Summary

급성 호흡 곤란 증후군의 모델로서 돼지의 세척에 의한 계면 활성제 고갈 (ARDS)

Published: September 07, 2016
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Summary

마취 된 돼지의 폐 세척액으로 반복 인간 급성 호흡 곤란 증후군 (ARDS)의 주요면과 유사한 폐 손상을 유도한다. 이를 위해 폐 반복적으로 37 ℃에서 0.9 % 식염수를 세척한다. 프로토콜의 목표는 급성 호흡 곤란 증후군의 연구를위한 가스 교환 및 혈역학의 재현 완화이다.

Abstract

폐 손상의 다양한 동물 모델은 인간 급성 호흡 곤란 증후군 (ARDS)의 복소 pathomechanisms 연구 및 미래의 치료를 평가하기 위해 존재한다. 폐의 가스 교환 및 혈역학의 재현성 열화가 심한 폐 손상 반복 폐 가온 0.9 % 식염수 세척액 (50 ㎖ / kg 체중)을 이용하여 마취 된 돼지를 유도 할 수있다. 이 모델의 임상 적용 장치와 표준 호흡과 혈역학 적 감시를 포함하면 새로운 치료 전략 (마약, 현대 팬, 체외 막 산소 공급, ECMO)의 평가를 허용하고, 벤치와 침대 옆 사이의 간격을 다리. 또한, 폐 세척술과 폐 손상의 유도는 프로와 항 염증성 사이토 카인의 측정에 병원균 / 독소에 영향을 미치는의 주입을 필요로하지 않습니다. 모델의 단점은 atelectatic 폐 조직의 높은 recruitability이다. 모델의 표준화를 위해 C, 함정을 방지하는 데 도움실험 사이 omparability가 필요한 동물의 수를 감소시킨다.

Introduction

인간 급성 호흡 곤란 증후군 (ARDS)의 사망률 강렬한 연구의 4 개 이상의 수십 불구 (40) 및 50 %에서 1 사이 값을 하이로 유지된다. 폐 손상의 동물 모델은 사망률 감소 및 장기 장애를 제한하는 복소 pathomechanisms 또는 새로운 치료 적 접근법을 조사하는데 중요한 역할을한다.

다양한 모델이 큰 (예 : 돼지) 중 하나에서 인간의 급성 호흡 곤란 증후군이나 작은 동물 (예를 들어, 설치류)의 측면을 시뮬레이션 폐 손상을 유도하기 위해 설립되었다. 방법 올레산 폐동맥 주입 박테리아의 정맥 내 (IV) 투여 및 맹장 결찰 독소 또는 패혈증 – 유도 ARDS 원인 천자 (CLP) 모델을 포함하여, 강하게 다르다. 또한, 때문에 큰 갯벌 볼륨과 높은 피크 흡기 압력 (인공 호흡기에 의한 폐 손상, VILI)에 직접 폐 부상, 연기 / 부상이나 폐 허혈 / 재관류를 구울 (I / R) 모델이 자주 사용된다이. 독소 작업 CLP 모델과 모델 중 하나의 주요 단점은, 홀로 폐 손상으로 인한 biotrauma의 분석을 방해 기본 염증이다. 큰 동물 VILI의 경우와 같이 또한, 폐 부상을 초래할하는 일에 시간이 걸릴 수 있습니다.

반복 폐 세척술과 계면 활성제의 세척에 의한 폐 손상의 유도, 그것은 첫째 라흐만 등의 알에 의해 한 바와 같이. 모르모트 3에서는 재현성 기능성 및 기계적 타협뿐만 아니라 폐 혈관 저항의 변화에 폐 손상을 유도하는 시간 효율적인 방법이다. 가스 교환 및 혈역학에서 타협이 동시에 4에서 높은 재현성있는 동안이 모델의 적응 기계적으로 약 30-60kg의 체중의 돼지를 환기하기 위해 임상 적으로 사용되는 기계적 환기, 카테터 및 모니터와 기초 연구를 지원합니다. 또한, 세척액에 의한 폐 손상을 유도하지 않는다큰 동물 실험 설계 호​​흡 실험실에서 일반적으로 사용할 수없는 특정 장비를 필요로한다. 이 문서에 제시된 모델은 인간의 사용을 위해 설계되었으며, 또한 폐 기능에서 발생하는 열화에 높은 재현성을 보장되어 연구를 요구하는 장비 (예 : 팬)에 적합하다. 이 모델의 표준화가 필요한 동물의 수를 실험 간의 비교 가능성을 보장하고 줄일 수 있습니다. 고의적 또는 알 모집 기동와 atelectatic 폐 지역의 잠재적 인 recruitability이 특정 모델의 심각한 제한 사항입니다. 다음 문서에서는 폐 손상을 유도하기위한 세척 모델에 대한 상세한 설명을 제공하고 폐 기능 타협의 안정성의 특성을 대표하는 데이터를 제공한다.

Protocol

실험은 실험 의학, 샤리 테의 부서에서 수행되었다 – Universitätsmedizin, 베를린, 독일합니다 (EN DIN ISO 9001에 따른 사항 인증 Fi를 에드 : 2000), 그리고 실험에 앞서 독일 베를린에서 동물 연구에 대한 연방 당국에 의해 승인되었다. 모든 실험에 사용 된 실험 동물 관리의 원칙은, 실험 동물 과학의 유럽과 독일 사회의 지침에 따라했다. 1. 동물 복지 및 실험 동물 모든 실험?…

Representative Results

P O 2 / F I O 2 -ratio 폐 세척액 중에 감소하지만 단일 세척 정확한 영향은 예측하기 어렵다. 우리는 이후 P에 O이 100 mmHg로 아래 / F I O 2 -ratio을 감소를 감지하는 세 번째 세척에서 동맥혈 가스 샘플을 채취하기 시작합니다. P 감소하면 2 / F I O 2 -ratio (100) 아래 mmHg로 달성되는 O, 우리는이…

Discussion

이 문서 단계 명령에 의해 단계 인해 반복되는 폐 세척술에 의해 계면 활성제 세척에 돼지에서 심각한 폐 손상을 유도하는 설명합니다. 이 특정 방법은 폐 기능과 폐 혈관 저항의 재현과 비교 열화를 할 수 있습니다. O 2 / F I O 2 비율이 100 mmHg로 이하로 감소 한 시간 동안 100 mmHg로 아래로 숙박 P까지 돼지를 세척하는 것이 필수적이다. 일단이 더 채용 기동이 4,8를 실…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

All authors disclose no financial or any other conflicts of interests.

GRANTS:

This study was supported by a grant from the Deutsche Forschungsgemeinschaft to P. Pickerodt and W. Boemke (Pi795/2-2).

Materials

Evita Infinity V500 Dräger intensive care ventilator
Vigilance I  Edwards monitor
Vasofix Braunüle 20G B Braun 4268113B peripheral vein catheter
Mallinckrodt Tracheal Tube Cuffed Covidien 107-80  8.0 mm ID
MultiCath3 Vygon 157,300 3 lumen central venous catheter, 20 cm length
Leader Cath Set Vygon 115,805 arterial catheter
Percutaneus Sheath Introducer Set Arrow SI-09600 introducer sheath for pulmonary artery catheter of 4-6 Fr., 10 cm length
Swan-Ganz True Size Thermodilution Catheter Edwards 132F5 pulmonary artery catheter, 75 cm length
Flow through chamber thermistor Baxter 93-505 for measuring cardiac output
urinary catheter no specific model requiered

References

  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, 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).
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Cite This Article
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).

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