Yöntem makalesi

Sürekli Oleik Asit İnfüzyonu ile Akut Solunum Yetmezliğinin Domuz Modeli

2.2K görüntüleme

⸱

DOI:

10.3791/65963

⸱

8 Mart 2024

 ,  ,  ,  , 
1Department of Anesthesiology, Vanderbilt University Medical Center, 2Department of Biomedical Engineering, Vanderbilt University, 3Department of Surgery, Vanderbilt University Medical Center

Bu makalede

Özet

Anestezi uygulanmış yetişkin bir domuzun pulmoner arterine sürekli olarak oleik asit infüze etmek, akut solunum yetmezliğine neden olarak akut solunum dekompansasyonu sırasında kontrollü deneyler yapılmasını sağlar.

Özet

Bu protokol, Yorkshire domuzlarında merkezi olarak uygulanan oleik asit infüzyonunu kullanan bir akut solunum sıkıntısı modelini özetlemektedir. Deneyden önce, her domuza genel anestezi, endotrakeal entübasyon ve mekanik ventilasyon uygulandı ve bilateral juguler ven merkezi vasküler erişim kateterleri ile donatıldı. Oleik asit, 0.2 mL / kg / s oranında özel bir pulmoner arter kateteri yoluyla uygulandı. İnfüzyon 60-120 dakika sürdü ve solunum sıkıntısına neden oldu. Deney boyunca kalp atış hızı, solunum hızı, arteriyel kan basıncı, merkezi venöz basınç, pulmoner arter basıncı, pulmoner kılcal kama basıncı, gelgit sonu karbondioksit, pik hava yolu basınçları ve plato basınçları gibi çeşitli parametreler izlendi. 60 dakika civarında, kısmi arteriyel oksijen basıncında (PaO2) ve oksijene doymuş hemoglobin fraksiyonunda (SpO2) azalma gözlendi. İnfüzyon sırasında pulmoner arter basınçlarında akut artışların eşlik ettiği periyodik hemodinamik instabilite meydana geldi. İnfüzyon sonrası, akciğer parankiminin histolojik analizi, parankimal hasarı ve akut hastalık süreçlerini gösteren değişiklikleri ortaya çıkardı ve modelin akut solunum dekompansasyonunu simüle etmedeki etkinliğini doğruladı.

Giriş

Translasyonel araştırmalarda domuz modellerinin kullanılması, insan tıbbı anlayışımızı ilerletmede büyük önem taşımaktadır1. Domuz modelleri, insanlarla fizyolojik ve anatomik benzerlikleri nedeniyle, karmaşık hastalıkları ve terapötik müdahaleleri incelemek için değerli bir platform sağlar1. Akut solunum yetmezliği bağlamında, domuz modelleri patofizyolojik mekanizmaları araştırmak, tedavi stratejilerini değerlendirmek ve potansiyel müdahaleleri değerlendirmek için eşsiz bir fırsat sunmaktadır 1,2,3. İnsan solunum fizyolojisinin temel yönlerini ve domuz modellerinde çeşitli uyaranlara verilen yanıtları çoğaltma yeteneği, insan denemelerine geçmeden önce terapötik modalitelerin kapsamlı bir değerlendirmesine olanak tanır 1,2,3. Bu araştırma paradigması, araştırmacıların klinik öncesi araştırmalar ile klinik uygulama arasındaki boşluğu doldurmalarını, yeni tedavilerin geliştirilmesini kolaylaştırmalarını ve hasta sonuçlarını iyileştirmelerini sağlar1. Bu nedenle, verimli, etkili ve tekrarlanabilir bir akut solunum yetmezliği domuz modelinin oluşturulması, solunum yolu hastalıkları bilgisini ilerletmede ve insan tıbbında etkili müdahalelerin geliştirilmesine rehberlik etmede çok önemli bir araç olarak hizmet eder1.

Kritik bir tıbbi durum olan solunum sıkıntısı, son otuz yılda tanı ve tedavisinde sınırlı ilerlemelere tanık olmuştur4. Subjektif semptomları, fizik muayene bulgularını, SpO2'yi ve solunum hızını içeren şu anda kullanılan değerlendirme ve triyaj metrikleri, genellikle akut pulmoner durumların erken evrede tespit edilmesinde sınırlamalar göstermektedir 5,6,7. Bu yetersizlik sadece verimli triyaj ve kaynak tahsisini engellemekle kalmaz, aynı zamanda kronik akciğer hastalığı olan hastalarda hastalık ilerlemesinin ve tedavi yanıtının etkili, kantitatif izlenmesini de sağlayamamaktadır. Akut solunum yetmezliklerinin hastane kaynakları üzerindeki yüküyle birlikte uzun süreli COVID gibi kronik solunum rahatsızlıklarının ortaya çıkması, translasyonel araştırmaları genişletmeye ve solunum yolu hastalığı yönetiminde yeniliği teşvik etmeye yönelik acil ihtiyacın altını çiziyor.

