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방법 논문

Ex Vivo (체외 주행) 폐 역학 연구 및 교육을 위한 돼지 실험 모델

3K 조회수

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DOI:

10.3791/64850

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2024년 4월 19일

 ,  , 

이 논문에서

요약

우리는 교육 목적으로 폐 역학 및 폐포 모집 기동을 시연하기 위해 생체 외 돼지 폐 모델을 제시합니다. 폐는 폐 역학 변수의 변화를 최소화하면서 하루 이상(최대 5일) 동안 사용할 수 있습니다.

초록

기계 환기는 널리 사용되며 이해 및 관리를 위한 특정 지식이 필요합니다. 이 분야의 의료 전문가는 부적절한 교육 및 교수법으로 인해 불안감을 느끼고 지식이 부족할 수 있습니다. 따라서 이 기사의 목적은 폐 역학을 연구하고 가르치기 위해 미래에 사용할 생체 외 돼지 폐 모델을 생성하는 것과 관련된 단계를 간략하게 설명하는 것입니다. 모델을 생성하기 위해 5개의 돼지 폐를 동물연구윤리위원회의 지침에 따라 적절한 주의를 기울여 흉부에서 조심스럽게 제거하고 기관 캐뉼라를 통해 기계식 인공호흡기에 연결했습니다. 그런 다음 이 폐는 폐포 모집 기동을 받았습니다. 호흡 역학 매개변수가 기록되고 이 과정에서 폐의 비디오를 얻기 위해 비디오 카메라가 사용되었습니다. 이 과정을 5일 연속으로 반복했다. 사용하지 않을 때는 폐를 냉장 보관했다. 이 모델은 매일 폐포 모집 기동 후 다른 폐 역학을 보여주었습니다. 요일에 영향을 받지 않고 기동에만 영향을 받습니다. 따라서 우리는 생체 외 폐 모델이 폐 역학과 그 효과, 심지어 프로세스의 모든 단계에서 시각적 피드백을 통해 폐포 모집 기동에 대한 더 나은 이해를 제공할 수 있다고 결론지었습니다.

서론

기계 환기(MV)는 중환자실(ICU) 및 수술 센터에서 널리 사용됩니다. 모니터링은 특히 환자가 심각한 폐 손상을 입은 경우 비동시성을 인식하고 모든 환자의 부상을 예방하는 데 필수적입니다 1,2,3,4,5,6. 호흡 역학을 모니터링하면 호기말 양압(PEEP) 또는 폐포 모집 기동(ARM)의 사용과 같은 질병 진행 및 치료 응용 분야에 대한 임상적 이해에도 기여할 수 있습니다. 그러나 이러한 기술을 사용하기 위해서는 만곡과 기본적인 폐 역학에 대한 능숙한 이해가 필요합니다 3,4.

학생, 레지던트 및 의료 전문가는 인공호흡기 켜기 및 초기 조정에서 정체기 및 구동 압력 모니터링에 이르기까지 MV 관리에 대해 불안감을 느끼며, 이러한 불안감은 지식 및 적절한 사전 교육 부족과 관련이 있습니다....

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프로토콜

이 프로토콜은 우리 기관의 동물 연구 윤리 위원회(프로토콜 번호 1610/2021)의 승인을 받았습니다.

1. 마취 및 동물 준비

  1. 처음에는 동물을 저울에 올려 놓고 체중을 확인하여 절차에 필요한 약물과 진정제를 조절합니다.
  2. 케타민 5mg/kg, 미다졸람 0.25mg/kg을 근육 주사로 투여합니다.
  3. 20G 정맥 카테터로 변연부 외이정맥에 구멍을 뚫고 마취 유도를 위해 프로포폴(5mg/kg) 정맥 주사를 투여합니다.
  4. 3mL의 헤파린을 변연 귀 정맥에 정맥 주사하여 심폐 추출 및 관류를 돕습니다.
  5. 마취 후 6.5mm 구강 캐뉼라(OTC)로 구강 삽관을 수행하고 OTC를 접착 테이프로 고정하고 시술 중 변위를 방지하기 위해 단단히 고정합니다.
    알림: 진정 깊이는 혈류역학적 매개변수를 모니터링하고 평균 동맥압, 심박수 및 흡기/만료된 이소플루란 농도와 같은 가스 분석기를 사용하여 확인합니다.

