Name: halogenated agent delivery in porcine model of acute respiratory distress syndrome via an intensive care unit type device
Uploaded: 2020-09-24T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Halogenated Agent Delivery in Porcine Model of Acute Respiratory Distress Syndrome via an Intensive Care Unit Type Device at JoVE.com

Forfatterne vil takke de ansatte fra GreD, Université Clermont Auvergne og Centre International de Chirurgie Endoscopique (alle i Clermont-Ferrand, Frankrike).

Studieprotokollen ble godkjent av Animal Ethics Committee i den franske Ministère de l'Education Nationale, de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche (godkjenningsnummer 01505.03) før de ble registrert ved preclinicaltrials.eu (Pre-klinisk registeridentifikator PCTE00000129). Alle prosedyrer ble utført i Centre International de Chirurgie Endoscopique, Université Clermont Auvergne, Clermont-Ferrand, Frankrike, i samsvar med Animal Research: Reporting In Vivo Experiments (ARRIVE) retnin...

Denne artikkelen beskriver en reproduserbar eksperimentell modell av ARDS indusert av intratrakeal instillasjon av HCl hos grisene for å undersøke lungebeskyttende effekter av halogenerte volatiler, for eksempel sevofluran eller isofluran, levert ved hjelp av en bedøvelseskonserveringsenhet.
Hovedmålet med denne studien var å utvikle en eksperimentell modell av ARDS der flyktige midler kunne leveres av en bedøvelsesbevaringsenhet, for eksempel de som brukes hos intensivpasienter. Selv om...

