A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
הפרוטוקול כאן מראה כיצד מתן מתמשך של קריסטלואידים לתוך הוורידים המרכזיים של חזיר / חזרזיר euvolemic מאפשר חקירה מתאימה של ההשפעות הפיזיולוגיות של עומס נפח חריף.
פרוטוקול זה מתאר מודל חזירי של עומס יתר חריף בנפח עבור חזירי יורקשייר בוגרים וחזרזירים. שני גילאי החזירים עוברים הרדמה כללית, אינטובציה אנדוטרכאלית והנשמה מכנית. צנתר ורידי מרכזי וצנתר עורקי ממוקמים באמצעות חתך כירורגי בווריד הצוואר החיצוני ובעורק התרדמה, בהתאמה. צנתר עורק ריאתי ממוקם דרך נדן החדרה של הצנתר הוורידי המרכזי. לאחר מכן ניתנת תמיסת קריסטלואיד פלסמליט בקצב של 100 מ"ל/דקה בחזירים בוגרים ובבולוסים של 20 מ"ל/ק"ג במשך 10 דקות בחזרזירים. היפרוולמיה מושגת בירידה של 15% בתפוקת הלב או ב -5 ליטר בחזירים בוגרים וב -500 מ"ל בחזרזירים. נתונים המודינמיים, כגון קצב לב, קצב נשימה, פחמן דו חמצני סופי, חלק המוגלובין רווי חמצן, לחץ דם עורקי, לחץ ורידי מרכזי, לחץ עורקי ריאתי, לחץ טריז נימי ריאתי, לחץ חמצן עורקי חלקי, לקטט, pH, עודף בסיס, ומקטע עורק ריאתי של המוגלובין רווי חמצן, מנוטרים במהלך הניסויים. נתונים ראשוניים שנצפו במודל זה הדגימו שינויים מובהקים סטטיסטית ורגרסיות ליניאריות חזקות בין פרמטרים המודינמיים מרכזיים ועומס נפח חריף בחזירים בוגרים. רק לחץ טריז נימי ריאתי הדגים הן רגרסיה ליניארית והן מובהקות סטטיסטית לעומס נפח חריף בחזרזירים. מודלים אלה יכולים לסייע למדענים בגילוי אסטרטגיות טיפול וניטור תואמות גיל כדי להבין ולמנוע עומס נפח חריף.
עומס נפח חריף, מצב המאופיין בעלייה פתאומית ומוגזמת בנפח נוזלי הגוף, הוא דאגה רפואית קריטית המצדיקה מחקר מקיף1. זה קשור לעתים קרובות עם החייאה אגרסיבית ו / או לא מתאימה נוזלים, עירוי דם, תחלואה נלווית כגון אי ספיקת לב ואי ספיקת כליות. זה יכול להוביל לתחלואה קשה וסבירות מוגברת לתמותה 1,2,3. למרות חשיבותה הקלינית, הפתופיזיולוגיה של עומס נפח חריף נותרה מובנת היטב 3,4. יתר על כן, היעדר קריטריונים ספציפיים לאבחון ואסטרטגיות ניטור יעילות מדגיש עוד יותר את הצורך בחקירה מדעית קפדנית. חקר עומס יתר חריף של נפח הוא לא רק חיוני לשיפור התוצאות של המטופלים, אלא גם לקידום ההבנה שלנו של הפיזיולוגיה האנושית. הוא מספק הזדמנות ייחודית לחקור את מנגנוני ההומאוסטזיס הנוזליים של הגוף ואת תגובותיהם ללחץ קיצוני1. מחקרים שבדקו טיפול מכוון מטרה בנוזלים (GDFT) למניעת החייאה ליברלית של נוזלים ולקידום גישת החייאה מכוונת מטרה יותר הדגימו שיפור בתחלואה ובתמותה במסגרות פריאופרטיביות ובאלח דם 1,3,4. מחקרים אלה השתמשו במגוון מכשירים לניטור מצב הנפח, כולל צנתרים ורידיים מרכזיים עם מדידות לחץ ורידי מרכזי, ScVO2, מדידות לקטט בקו העורקי, מדידות נפח שבץ / תפוקת לב באמצעות דופלר טרנס-ושט, דילול ליתיום, תפוקת לב של דילול ליתיום, ניתוח קווי מתאר של דופק עורקי, עכבה ביולוגית חשמלית של בית החזה ודילול תרמו-ריאתי 1,3,4,5 . הגישות המרובות המשמשות להערכת מצב הנפח, כל אחת עם מגבלות דיוק ושימושיות, מצביעות על כך שיש מקום לשיפור משמעותי ב- GDFT על ידי שיפור הערכת נפח תוך וסקולרית 3,4.
מודלים חזיריים התגלו ככלים בעלי ערך רב במיוחד בחקר הפיזיולוגיה הקרדיווסקולרית האנושית6. הדמיון האנטומי והפיזיולוגי בין מערכות לב וכלי דם חזיריות ואנושיות, כגון גודל הלב, האנטומיה הכלילית והפרמטרים המודינמיים, הופכים את החזירים למודלים אידיאליים למחקר תרגומי6. יתר על כן, חזירים מפגינים תגובה דומה לעומס נפח כמו בני אדם, מה שהופך אותם למודלים מצוינים לחקר הפתופיזיולוגיה של עומס נפח חריף והיעילות של התערבויות טיפוליות שונות 7,8. השימוש במודלים חזיריים מאפשר גם איסוף של נקודות נתונים איכותיות ומפורטות, כגון מדידות המודינמיות בזמן אמת ודגימות רקמות, שלעתים קרובות אינן ניתנות להשגה במחקרים בבני אדם7. עליונות זו של נקודות נתונים מספקת הבנה מקיפה יותר של עומס נפח חריף, אשר בסופו של דבר יכול לתרום לפיתוח אסטרטגיות ניטור ומניעה יעילות יותר.
