Invasiven hämodynamischen Monitoring der Aorten- und pulmonale Arterie Hämodynamik in einem großen Tier Modell des ARDS

Zusammenfassung

Wir präsentieren Ihnen ein Protokoll rechtsventrikuläre Dysfunktion durch Induktion ARDS in ein Schwein-Modell zu schaffen. Wir demonstrieren, invasives monitoring von links und rechts, ventrikuläre Herzzeitvolumen mit Flow in der Aorta und der Lungenarterie sowie Blutdruckmessungen in der Aorta und Lungenarterie Sonden.

Zusammenfassung

Eine der Hauptursachen für Morbidität und Mortalität bei Patienten mit Herzinsuffizienz ist rechtsventrikuläre Dysfunktion (RV), vor allem, wenn es aufgrund von pulmonaler Hypertonie. Für ein besseres Verständnis und Behandlung dieser Krankheit ist die präzise hämodynamische Überwachung von links- und rechtsventrikuläre Parameter wichtig. Aus diesem Grund ist es unentbehrlich, experimentellen Schwein Modelle kardiale Hämodynamik und Messungen für Forschung Zweck.

Dieser Artikel beschreibt die Induktion von ARDS mit Ölsäure (OA) und daraus resultierenden rechtsventrikuläre Dysfunktion sowie die Besetzung der Schweine-die Datenerfassung, die benötigt wird, um die hämodynamischen Parameter zu bewerten. Um rechtsventrikuläre Dysfunktion zu erreichen, wir benutzten Ölsäure (OA), um ARDS zu verursachen und begleitet dies mit Lungenarterie Hypertonie (PAH). Mit diesem Modell der PAH und in Folge rechtsventrikuläre Dysfunktion vielen hämodynamischen Parameter gemessen werden und rechtsventrikuläre Volumen Last detektiert werden.

Alle wichtigen Parameter, einschließlich der Atemfrequenz (RR), Herzfrequenz (HF) und Körpertemperatur wurden während des gesamten Experiments aufgezeichnet. Hämodynamischen Parameter einschließlich Femoral Arterie Druck (FAP), Aortendruck (AP), rechtsventrikulärer Druck (Peak systolischen, Ende systolischen und diastolischen rechtsventrikulärer Druck Ende), zentraler venöser Druck (CVP), Lungenarterie Druck (PAP) und linken arteriellen Druck (LAP) sowie Perfusion Parameter einschließlich aufsteigende Aorta (AAF) und Pulmonalarterie (PAF) gemessen wurden. Hämodynamische Messungen wurden durchgeführt mit Transcardiopulmonary Thermodilution um Herzzeitvolumen (CO) zu bieten. Darüber hinaus wurde das PiCCO2-System (Pulse Contour Cardiac Output System 2) zur Empfangsparameter wie Schlaganfall Beschäftigungsabweichung (SVV), Puls Druckschwankung (PPV), sowie extravascular Lunge Wasser (EVLW) und End-diastolischen Gesamtvolumen (GEDV). Unsere monitoring-Verfahren eignet sich für die rechtsventrikuläre Dysfunktion Erkennung und Überwachung hämodynamische Ergebnisse vor und nach Volumengabe.

Einleitung

Rechtsventrikulärer Dysfunktion (RV) ist eine der Hauptursachen für Morbidität und Mortalität bei Patienten mit Herzinsuffizienz¹, vor allem, wenn die zugrunde liegende Ursache Lungenhochdruck². Die RV pumpt Blut in niederohmige Lungensystems, die normalerweise mit hohen Compliance einhergeht. Daher zeichnet sich die RV durch niedrige Spitzendruck systolischer. Es erzeugt auch ein Sechstel die Schlaganfall-Arbeit im Vergleich mit dem linken Ventrikel (LV)³. Aufgrund seiner dünner Muskel ist die RV sehr anfällig für eine Veränderung in der vor- und Nachlast^4,5. Die Phasen der Isovolumic Kontraktion und Entspannung während der Systole und Diastole in der RV sind nicht so ausgeprägt wie in der LV Die Prüfung der linken und rechten Ventrikels hämodynamischen Parameter ist sehr wichtig in der Therapie von kritisch kranken Patienten mit akuten Herzen not^4,7, weil RV Scheitern kurzfristige Mortalität deutlich erhöht ⁶.

