Surveillance hémodynamique invasive d’artère aortique et pulmonaire hémodynamique dans un modèle Animal grand de SDRA

Résumé

Nous présentons un protocole de création de dysfonction ventriculaire droite dans un modèle de cochon en induisant le SDRA. Nous démontrons monitoring invasif des sondes de débit cardiaque ventriculaire, utilisant l’écoulement autour de l’aorte et l’artère pulmonaire, ainsi que les mesures de la pression du sang dans l’aorte et l’artère pulmonaire droite et gauche.

Résumé

Une des principales causes de morbidité et de mortalité chez les patients atteints d’insuffisance cardiaque est la dysfonction ventriculaire droite (RV), surtout si elle est due à une hypertension artérielle pulmonaire. Pour une meilleure compréhension et le traitement de cette maladie, il est importante de surveillance hémodynamique précis des paramètres gauche et le ventricule droit. Pour cette raison, il est essentiel d’établir des modèles expérimentaux de porc de l’hémodynamique cardiaque et des mesures pour fins de recherche.

Cet article montre l’induction du SDRA en utilisant l’acide oléique (OA) et dysfonction ventriculaire droite qui en découle, ainsi que l’instrumentation de porcs et de la procédure d’acquisition de données qui est nécessaires pour évaluer les paramètres hémodynamiques. Pour atteindre la dysfonction ventriculaire droite, nous avons utilisé l’acide oléique (OA) provoque des SDRA et ceci accompagné d’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP). Avec ce modèle de HAP et de dysfonction ventriculaire droite consécutif, nombreux paramètres hémodynamiques peuvent être mesurés, et charge de volume ventriculaire droite peut être détectée.

Tous les paramètres vitaux, y compris la fréquence respiratoire (RR), la fréquence cardiaque (FC) et la température corporelle ont été enregistrées tout au long de l’expérience entière. Les paramètres hémodynamiques dont la pression de l’artère fémorale (FAP), la pression aortique (AP), la pression ventriculaire droite (PIC systolique, fin systolique et pression télédiastolique ventriculaire droite), la pression veineuse centrale (PVC), pression de l’artère pulmonaire (PAP) et la pression artérielle gauche (LAP) ont été mesurées ainsi que les paramètres de perfusion incluant croissant des flux aortique (AAF) et l’artère pulmonaire (PAF). Mesures hémodynamiques ont été effectuées à l’aide de transcardiopulmonary thermodilution pour fournir le débit cardiaque (DC). En outre, le système PiCCO2 (Pulse Contour Cardiac Output système 2) servait à recevoir les paramètres tels que la variation de volume de course (SVV), impulsion de variation de pression (PPV), ainsi que de l’eau pulmonaire extravasculaire (EVLW) et global du volume télédiastolique (GEDV). Notre procédure de suivi est approprié pour la détection de la dysfonction ventriculaire droite et surveillance hémodynamiques résultats avant et après l’administration de volume.

Introduction

La dysfonction ventriculaire droite (RV) est une cause majeure de morbidité et de mortalité chez les patients atteints d’insuffisance cardiaque¹, surtout si la cause sous-jacente est une hypertension artérielle pulmonaire². Le RV pompe le sang vers le système pulmonaire de faible résistance, qui est normalement associé à la mise en conformité. Par conséquent, le RV se caractérise par la faible pic systolique. Il génère également un sixième le travail d’accident vasculaire cérébral comparé avec le ventricule gauche (VG)³. En raison de son muscle plus mince, le RV est très vulnérable à un changement de pré et de la postcharge^4,5. Les phases d’ISOVOLUMIQUE de contraction et de relaxation durant la systole et de diastole dans le RV ne sont pas aussi distinctes que le LV. L’examen des paramètres hémodynamiques gauche et le ventricule droit est très important dans le traitement des patients gravement malades avec coeur droit aigu détresse^4,7, parce que l’échec de RV augmente de façon significative la mortalité à court terme ⁶.

Précharge paramètres comme la pression veineuse centrale (PVC) et des paramètres de précharge ventriculaires gauche comme pression capillaire pulmonaire (PCPB) ont été utilisés pendant une longue période afin de déterminer l’état du volume des patients. Dernièrement, il a été démontré que ces paramètres seuls ne conviennent pas à détecter le besoin du patient de fluides^8,9,10. Reconnaissant la réactivité fluide est essentielle pour détecter et traiter privation de volume et volume surcharge chez les patients présentant une dysfonction RV. En évitant la surcharge de volume est essentielle pour diminuer la mortalité et la durée du séjour d’unité de soins intensifs (USI) chez ces patients.

