Summary
Gjentatte lunge LAVAGES i bedøvede griser indusere lungeskade ligner viktige aspekter ved menneskelig akutt lungesviktsyndrom (ARDS). For dette formål lungene blir gjentatte ganger lavaged med 0,9% saltløsning ved 37 ° C. Målet med protokollen er en reproduserbar reduksjon av gassutveksling og hemodynamikk for forskning i ARDS.
Abstract
Ulike dyremodeller av lungeskade eksisterer for å studere de komplekse pathomechanisms menneskelig akutt lungesviktsyndrom (ARDS) og vurdere fremtidige terapier. Alvorlig lungeskade med en reproduserbar forringelse av lungegassutveksling og hemodynamikk kan induseres hos bedøvede griser ved hjelp av gjentatt lunge LAVAGES med oppvarmet 0,9% saltvann (50 ml / kg kroppsvekt). Inkludert standard luft og hemodynamisk overvåking med klinisk anvendt enheter i denne modellen gjør at evaluering av nye terapeutiske strategier (legemidler, moderne vifter, utenom membran oxygenators, ECMO), og bygger bro mellom benk og nattbord. Videre gjør induksjon av lungeskade med lunge LAVAGES ikke kreve injeksjon av patogener / endotoksiner som har innvirkning på målinger av pro- og anti-inflammatoriske cytokiner. En ulempe med modellen er den høye recruitability av atelectatic lungevev. Standardisering av modellen bidrar til å unngå fallgruver, for å sikre comparability mellom eksperimenter, og for å redusere det antall dyr som trengs.
Introduction
Dødeligheten av menneskelig akutt lungesviktsyndrom (ARDS) er fortsatt høy med verdier mellom 40 og 50% en til tross for mer enn 4 tiår med intens forskning. Dyremodeller av lungeskade spille en viktig rolle i å undersøke de komplekse pathomechanisms eller nye terapeutiske tilnærminger for å redusere dødelighet og begrense langsiktige funksjonshemninger.
Det er etablert ulike modeller for å indusere lungeskade som simulerer sider ved menneske ARDS i enten store (f.eks griser) eller små dyr (f.eks gnagere). Metoder varierer sterkt, inkludert pulmonal arteriell tilførsel av oljesyre, intravenøs (iv) infusjon av bakterier, og endotoksiner eller cecal ligation og punktering (CLP) modeller forårsaker sepsis-indusert ARDS. I tillegg direkte lungeskader på grunn av store tidevolum og høy peak inspiratorisk trykk (ventilator-indusert lungeskade, Vili), røyk / brannskader eller lunge iskemi / reperfusjon (I / R) modeller brukes ofte2. En stor ulempe ved CLP modeller, samt modeller som arbeider med endotoksiner, er den underliggende inflammasjon som hindrer analyse av biotrauma forårsaket av lungeskade alene. Videre kan det ta flere timer til dager, til å resultere i lungeskade, slik tilfellet er for vili i store dyr.
Induksjon av lungeskade ved surfaktant utvasking med gjentatte lunge LAVAGES, som det ble først beskrevet av Lachmann et al. i marsvin 3, er en tidseffektiv metode for å indusere lungeskade med reproduserbare funksjonelle og mekaniske kompromisser, samt endringer i pulmonal vaskulær motstand. Tilpasningen av denne modellen for å mekanisk ventilert griser på omtrent 30-60 kg kroppsvekt støtter grunnleggende forskning med klinisk brukte mekaniske vifter, katetre og skjermer, mens kompromisser i gassutveksling og hemodynamikk er svært reproduserbare samtidig fire. I tillegg gjør ikke induksjon av lungeskade ved LAVAGESkrever spesielt utstyr som ikke er allment tilgjengelig i luftveis laboratorier utformet for eksperimenter i store dyr. Modellen som presenteres i denne artikkelen er egnet for forskning krevende utstyr (for eksempel ventiler) som er beregnet for bruk i mennesker, og dessuten sikrer en høy reproduserbarhet i de forekommende forringelse i lungefunksjonen. Standardisering av denne modellen bidrar til å sikre sammenlignbarhet mellom eksperimenter og redusere det antall dyr som trengs. Potensialet recruitability av atelectatic lungeområder med bevisste eller ukjente rekrutterings manøvrer er en alvorlig begrensning av denne spesifikke modellen. I det følgende artikkel gir vi en detaljert beskrivelse av den lavage modell for induksjon av lungeskade og gir representative data for å karakterisere stabiliteten til kompromisser i lungefunksjon.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Forsøkene ble utført ved Institutt for eksperimentell medisin, Charité - Universitätsmedizin, Berlin, Tyskland (sertifisert fi sert i henhold til EN DIN ISO 9001: 2000), og ble godkjent av de føderale myndighetene for dyreforsøk i Berlin, Tyskland før forsøkene. Prinsippene for forsøksdyr omsorg, som ble brukt i alle forsøkene, var i samsvar med retningslinjene i det europeiske og tyske Society of Laboratory Animal Sciences.
