Monitorização hemodinâmica invasiva da hemodinâmica da artéria aórtica e pulmonar em um grande modelo Animal de SDRA

Resumo

Apresentamos um protocolo de criação de disfunção ventricular direita em um modelo de porco através da indução de SDRA. Demonstramos que a monitorização invasiva da esquerda e da direita de débito cardíaco ventricular usando fluxo de sondas ao redor da aorta e a artéria pulmonar, bem como medições de pressão arterial na aorta e artéria pulmonar.

Resumo

Uma das principais causas de morbidade e mortalidade em pacientes com insuficiência cardíaca é a disfunção do ventrículo direito (RV), especialmente se é devido a hipertensão pulmonar. Para uma melhor compreensão e tratamento desta doença, Monitorização hemodinâmica precisa dos parâmetros de ventrículo direito e esquerdos é importante. Por esta razão, é essencial estabelecer modelos de porco experimental de hemodinâmica cardíaca e medições para efeito de pesquisa.

Este artigo mostra a indução de SDRA usando ácido oleico (OA) e consequente disfunção ventricular direita, bem como a instrumentação de suínos e o processo de aquisição de dados que é necessário para avaliar parâmetros hemodinâmicos. Para atingir a disfunção ventricular direita, usamos ácido oleico (OA) para causar SDRA e isto acompanhado com hipertensão arterial pulmonar (HAP). Com este modelo de PAH e disfunção ventricular direita consecutiva, muitos parâmetros hemodinâmicos podem ser medidos, e carga de volume ventricular direita pode ser detectada.

Todos os parâmetros vitais, incluindo a taxa respiratória (RR), frequência cardíaca (FC) e a temperatura do corpo foram gravados ao longo de todo o experimento. Parâmetros hemodinâmicos, incluindo pressão de artéria femoral (FAP), pressão da aorta (AP), pressão de ventrículo direito (pico final sistólica, sistólica e diastólica de ventrículo direito final), pressão venosa central (PVC), pressão de artéria pulmonar (PAP) e pressão arterial esquerda (LAP) foram medidos, bem como parâmetros de perfusão, incluindo crescente fluxo da aorta (AAF) e fluxo da artéria pulmonar (PAF). Foram realizadas medidas hemodinâmicas usando transcardiopulmonary termodiluição para fornecer o débito cardíaco (CO). Além disso, o sistema de PiCCO2 (Pulse Contour cardíaca saída sistema 2) foi usado para receber parâmetros tais como a variação de volume de curso (SVV), pulso variação de pressão (PPV), bem como água extravascular pulmonar (EVLW) e o volume diastólico final global (GEDV). Nosso procedimento de controlo é adequado para detectar a disfunção ventricular direita e monitorização hemodinâmicos resultados antes e após a administração de volume.

Introdução

Disfunção ventricular direita (RV) é das principais causas de morbidade e mortalidade em pacientes com insuficiência cardíaca¹, especialmente se a causa é a hipertensão pulmonar². O RV bombeia sangue para o sistema de baixa resistência pulmonar, que é normalmente associado com alta conformidade. Portanto, o RV é caracterizada por pressão sistólica de pico baixo. Ele também gera um sexto o trabalho de curso, em comparação com o ventrículo esquerdo (LV)³. Devido ao seu músculo mais fino, o RV é muito vulnerável a uma mudança no pré e pós-carga^4,5. As fases de isovolumic de contração e relaxamento durante a sístole e a diástole no trailer não são tão distintas como a LV. O exame do ventrículo direito e esquerdos parâmetros hemodinâmicos é altamente importante na terapia de criticamente doentes com coração bem aguda aflição^4,7, porque falha RV aumenta significativamente a mortalidade a curto prazo ⁶.

Pré-carga parâmetros como a pressão venosa central (CVP) e parâmetros de pré-carga ventriculares esquerdos como pressão de encravamento capilar pulmonar (PECP) tem sido usados por um longo tempo para determinar o status do volume de pacientes. Ultimamente, ficou demonstrado que esses parâmetros sozinhos não são adequados para detectar a necessidade de um paciente de fluidos^8,9,10. Reconhecendo responsividade fluida é essencial para detectar e tratar volume privação e volume de sobrecarga em pacientes com disfunção de RV. Evitando a sobrecarga de volume é essencial para diminuir a mortalidade e o tempo de permanência de unidade de terapia intensiva (UTI) nesses pacientes.