Vorspannung Parameter wie die zentralen Venendrucks (CVP) und linken ventricular Vorspannung Parameter wie pulmonaler Kapillaren Keil Druck (PCWP) wurden für eine lange Zeit verwendet, um die Volumestatus des Patienten zu bestimmen. In letzter Zeit hat sich gezeigt, dass diese Parameter allein nicht geeignet, um einen Patienten von Flüssigkeiten^8,9,10erkennen sind. Erkennen Flüssigkeit Reaktionsfähigkeit ist wichtig, zu erkennen und behandeln Volumen Deprivation und Volumen Überlastung bei Patienten mit RV-Dysfunktion. Vermeidung von Volumen-Überladung ist wichtig, die Sterblichkeit und Aufenthaltsdauer Intensivstation (ICU) bei diesen Patienten zu verringern.

Mit dieser Studie haben wir ein Schwein-Modell der rechtsventrikuläre Dysfunktion, der konsistent und replizierbar ist. Aufgrund seiner Ähnlichkeit mit Menschen ist es notwendig, konsequente und reproduzierbare experimentelle große Tiermodellen kardiale Hämodynamik und Messungen für Zwecke der Forschung zu etablieren.

Protokoll

Diese prospektive experimentelle Studie mit 21 narkotisierten männlicher und weiblicher Hausschweine (deutsche Landrasse) im Alter von 3 – 6 Monate mit einem Körpergewicht zwischen 45-55 kg wurde von der staatlichen Kommission für die Pflege und Nutzung von Tieren der Stadt Hamburg (genehmigt. Reference-No. 18/17). Nach der Ankunft Richtlinien alle Experimente wurden durchgeführt und alle Tiere erhalten Pflege in Übereinstimmung mit den "Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren" (NIH Publikation Nr. 86-23, überarbeitete 1996)¹¹.

1. Flow Sonde zwei-Punkt-Kalibrierung

1. Flow Sonden in entionisiertem Wasser und verbinden Sie die Sonde mit dem transonic Flow Sondensystem, indem man den Stecker in das perivaskuläre-Flow-Modul.
2. Öffnen Sie die Daten-Analyse-Software (zB., LabChart 8).
3. Für eine zwei-Punkt-Kalibrierung starten einer Messung durch Festlegen der Flow-Sonde-System auf null und nach ein paar Sekunden zu skalieren.
4. Im Datenfenster-Analyse-Software zur Einheitenkonvertierung und zwei-Punkt-Kalibrierung zu wählen. Markieren Sie eine Basislinie auf Null gesetzt. Dann markieren Sie einen Bereich mit 10 L/min und auf 1 V als einen voreingestellten Wert gesetzt.
5. Wiederholen Sie den Vorgang für die anderen Sonde.

(2) millar Katheter Kalibrierung

1. Vor dem Einschießen und Kalibrierung Pre-Einweichen Sie die Spitze des Katheters in sterilen Körper Temperatur warmem Wasser für 30 Minuten.
2. Der Brückenverstärker schließen Sie Millar Katheter indem man den Stecker in die Brücke Verstärker-Modul an.
3. Starten Sie die Software zur Datenanalyse.
4. Setzen Sie die Spitze des Katheters in genullt Druckluftwerkzeug, legen Sie den Wert auf 0 MmHg und Starten einer Messung mit einem Klick starten im Programm.
5. Halten Sie die Messung läuft und genullt Druckluftwerkzeug auf 100 MmHg festgelegt. Beenden Sie die Messung durch Klicken auf beenden.
6. Führen Sie die Datenanalyse-Software durch Drücken der Taste starten und drücken Sie Stop. Klicken Sie auf Verstärkung im Bridge-Fenster und wählen Sie Einheiten. Die Grundlinie von 0 bis 100 MmHg, entsprechend einstellen. Jetzt ist der Katheter nach der voreingestellte Wert für die Kalibrierung, die die Software bietet für alle Körper Drücke kalibriert.
7. Wiederholen Sie den Vorgang für die anderen Millar Katheter.