1. dyrevelferd og forsøksdyr
- Alle eksperimenter ble utført i fullt bedøvede råner (tysk Landrace × store hvite) av 3-4 måneder gamle, som veier 30-60 kg.
2. Anestesi, Intubasjon og mekanisk ventilasjon
- Holde tilbake mat i 12 timer før anestesi for å unngå en full mage av pluggen, men tillater fri adgang til vann for å minimalisere stress.
- For premedisinering, injisere en combination av azaperon (3 mg / kg), atropin (0,03 mg / kg), ketamin (25 mg / kg) og xylazin (3,5 mg / kg) i nakkemusklene av piggen, mens dyret blir fremdeles holdt i sin boks for å minimalisere stress.
- Plasser dyret på en båre og dekker øynene med en klut for transport når et tilstrekkelig nivå av anestesi oppnås.
- Transporter gris til det kirurgiske teater og sikre tilstrekkelig spontan pusting til enhver tid ved å holde snuten uhindret.
- Plasser piggen i liggende stilling og preoxygenate med en maske som passer til dyrets snute ved anvendelse av en høy strøm av oksygen (for eksempel 10 l / min).
- Begynne å overvåke den perifere oksygenmetning (S p O 2) ved å klemme den respektive sensor av skjermen på et av ørene. Få venøs tilgang med en klinisk brukes perifer venekateter (vanligvis 18 eller 20 G) plasseres i en av ørevenene etter en tørke ned prosedyre med alkohol bytteavtaler.
MERK: tilførsel av større volumer av normalt saltvann i stedet for en balansert crystalloid løsning kan resultere i hyperchloremic acidose, mens infusjon av en oppløsning inneholdende laktat kan føre til økt serum laktatkonsentrasjoner, og således forstyrre tolkningen av blodgassanalyse eller resultatet av etterfølgende eksperimenter.
- Spenn to bandasjer gjennom snuten på dyret (første etterforsker). Trekk en bandasje oppover for å bevege hodet i riktig posisjon og rett i munn og svelg strukturer, trekk den andre bandasje ned for å åpne snuten. Trekk tungen til den ene siden (andre etterforsker).
- Trykk tungen ned med bladet på laryngoskop og fremme bladet mot strupelokket. Legg merke til i denne posisjonen epiglottis er ofte kilt bak den bløte ganen av grisene.
- Mobilisere epiglottis med røret, trykk den ned med bladet på laryngoskop og visualisere stemmebåndene for intubasjon.
- Advance røret gjennom stemmebåndene mens du vrir røret oppover og blokkere mansjetten som beskrevet i detalj av Theisen et al. 5 MERK: Intubasjon kan også være mulig i liggende stilling, avhengig av trening av etterforsker samt standard prosedyrer av en viss institusjon. En stor rørdiameter støtter det overflateaktive utvasking på grunn av raskere innstrømning og utstrømning av vaskevæske.
- Sjekk riktig plassering av røret ved hjelp av kapnografi og auskultasjon. For dette, sikre capnogram er 'normalt' formet og auscultate begge lungene for likt pustelyder som gjøres i klinikken.
MERK: Mekanisk lufte gris med brystkompresjoner i tilfelle mislykket eller forsinket intubering. Dette krever manuell kompresjon av brystkassen fra begge sider under tilførsel av oksygen med en høy strømnings via et tettsittende ansiktsmaske.
