Name: Model ostrego przeciążenia objętościowego u świń u dorosłych i dzieci (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-01-12T13:40:00.000+00:00
Duration: 6 min 9 s
Description: Poznaj model ostrego przeciążenia objętościowego u świń w celu badania zmian fal naczyniowych i rozwoju nieinwazyjnych metod monitorowania stanu objętościowego.

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

Autorzy chcieliby podziękować dr José A. Diazowi, Jamiemu Adcockowi i Mary Susan Fultz oraz Laboratorium S.R. Light w Vanderbilt University Medical Center za pomoc i wsparcie. Kolejne specjalne podziękowania dla Johna Polanda i reszty perfuzjonistów z Vanderbilt University Medical Center oraz ich studentów za pomoc w tym badaniu. Prace te zostały wsparte grantem z Narodowego Instytutu Serca, Płuc i Krwi Narodowych Instytutów Zdrowia (BA; R01HL148244). Wyłączną odpowiedzialność za treść ponoszą autorzy i niekoniecznie reprezentują one oficjalne poglądy National Institutes of Health.

Protokół badania został zatwierdzony przez Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt Uniwersytetu Vanderbilt (protokół M1800176-00) i ściśle przestrzegał wytycznych Narodowego Instytutu Zdrowia dotyczących opieki i użytkowania zwierząt laboratoryjnych. W tym eksperymencie wykorzystuje się samce i samice świń i prosiąt rasy Yorkshire o wadze około 40-45 kg i 4-10 kg. Obecne podejście nie obejmuje badań przesiewowych w kierunku wcześniej istniejących schorzeń u zamówionych świń. Przyznając, że praktyka ta może potencjalnie wpłynąć na pożądane wyniki lub je zaciemnić, należy zauważyć, że zgodnie z informacjami sprzedawcy prawdopodobieństwo takiej ingerencji jest niskie. Ograniczenie to jest uznawane i akceptowane jako nieodłączny aspekt procedury.
1. Znieczulenie i wentylacja
<ol>
	<li>Dorosła świnia
	<ol>
		<li>Znieczulić świnię, powoli wstrzykując domięśniowo ketaminę (2,2 mg/kg)/ksylazynę (2,2 mg/kg)/telazol (4,4 mg/kg). Bezpośrednio po indukcji cewnik dożylny (IV) 18-24G umieszcza się w centralnej lub brzeżnej żyle usznej po tylnej stronie małżowiny usznej. Zabezpiecz kroplówkę 1-calową taśmą klejącą.</li>
		<li>Ułóż świnię na stole operacyjnym w pozycji leżącej. Poproś niezależnego technika laboratoryjnego na zwierzętach, odpowiedzialnego za nadzorowanie określonych parametrów, o ocenę głębokości znieczulenia określonej przez takie czynniki, jak parametry życiowe, reagowanie na bodźce, obecność lub brak ruchu, wiotkość tonu szczęki, wahania częstości akcji serca, zmiany poziomu CO2 w końcówce oddechu i wahania częstości oddechów. Oceny te wskazują na dostosowanie dawki wziewnego środka znieczulającego.</li>
		<li>Zaintubuj śródtchawiczo świnię rurką dotchawiczą o średnicy 6,5 mm za pomocą bezpośredniej laryngoskopii i napompuj mankiet dotchawiczy 3-5 ml powietrza. Utrzymuj świnię na wentylacji o kontrolowanej objętości z objętością oddechową 8 ml / kg, częstością oddechów dostosowaną do końcowego oddechowego CO2 wynoszącego 35-40 mmHg i dodatnim ciśnieniem końcowo-wydechowym 5 cmH2O. Utrzymuj znieczulenie poprzez wdychanie 1% izofluranu.</li>
		<li>Umieść cewnik Foleya w cewce moczowej, aby monitorować objętość wydalanego moczu u samic świń i chirurgicznie umieść go u samców świń wtórnie do anatomicznej trudności wprowadzenia Foleya przez cewkę moczową.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Model prosiąt
	<ol>
		<li>Wstrzyknąć roztwór znieczulający ketaminy (2,2 mg/kg)/ksylazyny (2,2 mg/kg)/telazolu (4,4 mg/kg)/deksmedetomidyny (0,005 mg/kg) około 5-tygodniowemu prosięciu (co odpowiada około 12-miesięcznemu człowiekowi) za pomocą wstrzyknięcia domięśniowego. Następnie natychmiast umieść kroplówkę 22-24G w najlepszej dostępnej żyle, prawdopodobnie po tylnej stronie małżowiny usznej.</li>
		<li>Umieść prosię na stole operacyjnym w pozycji leżącej.</li>
		<li>Za pomocą laryngoskopii bezpośredniej zaintubuj prosię dotchawiczo rurką dotchawiczą o średnicy 4,5-5,5 mm. Napompuj mankiet rurki dotchawiczej 3-5 ml powietrza za pomocą strzykawki bez dołączonej do niej igły. Utrzymuj znieczulenie 1% izofluranem z ponownym podawaniem deksmedetomidyny (0,005 - 0,01 mg/kg dożylnie) co 2 godziny, w zależności od potrzeb, w zależności od głębokości znieczulenia ocenianej w momencie ponownego dawkowania.</li>
		<li>Utrzymać za pomocą wentylacji o kontrolowanej objętości objętość oddechową 8 ml / kg, częstość oddechów miareczkowaną do CO2 na końcu oddechu 35-40 mmHg i dodatnie ciśnienie wydechowe 5 cmH2O.</li>
		<li>Umieść cewnik Foleya w cewce moczowej, aby monitorować objętość wydalanego moczu u samic prosiąt. Umieścić cewnik Foleya chirurgicznie u samców prosiąt wtórnie do anatomicznej trudności wprowadzenia Foleya przez cewkę moczową. 
		UWAGA: Dodatkowo, w razie potrzeby, buprenorfina/deksmedetomidyna podawana przeciwbólowo będzie podawana w bolusie. Aby utrzymać spójność, częstość oddechów w respiratorze mechanicznym zostanie dostosowana tak, aby utrzymać poziom CO2 w zakresie 35-40 mmHg przez cały czas trwania eksperymentu.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Umiejscowienie kaniulacji i monitorowanie urządzenia
<ol>
	<li>Dorosła świnia
	<ol>
		<li>Zdezynfekuj całą przednią część szyi 2% roztworem do peelingu chloroheksydyny, a następnie spryskaj 5% roztworem jodu powidonu14.</li>
		<li>Chirurgicznie odsłonić zarówno prawą, jak i lewą żyłę szyjną zewnętrzną (EJ) oraz tętnice szyjne wewnętrzne (CA) z obustronnymi pionowymi nacięciami bezpośrednio po stronie tchawicy i rozciąć w dół do układu naczyniowego za pomocą kauteryzacji monopolarnej.</li>
		<li>W razie potrzeby wypreparuj mięśnie i przewód taśmowy za pomocą nożyczek do tkanek Kelly i retraktorów Lahey i/lub kleszczyków do tkanek14. Uwidocznij dwustronne EJ i CA.</li>
		<li>Umieść dwie francuskie kaniule 8,5 (Fr) w prawej EJ, używając techniki Seldingera15. Po kaniulacji umieść cewnik do tętnicy płucnej o średnicy 7 Fr (PAC) przez wprowadzacz prawej EJ. Użyj tego prawego cewnika EJ i PAC do monitorowania hemodynamicznego.</li>
		<li>Zkaniuluj lewą EJ za pomocą kaniuli 10 Fr i podłącz ją do dedykowanego rurki pompy rolkowej zalanej roztworem PlasmaLyte. 
		UWAGA: Żyły szyjne zewnętrzne mają zwykle większą średnicę i są bardziej nachylone do cewnikowania serca. To właśnie z tych powodów zdecydowaliśmy się na kaniulację EJ nad wewnętrzną szyją (IJ) w eksperymentach z świniami1.</li>
		<li>Korzystając z techniki Seldingera15 umieść linię tętniczą 4 Fr we właściwym CA w celu inwazyjnego monitorowania ciśnienia krwi przez cały czas trwania eksperymentu.</li>
		<li>Dołącz żądany monitoring do świni.
		<ol>
			<li>Monitoruj tętno (HR) za pomocą przewodów telemetrycznych oraz skurczowe ciśnienie krwi (SBP), rozkurczowe ciśnienie krwi (DBP) i średnie ciśnienie tętnicze (MAP), podłączając przetwornik ciśnienia podłączony do wzmacniacza ciśnienia krwi do cewnika CA.</li>
			<li>Monitoruj średnie ciśnienie w tętnicy płucnej (MPAP), skurczowe ciśnienie w tętnicy płucnej (SPAP), rozkurczowe ciśnienie w tętnicy płucnej (DPAP) i centralne ciśnienie żylne (CVP), podłączając przetwornik ciśnienia podłączony do wzmacniacza ciśnienia krwi do odpowiednich portów PAC.</li>
			<li>Określ ciśnienie tętna, znajdując wariancję między SBP i DBP. Aby obliczyć zmienność ciśnienia tętna (PPV), oblicz zmienność między szczytowymi poziomami ciśnienia tętna zarówno podczas wdechu, jak i wydechu w całym cyklu oddechowym.</li>