3. Vorbereitung des Schweins

1. Behandeln Sie das Schwein zu, durch die Injektion von 20 mg/kg Ketanest, 4 mg/kg Azaperon und 0,1 mg/kg Midazolam intramuskulär und legen Sie eine 20 G IV-Linie in eine Vene des Ohres.
2. Ort EKG-Aufkleber auf der Brust und Sauerstoff Sonde am Heck.
3. Verwalten von reinem Sauerstoff (15-18 L/min) über das Schwein Nase mit Hilfe einer Maske und chirurgisch bereiten auf die Luftröhre.
4. Legen Sie eine Schleife um die Luftröhre, verwenden ein Skalpell (11 Blatt), um einen Schnitt in die Luftröhre und eine 8,5 Mallinckrodt Rohr setzen, für eine sichere Atemweg. Fixieren Sie das Rohr mit der voreingestellten Schleife und schließen Sie die Haut mit Nähten.
5. Beginnen Sie Anästhesie mit Sevofluran mit einem MAC von 0,9 (bei Heranwachsenden Schweinen entspricht eine Endexpiratory Konzentration von 2,0 %) und Infusion von 0,01 mg/(kg∙h) Fentanyl. Beatmung mit Tidalvolumen von 10 mL/kg, eine Rate von 14/min beginnen und ein positives Ende exspiratorischen Druck (PEEP) von 7 MmHg. Legen Sie die inspiratorische Sauerstoff-Rate (FiO₂) auf 0,3. Nach 10 min ist die Tiefe der Narkose tief genug, um sicher operieren. Keine Höhendifferenz zwischen HR und BP sollte erkannt werden.
6. Pflegen Sie Flüssigkeitshaushalt im basalen Volumenrate 10 mL/(kg∙h) Cristalloid mit Hilfe einer Infusionspumpe.
7. Reinigen Sie sanft das Schwein Haut mit Seifenwasser. Verwenden Sie eine Haut-Desinfektion-Lösung mit Povidon-Jod, um Kontamination der Haut zu verringern.

4. wichtiger Parameter Messungen

1. Verwenden Sie eine Ultraschalluntersuchung für einfügen ein 5 F Thermistor arterielle Katheter in die richtigen Femoral Arterie, ein 8 F Einführhilfe Mantel in die linke Femoral Arterie, einen zentralen Venenkatheter und eine 8 F Einführhilfe Mantel in die Halsschlagader (Abbildung 1) gekippt.
2. Legen Sie die Katheter-Platzierung mit Seldingertechniks Technik¹².
   1. Legen Sie eine Nadel in das Ziel-Schiff unter Ultraschall-Sicht.
   2. Setzen Sie einen Draht durch die Nadel in das Gefäß, überprüfen Sie die korrekte Platzierung des Drahtes mittels Ultraschall und halten Sie den Draht in das Schiff während des gesamten Verfahrens. Entfernen Sie die Nadel und einen Dilator auf den Draht.
   3. Setzen Sie mit sanftem Druck den Dilatator durch die Haut in das Gefäß mit dem Draht als Orientierungshilfe. Der Dilatator zu entfernen, setzen den Katheter auf den Draht, achten Sie darauf, das Ende des Drahtes ist gesehen am Ende des Katheters und des Ortes der Katheter in das Gefäß.
   4. Entfernen Sie das Kabel durch den Katheter vorsichtig herausziehen.
3. 8F Einführhilfe Scheide einfügen Sie 7F Lungenarterie Katheter (PAC) und platzieren Sie es in das Wohnmobil. Bei Bedarf für die Aufnahme gemischt venöses Blut Gasproben der PA stecken Sie die PAC weiter, bis eine Lungenarterie Kurve angezeigt wird, auf den Monitor und ziehen Sie es wieder nach Erhalt der Proben.
4. Legen Sie den ersten Millar-Tip-Katheter in 8F Einführhilfe Mantel in die linke Femoral Arterie und stellen Sie es in der Aorta.
5. Führen Sie eine Mini-Laparotomie (ca. 5 – 10 cm ist ausreichend) über den After mit dem Elektrokauter zur Vorbereitung auf die Linea Alba.
   1. Öffnen Sie die Linea Alba mit Schere und die Blase sehr vorsichtig herausziehen.
   2. Setzen Sie eine Geldbörse Zeichenfolge Naht in der Blase mit einer 3/0-Naht und einen Einschnitt in die Blase mit einem Skalpell (11 Blatt).
   3. Ein Blasenkatheter in die Blase, Pumpen Sie den Katheter Ballon mit Wasser und befestigen mit Hilfe der Tabaksbeutelnaht. Schließen Sie den Bauch mit einer 3/0-Naht.

