JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Automatic Translation
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Medicine

Akut Solunum Sıkıntısı Sendromunun Porcine Modelinde Yoğun Bakım Ünitesi Tipi Cihazla Halojenli Ajan Doğumu

Published: September 24, 2020
doi:
10.3791/61644
, , , , , , , , , , , , ,
1Department of Perioperative Medicine,CHU Clermont-Ferrand, 2GReD, CNRS, INSERM,Université Clermont Auvergne, 3GRC 29, AP-HP, DMU DREAM, Department of Anesthesiology and Critical Care, Pitié-Salpêtrière Hospital,Sorbonne University, 4Department of Biochemistry and Molecular Genetics,CHU Clermont-Ferrand, 5Division of Allergy, Pulmonary, and Critical Care Medicine,Vanderbilt University Medical Center

Summary

Solunan yoğun bakım sedasyonu için kullanılan bir cihaz aracılığıyla halojenli ajanlar, izofluran ve sevofluran ile sedasyon alan domuz yavrularında hidroklorik asit kaynaklı akut solunum sıkıntısı sendromu (ARDS) modelini tarif ediyoruz. Bu model, halojenli ajanların akciğer yaralanması ve onarımı üzerindeki biyolojik mekanizmalarını araştırmak için kullanılabilir.

Abstract

Akut solunum sıkıntısı sendromu (ARDS), kritik durumdaki hastalarda hipoksimik solunum yetmezliği ve ölümün yaygın bir nedenidir ve etkili tedaviler bulmak için acil bir ihtiyaç vardır. Preklinik çalışmalar, solunan halojenli ajanların ARDS’nin hayvan modellerinde yararlı etkileri olabileceğini göstermiştir. Modern yoğun bakım ünitesi (yoğun bakım) ventilatörleri kullanılarak halojenli ajanların uygulanması için yeni cihazların geliştirilmesi, halojenli ajanların yoğun bakım hastalarına dağıtılmasını önemli ölçüde basitleştirmiştir. Önceki deneysel ve klinik araştırmalar, ARDS sırasında yaygın alveolar hasarın iki patofizyolojik simgesi olan akciğer alveyolar epitel hasarı ve iltihabı için sevofluran veya izofluran gibi halojenli uçucu maddelerin potansiyel faydalarını önerdiğinden, halojenli ajanların akciğer hasarı ve onarımı üzerindeki etkilerinin mekanizmalarını anlamak için bir hayvan modeli tasarladık. Genel anestezi, trakeal entübasyon ve mekanik ventilasyonun başlatılmasından sonra, hidroklorik asidin intratrakial aşılaması yoluyla domuz yavrularında ARDS indüklendi. Daha sonra, domuz yavruları yoğun bakım tipi bir cihaz kullanılarak solunan sevofluran veya izofluran ile yatıştırıldı ve hayvanlar 4 saatlik bir süre boyunca akciğer koruyucu mekanik havalandırma ile havalandırıldı. Çalışma süresi boyunca arteriyel oksijenasyonu, alveoler-kılcal zarın geçirgenliğini, alveolar sıvı klirensini ve akciğer iltihabını değerlendirmek için kan ve alveolar örnekler toplandı. Deney boyunca mekanik havalandırma parametreleri de toplandı. Bu model, değiştirilmiş alveoler-kılcal geçirgenlik ile arteriyel oksijenasyonda belirgin bir azalmaya neden olsa da, tekrarlanabilir ve hızlı bir başlangıç, zaman içinde iyi stabilite ve ölümcül komplikasyonlar ile karakterizedir.

Klinik ARDS’nin fizyolojik, biyolojik ve patolojik özelliklerinin çoğunu yeniden üreten bir asit aspirasyonu modeli geliştirdik ve solunan yoğun bakım sedasyonu için kullanılan cihazlar aracılığıyla teslim edilen halojenli ajanların potansiyel akciğer koruyucu etkilerini daha iyi anlamamıza yardımcı olacaktır.