			<li>Obliczaj pomiary PPV za pomocą modułu ciśnienia krwi LabChart 8 i działającego w systemie PowerLab. W tym ustawieniu wybierz 3 minuty danych w kanale linii tętniczej, gdzie minimalna wysokość piku jest ustawiona na 10 mmHg i cykle uśrednione w ciągu 10 cykli. W module oprogramowania piki każdego cyklu impulsowego mogą być automatycznie obliczane i wizualnie potwierdzane. Uzyskane w ten sposób minimalne ciśnienie tętna i maksymalne ciśnienie tętna są następnie wykorzystywane do obliczenia PPV.</li>
			<li>Przeprowadź termorozcieńczanie rzutu serca (CO), używając kalibracji objętości/temperatury specyficznej dla urządzenia. Uzyskaj ciśnienie klina włośniczkowego w kapilarach płucnych (PCWP), napełniając balon PAC 1,5 ml powietrza i przesuwając cewnik, aż do uzyskania wizualizacji fal V i A, reprezentujących ograniczony przepływ krwi od prawej do lewej. Odczytaj PCWP pod wartością grupy czynności A na końcu wygaśnięcia.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Podawać PlasmaLyte16 z szybkością około 100 ml/min, aby uzyskać początkową wartość PCWP na poziomie 8-10 mmHg (euwolemia) przed rozpoczęciem ostrego przeciążenia objętościowego. 
		UWAGA: Całkowita objętość potrzebna do osiągnięcia euwolemii różni się w zależności od wielu zmiennych omówionych w Dyskusji. Średnio około 500 ml jest potrzebne u świń poddawanych temu eksperymentalnemu protokołowi w Vanderbilt University Medical Center. Model ten wykorzystuje PlasmaLyte jako zrównoważony buforowany roztwór krystaloidów. Jest prawdopodobne, że każdy inny zrównoważony buforowany krystaloid (np. Normosol-R, Lactated Ringer's) dałby podobne wyniki. Niebuforowana, kwaśna sól fizjologiczna jest i powinna być unikana w tym modelu, aby uniknąć znanej utraty integralności błony komórkowej śródbłonka, dysfunkcji śródbłonka i kwasicy spowodowanej przez sól fizjologiczną normalną16.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Model prosiąt
	<ol>
		<li>Podobnie jak dorosłe świnie, prosięta, po znieczuleniu i wentylacji mechanicznej, dezynfekują całą przednią szyję za pomocą 2% roztworu peelingu chloroheksydyny, a następnie spryskują 5% roztworem jodu powidonu14. Kanulować tylko prawą tętnicę szyjną, tętnicę szyjną i lewą tętnicę udową u prosiąt.</li>
		<li>Chirurgicznie odsłonić prawą żyłę EJ i wewnętrzny CA z prawostronnym pionowym nacięciem bezpośrednio po stronie tchawicy i rozciąć w dół do naczynia krwionośnego za pomocą kauteryzacji monopolarnej.</li>
		<li>W razie potrzeby wypreparuj mięśnie i przewód taśmowy za pomocą nożyczek do tkanek Kelly i retraktorów Lahey i/lub kleszczyków do tkanek14. Odświetl prawą stronę EJ i CA.</li>
		<li>Zdezynfekuj dolną część brzucha i okolice łonowe prosiąt 2% roztworem peelingu chloroheksydyny, a następnie spryskaj 5% roztworem jodu powidonu. Chirurgicznie odsłonić lewą tętnicę udową (FA) za pomocą klasycznej techniki podłużnej, jak opisano w17.</li>
		<li>Umieścić 6 Fr cewnika do żyły centralnej w prawej EJ, a następnie umieścić 5 Fr PAC w tętnicy płucnej.</li>
		<li>Umieść dwa 3 cewniki tętnicze Fr: jeden w prawym CA, a drugi w lewym FA. Poświęć lewy cewnik FA do pobierania krwi w celu częstej analizy gazometrii krwi tętniczej. Użyj otwartego portu powiązanego z wprowadzaczem PAC do podawania woluminu za pomocą strzykawki o pojemności 60 ml.</li>
		<li>Podawać PlasmaLyte16 bolus 10 ml/kg za pomocą strzykawki 60 ml ze stałą szybkością przeciskania, zatrzymując się po każdym bolusie w celu uzyskania PCWP i zatrzymując się po osiągnięciu wartości 8-10 mmHg (euwolemia). 
		UWAGA: Całkowita objętość potrzebna do osiągnięcia euwolimii różni się w zależności od wielu zmiennych omówionych w Omówieniu tego manuskryptu. Około 50-100 ml jest potrzebne średnio u prosiąt poddawanych temu protokołowi eksperymentalnemu w Vanderbilt University Medical Center.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Administracja wolumenem
<ol>
	<li>Dorosła świnia
	<ol>
		<li>Po zakończeniu kaniulacji i osiągnięciu euwolemii należy podawać ciepły roztwór krystaloidu PlasmaLyte w odstępach co 500 ml z szybkością 100 ml / min (<silna klasa = "xfig">Rysunek 1).</li>
		<li>Potwierdź zapis hemodynamicznych punktów końcowych: HR, frakcja hemoglobiny nasyconej tlenem (SpO2), częstość oddechów (RR), końcowy tlenek węgla (ETCO2), CVP, SBP, DBP, MAP, PPV, SPAP, DPAP i MPAP.</li>
		<li>Wykonaj niezbędne procedury w celu uzyskania pomiarów statycznych (CO i PCWP) po każdych 500 ml objętości aż do eutanazji, która będzie miała miejsce przy całkowitej objętości 5 l lub do momentu, gdy nastąpi 15% spadek CO w stosunku do poprzedniego pomiaru, w zależności od tego, co nastąpi wcześniej. 
		UWAGA: Spadek CO reprezentuje początek opadającej kończyny krzywej Starling18. W tym momencie przeciążenie objętościowe prowadzi do rozszerzenia serca powyżej optymalnej długości dla skurczu włókien mięśniowych, co skutkuje upośledzeniem skurczu i zmniejszeniem CO18.</li>
		<li>W czasie euwolemii i pod koniec podawania całkowitej objętości należy przeprowadzić analizę gazometrii krwi tętniczej w celu uzyskania częściowego ciśnienia tlenu tętniczego (PaO2), pH, mleczanu i nadmiaru zasady u świni.</li>
		<li>Rejestruj wydalanie moczu (ml) po każdym 500 ml przyrostu roztworu krystaloidu PlasmaLyte. Wskazane jest wyzerowanie moczu po osiągnięciu euwolimii. Poddać świnię eutanazji w całkowitej objętości 5 l lub gdy zaobserwuje się 15% spadek CO, w zależności od tego, co nastąpi wcześniej.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Model prosiąt
	<ol>
		<li>Po udanej kaniulacji i osiągnięciu euwolemii, PlasmaLyte należy podawać w ilościach 20 ml/kg za pomocą bolusa strzykawkowego co 10 minut (<silna klasa = "xfig">Ryc. 1).</li>
		<li>Potwierdź zapis parametrów hemodynamicznych (HR, RR, SpO2, EtCO2, CVP, SBP, DBP, MPAP, PPV i MPAP). Zmierzyć PCWP po każdych 10 ml/kg bolusa. 
		UWAGA: Ze względu na wymaganą objętość i opór wytwarzany przez małą średnicę wewnętrzną 5 Fr PAC, termorozcieńczanie CO nie jest przeprowadzane u prosiąt. Zamiast tego do obliczenia CO, stosowana jest metoda Ficka19,20. Polega to na uzyskaniu frakcji hemoglobiny nasyconej tlenem z krwi tętnicy płucnej (SvO2), która jest wykonywana równocześnie z analizą gazometrii krwi tętniczej.</li>
		<li>Wykonaj analizę gazometrii krwi tętniczej po każdym bolusie objętościowym 20 ml/kg w celu uzyskania PaO2, pH, mleczanu i nadmiaru zasady. 
		UWAGA: Biorąc pod uwagę ograniczenia wielu z tych inwazyjnych punktów danych w rutynowej opiece klinicznej, echokardiografia przezklatkowa (TTE) jest wykonywana po każdych 20 ml / kg bolusa w modelu prosiąt w celu zmierzenia szczytowej prędkości skurczowej przepływu krwi w aorty (PSV) i średnicy drogi odpływu lewej komory (LVOT) - dwóch punktów danych stosowanych w pediatrycznej praktyce klinicznej do oszacowania stanu objętości pacjenta.</li>
		<li>Wykonaj TTE, aby zmierzyć punkty danych średnicy PSV i LVOT po każdych 20 ml/kg bolusie. Rejestruj wydalanie moczu po każdych 20 ml/kg bolusa. Poddać prosięciu eutanazję przy całkowitej objętości 500 ml lub po zaobserwowaniu 15% spadku CO, w zależności od tego, co nastąpi wcześniej.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. Eutanazja zarówno u dorosłych świń, jak i prosiąt
<ol>
	<li>Potwierdzić utrzymanie 1% izofluranu. Wywołać zatrzymanie akcji serca przez dożylne wstrzyknięcie pentobarbitalu sodu (125 mg/kg). Potwierdź brak parametrów życiowych po wstrzyknięciu, aby potwierdzić zgon.</li>
</ol>

