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Method Article
El protocolo aquí muestra cómo la administración continua de cristaloides en las venas centrales de un cerdo/lechón euvolémico permite la investigación adecuada de los efectos fisiológicos de la sobrecarga aguda de volumen.
Este protocolo describe un modelo porcino de sobrecarga de volumen agudo para cerdos y lechones Yorkshire adultos. Ambas edades porcinas se someten a anestesia general, intubación endotraqueal y ventilación mecánica. Un catéter venoso central y un catéter arterial se colocan mediante corte quirúrgico en la vena yugular externa y la arteria carótida, respectivamente. Se coloca un catéter de la arteria pulmonar a través de una vaina introductora del catéter venoso central. A continuación, la solución cristaloide PlasmaLyte se administra a una velocidad de 100 mL/min en cerdos adultos y a 20 mL/kg en bolos durante 10 min en lechones. La hipervolemia se logra con una disminución del 15% en el gasto cardíaco o a 5 L en cerdos adultos y a 500 mL en lechones. Durante la experimentación se monitorizan los datos hemodinámicos, como la frecuencia cardíaca, la frecuencia respiratoria, el dióxido de carbono al final de la espiración, la fracción de hemoglobina saturada de oxígeno, la presión arterial, la presión venosa central, la presión de la arteria pulmonar, la presión en cuña capilar pulmonar, la presión parcial de oxígeno arterial, el lactato, el pH, el exceso de bases y la fracción de hemoglobina saturada de oxígeno de la arteria pulmonar. Los datos preliminares observados con este modelo han demostrado cambios estadísticamente significativos y fuertes regresiones lineales entre los parámetros hemodinámicos centrales y la sobrecarga de volumen aguda en cerdos adultos. Solo la presión en cuña capilar pulmonar demostró una regresión lineal y una significación estadística para la sobrecarga de volumen aguda en lechones. Estos modelos pueden ayudar a los científicos en el descubrimiento de estrategias terapéuticas y de seguimiento apropiadas para la edad para comprender y prevenir la sobrecarga aguda de volumen.
La sobrecarga aguda de volumen, una afección caracterizada por un aumento brusco y excesivo en el volumen de líquidos corporales, es una preocupación médica crítica que amerita un estudio exhaustivo1. A menudo se asocia con reanimación con líquidos agresiva y/o inadecuada, transfusión de sangre y comorbilidades como insuficiencia cardíaca e insuficiencia renal. Puede conducir a una morbilidad grave y a un aumento de la probabilidad de mortalidad 1,2,3. A pesar de su importancia clínica, la fisiopatología de la sobrecarga aguda de volumen sigue siendo poco conocida 3,4. Además, la falta de criterios diagnósticos específicos y de estrategias de seguimiento eficaces subraya aún más la necesidad de una investigación científica rigurosa. El estudio de la sobrecarga aguda de volumen no solo es crucial para mejorar los resultados de los pacientes, sino también para avanzar en nuestra comprensión de la fisiología humana. Proporciona una oportunidad única para explorar los mecanismos de homeostasis de los fluidos del cuerpo y sus respuestas al estrés extremo. Los estudios que investigan la fluidoterapia dirigida a objetivos (GDFT) para prevenir la reanimación con líquidos liberales y promover un enfoque de reanimación más dirigido a objetivos han demostrado una mejora de la morbilidad y la mortalidad en entornos perioperatorios y en la sepsis 1,3,4. Estos estudios utilizaron una variedad de dispositivos para monitorear el estado del volumen, incluidos catéteres venosos centrales con mediciones de presión venosa central, ScVO2, mediciones de lactato en la línea arterial, mediciones del volumen sistólico/gasto cardíaco a través de Doppler transesofágico, gasto cardíaco por dilución de litio, análisis de contorno de pulso arterial, bioimpedancia eléctrica torácica y termodilución transpulmonar 1,3,4,5 . Los múltiples enfoques utilizados para evaluar el estado del volumen, cada uno con limitaciones en precisión y usabilidad, sugieren que hay margen para una mejora significativa en el GDFT al mejorar la evaluación del volumen intravascular 3,4.