- Opprettholde bedøvelse med kontinuerlig intravenøs infusjon av tiopenton (20 mg / kg / time) og fentanyl (7 ug / kg / time).
MERK: Den nødvendige dosering kan variere fra dyr til dyr. Ikke la dyret uten tilsyn. Sørg for tilstrekkelig anestesi til enhver tid under forsøket for dyrevelferd og vitenskapelige grunner. - Sjekk for fravær av hornhinnen reflekser og overvåke dyret nøye for spenning / smerte reaksjoner under instrumentering. Instrumentering bør være mulig uten administrering av et muskelavslappende middel dersom anestesien er tilstrekkelig. Administrer pankuroniumbromid (0,15 mg / kg kroppsvekt iv bolus etterfulgt av en kontinuerlig infusjon på 0,15 mg / kgBW / time) hvis muskelavslapning er nødvendig for forsøket (f.eks
3. Instrumentering Teknikker
- Plasser dyret i liggende stilling og trekke bena bruker bandasjer til å strekke huden over de planlagte snittet nettsteder. Sterilisere virksomhetsområder ved hjelp av en pre-operative hud desinfeksjonsmiddel som en alkohol / 1% jod løsning.
MERK: Vi bruker en tørke ned prosedyre for å sterilisere operasjonsområdet, men bruker ikke komplett aseptiske teknikker, siden dette er en nonsurvival modell. Graden av kirurgiske aseptiske avhenger av undersøkelsen etter induksjon av lungeskade. - Lag en 10 cm snitt på linje som forbinder kjeven og sternum (venstre eller høyre side mulig) skjære gjennom huden ved hjelp av en skalpell for plassering av sentralt venekateter og innførings kappe av lungearterien kateter. Revurdere anestesidybden, og øke dosen om nødvendig.
- Skill underhud og PlatySMA bruker vev pinsett og kirurgisk saks. Når brachiocephalic og sternocephalic musklene er synlige utføre en sløv kutte ned prosedyre skille fascia mellom musklene til ytre halsvenen er synlige ved hjelp av instrumenter som pinsett eller fingrene.
- Cannulate den ytre halsvene med det sentrale venekateter og innførings kappe ved hjelp av en modifisert Seldinger teknikk. Skyll alle katetre med fysiologisk saltvann før innføring av dem.
- For dette, fremme respektive nålen fra innførings sett inn i venen før veneblod (mørk, ikke pulserende) kan suges. Advance førerledningen gjennom kanylen inn i venen i ca 15 cm. Fjern kanylen og fremme innførings skjede i venen. Ta av guidekabel. Gjenta fremgangsmåten for anbringelse av et sentralt venekateter hvis det er nødvendig for forsøket.
- Styr riktig plassering av kateter ved aspirasjon av venous blod. Lukk med standard sting.
MERK: Ikke strekke venen med en vasodilator som du ville gjort i tilfelle av en perkutan tilnærming, fordi dette vil rive venen (Figur 1). En ultralydveiledet tilnærming er også mulig hvis etterforskeren er opplært i ultralydveiledet cannulization teknikker i griser. - Identifisere folden mellom gracilis og Sartorius muskel av bakben (venstre eller høyre er mulig) for plassering av det arterielle kateter. Dette er fold hvor den pulsering av lårarterien kan palperes.
- Lag en 5 cm snitt langs bretten skjæring gjennom huden ved hjelp av en skalpell.
- Skill subcutaneous vev ved hjelp av vev pinsett og kirurgisk saks. Bruk en stump kutte ned prosedyre separering av fascia mellom musklene til nivået for den femorale arterie. Merk, unngå å kutte saphenous fartøyene ved å utføre kuttet ned prosedyren kranie av dem.
- Cannulate lårarterie ved hjelp aven modifisert Seldinger teknikk som er beskrevet i 3.2. En ligatur kan en løkke rundt arterien og stengt i tilfelle av blødning på stedet av punktering. Dette trinnet bør unngås, hvis mulig, som det kompromitterer blod strømme til bakbenet. Lukk med standard sting.