Investigating Physiological Responses to Acute Volume Overload in Porcine Models

<ol><li>Wise, E. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hemodynamic+parameters+in+the+assessment+of+fluid+status+in+a+porcine+hemorrhage+and+resuscitation+model%5BTitle%5D)+AND+%22Anesthesiology%22%5BJournal%5D)">Hemodynamic parameters in the assessment of fluid status in a porcine hemorrhage and resuscitation model.</a> Anesthesiology. 134 (4), 607-616 (2021).</li>
<li>Rollins, K. E., Lobo, D. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intraoperative+goal-directed+fluid+therapy+in+elective+major+abdominal+surgery%3A+A+meta-analysis+of+randomized+controlled+trials%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Surg%22%5BJournal%5D)">Intraoperative goal-directed fluid therapy in elective major abdominal surgery: A meta-analysis of randomized controlled trials.</a> Ann Surg. 263 (3), 465-476 (2016).</li>
<li>Som, A., Maitra, S., Bhattacharjee, S., Baidya, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Goal+directed+fluid+therapy+decreases+postoperative+morbidity+but+not+mortality+in+major+non-cardiac+surgery%3A+a+meta-analysis+and+trial+sequential+analysis+of+randomized+controlled+trials%5BTitle%5D)+AND+%22J+Anesth%22%5BJournal%5D)">Goal directed fluid therapy decreases postoperative morbidity but not mortality in major non-cardiac surgery: a meta-analysis and trial sequential analysis of randomized controlled trials.</a> J Anesth. 31 (1), 66-81 (2017).</li>
<li>Xu, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Goal-directed+fluid+therapy+versus+conventional+fluid+therapy+in+colorectal+surgery%3A+A+meta+analysis+of+randomized+controlled+trials%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Surg%22%5BJournal%5D)">Goal-directed fluid therapy versus conventional fluid therapy in colorectal surgery: A meta analysis of randomized controlled trials.</a> Int J Surg. 56, 264-273 (2018).</li>
<li>Hassinger, A. B., Wald, E. L., Goodman, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+postoperative+fluid+overload+precedes+acute+kidney+injury+and+is+associated+with+higher+morbidity+in+pediatric+cardiac+surgery+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatr+Crit+Care+Med%22%5BJournal%5D)">Early postoperative fluid overload precedes acute kidney injury and is associated with higher morbidity in pediatric cardiac surgery patients.</a> Pediatr Crit Care Med. 15 (2), 131-138 (2014).</li>
<li>Chen, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+global+view+of+porcine+transcriptome+in+three+tissues+from+a+full-sib+pair+with+extreme+phenotypes+in+growth+and+fat+deposition+by+paired-end+RNA+sequencing%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Genomics%22%5BJournal%5D)">A global view of porcine transcriptome in three tissues from a full-sib pair with extreme phenotypes in growth and fat deposition by paired-end RNA sequencing.</a> BMC Genomics. 12, 448(2011).</li>
<li>Hou, N., Du, X., Wu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+pig+models+of+human+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Animal+Model+Exp+Med%22%5BJournal%5D)">Advances in pig models of human diseases.</a> Animal Model Exp Med. 5 (2), 141-152 (2022).</li>
<li>Spannbauer, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large+animal+models+of+heart+failure+with+reduced+ejection+fraction+%28HFrEF%29%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Cardiovasc+Med%22%5BJournal%5D)">Large animal models of heart failure with reduced ejection fraction (HFrEF).</a> Front Cardiovasc Med. 6, 117(2019).</li>
<li>Odle, J., Lin, X., Jacobi, S. K., Kim, S. W., Stahl, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+suckling+piglet+as+an+agrimedical+model+for+the+study+of+pediatric+nutrition+and+metabolism%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Anim+Biosci%22%5BJournal%5D)">The suckling piglet as an agrimedical model for the study of pediatric nutrition and metabolism.</a> Annu Rev Anim Biosci. 2, 419-444 (2014).</li>
<li>Whitaker, E. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel%2C+clinically+relevant+use+of+a+piglet+model+to+study+the+effects+of+anesthetics+on+the+developing+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Transl+Med%22%5BJournal%5D)">A novel, clinically relevant use of a piglet model to study the effects of anesthetics on the developing brain.</a> Clin Transl Med. 5 (1), 2(2016).</li>
<li>Gasthuys, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+potential+use+of+piglets+as+human+pediatric+surrogate+for+preclinical+pharmacokinetic+and+pharmacodynamic+drug+testing%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Pharm+Des%22%5BJournal%5D)">The potential use of piglets as human pediatric surrogate for preclinical pharmacokinetic and pharmacodynamic drug testing.</a> Curr Pharm Des. 22 (26), 4069-4085 (2016).</li>
<li>Alobaidi, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Association+between+fluid+balance+and+outcomes+in+critically+ill+children%3A+A+systematic+review+and+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA+Pediatr%22%5BJournal%5D)">Association between fluid balance and outcomes in critically ill children: A systematic review and meta-analysis.</a> JAMA Pediatr. 172 (3), 257-268 (2018).</li>
<li>Soler, Y. A., Nieves-Plaza, M., Prieto, M., Garcia-De Jesus, R., Suarez-Rivera, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pediatric+risk%2C+injury%2C+failure%2C+loss%2C+end-stage+renal+disease+score+identifies+acute+kidney+injury+and+predicts+mortality+in+critically+ill+children%3A+a+prospective+study%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatr+Crit+Care+Med%22%5BJournal%5D)">Pediatric risk, injury, failure, loss, end-stage renal disease score identifies acute kidney injury and predicts mortality in critically ill children: a prospective study.</a> Pediatr Crit Care Med. 14 (4), e189-e195 (2013).</li>
<li>Alessa, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Porcine+as+a+training+module+for+head+and+neck+microvascular+reconstruction%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Porcine as a training module for head and neck microvascular reconstruction.</a> J Vis Exp. (139), e58104(2018).</li>
<li>Higgs, Z. C., Macafee, D. A., Braithwaite, B. D., Maxwell-Armstrong, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Seldinger+technique%3A+50+years+on%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">The Seldinger technique: 50 years on.</a> Lancet. 366 (9494), 1407-1409 (2005).</li>
<li>Cheung-Flynn, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Normal+saline+solutions+cause+endothelial+dysfunction+through+loss+of+membrane+integrity%2C+ATP+release%2C+and+inflammatory+responses+mediated+by+P2X7R%2Fp38+MAPK%2FMK2+signaling+pathways%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Normal saline solutions cause endothelial dysfunction through loss of membrane integrity, ATP release, and inflammatory responses mediated by P2X7R/p38 MAPK/MK2 signaling pathways.</a> PLoS One. 14 (8), e0220893(2019).</li>
<li>Canteras, M., Baptista-Silva, J. C. C., Cacione, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transverse+versus+longitudinal+inguinotomy+for+femoral+artery+approach%5BTitle%5D)+AND+%22Cochrane+Database+Syst+Rev%22%5BJournal%5D)">Transverse versus longitudinal inguinotomy for femoral artery approach.</a> Cochrane Database Syst Rev. 2018 (10), CD013153(2018).</li>
<li>Katz, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+descending+limb+of+the+Starling+curve+and+the+failing+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">The descending limb of the Starling curve and the failing heart.</a> Circulation. 32 (6), 871-875 (1965).</li>
<li>Ragosta, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRagosta%2C+M+%22Textbook+of+Clinical+Hemodynamics%22">Textbook of Clinical Hemodynamics</a>. , Elsevier. (2017).</li>
<li>LaFarge, C. G., Miettinen, O. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+estimation+of+oxygen+consumption%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovasc+Res%22%5BJournal%5D)">The estimation of oxygen consumption.</a> Cardiovasc Res. 4 (1), 23-30 (1970).</li>
<li>Soto, F., Kleczka, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiopulmonary+hemodynamics+in+pulmonary+hypertension%3A+Pressure+tracings%2C+waveforms%2C+and+more%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Pulmonary+Hypertension%22%5BJournal%5D)">Cardiopulmonary hemodynamics in pulmonary hypertension: Pressure tracings, waveforms, and more.</a> Adv Pulmonary Hypertension. 7 (4), 386-393 (2008).</li>
<li>Helen Chum, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endotracheal+intubation+in+swine%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Anim%22%5BJournal%5D)">Endotracheal intubation in swine.</a> Lab Anim. 41 (11), 309-311 (2012).</li>
<li>Cavallaro, F., Sandroni, C., Antonelli, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+hemodynamic+monitoring+and+dynamic+indices+of+fluid+responsiveness%5BTitle%5D)+AND+%22Minerva+Anestesiol%22%5BJournal%5D)">Functional hemodynamic monitoring and dynamic indices of fluid responsiveness.</a> Minerva Anestesiol. 74 (4), 123-135 (2008).</li>
</ol>

