שטיפת סימפונות והזרקת חומצה אולאית בחזירים כמודל פגיעה כפולה לתסמונת מצוקה נשימתית חריפה (ARDS)

קיימים מודלים שונים ומורכבים של בעלי חיים לחקר הפתופיזיולוגיה של תסמונת מצוקה נשימתית חריפה (ARDS). שטיפת סימפונות ופגיעה ריאתית הנגרמת על ידי הזרקת חומצה אולאית מתאימה כמודל חדש של בעלי חיים עם מכה כפולה לחקר תסמונת מצוקה נשימתית חריפה.

הטיפול ב-ARDS ממשיך להציב אתגרים גדולים לרופאי טיפול נמרץ במאה ה-21 עם שיעורי תמותה שעדיין מגיעים ל-50% במקרים חמורים. יש צורך במאמצי מחקר נוספים כדי להבין טוב יותר את הפתופיזיולוגיה המורכבת של מחלה זו. ישנם מודלים שונים של בעלי חיים מבוססים היטב לגרימת פגיעה ריאתית חריפה, אך אף אחד מהם לא הצליח לחקות כראוי את הפתו-מנגנונים המורכבים של ARDS. הגורם המכריע ביותר להתפתחות מצב זה הוא הנזק ליחידת הנימים המכתשית. השילוב של שני מודלים מבוססים היטב של פגיעות ריאות מאפשר לנו לחקות ביתר פירוט את הפתו-מנגנון הבסיסי. שטיפת הסימפונות (BAL) מובילה לדלדול פעילי שטח כמו גם להתמוטטות המכתשית. החדרה חוזרת ונשנית של נפחי נוזלים גורמת להיפוקסמיה שלאחר מכן. דלדול פעילי שטח הוא גורם מפתח של ARDS בבני אדם. BAL משולב לעתים קרובות עם גישות אחרות של פגיעות ריאות, אך עדיין לא עם מכה שנייה ואחריה הזרקת חומצה אולאית (OAI). הזרקת חומצה אולאית מובילה לפגיעה חמורה בחילופי הגזים, הידרדרות במכניקת הריאות ושיבוש המחסום המכתשית-נימית. ה-OAI מחקה את רוב ההשפעות הצפויות של ARDS המורכבות מדלקת ממושכת של רקמת הריאה עם עלייה בדליפה המכתשית ופגיעה בחילופי גזים. חסרון בשילוב של מודלים שונים הוא הקושי לקבוע את ההשפעה על הפגיעה הריאתית הנגרמת על ידי BAL לבד, OAI לבד או שניהם יחד. המודל המוצג בדוח זה מייצג את השילוב של BAL ו-OAI כמודל חדש של פגיעת ריאות כפולה. מודל חדש זה קל ליישום ומהווה אלטרנטיבה לחקר גישות טיפוליות שונות ב-ARDS בעתיד.

תסמונת מצוקה נשימתית חריפה (ARDS) היא מחלה המורכבת מפגיעה בחילופי גזים וחדירת ריאות, שלעתים קרובות זקוקה לטיפול נמרץ. התמותה מ-ARDS חמור נותרה גבוהה (עד 50%) ברחבי העולם למרות כמעט 50 שנות מחקר מקיף¹. ה-ARDS מוגדר על ידי הגדרת ברלין, כולל קריטריונים אבחנתיים כמו תזמון, הדמיית חזה, מקור בצקת והיפוקסמיה². כדי לסווג טוב יותר חולים עם רמות שונות של חומרת ARDS, מוגדרות שלוש דרגות שונות של היפוקסמיה: קלה (200 מ"מ כספית < PaO₂/FIO₂ ≤ 300 מ"מ כספית), בינונית (100 מ"מ כספית < PaO₂/FIO₂ ≤ 200 מ"מ כספית) וחמורה (PaO₂/FIO₂ ≤ 100 מ"מ כספית)². מודלים שונים של בעלי חיים עם התמקדות בפגיעה ריאתית נמצאים בשימוש נרחב ומקובלים לבחינת השינויים הפתופיזיולוגיים וגישות טיפוליות שונות ב-ARDS³.

