Studier på effekten av ulike ventilasjonsstrategier under åpen hjertekirurgi med CPB (hjerte-lunge-maskin) på inflammatorisk respons og postoperativt «outcome»
Respiratoriske komplikasjoner i det postoperative forløpet forekommer hos opp mot 20 % av lavrisiko pasienter som gjennomgår hjerteoperasjon med CPB. Det er indikasjoner på at ulike ventilasjonsstrategier vil kunne påvirke vevsinflammasjonen i lungene og postoperativ pulmonal funksjon i forbindelse med hjertekirurgi.
Vi ønsker å standardisere metoder som er reproduserbare og stabile m.h.t. å validere lungefunksjonen etter ulike respiratorinnstillinger, og på den måten få et redskap for å gi lungene optimal behandling under CPB.
Årsaken til VILI (ventilator initiated lung injury) er både direkte mekaniske traumer, men også indirekte der belastningene på vevet fører til trigging av inflammatoriske prosesser som fører til skade. I forbindelse med alvorlig lungeskade (ARDS) er det utviklet ventilasjonsstrategier som skal være spesielt lungebeskyttende.Hovedprinsippet er å holde alveolene kontinuerlig åpne med høyt ende-ekspiratorisk trykk (PEEP), samt å bruke små ventilasjonsvolumer. Tilsvarende strategier i en perioperativ sammenheng synes også å virke forebyggende for utvikling av VILI.
Under CPB er både hjertet og lungene frakoblet sirkulasjonen og hjerte-lunge-maskinen overtar sirkulasjons- og lungefunksjonen. Ventilasjon av lungene er således ikke relatert til et behov for gassutvekslingen under CPB.
Per i dag er behandlingen av lungene i den perioperative fasen ikke standardisert innenfor hjerteanestesiologisk/hjertekirurgisk klinisk praksis, men vil avhenge av den enkelte behandlende anestesileges/kirurg's preferanser og ulike behandlingssentres preferanser. Dette gjelder ikke bare under CPB, men også ved innledning og avslutningsfasen av hjerteoperasjonen.
Kliniske studier der man har forsøkt å implementere strategier for å holde lungenes alveoler åpne under kirurgien med en fast PEEP grense, viser mulig reduksjon i inflammasjon som bidrar til bedret lungefunksjon post-operativt. Imidlertid er studiene for små og heterogene til å konkludere sikkert.
Vi ønsker i våre studier å kartlegge behandlingsintervensjoner i vår dyremodell, gris, som kan bidra til mer optimalisert og protektiv lungeventilasjon med fokus på redusert vevsinflammasjon. Fordelen med stordyrsmodeller er at vi kan bruke en rigid standardisert protokoll for å minimere forskjellene mellom individene og dermed fokusere maksimalt på faktorene vi ønsker å studere.
I tillegg vil metoder gruppen har brukt gjennom en årrekke (blodvolumbestemmelse med CO (carbon monoxyde), studier på utvikling av vevsødem med kolloid osmotiske trykk i plasma og interstitium, TTW (total tissue water content), inflammasjonsmarkører m.m.) bli benyttet.
Studieprotokoll:
Vi vil bruke en standardisert protokoll med 3 grupper (10 griser/gruppe) der ventilasjonen under kardiopulmonal bypass (CPB) vil være eneste faktor som skiller gruppene. Gruppe 1 (ZEEP-zero end expiratory pressure) vil få tradisjonell behandling med deflaterte lunger (ZEEP) uten aktiv ventilasjon. Gruppe 2 (PEEP-positive end expiratory pressure) vil få titrert optimal PEEP. Gruppe 3 (PEEP+LowVT(low tidal volume)) vil få titrert sin PEEP tilsvarende Gruppe 2, men i tillegg vil man ha aktiv overtrykksventilasjon med lave tidalvolumer (4 mL/kg). Ventilasjon før og etter CPB vil være lik i alle gruppene.