- Koble arteriekateter og det sentrale venekateter på giversystemet og kalibrere både mot atmosfæren (null) og enten 200 mmHg (arteriell linje) eller 50 mmHg (sentralt venekateter) for å starte overvåking.
- Legg alle trykktransdusere på høyden av høyre atrium (i griser i liggende stilling omtrent halvparten av høyden av thorax).
- Utføre en liten (4-5 cm) innsnitt skjære gjennom huden over blæren ved hjelp av en skalpell for catherization i urinblæren. Igjen, skille underhud med butte instrumenter.
- Utføre en pung-streng sutur (1-2 cm i diameter) i veggen av blæren når den er visualisert.
MERK: Stingene skal not trenge gjennom alle lagene i blæreveggen, siden dette ville føre til tap av urin gjennom punkteringer. - Gjør en minimal snitt i midten av sutur, innføre urinkateter, blokkere ballong med 10 ml aqua dest, trekke kateteret tilbake før en lett motstand, og lukke vesken-strengen sutur rundt kateteret. Lukk huden ved hjelp av standard sting.
4. Innføring av Swan-Ganz kateter
- Injiser 0,5-1 ml luft inn i ballongen for Swan-Ganz kateter (avhengig av størrelsen av kateteret) og kontrollerer for mulig skade av ballongen. Deflatere ballongen igjen.
- Koble Swan-Ganz kateter til trykktransduseren system og kalibrere PAC mot atmosfæren (null) og 100 mmHg (figur 2 og 3).
- Introduser Swan-Ganz kateter gjennom innførings slire (deflatert ballong) for 10-15 cm, avhengig av kappen lengde.
- Blås opp ballongen (ballongen må ha forlatt skjede for dette) og fremme Swan-Ganz kateter videre mens overvåking av trykket og de typiske bølgeformer på hemodynamisk skjermen.
- Advance PAC mens bølgeformer som er typiske for høyre atrium, høyre ventrikkel og lungearterien vises og stoppe fremme når lungekapillære innkilingstrykk (PCWP) kurve vises (Figur 4). Deflatere ballongen.
MERK: Når ballongen er nedpakket den PCWP-bølgeformen skal forsvinne og lungearterietrykket bølgeform må være synlig. Ellers kateteret er sannsynligvis innføres for langt inn i en lungearterien som resulterer i permanent okklusjon av arterien (auto kile stilling). I dette tilfelle trekke kateteret tilbake til det pulmonale arterietrykk bølgeform vises på nytt for å unngå alvorlige komplikasjoner (f.eks ruptur av blodkaret) 6. <li> Kontroller at ballongen er tom for luft når kateteret trekkes tilbake for å unngå alvorlige komplikasjoner.
MERK: Swan-Ganz kateter er ofte uhell avanserte til leveren årer via dårligere cava blodåre hos gris. Dermed trekker tilbake kateteret og starte helt på nytt, hvis høyre hjertekammer ikke er nådd etter ca 30 cm.
5. lungearterien Thermodilution Teknikk og Hemodynamiske målinger
- Kopier alle hemodynamiske verdier som puls, systolisk, diastolisk og gjennomsnittlig arterietrykk (MAP), pulmonal arteriell press, og sentralt venetrykk (CVP) fra hemodynamisk skjermen.
- Mål PCWP omgående. For dette, blåse opp ballongen til Swan-Ganz kateter og sikre at en korrekt PCWP kurve blir vist (figur 4). Kopier lungekapillære innkilingstrykk (PCWP) ved utgangen av utløp fra skjermen. Umiddelbart deflatere ballongen etterpå (se 4.2.4). Deflspiste ballongen, trekke kateteret tilbake og flytte den hvis du ikke klarer å se en korrekt PCWP kurve som beskrevet i 4.2.2.
- Koble termistoren og en passende strømme gjennom huset til de sentrale venøse lumen av lungearterien kateter og til skjermen for å måle minuttvolum (CO). Deretter kobler den distale temperatur port av kateteret (rød lue) med skjermen.
- Start-skjermen og velg "bolus CO" for å overvåke tidstemperaturkurver og dermed måle hjerteminuttvolum (CO) med lungearterien thermodilution teknikk 7.