Introduction

Akut solunum sıkıntısı sendromu (ARDS), kritik durumdaki hastalarda hipoksimik solunum yetmezliği ve ölümün yaygın bir nedenidir1. Hem yaygın alveolar epitel hem de endotel yaralanmaları ile karakterizedir, bu da geçirgenliğin ve pulmoner ödemin artmasına, alveolar sıvı boşluğunda (AFC) ve kötüleşen solunum sıkıntısı2 .’yeyol açan. Alveolar ödem ve ARDS’den iyileşmenin emiliminin bozulmaması için alveoller yoluyla epitel sıvı taşınması gerekir, bu da AFC’yi geliştiren bir tedavinin yararlı olabileceğini düşündürür3,4. Akciğer koruyucu ventilasyon ve intravenöz sıvı tedavisi için kısıtlayıcı bir strateji sonuçları iyileştirmede yararlı olduğunu kanıtlamış olsa da2,5, hala yüksek mortalite ve morbidite ile ilişkilidir6. Bu nedenle, sendrom için etkili tedaviler geliştirmek ve bu tür tedavilerin işe yarayabileceği kesin mekanizmaları daha iyi anlamak için acil bir ihtiyaç vardır.

Izofluran veya sevofluran gibi halojenli anestezikler ameliyathanede genel anestezi için yaygın olarak kullanılmaktadır. Sevoflurane, göğüs cerrahisi uygulanan hastaların akciğerlerinde iltihaplanma azalması ve ARDS7gibi ameliyat sonrası akciğer komplikasyonlarında azalma ile ilişkilidir. Kalp cerrahisi sonrası hastaların meta-analizinde de benzer sonuçlar bulunmuştur8. Halojenli uçucular ayrıca bronkodilatör etkiye sahiptir9,10 ve belki de kalp 8 , 11 ve böbrekler12,13 ,14gibi birkaç organı koruyan bazı özellikler. Son zamanlarda, yoğun bakım ünitesinde (yoğun bakım) yatıştırıcı olarak solunan anesteziklerin klinik kullanımına olan ilgi artmaktadır. Hem hayvan hem de insan çalışmaları karaciğerin uzun süreli iskemisinden önce halojenli ajanlarla ön tedavinin koruyucu etkilerini destekler15, beyin16veya kalp11. Halojenli ajanlar ayrıca, dokularda az birikme nedeniyle hızlı bir etki başlangıcı ve hızlı ofset de dahil olmak üzere kritik durumdaki hastaların sedasyonu için diğer intravenöz ajanlara göre potansiyel farmakokinetik ve farmakodinamik avantajlara sahiptir. Solunan halojenli ajanlar, kalp cerrahisi uygulanan hastalarda intravenöz sedasyon ile karşılaştırıldığında entübasyon sürelerini azaltır17. Çeşitli çalışmalar yoğun bakım hastalarının sedasyonunda halojenli ajanların güvenliğini ve etkinliğini destekler18,19,20. ARDS’nin deneysel modellerinde, solunan sevofluran gaz değişimini geliştirir21,22, alveoler ödemiazaltır 21,22ve hem pulmoner hem de sistemik iltihabı azaltır23. Isoflurane ayrıca, alveolar-kılcal bariyerin bütünlüğünü koruyarak, muhtemelen anahtar sıkı bir kavşak proteini24 , 25,26’nınifadesini modüle ederek yaralanmadan sonra akciğer onarımını iyileştirmez. Ek olarak, isofluran ile kültürlenmiş ve tedavi edilen fare makrofajları nötrofiller üzerinde izofluran27ile tedavi edilmeyen makrofajlardan daha iyi fagositik etkilere sahipti.

