Oljesyra-injektion hos svin som modell för akut respiratoriskt distressyndrom

Summary

I denna artikel presenterar vi ett protokoll för att inducera Akut lungskada hos svin genom central-venös injektion av oljesyra. Detta är en etablerad djurmodell för att studera den akut andnödssyndrom (ARDS).

Abstract

Den akut andnödssyndrom är en relevant intensivvård sjukdom med en incidens mellan 2,2% och 19% av patienterna på intensivvårdsavdelningen. Trots behandling framsteg under de senaste årtiondena, ARDS patienter lider fortfarande av dödligheten mellan 35 och 40%. Det finns fortfarande ett behov av ytterligare forskning för att förbättra resultatet hos patienter som lider av ARDS. Ett problem är att ingen enda djurmodell kan härma den komplexa pathomechanism av den akut andnödssyndrom, men flera modeller finns för att studera olika delar av den. Oljesyra injektion (OAI)-inducerad lungskada är en väletablerad modell för att studera ventilation strategier, lung mekanik och ventilation/perfusion distribution i djur. OAI leder till kraftigt nedsatt gasutbyte, försämring av lung mekanik och störningar av alveoloen-kapillära barriären. Nackdelen med denna modell är kontroversiella mekanistiska relevansen av denna modell och nödvändigheten för central venkateter, vilket en utmaning speciellt på mindre modeller. I sammanfattning, OAI-induced lung skada leder till reproducerbara resultat i små och stora djur och därmed utgör en väl lämpad modell för att studera ARDS. Ytterligare forskning är dock nödvändigt att hitta en modell som härmar alla delar av ARDS och saknar problemen i samband med de olika modellerna som finns idag.

Introduction

Den akut andnödssyndrom (ARDS) är en intensivvård syndrom som har studerats sedan dess första Beskrivning ca 50 år sedan¹. Detta organ forskning ledde till en bättre förståelse av patofysiologin och orsakar utvecklingen av ARDS vilket resulterar i förbättrad patientvård och resultatet^2,3. Dödligheten hos patienter som lider av ARDS är dock fortfarande mycket höga med ca 35-40%^4,5,6. Det faktum att omkring 10% av ICU antagningen och 23% av ICU patienter som kräver mekanisk ventilation beror på ARDS understryker relevansen för vidare forskning inom detta område.

Djurmodeller används allmänt i forskning för att undersöka patofysiologiska förändringar och möjliga behandlingsmetoder för olika typer av sjukdomar. På grund av komplexiteten i ARDS finns det ingen enda djurmodell att efterlikna denna sjukdom, men olika modeller som representerar olika aspekter⁷. En väletablerad modell är oljesyra injektion (OAI)-inducerad lungskada. Denna modell har använts i ett brett spektrum av djur, inklusive möss⁸, råttor⁹, svin¹⁰, hundar¹¹och får¹². Oljesyra är en omättad fettsyra och den vanligaste fettsyran i kroppen av sunda människor¹³. Det är närvarande i humant plasma, cellmembran och fettvävnad¹³. Fysiologiskt, är det bundet till albumin medan det sker genom blodomloppet¹³. Ökade nivåer av fria fettsyror i blodet är associerade med olika patologier och svårighetsgraden av vissa sjukdomar korrelerar med serum fettsyra nivåer¹³. Oljesyrehalt ARDS-modellen utvecklades i ett försök att reproducera ARDS orsakas av lipid emboli som sett i trauma patienter¹⁴. Oljesyra har direkta effekter på medfödd immun receptorer i lungorna¹³ och utlösare neutrofila ackumulering¹⁵, inflammatorisk medlare produktion¹⁶och cell död¹³. Fysiologiskt, inducerar oljesyra snabbt progredierande hypoxemi, ökade pulmonella arteriella trycket och ansamling av extravaskulära lung vatten. Dessutom inducerar det arteriell hypotension och hjärtinfarkt depression⁷. Nackdelarna med denna modell är nödvändigheten för central venkateter, tvivelaktiga mekanistiska relevansen och de potentiella dödliga framsteg som orsakas av snabba hypoxemi och kardiell depression. Fördelen med denna modell jämfört med andra modeller är användbarhet i små och stora djur, de patofysiologiska mekanismerna i ARDS, akut uppkomsten av ARDS efter injektion av oljesyra, giltig reproducerbarhet och möjlighet att studera isolerade ARDS utan systemisk inflammation som i modeller många andra sepsis⁷. I följande artikel, vi ger en detaljerad beskrivning av den oljesyra-inducerad lungskada hos svin och ge representativa data för att karakterisera stabiliteten i kompromisserna i lungfunktionen. Det finns olika protokoll för OAI-inducerad lungskada. Protokollet som anges här är kunna tillförlitligt framkalla Akut lungskada.

Protocol

Alla djurförsök som beskrivs här har godkänts av utskottet för institutionella och statliga djurvård (Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz, Koblenz, Tyskland; godkännandenummer G14-1-077) och genomfördes i enlighet med riktlinjerna i den Europeiska och tyska samhället av försöksdjursverksamhet. Experimenten utfördes hos sövda manliga svin (sus scrofa domestica) 2-3 månader ålder, som väger 27-29 kg. 1. anestesi, Intubation och mekanisk Ventilation Undanhålla mat f?…

Representative Results

PaO2/FiO2-baserat minskar efter fraktionerade tillämpningen av oljesyra (figur 1). I den presenteras studien var 0.185 ± 0,01 ml kg-1 oljesyra nödvändigt för induktion av lungskada. Alla djur visade en försämrad syresättning efter induktion av lungskada, med sorter i ytterligare tid kursen. I djur 1 och 3 återstod det på en nivå med lite variationer; i djur 2 observerar vi en inledande ökning, följt av en nedgång…

Discussion

Den här artikeln beskrivs en metod av oljesyra-inducerad lungskada som modell för att studera olika aspekter av svår ARDS. Det finns även andra protokoll med olika emulsioner, olika injektionsställen och olika temperaturer i emulsion^{23,24,25,26,27,28 ,29}. Vår metod erbjuder en reprodu…

Materials

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