- Trykk 'Inj Vol "og velg volumet av avkjølt saltvann (5 ml i forsøkene som er presentert her). Gå tilbake til forrige skjerm. Trykk på 'kateter' og velge størrelsen på lungearterien kateter som er brukt. Gå tilbake til forrige skjerm.
- Velge "start bolus 'og injisere 5 ml normalt saltvann for en temperatur på 4 ° C så raskt som mulig ved hjelpstrømningen gjennom huset. Vent til målingen er fullført og de respektive tidstemperaturkurve vises på skjermen. Kopier CO verdi fra skjermen.
- Utfør 5 målinger i rask rekkefølge i en randomisert rekkefølge over åndedretts syklus av respiratoren som beskrevet i 5.3.4. Ignorere den høyeste og den laveste verdi og bruke den gjenværende tre for å beregne middelverdi av minuttvolum.
MERK: Denne overvåkingen oppsett er beskrevet for en Edwards Årvåkenhet monitor, modell Vgs1. Oppsettet kan variere avhengig av skjermen. Ikke desto mindre er det viktig å velge den riktige injeksjons volum av saltløsning, så vel som størrelsen av kateteret. Noen skjermer krever valg av en beregning konstant som koder den respektive mengde av salt- og kateteret størrelse. Konstantene er vanligvis funnet i en brosjyre i emballasjen til kateteret. Holde saltløsning ved den samme temperatur under hele forsøket (<5 ° C) for å sikre riktig Måltements. Bruk 5% glukoseløsninger i stedet for saltvann for studier med nøyaktige målinger av elektrolyttinntak og homeostase.
- Kontroller at alle parametere har blitt registrert og at arterielle og blandede venøse blodprøver ble tatt for å muliggjøre beregning av intra-pulmonal høyre-venstre shunt.
- Ta opp all nødvendig luftveisdata raskt som topp og platået inspiratoriske trykket fra gassmasken, eller utføre flere målinger som måling av transpulmonalt trykk for å fullføre dataene på et gitt tidspunkt av forsøket.
6. Lung LAVAGES å indusere lungeskade
- Sikre at dyret er ventilert med en F I O 2 på 1,0 og sette PEEP til 2-4 cm H 2 O for utskylling prosedyren. Koble dyret fra respirator.
- Fylle lungene med varmet normal steril saltløsning (37 ° C, 50 ml / kg kroppsvekt). For dette, forfyll en trakt og koble den tilendotrakealtuben med et passende elastisk rør. Løfte trakten 1 m over dyret og hell saltvann inn i lungene så raskt som mulig. Det hydrostatiske trykket vil fordele saltvann inn alle lunge seksjoner.
MERK: Steril normalt saltvann anvendes for å unngå det pulmonale vask i av patogener og det er mulig, septisk dekompensasjon av dyret. Bruken av 0,9% saltløsning er avgjørende, siden hypotone fluider vil resultere i umiddelbar lungeødem, elektrolyttubalanse og død av dyret. Ikke bruk salt etter en kylling for å maksimere surfaktant vaske ut. - Slutt å fylle når MAP faller under 50 mmHg.
MERK: Bare hemodynamiske parametere og S p O 2 kan brukes til å overvåke dyret for dekompensasjon, ettersom dyret er koblet fra respiratoren i løpet av lunge LAVAGES. - Senk trakten manuelt til bakkenivå, tømme vaskevæske passivt og kobler dyret til ventilatoren for oksygenering.
- vent until dyret kompenserer (økning i MAP og S p O 2) og gjenta kylling så snart som mulig. Tidsrammen for re-kylling bør ikke overstige 5 min.
MERK: Stabilisering av dyret mellom to LAVAGES i tilfelle av hemodynamiske dekompensasjon tjener til å unngå bruk av vasopressorer til behandling av systemisk hypotensjon, og for ytterligere å unngå rekruttering manøvrer for å støte hypoksemi. Dyrene er ventilert med en F I O 2 på 1,0 under LAVAGES og følgende eksperimenter for å opprettholde oksygene til tross for redusert P a O 2 / F I O 2 forholdstall. Innstilling av PEEP 2-4 cm H 2 O i løpet av de LAVAGES vil fremme rask dannelse av atelektase. Men, har PEEP for å bli satt på eller over 5 cm H 2 O etter induksjon av lungeskade å oppfylle Berlin definisjonen av ARDS. Under eksperimentet ingen rekruttering manøver eller endring i PEEP tillates, for å hindre enhver utprøver-induserte forspenningen med hensyns til alvorlighetsgraden av lungeskade. - Ta en arteriell blodgassprøve etter den andre eller tredje kylling avhengig av hemodynamisk forverring og kompromiss i S p O 2.
