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Medicine

Lipopolysaccharide जलसेक एक पोर्सिन एंडोटॉक्सिमिक शॉक मॉडल के रूप में

Published: December 8, 2023 doi: 10.3791/66039
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1
1Department of Anesthesiology, University Medical Center of the Johannes Gutenberg-University

Summary

हम लिपोपॉलेसेकेराइड के जलसेक द्वारा सूअरों में एक प्रयोगात्मक एंडोटॉक्सिमिक शॉक मॉडल के लिए एक प्रोटोकॉल प्रदान करते हैं।

Abstract

गहन देखभाल इकाइयों (आईसीयू) में इलाज किए गए रोगियों में सेप्सिस और सेप्टिक शॉक अक्सर सामने आते हैं और इन रोगियों में मृत्यु के प्रमुख कारणों में से हैं। यह एक संक्रमण के लिए एक अनियमित प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के कारण होता है। अनुकूलित उपचार के साथ भी, मृत्यु दर अधिक रहती है, जो पैथोफिज़ियोलॉजी और नए उपचार विकल्पों में और अंतर्दृष्टि प्रदान करती है। लिपोपॉलेसेकेराइड (एलपीएस) ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया की कोशिका झिल्ली का एक घटक है, जो अक्सर सेप्सिस और सेप्टिक सदमे के कारण संक्रमण के लिए जिम्मेदार होते हैं।

सेप्सिस और सेप्टिक शॉक की गंभीरता और उच्च मृत्यु दर मनुष्यों में मानकीकृत प्रयोगात्मक अध्ययन को असंभव बनाती है। इस प्रकार, आगे के अध्ययन के लिए एक पशु मॉडल की आवश्यकता है। सुअर इस उद्देश्य के लिए विशेष रूप से अच्छी तरह से अनुकूल है क्योंकि यह शरीर रचना विज्ञान, शरीर विज्ञान और आकार में मनुष्यों से मिलता-जुलता है।

यह प्रोटोकॉल एलपीएस जलसेक द्वारा सूअरों में एंडोटॉक्सिमिक सदमे के लिए एक प्रयोगात्मक मॉडल प्रदान करता है। हम सेप्टिक शॉक रोगियों में अक्सर देखे जाने वाले परिवर्तनों को मज़बूती से प्रेरित करने में सक्षम थे, जिनमें हेमोडायनामिक अस्थिरता, श्वसन विफलता और एसिडोसिस शामिल थे। यह शोधकर्ताओं को इस अत्यधिक प्रासंगिक स्थिति में मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्राप्त करने और प्रयोगात्मक सेटिंग में नए चिकित्सीय दृष्टिकोणों का मूल्यांकन करने की अनुमति देगा।

Introduction

सेप्सिस और सेप्टिक सदमे गहन देखभाल उपचार 1,2,3 प्राप्त रोगियों में मृत्यु दर के प्रमुख कारणों में रैंक. सेप्सिस तब उत्पन्न होता है जब एक संक्रमण एक अनियमित प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को ट्रिगर करता है जिसके परिणामस्वरूप मल्टीऑर्गन विफलता होती है। यह जीवन के लिए खतरा लक्षण, hemodynamic अस्थिरता सहित, श्वसन संकट, यकृत और गुर्दे की विफलता, साथ ही संज्ञानात्मक हानि 4,5 की विशेषता है. सेप्टिक शॉक विशेष रूप से गंभीर लक्षणों के साथ सेप्सिस के एक सबसेट का प्रतिनिधित्व करता है जो मृत्यु दर में काफी वृद्धि करता है। इन लक्षणों में वैसोप्रेसर थेरेपी की आवश्यकता वाले लगातार हाइपोटेंशन और सीरम लैक्टेट स्तर 2 मिमीलो एल -1 4,5 से अधिक शामिल हैं। सेप्टिक सदमे के साथ रोगियों में मृत्यु दर के रूप में उच्च के रूप में अनुमान लगाया गया है 40%, यहां तक किअस्पताल उपचार 1,3,5 के साथ भी. 

ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया, जैसे स्यूडोमोनास और एस्चेरिचिया कोलाई, अक्सर इस अनियमित प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को ट्रिगर करने वाले संक्रमण का कारण बनतेहैं। अंतर्निहित पैथोफिजियोलॉजिकल तंत्र जटिल हैं और अभी तक पूरी तरह से समझ में नहीं आए हैं। एक अच्छी तरह से वर्णित पहलू में रोगज़नक़ से जुड़े आणविक पैटर्न (पीएएमपी) द्वारा प्रतिरक्षा कोशिकाओं पर टोल-जैसे रिसेप्टर्स की सक्रियता शामिल है, जिससे ट्यूमर नेक्रोसिस फैक्टर-अल्फा (TNFα) या इंटरल्यूकिन 1 (IL 1)4 जैसे साइटोकिन्स की रिहाई होती है। इन पीएएमपी में से एक लिपोपॉलेसेकेराइड (एलपीएस) है, जो ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया6 में कोशिका झिल्ली का एक घटक है। एलपीएस पशु मॉडल में नियोजित किया गया है एंडोटॉक्सिमिया और एंडोटॉक्सिमिक सदमे 7,8 प्रेरित करने के लिए.

