Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Oliezuur-injectie bij varkens als een Model voor Acute Respiratory Distress Syndrome

Published: October 26, 2018 doi: 10.3791/57783

Summary

In dit artikel presenteren we een protocol om acute long letsel bij varkens door centraal-veneuze injectie van oliezuur. Dit is een gevestigde dierlijk model voor het bestuderen van de acute respiratory distress syndrome (ARDS).

Abstract

De acute respiratory distress syndrome is een ziekte van de relevante reanimatie met een incidentie variërend tussen 2,2% en 19% van de patiënten van de intensive care afdeling. Ondanks behandeling vooruitgang in de afgelopen decennia lijden ARDS patiënten nog steeds sterftecijfers tussen 35 en 40%. Er is nog behoefte aan verder onderzoek ter verbetering van de uitkomst van patiënten die lijden aan ARDS. Een probleem is dat geen enkel dier model de complexe pathomechanism van de acute respiratory distress syndrome nabootsen kan, maar verschillende modellen bestaan om te bestuderen van de verschillende delen van het. Oliezuur injectie (OAI)-geïnduceerde long letsel is een reeds lang gevestigde model voor het bestuderen van ventilatie strategieën, Long mechanica en ventilatie/perfusie distributie in dieren. OAI leidt tot ernstig verminderde gasuitwisseling, aantasting van longen mechanica en verstoring van de alveolo-capillair barrière. Het nadeel van dit model is de controversiële mechanistische relevantie van dit model en de noodzaak voor centraal veneuze toegang, die vooral in kleinere diermodellen is uitdagend. In samenvatting, OAI-geïnduceerde long letsel leidt tot reproduceerbare resultaten in kleine en grote dieren en vandaar vertegenwoordigt een geschikt model voor het bestuderen van ARDS. Verder onderzoek is echter noodzakelijk om te vinden van een model dat alle delen van ARDS nabootst en mist de problemen in verband met de verschillende modellen bestaande vandaag.

Introduction

De acute respiratory distress syndrome (ARDS) is een reanimatie-syndroom dat uitvoerig sinds zijn eerste beschrijving ongeveer 50 jaar geleden onderzocht is1. Deze hoeveelheid onderzoek heeft geleid tot een beter begrip van de pathofysiologie en de ontwikkeling van ARDS wat resulteert in verbeterde patiëntenzorg en resultaat2,3veroorzaakt. De mortaliteit bij patiënten die lijden aan ARDS blijft echter zeer hoog met ongeveer 35-40%4,5,6. Het feit dat ongeveer 10% van de ICU admissions en 23% van de ICU-patiënten die behoefte hebben aan mechanische ventilatie is te wijten aan ARDS onderstreept de relevantie voor verder onderzoek op dit gebied.

Dierlijke modellen worden veel gebruikt in onderzoek pathofysiologische veranderingen en potentiële behandelmodaliteiten voor verschillende soorten ziekten te onderzoeken. Als gevolg van de complexiteit van ARDS is er geen enkel dierlijk model na te bootsen van deze ziekte, maar verschillende modellen vertegenwoordigen verschillende aspecten7. Een reeds lang gevestigde model is oliezuur injectie (OAI)-geïnduceerde long letsel. Dit model is gebruikt in een breed scala van dieren, met inbegrip van muizen8, ratten9, varkens10,11van de honden en schapen12. Oliezuur is een onverzadigd vetzuur en de meest voorkomende vetzuren in het lichaam van gezonde mensen13. Het is aanwezig in menselijk plasma, celmembranen en vetweefsel13. Fysiologisch, is het gebonden aan albumine terwijl het gebeurt via de bloedbaan13. Verhoogde niveaus van vetzuren in de bloedstroom worden geassocieerd met andere pathologieën en de ernst van sommige ziekten correlaten met serum vetzuur niveaus13. De oliezuur ARDS-model werd ontwikkeld in een poging om te reproduceren ARDS veroorzaakt door lipide embolie zoals gezien in trauma patiënten14. Oliezuur heeft directe gevolgen voor aangeboren immuun receptoren in de longen13 en triggers neutrofiele accumulatie15, inflammatoire mediator productie16en cel dood13. Fysiologisch, induceert oliezuur snel vordert hypoxemia, toename van de pulmonaire arteriële druk en accumulatie van extravascular Long water. Bovendien, het induceert arteriële hypotensie en myocard depressie7. De nadelen van dit model zijn de noodzaak centraal veneuze toegang, de twijfelachtige mechanistische relevantie en de potentieel dodelijke vooruitgang veroorzaakt door de snelle hypoxemia en cardiale depressie. Het voordeel van dit model in vergelijking met andere modellen is de bruikbaarheid in kleine en grote dieren, de geldige reproduceerbaarheid van de pathofysiologische mechanismen in ARDS, de acuut begin van ARDS na injectie van oliezuur, en de mogelijkheid om te studeren geïsoleerd ARDS zonder systemische ontstekingen zoals in modellen vele andere sepsis7. In het volgende artikel, we geven een gedetailleerde beschrijving van de Long oliezuur-veroorzaakte schade bij varkens en representatieve gegevens verstrekken om te karakteriseren de stabiliteit van de compromissen in longfunctie. Er zijn verschillende protocollen voor OAI-geïnduceerde long letsel. Het protocol geboden vermag hier betrouwbaar veroorzaken acute long letsel.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alle dierproeven die hier beschreven zijn goedgekeurd door de Commissie van de institutionele en nationale dierenverzorgers (Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz, Koblenz, Duitsland; goedkeuringsnummer G14-1-077) en werden uitgevoerd overeenkomstig de richtsnoeren van de Europese en Duitse samenleving van laboratorium dierwetenschappen. De experimenten werden uitgevoerd in narcose mannelijke varkens (sus scrofa domestica) 2-3 maanden oud, van 27-29 kg.

