Непрерывное вливание олеиновой кислоты в легочную артерию взрослой свиньи, находящейся под наркозом, вызывает острую дыхательную недостаточность, что позволяет проводить контролируемые эксперименты во время острой дыхательной декомпенсации.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Непрерывное вливание олеиновой кислоты в легочную артерию взрослой свиньи, находящейся под наркозом, вызывает острую дыхательную недостаточность, что позволяет проводить контролируемые эксперименты во время острой дыхательной декомпенсации.
В этом протоколе описана модель острого респираторного дистресса с использованием централизованно вводимой инфузии олеиновой кислоты у йоркширских свиней. Перед экспериментом каждой свинье проводили общую анестезию, эндотрахеальную интубацию и искусственную вентиляцию легких, а также устанавливали катетеры для двустороннего доступа к центральным сосудам яремной вены. Олеиновую кислоту вводили через специальный катетер легочной артерии со скоростью 0,2 мл/кг/ч. Инфузия длилась 60-120 минут, вызывая дыхательный дистресс. На протяжении всего эксперимента контролировались различные параметры, включая частоту сердечных сокращений, частоту дыхания, артериальное давление, центральное венозное давление, давление в легочной артерии, давление в легочных капиллярах, углекислый газ в конце выдоха, пиковое давление в дыхательных путях и давление плато. Примерно через 60 минут наблюдалось снижение частичного артериального давления кислорода (PaO2) и фракции насыщенного кислородом гемоглобина (SpO2). Периодическая гемодинамическая нестабильность, сопровождающаяся резким повышением давления в легочной артерии, возникала во время инфузии. Постинфузионный анализ паренхимы легкого выявил изменения, свидетельствующие о поражении паренхимы и острых патологических процессах, подтвердив эффективность модели в моделировании острой респираторной декомпенсации.
Использование моделей свиней в трансляционных исследованиях имеет большое значение для углубления нашегопонимания медицины человека. Модели свиней, благодаря их физиологическому и анатомическому сходству с людьми, представляют собой ценную платформу для изучения сложных заболеваний итерапевтических вмешательств. В контексте острой дыхательной недостаточности модели свиней предоставляют уникальную возможность исследовать патофизиологические механизмы, оценить стратегии лечения и оценить потенциальные вмешательства 1,2,3. Способность воспроизводить ключевые аспекты физиологии дыхания человека и реакции на различные стимулы на моделях свиней позволяет всесторонне оценить терапевтические модальности, прежде чем переходить к испытаниям на людях 1,2,3. Эта исследовательская парадигма позволяет исследователям преодолеть разрыв между доклиническими исследованиями и клиническим применением, способствуя разработке новых методов лечения и улучшению результатов лечения пациентов1. Таким образом, создание эффективной, действенной и воспроизводимой модели острой дыхательной недостаточности у свиней служит важнейшим инструментом в углублении знаний о респираторных заболеваниях и руководстве разработкой эффективных вмешательств в медицине человека.
За последние три десятилетия респираторный дистресс, являющийся критическим заболеванием, претерпел ограниченные успехи в диагностике и лечении респираторного дистресса4. Используемые в настоящее время метрики оценки и сортировки, которые включают субъективные симптомы, результаты физикального осмотра,SpO2 и частоту дыхания, часто демонстрируют ограничения в выявлении острых легочных состояний на ранней стадии 5,6,7. Эта недостаточность не только препятствует эффективной сортировке и распределению ресурсов, но и не обеспечивает эффективный количественный мониторинг прогрессирования заболевания и ответа на лечение у пациентов с хроническими легочными заболеваниями. Складывающаяся ситуация с хроническими респираторными заболеваниями, такими как постковидный синдром, наряду с бременем острой респираторной недостаточности для больничных ресурсов, подчеркивает настоятельную необходимость расширения трансляционных исследований и содействия инновациям в области лечения респираторных заболеваний.
Прямое вливание олеиновой кислоты в кровоток свиньи было признано надежным методом индуцирования острого респираторного дистресса8. Олеиновая кислота, мононенасыщенная жирная кислота, продемонстрировала способность вызывать значительное повреждение легких и нарушать дыхательную функцию при введении в легочный круг кровообращения8. При инфузии олеиновая кислота провоцирует сужение сосудов, что приводит к повышению давления и сопротивления легочной артерии, что приводит к нарушению газообмена и оксигенации9. Кроме того, олеиновая кислота способствует активации воспалительных путей, включая высвобождение провоспалительных медиаторов и рекрутирование иммунных клеток, которые способствуют развитию повреждения легких и респираторного дистресса10. Все это приводит к выраженной гипоксемии, повышению давления в легочных артериях и накоплению внесосудистой воды в легких11. Гистологическая оценка паренхимы легких показала повреждение, неотличимое от острого респираторного дистресса человека9.
