Name: ex vivo porcine experimental model for studying and teaching lung mechanics
Uploaded: 2024-04-19T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Ex Vivo Porcine Experimental Model for Studying and Teaching Lung Mechanics at JoVE.com

Vi takker alle kolleger og fagfolk, der har bidraget til og støttet konstruktionen af denne ex vivo svinelungemodelprotokol.
Denne undersøgelse havde ingen finansieringskilder.

Protokollen blev godkendt af vores institutions dyreforskningsetiske komité (protokol nr. 1610/2021).
1. Anæstesi og tilberedning af dyr
<ol><li>Indledningsvis skal du placere dyret på en skala og kontrollere vægten for at justere medicin og sedation, der er nødvendig for proceduren.</li>
	<li>Administrer ketamin 5 mg / kg og midazolam 0,25 mg / kg intramuskulært.</li>
	<li>Punktering af den marginale ørevene med et 20 G venekateter og administrer intravenøs propofol...

<ol>
	<li>Roberto, C., Carvalho, R., Toufen Jr, C., Franca, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+Ventilation:+Principles,+graphic+analysis+and+ventilation+modalities.">Mechanical Ventilation: Principles, graphic analysis and ventilation modalities.</a> Jornal Brasileiro de Pneumologia. 33 (2), 54-55 (2007).</li><li>Barbas, C. S. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brazilian+recommendations+for+mechanical+ventilation+2013.+Part+I.">Brazilian recommendations for mechanical ventilation 2013. Part I.</a> Revista Brasileira de Terapia Intensiva. 26 (2), 89-121 (2014).</li><li>Walter, J. M., Corbridge, T. C., Singer, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Invasive+mechanical+ventilation.">Invasive mechanical ventilation.</a> Southern Medical Journal. 111 (12), 746-753 (2018).</li><li>Faustino, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Concepts+and+monitoring+of+pulmonary+mechanics+in+patients+under+ventilatory+support+in+the+intensive+care+unit.">Concepts and monitoring of pulmonary mechanics in patients under ventilatory support in the intensive care unit.</a> Revista Brasileira de Terapia Intensiva. 19 (2), 161-169 (2007).</li><li>Holanda, M. A., Vasconcelos, R. S., Ferreira, J. C., Pinheiro, B. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patient-ventilator+asynchrony.">Patient-ventilator asynchrony.</a> Jornal Brasileiro de Pneumologia. 44 (2), 321-333 (2018).</li><li>Rezoagli, E., Laffey, J. G., Bellani, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+lung+injury+severity+and+ventilation+intensity+during+mechanical+ventilation.">Monitoring lung injury severity and ventilation intensity during mechanical ventilation.</a> Seminars in Respiratory and Critical Care Medicine. 43 (3), 346-368 (2022).</li><li>Tallo, F. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+self-perception+of+mechanical+ventilation+knowledge+among+Brazilian+final-year+medical+students,+residents,+and+emergency+physicians.">Evaluation of self-perception of mechanical ventilation knowledge among Brazilian final-year medical students, residents, and emergency physicians.</a> Clinics. 72 (2), 65-70 (2017).</li><li>Schroedl, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+simulation-based+mastery+learning+on+resident+skill+managing+mechanical+ventilators.">Impact of simulation-based mastery learning on resident skill managing mechanical ventilators.</a> American Thoracic Society Scholar. 2 (1), 34-48 (2021).</li><li>Wilcox, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Academic+emergency+medicine+physicians'+knowledge+of+mechanical+ventilation.">Academic emergency medicine physicians' knowledge of mechanical ventilation.</a> The Western Journal of Emergency Medicine. 17 (3), 271-279 (2016).</li><li>Cox, C. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effectiveness+of+medical+resident+education+in+mechanical+ventilation.">Effectiveness of medical resident education in mechanical ventilation.</a> American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 167 (1), 32-38 (2003).</li><li>Keegan, R., Henderson, T., Brown, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+the+virtual+ventilator,+a+screen-based+computer+simulation,+to+teach+the+principles+of+mechanical+ventilation.">Use of the virtual ventilator, a screen-based computer simulation, to teach the principles of mechanical ventilation.</a> Journal of Veterinary Medical Education. 36 (4), 436-443 (2009).