Tensidmangel in Kombination mit schädlicher Beatmung führt zu einem reproduzierbaren Modell des akuten Atemnotsyndroms (ARDS)
Summary
Eine Kombination aus Tensidauswaschung mit 0,9% Kochsalzlösung (35 ml/kg Körpergewicht, 37 °C) und beatmet mit hohem Gezeitenvolumen mit niedrigem PEEP, um eine moderate beatmungsinduzierte Lungenverletzung (VILI) zu verursachen, führt zu einem experimentellen akuten Atemnotsyndrom (ARDS). Diese Methode bietet ein Modell der Lungenverletzung mit geringer / begrenzter Rekrutierbarkeit, um die Wirkung verschiedener Beatmungsstrategien über längere Zeiträume zu untersuchen.
Abstract
Es existieren verschiedene Tiermodelle, um die komplexen Pathomechanismen des akuten Atemnotsyndroms (ARDS) zu untersuchen. Zu diesen Modellen gehören unter anderem die pulmoarterielle Infusion von Ölsäure, die Infusion von Endotoxinen oder Bakterien, die Ligatur und Punktion von Cecal, verschiedene Lungenentzündungsmodelle, Lungenischämie/Reperfusionsmodelle und natürlich Tensidmangelmodelle. Tensidmangel führt zu einer schnellen, reproduzierbaren Verschlechterung des Lungengasaustauschs und der Hämodynamik und kann bei betäubten Schweinen durch wiederholte Lungenspülungen mit 0,9% Kochsalzlösung (35 ml/kg Körpergewicht, 37 °C) induziert werden. Das Tensidmangelmodell unterstützt Untersuchungen mit standardmäßiger respiratorischer und hämodynamischer Überwachung mit klinisch angewendeten Geräten. Das Modell leidet jedoch unter einer relativ hohen Rekrutierbarkeit und die Beatmung mit hohem Atemwegsdruck kann die Schwere der Verletzung sofort reduzieren, indem atelektische Lungenbereiche wieder geöffnet werden. Daher eignet sich dieses Modell nicht für Untersuchungen von Beatmungsgeräten, die hohe Atemwegsdrücke verwenden. Eine Kombination aus Tensidmangel und schädlicher Beatmung mit hohem Gezeitenvolumen / niedrigem positiven end-exspiratorischen Druck (hoher Tv / niedriger PEEP), um eine beatmungsinduzierte Lungenverletzung (VILI) zu verursachen, verringert die Rekrutierbarkeit der resultierenden Lungenverletzung. Die Vorteile einer rechtzeitigen Einarbeitung und die Möglichkeit, experimentelle Forschung in einem mit einer Intensivstation vergleichbaren Umfeld durchzuführen, bleiben erhalten.
Introduction
Die Mortalität des akuten Atemnotsyndroms (ARDS) bleibt mit Werten über 40%1 trotz intensiver Forschung seit seiner Erstbeschreibung durch Ashbough und Petty im Jahr 1967 hoch2. Natürlich ist die Erforschung neuartiger Therapieansätze in der Klinik aufgrund ethischer Bedenken und der fehlenden Standardisierung der zugrunde liegenden Pathologien, Umgebungsbedingungen und Co-Medikamente begrenzt, während Tiermodelle eine systematische Forschung unter standardisierten Bedingungen ermöglichen.
So wurde experimentelles ARDS entweder bei großen Tieren (z. B. Schweinen) oder kleinen Tieren (z. B. Nagetieren) mit verschiedenen Methoden wie der pulmoarteriellen Infusion von Ölsäure, der intravenösen (i.v.) Infusion von Bakterien und Endotoxinen oder Cecal Ligation and Puncture (CLP) Modellen, die Sepsis-induziertes ARDS verursachen, induziert. Darüber hinaus werden direkte Lungenverletzungen durch Verbrennungen und Rauchinhalation oder Lungenischämie/Reperfusion (I/R) verwendet3. Ein häufig verwendetes Modell für direkte Lungenverletzungen ist der Tensidmangel mit Lungenspülungen, wie er erstmals von Lachmann et al. bei Meerschweinchen beschrieben wurde4.
Die Tensidverarmung ist eine hochreproduzierbare Methode, die schnell zu Kompromissen beim Gasaustausch und der Hämodynamikführt 5. Ein großer Vorteil ist die Möglichkeit, Tensidmangel bei großen Spezies anzuwenden, die es ermöglichen, die Forschung mit klinisch eingesetzten mechanischen Beatmungsgeräten, Kathetern und Monitoren zu unterstützen. Ein großer Nachteil des Tensidmangelmodells ist jedoch die sofortige Rekrutierung von atelektischen Lungenbereichen, wenn hohe Atemwegsdrücke oder Rekrutierungsmanöver wie Bauchlage angewendet werden. Daher ist das Modell nicht geeignet, z.B. automatisierte Belüftung mit hohen PEEP-Werten über längere Zeit zu untersuchen6. Yoshida et al. beschrieben eine Kombination aus Tensidmangel und Beatmung mit hohen inspiratorischen Atemwegsdrücken, um experimentelles ARDS7zu induzieren, aber ihr Modell erfordert eine aufwendige Aufrechterhaltung des Sauerstoffpartialdrucks (PaO2)in einem vordefinierten Korridor durch wiederholte Blutgasentnahme und Einstellung des Antriebsdrucks gemäß einer gleitenden Tabelle von Inspiratordruck und PEEP.
Insgesamt kann ein Modell mit einer zu aggressiven schädigenden Beatmung oder einer mühsamen, wiederholten Anpassung des Beatmungsregimes zu einer strukturellen Schädigung der Lunge führen, die zu schwerwiegend ist und zu einem anschließenden Multiple-Organversagen führt. Daher bietet dieser Artikel eine detaillierte Beschreibung eines leicht realisierbaren Modells der Tensidverarmung plus schädlicher Beatmung mit hohem TV / niedrigem PEEP für die Induktion von experimentellem ARDS, das die Forschung mit klinisch verwendeten Beatmungsparametern über längere Zeiträume unterstützt.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dieser Artikel beschreibt die Induktion von experimentellem ARDS bei Schweinen, die Tensidmangel durch wiederholte Lungenspülungen und Beatmung mit hohen Gezeitenvolumina, niedrigem PEEP und vollständiger Inflation / Deflation der Lunge kombinieren. Diese Kombination bewirkt eine reproduzierbare und vergleichbare Verschlechterung des Gasaustauschs und die daraus resultierende hämodynamische Kompromittierung, schränkt aber die Rekrutierbarkeit der Lunge ein. Somit ahmt dieses Modell klinisches ARDS mit geringer Rekrut…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wir danken Birgit Brandt für die hervorragende technische Unterstützung. Diese Studie wurde durch eine Förderung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (FKZ 13GW0240A-D) gefördert.
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 |
Referências
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