पशु मॉडल उपन्यास उपचार रणनीतियों को विकसित करने और जांच करने के लिए एक नियंत्रित और मानकीकृत सेटिंग प्रदान करते हैं। अपने समान शरीर रचना विज्ञान, प्रतिरक्षाविज्ञानी शरीर विज्ञान, और तुलनीय hemodynamic मापदंडों के कारण, सुअर मॉडल endotoxemic सदमे 9,10 के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए विशेष रूप से अच्छी तरह से अनुकूल है. इसके अलावा, आमतौर पर मानव रोगियों में उपयोग किए जाने वाले मानक चिकित्सा उपकरणों को उनके वायुमार्ग और रक्त वाहिकाओं के समान आकार के कारण सूअरों में आसानी से लागू किया जा सकता है, जिससे इंस्ट्रूमेंटेशन और हेमोडायनामिक निगरानी की सुविधा मिलती है।

इस प्रोटोकॉल के साथ, हम ई कोलाई से प्राप्त एलपीएस को अंतःशिरा संक्रमित करके सूअरों में एंडोटॉक्सिमिक सदमे के लिए एक प्रयोगात्मक मॉडल प्रदान करते हैं। प्रभावों की निगरानी के लिए, हमने हेमोडायनामिक और फुफ्फुसीय मापदंडों को मापा, जिसमें धमनी रक्तचाप, हृदय गति, परिधीय ऑक्सीजन संतृप्ति, फुफ्फुसीय धमनी दबाव और वायुमार्ग दबाव शामिल हैं। मस्तिष्क ऑक्सीजन की आपूर्ति पर एंडोटॉक्सिमिया के प्रभाव का मूल्यांकन करने के लिए, हमने निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रोमेट्री (एनआईआरएस) का उपयोग किया। इस विधि के साथ, मस्तिष्क ऑक्सीजन संतृप्ति माथे11 के लिए लागू एक चिपकने वाला इलेक्ट्रोड के माध्यम से मूल्यांकन किया जा सकता है.

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Protocol

इस प्रोटोकॉल में प्रयोगों राज्य और संस्थागत पशु देखभाल समिति (Landesuntersuchungsamt रीनलैंड-Pfalz, Koblenz, जर्मनी, TVA G21-1-080) द्वारा अनुमोदित किया गया. प्रयोगों को ARRIVAL दिशानिर्देशों के अनुसार आयोजित किया गया था। इस अध्ययन के लिए, 2-3 महीने की आयु के छह स्वस्थ नर जर्मन लैंड्रेस सूअरों का उपयोग किया गया था जिनका वजन 30-35 किलोग्राम था। प्रयोगात्मक समयरेखा चित्रा 1 में संक्षेप में है. इस प्रोटोकॉल में उपयोग की जाने वाली सभी सामग्रियों और उपकरणों से संबंधित विवरण सामग्री की तालिका में सूचीबद्ध हैं।

Figure 1
चित्रा 1: प्रायोगिक समयरेखा। आधारभूत स्वास्थ्य माप पशु की तैयारी और एक 30 मिनट स्थिरीकरण अवधि के बाद लिया गया. एंडोटॉक्सिमिया को 30 मिनट से अधिक एलपीएस इंजेक्शन द्वारा प्रेरित किया गया था और 0 घंटे माप एक और 30 मिनट के बाद लिया गया था; उसके बाद, प्रति घंटा माप 4 घंटे के लिए जारी रखा गया. संक्षिप्ताक्षर: बीएलएच = आधारभूत स्वस्थ; एलपीएस = लिपोपॉलेसेकेराइड। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

1. पशु तैयारी

  1. तनाव को कम करने के लिए जानवरों को यथासंभव लंबे समय तक उनके सामान्य वातावरण में रखें। संज्ञाहरण के प्रशासन से पहले 6 घंटे के लिए भोजन को रोकें, जबकि पानी तक मुफ्त पहुंच की अनुमति दें।
  2. जानवरों को उनके सामान्य वातावरण में रहते हुए एज़पेरोन (3 mg∙kg-1) और मिडाज़ोलम (0.5 mg kg-1) के इंट्रामस्क्युलर इंजेक्शन के साथ बेहोश करें।
  3. एक बार बेहोश करने की क्रिया प्रभावी हो जाती है, जो आमतौर पर प्रशासन के बाद लगभग 15-20 मिनट के भीतर होती है, सूअरों को प्रयोगशाला में ले जाती है।
    नोट: यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि स्थानांतरण के दौरान निरंतर बेहोश करने की क्रिया बनाए रखी जाए; क्षेत्रीय विधायिका के आधार पर, इसके लिए पशुचिकित्सा के स्थायी पर्यवेक्षण की आवश्यकता हो सकती है।
  4. परिवहन के दौरान सूअरों (~ 38 डिग्री सेल्सियस) के सामान्य शरीर के तापमान को बनाए रखने के लिए पूरा ध्यान दें। उदाहरण के लिए, हाइपोथर्मिया को रोकने के लिए जानवर को कंबल से ढंकने पर विचार करें।
    नोट: बेहोश करने की क्रिया की अवधि से अधिक नहीं करने के लिए परिवहन समय को सीमित करना महत्वपूर्ण है, जो आमतौर पर 30 मिनट से 60 मिनट तक होता है।
  5. कीटाणुशोधन के बाद, auricular नस में एक 22 जी कैथेटर डालने के द्वारा एक अंतःशिरा पहुँच की स्थापना. सुअर या संज्ञाहरण के प्रेरण के किसी भी आगे आंदोलन के साथ आगे बढ़ने से पहले, सुनिश्चित करें कि कैथेटर सुरक्षित रूप से किसी भी अचानक आंदोलनों से अव्यवस्था को रोकने के लिए तय की गई है.
  6. पूंछ या कान से चिपके सेंसर का उपयोग करके परिधीय ऑक्सीजन संतृप्ति की लगातार निगरानी करें।