Brak ujawnień dotyczących tematów niniejszego raportu. Dr Kyle Hocking jest założycielem, dyrektorem generalnym i prezesem VoluMetrix oraz wynalazcą w dziedzinie własności intelektualnej w dziedzinie analizy przebiegów żylnych przypisanym do Uniwersytetu Vanderbilt i licencjonowanym przez VoluMetrix. Colleen Brophy, MD, jest założycielką i dyrektorem ds. informatyki VoluMetrix oraz wynalazcą własności intelektualnej w dziedzinie analizy przebiegów żylnych przypisanej do Vanderbilt i licencjonowanej przez VoluMetrix. Bret Alvis, MD, CMO i jest wynalazcą w dziedzinie własności intelektualnej w dziedzinie analizy przebiegów żylnych przypisanym do Vanderbilt i licencjonowanym przez VoluMetrix oraz jest żonaty z dyrektorem operacyjnym VoluMetrix. Pozostali autorzy nie mają żadnych ujawnień do przekazania.

W tym protokole istnieją dwa krytyczne kroki. Po pierwsze, konieczne jest poświęcenie czasu na uzyskanie odpowiedniej kaniulacji i zapewnienie umiejscowienia monitorowania hemodynamicznego/objętościowego. Zarówno w modelach dorosłych, jak i prosiąt, konieczne jest chirurgiczne przecięcie, aby odpowiednio kaniulować wymagane naczynie i wprowadzić wymagany cewnik. Przezskórne metody badań ultrasonograficznych okazały się trudne i traumatyczne w przypadku naczyń małego kalibru obserwowanych u świń i prosiąt. Dwa cewniki, które mogą stanowić wyzwanie, to cewnik moczowy PAC i cewnik moczowy Foleya. PAC mogą być trudne do przedostania się do tętnicy płucnej zarówno u świń, jak i prosiąt. Gdy końcówka balonu zostanie napompowana 1,0 - 1,5 ml powietrza, może migrować w dół żyły głównej dolnej (IVC) zamiast trafiać do prawego przedsionka (RA). Niewielkie wycofanie czynnika wprowadzającego może pomóc PAC wejść do RA. Techniki fluoroskopii i ultradźwięków zostały wykorzystane do pomocy w umieszczeniu PAC. Po kaniulacji serca za pomocą PAC, unoszenie się w PA nie okazało się wyzwaniem. Innym poważnym punktem bólu jest umieszczenie cewnika moczowego Foleya w pęcherzu moczowym samca świni / prosiącia przez cewkę moczową ze względu na anatomiczną złożoność układu moczowego świni. W szczególności samce świń mają długą, wąską i silnie zwiniętą cewkę moczową, co może utrudniać wprowadzanie i nawigację cewnika oraz zwiększać ryzyko urazu lub niewłaściwego przemieszczenia. Dlatego chirurgiczne założenie cewnika Foleya jest zwykle wykonywane u samców świń / prosiąt wtórnych do tej trudności anatomicznej.
Drugi krytyczny krok w protokole eksperymentalnym polega na zapewnieniu euwolemii zarówno w modelach świń, jak i prosiąt przed zainicjowaniem przeciążenia objętościowego. Ustalenie pomiarów bazowych jest niezbędne do późniejszych porównań i dokładnego określenia przeciążenia objętościowego. Często obserwuje się, że zarówno dorosłe świnie, jak i prosięta często znajdują się w stanie odwodnienia lub zmniejszonej objętości na początku eksperymentów. Można to przypisać takim czynnikom, jak protokoły tranzytu, diety i/lub nawodnienia wdrożone podczas przetrzymywania. W związku z tym nierzadko zdarza się, że zwierzęta wymagają resuscytacji przed zainicjowaniem modelu przeciążenia objętościowego. Opierając się na doświadczeniu i aktualnych danych, PCWP między 8-10 mmHg jest najbardziej reprezentatywnym punktem danych dla euwolemii w modelach świń i prosiąt, kryterium to jest zgodne z istniejącą literaturą1.
Głównym ograniczeniem jest zmienna CO i sposób jej uzyskiwania w obu modelach. Chociaż jest to krytyczny parametr w fizjologii układu sercowo-naczyniowego, dwie stosowane techniki to termorozcieńczanie i metoda Ficka19,20. Termorozcieńczanie polega na wstrzyknięciu znanej ilości skalibrowanej temperatury soli fizjologicznej do RA, a następnie pomiarze zmian temperatury w tętnicy płucnej przez termistor na końcu PAC. Stopień rozcieńczenia jest odwrotnie proporcjonalny do CO. Natomiast metoda Ficka oblicza CO na podstawie zużycia tlenu (VO2) i różnicy w zawartości tlenu między krwią tętniczą a żylną20. Obie metody mają jednak istotne ograniczenia. Termorozcieńczanie wymaga, aby prędkość wtrysku pozostawała stała, co jest podatne na błędy ludzkie, wymaga odpowiednio działającego termistora PAC i jest mniej dokładne w warunkach znacznego przetoki wewnątrzsercowej lub wewnątrzpłucnej lub niedomykalności zastawki trójdzielnej. Ponadto, specyficznie dla modelu prosiąt, używany monitor CO musi być skalibrowany do pomiaru znacznie mniejszej objętości niż monitory CO dla dorosłych. Ponadto stała prędkość wtrysku może okazać się trudna przy małych średnicach światła obserwowanych przy 5 Fr PAC. Dlatego metoda Ficka jest bardziej odpowiednia dla modelu prosiąt. Chociaż jest to mniej inwazyjne, jego ograniczeniem jest to, że zakłada stały stan zużycia tlenu, co może nie być dokładne w przypadku prosiąt doświadczających tak szybkich zmian fizjologicznych. Na przykład SvO2 jest kluczową zmienną Fick CO i ma na nią wpływ hemoglobina prosiąt. Ostre rozcieńczenie hemoglobiny prosiąt prawdopodobnie znacząco przyczynia się do spadku SvO2, a następnie powoduje spadek obliczonego CO, co może nie być całkowicie rzeczywistą redukcją L/min. Co więcej, dokładny pomiar zużycia tlenu może być trudny technicznie, ponieważ aspiracja z końcówki PAC jest podatna na obciążenie skrzepami podczas eksperymentów.
Kolejnym wyzwaniem w modelu przeciążenia objętości świń jest trudność w uzyskaniu odpowiedniego kształtu fali do oceny PCWP. Monitorowanie PCWP jest kluczowym elementem kompleksowej oceny przeciążenia woluminu. Jednakże, aby zapewnić dokładność śledzenia PCWP, pewne parametry jakościowe muszą być spełnione przed zarejestrowaniem śledzenia klinowego. Po pierwsze, kształt fali ciśnienia w tętnicy płucnej (PAP) powinien wykazywać odpowiednią zmianę, odzwierciedlającą ograniczony przepływ krwi od prawej do lewej. Zmiana ta polega na odpowiednim utracie ciśnienia skurczowego i rozkurczowego z prawej komory oraz śledzeniu PCWP wyświetlającym zarówno załamki A, jak i V, wskazujące odpowiednio na skurcze lewego przedsionka i komory21,22. Na koniec wartość PCWP powinna zostać wyprowadzona z fali A na końcu wygaśnięcia21. Ważny PCWP można podać tylko wtedy, gdy spełnione są te trzy warunki, zapewniając w ten sposób wiarygodność pomiaru w kontekście oceny przeciążenia objętościowego. Wreszcie, PPV i zmienność ciśnienia skurczowego (SPV; niezgłoszona we wstępnych wynikach) są jedynymi dynamicznymi wskaźnikami krążenia ocenianymi w tym modelu. Wskaźniki dynamiczne mogą być cennymi punktami danych w zakresie reakcji objętości i opierają się na reakcji układu krążenia na kontrolowane zmiany napięcia wstępnego, często występujące wtórnie do wentylacji nadciśnieniowej i/lub podnoszenia nóg. Przeanalizowano dynamiczne zmiany zaobserwowane w przebiegach tętniczych i PPV wykazało statystycznie istotną odwrotną korelację z objętością podaną u świni, te same wyniki nie zostały docenione u prosiaka. Spółka celowa zostanie przedstawiona w przyszłych publikacjach. Warto zauważyć, że wskaźnik zmienności pletyzmografu (PVI) i zmienność objętości wyrzutowej (SVV) nie są badane w tym modelu, mimo że istnieją pewne dowody na ich stosowanie w określonych warunkach resuscytacji23. To ograniczenie jest drugorzędne w stosunku do możliwości monitorowania w naszej obecnej konfiguracji eksperymentalnej.
Opracowanie i wykorzystanie modeli przeciążenia objętościowego zarówno u dorosłych świń, jak i prosiąt ma znaczące implikacje w różnych obszarach badawczych. Dorosłe świnie, ze względu na swoje fizjologiczne podobieństwa do ludzi 1,9,10, szczególnie w zakresie funkcji sercowo-naczyniowych, służą jako doskonałe modele do badania patofizjologii przeciążenia objętościowego u dorosłych ludzi. Model ten może dostarczyć cennych informacji na temat mechanizmów leżących u podstaw schorzeń, takich jak niewydolność serca i przeciążenie płynami w stanie krytycznym, a także może pomóc w ocenie strategii terapeutycznych i technik monitorowania w tych warunkach.
Modele prosiąt oferują wyjątkową okazję do zbadania skutków przeciążenia objętościowego w populacji pediatrycznej - populacji, w której badania kliniczne okazały się trudne. Biorąc pod uwagę różnice fizjologiczne i rozwojowe między dziećmi a dorosłymi, wyniki z modeli dorosłych nie zawsze mogą być ekstrapolowane na pacjentów pediatrycznych. Reprezentatywne wyniki przedstawione w niniejszym raporcie są przykładem tego błędnego, ale tradycyjnego podejścia. Prosięta, ze swoimi podobieństwami rozwojowymi do ludzkich niemowląt, mogą pomóc wypełnić tę lukę 9,10. Jest to szczególnie istotne, biorąc pod uwagę częste występowanie stanów przeciążenia objętościowego u pacjentów pediatrycznych, takich jak te związane z wrodzonymi wadami serca lub interwencjami na oddziale intensywnej terapii12. Model prosiąt może przyczynić się do lepszego zrozumienia specyficznej dla dzieci patofizjologii ostrego przeciążenia objętościowego i pomóc w opracowaniu strategii terapeutycznych i monitorujących odpowiednich do wieku.