Avec cette étude, nous avons établi un modèle de cochon de la dysfonction ventriculaire droite cohérente et reproductible. En raison de sa ressemblance avec les humains, il est nécessaire d’établir cohérentes et reproductibles grand des modèles animaux expérimentaux de l’hémodynamique cardiaque et des mesures pour fins de recherche.

Protocole

Cet essai prospectif expérimental avec porcs anesthésiés mâles et femelles domestiques 21 (landrace allemand) à l’âge de 3 à 6 mois avec un poids entre 45-55 kg a été approuvé par la Commission gouvernementale sur les soins et l’utilisation des animaux de la ville de Hambourg ( Reference-No. 18/17). Selon les directives de l’arrivée, toutes les expériences ont été effectuées et tous les animaux ont reçu des soins dans le respect de la « Guide for the Care and Use of Laboratory Animals » (publication NIH n° 86-23, 1996 révisée)¹¹.

1. flux de sonde étalonnage en deux points

1. Mettre des sondes de débit dans l’eau désionisée et connecter la sonde pour le système de sonde d’écoulement transsonique en mettant le bouchon dans le module de flux périvasculaires.
2. Ouvrez le logiciel d’analyse de données (p. ex.., 8 LabChart).
3. Pour un étalonnage en deux points, lancer une mesure en définissant le système de sonde de débit à zéro et après quelques secondes à l’échelle.
4. Dans la fenêtre de logiciel analyse de données, allez à la Conversion d’unités et choisissez étalonnage en deux points. Marquer une ligne de base pour mettre à zéro. Puis, marquer une zone avec 10 L/min et la valeur 1 V comme une valeur prédéfinie.
5. Répétez l’opération pour l’autre sonde.

2. étalonnage sonde millar

1. Avant la mise à zéro et d’étalonnage, pré-tremper la pointe du cathéter dans l’eau chaude à température corps stérile pendant 30 min.
2. Raccorder le cathéter Millar sur l’amplificateur de pont en mettant le bouchon dans le module d’amplification de pont.
3. Lancer le logiciel d’analyse de données.
4. Mettre l’embout du cathéter dans l’outil de réinitialisation pneumatique, définissez la valeur sur 0 mmHg et lancer une mesure en cliquant sur Démarrer dans le programme.
5. Garder la mesure en cours d’exécution et de définir l’outil pneumatique de zéro à 100 mmHg. Arrêter la mesure en cliquant sur arrêter.
6. Exécutez le logiciel d’analyse de données en appuyant sur Start , puis appuyez sur arrêter. Cliquez sur amplifier dans la fenêtre du pont et choisir les unités. Définissez le niveau de référence de 0 à 100 mmHg, en conséquence. Selon la valeur réglée pour l’étalonnage qui fournit le logiciel, le cathéter est maintenant réglé pour toutes les pressions du corps.
7. Répétez l’opération pour l’autre cathéter Millar.

3. préparation du cochon

1. Soigner le cochon en injectant 20 mg/kg de Ketanest, 4 mg/kg de Azaperon et 0,1 mg/kg de Midazolam par voie intramusculaire et placer un IV-ligne de 20 G dans une veine de l’oreille.
2. Autocollants pour ECG de place sur la poitrine et oxygène sonde sur la queue.
3. Administrer de l’oxygène pur (15 – 18 L/min) par l’intermédiaire de nez de porc à l’aide d’un masque et chirurgicalement préparer jusqu'à la trachée.
4. Mettre une boucle autour de la trachée, utiliser un scalpel (lame 11) pour pratiquer une incision dans la trachée et de placer un tube de Mallinckrodt 8,5 dedans pour une voie aérienne sûre. Fixer le tube avec la boucle prédéfinie et fermez la peau avec des sutures.
5. Commencer l’anesthésie par sévoflurane en utilisant un MAC de 0,9 (chez les adolescents porcs équivalents à une concentration d’endexpiratory de 2,0 %) et infusion de 0,01 mg/(kg∙h) Fentanyl. Commencez la ventilation mécanique avec un volume de marée de 10 mL/kg, une vitesse de 14/min, et un positif fin pression expiratoire (PEP) de 7 mmHg. Régler le débit d’oxygène inspiratoire (fiO₂) à 0,3. Après 10 min, profondeur de l’anesthésie est assez profond pour opérer en toute sécurité. Aucune élévation de RH et BP ne devrait être détectée.
6. Maintenir l’équilibre hydrique au taux basal de volume de 10 cristalloid de mL/(kg∙h) à l’aide d’une pompe à perfusion.
7. Nettoyer délicatement la peau de porc à l’aide de l’eau savonneuse. Utilisez une solution de désinfection de la peau contenant povidone-iode pour réduire la contamination de la peau.