Oleik asidin bir domuzun kan dolaşımına doğrudan infüzyonu, akut solunum sıkıntısını indüklemek için sağlam bir yöntem olarak kabul edilmiştir8. Tekli doymamış bir yağ asidi olan oleik asit, pulmoner dolaşımagirdiğinde önemli akciğer hasarını tetikleme ve solunum fonksiyonunu tehlikeye atma yeteneğini göstermiştir 8. İnfüzyon üzerine, oleik asit vazokonstriksiyona neden olur, bu da pulmoner arteriyel basıncın ve direncin artmasına neden olarak gaz değişiminin ve oksijenasyonun bozulmasına neden olur9. Ayrıca, oleik asit, pro-inflamatuar mediatörlerin salınması ve bağışıklık hücrelerinin işe alınması dahil olmak üzere enflamatuar yolların aktivasyonunu teşvik eder, bu da akciğer hasarı ve solunum sıkıntısınıngelişmesine katkıda bulunur 10. Bütün bunlar ciddi hipoksemi, pulmoner arter basınçlarında artış ve ekstravasküler akciğer suyu birikimi ile sonuçlanır11. Akciğer parankiminin histolojik değerlendirmesi, insan akut solunum sıkıntısından ayırt edilemeyen bir yaralanma göstermiştir9.

Bu makale, tedavi edilemeyen, ciddi hemodinamik uzlaşmayı önleyerek, akut solunum sıkıntısını indüklemek için oleik asidin pulmoner artere doğrudan uygulanmasını içeren bir yöntemi detaylandırmaktadır. Tanımlanan yöntemin, akut solunum yetmezliğinin altında yatan patofizyolojik mekanizmaları araştıran ve potansiyel terapötik müdahaleleri ve yenilikleri değerlendiren gelecekteki araştırmacılar için değerli bir araç olması beklenmektedir.

Protokol

Protokol, Vanderbilt Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi'nden (protokol M1800176-00) onay aldı ve Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı için Ulusal Sağlık Enstitüsü Yönergelerine sıkı sıkıya bağlı kaldı. Bu deneyde yaklaşık 40-45 kg ağırlığındaki erkek ve dişi Yorkshire domuzları kullanıldı. Hayvanlar ticari bir kaynaktan elde edilmiştir (bkz . Mevcut uygulama, edinilen domuzlarda önceden var olan herhangi bir tıbbi durumun taranmasını içermemektedir. Bu uygulamanın amaçlanan sonuçlara potansiyel olarak müdahale edebileceği veya maskeleyebileceği kabul edilmekle birlikte, satıcıya göre olası görülmez ve bu sınırlama kabul edilir.

1. Hayvan hazırlama

  1. Anestezi ve ventilasyon
    1. Domuzu intramüsküler ketamin (2.2 mg / kg) / ksilazin (2.2 mg / kg) / telazol (4.4 mg / kg) enjeksiyonu ile uyuşturun ve hayvanı ameliyat masasına sırtüstü (yatar) pozisyonda yerleştirin.
    2. İnhalasyon anestezik,% 1 izofluran başlatarak genel anesteziyi sürdürün.
    3. Bir laringoskop kullanarak ses tellerini ağızdan açığa çıkarın ve12'yi 6,5 mm endotrakeal tüp ile entübe edin (bkz. İğne takılı olmayan bir şırınga kullanarak tüp manşetini 3-5 mL hava ile şişirin.
      NOT: Tüpün uygun şekilde yerleştirilmesini sağlamak için trakeal kanülasyon sonrası hemen karbondioksit (CO2) kapnografisi yapın ve uygun ventilasyonu gösteren ventilasyon ile CO2'yi ölçün.
    4. Domuza intraoperatif (gerektiğinde) ve ötenazi ilaçlarını uygulamak için kulak kepçesinin arka tarafındaki merkezi veya marjinal kulak damarına yerleştirilmiş 18 G ila 24 G intravenöz (IV) kateter kullanın.  IV kateteri 1 inç yapışkan bantla sabitleyin.
    5. Mekanik ventilasyonu 8 mL/kg tidal hacim ile hacim kontrollü ventilasyon ayarlarına ayarlayın.
      NOT: Deney boyunca anestezi monitörizasyonu yapılır. Yaşamsal belirtiler, uyarana yanıt, hareketin varlığı/yokluğu, çene tonusu gevşekliği, kalp atış hızındaki değişiklikler, gelgit sonu CO2 ve solunum hızı değişimi bağımsız bir hayvan laboratuvarı teknisyeni tarafından izlenir. Bu değerlendirmelere dayanarak inhale anestezik dozunda ayarlamalar yapılır. Buprenorfinin bolus yoluyla analjezik uygulaması yapılır. Deney boyunca 35-40 mmHg'lik bir gelgit sonu CO2'yi korumak için mekanik ventilatördeki solunum hızını ayarlayın.
  2. Kanülasyon ve izleme
    1. Tüm ön boynu% 2'lik bir klorheksidin ovma solüsyonu ile dezenfekte edin, ardından% 5'lik bir providon-iyot solüsyonu püskürtün.
    2. Hem sağ hem de sol iç ve dış juguler (IJ ve EJ) damarları ve karotid arterleri (CA) yaklaşık 7-8 cm'lik dikey bir kesi ile, sternuma 23 No'lu bir bıçak kullanarak her iki tarafta trakeanın hemen yanında cerrahi olarak ortaya çıkarın13.
      NOT: Domuzlarda perkütan, ultrason kılavuzluğunda Seldinger tekniğinin14 zorlukları nedeniyle vasküler erişim için cerrahi bir kesme yaklaşımı seçilmiştir. Sert cilt ve vasküler boyut, kesik bir yaklaşımı daha uygulanabilir hale getirir. Bilateral pulmoner arter kateterleri (PAC) için servikal damarlar tercih edilir, ancak femoral erişim bir seçenektir. Hangi juguler venin (IJ veya EJ) seçimi prosedür listesinin takdirindedir. Hangisi daha büyük çapa sahipse kanüle edilebilir ve kalp kateterizasyonu için kullanılabilir.
    3. Kelly doku makası ve Lahey ekartörleri13 kullanarak kayış kaslarını ve yolunu gerektiği gibi inceleyin (bkz. Malzeme Tablosu).
    4. Pozlamadan sonra, Seldinger tekniğini14 kullanarak iki adet 8,5 Fr kanül ve iki PAC yerleştirin.
      NOT: Sağ juguler ven kateteri ve PAC, hacim uygulaması ve hemodinamik izleme için ayrılmıştır. Oleik asit uygulaması için sol juguler ven kateteri ve karşılık gelen PAC kullanılır. Çift PAC yerleşimi floroskopi kullanılarak doğrulanır.
    5. Seldinger tekniğini kullanarak, deney boyunca invaziv kan basıncının izlenmesi için doğru CA'ya bir arteriyel hat yerleştirin.
    6. İstenen tüm izleme ekipmanlarını takın. Telemetri kablolarıyla kalp atış hızını (HR) izleyin. CA kateterine bir basınç dönüştürücü bağlayarak sistolik kan basıncını (SBP), diyastolik kan basıncını (DBP) ve ortalama arteriyel basıncı (MAP) izleyin. Bağımsız bir basınç dönüştürücü/amplifikatör sistemi kurulumu kullanarak ortalama pulmoner arter basıncını (MPAP) ve merkezi venöz basıncı (CVP) izleyin.
      NOT: Solunum döngüsü sırasında inspirasyon ve sona erme sırasındaki en yüksek nabız basıncı arasındaki farkı hesaplayarak SBP ve DBP arasındaki fark olarak nabız basıncını ve nabız basıncı değişkenliğini (PPV) hesaplayın. Cihaza özel hacim sıcaklığı/hacim kalibrasyonu kullanarak termodilüsyon kardiyak çıkış (CO) gerçekleştirin. Pulmoner kılcal kama basıncı (PCWP) elde etmek için, PAC balonunu 1.5 mL hava ile şişirin, kateteri kısıtlı sağdan sola kan akışını temsil eden hem "v" hem de "a" dalgalarının görselleştirilmesine kadar ilerletin ve PCWP'yi son kullanma tarihi16'daki "a" dalgasının basınç değeri olarak kaydedin.
    7. İdrar çıkışını izlemek için, domuzun üretrasına bir Foley kateteri ( Malzeme Tablosuna bakınız) yerleştirin. Erkek domuzlar için cerrahi suprapubik kateterizasyon gereklidir17.
    8. Oleik asidi başlatmadan önce 8-12 mmHg'lik (övolemi) bir PCWP elde etmek için kristaloidleri (PlasmaLyte, Malzeme Tablosuna bakınız) 10 dakika boyunca 100 mL oranında uygulayın. 10 mmHg elde edilene kadar PCWP'yi her 100 mL'de bir kontrol edin.