1. anesthesie, intubatie en mechanische ventilatie

  1. Het onthouden van voedsel voor 6 h voor de anesthesie te verminderen het risico op aspiratie maar gratis toegang tot water om stress te verminderen.
  2. Voor sedatie, injecteren een combinatie van Ketamine (4 mg kg-1) en Azaperone (8 mg kg-1) in de nek of de gluteos spier van het varken met een naald voor intramusculaire injectie (20 G) terwijl het dier in de dierlijke vak is.
    Let op: Gebruik handschoenen bij het werken met het dier.
  3. Voeg perifere veneuze katheter (20 G) in een ader van het oor na lokale desinfectie met alcohol.
  4. Injecteren van fentanyl (4 µg kg-1), propofol (3 mg kg-1) en atracurium (0.5 mg kg-1) intraveneus voor de inductie van de anesthesie.
  5. Wanneer het varken stopt met ademen, plaatst u deze in liggende positie op de brancard en het immobiliseren met pleisters.
  6. Beginnen met de monitoring van de perifere zuurstof saturatie (SpO2) door de sensor op een van de oren of de staart van het dier.
  7. Ventileer het varken met een masker voor ventilatie honden, maat 2, met een peak inspiratory druk onder 20 cm H2O, een positief einde expiratoire druk (STIEKEM) van 5 cm H2O, een respiratoire tarief van 14-16 /min en een breuk inspiratory zuurstof (FiO2) voor 1.0.
  8. Start van een continue infusie met evenwichtige elektrolyt oplossing (5 mLkg-1 h-1), propofol (8-12 mg kg-1 h-1) en fentanyl (0,1-0,2 mg kg-1 h-1) te handhaven van de verdoving.
  9. Voor de intubatie, bereiden een gemeenschappelijk endotracheale buis geschikt is voor het dier (bv., gewicht van 25-30 kg, endotracheale buis inwendige diameter (ID) 6-7 mm) gewapend met Endotracheale tube introducer en een gemeenschappelijk Laryngoscoop met een Macintosh Blade 4.
    Opmerking: Twee mensen nodig zijn voor de intubatie.
  10. Persoon 1: Trek de tong met de ene hand en drukt u op de snuit dorsally met de andere.
  11. Persoon 2: Laryngoscoop invoegen en vooraf het zoals gewoonlijk totdat het strotklepje in zicht komt.
  12. Trek de Laryngoscoop ventrally om te visualiseren van de stembanden.
    Opmerking: Soms het strotklepje "stokken" aan het zachte van de Palts. In dit geval, om het met het uiteinde van de buis te mobiliseren.
  13. Plaats de buis door de stembanden en de introducer uitlichten.
  14. Blokkeren de manchet van de buis met een spuit met 10 mL lucht.
  15. Sluit de buis aan de ventilator.
  16. Neem contact op voor de juiste positionering van de buis door regelmatige uitademen van kooldioxide (CO2) met capnography en gelijke ventilatie van beide longen met auscultatie.
  17. Start van de mechanische ventilatie (ademhalingsvolume 6-8 mL/kg, positieve GLUREN 5 cm H20, FiO2 te houden van perifere zuurstof verzadiging (SpO2) tussen 94-98%17, respiratoire tarief te houden einde getijde druk van kooldioxide (etCO 2) tussen de 35 – 45 mmHG).

