Indução de choque hemorrágico padronizado guiada por oximetria cerebral e Monitorização hemodinâmica estendida em suínos

Summary

O choque hemorrágico é uma complicação grave em pacientes gravemente feridos, o que leva à subalimentação de oxigênio com risco de vida. Nós apresentamos um método estandardizado para induzir o choque hemorrágico através da retirada do sangue nos porcos que é guiado pela hemodinâmica e pela oxigenação cerebral microcirculatória.

Abstract

O choque hemorrágico classifica entre as principais razões para a morte grave relacionada a lesões. A perda do volume circulatório e dos portadores do oxigênio pode conduzir a uma fonte insuficiente do oxigênio e a uma falha irreversível do órgão. O cérebro exerce somente capacidades limitadas da compensação e é particularmente no risco elevado de dano hypoxic severo. Este artigo demonstra a indução reprodutível do choque hemorrágico life-threatening em um modelo suínos por meio da retirada de sangue calculada. Nós titular a indução de choque guiada pela espectroscopia near-infrared e pela monitoração hemodynamic prolongada para indicar a falha circulatória sistemática, assim como a depleção de oxigênio microcirculatório cerebral. Em comparação com modelos similares que se concentram principalmente em volumes de remoção predefinidos para indução de choque, essa abordagem destaca uma titulação por meio da falha resultante da macro e da microcirculação.

Introduction

A perda de sangue maciça está entre as causas principais de mortes ferimento-relacionadas^1,2,3. A perda de fluidos circulatórios e portadores de oxigênio leva a insuficiência hemodinâmica e undersupply de oxigênio grave e pode causar insuficiência de órgãos irreversíveis e morte. O nível de gravidade do choque é influenciado por fatores adicionais como hipotermia, coagulopatia e acidose⁴. Particularmente o cérebro, mas também os rins não têm capacidade de compensação devido à alta demanda de oxigênio e à incapacidade de uma adequada geração de energia anaeróbia^5,6. Para fins terapêuticos, a ação rápida e imediata é crucial. Na prática clínica, a ressuscitação fluida com uma solução de eletrólitos equilibrada é a primeira opção para o tratamento, seguida pela administração de concentrados de glóbulos vermelhos e plasma fresco congelado. Os concentrados de trombócitos, catecolaminas e a otimização da coagulação e o status ácido-base apoiam a terapia para recuperar condições fisiológicas normais após trauma sustentado. Este conceito centra-se na restauração da Hemodinâmica e macrocirculação. Vários estudos, entretanto, demonstram que a perfusão microcirculatória não se recupera simultaneamente com a macrocirculação. Especialmente, a perfusão cerebral permanece prejudicada e pode ocorrer uma subalimentação de oxigênio^7,8.

O uso de modelos animais permite que os cientistas estabeleçam estratégias novas ou experimentais. A anatomia, a homologia, e a fisiologia comparáveis dos porcos e dos seres humanos permitem conclusões em fatores patológicos específicos. Ambas as espécies têm um sistema metabólico semelhante e resposta a tratamentos farmacológicos. Esta é uma grande vantagem em comparação com pequenos modelos animais, onde as diferenças no volume sanguíneo, hemodinâmica e fisiologia geral tornam quase impossível imitar um cenário clínico⁹. Além disso, equipamentos médicos autorizados e consumíveis podem ser facilmente utilizados em modelos de suínos. Além disso, é facilmente possível obter suínos de fornecedores comerciais, o que permite uma alta diversidade de genética e fenótipos e é o custo de redução de¹⁰. O modelo de retirada de sangue via canulação de vasos é bastante comum^{11,12,13,14,15}.

Neste estudo, nós estendemos o conceito da indução de choque hemorrágico através da retirada sanguínea arterial com um titulação exato da falha hemodynamic e do prejuízo cerebral do oxigenação. O choque hemorrágico é atingido se o índice cardíaco e a pressão arterial média decresce abaixo de 40% do valor basal, o que tem demonstrado causar uma deterioração considerável da saturação de oxigenação regional cerebral⁸. A medida de saída cardíaca de contorno de pulso (PiCCO) é usada para monitoramento hemodinâmico contínuo. Primeiro, o sistema deve ser calibrado por termodiluição transpulmonar, o que possibilita o cálculo do índice cardíaco do conteúdo de água pulmonar extravascular e do volume diastólico final global. Subseqüentemente, o índice cardíaco contínuo é calculado pela análise do contorno do pulso e igualmente fornece parâmetros dinâmicos da pré-carga como a variação do volume da pressão de pulso e do curso.

Esta técnica é bem estabelecida em configurações clínicas e experimentais. A espectroscopia de infravermelho próximo (NIRS) é um método clinicamente e experimentalmente estabelecido para monitorar as alterações no suprimento de oxigênio cerebral em tempo real. Os sensores Self-aderentes são Unidos à testa esquerda e direita e calculam o oxigenação cerebral não-invasora no córtice frontal cerebral. Dois comprimentos de onda de luz infravermelha (700 e 900 nm) são emitidos e detectados pelos sensores após serem refletidos a partir do tecido do córtex. Para avaliar o teor de oxigênio cerebral, as contribuições do sangue arterial e venoso são calculadas em 1:3 relações e atualizadas em intervalos de 5 s. A sensibilidade em profundidade de 1-4 cm é a diminuição exponencial e influenciada pelo tecido penetrado (por exemplo, pele e osso), embora o crânio seja translúcido à luz infravermelha. A técnica facilita ações terapêuticas rápidas para prevenir pacientes de desfechos adversos como Delirium ou lesão cerebral hipóxico e serve como parâmetro alvo em caso de comprometimento do débito cardíaco^16,17. A combinação de ambas as técnicas durante choque experimental permite uma titulação exata da macrocirculação, assim como a deficiência microcirculatória cerebral, para estudar este evento life-threatening.