Bununla birlikte, uçucu anesteziklerin akciğer koruyucu özelliklerini oluşturan kesin biyolojik yollar ve mekanizmalar bugüne kadar büyük ölçüde bilinmemektedir ve daha fazla araştırma gerektirir18. Sevoflurane’nin akciğer hasarı üzerindeki kesin etkilerini araştırmak ve deneysel kanıtların hastalara çevrilip çevrilmediğini doğrulamak için ek çalışmalar da garanti edilmektedir. Ekibimizden yapılan ilk randomize kontrol çalışması, ARDS’li hastalarda solunan sevofluranenin tedavisinin, ileri gligasyon uç ürünleri (sRAGE) için plazma ve alveolar çözünür reseptörler tarafından değerlendirildiği gibi, oksijenasyon iyileşmesi ve hem pro-enflamatuar sitokinlerin hem de akciğer epitel yaralanma belirteçlerinin seviyelerinin azalması ile ilişkili olduğunu buldu28 . SRAGE artık alveolar tip 1 hücre yaralanmasının bir belirteci ve alveolar iltihabın önemli bir aracısı olarak kabul edilir, bu sonuçlar sevoflurane’nin akciğer alveoler epitel yaralanması21,29,30üzerinde bazı yararlı etkileri olduğunu düşündürebilir.

Solunan yoğun bakım sedasyonu için halojenli ajanların kullanılması için uzun zamandır ameliyathane anestezi ventilatörleri ve gaz buharlaştırıcıların yoğun bakıma alınması gerekmektedir. O zamandan beri, modern kritik bakım ventilatörleri ile kullanıma uygun anestezik reflektörler, yoğun bakım31’deözel kullanım için geliştirilmiştir. Bu cihazlar, solunum devresinin Y parçası ile endotrakeal tüp arasına yerleştirilmiş modifiye ısı ve nem değişim filtrelerine sahiptir. Halojenli ajanların kullanılmasına izin verirler, izofluran ve sevofluran en sık kullanılandır ve belirli bir şırıng pompası tarafından teslim edilen bir sıvı maddenin serbest bırakıldığı gözenekli bir polipropilen evaporatör çubuğundan oluşurlar. Halojenli ajan, cihazın içerdiği yansıtıcı bir ortam tarafından sona erme sırasında emilir ve bir sonraki ilham sırasında serbest bırakılır ve süresi dolan halojenli ajanın yaklaşık% 90’ının devridaimine izin verir31,32. Son zamanlarda, cihazın minyatürleştirilmiş bir versiyonu 50 mL’lik bir enstrümantal ölü alanla geliştirildi, bu da ARDS hastalarında ultra koruyucu ventilasyon sırasında kullanım için daha da uygun hale getirdi, 200 mL31kadar düşük gelgit hacimleri . Böyle minyatürleştirilmiş bir cihaz, ARDS’nin deneysel bir domuz yavrusu modelinde hiç çalışılmamıştır.

Önceki araştırmalar ARDS sırasında akciğer alveolar inflamasyonu ve yaralanmasında halojenli uçucuların umut verici rollerini desteklediğinden, halojenli ajanların akciğer hasarı üzerindeki etkilerinin mekanizmalarının çevirisel bir anlayışını elde etmek için deneysel bir hayvan modeli tasarladık ve33 , 34,35. Bu çalışmada, bir ICU tipi cihaz olan anestezik koruma cihazının minyatürleştirilmiş versiyonu kullanılarak solunan sedasyonun teslim edilebildiği domuz yavrularında hidroklorik asit (HCl) kaynaklı ARDS modeli geliştirdik. ARDS’nin bu büyük hayvan modeli, solunan halojenli ajanların potansiyel akciğer koruyucu etkilerini daha iyi anlamamızı sağlamak için kullanılabilir.