מודלים של בעלי חיים המשתמשים באנדוטוקסינים (למשל, עירוי תוך ורידי של חיידקים, קשירת צקל וניקוב כדי לחקות פגיעה ריאתית הנגרמת על ידי אלח דם), מודלים של איסכמיה/רפרפוזיה, מודלים של ARDS עשן/צריבה, עירוי של חומצה אולאית ומודלים של שטיפת סימפונות^{ידועים 3}. כל מודל מייצג רק כמה שינויים פתופיזיולוגיים עם יתרונות וחסרונות לתוצאות המחקר³. זה לא משקף את המורכבות של מחלת ARDS. השילוב של שני מודלים מוכחים מאפשר מסקנות טובות יותר לגבי הפתופיזיולוגיה של ARDS. במודל שהוצג, שילבנו שטיפת סימפונות ועירוי חומצה אולאית כדי לחקות את המורכבות של ה-ARDS האנושי. חומצה אולאית היא חומצת שומן בלתי רוויה ופועלת ישירות על היחידה המכתשית-נימית של הריאות על ידי הפעלת הפעלה של קולטנים חיסוניים מולדים וכתוצאה מכך גורמת להצטברות נויטרופילים, ייצור ציטוקינים פרו-דלקתיים ומוות תאים ^4,5. עירוי חומצה אולאית גורם להיפוקסמיה קשה, עלייה בלחץ העורקי הריאתי והצטברות מי ריאות חוץ-וסקולריים. יתר לחץ דם ודיכאון שריר הלב עקב אי ספיקת חדר ימין מתרחשים לעתים קרובות. השראת פגיעה ריאתית על ידי שטיפת סימפונות חוזרת (BAL) עם תמיסת אלקטרוליטים מאוזנת מפחיתה את ריכוז השומנים פעילי השטח המכתשית³. חומרים פעילי שטח מפחיתים את מתח הפנים המכתשית ומונעים קריסה של המכתשית. BAL גורם להיפוקסמיה מיידית ולעלייה בהפרש החמצן המכתשית-עורקי³. ARDS אנושי קשור גם לדלדול של פעילי שטח³. החסרונות של מודל משולב זה הם הצורך בגישה לווריד מרכזי, אינטובציה והרדמה כללית. יתר על כן, הרלוונטיות המכאניסטית המפוקפקת (למשל, עירוי חומצה אולאית) להיבטים תרגומיים נותרה לא ברורה. לפחות, קשה לקבוע איזה חלק של הפגיעה הריאתית (BAL לעומת OAI, או שניהם יחד) תורם לנזק לריאות. היתרונות של מודל זה הם השימושיות שלו בבעלי חיים גדולים עם ניטור ומכשור מוכרים בדומה לחולים אנושיים (אין צורך בציוד מיוחד), שכפול טוב של ההיבטים העיקריים של ARDS והאפשרות לחקור ARDS מבודד ללא דלקת מערכתית (למשל, מודלים של אנדוטוקסין). במאמר הבא, אנו נותנים תיאור מפורט של פגיעת הריאות הכפולה (BAL ו-OAI) בחזירים ומספקים נתונים מייצגים לאפיון יציבות הפשרות בתפקוד הריאות.

כל הניסויים בבעלי חיים המתוארים כאן אושרו על ידי הוועדה המוסדית והממלכתית לטיפול בבעלי חיים (Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz, Koblenz, גרמניה; מספר אישור G18-1-044) ונערכו בהתאם להנחיות האגודה האירופית והגרמנית למדעי חיות המעבדה.