Protocol

Os experimentos neste protocolo foram aprovados pela Comissão Estadual e institucional de cuidados com animais (Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz, Koblenz, Alemanha; Presidente: Dr. Silvia Eisch-Wolf; numero de referência: 23 177-07/G 14-1-084; 02.02.2015). os experimentos foram conduzidos de acordo com o relatório de pesquisa de animais das diretrizes de experimentos in vivo (chegada). O estudo foi planejado e conduzido entre novembro de 2015 e março de 2016. Após extensa pesquisa bibliográfica, o modelo de s…

Representative Results

Depois de iniciar a indução de choque, um curto período de compensação pode ser registrado. Com a retirada contínua do sangue, a descompensação cardio-circulatória acima mencionada, como monitorada por uma diminuição significativa do crSO2, o índice cardíaco, o índice de volume sanguíneo intratorácico e o índice global de volume diastólico final (Figura 2 , Figura 3e Figura 4</str…

Discussion

O protocolo descreve um método de indução de choque hemorrágico através de sangramento arterial controlado em suínos que é guiado por hemodinâmica sistêmica, bem como por comprometimento microcirculatório cerebral. As condições de choque foram conseguidas por uma retirada sanguínea calculada de 25-35 mL kg^-1 e confirmadas pelo composto mencionado de parâmetros substitutos que indicam a falha cardio-circulatória considerável. Se não tratada, este procedimento foi letal dentro de 2 h em 66% dos …

Materials

3-way-stopcock blue	Becton Dickinson Infusion Therapy AB Helsingborg, Sweden	394602	Drug administration
3-way-stopcock red	Becton Dickinson Infusion Therapy AB Helsingborg, Sweden	394605	Drug administration/Shock induction
Atracurium	Hikma Pharma GmbH , Martinsried	AM03AC04*	Anesthesia
Canula 20 G	Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain	301300	Vascular access
Datex Ohmeda S5	GE Healthcare Finland Oy, Helsinki, Finland	–	Hemodynamic monitor
Desinfection	Schülke & Mayr GmbH, Germany	104802	Desinfection
Heidelberger Verlängerung 75CM	Fresenius Kabi Deutschland GmbH	2873112	Drug administration/Shock induction
INVOS 5100C Cerebral	Medtronic PLC, USA	–	Monitore for cerebral regional oxygenation
INVOS Cerebral/Somatic Oximetry Adult Sensors	Medtronic PLC, USA	20884521211152	Monitoring of the cerebral regional oxygenation
Endotracheal tube	Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia	112482	Intubation
Endotracheal tube introducer	Wirutec GmbH, Sulzbach, Germany	5033062	Intubation
Engström Carestation	GE Heathcare, Madison USA	–	Ventilator
Fentanyl	Janssen-Cilag GmbH, Neuss	AA0014*	Anesthesia
Gloves	Paul Hartmann, Heidenheim, Germany	9422131	Self-protection
Incetomat-line 150 cm	Fresenius, Kabi GmbH, Bad Homburg, Germany	9004112	Drug administration
Ketamine	Hameln Pharmaceuticals GmbH, Zofingen, Schweiz	AN01AX03*	Sedation
Laryngoscope	Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia	671067-000020	Intubation
Logical pressure monitoring system	Smith- Medical GmbH,  Minneapolis, USA	MX9606	Hemodynamic monitor
Logicath 7 Fr 3-lumen 30cm	Smith- Medical GmbH,  Minneapolis, USA	MXA233x30x70-E	Vascular access/Drug administration
Masimo Radical 7	Masimo Corporation, Irvine, USA	–	Hemodynamic monitor
Mask for ventilating dogs	Henry Schein, Melville, USA	730-246	Ventilation
Original Perfusor syringe 50ml Luer Lock	B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany	8728810F	Drug administration
PICCO Thermodilution. F5/20CM EW	MAQUET Cardiovascular GmbH, Rastatt, Germany	PV2015L20-A	Hemodynamic monitor
Percutaneous sheath introducer set 8,5 und 9 Fr, 10 cm with integral haemostasis valve/sideport	Arrow international inc., Reading, USA	AK-07903	Vascular access/Shock induction
Perfusor FM Braun	B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany	8713820	Drug administration
Potassium chloride	Fresenius, Kabi GmbH, Bad Homburg, Germany	6178549	Euthanasia
Propofol 2%	Fresenius, Kabi GmbH, Bad Homburg, Germany	AN01AX10*	Anesthesia
Pulse Contour Cardiac Output (PiCCO2)	Pulsion Medical Systems, Feldkirchen, Germany	–	Hemodynamic monitor
Sonosite Micromaxx Ultrasoundsystem	Fujifilm, Sonosite Bothell, Bothell, USA	–	Vascular access
Stainless Macintosh Size 4	Teleflex Medical Sdn. Bhd, Perak,  Malaysia	670000	Intubation
Sterofundin	B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany	AB05BB01*	balanced electrolyte infusion
Stresnil 40mg/ml	Lilly Germany GmbH, Wiesbaden, Germany	QN05AD90	Sedation
Syringe 10 mL	Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain	309110	Drug administration
Syringe 2 mL	Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain	300928	Drug administration
Syringe 20 mL	Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain	300296	Drug administration
Syringe 5 mL	Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain	309050	Drug administration
venous catheter 22G	B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany	4269110S-01	Vascular access
*ATC:  Anatomical Therapeutic Chemical / Defined Daily Dose Classification