- Gjenta LAVAGES inntil P a O 2 / F I O 2 ratio (Horowitz index) er vedvarende målt under 100 mmHg i minst 60 minutter ved F I O 2 1.0 og PEEP ≥ 5 CMH 2 O.
- Juster respiratoren hastighet i løpet av LAVAGES for å holde det arterielle pH over 7,25 for å unngå hemodynamisk dekompensasjon.
- Start eksperiment / behandling basert på overflateaktive utvasking modellen når P a O 2 / F I O 2 ratio (Horowitz index) er vedvarende målt under 100 mmHg i 60 min.
MERK: Etter induksjon av lungeskade som beskrevet, vil endringene i lungefunksjon være stabil i flere timer, forverres, eller enda bedre, avhengig av respiratorinnstillinger.
MERK: Denne dyremodell er basert på overflateaktivt utvasking og påfølgende dannelse av atelektase. Derfor eventuelle avvik fra de angitte respiratorinnstillinger, som kan føre til rekruttering av atelectatic lungeområder (øke i PIP eller PEEP), vil delvis reversere den skadelige effekten av LAVAGES og hindre standardisering av denne modellen.
7. Slutt på Experiment og Eutanasi
- Sørg for at alle målinger er utført og data er sikret før slutten av forsøket.
- Injisere 0,5 mg fentanyl i tillegg til den kontinuerlige anestesi og vent i minst 5 min. Injisere en overdose av tiopental (minst 1000 mg), raskt etterfulgt av minst 60 mmol kalium ved å bruke den sentrale linjen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
P a O 2 / F I O 2 -ratio avtar i løpet av lunge LAVAGES, men den eksakte virkningen av en enkelt kylling er vanskelig å forutsi. Vi begynner å ta arterielle blodgassprøver fra den tredje kylling og utover å påvise en reduksjon i P a O 2 / F I O 2 -ratio under 100 mmHg. Når en nedgang i P a O 2 / F I O 2 -ratio under 100 mmHg er oppnådd, krever vi dette forholdet til å holde seg under 100 mmHg i en time ved en PEEP ≥ 5 cm H 2 O. Dette sikrer induksjon av lungeskade, som formelt oppfyller Berlin definisjonen av ARDS. Samtidig endringer i blodgasser og hemodynamics vil forbli "stabil" for hr, forverres ytterligere, eller enda bedre, avhengig av respiratorinnstillingene (Figur 5). I det tilfellet at P a O 2 / F I O 2 -ratio gjør økning over 100 mmHg during på en time referanseperiode, skal videre LAVAGES utført som beskrevet ovenfor for å forhindre spontan bedring av dyret i løpet av tiden løpet av eksperimentet (figur 5). PAP øker ved hvert lavage på grunn av økende atelectatic områder av lungene, hyperkapni og hypoksemi (figur 5). PAP verdier vanligvis øke to til tre ganger, men kan stige over 60-70 mmHg i løpet av en enkelt kylling. Dette kan føre til plutselig hemodynamisk dekompensasjon og død av dyret. Samlet dødelighet av denne modellen gjennomsnitt 10-15%.
Figur 1: Instrument Table for presenterer et sentralt venekateter og en innførings Kappe av Seldinger teknikk etter en Kutt ned prosedyre. Merk, ikke bruk en vasodilator for direkte cannulization av en blodåre. PAC betyr Swan-Ganz kateter.
