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

We bedanken alle collega's en professionals die hebben bijgedragen aan en ondersteuning hebben geboden aan de bouw van dit ex vivo varkenslongmodelprotocol.
Deze studie had geen financieringsbronnen.

Het protocol werd goedgekeurd door de Commissie Ethiek Dierproeven van onze instelling (protocol nr. 1610/2021).
1. Anesthesie en voorbereiding van dieren
<ol><li>Plaats het dier in eerste instantie op een weegschaal en controleer het gewicht om de medicijnen en sedatie aan te passen die nodig zijn voor de procedure.</li>
	<li>Dien ketamine 5 mg/kg en midazolam 0,25 mg/kg intramusculair toe.</li>
	<li>Prik de marginale oorader aan met een veneuze katheter van 20 G en dien in...

<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>

Het beschreven protocol is nuttig voor het produceren van een ex vivo varkenslongmodel onder positieve druk MV. Het kan worden gebruikt voor het bestuderen en onderwijzen van longmechanica door middel van visuele feedback van de longen tijdens rekrutering en analyse van de curven en waarden die op het scherm van het apparaat worden geprojecteerd. Om dit resultaat te bereiken, zijn pilotstudies nodig om het gedrag van de longen buiten de ribbenkast te begrijpen en de noodzaak van aanpassingen te identificeren.</p...

Mechanische beademing (MV) wordt veel gebruikt op intensive care-afdelingen (ICU's) en chirurgische centra. De monitoring ervan is essentieel om asynchronieën te helpen herkennen en verwondingen voor alle patiënten te voorkomen, vooral wanneer de patiënt ernstig longletsel heeft 1,2,3,4,5,6. Het monitoren van ademhalingsmechanica kan ook bijdragen aan het klinische begrip van de ziekteprogressie en therapeutische toepassingen, zoals het gebruik van positieve eind-expiratoire druk (PEEP) of de alveolaire rekruteringsmanoeuvre (ARM). Het gebruik van deze technieken vereist echter een goed begrip van curven en basismechanicavan de longen 3,4.
Studenten, bewoners en medische professionals voelen zich onzeker over MV-beheer, van het inschakelen van de ventilator en de eerste aanpassingen tot het bewaken van het plateau en de rijdruk, en deze onzekerheid gaat gepaard met een gebrek aan kennis en adequate voorafgaande training 7,8,9,10. We merkten op dat professionals die deelnamen aan simulaties en een longmodel gebruikten, meer vertrouwen, begrip van de parameters en begrip van de componenten van longmechanica rapporteerden 8,11,12.
Modellen voor het bestuderen en trainen van MV met testlongen, balgen en zuigers kunnen verschillende drukken en volumes simuleren, evenals verschillende longmechanische omstandigheden 13,14,15. Computationele en softwaremodellen dragen ook bij aan de studie van cardiopulmonale interactie door simulaties te genereren die kunnen worden gebruikt om de principes van MV11 aan gezondheidswerkers teleren16,17.
Hoewel computationele modellen problemen kunnen opleveren bij het weergeven van pulmonale hysterese16, kunnen modellen met testlong en balg 13,14,15 druk-volumecurven produceren die vergelijkbaar zijn met de fysiologische curve en longdynamica demonstreren. Als voordeel vertoont de ex vivo varkenslong een vergelijkbare anatomie als mensen18, waarbij ook MV-curves, pulmonale hysterese worden geproduceerd en visuele feedback wordt gegeven van de longen in de acryldoos tijdens de longmechanica-analyse. Visuele modellen zijn belangrijk en kunnen helpen bij het begrijpen van moeilijk voor te stellen componenten en concepten. Ex vivo longmodellen vertegenwoordigen dus een praktische manier van lesgeven.
Studies met ex vivo varkenslongen, zoals die op MV met positieve en negatieve druk 19,20,21, analyse van aerosoldistributie 22,23, pediatrische simulaties24 en longperfusie25 kunnen de kennis over MV verbeteren. Recente studies die modellen in positieve en negatieve druk analyseren, hebben aangetoond dat beademing met positieve druk kan leiden tot abrupte rekrutering met grotere lokale vervorming, grotere uitzetting, verschillen in hysteresecurve en mogelijke weefsellaesies in vergelijking met negatieve drukdruk 19,20,21. Desalniettemin zijn positiedrukmodellen nodig omdat patiënten onder positieve druk staan tijdens MV-druk 19,20,21. De ontwikkeling van een longmodel voor preklinische studies opent mogelijkheden voor nieuw onderzoek en toepassingen, waaronder MV-onderwijs en -training.
Hier presenteren we een ex vivo varkenslongmodel voor studie- en trainingsdoeleinden. Ons primaire doel is het beschrijven van de stappen voor het genereren van dit ex vivo varkenslongmodel onder positieve druk MV. Het kan in de toekomst worden gebruikt om longmechanica te bestuderen en te onderwijzen.