</li><li>Spadaro, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simulation+training+for+residents+focused+on+mechanical+ventilation:+A+randomized+trial+using+mannequin-based+versus+computer-based+simulation.">Simulation training for residents focused on mechanical ventilation: A randomized trial using mannequin-based versus computer-based simulation.</a> Simulation in Healthcare. 12 (6), 349-355 (2017).</li><li>Chase, J. G., Yuta, T., Mulligan, K. J., Shaw, G. M., Horn, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+mechanical+lung+model+of+pulmonary+diseases+to+assist+with+teaching+and+training.">A novel mechanical lung model of pulmonary diseases to assist with teaching and training.</a> BMC Pulmonary Medicine. 6 (21), 1-11 (2006).</li><li>Kuebler, W. M., Mertens, M., Pries, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+two-component+simulation+model+to+teach+respiratory+mechanics.">A two-component simulation model to teach respiratory mechanics.</a> Advances in Physiology Education. 31 (2), 218-222 (2007).</li><li>Heili-Frades, S., Peces-Barba, G., Rodr&#237;guez-Nieto, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+a+lung+simulator+for+learning+lung+mechanics+in+mechanical+ventilation.">Design of a lung simulator for learning lung mechanics in mechanical ventilation.</a> Archivos de Bronconeumolog&#237;a. 43 (12), 674-679 (2007).</li><li>Ngo, C., Dahlmanns, S., Vollmer, T., Misgeld, B., Leonhardt, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+object-oriented+computational+model+to+study+cardiopulmonary+hemodynamic+interactions+in+humans.">An object-oriented computational model to study cardiopulmonary hemodynamic interactions in humans.</a> Computer Methods and Programs in Biomedicine. 159, 167-183 (2018).</li><li>Lazzari, C. D., Genuini, I., Pisanelli, D. M., D'Ambrosi, A., Fedele, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interactive+simulator+for+e-Learning+environments:+a+teaching+software+for+health+care+professionals.">Interactive simulator for e-Learning environments: a teaching software for health care professionals.</a> Biomedical Engineering Online. 13 (172), 1-18 (2014).</li><li>Perinel, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+an+ex+vivo+human-porcine+respiratory+model+for+preclinical+studies.">Development of an ex vivo human-porcine respiratory model for preclinical studies.</a> Scientific Reports. 7, 1-6 (2017).</li><li>Aboelnazar, N. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Negative+pressure+ventilation+decreases+inflammation+and+lung+edema+during+normothermic+ex-vivo+lung+perfusion.">Negative pressure ventilation decreases inflammation and lung edema during normothermic ex-vivo lung perfusion.</a> The Journal of Heart and Lung Transplantation. 37 (4), 520-530 (2018).</li><li>Sattari, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Introducing+a+custom-designed+volume-pressure+machine+for+novel+measurements+of+whole+lung+organ+viscoelasticity+and+direct+comparisons+between+positive-+and+negative-pressure+ventilation.">Introducing a custom-designed volume-pressure machine for novel measurements of whole lung organ viscoelasticity and direct comparisons between positive- and negative-pressure ventilation.</a> Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 8, 1-12 (2020).</li><li>Sattari, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Positive-+and+negative-pressure+ventilation+characterized+by+local+and+global+pulmonary+mechanics.">Positive- and negative-pressure ventilation characterized by local and global pulmonary mechanics.</a> American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 207 (5), 577-586 (2023).</li><li>Montigaud, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+an+ex+vivo+preclinical+respiratory+model+of+idiopathic+pulmonary+fibrosis+for+aerosol+regional+studies.">Development of an ex vivo preclinical respiratory model of idiopathic pulmonary fibrosis for aerosol regional studies.</a> Scientific Reports. 9 (1), 17949 (2019).</li><li>Montigaud, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aerosol+delivery+during+invasive+mechanical+ventilation:+development+of+a+preclinical+ex+vivo+respiratory+model+for+aerosol+regional+deposition.">Aerosol delivery during invasive mechanical ventilation: development of a preclinical ex vivo respiratory model for aerosol regional deposition.</a> Scientific Reports. 9 (1), 17930 (2019).