2. संज्ञाहरण और यांत्रिक वेंटिलेशन

  1. संज्ञाहरण को प्रेरित करने के लिए अंतःशिरा फेंटेनाइल (4 μg kg-1) और प्रोपोफोल (3 मिलीग्राम किग्रा -1) का प्रशासन करें।
  2. सुअर को लापरवाह स्थिति में रखें।
  3. मांसपेशियों को आराम देने वाले के रूप में एट्राक्यूरियम (0.5 मिलीग्राम किग्रा -1) का प्रशासन करें और डॉग वेंटिलेशन मास्क का उपयोग करके तुरंत गैर-इनवेसिव वेंटिलेशन शुरू करें। मास्क को थूथन के ऊपर रखें और मध्य/अनामिका का उपयोग करके निचले जबड़े को आगे खींचते हुए अंगूठे से दृढ़ दबाव डालें। वेंटिलेटर को निम्नलिखित मापदंडों पर सेट करें: श्वसन ऑक्सीजन अंश (FiO2 ) = 100%, ज्वारीय मात्रा = 6-8 mL kg-1, सकारात्मक अंत श्वसन दबाव (PEEP) = 5 mbar, 20 mbar ≤ शिखर श्वसन दबाव, श्वसन दर = 18-20 मिनट-1।
  4. एक संतुलित इलेक्ट्रोलाइट समाधान (5 एमएल किग्रा -1 एच -1), फेंटेनाइल (10 माइक्रोग्राम किग्रा -1 एच -1), और प्रोपोफोल (6 मिलीग्राम किग्रा -1 एच -1) के निरंतर जलसेक की शुरुआत करके संज्ञाहरण बनाए रखें।
  5. एक मानक एंडोट्रैचियल ट्यूब (आईडी 6-7 मिमी), एक गाइडवायर और मैकिंटोश ब्लेड (आकार 4) से लैस एक लैरींगोस्कोप का उपयोग करके एंडोट्रैचियल इंटुबैषेण करें।
    1. एक सहायक को मुंह खोलने के लिए कहें और जीभ को बाईं ओर रखें।
    2. मैकिंटोश ब्लेड डालें जब तक कि एपिग्लॉटिस दिखाई न दे। फिर, एपिग्लॉटिस वेंट्रली को स्थानांतरित करने और मुखर डोरियों की कल्पना करने के लिए लैरींजोस्कोप को ऊपर की ओर उठाएं। कभी-कभी, एपिग्लॉटिस नरम तालू से चिपक सकता है; इस मामले में, ट्यूब या एक बौगी के साथ धीरे से बग़ल में स्वाइप करके इसे जुटाएं।
    3. ध्यान से मुखर डोरियों के माध्यम से endotracheal ट्यूब डालें और inducer हटा दें. यदि कठिनाई का सामना करना पड़ रहा है, तो अत्यधिक बल लगाए बिना ट्यूब को घुमाने का प्रयास करें। यदि आवश्यक हो, तो एक छोटी ट्यूब का उपयोग करें। एक बार ट्यूब जगह में है, हवा के 10 एमएल के साथ कफ फुलाना.
  6. एंडोट्रैचियल ट्यूब को वेंटिलेटर से कनेक्ट करें और वेंटिलेशन शुरू करें। अंत-श्वसन सीओ2 का पता लगाकर और द्विपक्षीय गुदाभ्रंश का प्रदर्शन करके उचित ट्यूब स्थिति की पुष्टि करें। निम्नलिखित वेंटिलेशन सेटिंग्स का उपयोग करें: एफआईओ2 = 40%, ज्वारीय मात्रा = 6-8 एमएल किलोग्राम -1, पीईईपी = 5 मिलीबार, समाप्ति अनुपात के लिए प्रेरणा = 1: 2, श्वसन दर = <45 मिमीएचजी के अंत-ज्वारीय सीओ2 स्तर को प्राप्त करने के लिए समायोजित, आमतौर पर 30-40 मिनट -1 ।
    नोट: यदि ट्यूब को घुटकी में गलत तरीके से रखा गया है, तो हवा पेट को फुलाएगी, जिससे एक दृश्य उभार होगा। ऐसे मामलों में, ट्यूब को तुरंत हटा दें, 1-2 मिनट के लिए गैर-इनवेसिव वेंटिलेशन का प्रशासन करें, और ट्यूब को सही ढंग से बदलें।
  7. भाटा या उल्टी को रोकने के लिए एक गैस्ट्रिक ट्यूब डालें। यदि सम्मिलन चुनौतीपूर्ण साबित होता है, तो एसोफेजियल प्रवेश द्वार का बेहतर दृश्य प्राप्त करने के लिए लैरींगोस्कोप का उपयोग करें।

