الناجمة عن غسيل السطحي استنفاد في الخنازير كنموذج للاستغاثة متلازمة التنفسية الحادة (ARDS)

* These authors contributed equally
JoVE Journal
Medicine

Your institution must subscribe to JoVE's Medicine section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

كرر lavages الرئة في الخنازير تخدير لحث إصابة الرئة تشبه الجوانب الرئيسية لمتلازمة الضائقة التنفسية الحادة الإنسان (ARDS). لهذا الغرض lavaged الرئتين مرارا وتكرارا مع المياه المالحة 0.9٪ عند 37 درجة مئوية. والهدف من هذا البروتوكول هو التخفيف استنساخه من تبادل الغازات وديناميكا الدم للبحث في ARDS.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

Russ, M., Kronfeldt, S., Boemke, W., Busch, T., Francis, R. C. E., Pickerodt, P. A. Lavage-induced Surfactant Depletion in Pigs As a Model of the Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS). J. Vis. Exp. (115), e53610, doi:10.3791/53610 (2016).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

وتوجد نماذج حيوانية مختلفة من إصابة الرئة لدراسة pathomechanisms معقدة من متلازمة الضائقة التنفسية الحادة الإنسان (ARDS) وتقييم العلاجات المستقبلية. إصابة الرئة الحادة مع تدهور استنساخه من تبادل الغاز الرئوي وديناميكا الدم يمكن أن يتسبب في الخنازير تخدير باستخدام lavages المتكررة الرئة مع درجة حرارة المياه المالحة 0.9٪ (50 مل / كجم من وزن الجسم). بما في ذلك الجهاز التنفسي القياسية ومراقبة الدورة الدموية مع الأجهزة تطبيقها سريريا في هذا النموذج يسمح للتقييم استراتيجيات جديدة العلاجية (المخدرات، والمراوح الحديثة، الأوكسجين غشاء خارج الجسم، ECMO)، ويسد الفجوة بين المقعد والسرير. وعلاوة على ذلك، تحريض إصابة الرئة مع lavages الرئة لا يتطلب حقن مسببات الأمراض / السموم الداخلية التي تؤثر على القياسات السيتوكينات المؤيدة والمضادة للالتهابات. عيوب هذا النموذج هو recruitability عالية من أنسجة الرئة منخمص. توحيد نموذج يساعد على تجنب المزالق، لضمان جomparability بين التجارب، ويقلل من عدد الحيوانات اللازمة.

Introduction

لا تزال وفيات متلازمة الضائقة التنفسية الحادة الإنسان (ARDS) عالية مع القيم بين 40 و 50٪ 1 على الرغم من أكثر من 4 عقود من البحث المكثف. نماذج حيوانية من إصابة الرئة تلعب دورا رئيسيا في التحقيق في pathomechanisms معقدة أو النهج العلاجية جديدة للحد من وفيات والحد من الإعاقة على المدى الطويل.

وقد وضعت نماذج مختلفة للحث على إصابة الرئة الذي يحاكي جوانب ARDS الإنسان في إما كبيرة (مثل الخنازير) أو الحيوانات الصغيرة (مثل القوارض). أساليب تختلف بشدة، بما في ذلك ضخ الرئوي الشرياني من حمض الأوليك، عن طريق الوريد (IV) ضخ البكتيريا، والسموم الداخلية أو ربط الأعور وثقب (CLP) نماذج مما تسبب في ARDS الناجم عن الإنتان. وبالإضافة إلى ذلك، وإصابات الرئة مباشرة نظرا لكميات كبيرة المد والجزر والضغوط الشهيق ذروة عالية (إصابة الرئتين الناجم عن جهاز التنفس الصناعي. فيلي)، الدخان / حرق إصابات أو نقص تروية الرئة / ضخه غالبا ما تستخدم (I / R) نماذج2. عيب واحد كبير من نماذج CLP، وكذلك نماذج العمل مع السموم الداخلية، هو التهاب الأساسي الذي يعيق تحليل biotrauma الناجمة عن إصابة الرئة وحده. وعلاوة على ذلك، قد يستغرق ساعات لأيام ليؤدي إلى إصابة الرئة، كما هو الحال بالنسبة لفيلي في الحيوانات الكبيرة.

تحريض إصابة الرئة تبييض السطحي مع lavages الرئة المتكررة، كما وصفت لأول مرة من قبل لاشمان وآخرون. في خنازير غينيا هي طريقة فعالة الوقت للحث على إصابة الرئة مع التسويات الوظيفية والميكانيكية استنساخه، فضلا عن التغيرات في المقاومة الوعائية الرئوية. على التكيف من هذا الطراز إلى التهوية ميكانيكيا الخنازير حوالي 30-60 كجم من وزن الجسم يدعم البحوث الأساسية مع استخدامها سريريا أجهزة التهوية الميكانيكية، والقسطرة ومراقبين، في حين أن التنازلات في تبادل الغازات وديناميكا الدم هي تكرار للغاية في الوقت نفسه 4. وبالإضافة إلى ذلك، تحريض إصابة الرئة lavages لاتتطلب معدات معينة غير متوفرة عادة في المختبرات الجهاز التنفسي مصمم لاجراء تجارب في الحيوانات الكبيرة. والنموذج المقدم في هذه المقالة هو مناسبة لمعدات البحث تطالب (مثل المراوح) التي تم تصميمها للاستخدام في البشر، وعلاوة على ذلك يضمن استنساخ عالية في التدهور الحاصلة في وظائف الرئة. توحيد هذا النموذج يساعد على ضمان إمكانية المقارنة بين تجارب وتقليل عدد الحيوانات اللازمة. وrecruitability إمكانات المناطق الرئة منخمص مع مناورات التوظيف متعمدة أو غير معروفة هو القصور الشديد في هذا نموذج معين. في المقالة التالية نعطي وصفا مفصلا للنموذج غسيل للتحريض إصابة الرئة وتوفير بيانات تمثيلية لتوصيف استقرار تنازلات في وظائف الرئة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