2. Oleik asit infüzyonu

  1. Oleik asit hazırlama
    1. 16 mL oleik asit ile 84 mL normal salini birleştirerek oleik asit çözeltisini (% 16) hazırlayın.
      NOT: Oleik asidi dikkatli kullanın, personelin doğrudan cilt temasını, solumayı veya göze maruz kalmayı önlemek için koruyucu eldiven, koruyucu gözlük ve maske takmasını sağlayın. Ayrılmayı önlemek için sık sık çalkalama gereklidir ve ayrılma meydana gelirse dimetil sülfoksit eklenebilir.
    2. Oleik asit çözeltisini bir IV sıvı hattına astarlayın ve sol juguler pulmoner arter kateterinin distal portuna bağlayın (bkz. Malzeme Tablosu).
  2. Oleik asit başlangıcı
    1. Oleik asit infüzyonunu 0.2 mL / kg / s oranında başlatın, resmi başlangıç zamanını 18,19,20 olarak işaretleyin (Şekil 1).
      NOT: Oleik asit infüzyonuna başlamadan önce hemodinamik izlemeyi ve kateter yerleşimini onaylayın. Floroskopi veya transtorasik ekokardiyografi gibi teknikler uygun yerleştirmeyi sağlayabilir21,22.
    2. Oleik asidi başlattıktan hemen sonra, vantilatör ayarlarını oda havası koşullarını taklit edecek şekilde ayarlayın (FiO2 = %21, PEEP = 0 cm H2O).
  3. Oleik asit infüzyonu sırasında hemodinamik ve solunumsal izleme
    1. Kalp atış hızını (HR), oksijene doymuş hemoglobin fraksiyonunu (SpO2), solunum hızını (RR), gelgit sonu karbondioksiti (ETCO2), merkezi venöz basıncı (CVP), sistolik kan basıncını (SBP), diyastolik kan basıncını (DBP), ortalama arter basıncı (MAP), nabız basıncı değişkenliği (PPV) ve ortalama pulmoner arter basıncını (MPAP) sürekli olarak izleyin.
      1. Kısmi arteriyel oksijen basıncını (PaO2), pH, laktat, baz fazlalığını, kardiyak debiyi (CO) ve pulmoner kılcal kama basıncını (PCWP) ilk 60-90 dakika boyunca her 30 dakikada bir ve daha sonra her 15 dakikada bir fedakarlık olana kadar ölçün (Şekil 1). PaO2 ölçülürken aynı anda tepe hava yolu basıncını ve plato basıncını kaydedin.
        NOT: Sürekli izlenen değişkenler için tipik başlangıç değerleri sırasıyla %95-%100, dakikada 15-20 nefes, 25-35 mmHg, 70-80 mmHg, 40-50 mmHg, 55-65 mmHg, %1-%4 ve 10-20 mmHg'dir. Aralıklı değişkenler için başlangıç değerleri sırasıyla 10 mmHg, 7.4, 0-2 mg/dL, -2 +2 mEq/L, >5 L/dk ve 8-10 mmHg'dir.
    2. İnspireedilen O2'nin (P / F) arteriyel PaO2 / fraksiyonu <10023'ten az olduğunda deneyin tamamlandığını düşünün.
      NOT: Bu noktada, hayvana ötenazi yapılabilir (aşağıya bakınız) ve gerekirse pulmoner patoloji örnekleri alınabilir (Şekil 2).