1. הרדמה, אינטובציה ואוורור מכני

1. הימנעו ממזון במשך 6 שעות לפני ההרדמה כדי להפחית את הסיכון לשאיפה, אך אפשרו גישה חופשית למים כדי להפחית את הלחץ.
2. יש להזריק שילוב של קטמין (4 מ"ג∙ק"^ג-1) ואזפרון (8 מ"ג^∙ק"ג-1) תוך שרירית להרגעה בזמן שהחיה נמצאת בארגז החיות.
3. יש ליצור קו ורידי עם קטטר ורידי היקפי משותף (20 גרם) בווריד האוזן לאחר חיטוי מקומי באלכוהול.
4. התחל לנטר את ריווי החמצן ההיקפי (SpO₂) על ידי הצמדת החיישן לאחת האוזניים או לזנב של החיה.
5. הזריק פנטניל (4 מיקרוגרם∙ק"^ג-1), פרופופול (3 מ"ג∙ק"^ג-1) ואטרקוריום (0.5 מ"ג∙ק"^ג-1) לזירוז הרדמה.
6. הניחו את החזיר במצב שכיבה על האלונקה.
7. אווררו את החזיר עם מסכה המתאימה לבעלי חיים עם לחץ נשימה שיא מתחת ל 20 ס"מ H₂O, הצצה של 5 ס"מ H₂O, תדר של 14-16 לדקה ו- FiO₂ של 1.0.
8. התחל עירוי רציף עם תמיסת אלקטרוליטים מאוזנת (5 מ"ל∙ק"^ג-1∙^h-1), פרופופול (8-12 מ"ג∙ק"^ג-1∙^h-1) ופנטניל (0.1-0.2 מ"ג∙ק"^ג-1∙^h-1) כדי לשמור על הרדמה.
9. לצורך האינטובציה, השתמש בצינור אנדוטרכיאלי משותף המתאים לבעל החיים (למשל, משקל של 25-30 ק"ג, צינור אנדוטרכיאלי ID 6-7) חמוש במכניס צינור אנדוטרכיאלי, ובגרון נפוץ עם להב מקינטוש 4. שני אנשים נחוצים.
   1. אדם 1: משוך את הלשון ביד אחת ולחץ על החוטם כלפי מטה ביד השנייה.
   2. אדם 2: הכנס את הגרון וקדם אותו כרגיל עד שניתן יהיה לראות את האפיגלוטיס.
10. משוך את הגרון כלפי מעלה כדי לדמיין את מיתרי הקול. לפעמים האפיגלוטיס "נדבק" לחך הרך. אם כן, גייס אותו עם קצה הצינור.
11. הכנס את הצינור דרך מיתרי הקול ומשוך החוצה את המציג.
12. חסום את בלון הצינור.
13. חבר את הצינור למכונת ההנשמה ובדוק את המיקום הנכון באמצעות קפנוגרפיה והאזנה.
14. התחל אוורור מכני (נפח גאות 6-8 מ"ל/ק"ג, PEEP 5 ס"מ_{H 2}O, FiO₂ 0.4, תדר לשמירה על etCO₂ בין 35 - 45 מ"מ כספית).

2. מכשור

1. משוך את הרגליים האחוריות בעזרת תחבושות לצנתור כלי דם נחוצים. יש צורך בקו עורקי, מעטפת מכניס עורקים, קו ורידי מרכזי ומעטפת מכניס ורידי להצבת קטטר עורק ריאה.
2. יש לחטא בנדיבות את אזור הירך בחיטוי אלכוהולי. בהתאם לבדיקות המתוכננות, משתמשים בגישה אספטית פחות או יותר.
3. הכן צנתרים על ידי שטיפתם במי מלח.
4. הנח את בדיקת האולטרסאונד על הרצועה המפשעתית וסרוק אחר כלי הירך.
5. סובב את הגשושית ב-90 מעלות כדי לדמיין באופן מלא את עורק הירך בציר הארוך. במידת הצורך, ניתן גם בנסיבות שונות להשתמש בתצוגת הציר הקצר כדי לדמיין באופן מלא את עורק הירך.
6. קנולציה של עורק הירך תחת הדמיית אולטרסאונד מקוונת עם המחט של המכניס בטכניקה של סלדינגר. כאשר דם בהיר פועם זורם החוצה, הכנס את החוט המנחה ומשוך את המחט.
7. דמיין את וריד הירך וקנה את הווריד תחת הדמיית אולטרסאונד מקוונת ושאיפה רציפה עם המחט של ערכת המציג. כאשר ניתן לשאוף דם ורידי, נתק את המזרק והכנס את חוט ההנחיה. משוך את המחט.
8. בדוק את מיקום החוטים באמצעות אולטרסאונד.
9. הכנס את העורק ואת הקו הוורידי מעל חוטי ההנחיה המונחים.
10. חזור על סימני פיסוק עורקיים וורידיים בצד השני והכנס את מעטפת ההיכרות לפי הטכניקה של סלדינגר כמתואר לעיל.
11. חבר את קו העורקים ואת הקו הוורידי כל אחד למתמר.
12. מקם את שני המתמרים בגובה הלב והחלף את פקקי העצירה התלת-כיווניים של שני המתמרים הפתוחים לאטמוספירה כדי לכייל את המערכת לאפס.
    הערה: יש צורך להימנע מבועות אוויר וכתמי דם במערכת כדי ליצור ערכים מתקבלים על הדעת.
13. החלף עירוי של פרופופול ופנטניל לאחת היציאות של קו הווריד המרכזי.
14. כייל את הגשושית למדידות pO₂ מהירות במיוחד והכנס אותה דרך מעטפת מכניס העורקים.
    הערה: מדידת pO₂ עם הבדיקה למדידת pO₂ מהירה במיוחד אינה חובה אך עוזרת להמחיש את השינויים בזמן אמת ב-pO₂.

