急性呼吸窮迫症候群のためのモデルとして豚のオレイン酸注入

要約

この記事ではオレイン酸の中央静脈注射による豚の急性肺傷害を誘発するプロトコルを提案します。これは急性呼吸窮迫症候群 (ARDS) を研究するための動物モデルを確立です。

要約

急性呼吸窮迫症候群は、2.2% と集中治療室患者の 19% の間で及ぶ発生率と関連する集中治療病気です。最後の十年にわたって治療が進歩したにもかかわらず、ARDS 患者はまだ 35 と 40% の間の死亡率を苦しみます。まだ、ARDS の患者の結果を改善するためにさらなる研究の必要性があります。1 つの問題は、急性呼吸窮迫症候群の複雑な病態をまねることができる単一の動物モデルがないが、それのさまざまな部分を勉強するいくつかのモデルが存在します。オレイン酸注入 (OAI)-誘発肺傷害は換気戦略を研究するための確立されたモデル動物における肺力学と換気/血流分布。OAI は、大幅な低下ガス交換肺力学の劣化と歯茎硬キャピラリー ・ バリアの破壊につながります。このモデルの欠点は、このモデルのより小さい動物モデルを中心に挑戦する中心静脈アクセスの必要性論争機構の関連性です。概要、OAI による肺の損傷は小規模および大規模な動物で再現可能な結果をもたらす、それ故に ARDS を勉強の最適モデルを表します。それにもかかわらず、さらなる研究が ARDS のすべての部分を模倣し、今日ある別のモデルに関連付けられている問題を欠いているモデルを見つけることが必要です。

概要

急性呼吸窮迫症候群 (ARDS) は広く研究されています最初の説明から約 50 年前集中治療症候群¹。この研究の病態生理の理解につながった、ARDS 患者ケア向上と結果^2,3の結果の開発を引き起こします。それにもかかわらず、ARDS の患者の死亡率の約 35-40% と非常に高いまま^4,5,6。ICU 入試の約 10% および機械的人工換気を必要とする ICU 患者の 23% は ARDS のためという事実は、この分野における更なる研究との関連を強調します。

動物モデルは、病態生理学的変化と異なった種類の病気のための潜在的な治療法を検討する研究で広く使用されます。ARDS は複雑であるためこの疾患を模倣する単一の動物モデルですが⁷のさまざまな側面を表す別のモデルがありません。1 つの確立されたモデルは、オレイン酸注入 (OAI)-肺傷害を誘発します。このモデルは、さまざまな動物、羊¹²犬¹¹、豚¹⁰ラット⁹マウス⁸などに使用されています。オレイン酸は不飽和脂肪酸と健康な人間の¹³体の最も一般的な脂肪酸です。人間の脂肪組織や細胞膜プラズマ¹³の存在です。¹³血流を介して運ばれながら生理、それはアルブミンにバインドされます。血流中の脂肪酸の増加されたレベルは異なる病態と血清脂肪酸レベル¹³でいくつかの疾患の相関の重要度に関連付けられます。オレイン酸 ARDS モデルは、外傷患者¹⁴に見られるように脂質塞栓による ARDS を再現する試みで開発されました。オレイン酸は、肺¹³とトリガーの好中球の集積のための¹⁵、炎症性仲介人の生産の¹⁶、および細胞死¹³生得免疫受容体に対する直接的な効果を持っています。生理的に、オレイン酸は急速に進んで低酸素血症、肺動脈圧と肺血管外水分の蓄積の増加を誘導します。さらに、低血圧、心筋抑制⁷を誘導します。このモデルの欠点は、中心静脈アクセスの必要性、不審な機械論的妥当性および急速な低酸素血症や心臓うつ病による潜在的な致命的な進行状況です。他のモデルに比べてこのモデルの利点は、小規模および大規模な動物、ARDS、オレイン酸の注入後の ARDS 急性発症の病態生理学的メカニズムの有効な再現性で使いやすさとを勉強することは、ARDS を分離ような全身性炎症なし、多くの他の敗血症は⁷をモデル化します。次の記事では、豚のオレイン酸による肺傷害の詳細な説明を与えるし、肺機能の妥協点の安定性を評価する代表的なデータを提供します。OAI による肺傷害のための異なるプロトコルがあります。プロトコルは、ここで確実に急性肺障害を誘発することが用意されています。

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プロトコル

ここで説明したすべての動物実験 (Landesuntersuchungsamt ラインラント = プファルツ、コブレンツ、ドイツ; 承認番号 G14-1-077) 機関および州動物の世話委員会によって承認されているし、のガイドラインに従って実施された、実験動物科学のヨーロッパおよびドイツの社会。27 29 kg、2-3 か月の年齢の麻酔雄豚 (sus イノシシ イエバエ) で実験を行った。