Com este estudo, estabelecemos um modelo de porco de disfunção ventricular direita consistente e replicável. Devido a sua semelhança com os humanos, é necessário estabelecer consistentes e reproduzíveis grandes animais modelos experimentais de hemodinâmica cardíaca e medições para efeito de pesquisa.

Protocolo

Este julgamento experimental em perspectiva com 21 anestesiados masculinos e femininos suínos domésticos (landrace alemão) na idade de 3-6 meses com peso entre 45-55 kg foi aprovado pela Comissão governamental sobre os cuidados e uso de animais da cidade de Hamburgo ( Reference-No. 18/17). De acordo com as diretrizes de chegada, todos os experimentos foram realizados e todos os animais receberam cuidados em conformidade com o "Guia para o cuidado e o uso de animais de laboratório" (publicação de NIH n º 86-23, 1996 revisada)¹¹.

1. fluxo sonda calibração de dois pontos

1. Coloque sondas de fluxo em água desionizada e conectar a sonda ao sistema de sonda de fluxo Transônico, colocando a ficha para o módulo de fluxo perivascular.
2. Abra o software de análise de dados (ex., LabChart-8).
3. Para uma calibração de dois pontos, inicie uma medição, definindo o sistema de sonda de fluxo para Zero e depois de alguns segundos a escala.
4. Na janela de software análise de dados, vá para Conversão de unidades e escolher dois pontos de calibração. Marca uma linha de base para definir como zero. Em seguida, marcar uma área com 10 L/min e definido como 1 V como um valor predefinido.
5. Repita o procedimento para a outra sonda.

2. calibração de cateter millar

1. Antes do ajuste e calibração, pre-mergulhe a ponta do cateter na água morna da temperatura corpo estéril por 30 min.
2. Conecte o cateter Millar o amplificador em ponte, colocando a ficha no módulo amplificador de ponte.
3. Inicie o software de análise de dados.
4. Coloque a ponta do cateter na ferramenta pneumática truncatura, defina o valor como 0 mmHg e iniciar uma medição clicando Iniciar no programa.
5. Manter a medida de execução e definir a ferramenta pneumática e ajuste a 100 mmHg. Pare a medição clicando em parar.
6. Executar o software de análise de dados pressionando Iniciar e pressione parar. Clique em amplificar na janela da ponte e escolher unidades. Defina a linha de base de 0 a 100 mmHg, de acordo. De acordo com o valor predefinido para a calibração que fornece o software, o cateter é agora calibrado para todas as pressões do corpo.
7. Repita o procedimento para o outro cateter Millar.

3. preparação do porco

1. Medicar o porco pela injeção de 20 mg/kg de Ketanest, 4 mg/kg de Azaperon e Midazolam de 0,1 mg/kg por via intramuscular e coloque uma linha IV 20 G em uma veia do ouvido.
2. Adesivos de lugar ECG a sonda no peito e oxigênio na cauda.
3. Administrar oxigênio puro (15 – 18 L/min) através do nariz do porco usando uma máscara e cirurgicamente, prepare-se para baixo para a traqueia.
4. Colocar um laço em torno da traqueia, usar um bisturi (lâmina 11) para fazer uma incisão na traqueia e coloque um tubo de Mallinckrodt 8,5 nele por uma via aérea segura. Fixe o tubo com o loop predefinido e fechar a pele com suturas.
5. Começa a anestesia com sevoflurano usando um MAC de 0,9 (em porcos adolescentes equivalentes a uma concentração de endexpiratory de 2.0%) e infusão de 0,01 mg/(kg∙h) fentanil. Iniciar ventilação mecânica com um volume corrente de 10 mL/kg, uma taxa de 14/min, e acabar com um positivo pressão expiratória (PEEP) de 7 mmHg. Defina a taxa de oxigênio inspiratória (fiO₂) de 0,3. Após 10 min a profundidade da anestesia é profunda o suficiente para realizar a cirurgia com segurança. Sem elevação de RH e BP deve ser detectada.
6. Manter o balanço hídrico, a taxa de volume basal de 10 cristalloid de mL/(kg∙h), usando uma bomba de infusão.
7. Limpe delicadamente a pele do porco usando água de sabão. Use uma solução de desinfecção de pele contendo iodo-povidona para diminuir a contaminação da pele.