2. instrumentation

  1. De achterpoten met pleisters te rekken de huid boven de femorale gebied voor catheterizing noodzakelijk vaartuigen worden ingetrokken.
  2. Bereid een 5 mL-spuit een 10 mL spuit, een Seldinger in de naald, 3 introducer omhulsels (5 Fr, 6 Fr, 8 Fr) met guidewires, een centraal veneuze katheter met 3 poorten (7 Fr, 30 cm) met guidewire en een longslagader katheter (7,5 Fr, 110 cm).
  3. Royaal Desinfecteer de femorale gebied met huid ontsmettingsmiddel een veeg beneden techniek toe te passen.
  4. Volledig vullen de katheters met zoutoplossing.
  5. Plaats de echografie-sonde op de juiste inguïnale ligament en scannen voor femoral vaartuigen.
  6. Zet de sonde 90° om de femorale slagader in de lengteas volledig te visualiseren.
  7. Cannulate juiste femorale slagader onder in-line echografie visualisatie met de Seldinger de naald.
    Opmerking: Er zijn verschillende manieren om vasculaire toegang met of zonder echografie te krijgen. Echografie-geleide vasculaire cannulation is niet nodig voor dit model.
  8. Wanneer pulserende helder bloed stromen uit, voeren de begeleiding draad en intrekken van de naald.
  9. Visualiseer de femorale ader en cannulate van de ader onder in-line echografie visualisatie en de continue ambitie met de naald.
  10. Wanneer het veneuze bloed is aspirable, koppel de spuit en steek de draad van de begeleiding.
  11. Intrekken van de naald.
  12. Controleer de positie van de draden met echografie.
  13. Invoegen van de arteriële introducer schede (5 Fr) en Centraal veneuze katheter met behulp van de Seldingertechniek (voor details over de Seldingertechniek, verwijzen naar gepubliceerde methode18).
  14. Herhaal de arteriële en veneuze punctie aan andere kant en invoegen de introducer omhulsels met behulp van Seldinger´s techniek, zoals hierboven beschreven (slagader 6 Fr, ader 8 Fr).
  15. Sluit de arteriële introducer schede en Centraal veneuze katheter aan een transducer systeem geschikt is voor de bewakingsapparatuur.
  16. Kalibreren van de invasieve monitoring tegen sfeer (nul) door de drie-weg-kranen in de atmosfeer te openen en druk op nul alle op de monitor.
  17. Draai de drie-weg-kranen terug voor het meten van hemodynamica.
  18. Beginnen met de monitoring hemodynamiek.
  19. Plaats alle druk transducers op het hoogtepunt van het juiste atrium.
  20. Overschakelen van de infusie van propofol (8-12 mg kg-1 h-1) en fentanyl (0,1-0,2 mg kg-1 h-1) op een van de poorten van de Centraal veneuze lijn te handhaven van de verdoving.

3. ultrasnelle meting van gedeeltelijke zuurstof druk (pO2)

Opmerking: De meting van pO2 met de sonde voor ultrasnelle pO2-meting is niet verplicht, maar helpt de real-time wijzigingen in pO2 visualiseren.

  1. Open software NeoFox viewer en klik op Opties.
  2. Kies het tabblad kalibratie en klik op de knop Open kalibratie .
  3. Kies kalibratie bestand en klik op openen en downloaden.
  4. Bevestig het pop-upvenster door op Jate klikken.
  5. Open de dialoog van Opties .
  6. Kies het tabblad kalibratie en klikt u op één punt kalibratie.
  7. Voer 21% op het gebied van zuurstof en de temperatuur op het gebied van temperatuur.
  8. Klik op Gebruik huidige Tau en downloaden. Bevestig daarna het pop-upvenster door op Jate klikken.
  9. Plaats de sonde voor ultrasnelle metingen van pO2 tot en met de linker arteriële introducer schede.

4. INVOEGEN LONGSLAGADER KATHETER

  1. Controleer de ballon van de katheter longslagader voor schade.
  2. Sluit aan op de transducer systeem geschikt is voor de bewakingsapparatuur.
  3. Kalibreer de pulmonaire arteriële druk controle tegen de atmosfeer (nul) door het openen van de drie-weg-afsluiter naar de sfeer en de druk op nul op de monitor.
  4. Draai de drie-weg-afsluiter terug voor het meten van de pulmonaire arteriële druk.
  5. Beginnen met de monitoring van de pulmonaire arteriële druk.
  6. Plaats de longslagader katheter via de linker veneuze introducer schede (gedefleerd aan de hand van de ballon).
  7. Wanneer de longslagader katheter heeft doorgegeven via de schede introducer, opblazen van de ballon met 1 mL lucht.
  8. Verder de longslagader katheter en controleren van de typische golfvormen (veneuze vaartuigen, juiste atrium rechterventrikel, pulmonale arteria en pulmonaire capillaire wig druk). Leeglopen van de ballon en de controle, als er bloed via alle poorten van de longslagader katheter gecombineerd.
    Opmerking: voor gedetailleerde instructies over het invoegen van de longslagader katheter verwijzen naar eerdere publicatie19.