<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

Mechanische ventilatie wordt veel gebruikt en vereist specifieke kennis voor begrip en beheer. Gezondheidswerkers op dit gebied kunnen zich onzeker voelen en gebrek aan kennis hebben vanwege ontoereikende trainings- en onderwijsmethoden. Daarom is het doel van dit artikel om de stappen te schetsen die betrokken zijn bij het genereren van een ex vivo varkenslongmodel dat in de toekomst kan worden gebruikt om longmechanica te bestuderen en te onderwijzen. Om het model te genereren, werden vijf varkenslongen zorgvuldig en met voldoende zorg uit de thorax verwijderd volgens de richtlijnen van de ethische commissie voor dieronderzoek en werden ze via een tracheale canule verbonden met de mechanische ventilator. Deze longen werden vervolgens onderworpen aan de alveolaire rekruteringsmanoeuvre. Parameters van de ademhalingsmechanica werden geregistreerd en videocamera's werden gebruikt om video's van de longen te verkrijgen tijdens dit proces. Dit proces werd gedurende vijf opeenvolgende dagen herhaald. Als ze niet werden gebruikt, werden de longen gekoeld bewaard. Het model toonde elke dag verschillende longmechanica na de alveolaire rekruteringsmanoeuvre; Niet beïnvloed door de dagen, alleen door de manoeuvre. Daarom concluderen we dat het ex vivo longmodel een beter begrip kan geven van de longmechanica en de effecten ervan, en zelfs van de alveolaire rekruteringsmanoeuvre door middel van visuele feedback tijdens alle stadia van het proces.

We gebruikten vijf vrouwelijke varkens met een gewicht tussen 23,4 en 26,9 kg en volgden het beschreven protocol voor cardiopulmonale extractie en longmechanica-analyse. Het is onze bedoeling dat het model nuttig is voor de studie van longmechanica door piekdruk, plateaudruk, weerstand, aandrijfdruk en dynamische compliantievariabelen te analyseren die rechtstreeks van het mechanische ventilatorscherm zijn verzameld. Het stroomschema van het model is weergegeven in figuur 1.
<p class="jo...

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

We presenteren een ex vivo varkenslongmodel voor de demonstratie van longmechanica en alveolaire rekruteringsmanoeuvres voor onderwijsdoeleinden. De longen kunnen langer dan één dag (tot vijf dagen) worden gebruikt met minimale veranderingen in de variabelen van de longmechanica.

Ex Vivo Experimenteel model voor varkens voor het bestuderen en onderwijzen van longmechanica

