Полная и частичная аорты окклюзии для лечения геморрагического шока в свиней
Summary
Здесь мы представляем протокол демонстрирует модель геморрагического шока в свиней, использующий окклюзии аорты как мост для окончательного ухода в травмы. Эта модель имеет применение в тестировании широкий спектр хирургических и фармакологические терапевтических стратегий.
Abstract
Кровоизлияние остается ведущей причиной предотвратимой смертности в травмы. Эндоваскулярные управления кровоизлияния не сжимаемых туловища была на переднем крае помощи при травмах в последние годы. Так как полной окклюзии аорты представляет серьезную озабоченность, концепция частичной окклюзии аорты приобрела все большее внимание. Здесь мы представляем модель большой животных геморрагического шока исследовать эффекты Роман частичной аорты шар окклюзии катетера и сравнить его с катетером, который работает на принципах полной окклюзии аорты. Под наркозом и инструментарием для проведения контролируемых фиксированный объем кровоизлияния свиней, и мониторинг гемодинамики и физиологических параметров. После кровоизлияния окклюзии аорты Баллонные катетеры вставляются и завышена в аорте supraceliac 60 мин, во время которого животные получают реанимации цельной крови как 20% общего объема крови (TBV). После дефляции шар животные контролируются в условиях интенсивной терапии для 4 ч, во время которого они получают жидкости реанимации и vasopressors при необходимости. Частичное аорты шар окклюзии продемонстрировал более дистальных среднее артериальной давление (карты) во время шар инфляции, снизилась маркеры ишемии и снижение жидкости реанимации и вазопрессорная использования. Как свиной физиологии и гомеостатические реакции после кровоизлияния были документально и, как те, в организме человека, свиной геморрагического шока модель может использоваться для тестирования различных стратегий лечения. Помимо лечения кровотечений, окклюзии аорты Баллонные катетеры стали популярными за их роль в инфаркт миокарда, сердечной и сосудистой хирургии и других опасных выборных хирургических процедур.
Introduction
Кровоизлияние продолжает быть доминирующей причиной предотвратимой смерти у пациентов, перенесших травматические события, приходится 90% смертей, связанных с травмами, в военной обстановке и 40% посттравматического смертей в гражданское население1, 2. Хотя прямое давление может лечить сжимаемой кровотечения, кровоизлияния не сжимаемых туловища по-прежнему трудно лечить и может быть смертельным без оперативного контроля системы гемостаза. Исторический подход реанимационные торакотомия или лапаротомия с аортальной кросс зажима оказалась чрезвычайно инвазивных3,4. Это вмешательство также требует сложного выбора алгоритм для определения кандидатуру пациентов, которые подверглись травматических оскорбления5.
В последние годы, наблюдается возрождение интереса к ранее описанный подход — реанимационные эндоваскулярных шар окклюзии аорты (REBOA)6,,78. Хотя REBOA присвоил краткосрочные преимущества выживания в кровоизлияние, длительной полной окклюзии аорты во время шар инфляции ставит серьезные проблемы, которые включают необратимый конец орган ишемии9,10. В попытке преодолеть этот потенциал заболеваемости управлять кровоизлияния стратегии альтернативных Эндоваскулярная разрабатываются. Одно из таких стратегий, который стал свидетелем растущего внимания является частичной окклюзии аорты11,12. Идею частичной аорты шар окклюзии дает перфузии сосудистой кровати дистальнее сайт окклюзии, улучшение физиологических проксимального отдела аорты карты, и постепенно afterload сокращения после дефляции шар. Эти изменения в параметры являются желаемые изменения физиологических характеристик кровью животного. До перевода в этот метод для людей полное и частичное аорты Баллонные катетеры окклюзии сильно были протестированы в свином модели геморрагического шока11,12,13.
Свиней были использованы в исследованиях, влекущие за собой геморрагического шока на протяжении многих лет. Большая часть нынешнего понимания патофизиологии геморрагического шока является производным от исследований, которые использовали животных моделей, в том числе свиней. Их физиологии и гомеостатические реакции в условиях истощения патологического тома после кровоизлияния, особенно те, которые касаются крови свертывания и сердечно-сосудистых реакций, были хорошо документированы и, как те люди14. Модели свиной геморрагического шока также обеспечивают возможности для изучения стратегий лечения для геморрагического шока и других травм.