5. chirurgische Vorbereitung des Herzens

1. Vor dem Öffnen der Truhe Erhöhung der FiO₂ bis 1,0 und 0,1 mg kg(-1) Pancuronium anfängliche Bolus intravenös verabreichen¹³.
2. Führen Sie eine mediane Sternotomie.
   1. Verwenden Sie die Elektrokauterisation zur Vorbereitung auf das Brustbein. Sanft sezieren des Brustbeins aus dem umgebenden Gewebe vor der Teilung des Knochens mit einer oszillierenden Säge.
   2. Verwenden Sie die Elektrokauterisation zu reduzieren, Blutungen und das Brustbein mit Knochen Wachs zu versiegeln. Legen Sie sternale Rippen Streuer zwischen den beiden Hälften des Brustbeins, geöffnete und weit öffne die Truhe, so viel wie für eine Operation nötig, durch Drehen am Griff auf dem Gerät.
3. Öffnen Sie das Perikard vorsichtig mit Schere und Pinzette und befestigen Sie ihn an der Haut mit einer Naht 2/0.
4. Sezieren Sie die Lungen-und die Arterie, die aufsteigende Aorta sehr sanft um Blutungen zu vermeiden. Legen Sie vorsichtig Fluss Ultraschallsonden um beide Arterien bzw. (Abbildung 2).
5. Platz 2 Handtasche Zeichenfolge Nähte in der Lungenarterie mit einer 5/0-Naht. Verwenden Sie ein Skalpell (11 Blatt), um einen kleinen Einschnitt (ca. 1 mm) in der Mitte den Geldhahn zu nähen und die Lungenarterie Millar Katheter setzen Sie vor der Befestigung (Abbildung 3).
6. Sorgfältig spannen Sie der LAA ein und 2 Handtasche Zeichenfolge Nähte in es mit einer 4/0-Naht. Einen kleinen Schnitt und einen zentralen Venenkatheter in den linken Vorhof vor der Befestigung mit der Geldbörse Zeichenfolge Nähte (Abbildung 3).
7. Schließen Sie das Perikard durch Vernähen einen sterilen Handschuh drauf, weiterhin eine zuverlässige Hämodynamik (Abbildung 4). Durchführen der sternalen Schließung mit Drähten und schließen Sie die Haut mit einer Naht 3/0.

6. Bewertung und Datenerfassung

1. Jede Messung mit 2 min von AO und PA Durchflussmessungen sowie AO und PA Druckmessungen mit der Datenanalyse-Software durch Klicken auf Start und Stopp -Taste in das Programm zu starten.
2. Führen Sie Transcardiopulmonary Thermodilution Herzzeitvolumen (CO) bieten sowie Puls Druckschwankung (PPV) und Schlaganfall Beschäftigungsabweichung (SVV aus) mithilfe des PiCCO2-Systems. Um die Messung zu starten, klicken Sie auf die TD | Starten Sie.
3. Konsekutiv 15 mL von 10 ° C kalten Kochsalzlösung in ein Thermistor in der zentralen Venenkatheter in die Halsschlagader dreimal für Thermodilution bei jeder Messung Schritt injizieren.
4. Nehmen Sie eine arterielle, zentrale venöse und gemischt venöses Blut Gasprobe nach jedem Transcardiopulmonary Thermodilution Messung Schritt.

7. Umfang optimieren

1. Verwalten Sie nach eine Basismessung M0 (Schritt 6.1-6.4) aller Parameter ein Volumen laden Schritt mit 5 mL/kg des kolloidalen Infusion (Voluven) über eine Infusionspumpe, die mit der zentralen Venenkatheter verbunden ist.
2. Starten Sie nach 5 min von Gleichgewichtherstellung ein weiteres Messschritt M1 (Schritt 6.1-6.4). Wenn die neu generierte Herzleistung gemessen an Thermodilution mit dem PICCO2 System (siehe Punkt 6.2-6.3) nicht erhöht im Vergleich zu den früher gemessene CO um mindestens 10 %, starten Sie ein anderes Volume laden Schritt (Schritt 7.1).
3. Fortfahren Sie mit Volumen be- und Gleichgewichtherstellung Schritten, bis keine weiteren Anstieg der CO von mehr als 10 %. Nun ist eine ausgewogene Flüssigkeitsstatus erreicht.