وأجريت التجارب في قسم الطب التجريبي، شاريتيه - Universitätsmedizin، برلين، ألمانيا (موثق إد فاي وفقا لEN DIN ISO 9001: 2000)، وتمت الموافقة من قبل السلطات الفيدرالية لأبحاث الحيوانات في برلين، ألمانيا قبل التجارب. مبادئ مختبر رعاية الحيوان، والتي كانت تستخدم في كل التجارب، كانت وفقا للمبادئ التوجيهية للجمعية الأوروبية والألمانية للعلوم الحيوان مختبر.

1. رعاية الحيوان والحيوانات المختبرية

  1. أجريت جميع التجارب في الخنازير الذكور تخدير بالكامل (Landrace الألماني × الأبيض الكبير) من 3-4 أشهر من العمر، وزنها 30-60 كجم.

2. التخدير، التنبيب والتهوية الميكانيكية

  1. حجب الطعام لمدة 12 ساعة قبل التخدير لتجنب كامل المعدة من الخنزير، ولكن تسمح بحرية وصول المياه للحد من التوتر.
  2. للتخدير، وضخ المشاركmbination من azaperone (3 ملغ / كلغ)، الأتروبين (0.03 ملغ / كلغ)، الكيتامين (25 ملغ / كلغ)، وزيلازين (3.5 ملغم / كغم) في عضلات الرقبة من خنزير في حين أن الحيوان لا يزال يحتفظ بها في علبته للحد من التوتر.
    1. وضع الحيوان على محفة وتغطية عينيه بقطعة قماش لنقل مرة واحدة ويتم تحقيق مستوى مناسب من التخدير.
    2. نقل الخنازير إلى مسرح العمليات الجراحية وضمان التنفس التلقائي كافية في جميع الأوقات عن طريق الحفاظ على خطم دون عائق.
    3. وضع خنزير في وضعية الانبطاح وpreoxygenate مع قناع يلائم خطم الحيوان باستخدام تدفق عالية من الأكسجين (على سبيل المثال 10 لتر / دقيقة).
  3. بدء مراقبة تشبع الأكسجين المحيطي (S ع O 2) من خلال لقطة استشعار المعنيين من داخل جهاز العرض واحدة من الأذنين. الوصول الوريدي مع المستخدمة سريريا قسطرة الوريد المحيطي (عادة 18 أو 20 G) وضعت في واحدة من عروق الأذن بعد مسح أسفل الإجراء مع تبادل الكحول. بدء ضخ بمحلول بلوراني متوازن مع البلعة 500 مل يتبعها تسريب مستمر من حوالي 4 مل / كغ / ساعة (بحسب ما تقتضيه الضرورة سريريا اعتمادا على التجربة) وضمان موضع الصحيح من القسطرة عن التسريب لاحق من التخدير.
    ملاحظة: ضخ كميات أكبر من المياه المالحة العادية بدلا من حل شبه البلوري متوازن يمكن أن يؤدي إلى الحماض بفرط، في حين ضخ محلول يحتوي على أملاح يمكن أن يؤدي إلى زيادة تركيز اللاكتات في الدم، وبالتالي تتداخل مع تفسير تحليل غازات الدم أو نتائج تجارب لاحقة.
  • بعد أكسجة مسبقة كافية (أكسجة مسبقة خلال الوقت الكامل للوصول إلى الوريد المحيطي، ويقاس S ع O 2 من 95-100٪) حقن البروبوفول (حوالي 5-10 ملغم / كغم من وزن الجسم - تعتمد الجرعة بالضبط على تأثير تخدير ويختلف من الحيوان الى الحيوان) باستخدام القسطرة الطرفية الوريد.
  • أنبوبا الخنزير في وضعية الانبطاح باستخدام أنبوب القصبة الهوائية لتطبيق السريرية (7،5-8،5 ID) ومنظار المصممة للحيوانات الكبيرة (شفرة متتالية من طول حوالي 25 سم).
    1. حزم اثنين من الضمادات من خلال خطم الحيوان (محقق الأول). سحب ضمادة واحد صعودا إلى تحريك الرأس في الموضع الصحيح وتصويب الهياكل الفم والبلعوم، وسحب ضمادة أخرى إلى أسفل لفتح أنف. سحب اللسان إلى جانب واحد (محقق الثاني).
    2. اضغط على اللسان إلى أسفل مع شفرة من منظار ودفع شفرة نحو لسان المزمار. ملاحظة، في هذا الموقف في كثير من الأحيان مقيدة لسان المزمار وراء الحنك الرخو من الخنازير.
    3. تعبئة لسان المزمار مع أنبوب، اضغط عليه مع شفرة من منظار وتصور الحبال الصوتية لالتنبيب.
    4. دفع أنبوب من خلال الحبال الصوتية في حين تحول أنبوب صعودا ومنع الكفة كما هو موضح بالتفصيل من قبل Theisen لوآخرون. 5 ملاحظة: التنبيب قد يكون من الممكن أيضا في موقف ضعيف، وهذا يتوقف على تدريب المحقق فضلا عن الإجراءات القياسية لمؤسسة معينة. وقطر الأنبوب كبير يدعم تبييض السطحي نظرا لسرعة تدفق وتدفق السائل غسل.
    5. تحقق من موضع الصحيح من الأنبوب باستخدام capnography وتسمع. لهذا، وضمان capnogram هو 'عادة' شكل ويتسمع كلا الرئتين للأصوات متساوية التنفس كما فعلت في العيادة.
      ملاحظة: ميكانيكيا تهوية الخنزير مع الضغط على الصدر في حالة التنبيب فشل أو تأخر. وهذا يتطلب الضغط اليدوي من القفص الصدري من الجانبين في حين تزويد الأكسجين مع تدفق عالية عن طريق ضيق قناع الوجه المناسب.
  • بدء التهوية الميكانيكية، ووضع جزء من الأوكسجين مستوحاة (F أنا O 2) إلى 1، وتواتر التنفس الصناعي إلى 15-20 / دقيقة، وحجم المد والجزر من 8-9 مل / كجم من وزن الجسم، ومصدر إلهام لنسبة انقضاء (الأول: E) ل1: 1.5، وتطبيق ضغط الزفير نهاية إيجابية (اللمحة) 5 سم H 2 O. ضبط الإعدادات لاستهداف نهاية ضغط الزفير الجزئي لغاز ثاني أكسيد الكربون (P آخرون CO 2) من 35-40 مم زئبق ويا S ص 2 أعلاه 95٪.
    1. الحفاظ على التخدير مع ضخ مستمر الرابع من ثيوبينتون (20 ملغ / كغ / ساعة) والفنتانيل (7 ميكروغرام / كغ / ساعة).
      ملاحظة: قد تختلف الجرعة اللازمة من الحيوان إلى الحيوان. لا تترك الحيوان غير المراقب. ضمان التخدير الكافي في جميع الأوقات خلال التجربة لرعاية الحيوان وأسباب علمية.
    2. تحقق من عدم وجود ردود الفعل القرنية ومراقبة الحيوانات عن كثب ردود فعل الإجهاد / الألم أثناء القياس. يجب أن تكون الأجهزة ممكنا من دون إدارة ارتخاء العضلات إذا التخدير كافية. إدارة بروميد بانكورونيوم (0.15 ملجم / كجم من وزن الجسم البلعة الرابع يليه استمرار تدفق 0.15 ملغ / kgBW / ساعة) إذا استرخاء العضلات ضروري للتجربة (على سبيل المثال
  • 3. تقنيات الأجهزة