1. 麻酔、気管挿管および機械的人工換気

1. 誤嚥のリスクを軽減、ストレスを軽減する水への無料アクセスを許可するのに麻酔する前に 6 時間、食べ物を与えない。
2. 鎮静のため注入ケタミン (4 mg kg^-1) とアザペロン首には、(8 mg kg^-1) の組み合わせ、または豚の臀筋筋肉内注射 (20 G) 針動物動物のボックスの中。
   注意: は、動物を操作するときに手袋を使用します。
3. アルコールで局所を消毒後耳静脈の末梢静脈カテーテル (20 G) を挿入します。
4. フェンタニル (4 μ g kg^-1)、プロポ フォール (3 mg kg^-1) とアトラクリウムベシル (0.5 mg kg^-1) 麻酔導入の静脈内注入します。
5. 豚には、呼吸が停止したら、担架の上に仰臥位に配置し、包帯で固定します。
6. 耳のいずれか、または動物の尾にセンサーをクリップして末梢の酸素飽和度 (スポ₂) の監視を開始します。
7. 換気換気犬、サイズ 2、ピーク吸気圧力 20 cm H₂O 以下のマスクと豚、肯定的な終わり 5 cm H₂O, 14-16 最低の吸入気酸素分画 (FiO₂) 呼吸の呼気圧力 (のぞき見)1.0。
8. 電解質のバランスの取れたソリューションを持続注入を開始 (5 mLkg^-1 h^-1)、プロポ フォール (8-12 mg kg^-1 h^-1) とフェンタニル (0.1 0.2 mg kg^-1 h^-1) 麻酔を維持するために。
9. 、挿管の準備、動物に適した一般的な気管内チューブ (e.g。、25-30 kg、気管内チューブ内径 (ID) の 6-7 mm) 気管内チューブ イントロデューサーと Macintosh ブレード 4 一般的な喉頭鏡で武装します。
   注: 2 人、挿管を考えるのために必要です。
10. 人 1: 片方の手で舌を抜くし、背側の鼻を押します。
11. 人 2: 喉頭鏡を挿入し、喉頭蓋が見えてくるまで、いつものように進みます。
12. 声帯を視覚化する腹側喉頭鏡を引き出します。
    注: 時々 喉頭蓋「スティック」柔らかい口蓋へ。この場合、管の先端でそれを動員します。
13. 声帯からチューブを挿入し、イントロデューサーを抜きます。
14. 10 ml の空気を注射器でチューブのカフをブロックします。
15. 人工呼吸器のチューブを接続します。
16. カプノグラフィーと両肺聴診の等しい換気二酸化炭素 (CO₂) の正規の呼気によるチューブの適切な位置を確認します。
17. 機械的人工換気を開始 (一回換気量 FiO₂ 94-98¹⁷、呼吸終末二酸化炭素 (etCO 潮汐圧を維持する間末梢の酸素飽和度 (スポ₂) を保つために、肯定的なのぞき見 5 cm H₂0 6 8 mL/kg₂) 35-45 mmHG の間)。

2. 計装

1. 必要な船を catheterizing の大腿骨領域の上肌をストレッチするために包帯で後肢を撤回します。
2. 3 イントロデューサー シース、セルジンガー針、10 mL シリンジ 5 mL シリンジを準備 (5 Fr、6 Fr、8 Fr) 3 ポートと中心静脈カテーテル、ガイドワイヤーで (7 Fr、30 cm) ガイドワイヤーと肺動脈カテーテル (7, 5 Fr 110 cm)。
3. 気前よく皮膚消毒拭き手法を適用することで大腿骨領域を消毒します。
4. 完全に生理食塩水をカテーテルを塗りつぶします。
5. 右鼠径靱帯と大腿血管スキャン超音波プローブを配置します。
6. 長い軸の大腿動脈を完全に視覚化するプローブ 90 ° を回します。
7. インライン超音波可視化の下で右の大腿動脈を cannulate、セルジンガー針。
   注意: 超音波の有無、血管アクセスする異なる方法があります。超音波ガイド下の血管穿刺は、このモデルの必要はありません。
8. 鮮やかな血が流れ出るを脈動、指導ワイヤーを導入する、針を撤回します。
9. 大腿静脈を視覚化し、針とラインで超音波可視化と連続吸引の下静脈を cannulate します。
10. 静脈血が aspirable と、注射器を外し、指導ワイヤーを挿入します。
11. 針を撤回します。
12. 超音波で線の位置を確認します。
13. 動脈のイントロデューサー シースを挿入 (5 Fr) と (Seldinger の手法の詳細については、公開方法¹⁸を参照してください) のセルジンガー法による中心静脈カテーテル。
14. 反対側の動脈、静脈穿刺を繰り返し、上記のように Seldinger´s 技術を用いたイントロデューサー シースを挿入 (動脈 6 Fr、静脈の 8 Fr)。
15. 監視装置に適したトランスデューサー システムに動脈イントロデューサ シースと中心静脈カテーテルを接続します。
16. 大気中に 3 つの方法活栓を開いて、雰囲気 (ゼロ) に対して侵襲的モニタリングを調整し、モニターのすべてをゼロを押します。
17. 血行動態を測定する 3 活栓を戻す。
18. 血行動態を監視を開始します。
19. 右心房の高さにすべての圧力トランスデューサーを配置します。
20. プロポ フォールの投与を切り替える (8-12 mg kg^-1 h^-1) とフェンタニル (0.1 0.2 mg kg^-1 h^-1) 麻酔を維持するために中心静脈ラインのポートの 1 つに。