Protocol

Çalışma protokolü, preclinicaltrials.eu’a(Klinik öncesi kayıt tanımlayıcısı PCTE0000129) kaydedilmeden önce Fransız Ministère de l’Education Nationale, de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Hayvan Etik Komitesi (onay numarası 01505.03) tarafından onaylandı. Tüm prosedürler Centre International de Chirurgie Endoscopique, Université Clermont Auvergne, Clermont-Ferrand, Fransa’da Hayvan Araştırmaları: Reporting In Vivo Experiments (ARRIVE) yönergelerine uygun olara…

Representative Results

Bu deney için 25 domuz yavrusu uyuşturuldu ve iki gruba ayrıldı: tedavi edilmeyen grupta (SHAM grubu) 12 domuz yavrusu ve asitle yaralanan grupta (HCl grubu) 13 domuz yavrusu. Deney bitmeden önce hiçbir domuz yavrusu ölmedi. Varyansın iki yönlü tekrarlanan ölçüm analizi (RM-ANOVA), HCl kaynaklı ARDS’nin PaO2/ FiO 2 üzerindeki zararlı etkisi ile grup etkileşimine göre önemli bir zaman (P < 10−4) ve ARDS olmayan sahte hayvanlara kıyasla(Şekil 3).<su…

Discussion

Bu makalede, anestezik koruma cihazı kullanılarak teslim edilen sevofluran veya izofluran gibi halojenli uçucu maddelerin akciğer koruyucu etkilerini araştırmak için domuz yavrularında HCl’nin intratrakial olarak aşılanmasıyla indüklenen ARDS’nin tekrarlanabilir deneysel bir modeli açıklanmaktadır.

Bu çalışmanın birincil amacı, uçucu ajanların yoğun bakım hastalarında kullanılanlar gibi anestezik koruma cihazı tarafından teslim edilebileceği deneysel bir ARDS model…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Yazarlar Gred, Université Clermont Auvergne ve Centre International de Chirurgie Endoscopique (hepsi Clermont-Ferrand, Fransa’da) personeline teşekkür etmek istiyor.