    1. وضع الحيوان في موقف ضعيف وسحب الساقين باستخدام الضمادات على امتداد الجلد فوق مواقع شق المخطط لها. تعقيم المناطق التي تعمل باستخدام مطهر الجلد قبل العملية مثل / 1٪ محلول اليود الكحول.
      ملاحظة: نحن نستخدم إجراء مسح أسفل لتعقيم المنطقة التشغيل ولكن لا تستخدم تقنيات aseptical كاملة، لأن هذا هو نموذج nonsurvival. مستوى عقامة الجراحية يعتمد على التحقيق بعد تحريض إصابة الرئة.
    2. جعل شق 10 سم على خط يربط الفك السفلي وعظمة القص (اليمين أو اليسار الجانبية المحتملة) قطع طريق الجلد باستخدام مشرط لوضع خط وريدي مركزي وغمد التعريف للقسطرة الشريان الرئوي. إعادة تقييم عمق التخدير وزيادة الجرعة إذا لزم الأمر.
    3. فصل الأنسجة تحت الجلد وبلاتيالمتوسط ​​المتحرك باستخدام ملقط الأنسجة ومقص جراحي. مرة واحدة في عضدي رأسي والعضلات sternocephalic مرئية أداء قطع حادة أسفل إجراء فصل لفافة بين العضلات حتى الوريد الوداجي الخارجي مرئيا باستخدام أدوات مثل ملقط أو الأصابع.
    4. يقني؛ يدخل القنية الوريد الوداجي الخارجي مع القسطرة الوريدية المركزية وغمد التعريف عن طريق طريقة سيلدينغر تعديلها. طرد جميع القسطرة مع محلول ملحي قبل تعريفهم.
      1. لهذا، دفع إبرة كل من مجموعة التعريف في الوريد حتى (الظلام، وليس النابض) يمكن أن يستنشق الدم الوريدي. تقدم السلك دليل من خلال قنية في الوريد لحوالي 15 سم. إزالة الإبرة ودفع غمد التعريف في الوريد. إزالة الأسلاك دليل. كرر نفس الإجراء لوضع القسطرة الوريدية المركزية إذا لزم الأمر للتجربة.
    5. السيطرة على موضع الصحيح من القسطرة التي كتبها طموح الخامسالدم enous. إغلاق مع خيوط القياسية.
      ملاحظة: لا تمدد الوريد مع عائي كما تفعل في حالة وجود نهج طريق الجلد، لأن هذا سوف تمزق الوريد (الشكل 1). النهج الموجهة بالأمواج فوق الصوتية هو ممكن أيضا إذا تم تدريب المحقق في تقنيات إقناء؛ إدخال القنية الموجهة بالأمواج فوق الصوتية في الخنازير.
    6. تحديد أضعاف بين الناحلة والعضلات في عضلة الساق الخلفية (من اليسار أو اليمين غير ممكن) لوضع القسطرة الشريانية. هذا هو أضعاف حيث نبض الشريان الفخذي يمكن تحسس.
    7. جعل شق 5 سم على طول القطع أضعاف خلال الجلد باستخدام مشرط.
    8. فصل الأنسجة تحت الجلد باستخدام ملقط الأنسجة ومقص جراحي. استخدام قطع حادة أسفل إجراء فصل لفافة بين العضلات على مستوى الشريان الفخذي. ملاحظة، وتجنب قطع الأوعية الصافن عن طريق إجراء خفض الجمجمة الإجراء منهم.
    9. يقني؛ يدخل القنية الشريان الفخذي عن طريقعلى طريقة سيلدينغر تعديل كما هو موضح في 3.2. يمكن يحلق ربطة حول الشريان وأغلق في حالة نزيف في موقع ثقب. وينبغي تجنب هذه الخطوة، إذا كان ذلك ممكنا، لأنه يضر تدفق الدم في الساق الخلفية. إغلاق مع خيوط القياسية.
    10. ربط القسطرة الشريانية والخط الوريدي المركزي إلى نظام محول ومعايرة ضد كل من الغلاف الجوي (صفر) وإما 200 مم زئبق (خط الشرياني) أو 50 مم زئبقي (الخط الوريدي المركزي) لبدء الرصد.
    11. وضع كافة محولات الضغط في ذروة الأذين الأيمن (في الخنازير في موقف ضعيف حوالي نصف ارتفاع الصدر).
    12. إجراء صغير شق (4-5 سم) قطع طريق الجلد فوق المثانة باستخدام مشرط لcatherization المثانة البولية. مرة أخرى، فصل الأنسجة تحت الجلد باستخدام أدوات حادة.
    13. إجراء خياطة محفظة سلسلة (1-2 سم في القطر) في جدار المثانة بمجرد تصور ذلك.
      ملاحظة: يجب أن الغرز نبعد التمديد تخترق جميع طبقات جدار المثانة لأن هذا من شأنه أن يؤدي إلى فقدان البول من خلال ثقوب.
    14. هل شق الحد الأدنى في منتصف خياطة، وإدخال القسطرة البولية، ومنع البالون مع 10 مل من دست المائية، وسحب القسطرة مرة أخرى حتى يشعر مقاومة خفيفة، وإغلاق خياطة صارة حول القسطرة. إغلاق الجلد باستخدام الخيوط الجراحية القياسية.