Ostre przeciążenie objętością, stan charakteryzujący się nagłym i nadmiernym wzrostem objętości płynów ustrojowych, jest krytycznym problemem medycznym, który wymaga kompleksowego badania1. Często wiąże się to z agresywną i/lub niewłaściwą resuscytacją płynów, transfuzją krwi i chorobami współistniejącymi, takimi jak niewydolność serca i niewydolność nerek. Może to prowadzić do ciężkiej zachorowalności i zwiększonego prawdopodobieństwa śmiertelności1,2,3. Pomimo swojego znaczenia klinicznego, patofizjologia ostrego przeciążenia objętościowego pozostaje słabo poznana3,4. Ponadto brak konkretnych kryteriów diagnostycznych i skutecznych strategii monitorowania dodatkowo podkreśla potrzebę rygorystycznych badań naukowych. Badanie ostrego przeciążenia objętościowego ma kluczowe znaczenie nie tylko dla poprawy wyników leczenia pacjentów, ale także dla lepszego zrozumienia fizjologii człowieka. To wyjątkowa okazja do zbadania mechanizmów homeostazy płynów w organizmie i ich reakcji na ekstremalny stres1. Badania nad płynoterapią ukierunkowaną na cel (GDFT) w celu zapobiegania swobodnej resuscytacji płynów i promowania bardziej ukierunkowanego podejścia do resuscytacji wykazały poprawę zachorowalności i śmiertelności w warunkach okołooperacyjnych oraz w sepsie 1,3,4. W badaniach tych wykorzystano różne urządzenia do monitorowania stanu objętościowego, w tym cewniki do żył centralnych z pomiarami ciśnienia w żyłach centralnych, ScVO2, pomiary mleczanu w linii tętniczej, pomiary objętości wyrzutowej/rzutu serca za pomocą dopplera przezprzełykowego, rozcieńczenie litu rzut serca, analiza konturu tętna tętniczego, bioimpedancja elektryczna klatki piersiowej i przezpłucne termorozcieńczenie1,3,4,5. Wiele podejść zastosowanych do oceny stanu objętości, z których każde ma ograniczenia w dokładności i użyteczności, sugeruje, że istnieje miejsce na znaczną poprawę GDFT poprzez poprawę oceny objętości wewnątrznaczyniowej3,4.
Modele świń okazały się szczególnie cennymi narzędziami w badaniach nad fizjologią układu krążenia u ludzi6. Anatomiczne i fizjologiczne podobieństwa między układem sercowo-naczyniowym świni i człowieka, takie jak wielkość serca, anatomia naczyń wieńcowych i parametry hemodynamiczne, sprawiają, że świnie są idealnymi modelami do badań translacyjnych6. Co więcej, świnie wykazują porównywalną reakcję na przeciążenie objętościowe jak ludzie, co czyni je doskonałymi modelami do badania patofizjologii ostrego przeciążenia objętościowego i skuteczności różnych interwencji terapeutycznych7,8. Wykorzystanie modeli świń pozwala również na gromadzenie wysokiej jakości, szczegółowych punktów danych, takich jak pomiary hemodynamiczne w czasie rzeczywistym i próbki tkanek, które często są nieosiągalne w badaniach na ludziach7. Ta przewaga punktów danych zapewnia bardziej kompleksowe zrozumienie ostrego przeciążenia woluminem, co może ostatecznie przyczynić się do opracowania skuteczniejszych strategii monitorowania i zapobiegania.
Wykorzystanie modeli prosiąt do badania ostrego przeciążenia objętościowego ma ogromne znaczenie, szczególnie biorąc pod uwagę niedostatek badań pediatrycznych w tej dziedzinie. Prosięta, ze swoimi fizjologicznymi i rozwojowymi podobieństwami do ludzkich niemowląt, stanowią nieoceniony model, podobnie jak ich dorosłe odpowiedniki, do zrozumienia populacji pediatrycznej9,10,11. Pomimo częstego występowania stanów przeciążenia objętościowego u pacjentów pediatrycznych, takich jak te związane z wrodzonymi chorobami serca lub interwencjami intensywnej terapii, badania w tej dziedzinie były znacznie ograniczone, zwłaszcza jeśli chodzi o modele zwierzęce, które dokładnie reprezentują ludzkie niemowlęta5,12,13. Wykorzystanie modeli prosiąt może pomóc wypełnić tę lukę, oferując wgląd w specyficzną dla dzieci patofizjologię ostrego przeciążenia objętościowego i skuteczność potencjalnych strategii terapeutycznych7,11.
Ten manuskrypt opisuje metodę użycia ciągłego wlewu roztworu krystaloidu bezpośrednio do zewnętrznej żyły szyjnej zarówno dorosłych, jak i dziecięcych świń w celu wywołania ostrego przeciążenia objętościowego i zbadania hemodynamicznych efektów takich zmian objętości na typowych peryferyjnych i centralnych punktach danych używanych do monitorowania stanu objętości. Ta opisana metoda powinna służyć jako cenne narzędzie, które pomoże przyszłym naukowcom w badaniu mechanizmów patofizjologicznych leżących u podstaw ostrego przeciążenia objętościowego i ocenie potencjalnych lepszych metod monitorowania i innowacji.