3 酸素分圧 (pO₂) の超高速測定

注: pO₂超高速 pO₂プローブの測定-測定は義務ではありませんが、pO2 にリアルタイムの変更を可視化することができます。

1. ソフトウェアNeoFox ビューアーを開き、[オプション] をクリックします。
2. 校正タブを選択し、オープン校正ボタンをクリックします。
3. 校正ファイルを選択し、開くとダウンロード] をクリックします。
4. はいをクリックしてポップアップ ウィンドウを確認します。
5. オプションダイアログを開きます。
6. 一点校正を校正タブを選択してクリックします。
7. 温度フィールドにフィールド酸素は21%温度を入力します。
8. 使用現在タウとダウンロードをクリックします。その後、はいをクリックしてポップアップ ウィンドウを確認します。
9. PO₂左動脈イントロデューサー シースからの超高速測定用のプローブを挿入します。

4. 肺動脈カテーテルを挿入します。

1. 損傷の肺動脈カテーテルのバルーンを確認してください。
2. 監視装置に適したトランスデューサー システムに接続します。
3. 雰囲気とモニターには「 0 」を押してください。 3 つの方法活栓を開いて、肺動脈圧の雰囲気 (0) に対して監視を調整します。
4. 肺動脈圧を測定する 3 つの方法活栓を引き返します。
5. 肺動脈圧の監視を開始します。
6. 左静脈イントロデューサー シース (バルーンのデフレート) を介して肺動脈カテーテルを挿入します。
7. 肺動脈カテーテルは、イントロデューサー シースを通過した、空気の 1 mL と、バルーンを膨らませます。
8. 肺動脈カテーテルを進める、典型的な波形 (静脈、右心房、右心室、肺動脈、肺毛細血管楔入圧) を監視します。肺動脈カテーテルのすべてのポートを通じて血液を吸引する可能性がある場合は、バルーンとチェックを縮小します。
   注: 肺動脈カテーテルを挿入する方法の詳細な手順は、以前の文書¹⁹を参照してください。

5. 肺傷害の誘導

1. オレイン酸溶液を調製: 0.1 mL kg^-1オレイン酸 20 mL の注射器し、3 方法活栓に接続します。
2. 別の 20 mL シリンジに血液 2 mL を取る、生理食塩水を両方シリンジ 20 mL の合計ボリュームに追加します。
3. 3 方法活栓にも 2 回目の注射器を接続します。
   注意: は、オレイン酸を使用して場合、手袋、眼の保護を使用します。
4. ボーラス注入 (10 μ G/ml)、連続的な注入では、ノルエピネフリン (0.1 mg/mL) を準備します。
5. 中心静脈カテーテルのポートの 1 つにそれを起動することがなくノルエピネフリン注射器のポンプを接続します。
6. 超高速 pO₂を開始-測定。
7. 肺傷害の誘導の前にすべての関連するパラメーターの値 (基準) を記録します。
8. 1.0 F_私O₂を設定し、肺リクルートメント手技を行います (プラトー圧 40 cm H₂O 10 s)。
9. 3 方法活栓を肺動脈カテーテルの近位のポートに接続します。
10. 他のすべての時間を混合し、3-方法-活栓経由に 1 つの注射器からそれを繰り返し注入して徹底的にオレイン酸と血液/生理食塩水の混合物を混ぜます。
11. 均一なエマルジョンは、エマルジョンの 2 mL を注入され、混合を続行します。
    注: 混合を停止すると、乳剤が、親油性と親水性の部分に分けることができます。
12. 密接にオレイン酸の注入後血行動態を監視し、手元のノルエピネフリンを維持します。必要に応じて、ボーラス注入 (10-100 μ g) または平均血圧 60 mmHg 以上を保つために継続的な注入とノルエピネフリンを与えます。
13. ソリューションごとの 3 分の 2 mL の注入、動脈の酸素分圧 (パオ₂) までを繰り返す/FiO₂-比が 200 mmHg 以下です。
14. 注射器がパオ₂/FiO₂の前に空の場合-比は 100 と 200 の mmHg の間、手順 5.1 2 より多くの注射器を準備します。
15. 30 分待って、パオ₂/FiO₂の再評価-比。まだ 200 mmHg、手順を繰り返します 5.5-5.8 までパオ₂/FiO₂-100 と 200 の mmHg の間比が落ちる。
16. 場合はパオ₂/FiO₂-比は 100 と 200 の mmHg の間、30 分待って、もう一度確認します。
17. それは 200 mmHg 以下永続的実験/治療を開始、それ以外の場合手順 5.1 2 より多くの注射器を準備し、手順 5.5 5.9 を繰り返します。
18. ARDS ネットワーク²⁰からの提案によると換気を設定します。