Akutt respiratorisk nødsyndrom (ARDS) er en vanlig årsak til hypoksemisk respirasjonssvikt og død hos kritisk syke pasienter1. Den er preget av både diffuse alveolar epitel- og endotelskader, noe som fører til økt permeabilitet og lungeødem, endret alveolarvæskeclearance (AFC) og forverret respiratorisk nød2. Resorpsjonen av alveolarødem og utvinning fra ARDS krever epitelvæsketransport gjennom alveolene for å forbli intakt, noe som tyder på at en terapi som forbedrer AFC kan være nyttig3,4. Selv om lungebeskyttende ventilasjon og en restriktiv strategi for intravenøs væskebehandling har vist seg gunstig for å forbedre resultatene2,5, er de fortsatt forbundet med høy dødelighet og sykelighet6. Derfor er det et presserende behov for å utvikle effektive terapier for syndromet og for bedre å forstå de nøyaktige mekanismene som slike terapier kan fungere gjennom.
Halogenerte bedøvelsesmidler, som isofluran eller sevofluran, har blitt mye brukt til generell anestesi i operasjonsrommet. Sevofluran er forbundet med redusert betennelse i lungene til pasienter som gjennomgår thoraxkirurgi og med en reduksjon i postoperative lungekomplikasjoner, som ARDS7. Lignende resultater har blitt funnet i en metaanalyse av pasienter etter hjertekirurgi8. Halogenerte volatiler har også en bronkodilaterende effekt9,10 og kanskje noen egenskaper som beskytter flere organer, for eksempel hjertet8,11 og nyrene12,13,14. I det siste har det vært økende interesse for klinisk bruk av inhalerte bedøvelsesmidler som beroligende midler på intensivavdelingen. Både dyre- og menneskelige studier støtter de beskyttende effektene av forbehandling med halogenerte midler før langvarig iskemi i leveren15, hjernen16, eller hjertet11. Halogenerte midler har også potensielle farmakokinetiske og farmakodynamiske fordeler i forhold til andre intravenøse midler for sedasjon av kritisk syke pasienter, inkludert en rask utbrudd av handling og rask offset på grunn av liten opphopning i vev. Inhalerte halogenerte midler reduserer intubasjonstider sammenlignet med intravenøs sedasjon hos pasienter som gjennomgår hjertekirurgi17. Flere studier støtter sikkerhet og effekt av halogenerte midler i sedasjon av intensivpasienter18,19,20. I eksperimentelle modeller av ARDS forbedrer inhalert sevofluran gassutveksling21,22, reduserer alveolar ødem21,22, og demper både lunge- og systemisk betennelse23. Isofluran ameliorates også lunge reparasjon etter skade ved å opprettholde integriteten til alveolar-kapillær barrieren, muligens ved å modulere uttrykket av en nøkkel tett knutepunkt protein24,25,26. I tillegg hadde musemakrofager som ble dyrket og behandlet med isofluran bedre fagocytiske effekter på nøytrofiler enn makrofager som ikke ble behandlet med isofluran27.
Imidlertid forblir de nøyaktige biologiske veiene og mekanismene som står for lungebeskyttende egenskaper til flyktige bedøvelser stort sett ukjent til dags dato, og krever videre undersøkelse18. Ytterligere studier er også berettiget til å undersøke de nøyaktige effektene av sevofluran på lungeskade og for å verifisere om eksperimentelle bevis kan oversettes til pasienter. Den første randomiserte kontrollstudien fra teamet vårt fant at administrering av inhalert sevofluran hos pasienter med ARDS var forbundet med oksygeneringsforbedring og reduserte nivåer av både proinflammatoriske cytokiner og lungeepitelskademarkører, vurdert av plasma- og alveolarløselige reseptorer for avanserte glykasjonsendeprodukter (sRAGE)28 . Siden sRAGE nå betraktes som en markør for alveolar type 1 celleskade og en nøkkelformidler av alveolarbetennelse, kan disse resultatene antyde noen gunstige effekter av sevofluran på lungealveolar epitelskade21,29,30.
Bruk av halogenerte midler til inhalert intensivsedasjon har lenge krevd at operasjonsromsbedøvelsesventilatorer og gassdampere skal utplasseres på intensivavdelingen. Siden da har bedøvelsesreflekser som er egnet for bruk med moderne kritiske pleieventilatorer, blitt utviklet for spesifikk bruk på intensivavdelingen31. Disse enhetene har modifisert varme- og fuktighetsvekslingsfiltre satt inn mellom Y-delen av luftveiene og endotrakealrøret. De tillater administrering av halogenerte midler, med isofluran og sevofluran som den mest brukte, og de består av en porøs polypropylen fordamperstang, der et flytende middel, levert av en bestemt sprøytepumpe, frigjøres. Det halogenerte middelet absorberes under utløp av et reflekterende medium som finnes i enheten, og det frigjøres under neste inspirasjon, slik at resirkulering av omtrent 90% av det utløpte halogenerte middelet31,32. Nylig ble en miniatyrisert versjon av enheten utviklet med et instrumentelt dødt rom på 50 ml, noe som gjør den enda mer egnet for bruk under ultrabeskyttelsesventilasjon hos ARDS-pasienter, med tidevannsvolumer som kan være så lave som 200 ml31. En slik miniatyrisert enhet har aldri blitt studert i en eksperimentell grismodell av ARDS.
Fordi tidligere forskning støtter de lovende rollene til halogenerte volatiler i lungealveolarbetennelse og skade under ARDS, designet vi en eksperimentell dyremodell for å oppnå en translasjonell forståelse av mekanismene for effekten av halogenerte midler på lungeskade og reparasjon33,34,35. I denne studien utviklet vi en modell av saltsyre (HCl)-indusert ARDS hos smågriser der inhalert sedasjon kan leveres ved hjelp av den miniatyriserte versjonen av bedøvelsesbevaringsenheten, en ICU-type enhet. Denne store dyremodellen av ARDS kan brukes til å fremme vår forståelse av de potensielle lungebeskyttende effektene av inhalerte halogenerte midler.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Tracheal intubation</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Endotracheal tube 6-mm</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>18860</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Animal preparation</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Central venous catheter 3-lumens catheter (7 French - 16 cm)</td>
			<td>Arrow</td>
			<td>CV-12703</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pulse contour cardiac output monitor PiCCO catheter (3-5 French - 20 cm)</td>
			<td>Getinge Pulsion Medical System</td>
			<td>catheter</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Warm blankets WarmTouch5300</td>
			<td>MedTronic</td>
			<td>5300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monitoring</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>External monitor IntelliVue MP40</td>
			<td>Phillips</td>
			<td>MNT 142</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Point-of-care blood gas analyzer Epoc&#174; Blood Analysis System</td>
			<td>Siemens</td>
			<td>20093</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pulse contour cardiac output monitor PiCCO Device PulsioFlex Monitor</td>
			<td>Getinge Pulsion Medical System</td>
			<td>PulsioFlex</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mechanical ventilation</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ventilator Engstr&#246;m Carestation</td>
			<td>General Electrics</td>
			<td>Engstr&#246;m</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Halogenated anesthetics</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anaconda Syringe</td>
			<td>SedanaMedical</td>
			<td>26022</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthetic conserving device AnaConDa-S</td>
			<td>SedanaMedical</td>
			<td>26050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Charcoal filter FlurAbsorb</td>
			<td>SedanaMedical</td>
			<td>26096</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filling Adaptaters</td>
			<td>SedanaMedical</td>
			<td>26042</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ionomer membrane dryer line Nafion</td>
			<td>SedanaMedical</td>
			<td>26053</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Products</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Propofol</td>
			<td>Mylan</td>
			<td>66617123</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Virbac</td>
			<td>QN01AB06</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pentobarbital</td>
			<td>PanPharma</td>
			<td>68942457</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sevoflurane</td>
			<td>Abbvie</td>
			<td>N01AB08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sufentanil</td>
			<td>Mylan</td>
			<td>62404996</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

