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Method Article
Le choc hémorragique est une complication grave dans les patients grièvement blessés, qui mène à l'insuffisance d'oxygène représentant un danger pour la vie. Nous présentons une méthode normalisée pour induire le choc hémorragique par le retrait de sang chez les porcs qui est guidé par l'hémodynamique et l'oxygénation cérébrale microcirculatoire.
Le choc hémorragique compte parmi les principales raisons de la mort grave liée aux blessures. La perte de volume circulatoire et de porteurs d'oxygène peut conduire à un approvisionnement insuffisant en oxygène et à une défaillance irréversible des organes. Le cerveau n'exerce que des capacités d'indemnisation limitées et est particulièrement à haut risque de dommages hypoxiques graves. Cet article démontre l'induction reproductible du choc hémorragique représentant un danger pour la vie dans un modèle porcin au moyen du retrait sanguin calculé. Nous attifions l'induction de choc guidée par la spectroscopie proche infrarouge et la surveillance hémodynamique prolongée pour montrer l'échec circulatoire systémique, aussi bien que l'épuisement microcirculatoire cérébral d'oxygène. Par rapport à des modèles similaires qui se concentrent principalement sur les volumes d'élimination prédéfinis pour l'induction du choc, cette approche met en évidence une titration au moyen de l'échec résultant de la macro- et la microcirculation.
La perte de sang massive est l'une des principales causes de décès liés aux blessures1,2,3. La perte de liquide circulatoire et de porteurs d'oxygène conduit à une défaillance hémodynamique et à une grave sous-alimentation en oxygène et peut causer une défaillance irréversible des organes et la mort. Le niveau de gravité du choc est influencé par d'autres facteurs comme l'hypothermie, la coagulopathie et l'acidose4. Particulièrement le cerveau, mais aussi les reins manquent de capacité de compensation en raison de la forte demande d'oxygène et de l'incapacité de la production d'énergie anaérobie adéquate5,6. À des fins thérapeutiques, une action rapide et immédiate est essentielle. Dans la pratique clinique, la réanimation liquide avec une solution équilibrée d'électrolyte est la première option pour le traitement, suivie par l'administration des concentrés de globules rouges et du plasma congelé frais. Les concentrés de Thrombocyte, les catécholamines, et l'optimisation de la coagulation et du statut acide-base soutiennent la thérapie pour regagner des conditions physiologiques normales après trauma soutenu. Ce concept se concentre sur la restauration de l'hémodynamique et de la macrocirculation. Plusieurs études, cependant, montrent que la perfusion microcirculatoire ne se rétablit pas simultanément avec la macrocirculation. Particulièrement, la perfusion cérébrale reste altérée et davantage de sous-approvisionnement en oxygène peut se produire7,8.
L'utilisation de modèles animaux permet aux scientifiques d'établir des stratégies nouvelles ou expérimentales. L'anatomie, l'homologie et la physiologie comparables des porcs et des humains permettent de tirer des conclusions sur des facteurs pathologiques spécifiques. Les deux espèces ont un système métabolique similaire et la réponse aux traitements pharmacologiques. C'est un grand avantage par rapport aux modèles de petits animaux où les différences dans le volume sanguin, l'hémodynamique, et la physiologie globale font qu'il est presque impossible d'imiter un scénario clinique9. En outre, l'équipement médical et les consommables autorisés peuvent être facilement utilisés dans les modèles porcins. En outre, il est facilement possible d'obtenir des porcs auprès de fournisseurs commerciaux, ce qui permet une grande diversité de la génétique et des phénotypes et est la réduction des coûts10. Le modèle de sevrage sanguin par l'intermédiaire du vaisseau cannulation est assez commun11,12,13,14,15.
Dans cette étude, nous prolongeons le concept de l'induction hémorragique de choc par le retrait de sang artériel avec une titration exacte de l'échec hémodynamique et de l'affaiblissement cérébral d'oxygénation. Le choc hémorragique est réalisé si l'index cardiaque et la pression artérielle moyenne tombe en dessous de 40%de la valeur de base, qui a été montrée pour causer la détérioration considérable de la saturation régionale cérébrale d'oxygénation 8. La mesure du rendement cardiaque du contour des impulsions (PiCCO) est utilisée pour la surveillance hémodynamique continue. Tout d'abord, le système doit être calibré par thermodilution transpulmonaire, qui permet le calcul de l'indice cardiaque de la teneur en eau pulmonaire extravasculaire et du volume global de l'extrémité diastolique. Par la suite, l'indice cardiaque continu est calculé par l'analyse du contour de l'impulsion et fournit également des paramètres de précharge dynamiques comme la pression d'impulsion et la variation du volume des accidents vasculaires cérébraux.