4. mesure des paramètres vital

1. Utilisez une échographie pour insérer une thermistance F 5 déversés cathéter artériel dans l’artère fémorale droite, une gaine d’introduction F 8 dans l’artère fémorale gauche, un cathéter veineux central et une gaine d’introduction F 8 dans la veine jugulaire (Figure 1).
2. Placez le placement de cathéter à l’aide de technique de Seldinger¹².
   1. Placer une aiguille dans le vaisseau cible sous échographie.
   2. Mettre un fil dans l’aiguille dans le vaisseau, vérifier le placement correct du fil en utilisant des ultrasons et garder le fil dans le bateau tout au long de la procédure dans son ensemble. Retirez l’aiguille et un dilatateur sur le fil.
   3. Par légère pression, mettre le dilatateur à travers la peau dans le vaisseau en utilisant le fil comme guide. Retirer le dilatateur, placer le cathéter sur le fil, assurez-vous à l’extrémité du fil est vu à l’extrémité du cathéter et place le cathéter dans le vaisseau.
   4. Retirer le fil en le tirant doucement sur le cathéter.
3. Insérer un cathéter artériel pulmonaire de 7F (PAC) dans la gaine d’introduction 8F et placez-le dans le RV Si nécessaire pour avoir mélangé des échantillons de gaz de sang veineux, insérez la PAC plus la PA jusqu'à ce qu’une courbe de l’artère pulmonaire est affichée sur le moniteur et le tirer en arrière après avoir reçu les échantillons.
4. Insérez le premier cathéter Millar pointe dans la gaine d’introduction 8F dans l’artère fémorale gauche et en le plaçant dans l’aorte.
5. Effectuer une mini-laparotomie (environ 5 à 10 cm est suffisante) au-dessus de la symphyse pubienne en utilisant le bistouri électrique pour préparer jusqu'à la linea alba.
   1. Ouvrez la linea alba avec des ciseaux et tirez doucement de la vessie.
   2. Mettre une suture en bourse dans la vessie à l’aide d’une suture 3/0 et faire une incision dans la vessie avec un scalpel (11 lames).
   3. Insérer une sonde urinaire dans la vessie, gonfler le ballonnet de la sonde avec de l’eau et le fixer à l’aide de la suture en bourse. Fermer l’abdomen avec une suture 3/0.

5. chirurgie préparation du cœur

1. Avant d’ouvrir la poitrine augmente la fiO₂ 1.0 et administrer les bolus initial de la kg(-1) de pancuronium 0,1 mg par voie intraveineuse¹³.
2. Effectuer une sternotomie médiane.
   1. Utiliser le bistouri électrique pour préparer vers le sternum. Doucement, disséquer le sternum dans les tissus environnants avant divisant l’OS avec une scie oscillante.
   2. Utiliser le bistouri électrique pour réduire le saignement et sceller le sternum avec de la cire de l’OS. Placer un répartiteur de côtes sternales entre les deux moitiés du sternum ouvert et ouvrir largement la poitrine autant que nécessaire pour la chirurgie en tournant la poignée sur le périphérique.
3. Ouvrez le péricarde délicatement à l’aide de ciseaux et pinces et fixez-le à la peau avec une suture 2/0.
4. Disséquer la pulmonaire et l’artère aorte ascendante très doucement pour éviter les saignements. Placer soigneusement les sondes de débit par ultrasons autour de ces deux artères, respectivement (Figure 2).
5. 2 place des sutures de chaîne de sac à main dans l’artère pulmonaire à l’aide d’une suture 5/0. Utiliser un scalpel (lame 11) pour faire une petite incision (environ 1 mm) dans le milieu les cordons des bourse de piquer et de placer le cathéter Millar dans l’artère pulmonaire avant la fixation (Figure 3).
6. Soigneusement la LAA et l’insérer 2 sutures de chaîne de sac à main à l’aide d’une suture 4/0. Faites une petite incision et placer un cathéter veineux central dans l’oreillette gauche avant de le fixer à l’aide de sutures chaîne sac à main (Figure 3).
7. Fermer le péricarde en suturant un gant stérile dessus, de maintenir une hémodynamique fiable (Figure 4). Effectuer la fermeture sternale avec des fils et fermez la peau avec une suture 3/0.

