连续输注油酸的急性呼吸衰竭猪模型

摘要

将油酸连续注入麻醉成年猪的肺动脉会诱发急性呼吸衰竭，从而在急性呼吸失代偿期间进行受控实验。

摘要

该方案概述了一种急性呼吸窘迫模型，该模型利用约克郡猪的集中给药油酸输注。实验前，每头猪均接受全身麻醉、气管插管和机械通气，并配备双侧颈静脉中央血管通路导管。油酸通过专用肺动脉导管以 0.2 mL/kg/h 的速率给药。输注持续 60-120 min，诱发呼吸窘迫。在整个实验过程中，监测了各种参数，包括心率、呼吸频率、动脉血压、中心静脉压、肺动脉压、肺毛细血管楔压、呼气末二氧化碳、气道峰值压力和高原压。在 60 分钟左右，观察到部分动脉血氧压 （PaO₂） 和氧饱和血红蛋白分数 （SpO₂） 降低。输注期间出现周期性血流动力学不稳定，伴有肺动脉压急剧升高。输注后，肺实质的组织学分析揭示了指示实质损伤和急性疾病过程的变化，证实了该模型在模拟急性呼吸失代偿方面的有效性。

引言

在转化研究中利用猪模型对于促进我们对人类医学的理解具有重要意义¹。由于猪模型的生理和解剖学与人类相似，因此为研究复杂疾病和治疗干预提供了有价值的平台¹。在急性呼吸衰竭的情况下，猪模型为研究病理生理机制、评估治疗策略和评估潜在干预措施提供了独特的机会 ^1,2,3。在猪模型中复制人类呼吸生理学关键方面和对各种刺激的反应的能力允许在进行人体试验之前对治疗方式进行全面评估 ^1,2,3。这种研究范式使研究人员能够弥合临床前研究和临床应用之间的差距，促进新疗法的开发并改善患者预后¹。因此，建立高效、有效且可重复的急性呼吸衰竭猪模型是推进呼吸系统疾病知识和指导人类医学有效干预措施开发的重要工具¹。

呼吸窘迫是一种严重的疾病，在过去三十年中，其诊断和管理方面的进步有限....

研究方案

该协议获得了范德堡大学机构动物护理和使用委员会（协议 M1800176-00）的批准，并严格遵守美国国立卫生研究院关于实验动物护理和使用指南。本实验使用了体重约 40-45 公斤的雄性和雌性约克夏猪。这些动物是从商业来源获得的（见 材料表）。目前的做法不涉及对所收购猪的任何既往疾病进行筛查。虽然承认这种做法可能会干扰或掩盖预期结果，但根据供应商的说法，这不太可能，并且接受了这种限制。

1. 动物准备

1. 麻醉和通气
   1. 肌肉注射氯胺酮 （2.2 mg/kg） / 甲苯噻嗪 （2.2 mg/kg） / 特拉唑 （4.4 mg/kg） 对猪进行麻醉，并将动物置于手术台上仰卧（躺下）姿势。
   2. 通过开始吸入麻醉剂 1% 异氟醚来维持全身麻醉。
   3. 使用喉镜通过口腔暴露声带，并用¹² 毫米气管插管插管 6.5 （见 材料表）。使用未连接针头的注射器用 3-5 mL 空气给管套囊充气。
      注意：气管插管后立即进行二氧化碳 （CO₂） 二氧化碳图检查，以确保正确放置管子，并在通气时测量 CO₂ ，表明适当的通气。
   4. 使用放置在耳廓后侧中央或边缘耳....

结果

早期单猪试点数据表明，在其他呼吸监测措施（RR 和 SpO₂）发生变化之前，RIVA-RI 增加，与 PaO₂ 的变化一致（图 3）。PaO₂ 的下降是该模型旨在实现的“积极”结果。初步数据还显示，从 30 分钟开始，RIVA-RI 增加，PaO₂ 随着疾病进展而降低（图 3;红色箭头）。PaO₂ 是监测呼吸系统疾病时最?.......

讨论

该方案的关键要素是在施用油酸以诱发呼吸窘迫期间密切监测猪的血流动力学状况¹⁵。对于研究人员来说，花必要的时间适当定位血流动力学监测设备至关重要。该模型的一个具体缺点是呼吸血管系统炎症和损伤可能导致的潜在血流动力学不稳定 ^8,10,18。尽管将油酸直接施用到肺动脉?.......