</li><li>Montigaud, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+an+ex+vivo+respiratory+pediatric+model+of+bronchopulmonary+dysplasia+for+aerosol+deposition+studies.">Development of an ex vivo respiratory pediatric model of bronchopulmonary dysplasia for aerosol deposition studies.</a> Scientific Reports. 9 (1), 5720 (2019).</li><li>Buchko, M. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+low-cost+perfusate+alternative+for+ex+vivo.+lung+perfusion.">A low-cost perfusate alternative for ex vivo. lung perfusion.</a> transplantation proceedings. 52 (10), 2941-2946 (2020).</li><li>Kondo, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+an+effective+method+utilizing+fibrin+glue+to+repair+pleural+defects+in+an+ex-vivo+pig+model.">Development of an effective method utilizing fibrin glue to repair pleural defects in an ex-vivo pig model.</a> Journal of Cardiothoracic Surgery. 15 (1), 110 (2020).</li><li>Gasek, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+alginate+and+gelatin-based+pleural+and+tracheal+sealants.">Development of alginate and gelatin-based pleural and tracheal sealants.</a> Acta Biomaterialia. 131, 222-235 (2021).</li><li>Li, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+individualized+positive+end-expiratory+pressure+combined+with+recruitment+maneuver+on+intraoperative+ventilation+during+abdominal+surgery:+a+systematic+review+and+network+meta-analysis+of+randomized+controlled+trials.">Effects of individualized positive end-expiratory pressure combined with recruitment maneuver on intraoperative ventilation during abdominal surgery: a systematic review and network meta-analysis of randomized controlled trials.</a> Journal of Anesthesia. 36 (2), 303-315 (2022).</li><li>Hu, M. C., Yang, Y. L., Chen, T. T., Lee, C. I., Tam, K. W. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recruitment+maneuvers+to+reduce+pulmonary+atelectasis+after+cardiac+surgery:+A+meta-analysis+of+randomized+trials.">Recruitment maneuvers to reduce pulmonary atelectasis after cardiac surgery: A meta-analysis of randomized trials.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 164 (1), 171-181 (2020).</li><li>Hu, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recruitment+maneuvers+in+patients+undergoing+thoracic+surgery:+a+meta-analysis.">Recruitment maneuvers in patients undergoing thoracic surgery: a meta-analysis.</a> General Thoracic and Cardiovascular Surgery. 69 (12), 1553-1559 (2021).</li><li>Zeng, C., Lagier, D., Lee, J. W., Melo, M. F. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perioperative+pulmonary+atelectasis:+Part+I.+Biology+and+mechanisms.">Perioperative pulmonary atelectasis: Part I. Biology and mechanisms.</a> Anesthesiology. 136 (1), 181-205 (2022).</li><li>Niman, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lung+recruitment+after+cardiac+arrest+during+procurement+of+atelectatic+donor+lungs+is+a+protective+measure+in+lung+transplantation.">Lung recruitment after cardiac arrest during procurement of atelectatic donor lungs is a protective measure in lung transplantation.</a> Journal of Thoracic Disease. 14 (8), 2802-2811 (2022).</li><li>Calvo, R. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+the+efficacy+of+two+alveolar+recruitment+maneuvers+in+improving+the+lung+mechanics+and+the+degree+of+atelectasis+in+anesthetized+healthy+sheep.">Comparison of the efficacy of two alveolar recruitment maneuvers in improving the lung mechanics and the degree of atelectasis in anesthetized healthy sheep.</a> Research in Veterinary Science. 150 (5), 164-169 (2022).</li><li>Pensier, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+lung+recruitment+maneuver+on+oxygenation,+physiological+parameters+and+mortality+in+acute+respiratory+distress+syndrome+patients:+a+systematic+review+and+meta-analysis.">Effect of lung recruitment maneuver on oxygenation, physiological parameters and mortality in acute respiratory distress syndrome patients: a systematic review and meta-analysis.</a> Intensive Care Medicine. 45 (12), 1691-1702 (2019).</li><li>Mariano, C. A., Sattari, S., Quiros, K. A. M., Nelson, T. M., Eskandari, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Examining+lung+mechanical+strains+as+influenced+by+breathing+volumes+and+rates+using+experimental+digital+image+correlation.">Examining lung mechanical strains as influenced by breathing volumes and rates using experimental digital image correlation.</a> Respiratory Research. 23 (1), 92 (2022).</li></ol>