5. de inductie van Lung Injury

  1. Bereid oliezuurgehalte-zuur oplossing: 0,1 mL kg-1 van oliezuur in een 20 mL syringe en sluit deze aan op een 3-weg-afsluiter.
  2. Neem 2 mL bloed in een ander 20 mL spuit en zout toevoegen tot een totaal volume van 20 mL in beide spuiten.
  3. De tweede injectiespuit ook verbinding te maken met de 3-weg-afsluiter.
    Let op: Gebruik handschoenen en een veiligheidsbril wanneer u werkt met oliezuur.
  4. Noradrenaline (0,1 mg/mL) voor te bereiden voor continue infusie en injectie van de bolus (10 µg/mL).
  5. Sluit de noradrenaline-spuitpomp aan één van de poorten van de Centraal veneuze katheter zonder starten.
  6. Start de ultrasnelle pO2-meting.
  7. Voordat de inductie van long letsel, nemen de waarden (basislijn) uit alle relevante parameters.
  8. De FikO2 op 1.0 ingesteld en voeren een Long werving manoeuvre (plateau druk 40 cm H2O voor 10 s).
  9. Sluit de 3-weg-afsluiter op de proximale poort van de longslagader katheter.
  10. Meng de oliezuur en het bloed/zoutoplossing mengsel door het injecteren van het herhaaldelijk uit een spuit in de andere via de 3-weg-afsluiter en blijf mengen van de hele tijd.
  11. Wanneer er een homogene emulsie, injecteren van 2 mL van de emulsie en blijven mengen.
    Opmerking: Als mengen is gestopt, kan de emulsie scheiden in een lipofiele en een hydrofiele deel.
  12. Monitoren van de hemodynamica na de injectie van oliezuur en de noradrenaline bij de hand houden. Indien nodig, geven noradrenaline als bolus injectie (10-100 µg) of continue infusie te houden gemiddelde arteriële druk boven 60 mmHg.
  13. Herhaal de injectie van 2 mL van de oplossing elke 3 minuten tot de arteriële gedeeltelijke druk van zuurstof (PaO2) / FiO2-verhouding lager is dan 200 mmHg.
  14. Als de spuit leeg voor de PaO2/FiO2 is-verhouding is tussen de 100 en 200 mmHg, 2 meer spuiten zoals beschreven in stap 5.1 te bereiden.
  15. 30 min wachten en opnieuw te evalueren de PaO2/FiO2-verhouding. Als er nog steeds meer dan 200 mmHg, herhaal stap 5.5-5.8 tot PaO2/FiO2-verhouding valt tussen de 100 en 200 mmHg.
  16. Als PaO2/FiO2-verhouding is tussen de 100 en 200 mmHg, 30 min wachten en opnieuw controleren.
  17. Als er permanente onder 200 mmHg start experiment/behandeling, anders bereiden 2 meer spuiten zoals beschreven in stap 5.1 en herhaal stappen 5.5-5,9.
  18. Stel de ventilatie volgens de suggesties van de ARDS netwerk20.

6. einde van het Experiment en euthanasie

  1. Injecteer 0.5 mg van fentanyl bovendien aan de continue verdoving en wacht 5 min. injecteren 200 mg propofol en 40 mmol van kaliumchloride te euthanaseren van het dier in diepe anesthesie.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

PaO2/FiO2-verhouding vermindert na gefractioneerde toepassing van oliezuur (Figuur 1). In de gepresenteerde studie was 0,185 ± 0,01 ml kg-1 oliezuur nodig voor de inductie van long letsel. Alle dieren toonden een verminderde oxygenatie na de inductie van long letsel, met rassen in de verdere tijd cursus. In dier 1 en 3 bleef het op één niveau met weinig schommelingen; in dier 2 zien we een aanvankelijke toename, gevolgd door een daling op het einde, terwijl dier 4 een constante rise toont. Toch vinden we een aanzienlijke bijzondere waardeverminderingen in oxygenatie in alle 4 dieren na 6 uur. Daarom is het noodzakelijk nauwlettend PaO2/FiO2-verhouding, terwijl de long letsel inducerende. We gebruiken een ultrasnelle pO2-meting sonde te controleren van de afname van de PaO2 in real-time21. Een andere optie is het nemen van gasmonsters regelmatige arteriële bloed vanaf het moment dat de SpO2 begint te laten vallen. In voertuig-behandelde dieren (5 en 6), is er geen daling PaO2/FiO2-verhouding.