(8) Induktion von ARDS mit rechtsventrikulärer Dysfunktion

1. FiO₂ um mindestens 0,5 bis 0,8 je nach Bedarf weiterhin einer SpO₂ von mindestens 90 % zu erhöhen.
2. Induzieren ein ARDS mit aufeinander folgenden rechtsventrikuläre Dysfunktion durch Infusion von Ölsäure (OA) (0,03 – 0,06 mL/kg für ca. 2 h).
3. Verwenden Sie die kontinuierliche Verabreichung von Adrenalin über einen Perfusor (3 mg Adrenalin in 50 mL Kochsalzlösung), Hämodynamik stabil zu halten. Erhöhen Sie die Infusionsrate Bedarf weiterhin eine arterielle Mitteldruck von 50 MmHg.
4. Kalzium, Magnesium und Antiarrhythmics hinzufügen (1 % Lidocain) je nach Bedarf während der Infusion von OA zu einem stabilen Sinusrhythmus zu erhalten.

9. Lautstärke optimieren

1. Führen Sie nach Induktion von leicht bis mittelschwer ARDS eine weitere Messung aller Parameter (M2) Schritte 6.1-6.4.
   Hinweis: Jetzt ist das Baseline-Modell für hämodynamische Messungen im ARDS in einem Schwein-Modell festgelegt. Laden Sie für weitere Untersuchungen auf Volumen Reaktionsfähigkeit bei ARDS und rechtsventrikuläre Dysfunktion Start in Volumen Belastung reduzieren, indem so viel Blutentnahme Bedarf pro Protokoll oder Erhöhung der Lautstärke durch Zugabe einer definierten Menge der Infusion.

10. Abschluss

1. Nach Abschluss der Messungen einschläfern Sie die Schweine unter Narkose durch die Injektion von Kaliumchlorid 1mmol/kg intravenös.

Ergebnisse

Unsere Tiere-Modell zeigt eine Vielzahl von hämodynamischen Parameter bei Schweinen. Aufgrund seiner Ähnlichkeit in der Größe und Hämodynamik können eine leicht die genaue gleiche Ausstattung wie beim Menschen ähnliche Ergebnisse zu erzielen. Jedoch Anästhesie Werte beruhen auf Erfahrungswerten und können sich ändern je nach Gewicht / Alter / Belastung des Schweins.  Ein Tierarzt konsultiert werden sollte, um Betäubungsmittel Plan zu bewerten.

Diskussion

ARDS, kompliziert durch pulmonale Hypertonie ist eine sehr tödliche Krankheit. Für Patienten, die leiden unter dieser Bedingung ist weitere Informationen zur Behandlung notwendig. Beim Arbeiten und forschen mit Lebewesen, ist es sehr wichtig, so vernünftig wie möglich sein. In diesem Fall ist es notwendig, so viele Informationen wie möglich in einem Experiment zu sammeln.

Es gibt einige wichtige chirurgische Schritte in einem offenen schlagenden Herzmodell wie folgt. Wenn Schweine nicht u...

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
Animal Bio Amp	ADInstruments	FE136
Quad BridgeAmp	ADInstruments	FE224
Power Lab 16/35	ADInstruments	5761-E
LabChart 8.1.8 Windows	ADInstruments
Pulmonary artery catheter 7 F	Edwards Lifesciences Corporation	131F7
Prelude Sheath Introducer 8 F	Merit Medical Systems, Inc.	SI-8F-11-035
COnfidence Cardiac Output Flowprobes	Transonic	AU-IFU-PAUProbes-EN Rev. A 4/13
Adrenalin	Sanofi	6053210
Oleic acid	Sigma Aldrich	112-80-1
Magnesium Verla	Verla	7244946
Ketamin	Richter Pharma AG	BE-V433246
Azaperon	Sanochemia Pharmazeutika AG	QN05AD90
Midazolam	Roche Pharma AG	3085793