Den beskrevne protokol er nyttig til fremstilling af en ex vivo svinelungemodel under positivt tryk MV. Det kan bruges til at studere og undervise i lungemekanik gennem visuel feedback fra lungerne under rekruttering og analyse af kurver og værdier, der projiceres på enhedens skærm. For at opnå dette resultat er pilotundersøgelser nødvendige for at forstå lungernes adfærd uden for brystkassen og for at identificere behovet for tilpasninger.
Vi identificerede, at det kritiske p...

Mekanisk ventilation (MV) anvendes i vid udstrækning i intensivafdelinger (ICU'er) og kirurgiske centre. Dens overvågning er afgørende for at hjælpe med at genkende asynkronier og forhindre skader for alle patienter, især når patienten har alvorlige lungeskader 1,2,3,4,5,6. Overvågning af respiratorisk mekanik kan også bidrage til den kliniske forståelse af sygdomsprogression og terapeutiske anvendelser, såsom brugen af positivt slutekspiratorisk tryk (PEEP) eller den alveolære rekrutteringsmanøvre (ARM). Brugen af disse teknikker kræver imidlertid en dygtig forståelse af kurver og grundlæggende lungemekanik 3,4.
Studerende, beboere og læger føler sig usikre på MV-styring, fra at tænde for respiratoren og indledende justeringer til overvågning af plateau og kørselstryk, og denne usikkerhed er forbundet med manglende viden og tilstrækkelig forudgående træning 7,8,9,10. Vi observerede, at fagfolk, der deltog i simuleringer og brugte en lungemodel, rapporterede større tillid, forståelse af parametrene og forståelse af komponenterne i lungemekanik 8,11,12.
Modeller til undersøgelse og træning af MV med testlunger, bælge og stempler kan simulere forskellige tryk og volumener samt forskellige lungemekaniske forhold 13,14,15. Beregnings- og softwaremodeller bidrager også til studiet af kardiopulmonal interaktion ved at generere simuleringer, der kan bruges til at undervise principperne i MV11 til sundhedspersonale16,17.
Mens beregningsmodeller kan udgøre vanskeligheder med at repræsentere lungehysterese16, kan modeller med testlunge og bælge 13,14,15 producere trykvolumenkurver svarende til den fysiologiske kurve og demonstrere lungedynamik. Som en fordel præsenterer ex vivo svinelungen lignende anatomi som mennesker18, der også producerer MV-kurver, lungehysterese og giver visuel feedback af lungerne inde i akrylkassen under lungemekanikanalysen. Visuelle modeller er vigtige og kan hjælpe med at forstå komponenter og begreber, der er svære at forestille sig. Således repræsenterer ex vivo lungemodeller en praktisk måde at undervise på.
Undersøgelser med ex vivo svinelunger, såsom dem på MV med positivt og negativt tryk 19,20,21, analyse af aerosolfordeling 22,23, pædiatriske simuleringer24 og lungeperfusion25 kan forbedre kendskabet til MV. Nylige undersøgelser, der analyserer modeller i positivt og negativt tryk, har vist, at ventilation med positivt tryk kan føre til abrupt rekruttering med større lokal deformation, større distension, hysteresekurveforskelle og mulige vævslæsioner sammenlignet med undertrykstryk 19,20,21. Ikke desto mindre er modeller med positivt tryk nødvendige, fordi patienterne er under positivt tryk under MV-tryk 19,20,21. Udviklingen af en lungemodel til prækliniske studier åbner muligheder for ny forskning og anvendelse, herunder MV-undervisning og -træning.
Her præsenterer vi en ex vivo svinelungemodel til studie- og træningsformål. Vores primære mål er at beskrive trinene til generering af denne ex vivo svinelungemodel under positivt tryk MV. Det kan bruges i fremtiden til at studere og undervise i lungemekanik.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.9% Saline solution</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>2500ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthesia machine - Primus</td>
			<td>Drager</td>
			<td>REF 8603800-18</td>
			<td>Anesthesia work station used in the procedure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aspirator</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For blood aspiration from thorax</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bedside Monitor - Life Scope</td>
			<td>Nihon Kohden</td>
			<td>BSM-7363</td>
			<td>Multiparameter monitor used during the procedure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bonney Tissue Forceps</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Any tissue forceps is suitable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable scalper, #23</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Any scalper is suitable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable syringe needles, 18G x 1 1/2&#34;, 23G x 1&#34;</td>
			<td>BD</td>
			<td>302814</td>
			<td>Widely available</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable syringes, 10ml</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Widely available</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrosurgical unit - SS-501</td>
			<td>WEM</td>
			<td></td>
			<td>For cutting and coagulation during thorax incision</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fentanyl</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>10 mcg/kg bolus + 10 mcg/kg/hour continuous infusion</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Finochietto retractor</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Any finochietto retractor is suitable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>heparin</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>3ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infusion set</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Any infusion set is suitable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>1.5%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kelly Forceps Curved</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Any kelly forceps is suitable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>5mg/kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lactated Ringer solution</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>500ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mechanical ventilator - Servo I</td>
			<td>Maquet</td>
			<td>REF 6449701</td>
			<td>Mechanical ventilator used in the procedure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metzenbaum Scissor (Straight and curved)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Any metzenbaum scissor is suitable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Midazolam</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>0.25mg/kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Orotracheal intubation cannula, #6.5</td>
			<td>Rusch</td>
			<td>112282</td>
			<td>Widely available</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plexiglass</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Custom made plexiglass box: 30x45x60cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyester suture, 2-0</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Widely available</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium choride</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>10 ml, 19.1% potassium chloride.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>propofol</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>5mg/kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Three way stopcock</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Widely available</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Venous catheter, G20 x 1&#34;</td>
			<td>BD</td>
			<td>38183314</td>
			<td>Widely available</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

