W tym artykule przedstawiamy protokół wywoływania ostrego uszkodzenia płuc u świń poprzez centralne wstrzyknięcie kwasu oleinowego. Jest to uznany model zwierzęcy do badania zespołu ostrej niewydolności oddechowej (ARDS).
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
W tym artykule przedstawiamy protokół wywoływania ostrego uszkodzenia płuc u świń poprzez centralne wstrzyknięcie kwasu oleinowego. Jest to uznany model zwierzęcy do badania zespołu ostrej niewydolności oddechowej (ARDS).
Zespół ostrej niewydolności oddechowej jest istotną chorobą intensywnej terapii, której częstość występowania waha się od 2,2% do 19% pacjentów oddziału intensywnej terapii. Pomimo postępów w leczeniu w ciągu ostatnich dziesięcioleci, pacjenci z ARDS nadal cierpią na śmiertelność od 35 do 40%. Nadal istnieje potrzeba dalszych badań w celu poprawy wyników leczenia pacjentów cierpiących na ARDS. Jednym z problemów jest to, że żaden pojedynczy model zwierzęcy nie jest w stanie naśladować złożonego patomechanizmu zespołu ostrej niewydolności oddechowej, ale istnieje kilka modeli do badania różnych jego części. Uszkodzenie płuc wywołane wstrzyknięciem kwasu oleinowego (OAI) jest dobrze ugruntowanym modelem do badania strategii wentylacji, mechaniki płuc i dystrybucji wentylacji/perfuzji u zwierząt. OAI prowadzi do poważnego upośledzenia wymiany gazowej, pogorszenia mechaniki płuc i przerwania bariery pęcherzykowo-kapilarnej. Wadą tego modelu jest kontrowersyjne mechanistyczne znaczenie tego modelu i konieczność centralnego dostępu żylnego, co jest wyzwaniem zwłaszcza w przypadku mniejszych modeli zwierzęcych. Podsumowując, uszkodzenie płuc wywołane przez OAI prowadzi do powtarzalnych wyników u małych i dużych zwierząt, a zatem stanowi dobrze dopasowany model do badania ARDS. Niemniej jednak konieczne są dalsze badania, aby znaleźć model, który naśladuje wszystkie części ARDS i nie ma problemów związanych z różnymi istniejącymi obecnie modelami.
Zespół ostrej niewydolności oddechowej (ARDS) to zespół intensywnej terapii, który był intensywnie badany od czasu jego pierwszego opisu około 50 lat temu1. Te badania doprowadziły do lepszego zrozumienia patofizjologii i spowodowały rozwój ARDS, co skutkowało poprawą opieki nad pacjentem i wynikami2,3. Niemniej jednak śmiertelność u pacjentów cierpiących na ARDS pozostaje bardzo wysoka i wynosi około 35-40%4,5,6. Fakt, że około 10% przyjęć na OIOM i 23% pacjentów OIOM, którzy wymagają wentylacji mechanicznej, jest spowodowanych ARDS, podkreśla znaczenie dalszych badań w tej dziedzinie.