3. החדרת קטטר עורק ריאה

1. בדוק את הבלון של קטטר עורק הריאה (PAC) לאיתור נזק.
2. התחבר למתמר וכייל אותו.
3. הכניסו את ה-PAC דרך מעטפת ההיכרות (הבלון מנופח).
4. כאשר ה-PAC עבר דרך מעטפת ההיכרות (15-20 ס"מ), נפח את הבלון.
5. קדם את ה-PAC ועקוב אחר צורות הגל האופייניות (כלי דם ורידיים, עלייה ימנית, חדר ימין, עורק ריאתי, לחץ טריז נימי ריאתי). רוקנו את הבלון ובדקו אם ניתן לשאוב דם דרך כל יציאות ה-PAC.

4. אינדוקציה של פגיעה בריאות: נפגעה ראשונה משטיפת סימפונות

1. הכן תמיסת אלקטרוליטים מאוזנת סטרילית (למשל, Sterofundin) המחוממת ל-40 מעלות צלזיוס.
   הערה: תמיסת אלקטרוליטים מאוזנת סטרילית משמשת למניעת זיהום ריאתי.
2. שנה את ה-FiO₂ מ-0.4 ל-1.0 במשך 10 דקות לפני ביצוע שטיפת הסימפונות.
3. התחל את מדידת ה-pO₂ המהירה במיוחד.
4. הכינו נוראדרנלין לעירוי רציף ולהזרקת בולוס (אם לחץ עורקי ממוצע < 60 מ"מ כספית). חבר את משאבת המזרק נוראדרנלין לאחת היציאות של הצנתר הוורידי המרכזי מבלי להפעיל אותה.
5. מלאו 30 מ"ל∙^kg-1 מתמיסת האלקטרוליטים המאוזנת הסטרילית המחוממת למשפך. בדוק שניתן לחבר את המשפך לצינור האנדוטרכיאלי.
6. נתק את הצינור ללא אובדן PEEP בהשראת מכונת ההנשמה.
7. חבר את המשפך לצינור האנדוטרכיאלי.
8. הרם את המשפך 1 מ 'מעל החיה באופן ידני.
9. פתח את המכסה והחדיר את כל הכמות של תמיסת האלקטרוליט המאוזנת המחוממת מהמשפך לתוך הצינור האנדוטרכאלי במשך 30 שניות באמצעות הלחץ ההידרוסטטי.
10. לאחר 30 שניות, הסר את התמיסה המוחדרת על ידי הורדת המשפך מטר אחד מתחת לבעל החיים ונקז את נוזל השטיפה באופן פסיבי. חבר מחדש את החיה למכונת ההנשמה לצורך חמצון.
11. אוספים את נוזל השטיפה שהוסר ומציינים את הכמות. יש צורך לחשב את פינוי הנוזל המכתשית.
    הערה: אין לעשות שימוש חוזר בתמיסת האלקטרוליטים המאוזנת לאחר שטיפה כדי למקסם את שטיפת פעילי השטח.
12. שאפו את שאריות התמיסה בצינור באמצעות צנתרי יניקה.
13. עקוב מקרוב אחר ההמודינמיקה לאחר שטיפת הסימפונות ושמור על נוראדרנלין בהישג יד. במידת הצורך, תן נוראדרנלין כבולוס או עירוי רציף לייצוב לחץ הדם (השווה לשלב 4.4).
14. חזור על עירוי של תמיסת אלקטרוליטים מאוזנת של 30 מ"ל∙ק"^ג-1 כמתואר בשלבים 4.5-4.13 עד שיחס PaO₂/FiO₂ נמוך מ-250 מ"מ כספית. ייתכן שיהיה צורך בארבע עד חמש חזרות על שטיפת הסימפונות.
15. אם יחס PaO₂/FiO₂ נמוך מ-250 מ"מ כספית, התחל באינדוקציה של פגיעה ריאתית על ידי הזרקת חומצה אולאית. אל תשנה את הגדרות מכונת ההנשמה במהלך הליך זה.