    4. مقدمة للقسطرة الشريان الرئوي

    1. حقن 0.5-1 مل من الهواء إلى بالون قسطرة الشريان الرئوي (اعتمادا على حجم القسطرة) والتحقق من وجود الضرر المحتمل من البالون. فرغ البالون مرة أخرى.
    2. توصيل قسطرة الشرايين الرئوية إلى نظام محول الضغط ومعايرة PAC ضد الغلاف الجوي (صفر) و 100 مم زئبق (الشكل 2 و 3).
      1. إدخال القسطرة الشريان الرئوي من خلال غمد التعريف (تنكمش البالون) ل10-15 سم، وهذا يتوقف على طول غمد.
      2. تضخيم بالون (منطاد أن يكون قد غادر غمد لهذا) ودفع القسطرة الشريان الرئوي مزيد من حين رصد ضغط وأشكال موجة نموذجية على شاشة الدورة الدموية.
      3. دفع PAC بينما تظهر أشكال موجة التي تمثل نموذجا للالأذين الأيمن، البطين الأيمن، والشريان الرئوي وتوقف عندما تتقدم يظهر منحنى الضغط الرئوي شعري إسفين (PCWP) (الشكل 4). فرغ البالون.
        ملاحظة: بمجرد تنكمش على البالون PCWP الموجي يجب أن تختفي والشريان الرئوي الضغط الموجي يجب أن تكون مرئية. وإلا فمن الارجح ان يكون إدخال القسطرة بعيدا جدا في الشريان الرئوي مما يؤدي إلى انسداد دائم في الشريان (السيارات إسفين موقف). في هذه الحالة، وسحب القسطرة مرة أخرى حتى يظهر في الرئوي الموجي ضغط الدم لتجنب مضاعفات خطيرة (مثل تمزق في الأوعية الدموية) 6.
      4. <لى> تأكد من تنكمش البالون كلما يتم سحب القسطرة إلى تجنب المضاعفات الخطيرة.
        ملاحظة: القسطرة الشريان الرئوي غالبا ما تقدم عن طريق الخطأ في عروق الكبد عبر الوريد الأجوف السفلي الخنازير. وهكذا، والتراجع القسطرة وتبدأ من جديد، إذا لم يتم التوصل إلى البطين الأيمن بعد حوالي 30 سم.