4. as medições do parâmetro vital

1. Use um ultra-som para inserir um termistor de F 5 ponta de cateter arterial na artéria femoral direita, uma bainha de introdução 8 F em artéria femoral esquerda, um cateter venoso central e uma bainha de introdução 8 F na veia jugular (Figura 1).
2. Lugar a colocação de cateter através de de técnica de Seldinger¹².
   1. Coloque uma agulha no vaso alvo sob visão do ultra-som.
   2. Coloque um fio através da agulha no vaso, verificar a correcta colocação do fio usando o ultra-som e manter o fio no vaso durante todo o processo. Retire a agulha e coloque um dilatador sobre o fio.
   3. Com uma pressão suave, colocar o dilatador através da pele para o recipiente usando o fio como orientação. Retire o dilatador, colocar o cateter sobre o fio, certifique-se que a extremidade do fio é visto na extremidade do cateter e o local do cateter dentro do vaso.
   4. Retire o fio puxando-a delicadamente fora o cateter.
3. Inserir um cateter de artéria pulmonar (PAC) 7F 8F bainha introdutora e colocá-lo no trailer. Se necessário para tomar misturado com amostras de gás do sangue venoso, introduza o PAC ainda mais o PA até uma curva de artéria pulmonar é mostrada para o monitor e puxar de volta depois de receber as amostras.
4. Insira o primeiro cateter Millar-ponta do 8F introdutor na artéria femoral esquerda e colocando-o na aorta.
5. Realizar uma mini laparotomia (aproximadamente 5 a 10 cm é o suficiente) acima da sínfise púbica, usando o eletrocautério para preparar até o linea alba.
   1. Abra o linea alba com tesoura e puxe para fora da bexiga muito suavemente.
   2. Colocar uma sutura em bolsa na bexiga usando uma sutura 3/0 e fazer uma incisão na bexiga com um bisturi (lâmina 11).
   3. Inserir um cateter urinário na bexiga, insufle o balão do cateter com água e fixe-a com a sutura em bolsa. Feche o abdômen com uma sutura 3/0.

5. cirúrgica preparação do coração

1. Antes de abrir o peito aumentar o fiO₂ 1.0 e administrar 0,1 mg kg(-1) pancurônio inicial bolus intravenoso¹³.
2. Execute uma esternotomia mediana.
   1. Use o eletrocautério para preparar até o esterno. Delicadamente, disse o esterno do tecido circundante antes dividindo o osso com uma serra oscilatória.
   2. Use o eletrocautério para reduzir o sangramento e selar com cera para osso esterno. Coloque um propagador de costela esternal entre as duas metades do esterno aberto e amplamente Abra o baú, tanto quanto necessário para cirurgia de torcer o punho no dispositivo.
3. Abrir o pericárdio delicadamente, usando uma tesoura e pinça e corrigi-lo para a pele com uma sutura 2/0.
4. Disse a pulmonar e a artéria ascendente aorta com muito cuidado para evitar sangramento. Coloque cuidadosamente as pontas de ultra-som fluxo ao redor de ambas as artérias, respectivamente (Figura 2).
5. Coloque 2 suturas de sequência de caracteres de bolsa na artéria pulmonar, usando uma sutura de 5/0. Use um bisturi (lâmina 11) para fazer uma pequena incisão (aproximadamente 1 mm) no meio os cordões do ponto e coloque o Millar cateter na artéria pulmonar antes de fixá-lo (Figura 3).
6. Cuidadosamente fixar o LAA e coloque 2 suturas de sequência de caracteres de bolsa dentro dele usando uma sutura 4/0. Faça uma pequena incisão e colocar um cateter venoso central para o átrio esquerdo, antes de fixá-lo usando as suturas de sequência de caracteres de bolsa (Figura 3).
7. Feche o pericárdio por sutura uma luva estéril para ele, para manter a confiança de hemodinâmica (Figura 4). Executar o fechamento esternal com fios e fechar a pele com uma sutura 3/0.

