Summary
Upprepade lungsköljningar i bedövade grisar inducerar lungskada som liknar viktiga aspekter av mänskligt akut andnödssyndrom (ARDS). För detta ändamål lungorna upprepat sköljs med 0,9% saltlösning vid 37 ° C. Målet med protokollet är en reproducerbar minskning av gasutbyte och hemodynamik för forskning i ARDS.
Abstract
Olika djurmodeller av lungskada finns för att studera komplexa pathomechanisms mänskliga akut andnödssyndrom (ARDS) och utvärdera framtida terapier. Allvarlig lungskada med en reproducerbar försämring av lung gasutbyte och hemodynamik kan induceras i bedövade grisar med hjälp av upprepade lungsköljningar med värmde 0,9% saltlösning (50 ml / kg kroppsvikt). Inklusive standard respiratoriska och hemodynamiska övervakning med kliniskt tillämpade enheter i denna modell tillåter utvärdering av nya behandlingsstrategier (droger, moderna fläktar, extrakorporeala membran oxygenatorer, ECMO), och överbryggar gapet mellan bänk och säng. Dessutom innebär induktion av lungskada med lungskölj inte kräver injektion av patogener / endotoxiner som påverkar mätningar av pro- och antiinflammatoriska cytokiner. En nackdel med modellen är den höga recruitability av atelectatic lungvävnad. Standardisering av modellen bidrar till att undvika fallgropar, för att säkerställa comparability mellan experimenten, och för att minska antalet djur som behövs.
Introduction
Dödligheten av humant akut andnödssyndrom (ARDS) är fortsatt hög med värden mellan 40 och 50% 1, trots mer än 4 årtionden av intensiv forskning. Djurmodeller av lungskada spelar en viktig roll när det gäller att undersöka de komplexa pathomechanisms eller nya terapeutiska metoder för att minska dödligheten och begränsa långsiktiga funktionshinder.
Olika modeller har inrättats för att framkalla lungskada som simulerar aspekter av mänskliga ARDS i antingen stora (t.ex. grisar) eller små djur (t.ex. gnagare). Metoder skiljer sig kraftigt, inklusive pulmonell arteriell infusion av oljesyra, intravenös (iv) infusion av bakterier och endotoxiner eller cecal ligation och punktering (CLP) modeller som orsakar sepsis-inducerat ARDS. Dessutom direktlungskador på grund av stora tidvatten volymer och hög toppinandningstryck (ventilator-inducerad lungskada, VILI), rök / brännskador eller lung ischemi / reperfusion (I / R) modeller används ofta2. En stor nackdel med CLP modeller, samt modeller som arbetar med endotoxiner, är den underliggande inflammationen som hindrar analys av biotrauma orsakad av lung enbart skada. Vidare kan det ta timmar till dagar för att resultera i lungskada, vilket är fallet för VILI i stora djur.
Induktionen av lungskada genom ytaktivt urtvättning med upprepade lungsköljningar, som det beskrevs först av Lachmann et al. i marsvin 3, är en tidseffektiv metod för att framkalla lungskada med reproducerbara funktionella och mekaniska kompromisser, liksom förändringar i pulmonell vaskulär resistans. Anpassningen av denna modell för att mekaniskt ventilerade grisar på ca 30-60 kg kroppsvikt stödjer grundforskning med kliniskt använda mekaniska ventilatorer, katetrar och monitorer, medan de kompromisser i gasutbyte och hemodynamik är mycket reproducerbar samtidigt fyra. Dessutom inte induktion av lungskada genom sköljkräver särskild utrustning som inte är allmänt tillgängliga i andnings laboratorier avsedda för experiment i stora djur. Den modell som presenteras i denna artikel är lämplig för forskning krävande utrustning (t.ex. fläktar) som är avsedd att användas på människor, och dessutom garanterar en hög reproducerbarhet i förekommande försämringar i lungfunktionen. Standardisering av denna modell bidrar till att säkerställa jämförbarhet mellan experiment och minska antalet djur som behövs. Den potentiella recruitability av atelectatic lungregioner med avsiktliga eller okända rekryterings manövrar är en allvarlig begränsning av denna specifika modell. I följande artikel ger vi en detaljerad beskrivning av lavage modell för induktionen av lungskada och ger representativa uppgifter för att karakterisera stabiliteten av de kompromisser i lungfunktion.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Experimenten utfördes vid Institutionen för experimentell medicin, Charité - Universitätsmedizin, Berlin, Tyskland (certi fi ed enligt EN DIN ISO 9001: 2000), och har godkänts av de federala myndigheterna för djurförsök i Berlin, Tyskland före experimenten. Principerna för försöksdjurs vård, som användes i alla experiment, var i enlighet med riktlinjerna i den europeiska och tyska Society of försöksdjursvetenskap.