<table><tbody><tr><td>1% Isofluran</td><td>Primal, Boston, MA, USA</td><td>26675-46-7</td><td>https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/792632?gclid=Cj0KCQjw9fqnBhDSARIsAHl cQYS_W-q6tS2s6LQw2Qn7Roa3TGIpTLPf5 2351vrhgp44foEcRozPqtYaAtvfEAL w_wcB</td></tr><tr><td>Cewnik tętniczy</td><td>Merit Medical, Jordania Południowa, UT, USA</td><td>MAK401</td><td>MAK Mini Access Kit</td></tr><tr><td>Cewnik tętniczy</td> 4F <td>Cook Medical, Bloomington, IN, USA</td><td>C-PMS-300-RA/G01908</td><td>Zestaw cewnika do tętnic promieniowych 3,0 Fr./5 cm</td></tr><tr><td>Wzmacniacz ciśnienia krwi</td><td>AD Instrumenty, Colorado Springs, CO, USA</td><td>FE117</td><td>https://www.adinstruments.com/products/bp-blood-pressure-amp</td></tr><tr><td>Wprowadzenie do cewnika do żyły centralnej</td><td>Arrow International Inc, Reading, PA, USA</td><td>AK-09800</td><td>8,5 Fr. x 4" (10 cm) Arrow-Flex</td></tr><tr><td>Żyła centralna Wprowadzacz cewnika</td><td>Arrow International</td><td>CP-07611-P</td><td>Super Arrow-Flex Przezskórna osłona Zestaw wprowadzający 6Fr./7,5 cm</td></tr><tr><td>Jednorazowe przetworniki ciśnienia tętniczego</td><td>AD Instruments, Colorado Springs, CO, USA</td><td>MLT0670</td><td>https://www.adinstruments.com/products/disposable-bp-transducers</td></tr><tr><td>Kendall 930 FoamElectrodes</td><td>Covidien, Mansfield, MA, USA</td><td>22935</td><td>https://www.cardinalhealth.com/en/product-solutions/medical/patient-monitoring/electrocardiography/monitoring-ecg-electrodes/radiolucent-electrodes/kendall-930-series-radiolucent-foam-electrodes.html</td></tr><tr><td>LabChart 8 oprogramowanie</td><td>AD Instruments, Colorado Springs, CO, USA</td><td>Nie dotyczy</td><td></td></tr> https://www.adinstruments.com/products/labchart <tr><td>obwodowego cewnika dożylnego Angiocath 18-24 Gauge 1,16 cala</td><td>McKesson, Irving, TX, USA</td><td>329830</td><td>https://mms.mckesson.com/product/329830/Becton-Dickinson-381144</td></tr><tr><td>PlamaLyte Crystilloid Solution</td><td>Baxter International, Deerfield, IL USA</td><td>2B2544X</td><td>https://www.ciamedical.com/baxter-2b2544x-each-solution-plasma-lyte-a-inj-ph-7-4-1000ml</td></tr><tr><td>PowerLab</td><td>ADInstruments, Colorado Springs, CO, USA</td><td>Nie dotyczy</td><td>https://www.adinstruments.com/products/powerlab/c?creative=532995768429&keyword= Powerlab& matchtype=e& sieć= g& device=c& gclid=CjwKCAjwysipB hBXEiwApJOcu-ulfO0bfCc-j6B7PpO kOAGur8IZ4SWNkhNZ7mORGstO vKON6plWLxoCigsQAvD_BwE</td></tr><tr><td>Cewnik do tętnicy płucnej</td><td>Edwards Life Sciences, Irvine, CA, USA</td><td>TS105F5</td><td>Cewnik termorozcieńczalny True Size 24 cm proksymalny port- Swan Ganz&nbsp;</td></tr><tr><td>Cewnik do tętnic płucnych (7F)</td><td>Edwards Life Sciences, Irvine, CA, USA</td><td>131F7</td><td>Swan Ganz 7F x 110cm&nbsp;</td></tr><tr><td>Telazol (Tiletamine HCl i Zolazepam HCl), roztwór do wstrzykiwań, 5 ml</td><td>Patterson Veterinary, Loveland, CO 80538</td><td>07-801-4969</td><td>https://www.pattersonvet.com/ProductItem/078014969?omni=telazol</td></tr><tr><td>Terumo Sarns 8000 Roller Pump</td><td>Terumo Cardiovascular, Ann Arbor, MI, USA</td><td>16402</td><td>https://aamedicalstore.com/products/terumo-sarns%E2%84%A2-8000-roller-pump</td></tr><tr><td>Ksylazyna HCl 100 mg / ml, roztwór do wstrzykiwań, 50 mL</td><td>Patterson Veterinary, Loveland, CO 80538</td><td>07-894-5244</td><td>https://www.pattersonvet.com/ProductItem/078945244</td></tr><tr><td>Yorkshire Adult Pigs</td><td>Oak Hill Genetics, Ewing, IL, USA</td><td>N/A</td><td>Yorkshire/Landrace 81-100lbs</td></tr><tr><td>Yorkshire Prosiąta</td><td>Oak Hill Genetics&nbsp;</td><td>Nie dotyczy</td><td>Samicy "prosiaka", określ wiek 5 tygodni z odpowiadającym zdrowym zakresem wagi (około 10-20 funtów).</td></tr></tbody></table>

model ostrego przeciążenia objętościowego u świń u dorosłych i dzieci

Adult and Pediatric Porcine Model of Acute Volume Overload

Ten protokół opisuje model ostrego przeciążenia objętości świń dla dorosłych świń i prosiąt rasy Yorkshire. Oba stada świń poddawane są znieczuleniu ogólnemu, intubacji dotchawiczej i wentylacji mechanicznej. Cewnik do żyły centralnej i cewnik tętniczy są umieszczane poprzez chirurgiczne przecięcie odpowiednio w żyle szyjnej zewnętrznej i tętnicy szyjnej. Cewnik do tętnicy płucnej umieszcza się przez osłonkę wprowadzającą cewnika do żyły centralnej. Roztwór krystaloidu PlasmaLyte podaje się następnie w dawce 100 ml/min u dorosłych świń i w dawce 20 ml/kg bolusów przez 10 minut u prosiąt. Hiperwolemię osiąga się przy 15% zmniejszeniu pojemności minutowej serca lub przy 5 litrach u dorosłych świń i przy 500 ml u prosiąt. Dane hemodynamiczne, takie jak częstość akcji serca, częstość oddechów, końcowy dwutlenek węgla, frakcja hemoglobiny nasyconej tlenem, ciśnienie tętnicze krwi, ciśnienie w żyle centralnej, ciśnienie w tętnicy płucnej, ciśnienie klina włośniczkowego w kapilarze płucnym, częściowe ciśnienie tętnicze tlenu, mleczan, pH, nadmiar zasady i frakcja tętnicy płucnej hemoglobiny nasyconej tlenem, są monitorowane podczas eksperymentów. Wstępne dane zaobserwowane za pomocą tego modelu wykazały statystycznie istotne zmiany i silne regresje liniowe między centralnymi parametrami hemodynamicznymi a ostrym przeciążeniem objętościowym u dorosłych świń. Jedynie ciśnienie klina kapilarycznego w płucach wykazało zarówno regresję liniową, jak i istotność statystyczną dla ostrego przeciążenia objętościowego u prosiąt. Modele te mogą pomóc naukowcom w odkryciu odpowiednich do wieku strategii terapeutycznych i monitorujących w celu zrozumienia i zapobiegania ostremu przeciążeniu objętościowemu.