ex vivo porcine experimental model for studying and teaching lung mechanics

Mekanisk ventilation er meget udbredt og kræver specifik viden for forståelse og styring. Sundhedspersonale på dette område kan føle sig usikre og mangle viden på grund af utilstrækkelige trænings- og undervisningsmetoder. Derfor er formålet med denne artikel at skitsere de trin, der er involveret i generering af en ex vivo svinelungemodel, der skal bruges i fremtiden, til at studere og undervise i lungemekanik. For at generere modellen blev fem svinelunger omhyggeligt fjernet fra brystkassen efter retningslinjerne fra Animal Research Ethics Committee med tilstrækkelig omhu og blev forbundet til den mekaniske ventilator gennem en trakealkanyle. Disse lunger blev derefter udsat for den alveolære rekrutteringsmanøvre. Respiratoriske mekaniske parametre blev optaget, og videokameraer blev brugt til at få videoer af lungerne under denne proces. Denne proces blev gentaget i fem på hinanden følgende dage. Når de ikke blev brugt, blev lungerne holdt nedkølet. Modellen viste forskellige lungemekanikker efter den alveolære rekrutteringsmanøvre hver dag; ikke at blive påvirket af dagene, kun af manøvren. Derfor konkluderer vi, at ex vivo-lungemodellen kan give en bedre forståelse af lungemekanikken og dens virkninger og endda af den alveolære rekrutteringsmanøvre gennem visuel feedback i alle faser af processen.

Vi brugte fem hungrise, der vejede mellem 23,4-26,9 kg og fulgte den beskrevne protokol for kardiopulmonal ekstraktion og lungemekanisk analyse. Vores hensigt er, at modellen er nyttig til undersøgelse af lungemekanik ved at analysere toptryk, plateautryk, modstand, køretryk og dynamiske overholdelsesvariabler indsamlet direkte fra den mekaniske ventilatorskærm. Modeldiagrammet er vist i figur 1.
Lungerne blev analyseret i fem på hinanden følgende dage og gen...

Watch this Scientific Journal Video about Ex Vivo Porcine Experimental Model for Studying and Teaching Lung Mechanics at JoVE.com

Ex Vivo Porcine Experimental Model for Studying and Teaching Lung Mechanics

Vi præsenterer en ex vivo griselungemodel til demonstration af lungemekanik og alveolære rekrutteringsmanøvrer til undervisningsformål. Lungerne kan bruges i mere end en dag (op til fem dage) med minimale ændringer i lungemekaniske variabler.

Ex vivo Porcine eksperimentel model til at studere og undervise i lungemekanik

Mechanical ventilation is widely used and requires specific knowledge for understanding and management. Health professionals in this field may feel ...

