.1 cmH2O/L/seg 사이였습니다. 이원 분산 분석 통계 분석을 사용하여 0.0348의 p-값을 계산했으며, 이는 유의한 것으로 간주되었습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64850/64850fig05largev2.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="비교 폐 팽창 실험; 6단계; 호흡기 연구; 해부학적 분석." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64850/64850fig06.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 6"> 그림 6: 폐 모델. (A) PEEP가 5cm인 폐. (B) PEEP가 6cm인 폐. (C) PEEP가 8cm인 폐. (D) PEEP가 10cm인 폐. (E) PEEP가 12cm인 폐. (F) PEEP가 14cm인 폐. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64850/64850fig06large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="용적-압력 곡선, 호흡수 그래프, 일회 호흡량 데이터가 있는 인공호흡기 모니터링 화면." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64850/64850fig07.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 7"> 그림 7. 기계적 환기 차트. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64850/64850fig07large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

우리는 교육 목적으로 폐 역학 및 폐포 모집 기동을 시연하기 위해 생체 외 돼지 폐 모델을 제시합니다. 폐는 폐 역학 변수의 변화를 최소화하면서 하루 이상(최대 5일) 동안 사용할 수 있습니다.

Ex Vivo (체외 주행) 폐 역학 연구 및 교육을 위한 돼지 실험 모델

Mechanical ventilation is widely used and requires specific knowledge for understanding and management. Health professionals in this field may feel ...