    5. الشريان الرئوي التخفيف الحراري تقنية القياسات والدورة الدموية

    1. نسخ كافة القيم الدورة الدموية مثل معدل ضربات القلب، ضغط الدم الانقباضي، ضغط الدم الانبساطي، ويعني الضغط الشرياني (MAP)، والضغوط الشريانية الرئوية، والضغط الوريدي المركزي (CVP) من رصد الدورة الدموية.
    2. قياس PCWP فورا. لهذا، تضخيم بالون قسطرة الشريان الرئوي، وضمان أن يتم عرض منحنى PCWP الصحيح (الشكل 4). نسخ الضغط الرئوي شعري إسفين (PCWP) في نهاية الزفير الخارج من الشاشة. على الفور تنكمش البالون بعد ذلك (انظر 4.2.4). Deflأكل البالون، وسحب القسطرة إلى الوراء وإعادة وضعها إذا كنت غير قادر على رؤية منحنى PCWP الصحيح كما هو موضح في 4.2.2.
      1. ربط الثرمستور وتدفق المناسب من خلال الإسكان إلى التجويف الوريدية المركزية للقسطرة الشريان الرئوي ورصد لقياس النتاج القلبي (CO). بعد ذلك، ربط ميناء درجات الحرارة الأعلى من القسطرة (قبعة حمراء) مع جهاز العرض.
      2. بدء الشاشة واختر 'البلعة CO على رصد منحنيات الوقت ودرجة الحرارة وبالتالي قياس النتاج القلبي (CO) مع تقنية التخفيف الحراري الشريان الرئوي 7.
      3. اضغط على "ينج المجلد 'وحدد حجم من المياه المالحة المبردة (5 مل في التجارب المقدمة هنا). العودة إلى الشاشة السابقة. اضغط على "قسطرة" وحدد حجم القسطرة الشريان الرئوي الذي يتم استخدامه. العودة إلى الشاشة السابقة.
      4. حدد "البدء البلعة 'وحقن 5 مل من محلول ملحي من درجة حرارة 4 درجات مئوية في أسرع وقت ممكن باستخدامتدفق من خلال الإسكان. انتظر حتى يتم الانتهاء من قياس ويظهر منحنى الوقت درجات الحرارة المعنية على الشاشة. نسخ القيمة CO من الشاشة.
      5. أداء 5 القياسات في تتابع سريع في ترتيب عشوائي خلال دورة التنفس من التنفس الصناعي كما هو موضح في 5.3.4. تجاهل أعلى وأقل قيمة واستخدام الثلاث المتبقية لحساب القيمة المتوسطة للالنتاج القلبي.
        ملاحظة: يتم وصف هذا الإعداد مراقبة لرصد إدواردز اليقظة، نموذج VGS1. قد تختلف الإعداد اعتمادا على الشاشة. ومع ذلك، فمن الضروري لتحديد حجم الحقن الصحيح من المياه المالحة وكذلك حجم القسطرة. تتطلب بعض المراقبين اختيار ثابت حساب أن رموز المبلغ المقابل من المياه المالحة وحجم القسطرة. عادة ما تكون موجودة الثوابت في النشرة داخل العبوة القسطرة. الحفاظ على المياه المالحة في نفس درجة الحرارة في كافة مراحل التجربة (<5 درجة مئوية) لضمان قياس آثافة الصحيحبيانات أدلى. استخدام الجلوكوز 5٪ الحلول بدلا من المياه المالحة للدراسات التي تنطوي على قياسات دقيقة من تناول بالكهرباء والتوازن.
    3. تأكد من أن كافة المعلمات تم تسجيلها وأخذت تلك الشرايين ومختلطة عينات من الدم الوريدي لتمكين حساب داخل الرئة من اليمين إلى اليسار-تحويلة.
    4. سجل كل حاجة بيانات الجهاز التنفسي على وجه السرعة مثل الذروة والهضبة ضغط الشهيق من جهاز التنفس، أو إجراء قياسات إضافية مثل قياس الضغط transpulmonary لاستكمال البيانات في أي نقطة زمنية معينة من التجربة.