Materials

Tracheal intubation
Endotracheal tube 6-mm Covidien 18860
Animal preparation
Central venous catheter 3-lumens catheter (7 French – 16 cm) Arrow CV-12703
Pulse contour cardiac output monitor PiCCO catheter (3-5 French – 20 cm) Getinge Pulsion Medical System catheter
Warm blankets WarmTouch5300 MedTronic 5300
Monitoring
External monitor IntelliVue MP40 Phillips MNT 142
Point-of-care blood gas analyzer Epoc® Blood Analysis System Siemens 20093
Pulse contour cardiac output monitor PiCCO Device PulsioFlex Monitor Getinge Pulsion Medical System PulsioFlex
Mechanical ventilation
Ventilator Engström Carestation General Electrics Engström
Halogenated anesthetics
Anaconda Syringe SedanaMedical 26022
Anesthetic conserving device AnaConDa-S SedanaMedical 26050
Charcoal filter FlurAbsorb SedanaMedical 26096
Filling Adaptaters SedanaMedical 26042
Ionomer membrane dryer line Nafion SedanaMedical 26053
Products
Propofol Mylan 66617123
Isoflurane Virbac QN01AB06
Pentobarbital PanPharma 68942457
Sevoflurane Abbvie N01AB08
Sufentanil Mylan 62404996
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. ARDS Definition Task Force et al. Acute respiratory distress syndrome: the Berlin Definition. JAMA: The Journal of the American Medical Association. 307 (23), 2526-2533 (2012).
  2. Thompson, B. T., Chambers, R. C., Liu, K. D. Acute Respiratory Distress Syndrome. The New England Journal of Medicine. 377 (6), 562-572 (2017).
  3. Ware, L. B., Matthay, M. A. Alveolar fluid clearance is impaired in the majority of patients with acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 163 (6), 1376-1383 (2001).
  4. McAuley, D. F., Frank, J. A., Fang, X., Matthay, M. A. Clinically relevant concentrations of beta2-adrenergic agonists stimulate maximal cyclic adenosine monophosphate-dependent airspace fluid clearance and decrease pulmonary edema in experimental acid-induced lung injury. Critical Care Medicine. 32 (7), 1470-1476 (2004).
  5. Fan, E., et al. An official American thoracic society/European society of intensive care medicine/society of critical care medicine clinical practice guideline: Mechanical ventilation in adult patients with acute respiratory distress syndrome. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 195 (9), 1253-1263 (2017).
  6. 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: The Journal of the American Medical Association. 315 (8), 788-800 (2016).
  7. De Conno, E., et al. Anesthetic-induced improvement of the inflammatory response to one-lung ventilation. Anesthesiology. 110 (6), 1316-1326 (2009).
  8. Uhlig, C., et al. Effects of volatile anesthetics on mortality and postoperative pulmonary and other complications in patients undergoing surgery: A systematic review and meta-analysis. Anesthesiology: The Journal of the American Society of Anesthesiologists. 124 (6), 1230-1245 (2016).
  9. Campagna, J. A., Miller, K. W., Forman, S. A. Mechanisms of actions of inhaled anesthetics. The New England Journal of Medicine. 348 (21), 2110-2124 (2003).
  10. Dikmen, Y., Eminoglu, E., Salihoglu, Z., Demiroluk, S. Pulmonary mechanics during isoflurane, sevoflurane and desflurane anaesthesia. Anaesthesia. 58 (8), 745-748 (2003).
  11. Hert, S. G. D., et al. Choice of primary anesthetic regimen can influence intensive care unit length of stay after coronary surgery with cardiopulmonary bypass. Anesthesiology. 101 (1), 9-20 (2004).
  12. Hashiguchi, H., et al. Isoflurane protects renal function against ischemia and reperfusion through inhibition of protein kinases, JNK and ERK. Anesthesia and Analgesia. , 1584-1589 (2005).
  13. Fukazawa, K., Lee, H. T. Volatile anesthetics and AKI: risks, mechanisms, and a potential therapeutic window. Journal of the American Society of Nephrology: JASN. 25 (5), 884-892 (2014).
  14. Obal, D., Rascher, K., Favoccia, C., Dettwiler, S., Schlack, W. Post-conditioning by a short administration of desflurane reduced renal reperfusion injury after differing of ischaemia times in rats. British Journal of Anaesthesia. 97 (6), 783-791 (2006).
  15. Lv, X., et al. Isoflurane preconditioning at clinically relevant doses induce protective effects of heme oxygenase-1 on hepatic ischemia reperfusion in rats. BMC Gastroenterology. 11, 31 (2011).