1. djurskydd och försöksdjur
- Alla experiment genomfördes i fullt sövda hangrisar (tysk lantras × Large White) av 3-4 månaders ålder, som väger 30-60 kg.
2. Anestesi, Intubation och mekanisk ventilation
- Undanhålla mat för 12 timmar före anestesi för att undvika en full mage av grisen, men tillåter fri tillgång till vatten för att minimera stress.
- För premedicinering, injicera en combination av azaperon (3 mg / kg), atropin (0,03 mg / kg), ketamin (25 mg / kg), och xylazin (3,5 mg / kg) i nackmusklerna av grisens medan djuret fortfarande hålls i sina fodral för att minimera stress.
- Placera djuret på en bår och täcker ögonen med en trasa för transport när en lämplig nivå av anestesi uppnås.
- Transportera grisen till operationssal och säkerställa tillräcklig spontanandning hela tiden genom att hålla nosen fri.
- Placera grisen i framstupa läge och preoxygenate med en mask som passar djurets nos med användning av ett högt flöde av syre (t.ex. 10 L / min).
- Börja övervaka den perifera syremättnad (S p O 2) genom att klippa respektive sensor på monitorn på ett av öronen. Få venkateter med en kliniskt används perifer venkateter (vanligen 18 eller 20 G) placerades i en av öron vener efter torka förfarande med alkohol swappar.
OBS: Infusionen av större volymer av normal saltlösning istället för en balanserad kristalloid lösning kan resultera i hyperkloremisk acidos, medan infusion av en lösning innehållande laktat kan resultera i ökade serum laktatkoncentrationer, och således interferera med tolkningen av analysen blodgas eller resultaten av efterföljande experiment.
- Rem två bandage genom nosen av djuret (första utredare). Dra ett bandage uppåt för att flytta huvudet i rätt läge och räta ut svalg strukturer, drar den andra bandage nedåt för att öppna nos. Dra tungan åt sidan (andra utredare).
- Tryck på tungan ner med bladet av laryngoskopet och föra bladet mot struplocket. Observera i detta läge struplocket ofta inklämd bakom den mjuka gommen av svinen.
- Mobilisera struplocket med röret, tryck ner med bladet av laryngoskopet och visualisera stämbanden för intubation.
- Advance röret genom stämbanden samtidigt som du vrider röret upp och blockera manschetten som beskrivs i detalj av Theisen et al. 5 OBS: intubering kan också vara möjligt i ryggläge, beroende på utbildning av utredaren liksom standardprocedurer inom en viss institution. En stor rördiameter stöder det ytaktiva washout på grund av snabbare inflöde och utflöde av sköljvätskan.
- Kontrollera korrekt placering av röret med hjälp av kapnografi och auskultation. För detta säkerställa kapnogrammet är "normalt" format och auskultera båda lungorna för lika andningsljud som görs på kliniken.
OBS: Mekaniskt ventilera gris med bröstkompressioner vid misslyckats eller fördröjd intubation. Detta kräver manuell hoptryckning av bröstkorgen från båda sidor samtidigt tillförsel av syre med ett högt flöde via ett tättslutande ansiktsmask.
- Upprätthålla anestesi med kontinuerlig intravenös infusion av tiopental (20 mg / kg / h) och fentanyl (7 mikrogram / kg / h).