3. Venöz dalga formu analizi ve ventilatör yönetimi prosedürü

  1. Solunumsal Non-İnvaziv Venöz Dalga Formu Analizi
    - Solunum İndeksi (RIVA-RI)
    NOT: Araştırma ekibimiz, solunum sıkıntısı sırasında venöz dalga formlarındaki değişiklikleri araştırmak için bu modeli kullanmaktadır. Periferik venöz dalga formları, bir piezoelektrik sensör kullanılarak bir domuzun üst kolunda noninvaziv olarak yakalanır (bkz. Malzeme Tablosu). Bu düşük genlikli dalga formlarının analizi için sinyal işleme ve amplifikasyon gereklidir. Daha sonra verileri frekans alanında sunmak için Fourier dönüşümü uygulanır ve solunuma karşılık gelen yaklaşık 0.2 Hz'de ("fR0" olarak adlandırılır) düşük genlikli bir dalga formu ortaya çıkar. Bu hipotez, bu dalganın venöz sistem boyunca sağ atriyum/vena kavadan inspirasyon sırasında negatif intratorasik basıncın retrograd yayılımından kaynaklandığını göstermektedir. Solunum sinyalinin genliklerinin (fR0) ağırlıklı katkıları, verileri ortak bir ölçekte karşılaştırmak ve performansı iyileştirmek için ve bir RIVA-RI7 üretmek için nabız hızının (f0) frekansının genliğine oransal olarak normalleştirilebilir.
    1. Piezoelektrodu dirseğin hemen proksimalinde anterior üst ekstremite venöz pleksus üzerine yerleştirin.
      NOT: Piezoelektrot cihazı ile kayıt ve yükleme yeteneklerinden emin olun. Önceki kayıt prototiplerinin örnekleri, referans verilen literatür 7,24,25,26,27'de bulunabilir.
    2. Deney sırasında venöz dalga formları istendiğinde LabChart yazılımı ile venöz dalga formlarını kaydetmeye başlayın (Malzeme Tablosuna bakın).
  2. Ötanazi
    1. İzofluranın bakımını %1'de onaylayın.
    2. IV sodyum pentobarbital (125 mg / kg) enjeksiyonu ile kardiyak arresti indükleyin (kurumsal olarak onaylanmış protokolleri izleyerek).
    3. Ölümü doğrulamak için enjeksiyon sonrası hayati önem taşımadığını onaylayın.

Sonuçlar

Erken tek domuz, pilot veriler, PaO2'deki değişikliklere paralel olarak, diğer solunum izleme önlemlerindeki (RR ve SpO2) değişikliklerden önce RIVA-RI'de bir artış olduğunu göstermektedir (Şekil 3). PaO2'deki düşüş, bu modelin elde etmeyi amaçladığı "olumlu" sonuçtur. Ön veriler ayrıca RIVA-RI'nin arttığını ve PaO2'nin 30 dakikalık işaretten başlayarak hastalık ilerlemesi ile azaldığını göstermektedir (Şekil 3; kırmızı ok). PaO2, bir hastanın klinik durumu ne olursa olsun, oksijen iletimi ve tüketimi arasındaki dengeyi yansıttığı için solunum durumunun izlenmesi ortamında en çok ilgi gören hemodinamik parametredir28,29. Aynı zamanda akut solunum sıkıntısı tanısını ve tedavilerin uygulanmasını da yönlendirir30. Her iki değer de domuz modelinde SpO2'deki düşüşlerden çok önce değişti ve bu da 60 dakikalık işaret31'e ertelendi (Şekil 3). Ön veriler ayrıca, pulmoner hastalık şiddetinin klinik göstergesi olarak SpO2'nin tekil kullanımında daha önce bildirilen sınırlamayı da desteklemektedir 29,32,33,34. Bu veriler, açıklanan bu modelin, doğrudan bir PAC yoluyla oleik asit dağıtımını kullanarak akut solunum yetmezliğine ulaşmada başarılı olduğunu desteklemektedir.