Los modelos porcinos se han convertido en herramientas particularmente valiosas en el estudio de la fisiología cardiovascular humana6. Las similitudes anatómicas y fisiológicas entre los sistemas cardiovasculares porcino y humano, como el tamaño del corazón, la anatomía coronaria y los parámetros hemodinámicos, hacen que los cerdos sean modelos ideales para la investigación traslacional6. Además, los cerdos muestran una respuesta a la sobrecarga de volumen comparable a la de los humanos, lo que los convierte en excelentes modelos para estudiar la fisiopatología de la sobrecarga de volumen aguda y la eficacia de diversas intervenciones terapéuticas 7,8. El uso de modelos porcinos también permite la recopilación de puntos de datos detallados y de alta calidad, como mediciones hemodinámicas en tiempo real y muestras de tejido, que a menudo son inalcanzables en estudios en humanos7. Esta superioridad de los puntos de datos proporciona una comprensión más completa de la sobrecarga aguda de volumen, lo que en última instancia podría contribuir al desarrollo de estrategias de seguimiento y prevención más eficaces.
El uso de modelos de lechones en el estudio de la sobrecarga aguda de volumen es de suma importancia, particularmente dada la escasez de investigación pediátrica en este campo. Los lechones, con sus similitudes fisiológicas y de desarrollo con los lactantes humanos, proporcionan un modelo invaluable, al igual que sus contrapartes adultas, para comprender la población pediátrica 9,10,11. A pesar de la alta incidencia de condiciones de sobrecarga de volumen en pacientes pediátricos, como las relacionadas con cardiopatías congénitas o intervenciones en cuidados intensivos, la investigación en esta área ha sido marcadamente limitada, especialmente cuando se trata de modelos animales que representan con precisión a los lactantes humanos 5,12,13. El uso de modelos de lechones puede ayudar a cerrar esta brecha, ofreciendo información sobre la fisiopatología pediátrica específica de la sobrecarga aguda de volumen y la eficacia de posibles estrategias terapéuticas 7,11.
Este manuscrito describe un método que utiliza una infusión continua de solución cristaloide directamente en la vena yugular externa de cerdos adultos y pediátricos para inducir una sobrecarga aguda de volumen y para estudiar los efectos hemodinámicos de dichos cambios de volumen en puntos de datos periféricos y centrales comunes utilizados en la monitorización del estado del volumen. Este método descrito debería servir como una herramienta valiosa para ayudar a los futuros científicos a investigar los mecanismos fisiopatológicos subyacentes de la sobrecarga aguda de volumen y evaluar posibles modalidades de monitoreo superiores e innovaciones.
El protocolo del estudio fue aprobado por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad de Vanderbilt (protocolo M1800176-00) y se adhirió estrictamente a las Pautas del Instituto Nacional de Salud para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio. En este experimento se utilizan cerdos Yorkshire machos y hembras y lechones con un peso aproximado de 40-45 kg y 4-10 kg. El enfoque actual no abarca un cribado de condiciones médicas preexistentes en los cerdos ordenados. Reconociendo que esta práctica podría influir u oscurecer los resultados deseados, es esencial tener en cuenta que, según la información del proveedor, la probabilidad de que se produzca dicha interferencia es baja. La limitación es reconocida y aceptada como un aspecto inherente al procedimiento.
1. Anestesia y ventilación
2. Colocación de dispositivos de canulación y monitoreo
3. Administración de volúmenes
4. Eutanasia tanto para cerdos adultos como para lechones
Los datos piloto representativos preliminares después del análisis de regresión lineal para el modelo de cerdo adulto demostraron la linealidad de la administración de volumen en los primeros ocho cerdos (Figura 2). Si bien durante este experimento se midieron muchos otros puntos de datos y un volumen superior a 2,5 L, estos datos representan el análisis realizado hasta la fecha. Los dos signos vitales más utilizados para la evaluación del volumen, la...
Hay dos pasos críticos en este protocolo. En primer lugar, es imperativo que se tome el tiempo necesario para obtener la canulación adecuada y garantizar el posicionamiento de la monitorización hemodinámica/volumétrica. Tanto en modelos adultos como en lechones, es necesario un corte quirúrgico para canular adecuadamente el vaso requerido e introducir el catéter requerido. Los abordajes percutáneos guiados por ultrasonido han demostrado ser desafiantes y traumáticos alrededor de...