OBS: Den nödvändiga dosen kan variera från djur till djur. Lämna inte djuret utan uppsikt. Säkerställa en tillräcklig bedövning vid alla tidpunkter under experimentet för djurskydd och vetenskapliga skäl. - Kontrollera om avsaknad av hornhinnan reflexer och övervaka djuret noga för spänning / smärta reaktioner under instrumentering. Instrumentering bör vara möjligt utan administrering ett muskelavslappnande medel, om anestesi är tillräcklig. Administrera pankuroniumbromid (0,15 mg / kg kroppsvikt iv bolus följt av en kontinuerlig infusion av 0,15 mg / kg kroppsvikt / timme), om muskelavslappning är nödvändig för experimentet (t.ex.
3. Instrumentering Tekniker
- Placera djuret i ryggläge och dra tillbaka benen med hjälp av bandage för att sträcka huden ovanför de planerade snitt platser. Sterilisera verksamhetsområden med hjälp av en preoperativ hud desinfektionsmedel som en alkohol / 1% jodlösning.
OBS: Vi använder ett svep nedåt förfarande för att sterilisera operationsområdet, men använd inte fullständiga aseptical tekniker, eftersom detta är en nonsurvival modell. Nivån på kirurgisk aseptik beror på undersökning efter induktion av lungskada. - Gör en 10 cm snitt på linjen som förbinder underkäke och bröstbenet (vänster eller höger sida är möjligt) att skära genom huden med hjälp av en skalpell för placering av central venkateter och införingshylsan av lungans artärkateter. Omvärdera anestesidjupet och öka doseringen om nödvändigt.
- Separera den subkutana vävnaden och platysma användning av vävnads pincett och kirurgisk sax. När brachiocephalic och sternocephalic musklerna syns utföra en trubbig skära ned förfarande separera fascian mellan musklerna tills den yttre halsvenen är synliga med hjälp av instrument som pincett eller fingrarna.
- Kanylera externa halsvenen med den centrala venösa katetern och införingshylsan med hjälp av en modifierad Seldinger-teknik. Spola alla katetrar med normal saltlösning innan införa dem.
- För detta föra respektive nålen från inför uppsättningen i venen tills venöst blod (mörk, inte pulserande) kan sugas. Advance ledaren genom kanylen i venen i ca 15 cm. Ta bort nålen och föra fram införingshylsan i venen. Ta ledaren. Upprepa samma procedur för placering av en central venkateter om nödvändigt för experimentet.
- Styra den korrekta placeringen av katetrar genom aspiration av venous blod. Stäng med standard suturer.
OBS: inte vidga venen med en vasodilator som du skulle i händelse av en perkutan strategi, eftersom detta kommer att riva venen (Figur 1). Ett ultraljud guidad tillvägagångssätt är också möjlig om utredaren är utbildad i ultraljudsstyrd cannulization tekniker i svin. - Identifiera vecket mellan gracilis och sartoriusmuskeln av bakbenet (vänster eller höger är möjligt) för placering av artärkatetern. Detta är vecket där pulsering av lårbensartären kan palperas.
- Göra en 5 cm snitt längs vikningen skärning genom huden med användning av en skalpell.
- Separera den subkutana vävnaden med användning av vävnads pincett och kirurgisk sax. Använd en trubbig skära ner förfarande separera fascian mellan musklerna till nivån för den femorala artären. Observera att undvika att skära vena fartyg genom att utföra skära ned förfarande skall av dem.
- Kanylera lårbensartären med hjälp aven modifierad Seldinger teknik som beskrivs i 3.2. En ligatur kan upprepas runt artären och stängd i händelse av blödning vid stället för punktering. Detta steg bör undvikas, om möjligt, eftersom det äventyrar blodflödet till bakbenet. Stäng med standard suturer.
- Ansluta den arteriella katetern och central venkateter till omvandlaren systemet och kalibrera både mot atmosfären (noll) och antingen 200 mmHg (arteriell linje) eller 50 mmHg (central venkateter) för att börja övervaka.
- Placera alla tryckgivare på höjden av höger förmak (hos svin i ryggläge ungefär halva höjden av bröstkorgen).
- Utföra en liten (4-5 cm) snitt skära genom huden ovanför blåsan med användning av en skalpell för catherization i urinblåsan. Återigen, separera den subkutana vävnaden med trubbiga instrument.