В этом исследовании мы демонстрируем клинически реалистичной модели геморрагического шока в свиней для оценки эндоваскулярного лечения стратегий, включая полные и частичные аорты шар окклюзии. Мы предполагаем, что частичная непроходимость аорты приводит к более физиологичен и лабораторное профилю по сравнению с полной окклюзии аорты в свиней, переживает контролируемых кровоизлияние-объем.
Мы стремились сравнить физиологические эффекты частичной и полной окклюзии аорты при лечении геморрагического шока в модели свиней. Частичной окклюзии аорты была достигнута с помощью селективного аорты шар окклюзии в катетер травмы (Сабо) (рис. 1). Катетер Сабо является системой двух шар, которая позволяет интра просветный кровообращение, тем самым обеспечивая частичное аорты поток для сосудистой кровати, Дистальный прикус. Полной окклюзии аорты была достигнута с помощью одно шар аорты окклюзии катетера (например,CODA) (рис. 1). Лечения группы были рандомизированы для прохождения реанимационные окклюзии аорты с полной или частичной аорты Баллонные катетеры окклюзии (n = 2/группа).
Основные шаги модели включают в себя индукции анестезии и интубации, поддержание наркоза, приборостроение, 35% TBV кровоизлияния (всего 20 мин; половина за первые 7 мин и половина за оставшиеся 13 мин), окклюзии аорты шар и цельной крови реанимации (60 мин окклюзии; 20% цельной крови реанимации в течение последних 20 минут прикус), интенсивной терапии, мониторинг (240 мин) с гемодинамическим наблюдения и эвтаназии с ткань уборка. Рисунок 2 демонстрирует модель, используемых в этом эксперименте.
Protocol
Representative Results
Discussion
В этом протоколе мы выделили модель геморрагического шока в свиней. Было показано, что эта модель будет надежных и воспроизводимых16,,1718,19. Модели, схожий с этим применялись в ряде научных исследований, изучение послед…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы хотели бы признать Рэйчел Коннелл и Джессика ли за их помощь с исследования на животных. Мы хотели бы также признать армии Генеральной майор Гарольд Timboe, MD, MPH, США (в отставке), который был консультантом и наставником для этого проекта.
Materials
| Yorkshire-Landrace Swine | Michigan State University Veterinary Farm | ||
| Anesthesia: Telazol | Pfizer | Dose: 2-8 mg/kg; IM | |
| Anti-cholinergic: Atropine | Pfizer | Dose: 1mg, IM | |
| Anesthesia: Isoflurane | Baxter | Dose: 1-5%, INH | |
| Betadine | Humco | ||
| Alcohol 70% | Humco | NDC 0395-4202-28 | |
| Datex-Aespire Anesthesia Machine | GE Healthcare | 7900 | |
| Endotracheal tube | DEE Veterinary | 20170518 | Appropriate size for animal (6.5 or 7.0F) |
| Laryngoscope | Miller | 85-0045 | |
| Stylet | Hudson RCI | 5-151–1 | |
| Jelco 20G IV Catheter | Smiths Medical | 4054 | |
| Operating Room Monitor (Vital Signs Monitor) | SurgiVet Advisor | V9201 | May require at least 2 |
| Surgical Gowns | Kimberly Clark | 90142 | Use appropriate size for surgeon. |
| Sterile surgical gloves | Cardinal Health (Allegiance) | 22537-570 | Use appropriate size for surgeon. |
| Cautery Pencil | Medline | ESPB 2000 | |
| Suction tubing | Medline | DYND50251 | |
| Sunction tip: Yankauer | Medline | DYND50130 | |
| Bovie Aaron 1250 Electrocautery Unit | Bovie Medical Co. FL | BOV-A1250U | |
| Salpel Blade – Size #10 | Cardinal Health (Allegiance) | 32295-010 | |
| Scalpel Handle | Martin | 10-295-11 | |
| Debakey Forceps | Roboz | RS-7562 | |
| Weitlander Retractor | Roboz | RS-8612 | |
| Mayo Scissors | Roboz | RS-76870SC | |
| Army-navy Retractor | Teleflex | 164715 | |
| Mixter Right-angle Forceps | Teleflex | 175073 | |
| 5F (1.7 mm) 11 cm Insertion Sheath with 0.35" Guidewire | Boston Scientific | 16035-05B | |
| 8F (2.7 mm) 11 cm Insertion Sheath with 0.35'' Guidewire | Boston Scientific | 16035-08B | |
| 20G angled Introducer Needle | Arrow | AK-09903-S | |
| 14F (4.78 mm) 13 cm Insertion Sheath with 10F dilator | Cook Medical | G08024 | |