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

Mechanische beademing wordt veel gebruikt bij respiratoire insufficiëntie, gedeeltelijk of volledig ter vervanging van spontane beademing. Het beheer ervan vereist voorkennis en expertise. Sommige onderzoeken tonen echter aan dat professionals zich onzeker voelen in het beheer ervan.Elke claim, gebrek aan training of voorkennis. De experimentele modellen komen om de concepten van mechanische ventilatie en visualisatie van longmechanica met visuele feedback te vergemakkelijken. Aanvankelijk het gewicht van het dier verkregen om de medicijnen en sedatie aan te passen die nodig zijn voor de procedure.Dien ketamine vijf milligram per kilogram toe en midazolam punt 25 milligram per kilogram intramusculair. Prik vervolgens de marginale oorader aan met een veneuze katheter van 20 G en dien intraveneus propofol toe, vijf milligram per kilogram voor anesthesie-inductie. Dien drie milliliter heparine intraveneus toe aan acht cardiopulmonale blokextractie en perfusie.Voer na anesthesie orotracheale intubatie uit met een canule van 6,5 millimeter. De tracheale canule moet stevig worden vastgezet om verplaatsing tijdens de procedure te voorkomen. Sluit na de voorbereiding de NMO via canule aan op mechanische beademing en handhaaf de NMO-anesthesie met een 1.5% isofluor in 50% van de ingeademde fractie zuurstof.En fentanyl, 10 microgram per kilogram bolus, plus 10 microgram per kilogram per uur continue infusie. De beoordeling van de diepte van de sedatie wordt uitgevoerd op basis van de bewaking van hemodynamische parameters en het gebruik van een gasanalysator. Stel de mechanische ventilator in voor een volumegestuurd model met een teugvolume van acht milliliter per kilogram.De ventilatiemodus en andere instellingen worden geselecteerd op het scherm van de mechanische ventilator. De ademhalingsfrequentie moet worden aangepast om end-tidal Co2 van 35 tot 45 millimeter kwik te behouden. Maak een sternale incisie die groot genoeg is om toegang te krijgen tot de borstholte, twee centimeter boven het manubrium tot twee centimeter onder het xifoideproces van het borstbeen, en plaats de ribretractors, waardoor het gezichtsveld tijdens de procedure wordt vergroot.Maak een tracheale incisie horizontaal met behulp van de scalpel. De incisie moet groot genoeg zijn om een nieuwe tracheale canule in te brengen, waarbij de orale tracheale tube wordt verwijderd. Blaas de manchet van de nieuw geïntroduceerde tracheale canule op.Bevestig de nieuwe tracheacanule rechtstreeks op de luchtpijp. De tracheale canule wordt niet gehecht, maar alleen vastgebonden, om lekken en beweging tijdens het plaatsen van de longen in de beademingsbox te voorkomen. Ontleed met de scalpel de weefsels om de cardiopulmonale blokkade van de thorax te verwijderen.Verhoog aan het einde de isofluoraanconcentratie tot 5% en dien 10 milliliter kaliumchloride toe. Klem na weefseldissectie de orotracheale canule vast met de juiste Cali-pincet tijdens het einde van de inspiratie, waarbij u de long opgeblazen houdt. Koppel de mechanische ventilator los.Sectie de aortaslagader en plaats de aspirator in de borstholte om extravasatiebloed te verwijderen en de visualisatie van de holte te behouden. Het inferieure longligament moet voorzichtig worden losgemaakt om longscheuren te voorkomen. Verwijder het cardiopulmonale blok uit de ribbenkast met de orotracheale canule vastgeklemd en plaats het op een dienblad.Activeer de longslagader met een katheter met één lumen met grote boring en sluit deze aan op de infusieset om continu 2000 milliliter code 9%zoutoplossing toe te dienen totdat er heldere vloeistof uit de aorta stroomt. De zoutoplossing moet met een normale snelheid worden toegediend. Vermijd het knijpen in de infuuszak.Na het opruimen van de stroom, hecht u de aortaslagader en dient u nog eens honderd milliliter zoutoplossing toe. De zoutoplossing blijft tot het einde van het experiment in de longen. Nadat u de longen hebt voorbereid, plaatst u ze verticaal in de acryldoos en sluit u de tracheale canule aan op de mechanische ventilator.Zorg ervoor dat de tracheacanule stevig in de luchtpijp is vastgezet. Stel de mechanische ventilator in voor volumeregeling met de volgende parameters. Tau-volume, zes milliliter per kilogram.PIEP, vijf centimeter water. Geïnspireerde fractie van zuurstof, 21%Ademhalingsfrequentie, 15. Een inspiratoire pauzetijd, 10%Instellingen zijn geselecteerd op het scherm van de mechanische ventilator.Om de rekrutering te starten, verhoogt u PEEP van vijf naar zes centimeter water en verhoogt u deze vervolgens stapsgewijs met twee centimeter water, totdat u 14 centimeter water bereikt. PEEP wordt verhoogd met behulp van de knop op het scherm op de mechanische ventilator. Elke PEEP-waarde wordt gedurende 10 minuten gehandhaafd tijdens het registreren van longmechanica.Nadat u 14 centimeter water hebt bereikt, vermindert u PEEP stap voor stap in dalingen van twee centimeter water tot zes centimeter water en verlaagt u dit vervolgens tot vijf centimeter water. Tijdens deze daling wordt de PEEP-waarde gedurende vijf minuten gehandhaafd, terwijl de longmechanica wordt geregistreerd. Klem aan het einde van de rekruteringsfase de tracheale canule voorzichtig vast met de klem tijdens