3. इंस्ट्रुमेंटेशन

  1. हेमोडायनामिक निगरानी और अंतःशिरा मात्रा चिकित्सा के लिए क्रमशः ऊरु धमनी और नस में एक धमनी और एक केंद्रीय शिरापरक रेखा रखें।
  2. हिंद पैरों को वापस लेने और सुरक्षित करने के लिए पट्टियों का उपयोग करें, ऊरु वाहिकाओं तक बेहतर पहुंच प्रदान करें।
  3. इंस्ट्रूमेंटेशन से पहले सभी आवश्यक सामग्री तैयार करें। खारा समाधान के साथ सभी कैथेटर भरें और कई कैथीटेराइजेशन प्रयासों और अनावश्यक रक्त हानि की आवश्यकता को कम करने के लिए तारों और कैथेटर के लिए आसान पहुँच सुनिश्चित करें.
  4. वंक्षण क्षेत्र में एक मादक कीटाणुनाशक लागू करें और इसे एक बाँझ झाड़ू से पोंछ लें। इस प्रक्रिया को दो बार दोहराएं। पोंछे बिना फिर से कीटाणुनाशक लागू करें और 3 मिनट तक प्रतीक्षा करें। वंक्षण क्षेत्र पर एक बाँझ fenestrated कपड़ा रखें।
  5. ऊरु रक्त वाहिकाओं की पहचान करने के लिए अल्ट्रासाउंड का उपयोग करें। ऊतक क्षति और रक्त हानि को कम करने के लिए कैथीटेराइजेशन के लिए इन-प्लेन अल्ट्रासाउंड-निर्देशित सेल्डिंगर की तकनीक का उपयोग करें।
  6. ऊरु धमनी को अनुदैर्ध्य रूप से कल्पना करें। निरंतर आकांक्षा के लिए सुई से जुड़ी सिरिंज के साथ धमनी को पंचर करें। चमकदार लाल, स्पंदित रक्त धमनी पंचर की पुष्टि करता है। सिरिंज निकालें और तैयार तार डालें। जगह में तार छोड़ने जबकि सुई निकालें.
  7. ऊरु शिरा के लिए एक ही प्रक्रिया को दोहराएं। शिरापरक पंचर की पुष्टि धीमी गति से बहने वाले, गहरे लाल रक्त से होती है।
  8. अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके दोनों ऊरु वाहिकाओं की कल्पना करके दोनों तारों की सही स्थिति की पुष्टि करें।
  9. पहले धमनी परिचयकर्ता म्यान डालने के लिए सेल्डिंगर की तकनीक का उपयोग करें, उसके बाद शिरापरक परिचयकर्ता म्यान। दो लाइनों से तैयार रक्त के नमूनों के रक्त गैस विश्लेषण के माध्यम से उचित स्थिति की पुष्टि करें।
  10. सुनिश्चित करें कि रक्त को सभी लाइनों से एस्पिरेट किया जा सकता है। थक्का गठन को रोकने के लिए खारा समाधान के साथ सभी लाइनों फ्लश.
  11. अव्यवस्था को रोकने के लिए सर्जिकल टांके का उपयोग करके त्वचा को सुरक्षित रूप से लाइनों को ठीक करें।
  12. हेमोडायनामिक मापदंडों के माप के लिए धमनी और केंद्रीय शिरापरक लाइनों को ट्रांसड्यूसर से कनेक्ट करें।
  13. धमनी परिचयकर्ता म्यान में एक पल्स समोच्च कार्डियक आउटपुट (PiCCO) कैथेटर डालें और इसे PiCCO मॉनिटर के धमनी दबाव ट्रांसड्यूसर और तापमान इंटरफ़ेस केबल से कनेक्ट करें।
  14. एक ट्रांसड्यूसर के लिए एक हंस Ganz कैथेटर कनेक्ट करें.
    1. लगातार दबाव को मापने के दौरान, केंद्रीय शिरापरक परिचयकर्ता म्यान में कैथेटर डालें। लगभग 30 सेमी के बाद गुब्बारे को फुलाएं, जब एक केंद्रीय शिरापरक दबाव वक्र दिखाई देता है।
    2. दबाव वक्र की निगरानी करते हुए धीरे-धीरे कैथेटर को आगे बढ़ाएं। जैसे ही कैथेटर सही वेंट्रिकल में प्रवेश करता है, एक उच्च सिस्टोलिक और कम डायस्टोलिक मूल्य के साथ एक पल्स वक्र की तलाश करें। कैथेटर की आगे की प्रगति के परिणामस्वरूप एक सुसंगत सिस्टोलिक मूल्य और एक बढ़ा हुआ डायस्टोलिक मूल्य होगा, जो फुफ्फुसीय धमनी में प्लेसमेंट का संकेत देगा।
    3. इस स्थिति में कैथेटर को ठीक करें (आमतौर पर 50 और 70 सेमी के बीच)। PiCCO प्रणाली के इंजेक्टेट तापमान सेंसर को स्वान-गैंज़ कैथेटर के समीपस्थ लुमेन से कनेक्ट करें।
  15. सुअर के माथे दाढ़ी और मस्तिष्क क्षेत्रीय ऑक्सीजन संतृप्ति को मापने के लिए चिपकने वाला सेंसर इलेक्ट्रोड लागू होते हैं.
  16. संज्ञाहरण प्रेरण और इंस्ट्रूमेंटेशन के बाद, पशु 30 मिनट के लिए या जब तक hemodynamic मापदंडों आधारभूत माप का संचालन और प्रेरित endotoxemic सदमे से पहले स्थिर कर दिया है करने के लिए अनुमति देते हैं.

4. शॉक इंडक्शन

नोट: एलपीएस के साथ काम करते समय, हमेशा दस्ताने, सुरक्षात्मक चश्मे, एक मुखौटा और एक लैब कोट पहनें। एलपीएस के सीधे संपर्क से बचें।

  1. 0.9% NaCl के 50 एमएल में एलपीएस के 5 मिलीग्राम को भंग करके 100 माइक्रोग्राम एमएल -1 की एकाग्रता के साथ एक एलपीएस समाधान तैयार करें।
  2. एलपीएस जलसेक शुरू करने से तुरंत पहले आधारभूत हेमोडायनामिक माप प्राप्त करें।
  3. 30 मिनट से अधिक एलपीएस की 150 माइक्रोग्राम किग्रा-1 खुराक (30 मिनट के लिए 300 माइक्रोग्राम किग्रा-1∙एच-1 की निरंतर जलसेक दर के बराबर) का प्रशासन करें।
  4. 30 मिनट के बाद, प्रयोग के शेष के लिए जलसेक दर को 15 μg∙kg-1∙h-1 तक कम करें।
  5. धमनी और फुफ्फुसीय धमनी रक्तचाप, हृदय गति और वेंटिलेशन मापदंडों सहित हेमोडायनामिक मापदंडों की लगातार निगरानी करें। नॉर्मोथर्मिया बनाए रखने के लिए शरीर के तापमान की लगातार निगरानी करें।