Gaz değişimi tanımları kullanılarak akut solunum yetmezliğinin başarılı bir şekilde elde edilmesinin yanı sıra, solunum sıkıntısının başarılı bir şekilde elde edilmesinden sonra domuz akciğer dokusunun5,6 (formalinle sabitlenmiş, parafine gömülü ve hematoksilen ve eozin ile boyanmış) histolojik değerlendirmesi, insan akut solunum sıkıntısı ile uyumlu değişiklikler göstermiştir (Şekil 2). Bu, akut solunum sıkıntısı için oleik asit kullanımı ile ilgili önceki literatürü desteklemektedir9.

figure-results-1
Şekil 1: Yorkshire domuzlarında bir domuz akut solunum sıkıntısı çalışmasının zaman çizelgesi. RIVA-RI değerleri, hemodinamik veriler (kalp hızı, solunum hızı, kan basıncı, SpO2, pulmoner arter basınçları, pulmoner kılcal kama basıncı, merkezi venöz basınç, plevral basınç, plato basıncı ve tepe basıncı) ve arteriyel kan gazı analizi (PaO2, PaCO2, Laktat, Baz Fazlalığı ve pH) ilk 1.5 saat boyunca her 30 dakikada bir ve daha sonra her 15 dakikada bir fedakârlığa kadar elde edildi. NHLBI ARDS Klinik Ağ Mekanik Ventilasyon Protokolü, P/F oranı <100 olduğunda başlatılacaktır. Ventilatör ayarlamaları, PaO2 55-80 mmHg veya SpO2

figure-results-2

figure-results-3

Tartışma

Bu protokoldeki anahtar unsur, solunum sıkıntısını indüklemek için oleik asit uygulaması sırasında domuzun hemodinamik durumunu yakından izlemektir15. Araştırmacıların hemodinamik monitörizasyon cihazlarını uygun şekilde konumlandırmak için gerekli zamanı ayırmaları son derece önemlidir. Bu modelin spesifik bir dezavantajı, solunum vaskülatüründeiltihaplanma ve yaralanmanın bir sonucu olarak ortaya çıkabilecek potansiyel hemodinamik instabilitedir 8,10,18. Oleik asidin pulmoner artere doğrudan uygulanması, juguler / atriyal bileşkedeki uygulamasından daha az instabiliteye yol açsa da, bu tür bir instabilite olasılığı yine de kabul edilmelidir. Tipik olarak, prosedürün başlamasından yaklaşık 45-60 dakika sonra, MPAP'de önemli bir artış meydana gelir. Bu nedenle, domuzlarda solunum yetmezliğine ulaşmak için hemodinamik destek sağlamak gerekebilir. Normalde, 60 mmHg'nin altındaki SBP ve / veya 50 bpm'nin altındaki HR için 50-70 mcg norepinefrin ve / veya 10-30 mcg epinefrin uygulanması hemodinamik bozulmayı düzeltecek ve deneyin devam etmesine izin verecektir. Hemodinamik instabilite gelişimi bu modelin primer sınırlılığı olarak tanımlanmıştır.

Bu modelin bir diğer sınırlaması, deney için gereken süredir. Önceki deneyimlere dayanarak, solunum sıkıntısının erken belirtilerinin ortaya çıkması genellikle ortalama 60 dakika sürer. Çoğu durumda, PaO2 düşmeye devam eder; bununla birlikte, PaO2'de geçici bir toparlanmaya yol açan bir tür varsayılan adaptasyonun meydana geldiği izole durumlar olmuştur. Bugüne kadar, bu geri tepme, devam eden oleik asit infüzyonu sırasında 30 dakikadan daha uzun süre devam etmemiştir. Oleik asit kullanımının endotel hücreleri için doğrudan toksik olduğunu ve bu yaralanmayı artmış pulmoner mikrovasküler geçirgenlik ve intrapulmoner şant11 izlediğini takdir etmek önemlidir. Bu nedenle, daha doğrudan bir uygulamanın daha stabil ve izole bir akciğer hasarına ve akut solunum yetmezliğine yol açtığına inanılmaktadır - bu protokolün amacı.

Bu yöntem, domuz solunum sıkıntısını indüklemek için oleik asit kullanılarak çok sayıda raporun füzyonuna dayalı olarak tasarlanmıştır. Boker et. ark. ARDSnet düşük tidal hacimler20 kullanarak mekanik ventilasyonu karşılaştırmak için PaO2, akciğer uyumu ve proinflamatuar sitokinlerdeki değişiklikleri araştırmak için oleik asit kaynaklı akciğer hasarı kullandı. Sürekli bir oleik asit infüzyonu kullandılar, ancak solunum yetmezliğini, 5 dakika arayla20 olmak üzere iki ardışık ölçüm için 65 mmHg'ye eşit veyadaha düşük bir PaO 2 olarak tanımladılar. Hemodinamiklerini sürekli bir dopamin infüzyonu (5-12 μg / kg / dak) ile desteklediler, MAP'yi 50 mmHg20'den daha yüksek kontrol etmek için titre ettiler. Mutch et. AL.19 ayrıca bir oleik asit modeli kullanarak akut solunum sıkıntısı sonrası mekanik ventilasyon stratejilerini araştırdı. Femoral ven içine 5 Fr kateter yerleştirildi, ancak kateterleri sağ atriyum içinde sonlandı ve oleik asit 0.2 mL/kg/h oranında uygulandı19. Dopamin ayrıca 60 mmHg19 MAP hedefleri ile hemodinamik destek için kullanıldı. Solunum yetmezliği, 5 dakika arayla iki ardışık ölçüm için 60 mmHg'ye eşit veya daha düşük bir PaO2 olarak tanımlandı19. Burada açıklanan model ile oleik asit kullanımının bu iki önceki örneği arasında çok sayıda fark vardır. İlk olarak, hemodinamik kontrolün sürdürülmesinde belirgin bir fark vardı. Profilaktik vazoaktif infüzyon istenmedi ve gerekmedikçe vazoaktif ilaçların domuzunu korumak için bu protokol için hemodinamik sıkıntının ilk belirtisinde daha reaktif bir uygulama seçildi. Oleik asit dağıtımında ikinci bir fark gözlendi. Femoral ven boyunca diyaframın yaklaşık 1-2 cm üzerinde sonlanan 5 Fr tek lümenli bir kateter aracılığıyla daha sistemik olarak uygulamayı seçtiler ve sistemik uygulama ile daha fazla hemodinamik instabilite gözlendi. Buna karşılık, özel bir pulmoner arter kateteri yoluyla doğrudan pulmoner artere uygulandığında önemli ölçüde daha azdır.