Wstępne reprezentatywne dane pilotażowe po analizie regresji liniowej dla modelu dorosłej świni wykazały liniowość w stosunku do podanej objętości u pierwszych ośmiu świń (Rysunek 2). Chociaż podczas tego eksperymentu zmierzono wiele innych punktów danych oraz objętości przekraczające 2,5 L, dane te reprezentują analizę przeprowadzoną do chwili obecnej. Dwa parametry życiowe najczęściej stosowane do oceny objętości, HR (R2=0,15) i MAP (R2=0,79), wykazały zależność liniową podczas wymuszonej hiperwolemii, ale nie wykazały istotności statystycznej (p&gt;0,05; Rysunek 2A,B). W porównaniu z nimi centralne zmienne hemodynamiczne CVP (R2=0,93), CO (R2=0,95) i PCWP (R2=0,98) wykazały zarówno liniowość, jak i istotność statystyczną (p&gt;0,05; Rysunki 2C-E). Powszechnie stosowany nieinwazyjny pomiar stanu objętościowego, PPV, wykazał umiarkowaną korelację odwrotną (R2=0,41) i istotność statystyczną (p&lt;0,5; Rysunek 2F); jednak regresja ta nie była tak silna jak w przypadku centralnych punktów danych hemodynamicznych w stosunku do podanej objętości. Warto zauważyć, że u żadnej dorosłej świni nie zaobserwowano 15% spadku CO przy objętości analizowanej do chwili obecnej, tj. 2,5 L. Średnia ilość wydalanego moczu wyniosła 1,2 L (SD=500 mL; n=6). Choć dane te stanowią analizę 8 świń (tylko 6 miało dokładne pomiary wydalania moczu), gromadzone są kolejne dane, a przyszłe raporty będą zawierały bardziej rzetelną analizę większej liczby świń i ich zmierzonych punktów danych.
Reprezentatywne wyniki pilotażowe po analizie regresji liniowej u trzech prosiąt wykazały, że tylko PCWP wykazywało regresję liniową i istotność statystyczną w odniesieniu do wzrostu objętości (R2=0,43, p=0,02; Rysunek 3E). Co ciekawe, MAP wykazywało istotność statystyczną, jednak dotyczyło ona odwrotnej zależności od podanej objętości (R2=0,38, p=0,03; Rysunek 3B), co dowodzi, że podanie objętości prowadzi do spadku MAP u prosięcia. Pozostałe zmienne centralne wykazały statystycznie istotną zależność od wzrostu objętości (CVP: R2=0,31, p=0,048; CO: R2=0,33, p=0,04; Rysunek 3C,D). Jednakże, na podstawie wartości R2, regresje liniowe w stosunku do podanej objętości były u tych trzech prosiąt słabsze niż w przypadku PCWP. Żadna inna zmienna hemodynamiczna (HR, SvO2, PPV) nie wykazała regresji liniowej względem podanej objętości ani żadnej statystycznie istotnej zależności (Rysunki 3A,B,F; HR: R2=0,17, p=0,16; SvO2: R2=0,24, p=0,09; PPV: R2=0,01, p=0,097). Chociaż zmierzono inne punkty danych, a konkretnie zmienne echokardiograficzne, takie jak PSV i średnica LVOT, dane te reprezentują analizę przeprowadzoną do chwili obecnej. Podobnie jak u dorosłych świń, regresja objętości do punktów danych była najsilniejsza dla PCWP w miarę osiągania przeładowania objętościowego. Warto odnotować, że u wszystkich prosiąt wystąpił 15% spadek CO przy objętości około 80 mL/kg. Średnia ilość wydalanego moczu wyniosła 115 mL (SD=111 mL; n=3). Objętość u prosiąt mierzono jako % objętości krwi zamiast wartości bezwzględnych, ponieważ różnice w masie ciała prosiąt i szacowanej objętości krwi były bardzo duże między osobnikami, podczas gdy w przypadku szacowanej objętości krwi w większych badaniach na świniach nie było takich różnic. Należy podkreślić, że dane te są reprezentatywnymi danymi pilotażowymi z zaledwie 3 eksperymentów na prosiętach. Przyszłe raporty będą zawierać odpowiednią ilość danych, aby sformułować silniejsze wnioski.
<img alt="Proces równowagi statycznej podczas eutanazji prosięcia i dorosłej świni, schemat z analizą spadku CO." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65967/65967fig01v2.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rycina 1"> 
Rycina 1: Oś czasu modelu przeładowania objętościowego u świń i prosiąt rasy Yorkshire. Dorosłe świnie (góra) i prosięta (dół) są poddawane resuscytacji do stanu ewolemii (PCWP=8-10 mmHg). Po osiągnięciu tego stanu rozpoczyna się podawanie płynów. Dane hemodynamiczne u dorosłych osobników (czarna strzałka; częstość akcji serca, częstość oddechów, ciśnienie tętnicze, SpO2, końcowe stężenie dwutlenku węgla, ciśnienia w tętnicy płucnej, PCWP, ciśnienie żylne centralne, CO) oraz analiza gazometryczna krwi tętniczej (<img alt="Równowaga statyczna; ΣFx=0; schemat; układ mechaniczny; analiza sił; pojęcie fizyczne; edukacyjny." src="/files/ftp_upload/65967/65967eq01.jpg" style="margin: auto;" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Równanie 1">; PaO2, PaCO2, mleczany, nadwyżka zasad, pH) są pozyskiwane podczas eksperymentu po każdym podaniu 500 mL płynu. U prosiąt dane hemodynamiczne (biała strzałka; częstość akcji serca, częstość oddechów, ciśnienie tętnicze, SpO2, końcowe stężenie dwutlenku węgla, ciśnienia w tętnicy płucnej, PCWP i ciśnienie żylne centralne) oraz analiza gazometryczna krwi tętniczej (<img alt="Równowaga statyczna; ΣFx=0; schemat; układ mechaniczny; analiza sił; pojęcie fizyczne; edukacyjny." src="/files/ftp_upload/65967/65967eq01.jpg" style="margin: auto;" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Równanie 1">; PaO2, PaCO2, mleczany, nadwyżka zasad, pH oraz SvO2) są pozyskiwane aż do momentu eutanazji po każdym bolusie płynu o objętości 20 mL/kg (podane objętości oparto na średniej masie 5 kg prosiąt 5-tygodniowych). Pomiary echokardiograficzne przezklatkowe są wykonywane przy każdym punkcie objętości aż do eutanazji (<img alt="Równowaga statyczna; ΣFx=0; schemat; układ mechaniczny; analiza sił; pojęcie fizyczne; edukacyjny." src="/files/ftp_upload/65967/65967eq01.jpg" style="margin: auto;" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Równanie 1">; szczytowa prędkość skurczowa przepływu krwi w aorcie i średnica drogi odpływu lewej komory). Eutanazja następuje przy spadku CO o 15% lub po podaniu 5L (dorosłe świnie)/ 500 mL (prosięta). Skróty: PaO2= ciśnienie parcjalne tlenu; PaCO2= ciśnienie parcjalne dwutlenku węgla; mL= mililitr; kg= kilogram; CO= rzut serca; PCWP= ciśnienie zaklinowania w tętnicy płucnej. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65967/65967fig01largev2.jpg" target="_blank">Prosimy kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Wykresy odpowiedzi układu sercowo-naczyniowego; ilustrują HR, MAP, CVP, CO, PCWP i PPV w funkcji zmian objętości." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65967/65967fig02.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 2"> 
Rysunek 2: Reprezentatywne wyniki odpowiedzi zmiennych hemodynamicznych u dorosłych świń na ostre podanie objętościowe. W wstępnej analizie 8 świń wszystkie parametry życiowe, (A) częstość akcji serca (R2=0.15) i (B) średnie ciśnienie tętnicze (R2=.79) wykazały regresję liniową. (C) Centralne wskaźniki hemodynamiczne, CVP (R2=0.93), (D) CO (R2=0.95), (E) PCWP (R2=0.98), wykazały silniejszą regresję liniową w porównaniu z parametrami życiowymi. (F) Obliczalna zmienność ciśnienia tętna również, zgodnie z oczekiwaniami, wykazała odwrotną korelację z podaną objętością (R2=0.41). Regresja punktów danych względem objętości była najsilniejsza dla PCWP w miarę osiągania przeciążenia objętościowego. Skróty: HR= częstość akcji serca; MAP= średnie ciśnienie tętnicze; CVP= centralne ciśnienie żylne; CO= rzut serca; PCWP= ciśnienie zaklinowujące w tętnicy płucnej; PPV= zmienność ciśnienia tętna; mL= mililitry. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65967/65967fig02large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Wykresy odpowiedzi hemodynamicznej pokazują efekty zwiększenia objętości w odniesieniu do HR, MAP, CVP, CD, ScO2, PCWP i PPV." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65967/65967fig03.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rycina 3"> 
Rycina 3: Reprezentatywne wyniki odpowiedzi zmiennych hemodynamicznych prosiąt na ostre podanie objętościowe. (E) W analizie wstępnej u 3 prosiąt tylko PCWP wykazało regresję liniową i statystycznie istotną zależność od % zwiększenia objętości (R2=0.43, p=0.2). (C) CVP oraz (D) CO oparte na metodzie Ficka wykazały statystycznie istotną zależność od zwiększenia objętości (R2=0.31, p=0.048; oś y lewa w D: R2=0.33, p=0.04), jednak odnotowano słabszą regresję liniową w porównaniu do PCWP. (B) MAP wykazało odwrotną regresję liniową w stosunku do zwiększenia objętości z istotnością statystyczną (R2=0.38, p=0.03). (A, F) Żadna inna zmienna hemodynamiczna (oś y prawa w D) nie wykazała regresji liniowej w stosunku do podania objętości ani żadnej statystycznie istotnej zależności (HR: R2=0.17, p=0.16; SvO2: R2=0.24, p=0.09; PPV: R2=0.01, p=0.097). Regresja objętości do punktów danych była najsilniejsza w przypadku PCWP w momencie osiągnięcia przeładowania objętościowego. Objętość u prosiąt mierzono jako % objętości krwi zamiast wartości bezwzględnych, ponieważ wariancja masy ciała prosiąt i szacowanej objętości krwi była bardzo duża między osobnikami. Skróty: HR= częstość akcji serca; MAP= średnie ciśnienie tętnicze; CVP= centralne ciśnienie żylne; CO= rzut serca; PCWP= ciśnienie zaklinowania w tętnicy płucnej; PPV= zmienność ciśnienia tętna; mL= mililitry; SvO2= nasycenie hemoglobiny tlenem w krwi z tętnicy płucnej. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65967/65967fig03large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>