Mekanisk ventilation anvendes i vid udstrækning ved respirationssvigt, delvis eller fuldstændigt udskiftning af spontan ventilation. Dens ledelse kræver forudgående viden og ekspertise. Nogle undersøgelser viser imidlertid, at fagfolk føler sig usikre i ledelsen.Enhver påstand, manglende uddannelse eller forudgående viden. De eksperimentelle modeller kommer til at lette begreberne mekanisk ventilation og visualisering af lungemekanik med visuel feedback. Indledningsvis opnået dyrets vægt for at justere medicin og sedation, der er nødvendig for proceduren.Administrer ketamin fem milligram pr. Kg og midazolampunkt 25 milligram pr. Kg intramuskulært. Punktering derefter den marginale ørevene med et 20 G venekateter og administrer intravenøs propofol, fem milligram pr. Kg til anæstesiinduktion. Administrer tre milliliter heparin intravenøst til otte kardiopulmonal blokekstraktion og perfusion.Efter anæstesi udføres orotracheal intubation med en 6,5 millimeter kanyle. Trakealkanylen skal fastgøres sikkert for at forhindre forskydning under proceduren. Efter forberedelse skal du forbinde NMO via kanyle til mekanisk ventilation og opretholde NMO-anæstesien med en 1,5% isofluor i 50% inspireret fraktion af ilt.Og fentanyl, 10 mikrogram pr. kg bolus plus 10 mikrogram pr. kg pr. time kontinuerlig infusion. Vurderingen af dybden af sedation udføres baseret på overvågning af hæmodynamiske parametre og anvendelse af en gasanalysator. Juster den mekaniske ventilator til volumenstyret model med et tidevandsvolumen på otte milliliter pr. Kg.Ventilationstilstanden og andre indstillinger vælges på skærmen for mekanisk ventilator. Respirationsfrekvensen skal justeres for at opretholde tidevands-CO2 på 35 til 45 millimeter kviksølv. Lav et brystsnit, der er stort nok til at få adgang til brysthulen, to centimeter over manubriumet til to centimeter under brystbenets xifoide-proces, og placer ribbenretraktorerne og udvid synsfeltet under proceduren.Lav et trakealsnit vandret ved hjælp af skalpellen. Snittet skal være stort nok til at indføre en ny trakealkanyle, der fjerner det orale trakealrør. Pust manchetten på den nyligt introducerede trakealkanyle op.Fastgør den nye trakealkanyle direkte til luftrøret. Trakealkanylen sutureres ikke, bare bindes, for at undgå lækager og bevægelse under lungernes placering i ventilationsboksen. Med skalpellen dissekeres vævene for at fjerne den kardiopulmonale blok fra thoraxen.I slutningen øges isoflourankoncentrationen til 5%og administrer 10 ml kaliumchlorid. Efter vævsdissektion skal du klemme orotrachealkanylen med de passende Cali-tang i slutningen af inspirationen, hvilket holder lungen oppustet. Afbryd den mekaniske ventilator.Sektion aortaarterien, og placer aspiratoren inde i brysthulen for at fjerne ekstravaseret blod og opretholde visualisering af hulrummet. Det ringere lungebånd skal frigives omhyggeligt for at undgå lungelaceration. Fjern kardiopulmonal blok fra brystkassen med orotracheal kanylen fastspændt, og læg den på en bakke.Kannulere lungearterien med et enkelt lumenkateter med stor boring, og tilslut det til infusionssættet for kontinuerligt at administrere 2000 ml kode 9% saltopløsning, indtil klar væske strømmer fra aorta. Saltopløsningen skal administreres med normal hastighed. Undgå at klemme IV-posen.Efter rydning af strømmen sutureres aortaarterien og administreres yderligere hundrede milliliter saltopløsning. Saltopløsningen forbliver inde i lungerne indtil eksperimentets afslutning. Efter forberedelse af lungerne skal du placere dem lodret inde i akrylkassen og forbinde trakealkanylen til den mekaniske ventilator.Sørg for, at trakealkanylen er fastgjort i luftrøret. Juster den mekaniske ventilator til volumenstyret tilstand med følgende parametre. Tau volumen, seks milliliter pr. Kg.PEEP, fem centimeter vand. Inspireret fraktion af ilt, 21%Respirationsfrekvens, 15. En inspirerende pausetid, 10%Indstillinger vælges på skærmen for mekanisk ventilator.For at starte rekrutteringen øges PEEP fra fem til seks centimeter vand og øges derefter