Domuzlarda akut akciğer hasarını indüklemenin bir başka yöntemi Rissel ve et tarafından tanımlanmıştır. AL.11, hem bronkoalveoler lavaj hem de oleik asit enjeksiyonu yaptılar. Çift vuruş yöntemleri, Akut Solunum Sıkıntısı Sendromu (ARDS)11 patomekanizmasının iki merkezi unsurunu taklit ederek açıkça ciddi akciğer hasarına neden olur ve 1 saatişareti 11'de benzer PaO2 / FiO2 gösterdi. Bununla birlikte, tarif edilen hedefleri, ARDS11'de farklı tedavi seçeneklerini incelemek için uygun olan domuzlarda ciddi akciğer hasarına neden olmaktır. Tarif edilen protokolün amacı, izole akut solunum yetmezliği oluşturmaktır; Bu nedenle, yüzey aktif madde tükenmesinin yanı sıra alveolar çöküşü sağlamak için başka bir adımın eklenmesinin gerekli olduğu bulunmamıştır ve bu açıklanan modelde bugüne kadar gerçekleştirilmemiştir.

Solunum yolu hastalıkları alanında inovasyon ve araştırma gerekliliği ışığında, verimli, güvenilir ve tekrarlanabilir bir hayvan modelinin oluşturulması büyük önem taşımaktadır. Akut solunum yetmezliğini indüklemek için oleik asit kullanımı kapsamlı bir şekilde incelenmiştir 8,10,11,18,19,20. Bu rapor, yetişkin domuzlarda akut solunum yetmezliğini indüklemek için kullanılan kanülasyon, hemodinamik izleme ve oleik asit uygulama stratejilerinin ayrıntılı bir açıklamasını sunmaktadır. Mevcut literatürle birlikte, bu kapsamlı model tanımı, gelecekteki bilim adamları tarafından alandaki önemli hipotezlerin araştırılmasını kolaylaştırmayı amaçlamaktadır.

Açıklamalar

Yazarlar (BA, CB ve KH) tarafından solunumsal non-invaziv venöz dalga formu analizi ile ilişkili fikri mülkiyet üzerine geçici bir patent başvurusunda bulunulmuştur.