2. 수술 중 기계적 환기

  1. OTC를 통해 동물을 MV에 연결하고 산소(FiO2)의 흡기 분율 50%에서 1.5%....

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결과

우리는 23.4-26.9kg의 암컷 돼지 5마리를 사용했고, 심폐 적출 및 폐 역학 분석을 위해 설명된 프로토콜을 따랐다. 우리의 의도는 이 모델이 기계식 인공호흡기 화면에서 직접 수집된 최고 압력, 고원 압력, 저항, 구동 압력 및 동적 순응도 변수를 분석하여 폐 역학을 연구하는 데 유용하다는 것입니다. 모델 순서도는 그림 1에 나와 있습니다.

폐는 프로토콜의 항목 7.2, 8.1, 8.2, 9.1, 9.2 및 9.3에 설명된 전체 과정을 반복하여 연속 5일 동안 분석되었습니다. 우리는 폐 변수가 모집 전후에 어떻게 작용하는지 보여주고, 확립된 기간 동안 체외 폐 모델의 내구성을 검증하려고 노력했다.

유의한 차이(p < 0.05)는 ARM 전과 후 사이의 모든 변수에서 관찰되었습니다. 기동 후 최고 압력, 고원 압력(.......

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토론

설명된 프로토콜은 양압 MV 하에서 생체외 돼지 폐 모델을 생성하는데 유용하다. 장치 화면에 투사된 곡선과 값을 모집하고 분석하는 동안 폐의 시각적 피드백을 통해 폐 역학을 연구하고 가르치는 데 사용할 수 있습니다. 이러한 결과를 얻기 위해서는 흉곽 밖에서 폐의 거동을 이해하고 적응의 필요성을 확인하기 위한 파일럿 연구가 필요합니다.

임계점은 기계식 인공호흡기를 연결할 때 시각화된 흉막의 기포, 누공, 병변의 형성이며, 흡입된 TV와 만료된 TV의 차이와 볼륨 곡선의 변화로 확인되었습니다. 따라서 첫 번째 프로토콜 수정 중 하나는 심폐 장기를 절개하는 동안 절차 시작 시 횡격막 절개와 함께 흉부의 넓은 수술 개구부를 사용하는 것이었고, 이는 구조의 시각화를 개선하고 하부 폐 인대의 신중한 방출을 도와 폐 무결성을 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 더욱이, 구조물을 해부한 후 파일럿 폐의 수동 팽창은 이 팽창이 압력 한계를 초과하여 물집과 누공의 형성에 기여한다.......

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공개 사항

저자는 이해 상충이 없음을 선언합니다.

감사의 글

우리는 이 생체 외 돼지 폐 모델 프로토콜의 구축에 기여하고 지원한 모든 동료와 전문가에게 감사드립니다.

이 연구는 자금 출처가 없었다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
0.9 % 식염수2500ml
마취 기계 - PrimusDragerREF 8603800-18절차에 사용되는 마취 워크 스테이션
흉부의 혈액 흡인을 위한흡인기
침대 옆 모니터 - Life ScopeNihon KohdenBSM-7363절차 중에 사용되는 다중 매개 변수 모니터
Bonney Tissue Forceps모든 조직 겸자가 적합한
일회용 암표, # 23모든 암표는 적합한
일회용 주사기 바늘, 18G x 1 1/2 ", 23G x 1"BD302814널리 사용 가능한
일회용 주사기, 10ml널리 사용 가능한
전기 수술 장치 - SS-501WEM절단 및 응고에 적합합니다. 흉부 절개
펜타닐10mcg/kg 볼루스 + 10mcg/kg/hour 연속 주입
Finochietto 견인모든 finochietto 견인기가 적합합니다
헤파린3ml
주입 세트모든 주입 세트가
Isoflurane1.5%
Kelly Forceps Curved모든 켈리 집게가 적합합니다
: 케타민5mg / kg
젖산 링거 용액500ml
기계식 인공 호흡기 - 서보 IMaquetREF 6449701절차에 사용되는 기계식 인공 호흡기
Metzenbaum 가위 (직선 및 곡선)모든 metzenbaum 가위가 적합합니다
.0.25mg/kg
구강 기관 삽관 캐뉼라, #6.5Rusch112282널리 사용 가능한
플렉시 유리맞춤형 플렉시 유리 상자: 30x45x60cm
폴리에스터 봉합사, 2-0널리 사용 가능한
칼륨 코라이드10ml, 19.1% 염화칼륨.
프로포폴5mg/kg
3방향 마개널리 사용 가능한
정맥 카테터, G20 x 1"BD38183314널리 사용 가능
기 적합합니다

참고문헌

  1. Roberto, C., Carvalho, R., Toufen Jr, C., Franca, S. A. Mechanical Ventilation: Principles, graphic analysis and ventilation modalities. Jornal Brasileiro de Pneumologia. 33 (2), 54-55 (2007).
  2. Barbas, C. S. V., et al.

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