Modele zwierzęce są szeroko stosowane w badaniach do badania zmian patofizjologicznych i potencjalnych metod leczenia różnych rodzajów chorób. Ze względu na złożoność ARDS, nie ma jednego modelu zwierzęcego, który naśladowałby tę chorobę, ale różne modele reprezentujące różne aspekty7. Jednym z dobrze ugruntowanych modeli jest uszkodzenie płuc wywołane wstrzyknięciem kwasu oleinowego (OAI). Model ten został wykorzystany w wielu zwierzętach, w tym myszy8, rats9, pigs10, dogs11 i sheep12. Kwas oleinowy jest nienasyconym kwasem tłuszczowym i najpowszechniejszym kwasem tłuszczowym w organizmie zdrowych ludzi13. Jest obecny w ludzkim osoczu, błonach komórkowych i tkance tłuszczowej13. Fizjologicznie jest związany z albuminą, gdy jest przenoszony przez krwioobieg13. Zwiększony poziom kwasów tłuszczowych we krwi jest związany z różnymi patologiami, a nasilenie niektórych chorób koreluje z poziomem kwasów tłuszczowych w surowicy13. Model ARDS kwasu oleinowego został opracowany w celu odtworzenia ARDS spowodowanego zatorowością lipidową, obserwowanej u pacjentów po urazach14. Kwas oleinowy ma bezpośredni wpływ na wrodzone receptory immunologiczne w płucach13 i wyzwala akumulację neutrofili15, produkcję mediatorów stanu zapalnego16 i śmierć komórki13. Fizjologicznie kwas oleinowy wywołuje szybko postępującą hipoksemię, wzrost ciśnienia tętniczego w płucach i gromadzenie się pozanaczyniowej wody w płucach. Ponadto wywołuje niedociśnienie tętnicze i depresję mięśnia sercowego7. Wadami tego modelu są konieczność centralnego dostępu żylnego, wątpliwe znaczenie mechanistyczne oraz potencjalny śmiertelny postęp spowodowany szybką hipoksemią i depresją serca. Zaletą tego modelu w porównaniu z innymi modelami jest użyteczność u małych i dużych zwierząt, prawidłowa odtwarzalność mechanizmów patofizjologicznych w ARDS, ostry początek ARDS po wstrzyknięciu kwasu oleinowego oraz możliwość badania izolowanego ARDS bez ogólnoustrojowego stanu zapalnego, jak w wielu innych modelach sepsy7. W poniższym artykule podajemy szczegółowy opis uszkodzenia płuc wywołanego kwasem oleinowym u świń i podajemy reprezentatywne dane w celu scharakteryzowania stabilności zaburzeń czynności płuc. Istnieją różne protokoły postępowania w przypadku uszkodzenia płuc wywołanego przez OAI. Przedstawiony tutaj protokół jest w stanie niezawodnie wywołać ostre uszkodzenie płuc.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie opisane tutaj eksperymenty na zwierzętach zostały zatwierdzone przez instytucjonalny i państwowy komitet opieki nad zwierzętami (Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz, Koblenz, Niemcy; numer zatwierdzenia G14-1-077) i zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi Europejskiego i Niemieckiego Towarzystwa Laboratoryjnych Nauk o Zwierzętach. Doświadczenia przeprowadzono na znieczulonych samcach świń (sus scrofa domestica) w wieku 2-3 miesięcy, o masie 27-29 kg.
1. Znieczulenie, intubacja i wentylacja mechaniczna
2. Oprzyrządowanie
3. Ultraszybki pomiar ciśnienia cząstkowego tlenu (pO2)
UWAGA: Pomiar pO2 za pomocą sondy do ultraszybkiego pomiaru pO2 nie jest obowiązkowy, ale pomaga w wizualizacji zmian pO2 w czasie rzeczywistym.
4. ZAKŁADANIE CEWNIKA DO TĘTNICY PŁUCNEJ
5. Indukcja uszkodzenia płuc
6. Koniec eksperymentu i eutanazja
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Stosunek PaO2/FiO2 spada po frakcjonowanym podaniu kwasu oleinowego (Rysunek 1). W przedstawionym badaniu do indukcji uszkodzenia płuc konieczne było podanie 0,185 ± 0,01 ml kg-1 kwasu oleinowego. Wszystkie zwierzęta wykazały upośledzenie oksygenacji po indukcji uszkodzenia płuc, przy czym przebieg czasowy różnił się w zależności od osobnika. U zwierzęcia 1 i 3 wskaźnik utrzymywał się na jednym poziomie z niewielkimi wahaniami...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W artykule opisano jedną z metod uszkodzenia płuc wywołanego kwasem oleinowym jako model do badania różnych aspektów ciężkiego ARDS. Istnieją również inne protokoły z różnymi emulsjami, różnymi miejscami wstrzyknięcia i różnymi temperaturami emulsji 23,24,25,26,27,28,29. Nasza metoda zapewni...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszyscy autorzy nie ujawniają żadnego finansowego ani żadnego innego konfliktu interesów.