5. हेमोडायनामिक अस्थिरता का उपचार

  1. जब औसत धमनी रक्तचाप 60 mmHg से नीचे आता है, तो कार्डियक इंडेक्स (CI), ग्लोबल एंड-डायस्टोलिक वॉल्यूम इंडेक्स (GEDI), और एक्स्ट्रावास्कुलर लंग वाटर इंडेक्स (ELWI) को मापने के लिए PiCCO का उपयोग करें। चित्रा 2 में प्रवाह चार्ट में सिफारिशों के अनुसार निम्न रक्तचाप का इलाज करें।
    1. PiCCO मॉनिटर पर, थर्मोडिल्यूशन बटन (TD) दबाएं।
    2. केंद्रीय शिरापरक दबाव (सीवीपी) इनपुट के लिए बटन दबाएं और वर्तमान सीवीपी मान दर्ज करें।
    3. स्टार्ट बटन दबाएं।
    4. जब ऐसा करने का निर्देश दिया जाता है, तो स्वान-गैंज़ कैथेटर से जुड़े इंजेक्टेट तापमान सेंसर में ठंड खारा समाधान के 10 एमएल इंजेक्ट करें।
      नोट: PiCCO माप से पहले या उसके दौरान सीधे कुछ और इंजेक्ट न करें क्योंकि इससे माप से समझौता होगा।
  2. सीआई, जीईडीआई और ईएलडब्ल्यूआई के लिए माप प्राप्त करने के बाद, चित्रा 2 में प्रवाह चार्ट के अनुसार हेमोडायनामिक अस्थिरता का इलाज करें। यदि वॉल्यूम लोडिंग की सिफारिश की जाती है, तो तेजी से संतुलित इलेक्ट्रोलाइट समाधान के 200 एमएल को संक्रमित करें। यदि कैटेकोलामाइन थेरेपी की सिफारिश की जाती है, तो नॉरपेनेफ्रिन जलसेक की दर को 1 μg kg-1 h-1 से बढ़ाएं।
  3. इस प्रक्रिया को दोहराएं जब भी औसत धमनी रक्तचाप 60 mmHg से नीचे आता है। गंभीर हेमोडायनामिक अस्थिरता के मामले में, चिकित्सा के तेजी से बढ़ने का विकल्प चुनें।

Figure 2
चित्रा 2: हेमोडायनामिक अस्थिरता की पिक्को-निर्देशित चिकित्सा। CI, GEDI और ELWI के लिए माप प्राप्त करने के बाद, चार्ट के अनुसार उपचार लागू करें। यह आंकड़ा PiCCO उपयोगकर्ता गाइडबुक12 से अनुकूलित किया गया था। संक्षिप्ताक्षर: PiCCO = पल्स समोच्च कार्डियक आउटपुट; V+ = व्हॉल्यूम लोड होत आहे; बिल्ली = catecholamine चिकित्सा; V- = आयतन में कमी; सीआई = कार्डियक इंडेक्स; GEDI = वैश्विक अंत-डायस्टोलिक वॉल्यूम सूचकांक; ELWI = एक्स्ट्रावैस्कुलर फेफड़े का पानी सूचकांक। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

6. प्रयोग और इच्छामृत्यु का अंत

  1. 0.5 मिलीग्राम फेंटेनाइल को अंतःशिरा में इंजेक्ट करें। 5 मिनट प्रतीक्षा करें। 200 मिलीग्राम प्रोपोफोल इंजेक्ट करें।
  2. केंद्रीय शिरापरक रेखा के माध्यम से 1 एम पोटेशियम क्लोराइड के 40 एमएल के तेजी से इंजेक्शन के साथ सुअर को इच्छामृत्यु दें।

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Representative Results

इस अध्ययन के लिए, 2-3 महीने की आयु के छह स्वस्थ नर सूअरों और 30-35 किलोग्राम वजन वाले एनेस्थेटाइज किए गए थे और एंडोटॉक्सिमिया को प्रेरित करने के लिए लिपोपॉलेसेकेराइड (एलपीएस) का जलसेक प्राप्त किया गया था। सदमे के लक्षणों को लगातार प्रेरित करने के लिए आवश्यक एलपीएस की उचित खुराक निर्धारित करने के लिए, सूअरों को 30 मिनट की अवधि में 100 माइक्रोग्राम किग्रा -1 से 200 माइक्रोग्राम किग्रा -1 तक एलपीएस की विभिन्न प्रेरण खुराक दी गई थी, इसके बाद शेष प्रयोग के लिए प्रति घंटे प्रारंभिक खुराक की 1/10 की रखरखाव खुराक दी गई थी। सभी जानवरों ने एलपीएस जलसेक के तुरंत बाद सदमे के लक्षण प्रदर्शित किए। PiCCO प्रणाली का उपयोग करके हेमोडायनामिक मापदंडों की निगरानी की गई। जानवरों ने कार्डियक इंडेक्स में कमी और हृदय गति में वृद्धि का प्रदर्शन किया, जो सदमे की स्थिति के दौरान हेमोडायनामिक अस्थिरता का संकेत देता है। एलपीएस जलसेक के बाद औसत धमनी रक्तचाप में कमी आई लेकिन यदि आवश्यक हो तो द्रव पुनर्जीवन या नॉरपेनेफ्रिन जलसेक के माध्यम से 60 मिमीएचजी से ऊपर बनाए रखा गया था (चित्र 3)। फेफड़े की क्षति को पीएओ2 एफआईओ 2-1 अनुपात में कमी और फुफ्फुसीय धमनी दबाव (चित्रा 4) में वृद्धि से संकेत दिया गया था। सेरेब्रल ऑक्सीजनेशन को निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी (एनआईआरएस) का उपयोग करके मापा गया था और सदमे (चित्रा 5) के प्रेरण के बाद कमी आई थी। जानवरों ने एसिडोसिस और लैक्टेट के स्तर में वृद्धि (चित्रा 6) का भी प्रदर्शन किया। महत्व निर्धारित करने के लिए कई तुलनाओं के साथ एक-तरफ़ा एनोवा का उपयोग किया गया था।

