Kemps
, Christoph :
Dosisabhängige Effekte von Almitrindimesilat auf Hämodynamik und pulmonalen Gasaustausch beim experimentell induzierten akuten Lungenversagen am Schwein

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Kapitel 2. Methodik

2.1. Versuchstiere

Mit behördlicher Genehmigung (SenGesSoz IV A4/5; AZ) wurden 14 weibliche Schweine (Deutsche Landrasse) zwischen 25 und 35 kg KG in die Studie ein-geschlossen. Die 8-12 Wochen alten Tiere wurden tierärztlich betreut, waren vor Versuchsbeginn nüchtern, ihre Körpertemperatur sowie die Leukozytenzahl lagen im Normbereich.

Die Prämedikation erfolgte mit Azaperon (7 mg/kgKG i.m.) und Atropin (0,5 mg i.m.). Nach Narkoseeinleitung mit Hypnodil (3 mg/kgKG i.v.) wurden zwei Ohrvenen kanüliert (18G oder 22 G Kanüle) und Methohexital (8 mg/kgKG i.v.) sowie Sufentanil (10 µg/kgKG i.v.) gegeben. Nach endotrachealer Intubation in Bauchlage (7,5-8,0 mm Magill-Tubus, Mallinckrodt Medical, Athlone, Irland) folgte die Relaxation mit Pan-curoniumbromid (0,15 mg/kgKG i.v.), jedes Tier erhielt eine Magensonde, einen transurethralen Blasenkatheter. Die Tiere wurden auf einem Heizkissen in Rückenlage gesichert. Die Lagerungsposition blieb während des gesamten Versuchsablaufs unverändert.

Durch kontinuierliche Gabe von Methohexital (50 µg/kgKG /min), Sufentanil (10 ng/kgKG/min) und Pancuroniumbromid (2,5 µg/kgKG/ min) wurde die Narkose aufrecht erhalten und der jeweiligen Situation nach den in der Humanmedizin üblichen Kriterien angepaßt. Die Kontrolle der Ausfuhr über den Blasenkatheter und bedarfsadaptierte Volumensubstitution durch Haes 6% i.v. und Ringer-Laktat-Lösung i.v. gewährten eine Volumenhomöostase. Zusätzliche vasoaktive oder hämodynamisch wirksame Substanzen erhielten die Tiere nicht.


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2.2. Beatmung

Nach Tracheotomie in Höhe des zweiten bis dritten Ringknorpels und Einführen eines 7,5-8,0 mm Magill-Tubus (Mallinckrodt Medical, Athlone, Irland) wurde mit einem Servo 900C Respirator (Siemens Elema, Lund, Schweden) volumenkontrolliert beatmet.

Die Atemfrequenz von 16/min, Tidalvolumina von 10-15 ml/kg, die FiO2 von 1,0 , der PEEP von 5 mmHg und das Inspirations-Exspirations-Verhältnis von 1:2 blieben während des gesamten Versuchsablaufs unverändert, solange ein Spitzendruck (PIP) von 40 cmH2O nicht überschritten wurde. Bei Überschreiten entsprechender Spitzendruckwerte wurde kurzfristig, um der Gefahr gravierender Barotraumen vorzubeugen, die Atemfrequenz nach oben und die Atemzugvolumina nach unten geregelt .

2.3. Induktion des akuten Lungenversagens

Als Modell für das akute Lungenversagen des Erwachsenen diente das von Lachman et al. etablierte Verfahren der repetitiven salinen Auswaschung 49.

Durch wiederholte bronchoalveoläre Lavage mit Kochsalzlösung wird Surfactant ausgewaschen, der Gasaustausch zuverlässig verschlechtert, Atelektasen und Ödeme induziert und die Lungencompliance herabgesetzt. Es resultiert ein Zustand, der sowohl im Hinblick auf Blutgas- und Hämodynamikveränderungen als auch in histologischen und elektronenmikroskopischen Befunden dem Krankheitsbild des ARDS entspricht 49,50.

Für das Lavage-Manöver wurden die Tiere vom Respirator dekonnektiert und die Lungen in Oberkörperhochlage (+45°) über den Tubus mit 40 ml/kgKG körperwarmer Kochsalzlösung gefüllt.

Durch Änderung der Tischposition wurde eine Oberkörpertieflage (-45°) herbeigeführt, die Spülflüssigkeit konnte herauslaufen und aufgefangen werden. Anschließend wurden die Tiere in horizontaler Körperlage weiterbeatmet.


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In 15-minütigen Abständen wurde dieser Vorgang unter Kontrolle des arteriellen Sauerstoffpartialdruckes solange wiederholt, bis der PaO2 über 60 min ohne weitere Lavagen dauerhaft unter 100 mmHg lag und damit der vorher festgelegten Definition für ein stabiles akutes Lungenversagen (acute lung injury, ALI) entsprach.

2.4. Almitrindimesilat-Applikation

Almitrindimesilat (Vectarion®, Eutherapie, Neuilly-sur-Seine, Frankreich) wurde in 0,015 g - Durchstechflaschen mit 5 ml Apfelsäure (6,0 g/l) gelöst, mit physiologischer Kochsalzlösung auf 50 ml verdünnt und mittels Spritzenpumpen (Perfusor®, Secura FT, Braun) intravenös infundiert. Durch Variation der Infusionsraten erhielten die Tiere der Almitringruppe sechs ansteigende Dosen (0,5, 1, 2, 4, 8, 16 µg/kgKG/min) Almitrindimesilat über jeweils 30 min, die Tiere der Kontrollgruppe lediglich das Solvens Apfelsäure in entsprechenden Infusionsraten.