Teşekkürler

Yazarlar, yardımları ve destekleri için Dr. José A. Diaz, Jamie Adcock, Mary Susan Fultz ve Vanderbilt Üniversitesi Tıp Merkezi'ndeki SR Işık Laboratuvarı'na teşekkür eder. Bu çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüleri Ulusal Kalp, Akciğer ve Kan Enstitüsü'nden (BA; R01HL148244). İçerik tamamen yazarların sorumluluğundadır ve Ulusal Sağlık Enstitüleri'nin resmi görüşlerini temsil etmek zorunda değildir.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
% 1 İzofluranPrimal, Boston, MA, ABD26675-46-7https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/792632?gclid=Cj0KCQjw9fqnBhDSARIsAHl
cQYS_W-q6tS2s6LQw2Qn7Roa3T
GIpTLPf52351vrhgp44foEcRozPqt
YaAtvfEALw_wcB
Arteriyel KateterMerit Medical, Güney Ürdün, UT, ABDMAK401MAK Mini Erişim Kiti 4F
Kan Basıncı AmpAD Aletler, Colorado Springs, CO, ABDFE117https://www.adinstruments.com/products/bp-blood-pressure-amp
Santral Venöz KateterArrow International, Cleveland, OH, ABDAK-098008.5 Fr. x 4" (10 cm) Arrow-Flex
Tek Kullanımlık Basınç TransdüserleriAD Instruments, Colorado Springs, CO, ABDMLT0670 https://www.adinstruments.com/products/disposable-bp-transducers
Edwards Yaşam Bilimleri Üç Aşamalı Venöz KanüllerEdwards Yaşam Bilimleri, Irvine, CATF293702https://www.graylinemedical.com/products/edwards-lifesciences-triple-stage-venous-cannulas-venous-dual-stage-cannula-tf293702?variant=31851942576185&gad=1&
gclid=Cj0KCQiAr8eqBhD3ARIsAIe
-buNdmkzavUBaIx-1be7boWn2kW
hbUR6QCjaobB08uuK9qJW66JvY
TM4aAufGEALw_wcB
Kelly MakasMPM Tıbbi Tedarik, Mülkiyet, NJ 07728104-5516https://www.mpmmedicalsupply.com/products/kelly-scissors
Kendall 930 FoamElectrodesCovidien, Mansfield, MA, ABD22935https://www.cardinalhealth.com/en/product-solutions/medical/patient-monitoring/electrocardiography/monitoring-ecg-electrodes/radiolucent-electrodes/kendall-930-series-radiolucent-foam-electrodes.html
Ketamin Hidroklorür 100 mg / mL, Enjekte Edilebilir Çözelti, 10 mLPatterson Veteriner, Loveland, CO 8053807-894-8462https://www.pattersonvet.com/ProductItem/078948462?omni=ketamine
LabChart 8 yazılımıAD Instruments, Colorado Springs, CO, ABDYok
Lahey EkartörBOSS Instruments LTD, Gordonsville, VA 2294218-1210https://bossinstruments.com/product/7-3-4-lahey-thyroid-retractor-6mmx28mm/
Oleik AsitSigma-Aldrich, Merck, Darmstadt, AlmanyaO1008https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/sial/o1008?gclid=CjwKCAjwzJmlBhBBEiwAEJy
Lu2047wRpXqF_Z2BegUyhgZJ
_WygsWfErhgrGCIyMp8PxwNH
sTZ8qARoCl1QQAvD_BwE& gcl
src=aw.ds
Periferik IV Kateter Anjiyokat, 18-24 G 1.16 inçMcKesson, Irving, TX, ABD329830https://mms.mckesson.com/product/329830/Becton-Dickinson-381144
PiezoelektrotMuRata Manuractoring Co, Ltd., Nagaokakyo, Kyoto, Japonya7BB-12-9https://www.murata.com/en-us/products/productdetail?partno=7BB-12-9
PlasmaLyteBaxter Uluslararası, Deerfield, IL, ABD2B2544X
https://www.ciamedical.com/baxter-2b2544x-each-solution-plasma-lyte-a-inj-ph-7-4-1000ml Pulmoner Arter KateteriEdwards Yaşam Bilimleri, Irvine, CA131F7Kuğu Ganz 7F x 110cm 
Standart Endotrakeal TüplerTeleflex, Morrisville, NC 275605-10313 https://www.teleflex.com/usa/en/product-areas/anesthesia/airway-management/endotracheal-tubes/standard-tubes/index.html
SurgiVet Clearview Foley Kateter, 8 Fr, 55 cm SilikonPenn Veteriner Kaynağı, Inc, Batı Rendering, PN 13971SVCFC1030https://www.pennvet.com/customer/portal/catalog/home?urile=wcm:path%3APennVet+Catalog/Super+Sku+Catalog/SS0672/Surgivet+Clearview+Silicone+Foley+Catheters
Telazol (Tiletamin HCl ve Zolazepam HCl), Enjekte Edilebilir Çözelti, 5 mLPatterson Veteriner, Loveland, CO 8053807-801-4969https://www.pattersonvet.com/ProductItem/078014969?omni=telazol
Welch Allyn E-MacIntosh Standart Laringoskop BıçağıMFIMedical, San Diego, CA 92131WLA-69242https://mfimedical.com/products/welch-allyn-e-macintosh-standard-laryngoscope-blade?variant=12965771870285¤cy
=USD& utm_medium=product_sync
& utm_source=Google& utm_content
=sag_organic& utm_campaign=SAG
_organic& gclid=Cj0KCQiAr8eqBhD
3ARIsAIe-buMhpgM96qRXkCUKA
6Mhmdat0p93JbecCGTaLStexhV
pkUVa9VkWUzgaAr-iEALw_wcB
Ksilazin HCl 100 mg / mL, Enjekte Edilebilir Çözelti, 50 mLPatterson Veteriner, Loveland, CO 8053807-894-5244https://www.pattersonvet.com/ProductItem/078945244
Yorkshire DomuzlarıOak Hill Genetik, Ewing, IL, ABD138274Dişi/Erkek Domuz- Yorkshire/Landrace 81-100 libre
https://www.adinstruments.com/products/labchart