Figur 2:. Swan-Ganz kateter Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 3:. Swan-Ganz kateter med oppblåst ballong Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
0fig4.jpg "/>
Figur 4: Skjematisk skisse av Waveforms Synlige mens Advancing en Swan-Ganz kateter Skissen viser hvilke bølgeform kan vanligvis sett på som innstikksdybde av kateteret i griser av ca 40 kg kroppsvekt.. PCWP betyr lungekapillære innkilingstrykk. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 5:. Individuelle målte verdier for P a O 2 / F I O 2 Ratio og Mean pulmonalarterielt trykk (mPAP) av tre griser P a O 2 betyr delvis arterietrykk av oksygen, F I O 2 betyr brøkdel av inspirert oksygen. Dataene ble registrert under workshops på vår institusjon.Legg merke til at P a O 2 / F I O 2 ratio øker etter lunge LAVAGES i ett dyr, mens det fortsatt er under 100 mmHg i de to andre. Derfor bør dette dyret har mottatt ytterligere LAVAGES som beskrevet i artikkelen. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Denne artikkelen beskriver en trinnvis instruksjon for å indusere alvorlig lungeskade hos griser på grunn av overflateaktivt utvasking ved gjentatte lunge LAVAGES. Denne spesielle fremgangsmåten muliggjør en reproduserbar og tilsvarende forringelse av lungefunksjonen og pulmonær vaskulær motstand. Det er viktig å kylling grisene til P a O 2 / F I O 2 ratio redusert under 100 mmHg og holder seg under 100 mmHg for en time. En gang, er dette oppnådd dyrene vanligvis ikke gjenopprette fra lungeskade i minst 4-8 timer så lenge ingen rekrutterings manøvrer er gjennomført 4,8. Overholdelse av denne protokollen bidrar til å øke sammenlignbar mellom funnene fra ulike eksperimenter med den samme dyremodell.
Induksjon av lungeskade med LAVAGES har flere begrensninger. Først gjentatte LAVAGES resultere i noen av de histopatologiske egenskapene til menneske ARDS inkludert dannelsen av større atelektase, perivascular ødemdannelse og en økning av den alveolar-kapillære membran tykkelse. Likevel er noen viktige funksjoner som alvorlig epitel skader eller dannelse av hyaline membraner som ikke finnes i denne modellen 2,9.
For det andre, rekruttering virkningen av den høye inspiratoriske trykk og økt PEEP ser ut til å være høyere i kylling-indusert lungeskade hos hunder enn i lungeskade indusert ved infusjon av oleinsyre eller intratrakeal installasjon av E. coli (lungebetennelse modell) 10. Dermed kan lavage modeller være en rask, egnet metode for å teste f.eks effekten av ulike ventilasjonsregimer, men etterforskeren må være forsiktig for å unngå eventuelle alveolær rekruttering når det ikke er ønskelig. I vår erfaring, de kompromisser i lungefunksjon og pulmonal vaskulær motstand holde seg stabilt i flere timer, så lenge ingen utilsiktede rekrutterings manøvrer utføres. Men kan dyret forverres eller enda bedre, avhengig av respiratoreninnstillinger.
Tredje, i stor grad skiller den inflammatoriske respons på lungeskade mellom modeller og dessuten mellom arter. Rollen som f.eks inflammatoriske mediatorer som TNFa i grise lavage modeller er fortsatt kontroversielt 9.
Fjerde, krever denne modellen kompleks instrumentering og overvåkningstiltak som vanligvis brukes i kritisk omsorg medisin. I tillegg er det nødvendig å opprettholde anestesi i hypoksiske store dyr utsettes for plutselige hemodynamiske endringer. Derfor bør kun erfarne etterforskere opplæring i stort dyr forskning og intensivmedisin arbeide med denne modellen.