6. évaluation et Acquisition de données

1. Commencez chaque mesure avec 2 min de AO et mesures de débits de PA, ainsi que mesures de pression AO et PA en utilisant le logiciel d’analyse de données en cliquant sur le bouton Démarrer et arrêter dans le programme.
2. Exécuter transcardiopulmonary thermodilution pour fournir le débit cardiaque (DC) ainsi que le pouls pression variance (PPV) et accident vasculaire cérébral volume (SVV) en utilisant le système de PiCCO2. Pour commencer la mesure, cliquez sur le TD | Démarrez.
3. Consécutive injecter 15 mL de sérum physiologique froid 10 ° C dans une thermistance à la voie veineuse centrale dans la veine jugulaire trois fois pour thermodilution à chaque étape de la mesure.
4. Prendre un échantillon de gaz artériels, central mixte et veineux sang veineux après chaque étape de mesure thermodilution transcardiopulmonary.

7. optimisation du volume

1. Après une mesure de base M0 (étapes 6.1 à 6.4) de tous les paramètres, gérer un volume de chargement étape à l’aide de 5 mL/kg d’infusion colloïdale (Voluven) à l’aide d’une pompe à perfusion relié à la voie veineuse centrale.
2. Après 5 min de l’équilibration, commencer une nouvelle étape de mesure M1 (étapes 6.1 à 6.4). Si le débit cardiaque nouvellement généré mesurée par thermodilution en utilisant le PICCO2 système (Voir l’étape 6.2-6.3) n’augmente pas par rapport au CO anciennement mesurée au moins 10 %, démarrer un autre volume chargement point (point 7.1).
3. Passez aux étapes de chargement et de l’équilibration du volume jusqu'à ce qu’il n’y a pas plus augmentation de CO de plus de 10 %. Maintenant, un statut liquide équilibré est atteint.

8. induction de SDRA avec dysfonction ventriculaire droite

1. Augmenter la fiO₂ au moins 0,5 à 0,8 au besoin pour maintenir une spO₂ d’au moins 90 %.
2. Induire un SDRA avec dysfonction ventriculaire droite consécutive par perfusion d’acide oléique (OA) (0,03 à 0,06 mL/kg pendant environ 2 h).
3. Utiliser l’administration continue d’adrénaline à l’aide d’un perfusor (3 mg d’adrénaline dans 50 mL d’une solution saline) pour maintenir l’hémodynamique stable. Augmenter le débit de perfusion au besoin pour maintenir une pression artérielle moyenne de 50 mmHg.
4. Ajouter de calcium, de magnésium et d’antiarythmiques (1 % lidocaïne) tel que requis au cours de la perfusion d’arthrose, de maintenir un rythme sinusal stable.

9. optimisation du volume

1. Après l’induction de légère à modérée de SDRA, effectuer une autre mesure de tous les paramètres (M2) en effectuant les étapes 6.1 à 6.4.
   Remarque : Désormais, le modèle de base pour des mesures hémodynamiques en SDRA dans un modèle porcin est défini. Pour complément d’enquête sur la réactivité de volume en SDRA et départ de dysfonction ventriculaire droite pour réduire la charge volumique en prenant autant sang tant que de besoin selon le protocole ou augmenter le volume de charge en ajoutant une quantité définie d’infusion.

10. mise au point

1. Après avoir terminé les mesures euthanasier les porcs sous anesthésie par injection de chlorure de potassium 1mmol/kg par voie intraveineuse.

Résultats

Notre modèle animal montre une large variété de paramètres hémodynamiques chez les porcs. En raison de sa ressemblance avec taille et hémodynamique, on peut facilement utiliser l’équipement exact même que celle utilisée chez l’homme pour obtenir des résultats similaires. Toutefois, les valeurs de l’anesthésie reposent sur l’expérience et peut changer le poids reposant sur / age / souche du porc.  Un vétérinaire doit être consulté pour évaluer le plan de l’anes...

Discussion

SDRA, compliquée par une hypertension artérielle pulmonaire, est une maladie très mortelle. Pour les patients souffrant de cette affection, plus amples informations sur traitant sont nécessaires. Lorsque le travail et de recherche avec des êtres vivants, il est très important d’être aussi raisonnable que possible. Dans ce cas, il est nécessaire de rassembler autant d’informations que possible dans une expérience.

Il y a quelques étapes chirurgicales critiques dans un modèle de c...

matériels

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