halogenated agent delivery in porcine model of acute respiratory distress syndrome via an intensive care unit type device

Akutt respiratorisk nødsyndrom (ARDS) er en vanlig årsak til hypoksemisk respirasjonssvikt og død hos kritisk syke pasienter, og det er et presserende behov for å finne effektive terapier. Prekliniske studier har vist at inhalerte halogenerte midler kan ha gunstige effekter i dyremodeller av ARDS. Utviklingen av nye enheter for å administrere halogenerte midler ved hjelp av moderne intensivventilatorer (ICU) har betydelig forenklet dispensering av halogenerte midler til intensivpasienter. Fordi tidligere eksperimentell og klinisk forskning antydet potensielle fordeler med halogenerte volatiler, som sevofluran eller isofluran, for lungealveolar epitelskade og betennelse, to patofysiologiske landemerker av diffus alveolarskade under ARDS, designet vi en dyremodell for å forstå mekanismene for effekten av halogenerte midler på lungeskade og reparasjon. Etter generell anestesi, trakeal intubasjon og initiering av mekanisk ventilasjon ble ARDS indusert i grisene via intratrakeal instillasjon av saltsyre. Deretter ble grisene bedøvet med inhalert sevofluran eller isofluran ved hjelp av en ICU-type enhet, og dyrene ble ventilert med lungebeskyttende mekanisk ventilasjon i løpet av en 4 timers periode. I løpet av studieperioden ble det samlet inn blod- og alveolarprøver for å evaluere arteriell oksygenering, permeabiliteten til alveolarkapillærmembranen, alveolarvæskeclearance og lungebetennelse. Mekaniske ventilasjonsparametere ble også samlet inn gjennom hele eksperimentet. Selv om denne modellen induserte en markert reduksjon i arteriell oksygenering med endret alveolar-kapillær permeabilitet, er den reproduserbar og er preget av en rask utbrudd, god stabilitet over tid og ingen dødelige komplikasjoner.
Vi har utviklet en grisemodell av syreaspirasjon som reproduserer de fleste fysiologiske, biologiske og patologiske egenskapene til klinisk ARDS, og det vil være nyttig å fremme vår forståelse av de potensielle lungebeskyttende effektene av halogenerte midler levert gjennom enheter som brukes til inhalert ICU-sedasjon.

For dette eksperimentet ble 25 grisene bedøvet og delt i to grupper: 12 gris i den ubehandlede gruppen (SHAM-gruppen) og 13 gris i den syre-skadede gruppen (HCl-gruppen). Ingen gris døde før slutten av eksperimentet. En toveis gjentatt-måls analyse av varians (RM-ANOVA) indikerte en betydelig tid etter gruppeinteraksjon (P < 10−4) med en skadelig effekt av HCl-induserte ARDS på PaO2/FiO2, sammenlignet med skamdyr uten ARDS (figur 3). En signifikant for...

Watch this Scientific Journal Video about Halogenated Agent Delivery in Porcine Model of Acute Respiratory Distress Syndrome via an Intensive Care Unit Type Device at JoVE.com

Halogenated Agent Delivery in Porcine Model of Acute Respiratory Distress Syndrome via an Intensive Care Unit Type Device

Vi beskriver en modell av saltsyreindusert akutt respiratorisk nødsyndrom (ARDS) hos gris som mottar sedasjon med halogenerte midler, isofluran og sevofluran, gjennom en enhet som brukes til inhalert intensiv sedasjon. Denne modellen kan brukes til å undersøke de biologiske mekanismene til halogenerte midler på lungeskade og reparasjon.