- Utför en handväska sträng sutur (1-2 cm i diameter) i väggen i urinblåsan när det visualiseras.
OBS! Suturer bör not tränga igenom alla skikt i blåsväggen eftersom detta skulle resultera i förlust av urin genom punkteringar. - Gör en minimal snitt i mitten av suturen, införa urinkateter, blockera ballongen med 10 ml dest, dra katetern tillbaka tills en lätt motstånd känns, och stäng handväska sträng sutur runt katetern. Stänga huden med användning av standard suturer.
4. Införande av lungartären Catheter
- Injicera 0,5-1 ml luft i ballongen av lungartärkateter (beroende på storleken av katetern) och kontrollera eventuella skador på ballongen. Tömma ballongen igen.
- Anslut lungartärkateter till tryckgivarsystemet och kalibrera PAC mot atmosfären (noll) och 100 mmHg (figur 2 och 3).
- Inför lungartären katetern genom införingsskidan (deflaterat ballong) under 10 till 15 cm, beroende på mantellängden.
- Blåsa upp ballongen (ballongen har att ha lämnat höljet för detta) och avancera till lungartärkatetern ytterligare samtidigt övervaka trycket och de typiska vågformer på den hemodynamiska monitor.
- Advance PAC medan vågformer som är typiska för det högra förmaket, högra ventrikeln och lungartären visas och slutar framåt när lungkapillära kiltrycket (PCWP) kurva visas (Figur 4). Tömma ballongen.
OBS: När ballongen töms den PCWP-vågformen måste försvinna och lungartärtryck vågform måste vara synlig. Annars katetern troligen in för långt i en lungartären som leder till permanent tilltäppning av artären (auto kil position). I det här fallet, dra katetern tillbaka tills artärtryck vågform visas igen för att undvika allvarliga komplikationer (t.ex. brott på blodkärl) 6. <li> Se till att ballongen töms när katetern dras tillbaka för att undvika allvarliga komplikationer.
OBS: lungartären katetrar ofta misstag avancerade till lever vener via sämre cava ven i grisar. Således, dra tillbaka katetern och börja om på nytt, om den högra ventrikeln inte uppnås efter ca 30 cm.
5. lungartären termodilution Teknik och Hemodynamiska mätningar
- Kopiera alla hemodynamiska värden som hjärtfrekvens, systoliskt, diastoliskt och medelartärtryck (MAP), lungartärtryck, och det centrala ventrycket (CVP) från hemodynamiska monitor.
- Mät PCWP omgående. För detta, blåsa upp ballongen av lungans artärkateter och se till att en korrekt PCWP kurva visas (Figur 4). Kopiera lungkapillära kiltrycket (PCWP) i slutet av utgången från monitorn. Omedelbart tömma ballongen efteråt (se 4.2.4). DEFLåt ballongen, dra katetern tillbaka och flytta den om du inte kan se en riktig PCWP kurva som beskrivs i 4.2.2.
- Ansluta termistorn och en lämplig flöde genom höljet till de centrala venösa lumen av lungartärkateter och till bildskärmen för att mäta hjärtminutvolym (CO). Därefter ansluter distala temperatur porten av katetern (röd mössa) med bildskärmen.
- Starta bildskärmen och välj "bolus CO för att övervaka tid-temperaturkurvor och därmed mäta hjärtminutvolym (CO) med lungartären termodilution teknik 7.
- Tryck på 'Inj Vol "och välj volymen av kyld saltlösning (5 ml i experimenten som presenteras här). Återgå till föregående skärm. Tryck "kateter" och välja storlek på lungartärkateter som används. Återgå till föregående skärm.
- Välj "starta bolus" och injicera 5 ml normal saltlösning med en temperatur av 4 ° C så snabbt som möjligt genom att användaflödet genom höljet. Vänta tills mätningen är klar och respektive kurva tids temperaturen visas på bildskärmen. Kopiera CO-värdet från monitorn.
- Utför 5 mätningar i snabb följd i en randomiserad ordning över andningscykeln av respiratorn som beskrivs i 5.3.4. Ignorera det högsta och det lägsta värdet och använda de återstående tre för att beräkna medelvärdet av hjärtminutvolym.