В этой статье подробно описан метод, включающий прямое введение олеиновой кислоты в легочную артерию для индуцирования острого респираторного дистресса, избегая неизлечимого, тяжелого нарушения гемодинамики. Ожидается, что описанный метод станет ценным инструментом для будущих исследователей, изучающих основные патофизиологические механизмы острой дыхательной недостаточности и оценивающих потенциальные терапевтические вмешательства и инновации.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол получил одобрение Институционального комитета по уходу за животными и их использованию Университета Вандербильта (протокол M1800176-00) и строго соответствовал рекомендациям Национального института здравоохранения по уходу и использованию лабораторных животных. В эксперименте использовались самцы и самки йоркширских свиней весом около 40-45 кг. Животные были получены из коммерческого источника (см. Таблицу материалов). В настоящее время практика не включает в себя скрининг на наличие каких-либо ранее существовавших заболеваний у приобретенных свиней. Несмотря на то, что признается, что такая практика потенциально может помешать достижению желаемых результатов или замаскировать их, поставщик считает это маловероятным, и это ограничение принимается.
1. Подготовка животных
2. Настой олеиновой кислоты
3. Анализ формы венозного сигнала и процедура управления аппаратом ИВЛ
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Пилотные данные для одной свиньи показывают увеличение RIVA-RI до изменения других мер респираторного мониторинга (RR и SpO2), в соответствии с изменениями PaO2 (Рисунок 3). Падение PaO2 является «положительным» результатом, которого намерена достичь эта модель. Предварительные данные также показывают, что RIVA-RI увеличивается, аPaO2 уменьшается с прогрессированием заболевания, начиная с 30-минутной отметки (Рисунок 3...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Ключевым элементом этого протокола является тщательный контроль гемодинамического состояния свиньи во время введения олеиновой кислоты для индуцирования респираторногодистресса15. Для исследователей крайне важно уделить необходимое время для правильного расположения устройств гемодинамического мониторинга. Одним из специфических недостатков этой модели является потенциальная гемодинамическая нестабильность, которая может возникнуть в результате воспаления и повреж...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторами (BA, CB и KH) подан предварительный патент на интеллектуальную собственность, связанную с анализом респираторных неинвазивных венозных волн.
Авторы хотели бы поблагодарить доктора Хосе А. Диаса, Джейми Эдкока, Мэри Сьюзан Фульц и лабораторию S.R. Light в Медицинском центре Университета Вандербильта за их помощь и поддержку. Эта работа была поддержана грантом Национального института сердца, легких и крови Национальных институтов здравоохранения (BA; R01HL148244). Содержание является исключительной ответственностью авторов и не обязательно отражает официальную точку зрения Национальных институтов здравоохранения.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 1% изофлуран | праймал, Бостон, Массачусетс, США | 26675-46-7 | https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/792632?gclid=Cj0KCQjw9fqnBhDSARIsAHl cQYS_W-q6tS2s6LQw2Qn7Roa3T GIpTLPf52351vrhgp44foEcRozPqt YaAtvfEALw_wcB |
| артериальный катетер | Merit Medical, Саут-Джордан, штат Юта, США | MAK401 | MAK Mini Access Kit 4F |
| Blood Pressure Amp | AD Instruments, Колорадо-Спрингс, Колорадо, США | FE117 | https://www.adinstruments.com/products/bp-blood-pressure-amp |
| Центральный венозный катетер | Arrow International, Кливленд, Огайо, США | AK-09800 | 8,5 Fr. x 4" (10 см) Одноразовые |