기계적 환기는 호흡 부전에 널리 사용되며 자발적 환기를 부분적으로 또는 완전히 대체합니다. 관리에는 사전 지식과 전문성이 필요합니다. 그러나 일부 연구에 따르면 전문가들은 관리에 불안감을 느낍니다.모든 청구, 교육 부족 또는 사전 지식. 실험 모델은 기계적 환기의 개념과 시각적 피드백을 통한 폐 역학의 시각화를 용이하게 합니다. 처음에는 절차에 필요한 약물과 진정제를 조정하기 위해 동물의 무게를 얻었습니다.케타민은 킬로그램당 5mg, 미다졸람은 킬로그램당 25밀리그램을 근육 주사로 투여한다. 그런 다음 20G 정맥 카테터로 가장자리 귀 정맥에 구멍을 뚫고 마취 유도를 위해 킬로그램당 5mg의 프로포폴을 정맥 주사합니다. 3밀리리터의 헤파린을 8개의 심폐 차단 추출 및 관류에 정맥 투여합니다.마취 후 6.5mm 캐뉼라로 구강 삽관을 수행합니다. 기관 캐뉼러는 시술 중 변위를 방지하기 위해 단단히 고정되어야 합니다. 준비 후 캐뉼라를 통해 NMO를 기계 환기에 연결하고 산소의 50%에서 1.5%이소불소로 NMO 마취를 유지합니다.그리고 펜타닐, 킬로그램 볼루스 당 10 마이크로그램, 시간당 킬로그램 당 10 마이크로그램 연속 주입. 진정 깊이의 평가는 혈류역학적 매개변수의 모니터링과 가스 분석기의 사용을 기반으로 수행됩니다. 킬로그램당 8밀리리터의 일회 호흡량을 가진 부피 조절 모델의 기계식 인공호흡기를 조정합니다.환기 모드 및 기타 설정은 기계식 인공호흡기 화면에서 선택됩니다. 호흡수는 호기말 CO2를 35-45mm의 수은으로 유지하기 위해 조정해야 합니다. 흉골 돌기 위 2cm에서 흉골 돌기 아래 2cm까지 흉강에 접근할 수 있을 만큼 충분히 큰 흉골 절개를 하고 갈비뼈 견인기를 배치하여 시술 중 시야를 확장합니다.메스를 사용하여 기관을 수평으로 절개합니다. 절개는 구강 기관 튜브를 제거하고 새로운 기관 캐뉼라를 도입할 수 있을 만큼 충분히 커야 합니다. 새로 도입된 기관 캐뉼라의 커프를 팽창시킵니다.새 기관 캐뉼라를 기관에 직접 부착합니다. 기관 캐뉼라는 봉합되지 않고 환기 상자에 폐를 배치하는 동안 누출 및 움직임을 방지하기 위해 묶입니다. 메스로 조직을 절개하여 흉부에서 심폐 블록을 제거합니다.마지막으로 이소플루란 농도를 5%로 높이고 염화칼륨 10ml를 투여한다. 조직 절개 후 흡기 종료 시 적절한 Cali 겸자로 구기관 캐뉼라를 고정하여 폐를 부풀린 상태로 유지합니다. 기계식 인공호흡기를 분리합니다.대동맥을 절개하고 흡인기기를 흉강 내부에 위치시켜 유출된 혈액을 제거하고 대동맥의 시각화를 유지합니다. 하부 폐 인대는 폐 열상을 피하기 위해 조심스럽게 풀어주어야 합니다. 구기관 캐뉼라가 고정된 상태에서 흉곽에서 심폐 블록을 제거하고 트레이에 놓습니다.큰 구멍의 단일 루멘 카테터로 폐동맥을 캐뉼레이션하고 대동맥에서 맑은 액체가 흐를 때까지 2000밀리리터의 코드 9% 식염수를 지속적으로 투여하기 위해 주입 세트에 연결합니다. 식염수는 정상적인 속도로 투여해야 합니다. IV 백을 짜지 마십시오.흐름을 맑게 한 후 대동맥을 봉합하고 100밀리리터의 식염수를 더 투여합니다. 식염수는 실험이 끝날 때까지 폐 내부에 남아 있습니다. 폐를 준비한 후 아크릴 상자 안에 수직으로 놓고 기관 캐뉼라를 기계 인공호흡기에 연결합니다.기관 캐뉼라가 기관에 단단히 고정되어 있는지 확인하십시오. 다음 매개변수를 사용하여 볼륨 조절 모드의 기계식 인공호흡기를 조정하십시오. 타우 부피, 킬로그램당 6밀리리터.삐삐, 물 5cm. 산소의 흡기 분율, 21%호흡수, 15. 흡기 일시 중지 시간, 10%기계식 인공호흡기 화면에서 설정이 선택됩니다.