i trinvise trin på to centimeter vand, indtil den når 14 centimeter vand. PEEP øges ved hjælp af skærmknappen på den mekaniske ventilator. Hver PEEP-værdi opretholdes i 10 minutter under registrering af lungemekanik.Efter at have nået 14 centimeter vand, reducer PEEP trin for trin i fald på to centimeter vand, indtil du når seks centimeter vand, og reducer det derefter til fem centimeter vand. Under dette fald opretholdes PEEP-værdien i fem minutter, mens lungemekanikken registreres. I slutningen af rekrutteringsfasen skal du forsigtigt klemme trakealkanylen med klemmen under inspiration, og holde lungerne oppustet.Åbn akrylboksen. Fjern lungerne fra akrylkassen og læg dem forsigtigt i en glasbeholder. Når du har placeret lungerne i glasbeholderen, skal du sørge for, at klemmen er tæt lukket, og hæld 500 ml 9% saltopløsning.Opbevar lungerne i køleskabet i en plastindpakket glasbeholder ved en temperatur på to til otte grader Celsius i 24 timer. Gentag processen for mekanisk ventilation og den ægformede rekrutteringsmanøvre i fem på hinanden følgende dage. Efter hver gang processen er afsluttet, skal du placere lungerne i glasbeholderen og opbevare den i køleskabet.Vi analyserer lungerne i fem på hinanden følgende dage og gentager hele processen som beskrevet i flowdiagrammet. Vi var i stand til at vise, hvordan lungevariablerne opførte sig før og efter rekruttering, og fastslå holdbarheden af ex vivo lungemodellen i undersøgelsesperioden. Vi observerede signifikante forskelle mellem alle variabler før og efter rekrutteringsmanøvrer.Toptryk, plateautryk og drivtryk faldt efter manøvren, mens dynamisk overholdelse steg, hvilket demonstrerede åbning af de kollapsede alveoler og gevinst i lungeområdet. Luftvejsmodstanden steg også efter rekruttering. Vi viser, at modellen er effektiv til at demonstrere visuelle ændringer i lungemekanik gennem den alveolære rekrutteringsmanøvre og dens effektivitet til undersøgelse og undervisning i lungemekanik.Derudover viser vi, at modellen kan bruges i mindst fem på hinanden følgende dage. I pilotundersøgelsen startede vi med en PEEP på fem centimeter vand og øgede den i fem centimeter vandtrin op til 25 centimeter. Imidlertid når top- og plateautrykkene værdier større end henholdsvis 40 og 30 centimeter vand med fisteldannelse.Således valgte vi at udføre en gradvis stigning i trin på to centimeter for at give en bedre analyse af trykets opførsel over tid og forstå PEEP-grænserne i din ex-vivo-logningsmodel. Der er ingen forskel mellem vedvarende eller trinvis inflation i forhold til dødelighed, men ud over at være den mest anvendte inkrementelle inflation kan lette den trinvise analyse af lungemekanik. Der har været undersøgelser ved hjælp af XV over C-modeller med positivt og negativt tryk med forskellige initiativer, såsom udvikling af en lignende model for prækliniske undersøgelser, verifikation af aerosolfordelinger og etablering af pædiatriske simuleringer.På trods af de forskellige mål åbner sådanne undersøgelser muligheder for vores nye forskning, hjælper applikationer til vores læringsmodel. Selvom undersøgelser har vist, at brugen af ventilation med positivt tryk i XV-volumenmodellen kan føre til pludselig rekruttering med en større lokal deformation end undertryksventilation. Det er nødvendigt at skabe positive trykmodeller, fordi vores patienter normalt udsættes for positivt tryk under mekanisk ventilation, da begrænsning af vi først har viden om ethvert dyrs anatomi, så benene kan fjernes korrekt.For det andet blev modellen ikke evalueret ud over fem dage. For det tredje, denne model, passer den godt til kun til ventilationsundervisning. Og endelig, for at oversætte resultaterne til alle mennesker, er det vigtigt at overveje begrænsningerne i dyremodellen.X vivo lungemodellen er levedygtig og reproducerbar, den kan underkastes rekrutteringsmanøvrer med visualisering af de pulmonale mekaniske variabler. Modellen giver et nyt syn på lungen under mekanisk ventilation, hvilket letter undervisningen i disse begreber gennem visuel feedback.