Kaynaklar

  1. Judge, E. P., et al. Anatomy and bronchoscopy of the porcine lung. A model for translational respiratory medicine. Am J Respir Cell Mol Biol. 51 (3), 334-343 (2014).
  2. Anna Bassols, C. P., et al. The pig as an animal model for human pathologies: A proteomics perspective. Proteomics Clin. Appl. 8, 715-731 (2014).
  3. Hughes, G. C., Post, M. J., Simons, M., Annex, B. H. Translational physiology: porcine models of human coronary artery disease: implications for preclinical trials of therapeutic angiogenesis. J Appl Physiol. 94 (5), 1689-1701 (2003).
  4. Tobin, M. J. Respiratory monitoring. JAMA. 264 (2), 244-251 (1990).
  5. Magnusdottir, S. O., et al. Hyperoxia affects the lung tissue: A porcine histopathological and metabolite study using five hours of apneic oxygenation. Metabol Open. 4, 100018(2019).
  6. 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).
  7. Alvis, B., et al. Respiratory non-invasive venous waveform analysis for assessment of respiratory distress in coronavirus disease 2019 patients: an observational study. Crit Care Explor. 3 (10), 0539(2021).
  8. Hultkvist-Bengtsson, U., Martensson, L. Oleic acid-induced injuries in the guinea-pig. Effects of allopurinol on cell dynamics, erythrocyte-catalase and uric acid plasma levels. Clin Exp Pharmacol Physiol. 18 (3), 127-130 (1991).
  9. Jacobs, B. R., Brilli, R. J., Ballard, E. T., Passerini, D. J., Smith, D. J. Aerosolized soluble nitric oxide donor improves oxygenation and pulmonary hypertension in acute lung injury. Am J Respir Crit Care Med. 158 (5 Pt 1), 1536-1542 (1998).
  10. Lee, S. M., et al. microRNAs mediate oleic acid-induced acute lung injury in rats using an alternative injury mechanism. Mol Med Rep. 10 (1), 292-300 (2014).
  11. Rissel, R., et al. Bronchoalveolar lavage and oleic acid-injection in pigs as a double-hit model for acute respiratory distress syndrome (ARDS). J Vis Exp. 159, 61358(2020).
  12. Helen Chum, C. P. Endotracheal intubation in swine. Lab Animal. 41, 309(2012).
  13. Alessa, M. A., et al. Porcine as a training module for head and neck microvascular reconstruction. J Vis Exp. 139, 58104(2018).
  14. Higgs, Z. C., Macafee, D. A., Braithwaite, B. D., Maxwell-Armstrong, C. A. The Seldinger technique: 50 years on. Lancet. 366 (9494), 1407-1409 (2005).
  15. Wise, E. S., et al. Hemodynamic parameters in the assessment of fluid status in a porcine hemorrhage and resuscitation model. Anesthesiology. 134 (4), 607-616 (2021).
  16. Riedinger, M. S., Shellock, F. G., Swan, H. J. Reading pulmonary artery and pulmonary capillary wedge pressure waveforms with respiratory variations. Heart Lung. 10 (4), 675-678 (1981).
  17. Holliman, C. J., Kenfield, K., Nutter, E., Saffle, J. R., Warden, G. D. Technique for acute suprapubic catheterization of urinary bladder in the pig. Am J Vet Res. 43 (6), 1056-1057 (1982).
  18. Borges, A. M., et al. Challenges and perspectives in porcine model of acute lung injury using oleic acid. Pulm Pharmacol Ther. 59, 101837(2019).
  19. Mutch, W. A., et al. Biologically variable ventilation increases arterial oxygenation over that seen with positive end-expiratory pressure alone in a porcine model of acute respiratory distress syndrome. Crit Care Med. 28 (7), 2457-2464 (2000).
  20. Boker, A., et al. Improved arterial oxygenation with biologically variable or fractal ventilation using low tidal volumes in a porcine model of acute respiratory distress syndrome. Am J Respir Crit Care Med. 165 (4), 456-462 (2002).
  21. Josan, E., Pastis, N., Shaman, Z. Ultrasound guided pulmonary artery catheter insertion: An alternative to fluoroscopic guidance. Respir Med Case Rep. 38, 101678(2022).
  22. Weinberg, L., et al. Video fluoroscopy for positioning of pulmonary artery catheters in patients undergoing cardiac surgery. J Cardiothorac Vasc Anesth. 29 (6), 1511-1516 (2015).
  23. NHLBI N. Clinical network mechanical ventilation protocol summary. , ardsnet.org (2023).
  24. Alvis, B., et al. Noninvasive Venous waveform analysis correlates with pulmonary capillary wedge pressure and predicts 30-day admission in patients with heart failure undergoing right heart catheterization. J Card Fail. 28 (12), 1692-1702 (2022).
  25. Alvis, B. D., et al. Non-invasive venous waveform analysis (NIVA) for monitoring blood loss in human blood donors and validation in a porcine hemorrhage model. J Clin Anesth. 61, 109664(2020).
  26. Hocking, K. M., et al. Evaluation of common clinical and hemodynamic parameters to pulmonary capillary wedge pressures in patients undergoing right heart catheterization. Medical Research Archives: European Society of Medicine. 10, (2022).
  27. Sobey, J. H., et al. Non-invasive venous waveform analysis (NIVA) for volume assessment during complex cranial vault reconstruction: A proof-of-concept study in children. PLOS One. 15 (7), 0235933(2020).
  28. Carreau, A., El Hafny-Rahbi, B., Matejuk, A., Grillon, C., Kieda, C. Why is the partial oxygen pressure of human tissues a crucial parameter? Small molecules and hypoxia. J Cell Mol Med. 15 (6), 1239-1253 (2011).
  29. Rogers, K. M., McCutcheon, K. Four steps to interpreting arterial blood gases. J Perioper Pract. 25 (3), 46-52 (2015).
  30. Brown, S. M., et al. Nonlinear Imputation of PaO2/FiO2 from SpO2/FiO2 among patients with acute respiratory distress syndrome. Chest. 150 (2), 307-313 (2016).
  31. Sileshi, B., et al. Peripheral venous waveform analysis for detecting early hemorrhage: a pilot study. Intensive Care Med. 41 (6), 1147-1148 (2015).
  32. Eecen, C. M. W., Kooter, A. J. J. Pulse oximetry: principles, limitations and practical applications. Ned Tijdschr Geneeskd. 165, 5891(2021).
  33. Sinex, J. E. Pulse oximetry: principles and limitations. Am J Emerg Med. 17 (1), 59-67 (1999).
  34. Chan, E. D., Chan, M. M., Chan, M. M. Pulse oximetry: understanding its basic principles facilitates appreciation of its limitations. Respir Med. 107 (6), 789-799 (2013).

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

Porcin Solunum ModeliOleik Asit nf zyonuPulmoner Arter KateteriMekanik VentilasyonJuguler Ven KateterizasyonuHemodinamik zlemPulmoner Kapiller Kama Bas ncVen z Dalga Formu AnaliziAkci er Histolojisi
Sürekli Oleik Asit İnfüzyonu ile Akut Solunum Yetmezliğinin Domuz Modeli
Bize ulaşın
Kütüphaneye tavsiye et

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Telif hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.