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

Мы благодарим всех коллег и специалистов, которые внесли свой вклад и поддержали создание этого протокола модели легких свиней ex vivo .
У этого исследования не было источников финансирования.

Протокол был одобрен Комитетом по этике исследований на животных нашего Института (протокол No 1610/2021).
1. Анестезия и подготовка животных
<ol><li>Первоначально поместите животное на весы и проверьте вес, чтобы скорректировать лекарства и седацию, необходимые для пр?...

<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>

Описанный протокол полезен для получения модели легких свиней ex vivo при МВ при положительном давлении. Его можно использовать для изучения и обучения механике легких с помощью визуальной обратной связи с легкими во время рекрутинга и анализа кривых и значений, проецируемых на экра...

Искусственная вентиляция легких (ИВЛ) широко используется в отделениях интенсивной терапии (ОИТ) и хирургических центрах. Его мониторинг необходим для того, чтобы помочь распознать асинхронность и предотвратить травмы для всех пациентов, особенно когда у пациента серьезные повреждения легких 1,2,3,4,5,6. Мониторинг механики дыхания также может способствовать клиническому пониманию прогрессирования заболевания и терапевтическим применениям, таким как использование положительного давления в конце выдоха (PEEP) или альвеолярного маневра рекрутирования (ARM). Однако использование этих методов требует профессионального понимания кривых и основ механики легких 3,4.
Студенты, ординаторы и медицинские работники чувствуют себя неуверенно в отношении управления МВ, начиная с включения аппарата искусственной вентиляции легких и первоначальной регулировки и заканчивая мониторингом плато и давлением при вождении, и эта неуверенность связана с недостатком знаний и адекватной предварительной подготовки 7,8,9,10. Мы заметили, что специалисты, участвовавшие в симуляциях и использующие модель легких, сообщали о большей уверенности, понимании параметров и понимании компонентов механики легких 8,11,12.
Модели для изучения и тренировки МВ с испытательными легкими, сильфонами и поршнями могут имитировать различные давления и объемы, а также различные условия механики легких 13,14,15. Вычислительные и программные модели также вносят свой вклад в изучение сердечно-легочного взаимодействия путем создания симуляций, которые могут быть использованы для обучения медицинских работников принципам MV11 16,17.
В то время как вычислительные модели могут представлять трудности в представлении легочного гистерезиса16, модели с тестовым легким и сильфонами 13,14,15 могут создавать кривые зависимости давления от объема, аналогичные физиологической кривой, и демонстрировать динамику легких. Преимуществом является то, что легкое свиньи ex vivo имеет анатомию, аналогичную человеческой, а также создает кривые MV, легочный гистерезис и обеспечивает визуальную обратную связь легких внутри акриловой коробки во время анализа механики легких. Визуальные модели важны и могут помочь понять сложные для воображения компоненты и концепции. Таким образом, модели легких ex vivo представляют собой практический способ обучения.
Исследования с легкими свиней ex vivo, например, на МВ с положительным и отрицательным давлением 19,20,21, анализ распределения аэрозолей 22,23, педиатрическое моделирование24 и перфузия легких25 могут улучшить знания о МВ. Недавние исследования, анализирующие модели при положительном и отрицательном давлении, показали, что вентиляция при положительном давлении может приводить к резкому набору с большей локальной деформацией, большим растяжением, различиями кривой гистерезиса и возможными поражениями тканей по сравнению с давлением отрицательного давления 19,20,21. Тем не менее, модели положительного давления необходимы, потому что пациенты находятся под положительным давлением во время давленияMV 19,20,21. Разработка модели легких для доклинических исследований открывает возможности для новых исследований и приложений, включая обучение и подготовку МВ.
Здесь мы представляем модель легких свиней ex vivo для изучения и обучения. Наша основная цель состоит в том, чтобы описать этапы создания этой модели легких свиньи ex vivo при МВ при положительном давлении. В будущем он может быть использован для изучения и преподавания механики легких.

