استنفاد السطحي جنبا إلى جنب مع نتائج التهوية الضارة في نموذج قابل للاستنساخ من متلازمة الضائقة التنفسية الحادة (ARDS)
Summary
مزيج من الاغتسال السطحي باستخدام 0.9٪ ملحية (35 مل / كجم وزن الجسم، 37 درجة مئوية) والتهوية عالية حجم المد والجزر مع انخفاض PEEP للتسبب في إصابة الرئة المستحثة جهاز التنفس الصناعي المعتدل (VILI) يؤدي إلى متلازمة الضائقة التنفسية الحادة التجريبية (ARDS). توفر هذه الطريقة نموذجا لإصابة الرئة مع إمكانية تجنيد منخفضة / محدودة لدراسة تأثير استراتيجيات التهوية المختلفة لفترات طويلة.
Abstract
توجد نماذج حيوانية مختلفة لدراسة الميكانيكا المرضية المعقدة لمتلازمة الضائقة التنفسية الحادة (ARDS). وتشمل هذه النماذج ضخ الشرايين النابضة من حمض الأوليك، ضخ السموم الداخلية أو البكتيريا، وربط القنوات المركزية وثقب، ونماذج الالتهاب الرئوي المختلفة، ونماذج نقص التروية الرئة / reperfusion، وبطبيعة الحال، نماذج استنفاد السطحي، من بين أمور أخرى. ينتج استنفاد السطح تدهورا سريعا وقابلا للاستنساخ لتبادل الغاز الرئوي والديناميكا الدموية ويمكن تحريضه في الخنازير المخدرة باستخدام حمم الرئة المتكررة مع 0.9٪ ملحية (35 مل / كجم وزن الجسم ، 37 درجة مئوية). يدعم نموذج الاستنفاد السطحي التحقيقات مع المراقبة التنفسية والديناميكية الدموية القياسية مع الأجهزة المطبقة سريريا. ولكن النموذج يعاني من إمكانية تجنيد عالية نسبيا والتهوية مع ارتفاع ضغط مجرى الهواء يمكن أن تقلل على الفور من شدة الإصابة عن طريق إعادة فتح مناطق الرئة atelectatic. وبالتالي، فإن هذا النموذج غير مناسب للتحقيقات في أنظمة التنفس الصناعي التي تستخدم ضغط مجرى الهواء العالي. مزيج من استنفاد السطحي والتهوية الضارة مع ارتفاع حجم المد والجزر / انخفاض الضغط الإيجابي في نهاية الانتهاء (التلفزيون عالية / زقزقة منخفضة) للتسبب في إصابة الرئة الناجمة عن جهاز التنفس الصناعي (VILI) سوف يقلل من تجنيد إصابة الرئة الناتجة. يتم الحفاظ على مزايا الحث في الوقت المناسب وإمكانية إجراء البحوث التجريبية في بيئة مماثلة لوحدة العناية المركزة.
Introduction
لا تزال وفيات متلازمة الضائقة التنفسية الحادة (ARDS) مرتفعة مع قيم أعلى من 40٪ 1 علىالرغم من الأبحاث المكثفة منذ وصفها الأول من قبل Ashbough و Petty في عام 19672. وبطبيعة الحال، فإن التحقيق في النهج العلاجية الجديدة محدود في العيادة بسبب المخاوف الأخلاقية وعدم توحيد الأمراض الكامنة، والظروف المحيطة، والأدوية المشتركة، في حين أن النماذج الحيوانية تمكن من إجراء بحوث منهجية في ظل ظروف موحدة.
وهكذا، تم تحريض ARDS التجريبية إما في الحيوانات الكبيرة (مثل الخنازير) أو الحيوانات الصغيرة (على سبيل المثال، القوارض) باستخدام أساليب مختلفة مثل ضخ الشرايين النابضة من حمض الأوليك، عن طريق الوريد (أي) ضخ البكتيريا والسموم الداخلية، أو ربط ال cecal وثقب (CLP) نماذج تسبب ARDS الناجم عن الإنتان. وبالإضافة إلى ذلك، تستخدم إصابات الرئة المباشرة الناجمة عن الحروق واستنشاق الدخان أو نقص التروية الرئة / reperfusion (I / R)3. نموذج واحد يستخدم بشكل متكرر من إصابة الرئة المباشرة هو استنفاد السطحي مع حمى الرئة كما وصفها لأول مرة من قبل Lachmann وآخرون في الخنازير غينيا4.