De afname van de PaO2/FiO2-verhouding is parallel door een toename van de pulmonaire arteriële druk (PAP), die meestal nog steeds verhoogde voor de rest van het experiment (Figuur 2). Soortgelijk aan PaO2/FiO2-verhouding, het soms fluctueert een beetje. In een dier (dieren 3), MPAP op dit niveau gebleven daarna; in twee dieren (dier 1 en 4) viel het een beetje; in een dier (dieren 2) viel in eerste instantie daarna stijgen. In voertuig-behandelde dieren (5 en 6) wijzigen MPAP niet tijdens het experiment.

Long letsel is ook visueel detecteerbaar in longen genomen na de dood van het dier. Figuur 3 toont representatieve longen van een varken met OAI-geïnduceerde long letsel na de euthanasie. In histologische plakjes, verwerkt op basis van eerdere publicaties22, zijn alveolaire oedeem en hematoom zichtbaar (Figuur 4).

Figure 1
Figuur 1 : Ontwikkeling van PaO 2 /FiO 2 -Verhouding gedurende 6 uur na de injectie van oliezuur in 4 voorbeeldige varkens en 2 varkens behandeld met voertuig. (A). vertegenwoordiger percelen weergegeven: stabiele waarden met weinig schommelingen eerste opkomst (dieren 1 en 3), gevolgd door een daling (dieren 2) of continue stijging (dieren 4). Voertuig behandeld varkens (dieren 5 en 6) vertonen weinig variatie in de tijd. (B). gemiddelde en standaard afwijking voor alle dieren. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer. 

Figure 2
Figuur 2 : Ontwikkeling van gemiddelde longslagader druk (MPAP) gedurende 6 uur na injectie van oliezuur in 4 voorbeeldige varkens en 2 varkens behandeld met voertuig. (A). vertegenwoordiger percelen weergegeven: een eerste stijging van alle 4 dieren. In een dier (dieren 3), MPAP op dit niveau gebleven daarna; in twee dieren (dier 1 en 4) viel het een beetje; in een dier (dieren 2) viel in eerste instantie daarna stijgen. Voertuig behandeld varkens (dieren 5 en 6) vertonen weinig variatie in de tijd. (B). gemiddelde en standaard afwijking voor alle dieren. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 3
Figuur 3 : Longen na de injectie van oliezuur. Foto van de longen 6 uur na de injectie van oliezuur. Hemorragische gebieden zijn zichtbaar. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 4
Figuur 4 : Histologische beelden van long letsel na de injectie oliezuur. De longen werden vastgesteld in 10% formaline voor paraffine segmenteren en haematoxylin/eosine-kleuring. Image vergroting: 10 X. (A). alveolaire oedeem. (B). bloeding. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Dier 1 Dier 2 Dier 3 Dier 4 Dier 5 Dier 6
Gewicht [kg] 27 28 27 27 27 29
Rechter boven kwab NAT [g] 96 83 116 116 60 44
Rechter boven kwab droog [g] 14 13 13 11 11 9
NAT-te-droog 6,9 6,4 8,9 10,5 5,5 4,9

Tabel 1: Deze tabel geeft het gewicht van de dieren, versgewicht, droge gewicht en nat-te-droog-ratio van de rechter boven kwab van de dieren longen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Dit artikel beschrijft een methode van oliezuur-geïnduceerde long letsel als een model voor het bestuderen van de verschillende aspecten van ernstige ARDS. Er zijn ook andere protocollen met verschillende emulsies, verschillende injectie sites en verschillende temperaturen van de emulsie23,24,25,26,27,28 ,29. Onze methode biedt een reproduceerbare en stabiele afname van de longfunctie. Aangezien het effect van oliezuur dosis afhankelijk, is het noodzakelijk om te definiëren van de individuele drempel voor de PaO2/FiO2-verhouding, afhankelijk van de gewenste bestuderen en de nodige dosis oliezuur om deze verhouding te vinden.