<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

Искусственная вентиляция легких широко используется и требует специальных знаний для понимания и управления. Медицинские работники в этой области могут чувствовать себя неуверенно и испытывать недостаток знаний из-за неадекватных методов обучения и обучения. Таким образом, целью данной статьи является описание этапов, связанных с созданием модели легких свиньи ex vivo , которая будет использоваться в будущем для изучения и преподавания механики легких. Для создания модели пять легких свиньи были аккуратно удалены из грудной клетки в соответствии с рекомендациями Комитета по этике исследований на животных с надлежащей осторожностью и подключены к аппарату искусственной вентиляции легких через канюлю трахеи. Затем эти легкие были подвергнуты альвеолярному маневру рекрутирования. Регистрировались параметры механики дыхания, а видеокамеры использовались для получения видеозаписей легких во время этого процесса. Этот процесс повторялся в течение пяти дней подряд. Когда легкие не использовались, их хранили в холодильнике. Модель показала различную механику легких после маневра альвеолярного набора каждый день; Не под влиянием дней, а только маневра. Таким образом, мы приходим к выводу, что модель легких ex vivo может обеспечить лучшее понимание механики легких и ее эффектов, и даже маневра альвеолярной рекрутации через визуальную обратную связь на всех этапах процесса.

Мы использовали пять свиней-самок весом от 23,4 до 26,9 кг и следовали описанному протоколу для сердечно-легочной экстракции и анализа механики легких. Наша цель состоит в том, чтобы модель была полезна для изучения механики легких путем анализа пикового давления, давления плато, сопротивл...

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

Мы представляем модель легких свиньи ex vivo для демонстрации механики легких и маневров набора альвеол в учебных целях. Легкие могут использоваться более одного дня (до пяти дней) с минимальными изменениями в переменных механики легких.

Ex vivo Экспериментальная модель свиньи для изучения и преподавания механики легких

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

Механическая вентиляция легких широко применяется при дыхательной недостаточности, частично или полностью заменяя спонтанную вентиляцию легких. Его управление требует предварительных знаний и опыта. Однако некоторые исследования показывают, что профессионалы чувствуют себя неуверенно в его управлении.Любые претензии, отсутствие подготовки или предварительных знаний. Экспериментальные модели облегчают концепцию искусственной вентиляции легких и визуализации механики легких с помощью визуальной обратной связи. Первоначально полученный вес животного подбирается для корректировки медикаментов и седативных препаратов, необходимых для проведения процедуры.Вводят кетамин пять миллиграмм на килограмм, а мидазолам точечно 25 миллиграмм на килограмм внутримышечно. Затем проколите краевую ушную вену венозным катетером 20 G и введите внутривенно пропофол, пять миллиграмм на килограмм для индукции анестезии. Вводят три миллилитра гепарина внутривенно для восьми сердечно-легочных блокад экстракции и перфузии.После анестезии провести оротрахеальную интубацию канюлей диаметром 6,5 миллиметров. Канюля трахеи должна быть надежно зафиксирована, чтобы предотвратить смещение во время процедуры. После подготовки подключите НМО через канюлю к искусственной вентиляции легких и поддерживайте анестезию НМО 1,5% изофтора в 50% вдыхаемой фракции кислорода.И фентанил, 10 микрограмм на килограмм болюса, плюс 10 микрограмм на килограмм в час непрерывной инфузии. Оценка глубины седации выполняется на основании мониторинга гемодинамических параметров и использования газоанализатора. Отрегулируйте механический аппарат искусственной вентиляции легких для модели с регулируемым объемом с дыхательным объемом восемь миллилитров на килограмм.Режим проветривания и другие настройки выбираются на экране аппарата ИВЛ. Частота дыхания должна быть скорректирована таким образом, чтобы поддерживать концентрацию CO2 в конце выдоха на уровне от 35 до 45 миллиметров ртутного столба. Сделайте разрез грудины, достаточно большой, чтобы получить доступ к грудной полости, на два сантиметра выше манубриума и на два сантиметра ниже ксифоидного отростка грудины, и расположите реберные ребра, расширяя поле зрения во время процедуры.Сделайте разрез трахеи горизонтально с помощью скальпеля. Разрез должен быть достаточно большим, чтобы ввести новую канюлю трахеи, удалив ротовую трахеальную трубку. Надуйте манжету только что введенной канюли трахеи.Прикрепите новую канюлю трахеи непосредственно к трахее. Канюля трахеи не зашивается, а просто завязывается, чтобы избежать протечек и движений во время помещения легких в вентиляционную коробку. С помощью скальпеля рассекают ткани, чтобы удалить сердечно-легочную блокаду из грудной клетки.В конце увеличьте концентрацию изофлурана до 5% и введите 10 миллилитров хлористого калия. После рассечения тканей зажмите оротрахеальную канюлю соответствующими щипцами Кали в конце вдоха, поддерживая легкое в надуванном состоянии. Отключите механический вентилятор.Разрежьте аортальную артерию и поместите аспиратор внутрь грудной полости, чтобы удалить экстравазированную кровь и сохранить визуализацию полости. Нижнюю легочную связку следует осторожно отпустить, чтобы избежать разрыва легочной артерии. Извлеките сердечно-легочную блокаду из грудной клетки, зажав оротрахеальную канюлю, и поместите ее на поднос.Канюлируйте легочную артерию с помощью однопросветного катетера большого диаметра и подключите его к инфузионному набору, чтобы непрерывно вводить 2000 миллилитров 9% физиологического раствора до тех пор, пока из аорты не вытечет прозрачная жидкость. Физиологический раствор следует вводить с нормальной скоростью. Избегайте сдавливания мешка для внутривенных вливаний.После очищения потока зашивают аортальную артерию и вводят еще сто миллилитров физиологического раствора. Физиологический раствор остается внутри легких до конца эксперимента. После подготовки легких расположите их вертикально внутри акриловой коробки и подключите канюлю трахеи к аппарату искусственной вентиляции легких.Убедитесь, что канюля трахеи надежно закреплена в трахее. Отрегулируйте механический аппарат ИВЛ для режима регулирования объема со следующими параметрами. Объем тау, шесть миллилитров на килограмм.ПИЭП, пять сантиметров воды. Вдыхаемая фракция кислорода, 21%Частота дыхания, 15. Время паузы на вдохе, 10%Настройки выбираются на экране аппарата искусственной вентиляции легких.Для начала набора увеличьте PEEP с пяти до шести сантиметров воды, а затем увеличивайте его поэтапно по два сантиметра воды, пока не достигнете 14 сантиметров воды. PEEP увеличивается с помощью экранной кнопки на аппарате искусственной вентиляции легких. Каждое значение PEEP сохраняется в течение 10 минут во время регистрации механики легких.Достигнув 14 сантиметров воды, постепенно уменьшайте PEEP в уменьшениях на два сантиметра воды, пока не достигнете шести сантиметров воды, а затем уменьшите его до пяти сантиметров воды. Во время этого снижения значение PEEP сохраняется в течение пяти минут, при этом регистрируется механика легких. В конце этапа набора аккуратно зажмите канюлю трахеи зажимом во время вдоха, поддерживая легкие в надувании.