6. 実験と安楽死の末

1. 深い麻酔では動物を安楽死さらに継続的な麻酔とプロポ フォールの 5 分注入 200 mg と 40 モルの塩化カリウムを待つフェンタニル 0.5 mg を注入。

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結果

パオ₂/FiO₂-オレイン酸 (図 1) の分別されたアプリケーション後比率が減少します。提示における 0.185 ± 0.01 ml kg^-1オレイン酸肺傷害の誘導の必要があります。すべての動物を示した肺損傷、それ以上の時間での品種の誘導後障害酸素コース。1 と 3 は動物、ほとんど変動が; 1 つのレベルにとどまっています。動物 2、4 の動?...

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ディスカッション

この資料では、重症 ARDS のさまざまな側面を研究するためのモデルとしてオレイン酸による肺傷害の 1 つの方法について説明します。エマルジョン^{23,24,25,26,27,28 の異なる温度、異なる注射部位別エマルジョンと他のプロトコルもあります。 ...}

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資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
3-way-stopcock blue	Becton Dickinson Infusion Therapy AB Helsingborg, Sweden	394602
3-way-stopcock red	Becton Dickinson Infusion Therapy AB Helsingborg, Sweden	394605
Atracurium	Hikma Pharma GmbH , Martinsried	4262659
Canula 20 G	Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain	301300
Datex Ohmeda S5	GE Healthcare Finland Oy, Helsinki, Finland
Desinfection	Schülke & Mayr GmbH, Germany	104802
Endotracheal tube	Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia	112482
Endotracheal tube introducer	Rüsch	5033062
Engström Carestation	GE Heathcare, Madison USA
Fentanyl	Janssen-Cilag GmbH, Neuss
Gloves	Paul Hartmann, Germany	9422131
Incetomat-line 150 cm	Fresenius, Kabi Germany GmbH	9004112
Ketamine	Hameln Pharmaceuticals GmbH
Laryngoscope	Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia	671067-000020
Logical pressure monitoring system	Smith- Medical Germany GmbH	MX9606
Logicath 7 Fr 3-lumen 30cm	Smith- Medical Germany GmbH	MXA233x30x70-E
Masimo Radical 7	Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA
Mask for ventilating dogs	Henry Schein, Germany	730-246
Neofox Kit	Ocean optics Largo, FL USA	NEOFOX-KIT-PROBE
Norepinephrine	Sanofi- Aventis, Seutschland GmbH	73016
Oleic acid	Applichem GmbH Darmstadt, Germany	1,426,591,611
Original Perfusor syringe 50ml Luer Lock	B.Braun Melsungen AG, Germany	8728810F
PA-Katheter Swan Ganz 7,5 Fr 110cm	Edwards Lifesciences LLC, Irvine CA, USA	744F75
Percutaneous sheath introducer set 8,5 und 9 Fr, 10 cm with integral haemostasis valve/sideport	Arrow international inc. Reading, PA, USA	AK-07903
Perfusor FM Braun	B.Braun Melsungen AG, Germany	8713820
Potassium chloride	Fresenius, Kabi Germany GmbH	6178549
Propofol 2%	Fresenius, Kabi Germany GmbH
Saline	B.Braun Melsungen AG, Germany
Sonosite Micromaxx Ultrasoundsystem	Sonosite Bothell, WA, USA
Stainless Macintosh Size 4	Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia	670000
Sterofundin	B.Braun Melsungen AG, Germany
Stresnil 40mg/ml	Lilly Germany GmbH, Abteilung Elanco Animal Health
Syringe 10 mL	Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain	309110
Syringe 2 mL	Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain	300928
Syringe 20 mL	Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain	300296
Syringe 5 mL	Becton Dickinson S.A. Carretera Mequinenza Fraga, Spain	309050
venous catheter 22G	B.Braun Melsungen AG, Germany	4269110S-01