het inademen, waarbij u de longen opgeblazen houdt.Open de acryldoos. Haal de longen uit de acryldoos en plaats ze voorzichtig in een glazen bak. Nadat u de longen in de glazen container hebt geplaatst, moet u ervoor zorgen dat de klem goed gesloten is en 500 milliliter 9% zoutoplossing gieten.Bewaar de longen 24 uur in de koelkast in een in plastic verpakte glazen container bij een temperatuur van twee tot acht graden Celsius. Herhaal het proces voor mechanische ventilatie en de ovulaire rekruteringsmanoeuvre gedurende vijf opeenvolgende dagen. Na elke keer dat het proces is voltooid, plaatst u de longen in de glazen container en bewaart u deze in de koelkast.We analyseren de longen gedurende vijf opeenvolgende dagen en herhalen het hele proces zoals beschreven in het stroomschema. We waren in staat om te laten zien hoe de longvariabelen zich gedroegen voor en na rekrutering, en de duurzaamheid van het ex vivo longmodel in de onderzoeksperiode vast te stellen. We zagen significante verschillen tussen alle variabelen voor en na rekruteringsmanoeuvres.Piekdruk, plateaudruk en aandrijfdruk namen af na de manoeuvre, terwijl de dynamische compliantie toenam, wat het openen van de ingeklapte longblaasjes en de toename van het longgebied aantoonde. Ook de luchtwegweerstand nam toe na rekrutering. We laten zien dat het model effectief is in het aantonen van visuele veranderingen in longmechanica door middel van de Alveolaire rekruteringsmanoeuvre, en de effectiviteit ervan voor de studie en het onderwijzen van longmechanica.Daarnaast laten we zien dat het model minimaal vijf dagen aaneengesloten gebruikt kan worden. In de pilotstudie zijn we begonnen met een PEEP van vijf centimeter water, en hebben deze in stappen van vijf centimeter water verhoogd tot 25 centimeter. De piek- en plateaudruk bereiken echter waarden van respectievelijk meer dan 40 en 30 centimeter water, met fistelvorming.Daarom hebben we ervoor gekozen om een geleidelijke verhoging in stappen van twee centimeter uit te voeren om een betere analyse te maken van het gedrag van drukken in de loop van de tijd en om de PEEP-limieten in uw ex-vivo loggingmodel te begrijpen. Er is geen verschil tussen aanhoudende of incrementele inflatie in relatie tot mortaliteit, maar naast het feit dat het de meest gebruikte is, kan incrementele inflatie de stapsgewijze analyse van longmechanica vergemakkelijken. Er zijn studies geweest met XV-over-C-modellen met positieve en negatieve druk met verschillende initiatieven, zoals de ontwikkeling van een soortgelijk model voor preklinische studies, de verificatie van aerosoldistributies en het opzetten van pediatrische simulaties.Ondanks de verschillende doelstellingen openen dergelijke studies mogelijkheden voor ons nieuwe onderzoek, hulptoepassingen voor ons leermodel. Hoewel studies hebben aangetoond dat het gebruik van positieve drukventilatie in het XV-volumemodel kan leiden tot abrupte rekrutering, met een grotere lokale vervorming dan onderdrukventilatie. Het is noodzakelijk om positieve drukmodellen te maken omdat onze patiënten meestal worden blootgesteld aan positieve druk tijdens mechanische beademing, als beperking van we hebben eerst kennis van de anatomie van het dier, zodat de poten op de juiste manier kunnen worden verwijderd.Ten tweede werd het model niet langer dan vijf dagen geëvalueerd. Ten derde, dit model, het past goed voor alleen ventilatieonderwijs. En tot slot, om de resultaten naar alle mensen te vertalen, is het belangrijk om rekening te houden met de beperkingen van het diermodel.Het X vivo longmodel is levensvatbaar en reproduceerbaar, het kan worden onderworpen aan rekruteringsmanoeuvres met visualisatie van de pulmonale mechanische variabelen. Het model biedt een nieuwe kijk op de long onder mechanische beademing, waardoor het aanleren van deze concepten door middel van visuele feedback wordt vergemakkelijkt.

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 Human aderen<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Perfusie en Externe Reinforcement

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

WERKWIJZE Geïsoleerde<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Longperfusie in een Rat Model: Lessen uit het ontwikkelen van een Rat 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

Een<em&gt; Ex vivo</em&gt; Model naar Hormoon Actie studie in de menselijke borst

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 Live-Imaging van Lung metastase en hun Microenvironment

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

Een kleine diermodel van Ex Vivo Normothermic lever perfusie

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

Impact van Intracardiac neuronen op cardiale electrofysiologie en Arrhythmogenesis in een Ex Vivo Langendorff systeem

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 wondgenezing hoornvlies orgel cultuur Model voor Studies

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

Een Ex Vivo weefselkweek Model voor Fibrovascular complicaties in proliferatieve diabetische retinopathie

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

Vervaardiging van een multifunctionele lage-kosten dierlijke Bench-model voor het onderwijs Tracheostomie

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