Cette technique est bien établie dans les milieux cliniques et expérimentaux. La spectroscopie proche infrarouge (NIRS) est une méthode cliniquement et expérimentalement établie pour surveiller les changements dans l'approvisionnement en oxygène cérébral en temps réel. Des capteurs auto-adhérents sont attachés au front gauche et droit et calculent l'oxygénation cérébrale de façon non invasive dans le cortex frontal cérébral. Deux longueurs d'onde de la lumière infrarouge (700 et 900 nm) sont émises et détectées par les capteurs après avoir été réfléchies par le tissu du cortex. Pour évaluer la teneur en oxygène cérébrale, les contributions du sang artériel et veineux sont calculées dans les relations 1:3 et mises à jour dans 5 intervalles de s. La sensibilité en profondeur de 1-4 cm est exponentielle décroissante et influencée par le tissu pénétré (par exemple, la peau et l'os), bien que le crâne soit translucide à la lumière infrarouge. La technique facilite des actions thérapeutiques rapides pour empêcher des patients des résultats défavorables comme le délire ou les dommages cérébraux hypoxiques et sert de paramètre cible en cas de sortie cardiaque altérée16,17. La combinaison des deux techniques pendant le choc expérimental permet une titration exacte de la macrocirculation, aussi bien que l'affaiblissement microcirculatoire cérébral, pour étudier cet événement représentant un danger pour la vie.
Les expériences de ce protocole ont été approuvées par le Comité d'État et de soins aux animaux institutionnels (Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz, Koblenz, Allemagne; Présidente: Dre Silvia Eisch-Wolf; numéro de référence: 23 177-07/G 14-1-084; 02.02.2015). Les expériences ont été menées conformément aux lignes directrices sur les rapports de recherche sur les animaux des expériences in vivo (ARRIVE). L'étude a été planifiée et menée entre novembre 2015 et mars 2016. Après une recherche documentaire approfondie, le modèle porcin a été choisi comme modèle bien établi pour le choc hémorragique. Sept porcs mâles anesthésiés (Sus scrofa domestica) avec un poids moyen de 28 à 2 kg et un âge de 2-3 mois ont été inclus dans le protocole. Les animaux ont été pris en charge par un éleveur local qui a été recommandé par l'État et le Comité institutionnel de soins aux animaux. Les animaux ont été gardés dans leur environnement connu aussi longtemps que possible pour minimiser le stress. La nourriture, mais pas l'eau a été refusée 6 h avant l'expérience a été prévue, pour réduire le risque d'aspiration. Le cours de temps représentatif est affiché à la figure 1.
1. Anesthésie, intubation et ventilation mécanique
2. Instrumentation
3. Mesure PiCCO
REMARQUE: Pour l'équipement PiCCO, voir la Table des Matériaux.
4. Saturation régionale cérébrale d'oxygénation
REMARQUE: Pour l'équipement de surveillance de l'oxygénation régionale cérébrale, voir le Tableau des matériaux.
5. Induction de choc hémorragique
6. Fin de l'expérience et de l'euthanasie
Après le début de l'induction du choc, un court délai d'indemnisation peut être enregistré. Avec l'ablation continue du sang, la décompensation cardio-circulatoire susmentionnée, surveillée par une diminution significative de CRSO2, l'indice cardiaque, l'indice intrathoracique du volume sanguin, et l'indice global de volume de fin-diastolique (figure2 , Figure 3, et Figure 4), se p...
Le protocole décrit une méthode d'induire le choc hémorragique par l'intermédiaire du saignement artériel commandé chez les porcs qui est guidé par l'hémodynamique systémique, aussi bien que par l'affaiblissement microcirculatoire cérébral. Les conditions de choc ont été atteintes par un retrait sanguin calculé de 25-35 mL kg-1 et confirmés par le composite mentionné des paramètres de substitution indiquant l'échec cardio-circulatoire considérable. Si elle n'est pas traitée, cette procédur...
Le dispositif NIRS a été fourni sans condition par Medtronic PLC, Usa, à des fins de recherche expérimentale. Alexander Ziebart, Andreas Garcia-Bardon et Erik K. Hartmann ont reçu des honoraires d'instructeur pour des cours de formation médicale de Medtronic PLC. Aucun des auteurs ne fait état de conflits d'intérêts financiers ou autres.