OBS: Denna övervakning inställning beskrivs för en Edwards Vigilance monitor, modell VGS1. Installationen kan variera beroende på bildskärmen. Icke desto mindre är det viktigt att välja rätt injektionsvolym av saltlösning samt storleken av katetern. Vissa monitorer kräver valet av en beräkningskonstanten som kodar respektive mängden saltlösning och kateterstorlek. Konstant finns vanligen i en broschyr inne i förpackningen av katetern. Hålla saltlösning vid samma temperatur under hela experimentet (<5 ° C) för att säkerställa korrekt measurements. Använd 5% glukoslösningar i stället för saltlösning för studier med exakta mätningar av elektrolyt intag och homeostas.
- Se till att alla parametrar har spelats in och att arteriella och blandade venösa blodprover togs för att möjliggöra beräkning av intra-pulmonell höger till vänster shunten.
- Spela alla nödvändiga uppgifter andnings snabbt som topp och platå inandningstryck från respiratorn, eller utföra ytterligare mätningar som mäter transpulmonal tryck för att komplettera de uppgifter vid varje given tidpunkt för experimentet.
6. Lungskölj att inducera lungskada
- Säkerställa att djuret ventilerades med en F I O 2 av 1,0 och ställ in PEEP till 2-4 cm H2O för sköljning förfarande. Koppla bort djuret från respiratorn.
- Fyll lungorna med värmde normal steril saltlösning (37 ° C, 50 ml / kg kroppsvikt). För detta, Prefill en tratt och anslut den tillendotrakealtuben med en passande elastiskt rör. Höja tratten 1 m ovanför djuret och häll saltlösning in i lungorna så snabbt som möjligt. Det hydrostatiska trycket kommer att fördela saltlösning i alla lung sektioner.
OBS: Steril normal saltlösning används för att undvika lungtvätt i av patogener och möjligt, septisk dekompensation av djuret. Användningen av 0,9% koksaltlösning är avgörande, eftersom hypotona vätskor kommer att resultera i omedelbar lungödem, elektrolytobalans och djuret dör. Återanvänd inte saltlösning efter en sköljning för att maximera ytaktivt tvätta ur. - Sluta fylla när MAP understiger 50 mm Hg.
OBS: Endast hemodynamiska parametrar och S p O 2 kan användas för att övervaka djuret för dekompensation, eftersom djuret är bortkopplad från ventilatorn under lungsköljningar. - Sänk tratten manuellt till marknivå, dränera sköljvätska passivt och anslut djuret till ventilatorn för syresättning.
- vänta until djur kompenserar (ökning av MAP och S p O 2) och upprepa sköljningen så snart som möjligt. Tidsramen för åter lavage bör inte överstiga 5 min.
OBS: Stabilisering av djuret mellan två sköljningar i fallet med hemodynamisk dekompensation tjänar till att undvika användningen av vasopressorer för behandling av systemisk hypotension, och för att ytterligare undvika rekryterings manövrar för att stöta på hypoxemi. Djuren ventileras med en F I O 2 av 1,0 under skölj och följande experiment för att upprätthålla syre trots minskad P en O 2 / F I O 2 förhållanden. Ställa in PEEP vid 2-4 cm H2O under skölj kommer att främja snabb bildning av atelektas. Men har PEEP ställas in på eller över 5 cm H2O efter induktion av lungskada att uppfylla Berlin definition av ARDS. Under experimentet ingen rekrytering manöver eller förändring av PEEP är tillåtet att förhindra utredare-inducerad partiskhet när det gällers till svårighetsgraden av lungskada. - Ta en gasprov artärblod efter den andra eller tredje sköljning beroende på hemodynamiska försämring och kompromisser i S p O 2.
- Upprepa skölj tills P en O 2 / F I O 2 ratio (Horowitz index) är ständigt mäts under 100 mmHg under minst 60 minuter vid F I O 2 1,0 och PEEP ≥ 5 cmH 2 O.
- Justera ventilatorn hastigheten under perioden för sköljningar för att hålla den arteriella pH över 7,25 för att förhindra hemodynamiska dekompensation.