Protokół tutaj pokazuje, jak ciągłe podawanie krystaloidów do żył centralnych euwolemicznego prosiąca/prosiąt pozwala na odpowiednie badanie fizjologicznych skutków ostrego przeciążenia objętościowego.

Model ostrego przeciążenia objętościowego u świń u dorosłych i dzieci

This protocol describes an acute volume overload porcine model for adult Yorkshire pigs and piglets. Both swine ages undergo general anesthesia, ...

Badania translacyjne naszego zespołu koncentrują się na tym, w jaki sposób fale naczyniowe, w szczególności przebiegi żylne o niskiej częstotliwości, zmieniają się w różnych stanach objętościowych i oddechowych. Staramy się lepiej zrozumieć i usprawnić monitorowanie stanu woluminu. Nasze badania wykazały, że przy odpowiedniej analizie podstawowej częstotliwości i harmonicznych częstości tętna, możemy rozsądnie monitorować stan głośności.To nowatorskie odkrycie budzi ekscytację, że możemy być w stanie osiągnąć lepsze monitorowanie stanu woluminu w nieinwazyjny sposób. Biorąc pod uwagę nowatorski charakter naszych badań, uzyskanie kształtów fal żylnych w ekstremalnych warunkach człowieka może być dużym wyzwaniem. Dlatego modele świń, takie jak ten, są tak ważne dla tego, co robimy i co mamy nadzieję osiągnąć.Znaczącym odkryciem naszych badań jest to, że przebiegi od strony żylnej, tradycyjnie ignorowane pole, zawierają ogromną ilość informacji, w szczególności widmo niskich częstotliwości, które jest bardzo wrażliwe na zmiany stanu głośności. Odkrycie to dało nadzieję, że monitorowanie objętości u ludzi można poprawić w nieinwazyjny sposób. Przeciążenie objętościowe jest ogromnym problemem w medycynie.Przeprowadza się niewiele badań na temat tego, jak prawidłowo monitorować przed nim. Protokół ten ustanawia powtarzalny model świni, który może pomóc przyszłym naukowcom w pracy nad rozwiązaniem tego problemu.

adult-and-pediatric-porcine-model-of-acute-volume-overload

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Tutaj prezentujemy protokół do wywołania kardiomiopatii wywołanej tachykardią u świń. Model ten stanowi skuteczny sposób badania hemodynamiki postępującej przewlekłej niewydolności serca i skutków zastosowanego leczenia.

Kardiomiopatia wywołana tachykardią jako model przewlekłej niewydolności serca u świń

Przedstawiamy protokół tworzenia dysfunkcji prawej komory u świni poprzez indukowanie ARDS. Wykazano inwazyjne monitorowanie rzutu serca lewej i prawej komory za pomocą sond przepływu wokół aorty i tętnicy płucnej, a także pomiary ciśnienia krwi w aorcie i tętnicy płucnej.

Inwazyjne monitorowanie hemodynamiczne hemodynamiki aorty i tętnic płucnych w dużym modelu zwierzęcym ARDS

Prezentujemy protokół do wywołania i fenotypowania ostrej niewydolności prawego serca w dużym modelu zwierzęcym z przewlekłym nadciśnieniem płucnym. Model ten może być wykorzystany do testowania interwencji terapeutycznych, opracowywania wskaźników prawego serca lub lepszego zrozumienia patofizjologii ostrej prawej niewydolności serca.

Indukcja i fenotypowanie ostrej niewydolności prawego serca w dużym modelu zwierzęcym przewlekłego zakrzepowo-zatorowego nadciśnienia płucnego

Tutaj opisujemy przedkliniczny model ortotopowego przeszczepu serca na dużych zwierzętach (świniach), który został mocno ugruntowany i wykorzystany do zbadania nowych strategii kardioprotekcyjnych.

Przedkliniczny model ortotopowego przeszczepiania serca od świń

Ten artykuł ma na celu dostarczenie badaczom szczegółowego i przystępnego przewodnika, jak skonfigurować model wstrząsu krwotocznego u niemowląt świń.

Opis modelu wstrząsu krwotocznego o kontrolowanej objętości u niemowląt świń

Ten protokół opisuje model krążenia pozaustrojowego (CPB) u noworodków świń, z zatrzymaniem krążenia i krążenia jako narzędzie do badania poważnych uszkodzeń mózgu i innych powikłań wtórnych do CPB.

Dziecięcy zwierzęcy model pozaustrojowej resuscytacji krążeniowo-oddechowej po przedłużonym zatrzymaniu krążenia

Ten protokół przedstawia ustanowienie i potwierdzenie modelu poporodowego przeciążenia objętości prawej komory (VO) u myszy z przetoką tętniczo-żylną brzuszną (AVF), który może być zastosowany do zbadania, jak VO przyczynia się do rozwoju serca po urodzeniu.

Ustalenie i potwierdzenie pourodzeniowego mysiego modelu przeciążenia objętości prawej komory

Ciągłe wprowadzanie kwasu oleinowego do tętnicy płucnej znieczulonej dorosłej świni wywołuje ostrą niewydolność oddechową, umożliwiając kontrolowane eksperymenty podczas ostrej dekompensacji oddechowej.

Świński model ostrej niewydolności oddechowej z ciągłym wlewem kwasu oleinowego

To badanie przedstawia świński model zatorowości płucnej (PE) wykorzystujący duże autologiczne zatory replikujące ostry PW pośredniego ryzyka. Model doskonale nadaje się do oceny zarówno patofizjologii, jak i odpowiedzi na leczenie.

Świński model ostrej autologicznej zatorowości płucnej

Wysokoprzepustową walidację wielu potencjalnych biomarkerów można przeprowadzić za pomocą sekwencyjnego testu ELISA, aby zminimalizować liczbę cykli zamrażania i rozmrażania oraz zużycie cennych próbek osocza. W niniejszej pracy demonstrujemy, jak sekwencyjnie wykonać testy ELISA dla sześciu różnych zwalidowanych biomarkerów osocza1-3 w chorobie przeszczep przeciw gospodarzowi (GVHD)4 w tej samej próbce osocza.

Wysokoprzepustowy sekwencyjny test ELISA do walidacji biomarkerów ostrej choroby przeszczep przeciw gospodarzowi

Poznaj model ostrego przeciążenia objętościowego u świń w celu badania zmian fal naczyniowych i rozwoju nieinwazyjnych metod monitorowania stanu objętościowego.

Model ostrego przeciążenia objętościowego u świń u dorosłych i dzieci

Przeglądaj więcej filmów