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
1% Isoflurane	Primal, Boston, MA, USA	26675-46-7	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/792632?gclid=Cj0KCQjw9fqnBhDSARIsAHl cQYS_W-q6tS2s6LQw2Qn7Roa3T GIpTLPf52351vrhgp44foEcRozPqt YaAtvfEALw_wcB
Arterial Catheter	Merit Medical, South Jordan, UT, USA	MAK401	MAK Mini Access Kit 4F
Blood Pressure Amp	AD Instruments, Colorado Springs, CO, USA	FE117	https://www.adinstruments.com/products/bp-blood-pressure-amp
Central Venous Catheter	Arrow International, Cleveland, OH, USA	AK-09800	8.5 Fr. x 4" (10 cm) Arrow-Flex
Disposable Pressure Transducers	AD Instruments, Colorado Springs, CO, USA	MLT0670	https://www.adinstruments.com/products/disposable-bp-transducers
Edwards Lifesciences Triple Stage Venous Cannulas	Edwards Life Sciences, Irvine, CA	TF293702	https://www.graylinemedical.com/products/edwards-lifesciences-triple-stage-venous-cannulas-venous-dual-stage-cannula-tf293702?variant=31851942576185&gad=1& gclid=Cj0KCQiAr8eqBhD3ARIsAIe -buNdmkzavUBaIx-1be7boWn2kW hbUR6QCjaobB08uuK9qJW66JvY TM4aAufGEALw_wcB
Kelly Scissors	MPM Medical Supply, Freehold, NJ 07728	104-5516	https://www.mpmmedicalsupply.com/products/kelly-scissors
Kendall 930 FoamElectrodes	Covidien, Mansfield, MA, USA	22935	https://www.cardinalhealth.com/en/product-solutions/medical/patient-monitoring/electrocardiography/monitoring-ecg-electrodes/radiolucent-electrodes/kendall-930-series-radiolucent-foam-electrodes.html
Ketamine Hydrochloride 100 mg/mL, Injectable Solution, 10 mL	Patterson Veterinary, Loveland, CO 80538	07-894-8462	https://www.pattersonvet.com/ProductItem/078948462?omni=ketamine
LabChart 8 software	AD Instruments, Colorado Springs, CO, USA	N/A	https://www.adinstruments.com/products/labchart
Lahey Retractor	BOSS Instruments LTD, Gordonsville, VA 22942	18-1210	https://bossinstruments.com/product/7-3-4-lahey-thyroid-retractor-6mmx28mm/
Oleic Acid	Sigma-Aldrich, Merck, Darmstadt, Germany	O1008	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/sial/o1008?gclid=CjwKCAjwzJmlBhBBEiwAEJy Lu2047wRpXqF_Z2BegUyhgZJ _WygsWfErhgrGCIyMp8PxwNH sTZ8qARoCl1QQAvD_BwE&gcl src=aw.ds
Peripheral IV Catheter Angiocath 18-24 G 1.16 inch	McKesson, Irving, TX, USA	329830	https://mms.mckesson.com/product/329830/Becton-Dickinson-381144
Piezoelectrode	MuRata Manuractoring Co, Ltd., Nagaokakyo, Kyoto, Japan	7BB-12-9	https://www.murata.com/en-us/products/productdetail?partno=7BB-12-9
PlasmaLyte	Baxter International, Deerfield, IL, USA	2B2544X	https://www.ciamedical.com/baxter-2b2544x-each-solution-plasma-lyte-a-inj-ph-7-4-1000ml
Pulmonary Artery Catheter	Edwards Life Sciences, Irvine, CA	131F7	Swan Ganz 7F x 110cm
Standard Endotracheal Tubes	Teleflex, Morrisville, NC 27560	5-10313	https://www.teleflex.com/usa/en/product-areas/anesthesia/airway-management/endotracheal-tubes/standard-tubes/index.html
SurgiVet Clearview Foley Catheter, 8 Fr, 55 cm Silicone	Penn Veterinary Supply, Inc, West Rendering, PN 13971	SVCFC1030	https://www.pennvet.com/customer/portal/catalog/home?urile=wcm:path%3APennVet+Catalog/Super+Sku+Catalog/SS0672/Surgivet+Clearview+Silicone+Foley+Catheters
Telazol (Tiletamine HCl and Zolazepam HCl), Injectable Solution, 5 mL	Patterson Veterinary, Loveland, CO 80538	07-801-4969	https://www.pattersonvet.com/ProductItem/078014969?omni=telazol
Welch Allyn E-MacIntosh Standard Laryngoscope Blade	MFIMedical, San Diego, CA 92131	WLA-69242	https://mfimedical.com/products/welch-allyn-e-macintosh-standard-laryngoscope-blade?variant=12965771870285&currency =USD&utm_medium=product_sync &utm_source=google&utm_content =sag_organic&utm_campaign=sag _organic&gclid=Cj0KCQiAr8eqBhD 3ARIsAIe-buMhpgM96qRXkCUKA 6Mhmdat0p93JbecCGTaLStexhV pkUVa9VkWUzgaAr-iEALw_wcB
Xylazine HCl 100 mg/mL, Injectable Solution, 50 mL	Patterson Veterinary, Loveland, CO 80538	07-894-5244	https://www.pattersonvet.com/ProductItem/078945244
Yorkshire Pigs	Oak Hill Genetics, Ewing, IL, USA	138274	Female/Male Swine- Yorkshire/Landrace 81-100lbs