Figure 3
चित्रा 3: एलपीएस जलसेक के बाद हेमोडायनामिक मापदंडों का विकास। (ए) सदमे प्रेरण के बाद औसत धमनी रक्तचाप में कमी आई लेकिन यदि आवश्यक हो तो नॉरपेनेफ्रिन जलसेक का उपयोग करके 60 मिमीएचजी से अधिक रखा गया था। (बी) कार्डियक इंडेक्स कम हो गया था, और (सी) एलपीएस जलसेक के बाद हृदय गति में वृद्धि हुई थी। माध्य और मानक विचलन दिखाए जाते हैं। * आधारभूत माप की तुलना में पी 0.05 <। संक्षिप्ताक्षर: बीएलएच = आधारभूत स्वास्थ्य; एलपीएस = लिपोपॉलेसेकेराइड। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्रा 4: एलपीएस जलसेक के बाद फुफ्फुसीय मापदंडों का विकास। (ए) एलपीएस जलसेक के तुरंत बाद पीएओ 2 एफआईओ 2-1 अनुपात में कमी आई। (बी) सदमे प्रेरण के बाद ड्राइविंग दबाव में वृद्धि हुई। (C) झटके के दौरान फुफ्फुसीय धमनी दबाव भी बढ़ गया। माध्य और मानक विचलन दिखाए जाते हैं। * आधारभूत माप की तुलना में पी 0.05 <। संक्षिप्ताक्षर: बीएलएच = आधारभूत स्वास्थ्य; एलपीएस = लिपोपॉलेसेकेराइड; एफआईओ2 = श्वसन ऑक्सीजन अंश; PaO2 = धमनी रक्त में ऑक्सीजन का आंशिक दबाव। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 5
चित्रा 5: एलपीएस जलसेक के बाद सेरेब्रल ऑक्सीजनेशन। एलपीएस के साथ सदमे प्रेरण के बाद निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी के माध्यम से मापा गया सेरेब्रल ऑक्सीजनकरण। माध्य और मानक विचलन दिखाए जाते हैं। * आधारभूत माप की तुलना में पी 0.05 <। संक्षिप्ताक्षर: बीएलएच = आधारभूत स्वास्थ्य; एलपीएस = लिपोपॉलेसेकेराइड; NIRS = निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 6
चित्रा 6: एलपीएस प्रेरित एंडोटॉक्सिमिया के दौरान धमनी रक्त गैस विश्लेषण। (ए) जानवर समय के साथ अधिक अम्लीय हो गए और एलपीएस जलसेक के बाद (बी) लैक्टेट का स्तर बढ़ गया। माध्य और मानक विचलन दिखाए जाते हैं। * आधारभूत माप की तुलना में पी 0.05 <। संक्षिप्ताक्षर: बीएलएच = आधारभूत स्वास्थ्य; एलपीएस = लिपोपॉलेसेकेराइड। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

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Discussion

हम एलपीएस जलसेक के माध्यम से सूअरों में प्रयोगात्मक एंडोटॉक्सिमिया को प्रेरित करने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं, जिसका उद्देश्य आमतौर पर सेप्सिस और सेप्टिक सदमे में देखे गए परिवर्तनों को मज़बूती से प्रेरित करना है। कई महत्वपूर्ण कदम इस प्रोटोकॉल में विचार किया जा करने की जरूरत है. परिवहन से पहले सूअरों की पर्याप्त बेहोश करने की क्रिया कैटेकोलामाइन के स्तर के तनाव-प्रेरित ऊंचाई को रोकने के लिए महत्वपूर्ण है, जो संभावित रूप से परिणामों से समझौता कर सकती है। सूअरों का इंटुबैषेण उनके लम्बी थूथन की शारीरिक विशेषताओं के कारण मनुष्यों की तुलना में चुनौतियों का सामना कर सकता है। इसे संबोधित करने के लिए, हम इंटुबैषेण के लिए मैकिंटोश ब्लेड के उपयोग की सलाह देते हैं, और एंडोट्रैचियल ट्यूब को सीधे इंड्यूसर से लैस किया जाना चाहिए। एपिग्लॉटिस के लिए नरम तालू का पालन करना आम बात है, और कभी-कभी, जानवर की श्वासनली के सबग्लोटिक संकुचन के कारण एक छोटी एंडोट्रैचियल ट्यूब आवश्यक हो सकती है, इसलिए एक ट्यूब जो मुखर डोरियों से गुजरने में सक्षम है, अभी भी बहुत बड़ी हो सकती है।

एलपीएस जलसेक से पहले, एलपीएस एकाग्रता की सटीक तैयारी आवश्यक है। एलपीएस की एक उच्च खुराक का प्रशासन गंभीर हेमोडायनामिक अस्थिरता और यहां तक कि मृत्यु का परिणाम हो सकता है, जबकि कम खुराक वांछित प्रभाव पैदा नहीं कर सकती है। इसके अतिरिक्त, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि विभिन्न एलपीएस शुल्क प्रभावकारिता के विभिन्न स्तरों का प्रदर्शन कर सकते हैं। हम प्रत्येक परीक्षण के लिए एक ही LPS चार्ज का उपयोग करने की सिफारिश. प्रत्येक अध्ययन के लिए उचित खुराक निर्धारित करने के लिए खुराक खोजने वाले परीक्षण आयोजित किए जा सकते हैं। एलपीएस जलसेक की शुरुआत पर, तेजी से अस्थिरता की संभावना के कारण हेमोडायनामिक मापदंडों की निरंतर निगरानी महत्वपूर्ण है। किसी भी प्रतिकूल प्रभाव का प्रबंधन करने के लिए शीघ्र हस्तक्षेप आवश्यक हो सकता है।

PiCCO का उपयोग उन्नत हेमोडायनामिक माप के लिए किया गया था। इस तकनीक का उपयोग अक्सर आईसीयू में इलाज किए गए मानव रोगियों में भी किया जाता है। यह मनुष्यों के लिए विकसित किया गया था और सूअरों में इसका उपयोग कुछ चुनौतियों का सामना कर सकता है। शरीर की सतह क्षेत्र (बीएसए) का उपयोग हेमोडायनामिक मापदंडों की गणना के लिए किया जाता है। यह स्वचालित रूप से गणना की जाती है जब रोगी की ऊंचाई और वजन दर्ज किया जाता है। यद्यपि यहां (मनुष्यों के लिए) उपयोग किया जाने वाला सूत्र सूअरों के बीएसए की गणना के लिए आदर्श नहीं है, दुर्भाग्य से, बीएसए में प्रवेश करने का कोई अन्य तरीका नहीं है। सूअरों के लिए 130 सेमी की ऊंचाई दर्ज करके इस समस्या को हल किया गया था क्योंकि हमारे अनुभव में, यह बीएसए के लिए सबसे पर्याप्त परिणाम देता है। हालांकि, PiCCO परिणामों की व्याख्या करते समय इस सीमा को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

