本实验方案旨在演示一种用于转化研究的猪失血性心脏骤停模型以及专门构建的选择性主动脉弓灌注回路。
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本实验方案旨在演示一种用于转化研究的猪失血性心脏骤停模型以及专门构建的选择性主动脉弓灌注回路。
出血是创伤后可预防性死亡的主要原因。对于心脏骤停患者,选择性主动脉弓灌注(SAAP)等血管内复苏技术正受到越来越多的关注。该技术通过胸主动脉球囊导管对冠状循环进行主动灌注,目前已接近临床应用阶段。然而,该技术较为复杂,在应用于人体之前,尚需在动物模型中进一步优化。本文介绍了一种采用定制SAAP系统治疗失血性心脏骤停的大型动物模型。
猪被麻醉并进行仪器连接,在实施脾切除术之后,开始进行受控的对数级失血。动物接受肝素化处理,流失的血液被收集到储血器中。一旦观察到心脏停搏,即通过体外循环将血液泵入氧合器,然后经由置于胸主动脉内的10 Fr球囊导管输送血液。
这导致了自主循环的恢复(ROSC),心电图和主动脉根部压力波形可证明这一点。该模型及配套的SAAP系统可实现从失血性心脏骤停中的标准化且可重复的复苏。
出血是导致大多数本可预防的创伤性死亡的原因1。在失血性休克的终末阶段,冠状动脉灌注减少,进而引发心脏骤停和死亡。目前的治疗策略——静脉输血和心脏按压——效果有限,因其未能解决冠状动脉灌注不足的问题。
SAAP 是一种基于导管的复苏技术,旨在通过将含氧复苏液体和药物直接输注至近端主动脉,灌注冠状动脉和脑循环,从而解决这一问题。有限的猪模型研究表明,在心室颤动和失血性心脏骤停后,该技术在恢复心脏活动方面展现出良好的效果2,3,4。然而,SAAP 的研究仍在进行中,该技术目前仍处于临床前阶段。
SAAP 存在若干技术挑战。通过导管以精确的灌注速率输送特定体积的灌注液至关重要,但目前尚无经 FDA 批准且可商业获得的导管可用于 SAAP。该技术需要一个特定的回路,能够在 SAAP 期间高效地储存、氧合并输送灌注液。本研究的目的是建立一种创伤性无脉电活动(PEA)心脏骤停动物模型,并构建一套可靠、定制的 SAAP 系统,用于在失血性动物研究中探索该工具的应用。
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本研究在马里兰大学巴尔的摩分校医学院教学设施(MSTF,美国马里兰州巴尔的摩市)进行,该设施由美国实验动物科学协会认证。研究方案经当地机构动物护理和使用委员会批准。
1. 动物选择与饲养
2. 镇静与全身麻醉诱导
3. 手术
4. 仪器设备
注意:有关连接 SAAP 电路的关键步骤,请参见表 1。
5. 放血

6. SAAP
7. 外周灌注
注意:根据研究方案,在成功进行SAAP复苏后,可继续通过SAAP管路进行外周补液治疗。
8. 安乐死
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基线时主动脉根部血压为83/58 mmHg,在放血过程中逐渐下降至0-10 mmHg。出现无脉电活动(PEA)后,实施SAAP,期间收缩压迅速升高至120 mmHg,并在SAAP持续期间维持该水平(图4)。SAAP停止且主动脉球囊放气后,血压降至约60 mmHg,但在SAAP后期间逐渐恢复至基线水平,期间出现数个代表静脉输液推注的血压尖峰(箭头所示)。

图1:示意图展示猪体内用于数据采集和监测的介入部位。 左侧颈内静脉(IJV)置入7 Fr鞘管,可根据实验方案需求用于给药。右侧颈内静脉置入7 Fr鞘管可用于将压力传感...
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充分的灌注液氧合是SAAP12的关键能力。我们使用一种与储液器集成的过滤器,该过滤器通过标准输氧管连接至氧气瓶,以6 L/min的流速将氧气输送至氧合器。回路中集成的离心泵推动血液流经氧合器进行过滤。可通过采集回路灌注支路中的血样进行血气分析,以确认氧合是否充分。在使用该模型进行实验期间采集的血气样本结果显示:pO2 746 mmHg、sO2 100.0%、FO2Hbe 99.2%,证实氧合充足。为实现自主循环恢复(ROSC),必须通过SAAP回路实现充分的灌注。Manning及其同事的研究表明,以每分钟10 mL/kg体重的速率灌注是提高冠状动脉灌注压(CPP)并实现ROSC的最佳流速6。研究还表明,过高的灌注流速可能导致灌注液过多,从而引起心脏超负荷或肺水肿3。回路中的泵必须具备足够的动力,不仅能够推动灌注液流经内径为3/8英寸的管路,还需克服SAAP导管相对较长且管腔较窄的阻力——该导管长度为81 cm,内径为10 Fr。我...
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JJ Morrison 是 Prytime Medical Inc. 的临床咨询委员会成员。其他所有作者均无任何披露内容。
本文所表达的观点属于作者个人,不代表美国陆军/海军/空军部门、国防部或美国政府的官方政策。
本研究获得了马里兰大学医学院的资助。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 3/8” 内径导管 | Saint-Gobain | E-3603 | 该导管用于整个管路系统。 |
| 1/4" 导管 | Tygon | E-3603 | 2" 长度的连接段,用于放血导管与ECMO插管之间的连接 |
| 两通旋塞阀 | Harvard Apparatus | 72-2650 | 标准旋塞阀 |
| 三通旋塞阀 | Harvard Apparatus | 72-2658 | 标准旋塞阀 |
| 带刺接头 | Harvard Apparatus | 72-1587 | Y型连接器 |
| 带刺接头 | Harvard Apparatus | 72-1575 | 直通连接器 |
| 血液储血器 | LivaNova | 50715 | 与氧合器配套销售 |
| 扎带 | Commercial Electric | GT-200ST | 标准扎带 |
| 离心泵 BVP-Z | ISMATEC | ISM 446 | 用于血液再循环的离心泵 |
| 可控蠕动分配泵 | New Era Pump Systems | NE-9000B | 用于放血的蠕动泵 |
| ECMO插管 | Medtronic | 96570-015 | 放血用插管 |
| 气体导管 | AirLife | 1302 | 标准氧气导管 |
| 氧气源 | AirGas | OX USP300 | 带流量计的标准氧气瓶 |
| 氧合器 | LivaNova | 50715 | 与储血器配套销售 |
| 蠕动泵 1 MCP | ISMATEC | ISM 405 | SAAP蠕动泵 |
| SAAP导管 | n/a | n/a | 由Manning博士设计的专有导管 |
| 静脉导管 | Teleflex | CDC-29903-1A | 9 法式单腔导管 |
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