استنفاد السطحي هو طريقة استنساخ عالية أن النتائج بسرعة في التنازلات في تبادل الغاز والديناميكا الدموية5. ميزة رئيسية هي إمكانية تطبيق استنفاد السطحي في الأنواع الكبيرة التي تمكن من دعم البحوث مع أجهزة التنفس الصناعي الميكانيكية المستخدمة سريريا، والقسطرة، والشاشات. ومع ذلك ، فإن العيب الرئيسي لنموذج الاستنفاد السطحي هو التوظيف الفوري لمناطق الرئة الأبتلكتاتية كلما تم تطبيق ضغوط مجرى الهواء العالية أو مناورات التوظيف ، مثل تحديد المواقع المعرضة. وبالتالي، فإن النموذج غير مناسب للتحقيق، على سبيل المثال، التهوية الآلية مع مستويات PEEP عالية لفترات طويلة6. وصف يوشيدا وآخرون مزيجا من استنفاد السطح والتهوية مع ضغوط مجرى الهواء الملهم عالية للحث على ARDSالتجريبية 7، ولكن نموذجها يتطلب صيانة مفصلة للضغط الجزئي للأوكسجين (PAO2)في ممر محدد مسبقا عن طريق أخذ عينات متكررة من غاز الدم وتعديل ضغط القيادة وفقا لجدول انزلاقي من الضغط الملهم و PEEP.
بشكل عام ، يمكن أن يؤدي النموذج مع تهوية ضارة عدوانية بشكل مفرط أو تعديل شاق ومتكرر لنظام التهوية إلى تلف هيكلي في الرئتين ، وهو شديد للغاية ويؤدي إلى فشل الأعضاء المتعددة اللاحقة. وهكذا، توفر هذه المقالة وصفا مفصلا لنموذج ممكن بسهولة من استنفاد السطحي بالإضافة إلى التهوية الضارة مع التلفزيون عالية / زقزقة منخفضة لتحريض ARDS التجريبية، والتي تدعم البحوث مع معلمات التهوية المستخدمة سريريا لفترات طويلة.
Protocol
Representative Results
Discussion
توضح هذه المقالة تحريض ARDS التجريبي في الخنازير التي تجمع بين استنفاد السطحي عن طريق مراحيض الرئة المتكررة والتهوية مع أحجام المد والجزر العالية ، وانخفاض PEEP ، والتضخم / الانكماش الكامل للرئتين. هذا المزيج يسبب تدهور قابل للاستنساخ وقابلة للمقارنة في تبادل الغاز والتسوية الديناميكية الدم…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ونحن نعرب عن امتناننا للمساعدة التقنية الممتازة التي تقدمها بيرغيت براندت. وقد تم دعم هذه الدراسة بمنحة من وزارة التعليم والبحوث الاتحادية الألمانية (FKZ 13GW0240A-D).
Materials
| Evita Infinity V500 | Dräger | intensive care ventilator | |
| Flow through chamber thermistor | Baxter | 93-505 | for measuring cardiac output |
| Leader Cath Set | Vygon | 1,15,805 | arterial catheter |
| Mallinckrodt Tracheal Tube Cuffed | Covidien | 107-80 | 8.0 mm ID |
| MultiCath3 | Vygon | 1,57,300 | 3 lumen central venous catheter, 20 cm length |
| 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 |
| urinary catheter | no specific model requiered | ||
| Vasofix Braunüle 20G | B Braun | 4268113B | peripheral vein catheter |
| Vigilance I | Edwards | monitor |
References
- Bellani, G., et al. Epidemiology, patterns of care, and mortality for patients with acute respiratory distress syndrome in intensive care units in 50 countries. JAMA. 315 (8), 788-800 (2016).
- Ashbaugh, D. G., Bigelow, D. B., Petty, T. L., Levine, B. E. Acute respiratory distress in adults. Lancet. 2 (7511), 319-323 (1967).
- Ballard-Croft, C., Wang, D., Sumpter, L. R., Zhou, X., Zwischenberger, J. B. Large-animal models of acute respiratory distress syndrome. The Annals of Thoracic Surgery. 93 (4), 1331-1339 (2012).
- Lachmann, B., Robertson, B., Vogel, J. In vivo lung lavage as an experimental model of the respiratory distress syndrome. Acta Anaesthesiologica Scandinavica. 24 (3), 231-236 (1980).
- Russ, M., et al. Lavage-induced surfactant depletion in pigs as a model of the acute respiratory distress syndrome (ARDS). Journal of Visualized Experiments: JoVE. (115), e53610 (2016).
- Pomprapa, A., et al. Artificial intelligence for closed-loop ventilation therapy with hemodynamic control using the open lung concept. International Journal of Intelligent Computing and Cybernetics. 8 (1), 50-68 (2015).
- Yoshida, T., et al. Continuous negative abdominal pressure reduces ventilator-induced lung Injury in a porcine model. Anesthesiology. 129 (1), 163-172 (2018).
- 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).
- Seldinger, S. I. Catheter replacement of the needle in percutaneous arteriography: A new technique. Acta Radiologica. 39 (5), 368-376 (1953).
- Kelly, C. R., Rabbani, L. E. Videos in clinical medicine. Pulmonary-artery catheterization. The New England Journal of Medicine. 369 (25), 35 (2013).
- Forrester, J. S., et al. Thermodilution cardiac output determination with a single flow-directed catheter. American Heart Journal. 83 (3), 306-311 (1972).
- Dos Santos Rocha, A., et al. Physiologically variable ventilation reduces regional lung inflammation in a pediatric model of acute respiratory distress syndrome. Respiratory Research. 21 (1), 288 (2020).