    6. الرئة Lavages للحث على الرئة الإصابات

    1. تأكد من أن الحيوان التهوية مع F أنا O 2 1.0 وتعيين اللمحة إلى 2-4 سم H 2 O لإجراء غسيل. قطع الحيوان من أجهزة التنفس الصناعي.
    2. ملء الرئتين مع درجة حرارة المياه المالحة عقيمة العادية (37 درجة مئوية، 50 مل / كجم من وزن الجسم). لهذا، تعبئتها بشكل مسبق قمع وتوصيله إلىالأنبوب الرغامي مع أنبوب مرن المناسب. رفع م قمع 1 أعلاه الحيوان وتصب المياه المالحة إلى الرئتين في أسرع وقت ممكن. فإن الضغط الهيدروستاتيكي تخصيص المياه المالحة في جميع أقسام الرئوية.
      ملاحظة: ملحي معقم يستخدم لتجنب غسل الرئوي في مسببات الأمراض والممكن، المعاوضة الصرف الصحي للحيوان. استخدام المياه المالحة 0.9٪ أمر بالغ الأهمية، لأن السوائل ناقص التوتر سيؤدي إلى وذمة رئوية الفورية، وعدم التوازن المنحل بالكهرباء وموت الحيوان. لا إعادة استخدام المياه المالحة بعد الغسل لتعظيم السطحي تغسل.
    3. وقف ملء عندما تقع MAP أقل من 50 مم زئبق.
      ملاحظة: معلمات فقط الدورة الدموية وS ع O 2 يمكن استخدامها لمراقبة الحيوانات لالمعاوضة، حيث يتم فصل الحيوانات من التنفس الصناعي خلال lavages الرئة.
    4. خفض قمع يدويا إلى مستوى سطح الأرض، واستنزاف السائل غسل سلبية وإعادة الحيوان إلى التنفس الصناعي عن الأوكسجين.
    5. انتظر الامم المتحدةسمسم يعوض الحيوان (الزيادة في خطة وS ع O 2) وتكرار غسيل في أقرب وقت ممكن. الإطار الزمني لإعادة الغسل، يجب أن لا تتجاوز 5 دقائق.
      ملاحظة: لتحقيق الاستقرار من الحيوان بين اثنين lavages في حالة انهيار المعاوضة الدورة الدموية يعمل على تجنب استخدام قابضات الأوعية لعلاج هبوط الضغط المجموعي، وتجنب مزيد من المناورات التوظيف لمواجهة نقص الأكسجة. والتهوية الحيوانات مع F أنا O 2 من 1.0 خلال lavages والتجارب التالية للحفاظ على الأوكسجين على الرغم من انخفاض P وO 2 / F أنا O 2 النسب. ووضع اللمحة في 2-4 سم H 2 O خلال lavages تعزيز الإسراع في تشكيل انخماص. ولكن، اللمحة أن يتم تعيين عند أو فوق 5 سم H 2 O بعد تحريض من إصابة الرئة للوفاء تعريف برلين من ARDS. خلال التجربة لا يسمح مناورة تجنيد أو تغيير في اللمحة، لمنع أي تحيز الناجم عن محقق فيما يتعلقالصورة لشدة إصابة الرئة.
    6. أخذ عينة غاز الدم الشرياني بعد غسل الثاني أو الثالث تبعا لتدهور الدورة الدموية وسطا في S ع O 2.
    7. يتم قياس كرر lavages حتى P لO 2 / F أنا O 2 نسبة (مؤشر هورويتز) باستمرار أقل من 100 مم زئبق لمدة 60 دقيقة على الأقل في F أنا O 2 1.0 و اللمحة ≥ 5 CMH 2 O.
    8. ضبط معدل التنفس الصناعي خلال الفترة من lavages للحفاظ على درجة الحموضة في الشرايين فوق 7.25 من أجل منع انهيار المعاوضة الدورة الدموية.
    9. بدء التجربة / العلاج استنادا إلى نموذج تبييض السطحي مرة واحدة ف يقاس من O 2 / F أنا O 2 نسبة (مؤشر هورويتز) باستمرار أقل من 100 مم زئبق لمدة 60 دقيقة.
      ملاحظة: بعد تحريض من إصابة الرئة كما هو موضح، سوف التغييرات في وظائف الرئة تبقى مستقرة لعدة ساعات، تتدهور، أو حتى تحسين تبعا لإعدادات جهاز التنفس الصناعي.
      ملاحظة: ويستند هذا النموذج الحيواني على تبييض بالسطح ويترتب على ذلك تشكيل انخماص. وبالتالي، فإن أي انحراف عن إعدادات جهاز التنفس الصناعي محدد، مما قد يؤدي إلى تجنيد المناطق الرئة منخمص (زيادة في PIP أو اللمحة)، وعكس جزئيا تأثير ضار من lavages وتعيق توحيد هذا النموذج.