모집을 시작하려면 PEEP의 물을 5cm에서 6cm로 늘린 다음 물의 14cm에 도달할 때까지 2cm씩 단계적으로 늘립니다. PEEP는 기계식 인공호흡기의 화면 버튼을 사용하여 증가시킵니다. 각 PEEP 값은 폐 역학을 기록하는 동안 10분 동안 유지됩니다.수심 14cm에 도달한 후 물의 6cm에 도달할 때까지 2cm씩 단계적으로 PEEP를 줄인 다음 5cm의 물로 줄입니다. 이 감소 동안 PEEP 값은 폐 역학을 기록하는 동안 5분 동안 유지됩니다. 모집 단계가 끝나면 흡입 중에 클램프로 기관 캐뉼라를 부드럽게 고정하여 폐를 부풀린 상태로 유지합니다.아크릴 상자를 엽니다. 아크릴 상자에서 폐를 꺼내 유리 용기에 조심스럽게 넣는다. 폐를 유리 용기에 넣은 후 클램프가 단단히 닫혀 있는지 확인하고 500 % 식염수 9 밀리리터를 붓습니다.폐를 비닐로 감싼 유리 용기에 담아 섭씨 2도에서 8도의 온도에서 24시간 동안 냉장고에 보관한다. 기계적 환기 과정을 반복하고 난자 모집 기동을 5일 연속으로 반복합니다. 과정이 끝날 때마다 폐를 유리 용기에 넣고 냉장고에 보관하십시오.우리는 연속으로 5일 동안 폐를 분석하고, 순서도에 설명된 대로 전체 과정을 반복합니다. 모집 전후에 폐 변수가 어떻게 작용하는지 보여줄 수 있었고 연구 기간 동안 생체 외 폐 모델의 내구성을 확립할 수 있었습니다. 채용 전후의 모든 변수 간에 유의미한 차이가 관찰되었습니다.기동 후 최고 압력, 고원 압력 및 구동 압력은 감소한 반면, 동적 순응도는 증가하여 붕괴된 허파꽈리의 개방과 폐 면적의 증가를 보여주었습니다. 기도 저항력도 모집 후 증가했다. 우리는 이 모델이 폐포 모집 기동을 통해 폐 역학의 시각적 변화를 입증하는 데 효과적이며 폐 역학의 연구 및 교육에 효과적임을 보여줍니다.또한 모델을 최소 5일 연속으로 사용할 수 있음을 보여줍니다. 파일럿 연구에서 우리는 5cm의 물에 대한 PEEP로 시작하여 최대 25cm까지 5cm씩 증가시켰습니다. 그러나 최고 및 고원 압력은 누공이 형성되면서 각각 40cm와 30cm의 수심 이상에 도달합니다.따라서 시간 경과에 따른 압력 거동을 더 잘 분석하고 생체 외 로깅 모델의 PEEP 한계를 이해하기 위해 2cm 단위로 점진적으로 증가하기로 결정했습니다. 사망률과 관련하여 지속적인 인플레이션과 점진적 인플레이션 사이에는 차이가 없지만 가장 많이 사용되는 점진적 인플레이션은 폐 역학의 단계적 분석을 용이하게 할 수 있습니다. 전임상 연구를 위한 유사한 모델 개발, 에어로졸 분포 검증, 소아 시뮬레이션 구축과 같은 다양한 이니셔티브와 함께 양압 및 음압이 있는 XV over C 모델을 사용하는 연구가 있었습니다.서로 다른 목표에도 불구하고, 이러한 연구는 우리의 새로운 연구에 대한 가능성을 열어주고, 우리의 학습 모델에 대한 응용 프로그램을 지원합니다. 연구에 따르면 XV 체적 모델에서 양압 환기를 사용하면 음압 환기보다 국부적 변형이 더 큰 갑작스러운 모집으로 이어질 수 있습니다. 양압 모델을 만드는 것이 필요한 이유는 환자들이 일반적으로 기계 환기 중에 양압에 노출되기 때문이며, 다리를 적절하게 제거할 수 있도록 동물의 해부학적 구조에 대한 지식이 먼저 있어야 하기 때문입니다.둘째, 모델은 5일 이상 평가되지 않았습니다. 셋째, 이 모델은 환기 교육에만 적합합니다. 마지막으로, 그 결과를 모든 인간에게 적용하기 위해서는 동물 모델의 한계를 고려하는 것이 중요합니다.X vivo 폐 모델은 실행 가능하고 재현 가능하며 폐 역학적 변수의 시각화를 통해 모집 기동에 제출할 수 있습니다. 이 모델은 기계적 환기 하에서 폐에 대한 새로운 관점을 제공하여 시각적 피드백을 통해 이러한 개념을 쉽게 가르칠 수 있도록 합니다.