Research

Without Section

JoVE Journal

Ex Vivo Porcine Experimental Model for Studying and Teaching Lung Mechanics

Medicine

Steps for the Autologous Ex vivo Perfused Porcine Liver-kidney Experiment

Steps for the Autologous Ex vivo Perfused Porcine Liver-kidney Experiment

The use of ex vivo perfused models can mimic the physiological conditions of the liver for short periods, but to maintain normal homeostasis for an ...

Procedure for Human Saphenous Veins Ex Vivo Perfusion and External Reinforcement

Procedure for Human Saphenous Veins Ex Vivo Perfusion and External Reinforcement

Procedure for Menneskerettigheder saphenous Veins<em&gt; Ex vivo</em&gt; Perfusion og udvendig forstærkning

The mainstay of contemporary therapies for extensive occlusive arterial disease is venous bypass graft. However, its durability is threatened by intimal ...

Method of Isolated Ex Vivo Lung Perfusion in a Rat Model: Lessons Learned from Developing a Rat EVLP Program

Method of Isolated Ex Vivo Lung Perfusion in a Rat Model: Lessons Learned from Developing a Rat EVLP Program

Metode til isoleret<em&gt; Ex vivo</em&gt; Lung Perfusion i en rotte Model: Erfaringer fra at udvikle en rotte EVLP Program

The number of acceptable donor lungs available for lung transplantation is severely limited due to poor quality. Ex-Vivo Lung Perfusion (EVLP) has allowed ...

An Ex vivo Model to Study Hormone Action in the Human Breast

An Ex vivo Model to Study Hormone Action in the Human Breast

En<em&gt; Ex vivo</em&gt; Model til Uddannelse hormonvirkning i Human Breast

The study of hormone action in the human breast has been hampered by lack of adequate model systems. Upon in vitro culture, primary mammary epithelial ...

Ex vivo Live Imaging of Lung Metastasis and Their Microenvironment

Ex vivo Live Imaging of Lung Metastasis and Their Microenvironment

Ex vivo Levende Imaging af lungemetastase og deres mikromiljø

Metastasis is a major cause for cancer-related morbidity and mortality. Metastasis is a multistep process and due to its complexity, the exact cellular ...

A Small Animal Model of Ex Vivo Normothermic Liver Perfusion

A Small Animal Model of Ex Vivo Normothermic Liver Perfusion

En lille dyremodel af Ex Vivo Normothermic lever Perfusion

There is a significant shortage of liver allografts available for transplantation, and in response the donor criteria have been expanded. As a result, ...

Impact of Intracardiac Neurons on Cardiac Electrophysiology and Arrhythmogenesis in an Ex Vivo Langendorff System

Impact of Intracardiac Neurons on Cardiac Electrophysiology and Arrhythmogenesis in an Ex Vivo Langendorff System

Virkningen af Intracardiac neuroner på hjerte Elektrofysiologi og Arrhythmogenesis i en Ex Vivo Langendorff System

Since its invention in the late 19th century, the Langendorff ex vivo heart perfusion system continues to be a relevant tool for studying a broad spectrum ...

Ex Vivo Corneal Organ Culture Model for Wound Healing Studies

Ex Vivo sårheling hornhinde orgel kultur Model for undersøgelser

The cornea has been used extensively as a model system to study wound healing. The ability to generate and utilize primary mammalian cells in two ...

An Ex Vivo Tissue Culture Model for Fibrovascular Complications in Proliferative Diabetic Retinopathy

En Ex Vivo vævskultur Model for Fibrovascular komplikationer i proliferativ diabetisk retinopati

Diabetic retinopathy (DR) is the most common microvascular complication of diabetes and one of the leading causes of blindness in working-age adults. No ...

Manufacture of a Multi-Purpose Low-Cost Animal Bench-Model for Teaching Tracheostomy

Fremstilling af en multi-purpose lave omkostninger Animal Bench-model for undervisning Tracheostomy

Tracheostomy is one of the most frequent procedures, performed through various techniques in the intensive care unit and emergency situations. Despite ...