Autorzy pragną podziękować Dagmar Dirvonskis za doskonałe wsparcie techniczne.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Kran 3-drożny niebieski | Becton Dickinson Infusion Therapy AB Helsingborg, Szwecja | 394602 | |
| 3-drożny kran czerwony | Becton Dickinson Infusion Therapy AB Helsingborg, Szwecja | 394605 | |
| Atracurium | Hikma Pharma GmbH , Martinsried | 4262659 | |
| Canula 20 G | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Hiszpania | 301300 | |
| Datex Ohmeda S5 | GE Healthcare Finland Oy, Helsinki, Finlandia | ||
| Dezynfekcja | Schü lke & Mayr GmbH, Niemcy | 104802 | |
| Rurka dotchawicza | Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malezja | 112482 | |
| Wprowadzenie rurki dotchawiczej | Rü sch | 5033062 | |
| Engströ m Carestation | GE Heathcare, Madison USA | ||
| Fentanyl | Janssen-Cilag GmbH, Neuss | ||
| Gloves | Paul Hartmann, Niemcy | 9422131 | |
| Incetomat-line 150 cm | Fresenius, Kabi Germany GmbH | 9004112 | |
| Ketamine | Hameln Pharmaceuticals GmbH | ||
| Laryngoskop | Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malezja | 671067-000020 | |
| Logiczny system monitorowania ciśnienia | Smith- Medical Germany GmbH | MX9606 | |
| Logicath 7 Fr 3-lumen 30cm | Smith- Medical Germany GmbH | MXA233x30x70-E | |
| Masimo Radical 7 | Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA | ||
| Maska do wentylacji psów | Henry Schein, Niemcy | 730-246 | |
| Zestaw Neofox Optyka | oceaniczna Largo, FL USA | NEOFOX-KIT-PROBE | |
| Noradrenalina | Sanofi- Aventis, Seutschland GmbH | 73016 | |
| Kwas oleinowy | Applichem GmbH Darmstadt, Niemcy | 1,426,591,611 | |
| Oryginalna strzykawka Perfusor 50ml Luer Lock | B.Braun Melsungen AG, Niemcy | 8728810F | |
| PA-Katheter Swan Ganz 7,5 Fr 110cm | Edwards Lifesciences LLC, Irvine CA, USA | 744F75 | |
| Zestaw wprowadzający osłonki przezskórnej 8,5 i 9 Fr, 10 cm ze zintegrowanym zaworem hemmostazy/bocznym | portem Arrow international inc. Reading, PA, USA | AK-07903 | |
| Perfusor FM Braun | B.Braun Melsungen AG, Niemcy | 8713820 | |
| Chlorek potasu | Fresenius, Kabi Germany GmbH | 6178549 | |
| Propofol 2% | Fresenius, Kabi Germany GmbH | ||
| Saline | B.Braun Melsungen AG, Niemcy | ||
| Sonosite Micromaxx Ultrasoundsystem | Sonosite Bothell, WA, USA | ||
| Nierdzewny Macintosh Rozmiar 4 | Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malezja | 670000 | |
| Sterofundin | B.Braun Melsungen AG, Niemcy | ||
| Stresnil 40mg/ml | Lilly Germany GmbH, Abteilung Elanco Strzykawka dla zdrowia | ||
| 10 ml | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Hiszpania | 309110 | |
| Strzykawka 2 ml | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Hiszpania | 300928 | |
| Strzykawka 20 ml | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Hiszpania | 300296 | |
| Strzykawka 5 ml | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Hiszpania | 309050 | |
| cewnik żylny 22G | B.Braun Melsungen AG, Niemcy | 4269110S-01 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.