השימוש במודלים של חזרזיר בחקר עומס נפח חריף הוא בעל חשיבות עליונה, במיוחד לאור מיעוט מחקרי הילדים בתחום זה. חזרזירים, עם הדמיון הפיזיולוגי וההתפתחותי שלהם לתינוקות אנושיים, מספקים מודל שלא יסולא בפז, כמו עמיתיהם הבוגרים, להבנת אוכלוסיית הילדים 9,10,11. למרות השכיחות הגבוהה של מצבי עומס נפח בחולים ילדים, כגון אלה הקשורים למחלות לב מולדות או התערבויות טיפול נמרץ, המחקר בתחום זה היה מוגבל במידה ניכרת, במיוחד כשמדובר במודלים של בעלי חיים המייצגים במדויק תינוקות אנושיים 5,12,13. שימוש במודלים של חזרזיר יכול לעזור לגשר על פער זה, ומציע תובנה לגבי הפתופיזיולוגיה הספציפית לילדים של עומס נפח חריף והיעילות של אסטרטגיות טיפוליות פוטנציאליות 7,11.
כתב יד זה מתאר שיטה של שימוש בעירוי מתמשך של תמיסה גבישית ישירות לווריד הצוואר החיצוני של חזירים בוגרים וילדים כאחד כדי לגרום לעומס נפח חריף ולחקור את ההשפעות ההמודינמיות של שינויי נפח כאלה על נקודות נתונים היקפיות ומרכזיות נפוצות המשמשות לניטור מצב נפח. שיטה מתוארת זו צריכה לשמש כלי רב ערך כדי לסייע למדענים עתידיים לחקור את המנגנונים הפתופיזיולוגיים הבסיסיים של עומס נפח חריף ולהעריך שיטות ניטור וחידושים פוטנציאליים מעולים.
פרוטוקול המחקר אושר על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים באוניברסיטת ונדרבילט (פרוטוקול M1800176-00) ודבק בקפדנות בהנחיות המכון הלאומי לבריאות לטיפול ושימוש בחיות מעבדה. חזירי יורקשייר זכרים ונקבות במשקל של כ-40-45 ק"ג ו-4-10 ק"ג משמשים בניסוי זה. הגישה הנוכחית אינה כוללת בדיקה למצבים רפואיים קיימים בחזיר המוזמן. מתוך הכרה בכך שנוהג זה עלול להשפיע או לטשטש את התוצאות הרצויות, חשוב לציין כי, על פי המידע של הספק, הסבירות להתערבות כזו נמוכה. ההגבלה מוכרת ומקובלת כהיבט אינהרנטי של ההליך.
1. הרדמה ואוורור
2. מיקום מכשיר קנולציה וניטור
3. ניהול אמצעי אחסון
4. המתת חסד הן לחזירים בוגרים והן לחזירונים
נתוני הפיילוט המייצגים הראשוניים לאחר ניתוח רגרסיה ליניארית עבור מודל החזירים הבוגרים הדגימו ליניאריות לניהול נפח בשמונת החזירים הראשונים (איור 2). בעוד שנקודות נתונים רבות אחרות, ונפח מעבר ל-2.5 ליטר, נמדדו במהלך ניסוי זה, נתונים אלה מייצגים את הניתוח עד ?...
ישנם שני שלבים קריטיים בפרוטוקול זה. ראשית, הכרחי לקחת זמן כדי להשיג קנולציה מתאימה ולהבטיח את המיקום של ניטור המודינמי / נפח. הן בדגמים למבוגרים והן בדגמי חזרזיר, יש צורך בחיתוך כירורגי כדי לסדר את כלי הדם הנדרש כראוי ולהציג את הצנתר הנדרש. גישות מונחות אולטרסאונד מלעורי...
אין גילויים ספציפיים לנושאי דוח זה. קייל הוקינג, PhD, הוא מייסד, מנכ"ל ונשיא VoluMetrix וממציא על קניין רוחני בתחום ניתוח צורות גל ורידי שהוקצה לאוניברסיטת ונדרבילט ומורשה ל- VoluMetrix. קולין ברופי, MD, הוא מייסד ומנהל מערכות מידע של VoluMetrix וממציא של קניין רוחני בתחום ניתוח צורות גל ורידי שהוקצה לוונדרבילט ומורשה ל- VoluMetrix. ברט אלביס, MD, CMO והוא ממציא קניין רוחני בתחום ניתוח צורות גל ורידי שהוקצה לוונדרבילט ומורשה ל- VoluMetrix ונשוי לסמנכ"ל התפעול של VoluMetrix. לשאר המחברים אין גילויים לדווח.
המחברים רוצים להודות לד"ר חוסה א. דיאז, ג'יימי אדקוק ומרי סוזן פולץ ולמעבדת האור S.R. במרכז הרפואי של אוניברסיטת ונדרבילט על הסיוע והתמיכה. תודה מיוחדת נוספת לג'ון פולין ולשאר אנשי הזלוף של המרכז הרפואי האוניברסיטאי ונדרבילט ותלמידיהם על עזרתם במחקר זה. עבודה זו נתמכה על ידי מענק מהמכון הלאומי ללב, ריאות ודם של המכונים הלאומיים לבריאות (BA; R01HL148244). התוכן הוא באחריותם הבלעדית של המחברים ואינו מייצג בהכרח את הדעות הרשמיות של המכונים הלאומיים לבריאות.
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.) |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved