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

אנו מודים לכל העמיתים ואנשי המקצוע שתרמו ותמכו בבניית פרוטוקול מודל ריאות חזירי זה ex vivo .
למחקר זה לא היו מקורות מימון.

הפרוטוקול אושר על ידי ועדת האתיקה למחקר בבעלי חיים של המכון שלנו (פרוטוקול מס' 1610/2021).
1. הרדמה והכנת בעלי חיים
<ol><li>בתחילה, הניחו את בעל החיים על משקל ובדקו את המשקל כדי להתאים את התרופות וההרגעה הדרושות להליך.</li>
	<li>יש לתת קטמין 5 מ"ג/ק"ג ומידזולם 0.25 מ"ג/ק"ג תוך שרירית.</...

<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>

הפרוטוקול המתואר שימושי לייצור מודל ריאות חזירי ex vivo תחת MV בלחץ חיובי. ניתן להשתמש בו ללימוד והוראת מכניקת ריאות באמצעות משוב חזותי מהריאות במהלך גיוס וניתוח העקומות והערכים המוקרנים על מסך המכשיר. כדי להשיג תוצאה זו, נדרשים מחקרי פיילוט כדי להבין את התנהגות הריאות מחוץ לכלוב הצלעות ...

הנשמה מכנית (MV) נמצאת בשימוש נרחב ביחידות טיפול נמרץ (יחידות טיפול נמרץ) ובמרכזים כירורגיים. הניטור שלה חיוני כדי לסייע בזיהוי אסינכרוניות ולמנוע פציעות לכל החולים, במיוחד כאשר לחולה יש פציעות ריאה חמורות 1,2,3,4,5,6. ניטור מכניקה נשימתית יכול גם לתרום להבנה הקלינית של התקדמות המחלה ויישומים טיפוליים, כגון שימוש בלחץ חיובי סופי (PEEP) או תמרון גיוס מכתשית (ARM). עם זאת, השימוש בטכניקות אלה דורש הבנה מיומנת של עקומות ומכניקת ריאות בסיסית 3,4.
סטודנטים, תושבים ואנשי מקצוע בתחום הרפואה חשים חוסר ביטחון לגבי ניהול MV, החל מהפעלת מכונת ההנשמה והתאמות ראשוניות וכלה בניטור מישורים ולחצי נהיגה, וחוסר ביטחון זה קשור לחוסר ידע והכשרה מוקדמת מספקת 7,8,9,10. ראינו שאנשי מקצוע שהשתתפו בסימולציות והשתמשו במודל ריאות דיווחו על ביטחון רב יותר, הבנה של הפרמטרים והבנה של מרכיבי מכניקת הריאות 8,11,12.
מודלים ללימוד ואימון MV עם ריאות בדיקה, מפוח ובוכנות יכולים לדמות לחצים ונפחים שונים, כמו גם תנאי מכניקת ריאות שונים 13,14,15. מודלים חישוביים ותוכנה תורמים גם לחקר אינטראקציה לב-ריאה על ידי יצירת סימולציות שניתן להשתמש בהן כדי ללמד את עקרונות MV11 לאנשי מקצוע בתחום הבריאות16,17.
בעוד מודלים חישוביים עשויים להציג קשיים בייצוג היסטרזיס ריאתי16, מודלים עם ריאות בדיקהומפוח 13,14,15 יכולים לייצר עקומות נפח לחץ הדומות לעקומה הפיזיולוגית ולהדגים דינמיקה ריאתית. כיתרון, הריאה החזירית ex vivo מציגה אנטומיה דומה לבני אדם18, מייצרת גם עקומות MV, היסטרזיס ריאתי, ומספקת משוב חזותי של הריאות בתוך קופסת האקריליק במהלך ניתוח מכניקת הריאות. מודלים חזותיים חשובים ויכולים לעזור להבין רכיבים ומושגים שקשה לדמיין. לפיכך, מודלים ריאות ex vivo מייצגים דרך מעשית של הוראה.
מחקרים עם ריאות חזיריות ex vivo, כגון אלה על MV עם לחץ חיובי ושלילי 19,20,21, ניתוח של פיזור אירוסולים 22,23, סימולציות ילדים24, וזילוח ריאות25 יכולים לשפר את הידע על MV. מחקרים אחרונים שניתחו מודלים בלחץ חיובי ושלילי הראו כי אוורור בלחץ חיובי יכול להוביל לגיוס פתאומי עם עיוות מקומי גדול יותר, התנפחות גדולה יותר, הבדלי עקומת היסטרזיס ונגעים אפשריים ברקמה בהשוואה ללחץ לחץ שלילי 19,20,21. עם זאת, מודלים של לחץ חיובי נחוצים מכיוון שהמטופלים נמצאים תחת לחץ חיובי במהלך לחץ MV 19,20,21. פיתוח מודל ריאות למחקרים פרה-קליניים פותח אפשרויות למחקר ויישומים חדשים, כולל הוראה והכשרה של MV.
כאן, אנו מציגים מודל ריאות חזירי ex vivo למטרות לימוד והכשרה. המטרה העיקרית שלנו היא לתאר את השלבים ליצירת מודל ריאות חזירי זה ex vivo תחת MV בלחץ חיובי. זה יכול לשמש בעתיד כדי ללמוד וללמד מכניקת ריאות.

<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

אוורור מכני נמצא בשימוש נרחב ודורש ידע ספציפי להבנה וניהול. אנשי מקצוע בתחום זה עשויים להרגיש חוסר ביטחון וחוסר ידע בגלל שיטות הכשרה והוראה לא מספקות. לכן, מטרת מאמר זה היא לתאר את השלבים הכרוכים ביצירת מודל ריאות חזירי ex vivo שישמש בעתיד, ללמוד וללמד מכניקת ריאות. כדי ליצור את המודל, חמש ריאות חזיריות הוצאו בזהירות מבית החזה בהתאם להנחיות ועדת האתיקה למחקר בבעלי חיים בזהירות נאותה וחוברו למכונת ההנשמה המכנית דרך צינורית קנה הנשימה. ריאות אלה היו נתונות אז לתמרון גיוס הנאדיות. נרשמו פרמטרים של מכניקת הנשימה, ומצלמות וידאו שימשו להשגת סרטונים של הריאות בתהליך זה. תהליך זה חזר על עצמו במשך חמישה ימים רצופים. כאשר לא נעשה בהם שימוש, הריאות נשמרו בקירור. המודל הראה מכניקת ריאות שונה לאחר תמרון גיוס הנאדיות מדי יום; לא להיות מושפע מהימים, רק מהתמרון. לכן, אנו מסיקים כי מודל הריאות ex vivo יכול לספק הבנה טובה יותר של מכניקת הריאות והשפעותיה, ואף של תמרון גיוס הנאדיות באמצעות משוב חזותי בכל שלבי התהליך.

השתמשנו בחמש נקבות חזירות במשקל של בין 23.4-26.9 ק"ג ועקבנו אחר הפרוטוקול המתואר למיצוי לב-ריאה וניתוח מכניקת ריאות. הכוונה שלנו היא שהמודל שימושי לחקר מכניקת הריאות על ידי ניתוח לחץ שיא, לחץ מישורי, התנגדות, לחץ נהיגה ומשתני תאימות דינמיים שנאספו ישירות ממסך ההנשמה המכנית. תרשים הזרימה של המו?...

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

אנו מציגים מודל ריאות חזיר ex vivo להדגמת מכניקת ריאות ותמרוני גיוס נאדיות למטרות הוראה. ניתן להשתמש בריאות במשך יותר מיום אחד (עד חמישה ימים) עם שינויים מינימליים במשתנים מכניקת הריאות.

אקס ויוו מודל ניסויי חזירי ללימוד והוראת מכניקת ריאות

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

אוורור מכני נמצא בשימוש נרחב בכשל נשימתי, מחליף באופן חלקי או מלא אוורור ספונטני. ניהולה דורש ידע ומומחיות מוקדמים. עם זאת, כמה מחקרים מראים כי אנשי מקצוע מרגישים חוסר ביטחון בניהול שלה.כל טענה, חוסר הכשרה או ידע מוקדם. המודלים הניסיוניים באים להקל על המושגים של אוורור מכני והדמיה של מכניקת הריאות עם משוב חזותי. בתחילה השיג את משקל בעל החיים כדי להתאים את התרופות ואת הרגעה הדרושים להליך.יש לתת קטמין חמישה מיליגרם לקילוגרם, ונקודת מידזולאם 25 מיליגרם לקילוגרם תוך שרירית. לאחר מכן נקבו את וריד האוזן השולי עם קטטר ורידי 20 גרם ותנו פרופופול תוך ורידי, חמישה מיליגרם לקילוגרם להשראת הרדמה. מתן שלושה מיליליטר של הפרין תוך ורידי עד שמונה מיצוי בלוקים לב-ריאה וזילוח.לאחר ההרדמה, לבצע אינטובציה orotracheal עם צינורית 6.5 מ"מ. צינורית קנה הנשימה חייבת להיות מקובעת היטב כדי למנוע תזוזה במהלך ההליך. לאחר ההכנה, יש לחבר את ה-NMO באמצעות צינורית לאוורור מכני, ולתחזק את חומר ההרדמה של NMO עם איזופלואור של 1.5% ב-50% של חמצן.ופנטניל, 10 מיקרוגרם לקילוגרם בולוס, בתוספת 10 מיקרוגרם לקילוגרם לשעה עירוי רציף. הערכת עומק הטשטוש מתבצעת על בסיס ניטור פרמטרים המודינמיים ושימוש באנלייזר גז. התאם את המאוורר המכני לדגם מבוקר נפח עם נפח גאות של שמונה מיליליטר לקילוגרם.מצב האוורור והגדרות אחרות נבחרים במסך המאוורר המכני. יש להתאים את קצב הנשימה כדי לשמור על CO2 סופי של 35 עד 45 מילימטרים של כספית. בצע חתך עצם החזה גדול מספיק כדי לגשת לחלל בית החזה, שני סנטימטרים מעל manubrium עד שני סנטימטרים מתחת לתהליך xifoide של עצם החזה, ולמקם את retractors הצלעות, הרחבת שדה הראייה במהלך ההליך.בצע חתך קנה הנשימה אופקי באמצעות אזמל. החתך חייב להיות גדול מספיק כדי להציג צינורית קנה נשימה חדשה, הסרת צינור קנה הנשימה. לנפח את השרוול של צינורית קנה הנשימה שזה עתה הוצגה.חברו את צינורית קנה הנשימה החדשה ישירות לקנה הנשימה. צינורית קנה הנשימה אינה נתפרת, אלא רק קשורה, כדי למנוע דליפות ותנועה במהלך מיקום הריאות בקופסת האוורור. עם אזמל לנתח את הרקמות כדי להסיר את בלוק cardiopulmonary מן בית החזה.בסוף, להגדיל את ריכוז isoflourane ל 5% ולנהל 10 מיליליטר של אשלגן כלורי. לאחר דיסקציה של רקמות, הדקו את צינורית האורוטרצ'אל עם מלקחיים מתאימים של קאלי במהלך סוף ההשראה, תוך שמירה על הריאה מנופחת. נתק את מכונת ההנשמה המכנית.חתך את עורק אבי העורקים, ולמקם את השואף בתוך חלל החזה כדי להסיר דם אקסטרווס, ולשמור על הדמיה של החלל. הרצועה הריאה התחתונה צריכה להשתחרר בזהירות כדי למנוע חתך ריאתי. הסר את בלוק cardiopulmonary מן הכלוב הצלעות עם צינורית orotracheal מהודק, ומניחים אותו על מגש.לערבב את עורק הריאה עם צנתר לומן יחיד גדול ונשא, ולחבר אותו לעירוי שנקבע למתן רציף של 2000 מיליליטר של קוד 9% תמיסת מלח עד שנוזל צלול זורם מאבי העורקים. תמיסת המלח צריכה להינתן בקצב נורמלי. הימנעות מסחיטת שקית העירוי.לאחר ניקוי הזרימה, לתפור את עורק אבי העורקים ולנהל עוד מאה מיליליטר של תמיסת מלח. תמיסת המלח נשארת בתוך הריאות עד סוף הניסוי. לאחר הכנת הריאות, מקמו אותן אנכית בתוך קופסת האקריליק וחברו את צינורית קנה הנשימה למכונת ההנשמה המכנית.ודא שצינורית קנה הנשימה מאובטחת היטב בקנה הנשימה. התאם את מכונת ההנשמה המכנית למצב מבוקר עוצמת קול באמצעות הפרמטרים הבאים. נפח טאו, שישה מיליליטר לקילוגרם.מציצים, חמישה סנטימטרים של מים. חלק השראה של חמצן, 21% קצב נשימה, 15. זמן הפסקה מעורר השראה, 10% הגדרות נבחרות במסך ההנשמה המכנית.כדי להתחיל לגייס להגדיל PEEP מחמישה לשישה סנטימטרים של מים, ולאחר מכן להגדיל אותו במרווחים צעד אחר צעד של שני סנטימטרים של מים, עד להגיע 14 ס"מ של מים. PEEP מוגבר באמצעות הלחצן שעל המסך במאוורר המכני. כל ערך PEEP נשמר במשך 10 דקות תוך רישום מכניקת ריאות.לאחר הגעה ל-14 סנטימטרים של מים, הפחיתו את PEEP צעד אחר צעד בגזרות של שני סנטימטרים של מים עד להגעה לשישה סנטימטרים של מים, ולאחר מכן הפחיתו אותו לחמישה סנטימטרים של מים. במהלך ירידה זו, ערך PEEP נשמר במשך חמש דקות, תוך רישום מכניקת ריאות. בסוף שלב הגיוס, מהדקים בעדינות את צינורית קנה הנשימה עם המהדק במהלך ההשראה, תוך שמירה על הריאות מנופחות.פתח את קופסת האקריליק. הסר את הריאות מקופסת האקריליק ומניחים אותן בזהירות במיכל זכוכית. לאחר הכנסת הריאות למיכל הזכוכית, ודא שהמהדק סגור היטב, ושפך 500 מיליליטר של תמיסת מלח 9%.אחסנו את הריאות במקרר במיכל זכוכית עטוף פלסטיק בטמפרטורה של שתיים עד שמונה מעלות צלזיוס למשך 24 שעות. חזור על התהליך לאוורור מכני, ותמרון הגיוס הסגלגל במשך חמישה ימים רצופים. לאחר כל פעם שהתהליך הושלם, הניחו את הריאות במיכל הזכוכית ואחסנו אותו במקרר.אנו מנתחים את הריאות במשך חמישה ימים רצופים, וחוזרים על התהליך כולו כמתואר בתרשים הזרימה. הצלחנו להראות כיצד משתני הריאה התנהגו לפני ואחרי הגיוס, ולבסס את עמידותו של מודל הריאות ex vivo בתקופת המחקר. ראינו הבדלים משמעותיים בין כל המשתנים לפני ואחרי תמרוני הגיוס.לחץ שיא, לחץ מישורי ולחץ נהיגה ירדו לאחר התמרון, בעוד שההיענות הדינמית עלתה, והדגימה פתיחה של הנאדיות שקרסו, ועלייה באזור הריאות. התנגדות דרכי הנשימה עלתה גם היא לאחר הגיוס. אנו מראים כי המודל יעיל בהדגמת שינויים חזותיים במכניקת הריאות באמצעות תמרון גיוס מכתשית, ויעילותו ללימוד והוראה של מכניקת ריאות.בנוסף, אנו מראים כי ניתן להשתמש במודל לפחות חמישה ימים רצופים. במחקר הפיילוט התחלנו עם PEEP של חמישה סנטימטרים של מים, והגדלנו אותו בחמישה סנטימטרים של תוספות מים עד 25 סנטימטרים. עם זאת, לחצי השיא והרמה מגיעים לערכים גדולים מ-40 ו-30 סנטימטרים של מים בהתאמה, עם היווצרות פיסטולה.לכן, בחרנו לבצע העלאה הדרגתית במרווחים של שני סנטימטרים כדי לספק ניתוח טוב יותר של התנהגות הלחצים לאורך זמן, ולהבין את מגבלות PEEP במודל רישום ex-vivo שלך. אין הבדל בין אינפלציה מתמשכת או מצטברת ביחס לתמותה, אך בנוסף להיותה האינפלציה המצטברת הנפוצה ביותר יכולה להקל על ניתוח הדרגתי של מכניקת הריאות. נעשו מחקרים שהשתמשו במודלים של XV על פני C עם לחץ חיובי ושלילי עם יוזמות שונות, כגון פיתוח מודל דומה של מחקרים פרה-קליניים, אימות התפלגות אירוסולים והקמת סימולציות ילדים.למרות המטרות השונות, מחקרים כאלה פותחים אפשרויות למחקר החדש שלנו, ומסייעים ליישומים עבור מודל הלמידה שלנו. למרות שמחקרים הוכיחו כי השימוש באוורור לחץ חיובי במודל נפח XV יכול להוביל לגיוס פתאומי, עם עיוות מקומי גדול יותר מאשר אוורור בלחץ שלילי. יש צורך ליצור מודלים של לחץ חיובי מכיוון שהמטופלים שלנו בדרך כלל נכנעים ללחץ חיובי במהלך הנשמה מכנית, מכיוון שיש לנו קודם כל ידע באנטומיה של בעלי חיים כדי שניתן יהיה להסיר את הרגליים כראוי.שנית, המודל לא הוערך מעבר לחמישה ימים. שלישית, המודל הזה, מתאים רק להוראת אוורור. ולבסוף, כדי לתרגם את תוצאותיו לכל בני האדם, חשוב לשקול את מגבלות המודל של בעלי חיים.מודל הריאות X vivo הוא בר קיימא וניתן לשחזור, הוא יכול להגיש לתמרוני גיוס עם הדמיה של משתנים מכניים ריאתיים. המודל מספק מבט חדש על הריאה תחת אוורור מכני, ומקל על הוראת מושגים אלה באמצעות משוב חזותי.

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

צעדים לעצמיים ב<em&gt; Ex vivo</emניסוי כבד וכליה&gt; perfused בשר חזירים

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

נוהל saphenous אדם הוורידים<em&gt; Ex Vivo</em&gt; זלוף וחיצוני חיזוק

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

שיטה של ​​מבודד<em&gt; Ex Vivo</em&gt; ריאות זלוף במודל עכברוש: ​​לקחים מפיתוח תכנית EVLP עכברוש

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

<em&gt; Ex vivo</em&gt; דגם לחקר הורמוני פעולה בשד האדם

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 הדמיה חיה של ריאות גרורה microenvironment שלהם

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

מודל בעלי חיים קטנים של זלוף הכבד Normothermic Vivo לשעבר

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

ההשפעה של נוירונים Intracardiac על הלב אלקטרופיזיולוגיה, Arrhythmogenesis במערכת Langendorff Vivo לשעבר

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 איברים הקרנית מודל תרבות עבור ריפוי פצעים מחקרים

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

מודל תרביות רקמה לשעבר Vivo עבור סיבוכים Fibrovascular Proliferative רטינופתיה סוכרתית

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

ייצור מדגם רב תכליתי של בעלי חיים בעלות נמוכה להוראה בקנה מאוזן

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