Endelig kan induksjonen av lungeskade med lunge LAVAGES resultere i en plutselig hemodynamiske dekompensasjon og til slutt død av dyret. Opp til 10-15% av dyrene dør i løpet av induksjonsperioden. I vår erfaring er dette vanligvis tilfelle når MAP synker under 50 mmHg eller S p </ sub> O 2 faller under 70% resulterer i plutselig iskemisk hjertesvikt. Overvåking bety pulmonalt arterietrykk (mPAP) under utskylling er også mulig å redusere dødeligheten på grunn av en økning mPAP ovenfor 50-60 mmHg vil resultere i svikt i høyre hjertekammer og død av dyret. Vår erfaring er høyre og venstre ventrikkel svikt kan forekomme samtidig under LAVAGES og overvåking hemodynamics under prosedyren er avgjørende for å redusere dødeligheten. Vi stoppe en pågående kylling tømme vaskevæske og lufte dyret når vi registrere en nedgang i MAP under 50 mmHg. Ikke desto mindre bør LAVAGES utføres i en rask rekkefølge til utvasking en betydelig mengde av overflateaktivt middel. Når P et O 2 / F I O 2-forhold faller under 100 mm Hg bør det ikke øke over denne terskelen i minst en time. Dette praktiske tilnærmingen gjør en tidseffektiv induksjon av lungeskade.
Fordelen med denne modusenl er reproduserbarhet med hensyn til lungefunksjonen og pulmonar vaskulær motstand, samtidig som deres nøyaktig kvantifisering i evalueringen av terapeutiske strategier. Videre er størrelsen på dyrene støtter bruk av klinisk brukte kateter, endotrakealtuber, ventilatorer og skjermer som ikke er fullt ut tilgjengelig i mindre pattedyr (for eksempel gnagere). I tillegg kjøpte dataformat (f.eks minuttvolum målinger med thermodilution teknikk) kan sammenlignes med natt situasjonen kjent for intensiv leger.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Evita Infinity V500 | Dräger | intensive care ventilator | |
| Vigilance I | Edwards | monitor | |
| Vasofix Braunüle 20G | B Braun | 4268113B | peripheral vein catheter |
| Mallinckrodt Tracheal Tube Cuffed | Covidien | 107-80 | 8.0 mm ID |
| MultiCath3 | Vygon | 157,300 | 3 lumen central venous catheter, 20 cm length |
| Leader Cath Set | Vygon | 115,805 | arterial catheter |
| Percutaneus Sheath Introducer Set | Arrow | SI-09600 | introducer sheath for pulmonary artery catheter of 4-6 Fr., 10 cm length |
| Swan-Ganz True Size Thermodilution Catheter | Edwards | 132F5 | pulmonary artery catheter, 75 cm length |
| Flow through chamber thermistor | Baxter | 93-505 | for measuring cardiac output |
| urinary catheter | no specific model requiered |
References
- Rubenfeld, G. D., et al. Incidence and Outcomes of Acute Lung Injury. N Engl J Med. 353 (16), 1685-1693 (2005).
- Ballard-Croft, C., Wang, D., Sumpter, L. R., Zhou, X., Zwischenberger, J. B. Large-animal models of acute respiratory distress syndrome. Ann Thorac Surg. 93 (4), 1331-1339 (2012).
- Lachmann, B., Robertson, B., Vogel, J. In vivo lung lavage as an experimental model of the respiratory distress syndrome. Acta Anaesthesiol Scand. 24 (3), 231-236 (1980).
- Donaubauer, B., et al. Low-dose inhalation of an endothelin-A receptor antagonist in experimental acute lung injury: ET-1 plasma concentration and pulmonary inflammation. Exp Biol Med (Maywood). 231 (6), 960-969 (2006).
- Theisen, M. M., et al. Ventral recumbency is crucial for fast and safe orotracheal intubation in laboratory swine. Lab Anim. 43 (1), 96-101 (2009).
- Kelly, C. R., Rabbani, L. E. Videos in clinical medicine. Pulmonary-artery catheterization. N Engl J Med. 369 (25), 35 (2013).
- Forrester, J. S., et al. Thermodilution cardiac output determination with a single flow-directed catheter. Am Heart J. 83 (3), 306-311 (1972).
- Deja, M., et al. The inhaled ET(A) receptor antagonist LU-135252 acts as a selective pulmonary vasodilator. Clin Sci (Lond). 103, Suppl 48 21-24 (2002).
- Matute-Bello, G., Frevert, C. W., Martin, T. R. Animal models of acute lung injury. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 295 (3), 379-399 (2008).
- Kloot, T. E., et al. Recruitment maneuvers in three experimental models of acute lung injury. Effect on lung volume and gas exchange. Am J Respir Crit Care Med. 161 (5), 1485-1494 (2000).