    7. نهاية تجربة والقتل الرحيم

    1. التأكد من أن جميع القياسات تتم ويتم تأمين البيانات قبل نهاية التجربة.
    2. ضخ 0.5 ملغ من الفنتانيل بالإضافة إلى التخدير المستمر والانتظار 5 دقائق على الأقل. حقن جرعة زائدة من ثيوبنتال (1000 ما لا يقل عن ملغ) وتبعتها بسرعة 60 مليمول البوتاسيوم على الأقل باستخدام الخط المركزي.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Representative Results

    P لO 2 / F أنا O 2 -ratio الانخفاضات خلال lavages الرئة، ولكن التأثير الدقيق للغسل واحد من الصعب التنبؤ بها. نبدأ في أخذ عينات غازات الدم الشرياني من غسيل الثالث فصاعدا للكشف عن انخفاض في P وO 2 / F أنا O 2 -ratio أقل من 100 مم زئبق. مرة واحدة في انخفاض P ويا يتحقق 2 / F أنا O 2 -ratio أقل من 100 مم زئبق، ونحن بحاجة إلى هذه النسبة تظل أقل من 100 مم زئبق لمدة ساعة واحدة في اللمحة ≥ 5 سم H 2 O. وهذا يضمن للتحريض إصابة الرئة، الذي سيجتمع رسميا تعريف برلين من ARDS. إن التغيرات المصاحبة في غازات الدم وديناميكا الدم يبقى "مستقر" للساعة، مزيدا من التدهور، أو حتى تحسن اعتمادا على إعدادات جهاز التنفس الصناعي (الشكل 5). في حالة أن P لO 2 / F أنا O 2 -ratio لا زيادة فوق 100 مم زئبقي دودق فترة الأساس ساعة واحدة، يتم تنفيذ المزيد من lavages على النحو المبين أعلاه لمنع الشفاء التلقائي من الحيوان أثناء وقت التجربة (الشكل 5). زيادات PAP مع كل غسيل نظرا لزيادة المناطق منخمص من الرئتين، فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم ونقص الأكسجة (الشكل 5). قيم PAP عادة زيادة اثنين إلى ثلاثة أضعاف أضعاف، ولكن يمكن أن تزيد فوق 60-70 مم زئبق أثناء غسل واحد. قد يؤدي ذلك إلى انهيار المعاوضة الدورة الدموية المفاجئ وموت الحيوان. معدل الوفيات العام لهذه المتوسطات نموذج 10-15٪.

    شكل 1
    الشكل 1: أدوات المائدة لتقديم والوسطى وريدي القسطرة وغمد المعرف من قبل طريقة سيلدينغر بعد إجراء خفض. ملاحظة، لا تستخدم وموسعة لإقناء؛ إدخال القنية المباشر من أحد الأوعية الدموية. PAC يعني قسطرة الشريان الرئوي. أ href = "https://www.jove.com/files/ftp_upload/53610/53610fig1large.jpg" الهدف = "_ فارغة"> الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

    الشكل 2
    الشكل 2: الشريان الرئوي القسطرة الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

    الشكل (3)
    الرقم 3: الرئوية قسطرة الشريان مع بالون تضخم الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

    0fig4.jpg "/>
    الشكل 4: رسم تخطيطي للالطول الموجي المرئية في حين تتقدم لقسطرة الشريان الرئوي ورسم يصور التي الموجي يمكن عادة ما ينظر في الذي الإدراج عمق القسطرة في الخنازير من حوالي 40 كيلوغرام من وزن الجسم. PCWP يعني الضغط الرئوي شعري إسفين. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

    الرقم 5
    أ- نسبة O 2 / F أنا O 2 ومتوسط ​​الرئوي الشرياني الضغط (MPAP) من الخنازير الثلاثة P في O 2 يعني القيم المقاسة الفردية لP الضغط الشرياني الجزئي للأكسجين، F أنا O 2 يعني جزء من الأوكسجين من وحي: الرقم 5. تم تسجيل البيانات خلال ورش عمل في مؤسستنا.ملاحظة أن P لO 2 / F أنا O 2 زيادة نسبة بعد lavages الرئة في حيوان واحد، في حين أنه لا يزال أقل من 100 مم زئبق في الأخريين. وبالتالي، يجب أن هذا الحيوان قد تلقى مزيد من lavages كما هو موضح في المادة. يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Discussion

    توضح هذه المقالة خطوة خطوة تعليمات للحث على إصابة الرئة الحادة في الخنازير بسبب فشل السطحي بواسطة lavages الرئة المتكررة. هذه طريقة محددة تمكن تدهور استنساخه وقابلة للمقارنة في وظيفة الرئة والمقاومة الوعائية الرئوية. لا بد من غسل الخنازير حتى P لO 2 / F أنا يا انخفضت 2 نسبة أقل من 100 مم زئبق ويبقى أقل من 100 مم زئبق لساعة واحدة. مرة واحدة، ويتم تحقيق هذه الحيوانات عادة لا تعافي من إصابة الرئة على الأقل 4-8 ساعة طالما لا تجرى مناورات التوظيف 4،8. الانضمام إلى هذا البروتوكول يساعد على زيادة إمكانية المقارنة بين النتائج من التجارب المختلفة باستخدام نموذج حيواني نفسه.

    تحريض إصابة الرئة مع lavages لديها العديد من القيود. أولا، lavages المتكررة تؤدي إلى بعض الخصائص التشريحية المرضية من ARDS الإنسان بما في ذلك تشكيل انخماص الكبرى، perivaتشكيل ذمة scular وزيادة في سماكة غشاء السنخية الشعرية. ومع ذلك، وبعض الميزات الهامة مثل الضرر الظهارية شديد أو تشكيل الأغشية زجاجي ليست موجودة في هذا 2،9 نموذج.