2.5. Meßmethoden

Bei allen Versuchstieren wurden Herzfrequenz, Hämodynamikparameter, exspiratorischer Kohlendioxidgehalt, periphere O2-Sättigung und Körpertemperatur mittels eines Monitors Modell 66 S (Hewlett Packard, Böblingen, Deutschland) aufgezeichnet, wobei die Herzfrequenz mittels eines R-Zacken getriggerten Frequenzmessers über das EKG bestimmt wurde.

Zur Überwachung des Kreislaufes erhielt jedes Tier einen Thermodilutionskatheter (Modell 93A-131-7F, Baxter Healthcare Corporation, Irvine CA, USA) und einen Femoralarterienkatheter (Modell 96B-020-5F G, Baxter Healthcare Corporation), mit deren Hilfe folgende Kreislaufparameter erfaßt wurden:

mittlerer arterieller Druck (MAP), mittlerer pulmonalarterieller Druck (MPAP), zentralvenöser Druck (ZVD), pulmonalarterieller Verschlußdruck (PCWP) und Herzzeitvolumen (HZV). Als Nullpunkt für die Druckmessung diente die mittlere Axillarlinie beim horizontal auf dem Rücken liegenden Tier.


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Das HZV wurde mit der Thermodilutionsmethode unter Verwendung eines geschlossenen Injektatsystems (Modell 93-600, Baxter Healthcare Corporation) durch 4 gleichmäßige Injektionen à 10 ml 1-5° Celsius kalter 0,9%iger NaCl-Lösung ermittelt, wobei die Zeitpunkte während des Respirationszyklus willkürlich gewählt waren.

In arteriellen und gemischtvenösen Blutproben wurden unmittelbar nach Blutabnahme der Sauerstoffpartialdruck (PO2), der Kohlendioxidpartialdruck (PCO2) und der pH-Wert mit Standardblutgaselektroden (ABL 505, Radiometer, Kopenhagen, Dänemark) gemessen. Gesamthämoglobin (Hb), Sauerstoffsättigung (HbO2), Methämoglobin-spiegel und Carboxyhämoglobinspiegel wurden mit einem Spektrometer species-spezifisch (OSM3 Hemoximeter, Radiometer, Kopenhagen, Dänemark) bestimmt.

Mit Hilfe dieser Parameter konnte der arterielle (CaO2), der gemischtvenöse (CvO2) und der kapilläre (CcO2) Sauerstoffgehalt sowie die arteriogemischtvenöse Sauerstoff-gehaltsdifferenz (AvDO2) errechnet werden. <1>

2.6. Versuchprotokoll

Die Tiere wurden prospektiv randomisiert der Almitrin- oder der Kontrollgruppe zugeteilt.

Das Versuchsprotokoll gliedert sich in drei Abschnitte, wobei die ersten beiden Abschnitte der Festlegung der Ausgangswerte vor (Baseline) bzw. nach (ALI) Surfactantdeletion dienten. Im dritten Abschnitt wurde in sechs aufsteigenden Dosen Almitrindimesilat bzw. das Solvens Apfelsäure gegeben und nach jeweils 30 min Meßwerte erhoben.


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Tabelle 1: Versuchsprotokoll


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Abschnitt

Almitrindimesilat [µg/kgKG/min]

ALI

FiO2

Zeit [min]

 

 

 

 

 

1 Baseline

-

-

1,0

0

2 ALI

-

+

1,0

120

 

 

 

 

 

3 Alm 0,5

0,5

+

1,0

150

Alm 1

1

+

1,0

180

Alm 2

2

+

1,0

210

Alm 4

4

+

1,0

240

Alm 8

8

+

1,0

270

Alm 16

16

+

1,0

300

ALI: acute lung injury, Alm: Almitrin, FiO2: Inspiratorische Sauerstoffkonzentration

Die Tiere, die 16 µg/kgKG/min Almitrindimesilat überlebten, wurden durch eine i.v.-Gabe von 14,9 % Kaliumchlorid getötet.

2.7. Statistik

Für alle erhobenen Meßwerte wurden Mittelwerte und Standardabweichung (x ± SD) gebildet. Innerhalb der Gruppen wurde mittels des einfachen ANOVA-Test mit Bonferonikorrekturfaktor, zwischen den Gruppen mit dem Mann-Whitney-Test auf signifikante Unterschiede hin untersucht.

Signifikanz der Unterschiede wurde bei einer Irrtumswahrscheinlichkeit p < 0,05 angenommen.


Fußnoten:

<1>

Die venöse Beimischung (QVA/QT) wurde nach folgender Formel berechnet:


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Das Atemminutenvolumen, die Atemfrequenz und die Atemwegsdrücke wurden vom Respirator angezeigt und übernommen. Zur Bestimmung der FiO2 wurden inspiratorische Gasproben aus dem Inspirationsschenkel des Beatmungsschlauches entnommen und analysiert (ABL 505). Zur Berechnung der alveoloarterielle Sauerstoffpartialdruckdifferenz (AaDO2) für FiO2=1,0 diente folgende Formel:

Sauerstoffangebot (DO2) und Sauerstoffverbrauch (VO2) wurde wie folgt berechnet:


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Tue Jul 11 20:41:46 2000