Откройте акриловую коробку. Достаньте легкие из акриловой коробки и аккуратно поместите их в стеклянную емкость. Поместив легкие в стеклянную емкость, убедитесь, что зажим плотно закрыт, и залейте 500 миллилитрами 9%-ного солевого раствора.Хранят легкие в холодильнике в стеклянной таре, завернутой в полиэтиленовую пленку, при температуре от двух до восьми градусов Цельсия в течение 24 часов. Повторите процесс для искусственной вентиляции легких и маневра набора овулов в течение пяти дней подряд. После каждого завершения процесса помещайте легкие в стеклянную емкость и храните ее в холодильнике.Мы анализируем легкие в течение пяти дней подряд, повторяя весь процесс, как описано в блок-схеме. Мы смогли показать, как вели себя переменные легких до и после рекрутинга, и установить устойчивость модели легких ex vivo в исследуемом периоде. Мы наблюдали существенные различия между всеми переменными до и после рекрутинговых маневров.Пиковое давление, давление плато и давление при движении снижались после маневра, в то время как динамическая податливость увеличивалась, демонстрируя раскрытие коллапсированных альвеол и увеличение площади легких. Сопротивление дыхательных путей также увеличилось после вербовки. Показано, что модель эффективна для демонстрации визуальных изменений в механике легких с помощью маневра альвеолярного набора, а также ее эффективность для изучения и преподавания механики легких.Кроме того, мы показываем, что модель можно использовать не менее пяти дней подряд. В пилотном исследовании мы начали с PEEP в пять сантиметров воды, а затем увеличили его с шагом в пять сантиметров воды до 25 сантиметров. Однако пиковое и плато-давление достигают значений, превышающих 40 и 30 сантиметров воды соответственно, с образованием свищей.Таким образом, мы решили выполнить постепенное увеличение с шагом в два сантиметра, чтобы обеспечить лучший анализ поведения давлений с течением времени и понять пределы PEEP в вашей модели регистрации ex-vivo. Нет никакой разницы между устойчивым или инкрементальным инфляцией по отношению к смертности, но, помимо того, что это наиболее часто используемая инкрементальная инфляция, она может облегчить поэтапный анализ механики легких. Были проведены исследования с использованием моделей XV over C с положительным и отрицательным давлением с различными инициативами, такими как разработка аналогичной модели для доклинических исследований, верификация распределения аэрозолей и создание педиатрических симуляций.Несмотря на различные цели, такие исследования открывают возможности для наших новых исследований, помогают применять нашу модель обучения. Хотя исследования показали, что использование вентиляции с положительным давлением в объемной модели XV может привести к резкому набору, с большей локальной деформацией, чем вентиляция с отрицательным давлением. Необходимо создавать модели положительного давления, потому что наши пациенты, как правило, подвергаются положительному давлению во время искусственной вентиляции легких, так как ограничением мы обладаем, во-первых, знанием анатомии любого животного, чтобы ноги можно было правильно удалить.Во-вторых, модель оценивалась не более пяти дней. В-третьих, эта модель хорошо подходит как раз для обучения вентиляции. И, наконец, для того, чтобы перенести его результаты на всех людей, важно учитывать ограничения животной модели.Модель легких X vivo жизнеспособна и воспроизводима, она может быть представлена к рекрутинговым маневрам с визуализацией легочных механических переменных. Модель позволяет по-новому взглянуть на легкие, находящиеся на искусственной вентиляции легких, облегчая обучение этим концепциям с помощью визуальной обратной связи.

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

Порядок человека подкожных вен<em&gt; Экс Vivo</em&gt; Перфузии и внешнего подкрепления

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

Метод Изолированные<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Легких перфузии в крысиной модели: уроки, извлеченные из Разработка EVLP программы Rat

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; Экс естественных</em&gt; Модель для изучения действия гормонов в груди человека

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

Экс Vivo Живая съемка Метастазы в легких и их микроокружения

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

Мелких животных модель Ex Vivo нормотермических печени перфузии

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

Влияние внутрисердечной нейронов на сердечной электрофизиологии и Arrhythmogenesis в системе Langendorff Ex Vivo

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 роговицы орган культуры модель для заживления ран исследований

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

Культура ткани модель Ex Vivo сортопопуляциях осложнений в пролиферативной диабетической ретинопатии

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

Изготовление многоцелевой недорогой животных-модель для преподавания трахеостомии

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