    الثانية، وأثر توظيف ضغوط عالية الشهيق وزيادة اللمحة يبدو أن يكون أعلى في إصابة الرئة الناجمة عن غسيل في الكلاب مما كانت عليه في إصابة الرئة الناجم عن ضخ حمض الأوليك أو تركيب داخل القصبة الهوائية من E. القولونية (نموذج الالتهاب الرئوي) 10. وبالتالي، قد تكون نماذج غسل طريقة سريعة، ومناسبة لاختبار مثل تأثير أنظمة التهوية مختلفة، ولكن المحقق أن تكون حذرا لتجنب أي توظيف السنخية كلما غير مرغوب فيه. في تجربتنا، وتبقى الحلول الوسط في وظيفة الرئة والمقاومة الوعائية الرئوية مستقرة لعدة ساعات، طالما يتم تنفيذ أي مناورات التوظيف عرضي. ولكن، لا يمكن للحيوان تتدهور أو حتى تحسين اعتمادا على جهاز التنفس الصناعيإعدادات.

    ثالثا، الاستجابة الالتهابية لإصابة الرئة يختلف اختلافا كبيرا بين النماذج وعلاوة على ذلك بين الأنواع. دور وسطاء للالتهابات مثل مثل TNFα في نماذج غسل الخنازير لا تزال مثيرة للجدل 9.

    رابعا، هذا النموذج يتطلب أجهزة معقدة وإجراءات الرصد التي تستخدم عادة في الطب الرعاية الحرجة. وبالإضافة إلى ذلك، والحفاظ على التخدير في الحيوانات الكبيرة ميتة تتعرض لتغيرات الدورة الدموية المفاجئة ضرورية. وبالتالي، يجب فقط المحققين ذوي الخبرة المدربة في مجال البحوث الحيوانات الكبيرة والطب العناية المركزة عمل مع هذا النموذج.

    وأخيرا، فإن تحريض إصابة الرئة مع lavages الرئة قد يؤدي إلى انهيار المعاوضة الدورة الدموية المفاجئ، وفي نهاية المطاف موت الحيوان. ما يصل الى 10-15٪ من الحيوانات قد يموت خلال فترة التدريب. في تجربتنا هذه هي الحال عادة، عندما تنخفض خطة عمل البحر المتوسط ​​أقل من 50 ملم زئبقي أو S ص </ دون> O 2 السقوط أقل من 70٪ مما أدى إلى فشل نقص تروية القلب المفاجئ. رصد يعني الضغط الرئوي الشرياني (MPAP) أثناء الغسل من الممكن أيضا للحد من الوفيات بسبب ارتفاع من MPAP فوق 50-60 مم زئبق سوف يؤدي إلى فشل البطين الأيمن وموت الحيوان. في حقنا الخبرة وفشل البطين الأيسر قد تحدث في وقت واحد خلال lavages وديناميكا الدم مراقبة أثناء إجراء ضروري للحد من وفيات. نتوقف لغسيل مستمر، واستنزاف السائل غسل، وتهوية الحيوان كلما نسجل انخفاضا في خارطة أقل من 50 مم زئبق. ومع ذلك، يجب أن يتم تنفيذ lavages في تتابع سريع لتبييض قدرا كبيرا من التوتر السطحي. عندما P لO 2 / F أنا يا تنخفض 2 نسبة أقل من 100 مم زئبق أنه لا ينبغي أن زيادة فوق هذه العتبة لمدة ساعة واحدة على الأقل. هذا النهج العملي تمكن تحريض الوقت الفعال للإصابة الرئة.

    وميزة هذا الوضعl غير استنساخ فيما يتعلق وظيفة الرئة والمقاومة الوعائية الرئوية بينما يسمح تقديرها بدقة في تقييم الاستراتيجيات العلاجية. وعلاوة على ذلك، فإن حجم الحيوانات يدعم استخدام القسطرة المستخدمة سريريا، أنابيب القصبة الهوائية، والمراوح والشاشات التي لا تتوفر بشكل كامل في الثدييات الأصغر حجما (مثل القوارض). وبالإضافة إلى ذلك، تنسيق البيانات التي حصل عليها (على سبيل المثال قياس الناتج القلب مع تقنية التخفيف الحراري) يماثل الوضع السرير معروفة للأطباء العناية المركزة.

    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

    DOWNLOAD MATERIALS LIST

    References

    1. Rubenfeld, G. D., et al. Incidence and Outcomes of Acute Lung Injury. N Engl J Med. 353, (16), 1685-1693 (2005).
    2. 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).
    3. 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).
    4. 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).
    5. 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).
    6. Kelly, C. R., Rabbani, L. E. Videos in clinical medicine. Pulmonary-artery catheterization. N Engl J Med. 369, (25), 35 (2013).
    7. Forrester, J. S., et al. Thermodilution cardiac output determination with a single flow-directed catheter. Am Heart J. 83, (3), 306-311 (1972).
    8. 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).
    9. 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).
    10. 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).

    Comments

    0 Comments


      Post a Question / Comment / Request

      You must be signed in to post a comment. Please sign in or create an account.

      Usage Statistics