ex-vivo-porcine-experimental-model-for-studying-teaching-lung

Research

연구

JoVE Journal

Medicine

의학

이 비디오는 감염된 세기관지 조직에서 박테리아 생물막의 생체 외 돼지 폐 모델을 개발하기 위한 프로토콜을 설명합니다. 생물막은 표면에 부착된 매트릭스에 내장된 박테리아 응집체입니다. 이 모델은 생물막 형성의 여러 단계에서 박테리아의 항생제 감수성을 연구하는 데 사용됩니다.

생물막의 생체 외 돼지 폐 모델: 돼지 기관지 조직의 박테리아 생물막을 연구하기 위한 폐 모델을 개발하는 기술

이 문서는 실험 조건에서 소 폐 기관지 내시경 기술, 즉 bronchoscopically 안내 접종, 기관지 세척액, 기관지 솔질하고, 기관지 폐 생검을 설명합니다.

생물 의학 연구에 소 폐 : 시각적으로 유도 기관지, Intrabronchial 접종 및<em&gt; 생체</em&gt; 샘플링 기법

생체 외 관류 폐 (EVLP)은 인간의 폐 이식 더욱 쉽게 이용할 공여체 풀 장기를 평가하고 확장 할 수 있도록함으로써 될 수있다. 여기서는 쥐 EVLP 프로그램 및 미래의 확장을위한 재현성있는 모델을 허용 세목의 개발을 기술한다.

고립의 방법<em&gt; 전의 VIVO</em쥐 모델에서&gt; 폐 관류 : 쥐 EVLP 프로그램 개발에서 교훈을

이 프로토콜은 ESLP 연구와 함께 사용하도록 설계된 기형외과 좌측 폐 동종 이식의 어린 돼지 모델을 설명합니다. 마취 및 수술 기술뿐만 아니라 중요한 단계 및 문제 해결에 중점을 둡니다.

ESLP를 위한 어린 돼지 모델에서의 좌측 폐 정형외과적 이식

Ex vivo lungs는 in vivo 실험의 교란 변수를 배제하면서 생리학적 데이터를 수집하기 위한 다양한 실험에 유용합니다. 상용 설정은 비용이 많이 들고 수집할 수 있는 데이터 유형이 제한되는 경우가 많습니다. 다양한 연구 설계에 적용할 수 있는 완전 모듈식 설정을 구축하는 방법을 설명합니다.

Rat Ex Vivo Lung Perfusion Model의 설계 및 구현

유체역학적 특성을 테스트하기 위해 펄스 복사기에 돼지 대동맥 판막을 장착하는 방법을 제시합니다. 이 방법은 대형 동물 모델에 사용하기 전에 실험 절차 또는 새로운 의료 기기를 적용한 후 유체 역학의 변화를 결정하는 데 사용할 수 있습니다.

실험적 대동맥 판막 시술 및 새로운 의료 기기의 유체역학 테스트를 위한 생체 외 돼지 모델

여기에서는 쥐 EVLP 모델을 확립하는 데 필요한 단계를 설명하고 관류된 폐와 관련된 염증 프로파일을 보여줍니다. 목표는 쥐 EVLP 모델에 대한 지식과 경험을 전파하여 이 혁신적인 기술과 관련된 생물학적 반응을 통합적으로 이해할 수 있도록 하는 것입니다.

폐 이식의 중개 통찰력을 위한 Ex vivo Lung Perfusion Rat Model 구축

이 프로토콜은 돼지의 경정맥을 통해 열희석 카테터를 삽입하여 심박출량을 추정하고 체외 폐 관류(EVLP) 동안 적절한 폐 관류를 보장하는 데 사용되는 수술 기술을 설명합니다.

Ex vivo 폐 관류를 위한 돼지 모델에서의 심박출량 측정

목표는 EVLP 전반에 걸쳐 4시간 동안 일관된 폐 기능을 유지할 수 있는 쥐에서 새로운 생체 외 폐 관류(EVLP) 모델을 개발하고 설치류 모델에 EVLP를 적용하기 위한 견고한 방법을 제공할 구현 세부 사항을 업계에 제공하는 것입니다.

순환기 사사 후 쥐 폐를 위한 새로운 생체 외 폐 관류 시스템 구축

이 연구는 급성 중간 위험 PE를 복제하는 큰 자가 색전증을 사용하는 폐색전증(PE)의 돼지 모델을 제시합니다. 이 모델은 병태생리학과 치료 반응을 모두 평가하는 데 적합합니다.

급성 자가 폐색전증의 돼지 모델

학습하세요 체외 돼지 폐 모델을 이용한 폐 역학 및 기계적 환기 교육 방법을. 이 모델은 5일간 안정적으로 유지되며 폐포 모집 기법 시연에 효과적입니다.

Ex Vivo (체외 주행) 폐 역학 연구 및 교육을 위한 돼지 실험 모델

더 많은 동영상 탐색