पिछले अध्ययनों ने सूअरों में सेप्टिक सदमे का अनुकरण करने के लिए एलपीएस के उपयोग का वर्णन किया है। इन अध्ययनों में, सेप्टिक रोगियों में अक्सर देखे गए परिवर्तनों को हाइपोटेंशन, परिधीय वासोडिलेशन, फुफ्फुसीय धमनी दबाव में वृद्धि, और प्रणालीगत ऑक्सीजनतेज 13,14,15 जैसे वर्णित हैं। सूअरों में प्रयोगात्मक सेप्सिस और सेप्टिक सदमे को प्रेरित करने के लिए वैकल्पिक तरीकों का भी वर्णन किया गया है। एक मॉडल में मल 16,17,18,19के इंट्रापेरिटोनियल प्रशासन के माध्यम से पेरिटोनिटिस को प्रेरित करना शामिल है। एक अन्य दृष्टिकोण जानवरों19,20 के खून में जीवित बैक्टीरिया का प्रत्यक्ष इंजेक्शन है. एलपीएस इंजेक्शन की तुलना में, प्रयोगात्मक सेप्सिस को प्रेरित करने के लिए पेरिटोनिटिस या बैक्टीरिया का उपयोग करने वाले प्रोटोकॉल अधिक यथार्थवाद का लाभ प्रदान करते हैं। ये विधियां जीवाणु संक्रमण के माध्यम से एक वास्तविक सेप्टिक स्थिति को प्रेरित करती हैं, जबकि एलपीएस इंजेक्शन केवल अंतर्निहित रोगजनक तंत्र के एक पहलू का प्रतिनिधित्व करता है।

हालांकि, एलपीएस जलसेक विधि की अपनी खूबियां भी हैं। पेरिटोनिटिस मॉडल की तुलना में, इस प्रोटोकॉल को कम प्रयास और विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है क्योंकि इसमें इंट्रापेरिटोनियल एक्सेस की आवश्यकता के बिना केवल अंतःशिरा इंजेक्शन शामिल होता है। इसके अतिरिक्त, सदमे के लक्षण अन्य मॉडलों की तुलना में अधिक तेजी से प्रकट होते हैं, जिससे कम अवलोकन समय और कम संसाधन उपयोग की अनुमति मिलती है। इसके अलावा, परिणाम अत्यधिक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य हैं क्योंकि प्रत्येक सुअर को एक ही एलपीएस खुराक प्राप्त होती है। इसके विपरीत, प्रशासित मल की संरचना काफी भिन्न हो सकती है, और बैक्टीरिया की वृद्धि बेकाबू कारकों19 से प्रभावित होती है।

कुछ सीमाओं के बावजूद, इस प्रोटोकॉल ने लगातार एंडोटॉक्सिमिक सदमे को प्रेरित किया, जिससे कई अंग प्रणालियां प्रभावित हुईं। हमने सभी एलपीएस-उपचारित जानवरों में ऊंचा लैक्टेट स्तर के साथ-साथ फेफड़ों के कार्य और हेमोडायनामिक्स में विशिष्ट परिवर्तन देखे। पूरे प्रयोग में निरंतर गहरी संज्ञाहरण के कारण, हम संज्ञानात्मक कार्य का मूल्यांकन करने में असमर्थ थे, जिसे मनुष्यों में ग्लासगो कोमा स्केल का उपयोग करके SOFA स्कोर में शामिल किया गया है। हालांकि, हमने मस्तिष्क ऑक्सीकरण में कमी का निरीक्षण किया, जो मस्तिष्क समारोह पर एलपीएस-प्रेरित सदमे के संभावित प्रभाव का सुझाव देता है। प्रारंभिक अवस्था में, सेप्सिस अक्सर एक हाइपरडायनामिक चरण से जुड़ा होता है जो ऊंचा कार्डियक आउटपुट की विशेषता है। इस मॉडल में लक्षणों की तेजी से प्रगति के कारण, यहां प्रस्तुत डेटा इस हाइपरडायनामिक चरण को पर्याप्त रूप से नहीं दिखाता है। यदि यह चरण विशेष रुचि का है, तो प्रयोग के प्रारंभिक चरण में माप को अधिक नियमित रूप से लिया जाना चाहिए। एलपीएस खुराक का समायोजन लक्षणों के विकास को धीमा करने और हाइपरडायनामिक चरण का निरीक्षण करना आसान बनाने में मदद कर सकता है।

एलपीएस और अन्य बैक्टीरियल एंडोटॉक्सिन पहले छोटे पशु मॉडल8 में सेप्सिस अनुकरण करने के लिए नियोजित किया गया है. हालांकि, इस संदर्भ में सूअरों का उपयोग चूहों जैसे छोटे जानवरों के मॉडल की तुलना में कुछ चुनौतियां पैदा करता है। सूअरों के प्रजनन और रखरखाव के लिए काफी अधिक समय और प्रयास की आवश्यकता होती है, और प्रति प्रयोग कम जानवरों का उपयोग किया जा सकता है। फिर भी, बड़े पशु मॉडल, विशेष रूप से सूअर, मानव शरीर का अधिक यथार्थवादी प्रतिनिधित्व प्रदान करते हैं। सूअर शरीर रचना विज्ञान, जीनोम, आहार, और प्रतिरक्षा प्रणाली 9,10 के संदर्भ में मनुष्यों के लिए समानताएं प्रदर्शित करते हैं। एक अन्य लाभ बार-बार रक्त के नमूने के विश्लेषण का अवसर है। जबकि छोटे जानवरों के मॉडल को अक्सर विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है, आमतौर पर मानव रोगियों में उपयोग किए जाने वाले मानक चिकित्सा उपकरण सूअरों पर लागू किए जा सकते हैं, जिससे नैदानिक आईसीयू सेटिंग में इंस्ट्रूमेंटेशन और हेमोडायनामिक निगरानी जैसा दिखता है। अंत में, यह प्रोटोकॉल एलपीएस जलसेक के माध्यम से सूअरों में एक प्रयोगात्मक एंडोटॉक्सिमिया मॉडल स्थापित करता है। यह सेप्टिक शॉक रोगियों में अक्सर देखे जाने वाले परिवर्तनों को लगातार प्रेरित करने के लिए एक सरल और मानकीकृत विधि प्रदान करता है।