| преобразователи давления | Arrow-Flex AD Instruments, Колорадо-Спрингс, Колорадо, Колорадо, | США MLT0670 | https://www.adinstruments.com/products/disposable-bp-transducers |
| Edwards Lifesciences Трехступенчатые венозные канюли | Edwards Life Sciences, Ирвайн, Калифорния | TF293702 | https://www.graylinemedical.com/products/edwards-lifesciences-triple-stage-venous-cannulas-venous-dual-stage-cannula-tf293702?variant=31851942576185&gad=1& gclid=Cj0KCQiAr8eqBhD3ARIsAIe -buNdmkzavUBaIx-1be7boWn2kW hbUR6QCjaobB08uuK9qJW66JvY TM4aAufGEALw_wcB |
| Kelly Scissors | MPM Medical Supply, Фрихолд, Нью-Джерси 07728 | 104-5516 | https://www.mpmmedicalsupply.com/products/kelly-scissors |
| Kendall 930 FoamElectrodes | Covidien, Мэнсфилд, Массачусетс, США | 22935 | https://www.cardinalhealth.com/en/product-solutions/medical/patient-monitoring/electrocardiography/monitoring-ecg-electrodes/radiolucent-electrodes/kendall-930-series-radiolucent-foam-electrodes.html |
| Кетамина гидрохлорид 100 мг/мл, раствор для инъекций, 10 мл | Patterson Veterinary, Loveland, CO 80538 | 07-894-8462 | https://www.pattersonvet.com/ProductItem/078948462?omni=ketamine |
| программное обеспечение LabChart 8 AD | Instruments, Колорадо-Спрингс, Колорадо-Спрингс, Колорадо, США | N/A | https://www.adinstruments.com/products/labchart |
| Lahey Retractor | BOSS Instruments LTD, Gordonsville, VA 22942 | 18-1210 | https://bossinstruments.com/product/7-3-4-lahey-thyroid-retractor-6mmx28mm/ |
| олеиновая кислота | Sigma-Aldrich, Merck, Darmstadt, Германия | O1008 | https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/sial/o1008?gclid=CjwKCAjwzJmlBhBBEiwAEJy Lu2047wRpXqF_Z2BegUyhgZJ _WygsWfErhgrGCIyMp8PxwNH sTZ8qARoCl1QQAvD_BwE& gcl src=aw.ds |
| Периферический внутривенный катетер Angiocath 18-24 G 1.16 inch | McKesson, Irving, TX, США | 329830 | https://mms.mckesson.com/product/329830/Becton-Dickinson-381144 |
| Piezoelectrode | MuRata Manuractoring Co, Ltd., Nagaokakyo, Kyoto, Japan | 7BB-12-9 | https://www.murata.com/en-us/products/productdetail?partno=7BB-12-9 |
| PlasmaLyte | Baxter International, Дирфилд, Иллинойс, США | 2B2544X | https://www.ciamedical.com/baxter-2b2544x-each-solution-plasma-lyte-a-inj-ph-7-4-1000ml |
| Катетер легочной артерии | Edwards Life Sciences, Ирвайн, Калифорния | 131F7 | Swan Ganz 7F x 110cm |
| Стандартные эндотрахеальные трубки | Teleflex, Morrisville, NC 27560 | 5-10313 | https://www.teleflex.com/usa/en/product-areas/anesthesia/airway-management/endotracheal-tubes/standard-tubes/index.html |
| Катетер Foley SurgiVet Clearview, 8 Fr, 55 см Силикон | Penn Veterinary Supply, Inc, West Rendering, PN 13971 | SVCFC1030 | https://www.pennvet.com/customer/portal/catalog/home?urile=wcm:path%3APennVet+Catalog/Super+Sku+Catalog/SS0672/Surgivet+Clearview+Silicone+Foley+Catheters |
| Телазол (Tiletamine HCl и Zolazepam HCl), раствор для инъекций, 5 мл | Patterson Veterinary, Loveland, CO 80538 | 07-801-4969 | https://www.pattersonvet.com/ProductItem/078014969?omni=telazol |
| Стандартное лезвие для ларингоскопа Welch Allyn E-MacIntosh | MFIMedical, Сан-Диего, Калифорния 92131 | WLA-69242 | https://mfimedical.com/products/welch-allyn-e-macintosh-standard-laryngoscope-blade?variant=12965771870285¤cy =USD& utm_medium=product_sync & utm_source=google& utm_content =sag_organic& utm_campaign=sag _organic& gclid=Cj0KCQiAr8eqBhD 3ARIsAIe-buMhpgM96qRXkCUKA 6Mhmdat0p93JbecCGTaLStexhV pkUVa9VkWUzgaAr-iEALw_wcB |
| Xylazine HCl 100 мг/мл, раствор для инъекций, 50 мл | Patterson Veterinary, Loveland, CO 80538 | 07-894-5244 | https://www.pattersonvet.com/ProductItem/078945244 |
| Yorkshire Pigs | Oak Hill Genetics, Юинг, Иллинойс, США | 138274 | Самка/самец свиньи- Йоркшир/Ландрас 81-100 фунтов |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.