  16. Sakai, H., et al. Isoflurane provides long-term protection against focal cerebral ischemia in the rat. Anesthesiology. 106 (1), 92-99 (2007).
  17. Jerath, A., et al. Volatile-based short-term sedation in cardiac surgical patients: a prospective randomized controlled trial. Critical Care Medicine. 43 (5), 1062-1069 (2015).
  18. Jerath, A., Parotto, M., Wasowicz, M., Ferguson, N. D. Volatile Anesthetics. Is a New Player Emerging in Critical Care Sedation. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 193 (11), 1202-1212 (2016).
  19. Perbet, S., et al. A pharmacokinetic study of 48-hour sevoflurane inhalation using a disposable delivery system (AnaConDa®) in ICU patients. Minerva Anestesiologica. 80 (6), 655-665 (2014).
  20. Mesnil, M., et al. Long-term sedation in intensive care unit: a randomized comparison between inhaled sevoflurane and intravenous propofol or midazolam. Intensive Care Medicine. 37 (6), 933-941 (2011).
  21. Schläpfer, M., et al. Sevoflurane reduces severity of acute lung injury possibly by impairing formation of alveolar oedema. Clinical and Experimental Immunology. 168 (1), 125-134 (2012).
  22. Voigtsberger, S., et al. Sevoflurane ameliorates gas exchange and attenuates lung damage in experimental lipopolysaccharide-induced lung Injury. Anesthesiology. 111 (6), 1238-1248 (2009).
  23. Steurer, M., et al. The volatile anaesthetic sevoflurane attenuates lipopolysaccharide-induced injury in alveolar macrophages. Clinical and Experimental Immunology. 155 (2), 224-230 (2009).
  24. Englert, J. A., et al. Isoflurane Ameliorates Acute Lung Injury by Preserving Epithelial Tight Junction Integrity. Anesthesiology. 123 (2), 377-388 (2015).
  25. Li, Q. F., Zhu, Y. S., Jiang, H., Xu, H., Sun, Y. Isoflurane preconditioning ameliorates endotoxin-induced acute lung injury and mortality in rats. Anesthesia and Analgesia. 109 (5), 1591-1597 (2009).
  26. Reutershan, J., Chang, D., Hayes, J. K., Ley, K. Role of a reduction of cytokine levels in isoflurane-mediated protection from endotoxin-induced lung Injury. Anesthesiology. 105 (6), 1280-1281 (2006).
  27. Du, X., et al. Isoflurane promotes phagocytosis of apoptotic neutrophils through AMPK-mediated ADAM17/Mer signaling. PloS One. 12 (7), 0180213 (2017).
  28. Jabaudon, M., et al. Sevoflurane for Sedation in Acute Respiratory Distress Syndrome. A Randomized Controlled Pilot Study. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 195 (6), 792-800 (2017).
  29. Yue, T., et al. Postconditioning with a volatile anaesthetic in alveolar epithelial cells in vitro. The European Respiratory Journal: Official Journal of the European Society for Clinical Respiratory Physiology. 31 (1), 118-125 (2008).
  30. Blondonnet, R., Constantin, J. M., Sapin, V., Jabaudon, M. A pathophysiologic approach to biomarkers in acute respiratory distress syndrome. Disease Markers. 2016, 3501373 (2016).
  31. Farrell, R., Oomen, G., Carey, P. A technical review of the history, development and performance of the anaesthetic conserving device “AnaConDa” for delivering volatile anaesthetic in intensive and post-operative critical care. Journal of Clinical Monitoring and Computing. 32 (4), 595-604 (2018).
  32. Sturesson, L. W., Bodelsson, M., Jonson, B., Malmkvist, G. Anaesthetic conserving device AnaConDa: dead space effect and significance for lung protective ventilation. British Journal of Anaesthesia. 113 (3), 508-514 (2014).
  33. Blondonnet, R., et al. RAGE inhibition reduces acute lung injury in mice. Scientific Reports. 7 (1), 7208 (2017).
  34. Jabaudon, M., et al. Soluble receptor for advanced glycation end-products predicts impaired alveolar fluid clearance in acute respiratory distress syndrome. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 192 (2), 191-199 (2015).
  35. Jabaudon, M., et al. Soluble forms and ligands of the receptor for advanced glycation end-products in patients with acute respiratory distress syndrome: An observational prospective study. PloS One. 10 (8), 0135857 (2015).