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Disclosures

एनआईआरएस डिवाइस को प्रयोगात्मक अनुसंधान उद्देश्यों के लिए मेडट्रॉनिक पीएलसी, यूएसए द्वारा बिना शर्त प्रदान किया गया था। अलेक्जेंडर ज़ीबार्ट ने मेडट्रॉनिक पीएलसी से व्याख्यान शुल्क प्राप्त किया। लेखकों में से कोई भी किसी भी वित्तीय या ब्याज के अन्य टकराव की रिपोर्ट नहीं करता है। पांडुलिपि को चैटजीपीटी® (पायथन सॉफ्टवेयर, संस्करण: 24 मई, 2023) द्वारा प्रूफरीड और संपादित किया गया था।

Acknowledgments

लेखक अपने उत्कृष्ट तकनीकी समर्थन के लिए डागमार दिरवोन्स्की को धन्यवाद देना चाहते हैं।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Atracurium Hikma 50 mg/5mL Hikma Pharma GmbH, Martinsried
Azaperone (Stresnil) 40 mg/mL Lilly Deutschland GmbH, Bad Homburg, Germany
BD Discardit II Spritze 2, 5, 10, 20 mL Becton Dickinson S.A. Carretera, Mequinenza Fraga, Spain syringe
BD Luer Connecta  Becton Dickinson Infusion Therapy, AB Helsingborg, Schweden 3-way-stopcock
Curafix i.v. classics Lohmann & Rauscher International GmbH & Co. KG, Rengsdorf, Germany Cannula retention dressing
Datex Ohmeda S5 GE Healthcare Finland Oy, Helsinki, Finland hemodynamic monitor
Engström Carestation GE Heathcare, Madison USA ventilator
Fentanyl-Janssen 0.05 mg/mL Janssen-Cilag GmbH, Neuss fentanyl
Führungsstab, Durchmesser 4.3 Rüsch endotracheal tube introducer
Incetomat-line 150 cm Fresenius, Kabi Deutschland, GmbH perfusor line
Intrafix Primeline B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany Infusion line
Introducer sheath 5 Fr. Terumo Healthcare arterial introducer 
INVOS Medtronic, Dublin, Ireland near infrared spectrometry
JOZA Einmal Nitril Untersuchungshandschuhe  JOZA, München, Germany disposable gloves
Laryngoscope, 45.48.50, KL 2000 Medicon Laryngoscope handle
Littmann Classic III Stethoscope 3M Deutschland GmbH, Neuss, Germany stethoscope
LPS (E. coli; Serotype O111:B4) Sigma-Aldrich, Switzerland
MAC Two-Lumen Central venous access set Arrow international inc. Reading, PA, USA venous introducer
Maimed Vlieskompresse Maimed GmbH, Neuenkirchen, Germany Fleece compress to fix the tongue
Masimo LNCS Adtx SpO2 sensor Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA saturation clip for the tail
Masimo LNCS TC-I SpO2 ear clip sensor Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA Saturation clip for the ear
Masimo Radical 7 Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA periphereal oxygen saturation   
Midazolam 15 mg/3 mL B.Braun Melsungen AG, Germany
Midmark Canine Mask Small Plastic with Diaphragm FRSCM-0005 Midmark Corp., Dayton, Ohio, USA dog ventilation mask
Monocryl surgical suture Johnson & Johnson, Belgium
B.Braun Melsungen AG, Germany saline solution
NaCl 0.9 % Sanofi- Aventis, Seutschland GmbH
Octeniderm farblos Schülke & Mayr GmbH, Nordenstedt, Germany Alcoholic disinfectant
Original Perfusor syringe 50 mL B.Braun Melsungen AG, Germany perfusor syringe
PA-Katheter Swan Ganz 7.5 Fr 110 cm Edwards Lifesciences LLC, Irvine CA, USA Swan-Ganz catheter
Perfusor FM Braun B.Braun Melsungen AG, Germany syringe pump
PiCCO catheter PULSION Medical Systems SE, Feldkirchen, DE
Potassium chloride 1 M Fresenius, Kabi Germany GmbH
Propofol 2% 20 mg/mL (50 mL flasks) Fresenius, Kabi Deutschland, GmbH
Pulse-contour continous cardiac output System PiCCO2 PULSION Medical Systems SE, Feldkirchen, DE
Rüschelit Super Safety Clear >ID 6/6.5 /7.0 mm Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia endotracheal tube
Sonosite Micromaxx Ultrasoundsystem Sonosite Bothell, WA, USA  ultrasound 
Stainless Macintosh Größe 4 Welch Allyn69604 blade for laryngoscope
Sterofundin B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany Balanced electrolyte solution
Vasco OP sensitive  B.Braun Melsungen AG, Germany sterile gloves
Vasofix Safety 22 G-16 G B.Braun Melsungen AG, Germany venous catheter
VBM Cuff Manometer VBM Medizintechnik GmbH, Sulz a.N., Germany  cuff pressure gauge

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References

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चिकित्सा अंक 202
Lipopolysaccharide जलसेक एक पोर्सिन एंडोटॉक्सिमिक शॉक मॉडल के रूप में
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Urmann, A., Mohnke, K., Riedel, J.,… More

Urmann, A., Mohnke, K., Riedel, J., Hain, J., Renz, M., Rissel, R., Duenges, B., Ruemmler, R., Ziebart, A. Lipopolysaccharide Infusion as a Porcine Endotoxemic Shock Model. J. Vis. Exp. (202), e66039, doi:10.3791/66039 (2023).

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