- Starta experimentet / behandling baserad på ytaktivt washout modell när P a O 2 / F I O 2 ratio (Horowitz index) är ständigt mäts under 100 mmHg under 60 minuter.
OBS: Efter induktion av lungskada som beskrivs, kommer förändringar i lungfunktionen förbli stabil i flera timmar, försämras, eller till och med förbättra beroende på ventilatorn inställningar.
OBS: Denna djurmodell är baserad på ytaktivt washout och åtföljande bildning av atelektas. Därför, varje avvikelse från de angivna ventilator inställningar, vilket kan leda till rekrytering av atelectatic lungregioner (ökning av PIP eller PEEP), kommer delvis vända den skadliga effekten av skölj och hindra standardiseringen av denna modell.
7. Slut på experiment och eutanasi
- Säkerställa att alla mätningar utförs och data är säkrad före slutet av experimentet.
- Injicera 0,5 mg fentanyl dessutom till den kontinuerliga anestesi och vänta åtminstone 5 minuter. Injicera en överdos av tiopental (åtminstone 1000 mg) snabbt följt av åtminstone 60 mmol kalium använder den centrala linjen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
P en O 2 / F I O 2 -ratio minskar under lungsköljningar, men den exakta effekten av en enda sköljning är svårt att förutsäga. Vi börjar att ta blodgas prover från tredje sköljning framåt för att detektera en minskning i P a O 2 / F I O 2 -ratio under 100 mmHg. När en minskning i P a O 2 / F I O 2 -ratio under 100 mmHg uppnås, kräver vi detta förhållande att förbli under 100 mmHg under en timme vid en PEEP ≥ 5 cm H2O Detta säkerställer induktion av lungskada, som formellt kommer att möta i Berlin definition av ARDS. De samtidiga förändringar i blodgaser och hemodynamik förblir "stabil" för timme, försämras ytterligare, eller till och med förbättra beroende på ventilatorn inställningar (Figur 5). I det fall att P en O 2 / F I O 2 -ratio gör ökning över 100 mmHg during referensperioden en timme, är ytterligare sköljningar utfördes såsom beskrivits ovan för att förhindra spontan återhämtning av djuret under tidsförloppet av experimentet (Figur 5). PAP ökar med varje sköljning på grund av ökande atelectatic regioner i lungorna, hyperkapni och hypoxemi (Figur 5). PAP-värden brukar öka två- till triple-faldigt, men kan öka över 60-70 mmHg under en enda sköljning. Detta kan resultera i plötslig hemodynamiska dekompensation och djuret dör. Totala dödligheten av denna modell genomsnitt 10-15%.
Figur 1: Instrument Table för att införa en central venkateter och en införingshylsan genom Seldinger teknik efter en skära ner arbetsordningen. Obs, använd inte en vasodilator för direkt cannulization av ett blodkärl. PAC betyder lungartärkateter.
Figur 2:. Lungartären kateter Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3:. Lungartären kateter med uppblåst ballong Klicka här för att se en större version av denna siffra.
0fig4.jpg "/>
Figur 4: Schematisk skiss av vågformerna synliga medan Advancing en lungartären kateter Skissen visar vilken vågform kan vanligtvis ses på vilken insättningsdjupet av katetern i grisar på ca 40 kg kroppsvikt.. PCWP betyder lungkapillärt kil tryck. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 5:. Enskilda uppmätta värdena för P en O 2 / F I O 2 Ratio och medelpulmonalis- artärtryck (MPAP) av tre grisar P en O2 betyder partiell artärtryck av syre, F I O 2 betyder fraktion av inandat syre. Data spelades in under workshops på vår institution.Observera att P en O 2 / F I O 2 förhållandet ökar efter lungsköljningar i ett djur, medan det fortfarande är under 100 mmHg i de andra två. Därför bör detta djur har fått ytterligare skölj som beskrivs i artikeln. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
I den här artikeln beskrivs steg för steg instruktion för att framkalla allvarliga lungskador hos svin på grund av ytaktivt washout genom upprepade lungsköljningar. Denna specifika metod möjliggör en reproducerbar och jämförbar försämring av lungfunktionen och pulmonell vaskulär resistans. Det är absolut nödvändigt att sköljnings grisarna tills P en O 2 / F I O 2 förhållandet sjunkit under 100 mmHg och stannar under 100 mmHg under en timme. När uppnås detta djuren vanligtvis inte återhämta sig från lungskada under minst 4-8 timmar så länge inga rekryterings manövrar utförs 4,8. Anslutning till detta protokoll bidrar till att öka jämförbarheten mellan resultaten från olika experiment med samma djurmodell.