No hay divulgaciones específicas sobre los temas de este informe. Kyle Hocking, PhD, es fundador, director ejecutivo y presidente de VoluMetrix e inventor de la propiedad intelectual en el campo del análisis de formas de onda venosas asignado a la Universidad de Vanderbilt y con licencia de VoluMetrix. Colleen Brophy, MD, es fundadora y CIO de VoluMetrix e inventora de la propiedad intelectual en el campo del análisis de formas de onda venosas asignada a Vanderbilt y licenciada a VoluMetrix. Bret Alvis, MD, CMO y es un inventor de propiedad intelectual en el campo del análisis de formas de onda venosas asignado a Vanderbilt y licenciado a VoluMetrix y está casado con el COO de VoluMetrix. El resto de los autores no tienen divulgaciones que informar.
Los autores desean agradecer al Dr. José A. Díaz, Jamie Adcock y Mary Susan Fultz y al Laboratorio S.R. Light del Centro Médico de la Universidad de Vanderbilt por su asistencia y apoyo. Otro agradecimiento especial a John Poland y al resto de los perfusionistas del Centro Médico de la Universidad de Vanderbilt y a sus estudiantes por su ayuda con este estudio. Este trabajo fue apoyado por una subvención del Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre de los Institutos Nacionales de Salud (BA; R01HL148244). El contenido es responsabilidad exclusiva de los autores y no representa necesariamente los puntos de vista oficiales de los Institutos Nacionales de Salud.
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-q6tS2s6LQw2Qn7Roa3TGIpTLPf5 2351vrhgp44foEcRozPqtYaAtvfEAL w_wcB |
Arterial Catheter | Merit Medical, South Jordan, UT, USA | MAK401 | MAK Mini Access Kit 4F |
Arterial Catheter | Cook Medical, Bloomington, IN, USA | C-PMS-300-RA/G01908 | Radial Artery Catheter Set 3.0Fr./5cm |
Blood Pressure Amp | AD Instruments, Colorado Springs, CO, USA | FE117 | https://www.adinstruments.com/products/bp-blood-pressure-amp |
Central Venous Catheter Introducer | Arrow International Inc, Reading, PA, USA | AK-09800 | 8.5 Fr. x 4" (10 cm) Arrow-Flex |
Central Venous Catheter-Introducer | Arrow International | CP-07611-P | Super Arrow-Flex Percutaneous Sheath Introducer Kit 6Fr./7.5cm |
Disposable BP Transducers | AD Instruments, Colorado Springs, CO, USA | MLT0670 | https://www.adinstruments.com/products/disposable-bp-transducers |
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 |
LabChart 8 software | AD Instruments, Colorado Springs, CO, USA | N/A | https://www.adinstruments.com/products/labchart |
Peripheral IV Catheter Angiocath 18-24 Gauge 1.16 inch | McKesson, Irving, TX, USA | 329830 | https://mms.mckesson.com/product/329830/Becton-Dickinson-381144 |
PlamaLyte Crystilloid Solution | Baxter International, Deerfield, IL USA | 2B2544X | https://www.ciamedical.com/baxter-2b2544x-each-solution-plasma-lyte-a-inj-ph-7-4-1000ml |
PowerLab | ADInstruments, Colorado Springs, CO, USA | N/A | https://www.adinstruments.com/products/powerlab/c?creative=532995768429&keyword= powerlab&matchtype=e&network= g&device=c&gclid=CjwKCAjwysipB hBXEiwApJOcu-ulfO0bfCc-j6B7PpO kOAGur8IZ4SWNkhNZ7mORGstO vKON6plWLxoCigsQAvD_BwE |
Pulmonary Artery Catheter | Edwards Life Sciences, Irvine, CA, USA | TS105F5 | True Size Thermodilution Catheter 24cm Proximal Port- Swan Ganz |
Pulmonary Artery Catheter (7F) | Edwards Life Sciences, Irvine, CA, USA | 131F7 | Swan Ganz 7F x 110cm |
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 |
Terumo Sarns 8000 Roller Pump | Terumo Cardiovascular, Ann Arbor, MI, USA | 16402 | https://aamedicalstore.com/products/terumo-sarns%E2%84%A2-8000-roller-pump |
Xylazine HCl 100 mg/mL, Injectable Solution, 50 mL | Patterson Veterinary, Loveland, CO 80538 | 07-894-5244 | https://www.pattersonvet.com/ProductItem/078945244 |
Yorkshire Adult Pigs | Oak Hill Genetics, Ewing, IL, USA | N/A | Yorkshire/Landrace 81-100lbs |
Yorkshire Piglets | Oak Hill Genetics | N/A | Female "piglet", specify age 5 weeks with a correlating healthy weight range (approximately 10-20lbs.) |
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