6. avaliação e aquisição de dados

1. Comece cada medição com 2 min de AO e medições de fluxo do PA, bem como as medições de pressão AO e PA usando o software de análise de dados, clicando o botão de Iniciar e parar no programa.
2. Execute transcardiopulmonary termodiluição para fornecer o débito cardíaco (CO), bem como a variação de pressão de pulso (PPV) e variação de volume de curso (SVV) usando o sistema de PiCCO2. Para iniciar a medição, clique o TD | Iniciar.
3. Consecutivos injetar 15 mL de soro fisiológico frio de 10 ° C em um termistor na linha venosa central em veia jugular por termodiluição em cada etapa de medição por três vezes.
4. Tome uma amostra de gás central e arterial, venosa e mista sangue venoso após cada etapa de medição de termodiluição de transcardiopulmonary.

7. otimizando o volume

1. Depois de uma medida de referência M0 (etapas 6.1 – 6.4) de todos os parâmetros, administre um volume de carga passo usando 5ml/kg de infusão coloidal (Voluven) usando uma bomba de infusão que está conectada à linha venosa central.
2. Depois de 5 min de equilibração, inicie outra etapa de medição M1 (etapas 6.1 – 6.4). Se o débito cardíaco recém-gerado medido por termodiluição usando o PICCO2 sistema (ver passo 6.2-6.3) não aumenta em comparação com o CO medido anteriormente pelo menos 10%, começa outro volume carregando step (passo 7.1).
3. Continue com etapas de carregamento e equilíbrio de volume até há não mais aumento no CO de mais de 10%. Agora, um status de fluido equilibrado é alcançado.

8. indução de SDRA com Disfunção Ventricular direita

1. Aumente o fiO₂ pelo menos 0.5 a 0.8 conforme necessário para manter uma spO₂ pelo menos 90%.
2. Induzir uma SDRA com disfunção ventricular direita consecutiva por infusão de ácido oleico (OA) (0,03 – 0,06 mL/kg para cerca de 2 h).
3. Use a administração contínua de adrenalina usando um perfusor (3 mg de adrenalina em 50 mL de solução salina) para manter a Hemodinâmica estável. Aumente a taxa de infusão conforme necessário para manter uma pressão arterial média de 50 mmHg.
4. Adicionar cálcio, magnésio e antiarrítmicos (1% Lidocain) conforme necessário durante a infusão de OA para manter um ritmo sinusal estável.

9. otimizando o volume

1. Após a indução de leve a moderada SDRA, execute outra medição de todos os parâmetros (M2) completando etapas 6.1 – 6.4.
   Nota: Agora, encontra-se o modelo de linha de base para as medidas hemodinâmicas na SDRA em um modelo de porco. Para outras investigações na responsividade de volume na SDRA e disfunção ventricular direita começar a reduzir a carga de volume por tomar tanto sangue como necessidade por protocolo ou aumentar o volume de carga, adicionando uma quantidade definida de infusão.

10. finalização

1. Depois de terminar as medições euthanize os porcos enquanto sob anestesia por injeção de cloreto de potássio de 1mmol/kg por via intravenosa.

Resultados

Nosso modelo de animais mostra uma ampla variedade de parâmetros hemodinâmicos em porcos. Devido à sua semelhança no tamanho e hemodinâmica, um pode facilmente usar o exato mesmo equipamento utilizado em seres humanos para obter resultados semelhantes. No entanto, valores de anestesia são baseadas na experiência e pode mudar com base no peso / idade / tensão de porco.  Um veterinário deve ser consultado para avaliar o plano anestésico.

Discussão

SDRA, complicada por hipertensão pulmonar, é uma doença muito letal. Para pacientes que sofrem desta condição, mais informações sobre o tratamento são necessárias. Quando trabalhando e pesquisando com criaturas vivas, é muito importante ser tão sensível quanto possível. Neste caso é necessário reunir o máximo de informações possíveis em um experimento.

Existem alguns passos cirúrgicos críticos em um modelo de coração aberto-batendo assim. Para não usar porcos desnecessa...

Materiais

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