Wanneer u deze methode gebruikt, zijn er sommige valkuilen. De eerste is de lipofiele van de oliezuur. Om het te houden in het bloed/zoutoplossing mengsel geëmulgeerd, moet er voortdurend mengen. Een ander probleem is de plotselinge verandering in de hemodynamica na de injectie van oliezuur. Direct na de injectie van oliezuur, PAP waarden kunnen verhogen abrupt tot meer dan 60 mmHg, die kan resulteren in de plotselinge hemodynamische decompensation en de dood van het dier. Er moet daarom voldoende rescue medicatie, bijvoorbeeld, noradrenaline, bereid en bij de hand houden. Niettemin, de hemodynamische decompensation soms resulteert in de plotselinge dood van het dier dat niet kan worden voorkomen. De laatste valkuil is het na effect van oliezuur. Vergelijkbaar met menselijke ARDS, de tijd om symptoom begin kan variëren en het is niet mogelijk om te voorspellen precies hoeveel oliezuur noodzakelijk is in een bepaalde varken voor de inductie van long letsel, noch te voorspellen van het effect van een bepaalde dosis op PaO2/FiO2-verhouding. PaO2/FiO2-verhoudingen kunnen bijna worden stagneert; maar zij kunnen ook verbeteren of verder gedaald. Dit is weergegeven in Figuur 1. Eenmaal de PaO2/FiO2-verhouding is tussen de 100 en 200 mmHg bij een PEEP ≥ 5 cm H2O, wij vereisen oxygenatie blijven bijzondere waardevermindering heeft ondergaan en onder deze drempel voor meer dan 30 min. meestal, PaO2/FiO2 relatief constant blijft in de tijdsverloop van deze, hoewel het kan dalen verder. Zelden, is zelfs een verbetering mogelijk, het bereiken van de waarden boven 200 mmHg. Onder deze omstandigheden is meer oliezuur nodig.

De inductie van long letsel door oliezuur heeft bepaalde beperkingen. Het grootste nadeel is de behoefte aan centraal veneuze toegang, die kan lastig zijn met name bij kleine dieren. Een ander is de vraag over de mechanistische relevantie van dit model. De oliezuur ARDS-model werd ontwikkeld in een poging om te reproduceren van ARDS als gevolg van lipide longembolie, zoals te zien in trauma patiënten14. Maar het trauma is alleen oorzakelijke voor ongeveer 10% van ARDS gevallen30 en of andere oorzaken zoals sepsis of longontsteking delen hetzelfde mechanisme nog ter discussie is. Het laatste nadeel van dit varken model voor ARDS is de complexe instrumentatie en klinische ervaring nodig om te handhaven van verdoving in hypoxische grote dieren met plotselinge hemodynamische veranderingen. Daarom moeten alleen onderzoekers met ervaring in grote dierlijke onderzoek en intensive care geneeskunde werken met dit model of op zijn minst nauw toezicht onervaren onderzoekers.

Er zijn echter duidelijke voordelen aan dit model. Het produceert de fundamentele pathologische veranderingen van menselijke ARDS-inflammatoire long letsel met permeabiliteit veranderingen, bijzondere waardeverminderingen in gas uitwisseling en longkanker mechanica-zeer goed en met goede reproduceerbaarheid7,31. Dit maakt het superieur aan andere modellen die meestal een of meer van de pathologische effecten ontbreken. Oppervlakteactieve stof uitputting door lavage induceert alleen beetje alveolaire epitheliale wijzigingen7,19 en lipopolysaccharide administratie, een model van sepsis, meestal slechts minimale wijzigingen van de alveolo-capillair barrière7induceert. Oliezuur injectie is haalbaar in grote en kleine dieren, zodat het kan worden gebruikt in verschillende laboratoria die gebruikmaken van diermodellen8,9,10,12. Ten derde, het niet alleen bootst de vroege fase van ARDS, maar ook de latere fasen met afzetting van fibrine op de alveolaire oppervlak16. Bovendien, bij het gebruik van grote dieren, het is kunt u gebruik maken van uitgebreide klinische monitoring en instrumentatie die is niet volledig beschikbaar in kleine dieren. Dit lijkt op de situatie van een nachtkastje instellen welke artsen reanimatie gewend bent, waardoor gemakkelijker toegang voor clinici aan deze methode en vergemakkelijking van een snellere uitvoering in de algoritmen van de behandeling.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Alle auteurs te vermelden geen financiële of andere belangenconflict.