5. אינדוקציה של פגיעה ריאתית: מכה שנייה על ידי הזרקת חומצה אולאית

1. הכן תמיסת חומצה אולאית: 0.1 מ"ל∙ק"^ג-1 של חומצה אולאית במזרק של 20 מ"ל וחבר אותה לתא עצירה תלת-כיווני. קח 2 מ"ל דם במזרק נוסף של 20 מ"ל. הוסף מי מלח לנפח כולל של 20 מ"ל בשני המזרקים וחבר את המזרק השני גם לתא העצירה התלת-כיווני.
   זהירות: השתמש בכפפות ובהגנה על העיניים בעת עבודה עם חומצה אולאית.
2. הכינו נוראדרנלין לעירוי רציף ולהזרקת בולוס (אם לחץ עורקי ממוצע < 60 מ"מ כספית). חבר את משאבת המזרק נוראדרנלין לאחת היציאות של הצנתר הוורידי המרכזי מבלי להפעיל אותה.
3. המשך לעקוב אחר מדידת ה-pO₂ המהירה במיוחד שעדיין נמדדת. FiO₂ הוא עדיין 1.0.
4. חבר את תא העצירה התלת-כיווני ליציאה הפרוקסימלית של ה-PAC.
5. מערבבים היטב את החומצה האולאית ותערובת הדם/מי מלח על ידי העברה חוזרת ונשנית של התמיסה ממזרק אחד למזרק השני ולהיפך דרך העצירה התלת-כיוונית וממשיכים לערבב כל הזמן. כאשר מדובר בתחליב הומוגני, הזריקו 2 מ"ל של האמולסיה והמשיכו לערבב.
   הערה: אם הערבוב נעצר, האמולסיה עלולה להיפרד לחלק ליפופילי והידרופילי.
6. עקוב מקרוב אחר ההמודינמיקה לאחר הזרקת חומצה אולאית ושמור על נוראדרנלין בהישג יד. במידת הצורך, תן נוראדרנלין כבולוס או עירוי רציף לייצוב לחץ הדם (השווה לשלב 5.2).
   הערה: היו ערניים; בעלי החיים יכולים למות במהלך הליך זה.
7. חזור על הזרקה של 2 מ"ל מהתמיסה כל 3 דקות עד שיחס PaO₂/FiO₂ נמוך מ-150 מ"מ כספית.
8. אם המזרק ריק לפני יחס PaO₂/FiO₂ הוא בין 100 ל-200 מ"מ כספית, הכינו 2 מזרקים נוספים כמתואר בשלב 5.1. חזור על השלבים 5.5-5.8 עד שיחס PaO₂/FiO₂ נופל בין 100 ל-200 מ"מ כספית.
   הערה: בדרך כלל נדרש מזרק חצי עד מלא של החומצה האולאית ותערובת הדם/מי מלח.
9. אם יחס PaO₂/FiO₂ הוא בין 100 ל-200 מ"מ כספית, המתן 30 דקות ובדוק שוב. אם הוא נמצא באופן עקבי מתחת ל-200 מ"מ כספית, התחל את הניסוי/טיפול; אחרת, הכינו 2 מזרקים נוספים כמתואר בשלב 5.1 וחזרו על שלבים 5.5-5.9.
   הערה: לאחר אינדוקציה של פגיעה ריאתית כמתואר, הפגיעה בתפקוד הריאות יכולה להישאר יציבה או להידרדר או אפילו להשתפר בגבולות מסוימים.

6. סיום הניסוי והמתת חסד

1. יש להזריק 0.5 מ"ג פנטניל בנוסף להרדמה הרציפה ולהמתין 5 דקות. הזרקו 200 מ"ג פרופופול ו-40 מילימול אשלגן כלורי כדי להרוג את החיה בהרדמה עמוקה.