Induktion av lungskada med skölj har flera begränsningar. Först upprepade sköljresulterar i några av de histopatologiska egenskaperna hos mänskliga ARDS inklusive bildandet av större atelektas, perivascular ödembildning och en ökning av den alveolära-kapillära membrantjocklek. Ändå är några viktiga funktioner som allvarlig epitelskada eller bildandet av hyalina membran som inte finns i den här modellen 2,9.
För det andra, rekrytering effekten av hög inandningstryck och ökad PEEP verkar vara högre i lavage-inducerad lungskada hos hundar än i lungskada inducerad genom infusion av oljesyra eller intratrakeal installation av E. coli (lunginflammation modell) 10. Sålunda kan lavage modeller vara en snabb, lämplig metod för att testa t.ex. effekten av olika ventilationssystemen, men utredaren måste vara noga med att undvika någon alveolär rekrytering när det inte är önskvärt. I vår erfarenhet, de kompromisser i lungfunktion och pulmonell vaskulär resistans förbli stabil i flera timmar, så länge inga oavsiktliga manövrar rekryterings utförs. Men, kan djuret försämras och även förbättra beroende på ventilatorninställningar.
För det tredje, det inflammatoriska svaret på lungskada skiljer sig mycket mellan olika modeller och dessutom mellan olika arter. Den roll som t.ex. inflammatoriska mediatorer som TNF i svinsköljnings modeller är fortfarande kontroversiell 9.
För det fjärde kräver denna modell komplexa instrument och övervakningsförfaranden som normalt används i Critical Care Medicine. Dessutom är det nödvändigt att upprätthålla anestesi i hypoxiska stora djur utsätts för plötsliga hemodynamiska förändringar. Således bör endast erfarna utredare utbildats i stora djurforskning och intensivvård medicin arbeta med denna modell.
Slutligen kan induktionen av lungskada med lungsköljningar leda till en plötslig hemodynamisk dekompensation och slutligen djurets död. Upp till 10-15% av djuren kan dö under induktionsperioden. Enligt vår erfarenhet är detta vanligtvis är fallet, när MAP sjunker under 50 mmHg eller S p </ sub> O 2 sjunker under 70% resulterar i plötslig ischemisk hjärtsvikt. Övervakning innebär artärtryck (MPAP) under sköljningen är också möjligt att minska dödligheten, eftersom en ökning av MPAP över 50-60 mmHg kommer att resultera i höger kammare fel och djuret dör. I vår erfarenhet höger och vänster kammare kan inträffa samtidigt under skölj och övervaknings hemodynamik under förfarandet är viktigt att minska dödligheten. Vi stoppa en pågående tvättning, töm sköljvätska och ventilera djuret när vi spela in en minskning i MAP under 50 mmHg. Icke desto mindre bör de sköljningar utföras i en snabb följd för att uttvättning en betydande mängd av ytaktivt medel. När P a O 2 / F I O 2 förhållandet minskar under 100 mmHg bör det inte stiga över detta tröskelvärde under åtminstone en timme. Detta praktiskt tillvägagångssätt möjliggör ett tidseffektivt induktion av lungskada.
Fördelen med det här lägetl är reproducerbarhet med avseende på lungfunktionen och pulmonell vaskulär resistans samtidigt som deras exakta kvantifiering i utvärderingen av terapeutiska strategier. Vidare är storleken på de djur som stödjer användningen av kliniskt använda katetrar, endotrakealtuber, respiratorer och monitorer som inte är fullt tillgängliga i mindre däggdjur (t.ex. gnagare). Dessutom är det förvärvade dataformatet (t.ex. hjärtutgångs mätningar med termoteknik) jämförbar med säng situation känd för intensivvårdsläkare.
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).