  36. Kilkenny, C., Browne, W. J., Cuthill, I. C., Emerson, M., Altman, D. G. Improving bioscience research reporting: The ARRIVE guidelines for reporting animal research. PLoS Biology. 8, 1000412 (2010).
  37. Audard, J., et al. Inhibition of the receptor for advanced glycation end-products in acute respiratory distress syndrome: A randomised laboratory trial in piglets. Scientific Reports. 9 (1), 9227 (2019).
  38. Wu, C. W., et al. Intra-operative neural monitoring of thyroid surgery in a porcine model. Journal of Visualized Experiments. (144), e57919 (2019).
  39. Russ, M., et al. Lavage-induced surfactant depletion in pigs as a model of the acute respiratory distress syndrome (ARDS). Journal of visualized experiments. (115), e53610 (2016).
  40. Marumo, C. K., et al. Hemodynamic effects of PEEP in a porcine model of HCl-induced mild acute lung injury. Acta Anaesthesiologica Scandinavica. 53 (2), 190-202 (2009).
  41. Ambrosio, A. M., et al. Effects of positive end-expiratory pressure titration and recruitment maneuver on lung inflammation and hyperinflation in experimental acid aspiration-induced lung injury. Anesthesiology. 117 (6), 1322-1334 (2012).
  42. Sackey, P. V., Martling, C. R., Granath, F., Radell, P. J. Prolonged isoflurane sedation of intensive care unit patients with the Anesthetic Conserving Device. Critical Care Medicine. 32 (11), 2241-2246 (2004).
  43. Blanchard, F., et al. Minimal alveolar concentration for deep sedation (MAC-DS) in intensive care unit patients sedated with sevoflurane: A physiological study. Anaesthesia, Critical Care & Pain. , (2020).
  44. Verghese, G. M., Ware, L. B., Matthay, B. A., Matthay, M. A. Alveolar epithelial fluid transport and the resolution of clinically severe hydrostatic pulmonary edema. Journal of Applied Physiology. 87 (4), 1301-1312 (1999).
  45. Sakuma, T., et al. Alveolar fluid clearance in the resected human lung. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 150 (2), 305-310 (1994).
  46. Matthay, M. A., Wiener-Kronish, J. P. Intact epithelial barrier function is critical for the resolution of alveolar edema in humans. The American Review of Respiratory Disease. 142 (6), 1250-1257 (1990).
  47. Ware, L. B., Matthay, M. A. Alveolar fluid clearance is impaired in the majority of patients with acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 163 (6), 1376-1383 (2001).
  48. Ware, L. B., Golden, J. A., Finkbeiner, W. E., Matthay, M. A. Alveolar epithelial fluid transport capacity in reperfusion lung injury after lung transplantation. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 159 (3), 980-988 (1999).
  49. Constantin, J. M., et al. Response to recruitment maneuver influences net alveolar fluid clearance in acute respiratory distress syndrome. Anesthesiology. 106 (5), 944-951 (2007).
  50. Kemming, G. I., et al. Effects of perfluorohexan vapor on gas exchange, respiratory mechanics, and lung histology in pigs with lung injury after endotoxin infusion. Anesthesiology. 103 (3), 585-594 (2005).
  51. Matute-Bello, G., et al. An official American Thoracic Society workshop report: features and measurements of experimental acute lung injury in animals. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 44 (5), 725-738 (2011).
  52. Chiew, Y. S., et al. Physiological relevance and performance of a minimal lung model: an experimental study in healthy and acute respiratory distress syndrome model piglets. BMC Pulmonary Medicine. 12, 59 (2012).
  53. Hochhausen, N., et al. Optimizing PEEP by Electrical Impedance Tomography in a Porcine Animal Model of ARDS. Respiratory Care. 62 (3), 340-349 (2017).
  54. Fu, H., Sun, M., Miao, C. Effects of different concentrations of isoflurane pretreatment on respiratory mechanics, oxygenation and hemodynamics in LPS-induced acute respiratory distress syndrome model of juvenile piglets. Experimental Lung Research. 41 (8), 415-421 (2015).
  55. Yehya, N. Lessons learned in acute respiratory distress syndrome from the animal laboratory. Annals of Translational Medicine. 7 (19), 503 (2019).
  56. Hochhausen, N., et al. Comparison of two experimental ARDS models in pigs using electrical impedance tomography. PloS One. 14 (11), 0225218 (2019).