יחס PaO₂/FiO₂ יורד לאחר שטיפת סימפונות ויישום מקוטע של חומצה אולאית (איור 1). מכיוון שלא ברור לחזות את ההשפעה של שטיפת הסימפונות (למשל, ההשפעה של מינון חומצה אולאית מקוטעת) על יחס PaO₂/FiO₂, מומלץ לעקוב אחר יחס PaO₂/FiO₂ תוך גרימת הפגיעה הריאתית. מדידת pO₂ מהירה במיוחד מאפשרת לנטר את PaO₂ בזמן אמת ומבוססת היטב⁶. לאחר הפגיעה הכפולה, יחס PaO₂/FiO₂ אמור להימשך בין 100 ל-200 מ"מ כספית למשך 30 דקות ב-PEEP של 5 ס"מ H₂O. אם הוא מעל 200 מ"מ כספית, חזור על שלבים 5.8 ו-5.9 כמתואר לעיל כדי למנוע התאוששות ספונטנית של בעל החיים במהלך הניסוי. במקביל, הלחץ העורקי הריאתי הממוצע (mPAP) עולה במהלך השראת הפגיעה הריאתית ונשאר גבוה יותר לאורך כל הניסוי (איור 2). יתר לחץ דם ריאתי חריף זה יכול להוביל לחוסר פיצוי המודינמי פתאומי ולמוות של בעל החיים. כדי למנוע אירועים אלה, יש למדוד המודינמיקה מקרוב ולטפל בסטיות באופן מיידי עם קטכולאמינים (למשל, נוראדרנלין). הקיבולת השיורית התפקודית (FRC) של הריאה יורדת גם היא לאחר השראת הפגיעה הריאתית, ונשארת נמוכה יותר למשך שאר הניסוי (איור 3). פגיעה ריאתית ניתנת לזיהוי גם מבחינה היסטולוגית (איור 4) בריאות שנלקחו לאחר מותה של החיה.

איור 1: התפתחות יחס PaO₂/FiO₂ במהלך 8 שעות לאחר פגיעה ריאתית כפולה ב-4 חזירים לדוגמה.
תרשימים מייצגים המראים ירידה ראשונית בכל 4 בעלי החיים וערכים יציבים עם תנודות מועטות (חיה 4). לאחר מכן ניתן היה לזהות עלייה ראשונית ואחריה ירידה ב-2 בעלי חיים (חיה 2 ו-3). ערכים נמוכים יותר ברציפות נותרו לאחר אינדוקציה בבעל חיים אחד (חיה 4). אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 2: התפתחות mPAP (= לחץ עורקי ריאתי ממוצע) במהלך 8 שעות לאחר פגיעה ריאתית כפולה ב-4 חזירים לדוגמה.
חלקות מייצגות המראות עלייה ראשונית בכל 4 בעלי החיים. בשתי חיות (חיה 3 ו-4) mPAP ירד במשך 6 שעות ועלה לבסוף, בשתי חיות אחרות (חיה 1 ו-2) mPAP ירד ברציפות. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 3: התפתחות FRC במהלך 8 שעות לאחר פגיעה ריאתית כפולה ב-4 חזירים לדוגמה.
חלקות מייצגות המראות ירידה ראשונית בכל 4 בעלי החיים. לאחר מכן רק חיה אחת (חיה 4) נשארה יציבה בערכים נמוכים יותר, החיות האחרות עלו תוך זמן קצר וירדו באופן שווה במהלך הניסוי. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 4: תמונות היסטולוגיות של פגיעה ריאתית לאחר פגיעה ריאתית כפולה.
הריאות קובעו בפורמלין לצורך חיתוך פרפין וצביעה של המטוקסילין/אאוזין. הגדלת תמונה פי 10. (A) חדירה לימפוציטית (חץ אדום) ואטלקטזיס (חץ שחור). (B) נפיחות יתר (חץ אדום) ונזק למכתשית (חץ שחור). אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

שיטת הפגיעה הכפולה המתוארת לגרימת פגיעה ריאתית חמורה בחזירים מתאימה לחקר אפשרויות טיפול שונות ב-ARDS. מודל הפגיעה הכפולה מחקה שני אלמנטים מרכזיים של הפתו-מנגנון של ARDS: אובדן היחידה המכתשית-נימית ושיבוש מחסום האנדותל⁷. בשל שתי הפגיעות, חשוב שיהיה פרוטוקול מחקר עם ערכי יעד מוגדרים מראש (למשל, יחס PaO₂/FiO₂).