| 2-0 Silk 18'' 45 cm | Ethicon | A185H | |
| 3-0 Vicryl 36'' 90 cm | Ethicon | J344H | |
| 3-0 Nylon 18'' 45 cm | Ethicon | 663G | |
| 4-0 Prolene 30'' 75 cm | Ethicon | 8831H | |
| 20 ml syringe | Metronic/Covidien | 8881512878 | |
| 3 mL syringe | Metronic/Covidien | 1180300555 | |
| 6 mL syringe | Metronic/Covidien | 1180600777 | |
| 1000ml 0.9% Saline | Baxter | 2B1324X | |
| Foley Catheter (18F 30 cc) | Bard | 0166V18S | |
| Urinary Drainage Bag | Bard | 154002 | |
| 9F 10 cm Insertion Sheath | Arrow | AK-09903-S | |
| Swan-Ganz pulmonary artery catheter (8F) | Edwards Lifesciences co. CA | 746F8 | |
| Carotid Flow Probe System | Transonic, Ithaca, NY | 3, 4, or 6 mm probes | |
| SABOT catheter | Hayes Inc. | ||
| CODA balloon catheter | Cook Medical | 8379144 | |
| Ultrasound, M-Turbo | SonoSite | ||
| Amplatz Stiff Guidewire (0.035 inch, 260 cm) | Cook Medical | G03460 | |
| Arterial Blood Gas Syringes | Smiths Medical | 4041-2 | |
| Arterial Blood Gas Analyzer | Nova Biochemical | ABL800 | |
| Masterflex Pump | Cole Palmer | HV-77921-75 | |
| Blood Collection Bags | Terumo | 1BBD606A | |
| Macro IV drip set | Hospira | 12672-28 | |
| Pentobarbital | Pfizer | Dose: 100 mg/kg; IV | |
| Eppendorf Tubes | Sorenson | 11590 | |
| 50 cc conical tubes | Falcon | 352097 | |
| Formalin | Fisherbrand | 431121 | |
| Bair Hugger Normothermia System | Arizant Healthcare, Inc. |
References
- Kauvar, D. S., Lefering, R., Wade, C. E. Impact of hemorrhage on trauma outcome: an overview of epidemiology, clinical presentations, and therapeutic considerations. The Journal of Trauma: Injury, Infection and Critical. 60, S3-S11 (2006).
- Kauvar, D. S., Wade, C. E. The epidemiology and modern management of traumatic hemorrhage: US and international perspectives. Critical Care. 9, S1-S9 (2005).
- Mattox, K. L., Allen, M. K., Feliciano, D. V. Laparotomy in the emergency department. Journal of the American College of Emergency Physicians. 8 (5), 180-183 (1979).
- Pust, G. D., Namias, N. Resuscitative thoracotomy. International Journal of Surgery. 33 (Pt B), 202-208 (2016).
- Burlew, C. C., et al. Trauma Association critical decisions in trauma: resuscitative thoracotomy. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 73 (6), 1359-1363 (2012).
- DuBose, J. J., et al. The AAST prospective Aortic Occlusion for Resuscitation in Trauma and Acute Care Surgery (AORTA) registry: Data on contemporary utilization and outcomes of aortic occlusion and resuscitative balloon occlusion of the aorta (REBOA). Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 81 (3), 409-419 (2016).
- Biffl, W. L., Fox, C. J., Moore, E. E. The role of REBOA in the control of exsanguinating torso hemorrhage. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 78 (5), 1054-1058 (2015).
- Manzano Nunez, R., et al. A meta-analysis of resuscitative endovascular balloon occlusion of the aorta (REBOA) or open aortic cross-clamping by resuscitative thoracotomy in non-compressible torso hemorrhage patients. World Journal of Emergency Surgery. 12, 30 (2017).
- Gupta, B. K., et al. The role of intra-aortic balloon occlusion in penetrating abdominal trauma. Journal of Trauma. 29 (6), 861-865 (1989).
- Inoue, J., et al. Resuscitative endovascular balloon occlusion of the aorta might be dangerous in patients with severe torso trauma: A propensity score analysis. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 80 (4), 559-566 (2016).
- Russo, R. M., et al. Extending the golden hour: Partial resuscitative endovascular balloon occlusion of the aorta in a highly lethal swine liver injury model. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 80 (3), 378-380 (2016).
- Russo, R. M., et al. Partial Resuscitative Endovascular Balloon Occlusion of the Aorta in Swine Model of Hemorrhagic Shock. Journal of the American College of Surgeons. 223 (2), 359-368 (2016).
