Yüzey Aktif Madde Tükenmesi, Akut Solunum Sıkıntısı Sendromunun (ARDS) Tekrarlanabilir Bir Modeliyle Birlikte Yaralanmalı Havalandırma ile Birleşti
Summary
%0,9 tuzlu su (35 mL/kg vücut ağırlığı, 37 °C) ve düşük PEEP ile yüksek gelgit hacmi havalandırması kullanılarak yapılan yüzey aktif madde yıkama kombinasyonu, orta derecede ventilatör kaynaklı akciğer yaralanmasına (VILI) neden olur ve deneysel akut solunum sıkıntısı sendromu (ARDS) ile sonuçlanır. Bu yöntem, çeşitli ventilasyon stratejilerinin etkisini uzun süre incelemek için düşük / sınırlı işe alınabilirlik ile akciğer yaralanmasının bir modelini sağlar.
Abstract
Akut solunum sıkıntısı sendromunun (ARDS) karmaşık patomekanizmlerini incelemek için çeşitli hayvan modelleri mevcuttur. Bu modeller arasında oleik asidin pulmo-arteriyel infüzyonu, endotoksin veya bakterilerin infüzyonu, cekal ligasyon ve delinme, çeşitli pnömoni modelleri, akciğer iskemisi / reperfüzyon modelleri ve elbette yüzey aktif madde tükenme modelleri bulunur. Yüzey aktif madde tükenmesi pulmoner gaz değişimi ve hemodinamikte hızlı, tekrarlanabilir bir bozulma üretir ve % 0,9 salin (35 mL / kg vücut ağırlığı, 37 °C) ile tekrarlanan akciğer lavajları kullanılarak uyuşturulabilen domuzlarda indüklenebilir. Yüzey aktif madde tükenme modeli, klinik olarak uygulanan cihazlarla standart solunum ve hemodinamik izleme ile yapılan incelemeleri destekler. Ancak model nispeten yüksek bir işe alınabilirlikten muzdariptir ve yüksek hava yolu basınçlarına sahip havalandırma, atelektatik akciğer bölgelerini yeniden açarak yaralanmanın şiddetini hemen azaltabilir. Bu nedenle, bu model yüksek hava yolu basınçları kullanan ventilatör rejimlerinin araştırılması için uygun değildir. Solunum cihazı kaynaklı akciğer yaralanmasına (VILI) neden olmak için yüksek gelgit hacmi / düşük pozitif son ekspiratuar basınç (yüksek Tv / düşük PEEP) ile yüzey aktif madde tükenmesi ve yaralanmalı havalandırma kombinasyonu, ortaya çıkan akciğer hasarının işe alınabilirliğini azaltacaktır. Zamanında indüksiyonun avantajları ve deneysel araştırmaları yoğun bakım ünitesiyle karşılaştırılabilir bir ortamda yapma imkanı korunur.
Introduction
Akut solunum sıkıntısı sendromunun (ARDS) mortalitesi, Ashbough ve Petty tarafından 1967’deki ilk açıklamasından bu yana yoğun araştırmalara rağmen%40 1’in üzerindeki değerlerle yüksek kalır2. Doğal olarak, klinikte etik kaygılar ve altta yatan patolojilerin, ortam koşullarının ve yardımcı ilaçların standardizasyonunun olmaması nedeniyle yeni terapötik yaklaşımların araştırılması sınırlıdır, oysa hayvan modelleri standart koşullarda sistematik araştırmalara olanak sağlar.
Bu nedenle, deneysel ARDS, oleik asidin pulmo-arteriyel infüzyonu, bakteri ve endotoksinlerin intravenöz (yani) infüzyonu veya sepsis kaynaklı ARDS’ye neden olan cekal ligasyon ve delinme (CLP) modelleri gibi çeşitli yöntemler kullanılarak büyük hayvanlarda (örneğin domuzlar) veya küçük hayvanlarda (örneğin kemirgenler) indüklenmiştir. Ayrıca yanık ve duman soluma veya akciğer iskemisi/reperfüzyonu (I/R) kaynaklı doğrudan akciğer yaralanmaları3. Doğrudan akciğer hasarının sık kullanılan bir modeli, ilk olarak Lachmann ve ark. tarafından kobaylarda tanımlandığı gibi akciğer lavajları ile yüzey aktif madde tükenmesi4.
Yüzey aktif madde tükenmesi, gaz değişimi ve hemodinamik5’tehızla taviz veren son derece tekrarlanabilir bir yöntemdir. Önemli bir avantaj, klinik olarak kullanılan mekanik ventilatörler, kateterler ve monitörlerle araştırmayı destekleyen büyük türlerde yüzey aktif madde tükenmesi uygulama olasılığıdır. Bununla birlikte, yüzey aktif madde tükenme modelinin en büyük dezavantajı, yüksek hava yolu basınçları veya eğilimli konumlandırma gibi işe alım manevraları uygulandığında atelektatik akciğer bölgelerinin anında işe alınmasıdır. Bu nedenle, model, örneğin, uzun süreler için yüksek PEEP seviyelerine sahip otomatik havalandırmayı araştırmak için uygun değildir6. Yoshida ve arkadaşları, deneysel ARDS7’yiindüklemek için yüksek inspiratuar hava yolu basınçları ile yüzey aktif madde tükenmesi ve havalandırmanın bir kombinasyonunu tanımladı, ancak modelleri, tekrarlanan kan gazı örneklemesi ve sürüş basıncının kayan bir inpiratuar basınç ve PEEP tablosuna göre ayarlanması yoluyla önceden tanımlanmış bir koridorda kısmi oksijen basıncının(Pa O2)ayrıntılı bir şekilde korunmasını gerektirir.
Genel olarak, aşırı agresif bir yaralanmalı ventilasyona veya havalandırma rejiminin zahmetli, tekrarlanan bir şekilde ayarlanmasına sahip bir model, akciğerlerin yapısal hasar görmesine neden olabilir, bu da çok şiddetlidir ve daha sonra çoklu organ yetmezliği ile sonuçlanır. Bu nedenle, bu makale, uzun süre klinik olarak kullanılan ventilasyon parametreleri ile araştırmaları destekleyen deneysel ARDS’nin indüksiyonu için yüksek Tv / düşük PEEP ile kolayca uygulanabilir bir yüzey aktif madde tükenmesi ve yaralanmalı havalandırma modelinin ayrıntılı bir açıklamasını sunmaktadır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu makalede, tekrarlanan akciğer lavajları ve havalandırma ile yüksek gelgit hacimleri, düşük PEEP ve akciğerlerin tam şişirilmesi / deflasyonu ile yüzey aktif madde tükenmesini birleştiren domuzlarda deneysel ARDS’nin indüksiyonu açıklanmaktadır. Bu kombinasyon, gaz değişiminde tekrarlanabilir ve karşılaştırılabilir bir bozulmaya ve bunun sonucunda ortaya çıkan hemodinamik uzlaşmaya neden olur, ancak akciğerlerin işe alınabilirliğini sınırlar. Böylece, bu model düşük işe alınabilir…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Birgit Brandt’in mükemmel teknik yardımını minnetle kabul ediyoruz. Bu çalışma Almanya Federal Eğitim ve Araştırma Bakanlığı’nın (FKZ 13GW0240A-D) hibesi ile desteklendi.
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).