החיסרון העיקרי של שיטת מכה כפולה זו הוא הקושי לקבוע עד כמה הפגיעה הריאתית נגרמת על ידי שטיפת תמיסת האלקטרוליטים המאוזנת, עירוי החומצה האולאית או שניהם. זוהי בעיה נפוצה במודלים אחרים של פגיעות ריאה משולבות כמתואר (למשל, עבור שטיפה ושיטת פגיעה מכנית-אוורור³). יתר על כן, שיטת החומצה האולאית תוארה לראשונה כדי לחקור את המנגנון של פגיעה ריאתית חריפה הנגרמת על ידי תסחיף שומן/שומנים⁸. חומצה אולאית אינה מסיסה במים וחייבת להיות מתחלבת בדם ברציפות. לאחר הזרקת מינונים חוזרים ונשנים של חומצה אולאית, שינויים המודינמיים חמורים כגון דיכאון שריר הלב, תת לחץ דם מערכתי ויתר לחץ דם ריאתי יכולים להתרחש באופן מיידי ולגרום לאי ספיקת חדר ימין ^3,6,9. אי ספיקת חדר ימין עלולה להוביל למוות פתאומי של החיה. במהלך המחקר, שני בעלי חיים אבדו עקב ההשפעות המתוארות. דלדול פעילי השטח על ידי החדרת תמיסת אלקטרוליטים מאוזנת מחוממת פותח לראשונה על ידי לכמן¹⁰. ARDS אנושי קשור לעתים קרובות לדלדול פעילי שטח מהנאדיות³. במודלים של בעלי חיים יש לבצע החדרות חוזרות ונשנות של תמיסת אלקטרוליטים מאוזנת. בהתחלה, היפוקסמיה מושגת מהר מאוד, אך הפיכה במהירות בהנשמה מכנית³. החדירות והדלקת אינן מושפעות באופן משמעותי ומופעלות על ידי תמיסת אלקטרוליטים מאוזנת³. שינויים דלקתיים (למשל, דלקת נאדיות נויטרופילית) מתרחשים לאחר כ-4 שעות. החיסרון העיקרי בשימוש בתמיסת אלקטרוליטים מאוזנת הוא שבעלי החיים זקוקים לאינטובציה, הנשמה מכנית והרדמה כללית³.

בסך הכל, ישנם גם כמה יתרונות עיקריים בעת שימוש ושילוב של שתי השיטות בחזירים. פגיעה ריאתית הנגרמת על ידי עירוי חומצה אולאית ידועה ותוארה בפירוט לפני ^3,6. קמוף ועמיתיו דיווחו על תוצאות הניתנות לשחזור בבעלי חיים קטנים וגדולים ולכן הציגו מודל מתאים היטב לחקר ARDS⁶. חומצה אולאית רעילה ישירות לתאי האנדותל³. פגיעה באנדותל מלווה בחדירות מיקרו-וסקולרית ריאתית מוגברת ושאנט תוך-ריאתי³. בעיות חמורות בחילופי הגז עלולות להתרחש³. עירוי חומצה אולאית לא רק מחקה את השלב המוקדם של ARDS, הוא גם משחזר את השינויים הפתופיזיולוגיים המאוחרים יותר עם שקיעת פיברין על פני השטח המכתשית. שטיפת סימפונות היא מודל נפוץ לגרימת פגיעה ריאתית והיא מבוססת היטב¹¹. הממצאים ההיסטופתולוגיים ב-ARDS אנושיים (למשל, אטלקטזיס ובצקת פרי-וסקולרית) יכולים להיגרם על ידי שטיפות חוזרות ונשנות¹¹. עירוי חומצה אולאית מוביל לנמק עמוק של המכתשית, גודש והיווצרות בצקת, בעוד ששטיפת הסימפונות גורמת ליותר ברוטראומה, אטלקטזיס ודימום⁹.

בעזרת מודל מכה כפולה זה, ניתן לחקור אסטרטגיות אוורור שונות, גישות טיפוליות ספציפיות וחקירת שינויים ריאתיים ותפקודי ריאות ב-ARDS. שילוב שתי השיטות הללו מביא למודל ARDS המחקה קרוב יותר את השינויים הפתופיזיולוגיים המתרחשים במהלך ARDS אנושי. המכשור והניטור המורחב של החזירים קלים יותר לביצוע בבעלי חיים גדולים ודומים יותר למיקום ליד המיטה ביחידה לטיפול נמרץ. לסיכום, מודל זה ניתן לשחזור מאוד ומאפשר מחקר נוסף לחקור גישות טיפוליות שונות לטיפול ב-ARDS בסביבה מציאותית יותר.

כל המחברים אינם מגלים שום ניגוד עניינים פיננסי או אחר.

המחברים רוצים להודות לדאגמר דירבונסקיס על התמיכה הטכנית המצוינת.