- Williams, T. K., et al. Extending resuscitative endovascular balloon occlusion of the aorta: Endovascular variable aortic control in a lethal model of hemorrhagic shock. The Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 81 (2), 294-301 (2016).
- Hannon, J. P., Swindle, M. M. Hemorrhage and hemorrhagic-shock in swine: A review. Swine as Models in Biomedical Research. , 197-245 (1992).
- Garry, B. P., Bivens, H. E. The Seldinger technique. Journal of Cardiothorac Anesthesia. 2 (3), 403 (1988).
- Halaweish, I., et al. Addition of low-dose valproic acid to saline resuscitation provides neuroprotection and improves long-term outcomes in a large animal model of combined traumatic brain injury and hemorrhagic shock. The Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 79 (6), 911-919 (2015).
- Alam, H. B., et al. Surviving blood loss without blood transfusion in a swine poly-trauma model. Surgery. 146 (2), 325-333 (2009).
- Jin, G., et al. Traumatic brain injury and hemorrhagic shock: evaluation of different resuscitation strategies in a large animal model of combined insults. Shock. 38 (1), 49-56 (2012).
- Nikolian, V. C., et al. Valproic acid decreases brain lesion size and improves neurologic recovery in swine subjected to traumatic brain injury, hemorrhagic shock, and polytrauma. The Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 83 (6), 1066-1073 (2017).
- Langeland, H., Lyng, O., Aadahl, P., Skjaervold, N. K. The coherence of macrocirculation, microcirculation, and tissue metabolic response during nontraumatic hemorrhagic shock in swine. Physiological Reports. 5 (7), (2017).
- Johnson, M. A., et al. The effect of resuscitative endovascular balloon occlusion of the aorta, partial aortic occlusion and aggressive blood transfusion on traumatic brain injury in a swine multiple injuries model. Journal of Trauma Acute Care Surgery. 83 (1), 61-70 (2017).
- Theisen, M. M., et al. Ventral recumbency is crucial for fast and safe orotracheal intubation in laboratory swine. Laboratory Animals. 43 (1), 96-101 (2009).
- Li, Y., Alam, H. B. Modulation of acetylation: creating a pro-survival and anti-inflammatory phenotype in lethal hemorrhagic and septic shock. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2011, 523481 (2011).
- Nikolian, V. C., et al. Valproic acid decreases brain lesion size and improves neurologic recovery in swine subjected to traumatic brain injury, hemorrhagic shock, and polytrauma. The Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 83 (6), 1066-1073 (2017).
- Dekker, S. E., et al. Normal saline influences coagulation and endothelial function after traumatic brain injury and hemorrhagic shock in pigs. Surgery. 156 (3), 556-563 (2014).
- Causey, M. W., McVay, D. P., Miller, S., Beekley, A., Martin, M. The efficacy of Combat Gauze in extreme physiologic conditions. The Journal of Surgical Research. 177 (2), 301-305 (2012).
- Frankel, D. A., et al. Physiologic response to hemorrhagic shock depends on rate and means of hemorrhage. The Journal of Surgical Research. 143 (2), 276-280 (2007).
- Morrison, J. J., et al. The inflammatory sequelae of aortic balloon occlusion in hemorrhagic shock. The Journal of Surgical Research. 191 (2), 423-431 (2014).
- White, J. M., et al. A porcine model for evaluating the management of noncompressible torso hemorrhage. Journal of Trauma. 71, S131-S138 (2011).
- Alam, H. B., et al. Putting life on hold-for how long? Profound hypothermic cardiopulmonary bypass in a Swine model of complex vascular injuries. Journal of Trauma. 64 (4), 912-922 (2008).
- Bebarta, V. S., Daheshia, M., Ross, J. D. The significance of splenectomy in experimental swine models of controlled hemorrhagic shock. The Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 75 (5), 920 (2013).
- Georgoff, P. E., et al. Alterations in the human proteome following administration of valproic acid. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 81 (6), 1020-1027 (2016).
- Dekker, S. E., et al. Different resuscitation strategies and novel pharmacologic treatment with valproic acid in traumatic brain injury. Journal of Neuroscience Research. 96 (4), 711-719 (2017).
- Georgoff, P. E., et al. Safety and Tolerability of Intravenous Valproic Acid in Healthy Subjects: A Phase I Dose-Escalation Trial. Clinical Pharmacokinetics. 57 (2), 209-219 (2017).