Halogenert agentlevering i svinemodell av akutt respiratorisk nødsyndrom via en intensivavdeling type enhet

Acute respiratory distress syndrome (ARDS) is a common cause of hypoxemic respiratory failure and death in critically ill patients, and there is an urgent ...

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Nursing

Medicine

Unit 1

Infection Prevention and Control

SCIENTISTS IN ACTION

The Rabbit Blood-shunt Model for the Study of Acute and Late Sequelae of Subarachnoid Hemorrhage: Technical Aspects

The Rabbit Blood-shunt modell for studier av akutt og senskader av subaraknoidalblødning: Tekniske aspekter

Early brain injury and delayed cerebral vasospasm both contribute to unfavorable outcomes after subarachnoid hemorrhage (SAH). Reproducible and ...

Lavage-induced Surfactant Depletion in Pigs As a Model of the Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS)

Lavage-induced Surfactant Depletion in Pigs As a Model of the Acute Respiratory Distress Syndrome ARDS

Kylling-indusert Surfaktantfritt Nedbryting i Pigs som en modell av den Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS)

Various animal models of lung injury exist to study the complex pathomechanisms of human acute respiratory distress syndrome (ARDS) and evaluate future ...

Improved Method for the Establishment of an In Vitro Blood-Brain Barrier Model Based on Porcine Brain Endothelial Cells

Improved Method for the Establishment of an In Vitro Blood-Brain Barrier Model Based on Porcine Brain Endothelial Cells

Forbedret metoden for etablering av en In Vitro blod - hjerne barrieren modell basert på svin hjernen endotelceller

The aim of this protocol presents an optimized procedure for the purification and cultivation of pBECs and to establish in vitro blood-brain barrier (BBB) ...

Oleic Acid-Injection in Pigs As a Model for Acute Respiratory Distress Syndrome

Oljesyre-injeksjon i griser som en modell for akutt Respiratory Distress syndrom

The acute respiratory distress syndrome is a relevant intensive care disease with an incidence ranging between 2.2% and 19% of intensive care unit ...

A Protocol to Set Up Needle-Free Connector with Positive Displacement on Central Venous Catheter in Intensive Care Unit

En protokoll for å sette opp nål-fri kontakt med positiv forskyvning på sentral venekateter i intensivavdeling

Needle-free connectors were initially designed and promoted to avoid blood exposure for healthcare workers. Some recent data suggest that the latest ...

Inducing Acute Lung Injury in Mice by Direct Intratracheal Lipopolysaccharide Instillation

Inducing akutt lungeskade i mus ved direkte Intratrakeal lipopolysakkarid drypping

Airway administration of lipopolysaccharide (LPS) is a common way to study pulmonary inflammation and acute lung injury (ALI) in small animal models. ...

Clinical Practice Protocol of Creative Music Therapy for Preterm Infants and Their Parents in the Neonatal Intensive Care Unit

Klinisk praksis protokoll for kreativ musikkterapi for premature spedbarn og deres foreldre i nyfødt intensivavdelingen

Creative music therapy for preterm infants and their parents (CMT) has emerged as a promising family-integrated early intervention involving communicative ...

Inducing Acute Liver Injury in Rats via Carbon Tetrachloride (CCl4) Exposure Through an Orogastric Tube

Inducing Acute Liver Injury in Rats via Carbon Tetrachloride CCl4 Exposure Through an Orogastric Tube

Indusere akutt leverskade hos rotter via karbon tetrachloride (CCl4) Eksponering gjennom et orogastrisk rør

Acute liver injury (ALI) plays a crucial role in the development of hepatic failure, which is characterized by severe liver dysfunction including ...

Assessment of Dependence in Activities of Daily Living Among Older Patients in an Acute Care Unit

Vurdering av avhengighet i dagligliv blant eldre pasienter i en akuttavdeling

During an acute medical problem, older people may lose functional independence. ADL scales are used to assess this loss of independence. The simplest and ...

A Reproducible Intensive Care Unit-Oriented Endotoxin Model in Rats

En reproduserbar intensivavdelingsorientert endotoksinmodell hos rotter

Sepsis and septic shock remain the leading cause of death in intensive care units. Despite significant improvements in sepsis management, mortality still ...