Acknowledgments

De auteurs willen Dagmar Dirvonskis bedanken voor de uitstekende technische ondersteuning.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
3-way-stopcock blue Becton Dickinson Infusion Therapy AB Helsingborg, Sweden 394602
3-way-stopcock red Becton Dickinson Infusion Therapy AB Helsingborg, Sweden 394605
Atracurium Hikma Pharma GmbH , Martinsried 4262659
Canula 20 G Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain 301300
Datex Ohmeda S5 GE Healthcare Finland Oy, Helsinki, Finland
Desinfection Schülke & Mayr GmbH, Germany 104802
Endotracheal tube Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia 112482
Endotracheal tube introducer Rüsch 5033062
Engström Carestation GE Heathcare, Madison USA
Fentanyl Janssen-Cilag GmbH, Neuss
Gloves Paul Hartmann, Germany 9422131
Incetomat-line 150 cm Fresenius, Kabi Germany GmbH 9004112
Ketamine Hameln Pharmaceuticals GmbH
Laryngoscope Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia 671067-000020
Logical pressure monitoring system Smith- Medical Germany GmbH MX9606
Logicath 7 Fr 3-lumen 30cm Smith- Medical Germany GmbH MXA233x30x70-E
Masimo Radical 7 Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA
Mask for ventilating dogs Henry Schein, Germany 730-246
Neofox Kit Ocean optics Largo, FL USA NEOFOX-KIT-PROBE
Norepinephrine Sanofi- Aventis, Seutschland GmbH 73016
Oleic acid Applichem GmbH Darmstadt, Germany 1,426,591,611
Original Perfusor syringe 50ml Luer Lock B.Braun Melsungen AG, Germany 8728810F
PA-Katheter Swan Ganz 7,5 Fr 110cm Edwards Lifesciences LLC, Irvine CA, USA 744F75
Percutaneous sheath introducer set 8,5 und 9 Fr, 10 cm with integral haemostasis valve/sideport Arrow international inc. Reading, PA, USA AK-07903
Perfusor FM Braun B.Braun Melsungen AG, Germany 8713820
Potassium chloride Fresenius, Kabi Germany GmbH 6178549
Propofol 2% Fresenius, Kabi Germany GmbH
Saline B.Braun Melsungen AG, Germany
Sonosite Micromaxx Ultrasoundsystem Sonosite Bothell, WA, USA
Stainless Macintosh Size 4 Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia 670000
Sterofundin B.Braun Melsungen AG, Germany
Stresnil 40mg/ml Lilly Germany GmbH, Abteilung Elanco Animal Health
Syringe 10 mL Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain 309110
Syringe 2 mL Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain 300928
Syringe 20 mL Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain 300296
Syringe 5 mL Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain 309050
venous catheter 22G B.Braun Melsungen AG, Germany 4269110S-01