Dyrene vil først instrumenteres med måleutstyr og vil klargjøres for CPB. Man vil så gjøre rekruteringsmanøvre og titrere frem en optimal PEEP etter standardisert protokoll for å forsikre like utgangspunkt ved baseline.
Alle forsøk gjennomføres i full anestesi, (akuttforsøk) med eutanasi ved forsøksavslutning.
Vi ønsker å standardisere metoder som er reproduserbare og stabile m.h.t. å validere lungefunksjonen etter ulike respiratorinnstillinger, og på den måten få et redskap for å gi lungene optimal behandling under CPB.
Årsaken til VILI (ventilator initiated lung injury) er både direkte mekaniske traumer, men også indirekte der belastningene på vevet fører til trigging av inflammatoriske prosesser som fører til skade. I forbindelse med alvorlig lungeskade (ARDS) er det utviklet ventilasjonsstrategier som skal være spesielt lungebeskyttende.Hovedprinsippet er å holde alveolene kontinuerlig åpne med høyt ende-ekspiratorisk trykk (PEEP), samt å bruke små ventilasjonsvolumer. Tilsvarende strategier i en perioperativ sammenheng synes også å virke forebyggende for utvikling av VILI.
Under CPB er både hjertet og lungene frakoblet sirkulasjonen og hjerte-lunge-maskinen overtar sirkulasjons- og lungefunksjonen. Ventilasjon av lungene er således ikke relatert til et behov for gassutvekslingen under CPB.
Per i dag er behandlingen av lungene i den perioperative fasen ikke standardisert innenfor hjerteanestesiologisk/hjertekirurgisk klinisk praksis, men vil avhenge av den enkelte behandlende anestesileges/kirurg's preferanser og ulike behandlingssentres preferanser. Dette gjelder ikke bare under CPB, men også ved innledning og avslutningsfasen av hjerteoperasjonen.
Kliniske studier der man har forsøkt å implementere strategier for å holde lungenes alveoler åpne under kirurgien med en fast PEEP grense, viser mulig reduksjon i inflammasjon som bidrar til bedret lungefunksjon post-operativt. Imidlertid er studiene for små og heterogene til å konkludere sikkert.
Vi ønsker i våre studier å kartlegge behandlingsintervensjoner i vår dyremodell, gris, som kan bidra til mer optimalisert og protektiv lungeventilasjon med fokus på redusert vevsinflammasjon. Fordelen med stordyrsmodeller er at vi kan bruke en rigid standardisert protokoll for å minimere forskjellene mellom individene og dermed fokusere maksimalt på faktorene vi ønsker å studere.
I tillegg vil metoder gruppen har brukt gjennom en årrekke (blodvolumbestemmelse med CO (carbon monoxyde), studier på utvikling av vevsødem med kolloid osmotiske trykk i plasma og interstitium, TTW (total tissue water content), inflammasjonsmarkører m.m.) bli benyttet.
Studieprotokoll:
Vi vil bruke en standardisert protokoll med 3 grupper (10 griser/gruppe) der ventilasjonen under kardiopulmonal bypass (CPB) vil være eneste faktor som skiller gruppene. Gruppe 1 (ZEEP-zero end expiratory pressure) vil få tradisjonell behandling med deflaterte lunger (ZEEP) uten aktiv ventilasjon. Gruppe 2 (PEEP-positive end expiratory pressure) vil få titrert optimal PEEP. Gruppe 3 (PEEP+LowVT(low tidal volume)) vil få titrert sin PEEP tilsvarende Gruppe 2, men i tillegg vil man ha aktiv overtrykksventilasjon med lave tidalvolumer (4 mL/kg). Ventilasjon før og etter CPB vil være lik i alle gruppene.
Dyrene vil først instrumenteres med måleutstyr og vil klargjøres for CPB. Man vil så gjøre rekruteringsmanøvre og titrere frem en optimal PEEP etter standardisert protokoll for å forsikre like utgangspunkt ved baseline.
Alle forsøk gjennomføres i full anestesi, (akuttforsøk) med eutanasi ved forsøksavslutning.