Les auteurs veulent remercier Dagmar Dirvonskis pour son excellent soutien technique.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
3-way-stopcock blue | Becton Dickinson Infusion Therapy AB Helsingborg, Sweden | 394602 | Drug administration |
3-way-stopcock red | Becton Dickinson Infusion Therapy AB Helsingborg, Sweden | 394605 | Drug administration/Shock induction |
Atracurium | Hikma Pharma GmbH , Martinsried | AM03AC04* | Anesthesia |
Canula 20 G | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain | 301300 | Vascular access |
Datex Ohmeda S5 | GE Healthcare Finland Oy, Helsinki, Finland | - | Hemodynamic monitor |
Desinfection | Schülke & Mayr GmbH, Germany | 104802 | Desinfection |
Heidelberger Verlängerung 75CM | Fresenius Kabi Deutschland GmbH | 2873112 | Drug administration/Shock induction |
INVOS 5100C Cerebral | Medtronic PLC, USA | - | Monitore for cerebral regional oxygenation |
INVOS Cerebral/Somatic Oximetry Adult Sensors | Medtronic PLC, USA | 20884521211152 | Monitoring of the cerebral regional oxygenation |
Endotracheal tube | Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia | 112482 | Intubation |
Endotracheal tube introducer | Wirutec GmbH, Sulzbach, Germany | 5033062 | Intubation |
Engström Carestation | GE Heathcare, Madison USA | - | Ventilator |
Fentanyl | Janssen-Cilag GmbH, Neuss | AA0014* | Anesthesia |
Gloves | Paul Hartmann, Heidenheim, Germany | 9422131 | Self-protection |
Incetomat-line 150 cm | Fresenius, Kabi GmbH, Bad Homburg, Germany | 9004112 | Drug administration |
Ketamine | Hameln Pharmaceuticals GmbH, Zofingen, Schweiz | AN01AX03* | Sedation |
Laryngoscope | Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia | 671067-000020 | Intubation |
Logical pressure monitoring system | Smith- Medical GmbH, Minneapolis, USA | MX9606 | Hemodynamic monitor |
Logicath 7 Fr 3-lumen 30cm | Smith- Medical GmbH, Minneapolis, USA | MXA233x30x70-E | Vascular access/Drug administration |
Masimo Radical 7 | Masimo Corporation, Irvine, USA | - | Hemodynamic monitor |
Mask for ventilating dogs | Henry Schein, Melville, USA | 730-246 | Ventilation |
Original Perfusor syringe 50ml Luer Lock | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 8728810F | Drug administration |
PICCO Thermodilution. F5/20CM EW | MAQUET Cardiovascular GmbH, Rastatt, Germany | PV2015L20-A | Hemodynamic monitor |
Percutaneous sheath introducer set 8,5 und 9 Fr, 10 cm with integral haemostasis valve/sideport | Arrow international inc., Reading, USA | AK-07903 | Vascular access/Shock induction |
Perfusor FM Braun | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 8713820 | Drug administration |
Potassium chloride | Fresenius, Kabi GmbH, Bad Homburg, Germany | 6178549 | Euthanasia |
Propofol 2% | Fresenius, Kabi GmbH, Bad Homburg, Germany | AN01AX10* | Anesthesia |
Pulse Contour Cardiac Output (PiCCO2) | Pulsion Medical Systems, Feldkirchen, Germany | - | Hemodynamic monitor |
Sonosite Micromaxx Ultrasoundsystem | Fujifilm, Sonosite Bothell, Bothell, USA | - | Vascular access |
Stainless Macintosh Size 4 | Teleflex Medical Sdn. Bhd, Perak, Malaysia | 670000 | Intubation |
Sterofundin | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | AB05BB01* | balanced electrolyte infusion |
Stresnil 40mg/ml | Lilly Germany GmbH, Wiesbaden, Germany | QN05AD90 | Sedation |
Syringe 10 mL | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain | 309110 | Drug administration |
Syringe 2 mL | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain | 300928 | Drug administration |
Syringe 20 mL | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain | 300296 | Drug administration |
Syringe 5 mL | Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain | 309050 | Drug administration |
venous catheter 22G | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 4269110S-01 | Vascular access |
*ATC: Anatomical Therapeutic Chemical / Defined Daily Dose Classification |
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