  57. Shaver, C. M., et al. Cell-free hemoglobin: a novel mediator of acute lung injury. American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 310 (6), 532-541 (2016).
  58. Matthay, M. A., et al. Acute respiratory distress syndrome. Nature Reviews. Disease Primers. 5 (1), 18 (2019).
  59. Martin, T. R., Matute-Bello, G. Experimental models and emerging hypotheses for acute lung injury. Critical Care Clinics. 27 (3), 735-752 (2011).
  60. Light, R. W., Gary Lee, Y. C. . Textbook of Pleural Diseases Second Edition. , (2008).
  61. Laferriere-Langlois, P., d’Arogon, F., Manzanares, W. Halogenated volatile anesthetics in the intensive care unit: current knowledge on an upcoming practice. Minerva Anestesiologica. 83 (7), 737-748 (2017).
  62. Devlin, J. W., et al. Clinical Practice Guidelines for the Prevention and Management of Pain, Agitation/Sedation, Delirium, Immobility, and Sleep Disruption in Adult Patients in the ICU. Critical Care Medicine. 46 (9), 825-873 (2018).
  63. DAS-Taskforce 2015 et al. Evidence and consensus based guideline for the management of delirium, analgesia, and sedation in intensive care medicine. Revision 2015 (DAS-Guildeline 2015) – short version. German Medical Science: GMS e-journal. 13, (2015).
  64. O’Gara, B., Talmor, D. Lung protective properties of the volatile anesthetics. Intensive Care Medicine. 42 (9), 1487-1489 (2016).
  65. Murthy, S., Gomersall, C. D., Fowler, R. A. Care for critically ill patients with COVID-19. JAMA: The Journal of the American Medical Association. , (2020).
  66. Liao, X., Wang, B., Kang, Y. Novel coronavirus infection during the 2019-2020 epidemic: preparing intensive care units-the experience in Sichuan Province, China. Intensive Care Medicine. 46 (2), 357-360 (2020).
  67. Grasselli, G., Pesenti, A., Cecconi, M. Critical care utilization for the COVID-19 outbreak in Lombardy, Italy: Early experience and forecast during an emergency response. JAMA: The Journal of the American Medical Association. , (2020).
  68. Arentz, M., et al. Characteristics and outcomes of 21 critically ill patients with COVID-19 in Washington State. JAMA: The Journal of the American Medical Association. , (2020).
  69. Xu, Z., et al. Pathological findings of COVID-19 associated with acute respiratory distress syndrome. The Lancet. Respiratory Medicine. 8 (4), 420-422 (2020).
  70. Ferrando, C., et al. but not propofol, reduces the lung inflammatory response and improves oxygenation in an acute respiratory distress syndrome model: a randomised laboratory study. European Journal of Anaesthesiology. 30 (8), 455-463 (2013).
  71. Voigtsberger, S., et al. Sevoflurane ameliorates gas exchange and attenuates lung damage in experimental lipopolysaccharide-induced lung injury. Anesthesiology. 111 (6), 1238-1248 (2009).
  72. Suter, D., et al. The immunomodulatory effect of sevoflurane in endotoxin-injured alveolar epithelial cells. Anesthesia and Analgesia. 104 (3), 638-645 (2007).
  73. Steurer, M., et al. The volatile anaesthetic sevoflurane attenuates lipopolysaccharide-induced injury in alveolar macrophages. Clinical and Experimental Immunology. 155 (2), 224-230 (2009).
  74. Blondonnet, R., et al. In vitro method to control concentrations of halogenated gases in cultured alveolar epithelial cells. Journal of Visualized Experiments. (144), e58554 (2018).
  75. Gargiulo, S., et al. Mice anesthesia, analgesia, and care, Part I: Anesthetic considerations in preclinical research. ILAR Journal / National Research Council, Institute of Laboratory Animal Resources. 53 (1), 55-69 (2012).

Tags

Porcine ModelAcute Respiratory Distress SyndromeHalogenated AgentICU DeviceCentral Venous AccessFemoral ArteryAcid-induced Lung InjuryMechanical Ventilation

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Blondonnet, R., Paquette, B., Audard, J., Guler, R., Roman, F., Zhai, R., Belville, C., Blanchon, L., Godet, T., Futier, E., Bazin, J., Constantin, J., Sapin, V., Jabaudon, M. Halogenated Agent Delivery in Porcine Model of Acute Respiratory Distress Syndrome via an Intensive Care Unit Type Device. J. Vis. Exp. (163), e61644, doi:10.3791/61644 (2020).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image