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ashbaugh, D. G., Bigelow, D. B., Petty, T. L., Levine, B. E. Acute respiratory distress in adults. The Lancet. 2 (7511), 319-323 (1967).
  2. Brower, R. G., et al. Ventilation with lower tidal volumes as compared with traditional tidal volumes for acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome. The New England Journal of Medicine. 342 (18), 1301-1308 (2000).
  3. Briel, M., et al. Higher vs lower positive end-expiratory pressure in patients with acute lung injury and acute respiratory distress syndrome: systematic review and meta-analysis. JAMA. 303 (9), 865-873 (2010).
  4. Bellani, G., et al. Epidemiology, Patterns of Care, and Mortality for Patients With Acute Respiratory Distress Syndrome in Intensive Care Units in 50 Countries. JAMA. 315 (8), 788-800 (2016).
  5. Chiumello, D., et al. Respiratory support in patients with acute respiratory distress syndrome: an expert opinion. Critical Care. 21 (1), 240 (2017).
  6. Barnes, T., Zochios, V., Parhar, K. Re-examining Permissive Hypercapnia in ARDS: A Narrative Review. Chest. , (2017).
  7. Matute-Bello, G., Frevert, C. W., Martin, T. R. Animal models of acute lung injury. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 295 (3), 379-399 (2008).
  8. Kobayashi, K., et al. Thromboxane A2 exacerbates acute lung injury via promoting edema formation. Scientific Reports. 6, 32109 (2016).
  9. Tian, X., Liu, Z., Yu, T., Yang, H., Feng, L. Ghrelin ameliorates acute lung injury induced by oleic acid via inhibition of endoplasmic reticulum stress. Life Sciences. , (2017).
  10. Kamuf, J., et al. Endexpiratory lung volume measurement correlates with the ventilation/perfusion mismatch in lung injured pigs. Respiratory Research. 18 (1), 101 (2017).
  11. Du, G., Wang, S., Li, Z., Liu, J. Sevoflurane Posttreatment Attenuates Lung Injury Induced by Oleic Acid in Dogs. Anesthesia & Analgesia. 124 (5), 1555-1563 (2017).
  12. Prat, N. J., et al. Low-Dose Heparin Anticoagulation During Extracorporeal Life Support for Acute Respiratory Distress Syndrome in Conscious Sheep. Shock. 44 (6), 560-568 (2015).
  13. Goncalves-de-Albuquerque, C. F., Silva, A. R., Burth, P., Castro-Faria, M. V., Castro-Faria-Neto, H. C. Acute Respiratory Distress Syndrome: Role of Oleic Acid-Triggered Lung Injury and Inflammation. Mediators of Inflammation. 2015, (2015).
  14. Schuster, D. P. ARDS: clinical lessons from the oleic acid model of acute lung injury. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 149 (1), 245-260 (1994).
  15. Goncalves-de-Albuquerque, C. F., et al. Oleic acid induces lung injury in mice through activation of the ERK pathway. Mediators of Inflammation. 2012, 956509 (2012).
  16. Ballard-Croft, C., Wang, D., Sumpter, L. R., Zhou, X., Zwischenberger, J. B. Large-animal models of acute respiratory distress syndrome. The Annals of Thoracic Surgery. 93 (4), 1331-1339 (2012).
  17. O'Driscoll, B. R., et al. BTS guideline for oxygen use in adults in healthcare and emergency settings. Thorax. 72, Suppl 1 90 (2017).
  18. Ettrup, K. S., et al. Basic surgical techniques in the Gottingen minipig: intubation, bladder catheterization, femoral vessel catheterization, and transcardial perfusion. Journal of Visualized Experiments. (52), 2652 (2011).
  19. Russ, M., et al. Lavage-induced Surfactant Depletion in Pigs As a Model of the Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS). Journal of Visualized Experiments. (115), 53610 (2016).
  20. Brower, R. G., et al. Higher versus lower positive end-expiratory pressures in patients with the acute respiratory distress syndrome. The New England Journal of Medicine. 351 (4), 327-336 (2004).
  21. Hartmann, E. K., et al. Influence of respiratory rate and end-expiratory pressure variation on cyclic alveolar recruitment in an experimental lung injury model. Critical Care. 16 (1), (2012).
  22. Hartmann, E. K., et al. Inhalation therapy with the synthetic TIP-like peptide AP318 attenuates pulmonary inflammation in a porcine sepsis model. BMC Pulmonary Medicine. 15, 7 (2015).
  23. Julien, M., Hoeffel, J. M., Flick, M. R. Oleic acid lung injury in sheep. Journal of Applied Physiology. 60 (2), 433-440 (1986).
  24. Wiener-Kronish, J. P., et al. Relationship of pleural effusions to increased permeability pulmonary edema in anesthetized sheep. Journal of Clinical Investigation. 82 (4), 1422-1429 (1988).
  25. Yahagi, N., et al. Low molecular weight dextran attenuates increase in extravascular lung water caused by ARDS. American Journal of Emergency Medicine. 18 (2), 180-183 (2000).
  26. Eiermann, G. J., Dickey, B. F., Thrall, R. S. Polymorphonuclear leukocyte participation in acute oleic-acid-induced lung injury. The American Review of Respiratory Disease. 128 (5), 845-850 (1983).
  27. Townsley, M. I., Lim, E. H., Sahawneh, T. M., Song, W. Interaction of chemical and high vascular pressure injury in isolated canine lung. Journal of Applied Physiology. 69 (5), 1657-1664 (1990).
  28. Young, J. S., et al. Sodium nitroprusside mitigates oleic acid-induced acute lung injury. The Annals of Thoracic Surgery. 69 (1), 224-227 (2000).
  29. Katz, S. A., et al. Catalase pretreatment attenuates oleic acid-induced edema in isolated rabbit lung. Journal of Applied Physiology. 65 (3), 1301-1306 (1988).
  30. El-Haddad, H., Jang, H., Chen, W., Soubani, A. O. Effect of ARDS Severity and Etiology on Short-Term Outcomes. Respiratory Care. 62 (9), 1178-1185 (2017).
  31. Wang, H. M., Bodenstein, M., Markstaller, K. Overview of the pathology of three widely used animal models of acute lung injury. European Surgical Research. 40 (4), 305-316 (2008).

Tags

Geneeskunde kwestie 140 ARDS long letsel oliezuur varken diermodel methode
Oliezuur-injectie bij varkens als een Model voor Acute Respiratory Distress Syndrome
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Kamuf, J., Garcia-Bardon, A.,More

Kamuf, J., Garcia-Bardon, A., Ziebart, A., Thomas, R., Rümmler, R., Möllmann, C., Hartmann, E. K. Oleic Acid-Injection in Pigs As a Model for Acute Respiratory Distress Syndrome. J. Vis. Exp. (140), e57783, doi:10.3791/57783 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter