Научный сотрудник лаборатории разработки метода газожидкостной искусственной вентиляции лёгких
e-mail: isabekov.nikolai@yandex.ru
Researcher of the laboratory for the development of the method of gas-liquid artificial ventilation of the lungs, Izmerov Research Institute of Occupational Health
e-mail: isabekov.nikolai@yandex.ru
Введение. Токсический отёк лёгких — остро возникающий синдром, характеризующийся накоплением жидкости во внесосудистых пространствах лёгких, нарушением газообмена, формированием тканевой гипоксии и ацидоза, который может возникать при острых ингаляционных отравлениях пульмонотоксикантами на производстве. Существующие методы медикаментозной и респираторной терапии малоэффективны при развитии альвеолярного отёка лёгких (терминальной стадии острого респираторного дистресс-синдрома; ОРДС). В связи с этим поиски новых подходов к лечению этого состояния, характеризующегося практически 100% летальностью, имеют важное практическое значение. Одним из таких подходов является использование перфторуглеродных (ПФУ) жидкостей, которые за счёт своих уникальных физико-химических свойств способны не только обеспечить эвакуацию отёчной жидкости из альвеол и дыхательных путей, но и восстановить газообмен в заполненных ими отделах лёгких. В данной статье будет представлена экспериментальная оценка применения ПФУ жидкостей на модели альвеолярной стадии токсического отёка лёгких.
Цель исследования — определить влияние бронхоальвеолярного лаважа (БАЛ) с использованием жидких перфторуглеродов на показатели острой дыхательной недостаточности и исход альвеолярной стадии токсического отёка лёгких.
Материалы и методы. Исследование проведено на крысах самцах породы Вистар возрастом 4 месяца, массой 180–230 г. Токсический отёк лёгких инициировался эндотрахеальным введением 0,1 М раствора HCl. Наркотизированных крыс интубировали канюлей после чего интратрахеально вводили 0,1 М раствора HCl в дозе 2 мл/кг и подключали к аппарату искусственной вентиляции лёгких. После чего проводилась рандомизация животных по массе на группы по 6 особей в каждой. Животным опытной группы при снижении сатурации ниже 80%, проводили 2–6 процедур бронхоальвеолярного лаважа оксигенированной ПФУ жидкостью в разовой дозе 2,0 мл/кг. В качестве ПФУ жидкости использовали перфтордекалин. Регистрировали частоту сердечных сокращений, сатурацию кислородом, продолжительность выживания, а также общую выживаемость по группам.
Результаты. У всех крыс после введения HCl отмечалось снижение сатурации кислорода (SpO2) и частоты сердечных сокращений (ЧСС), которое восстанавливалось до нижних границ нормы в течение 5 минут. Однако спустя 25–30 минут у животных наблюдалось быстрое снижение SpO2, увеличение ЧСС, появление влажных хрипов в лёгких, а также выделение пенистой жидкости из катетера. На этом фоне наступала быстрая гибель животных, при этом средняя продолжительность выживания составила 30,6±3,3 мин. В свою очередь у животных экспериментальной группы после каждой процедуры БАЛ отмечалось увеличение сатурации, удавалось эвакуировать из лёгких в общей сложности в среднем 9,1±0,8 мл/кг отёчной жидкости. Так же было отмечено, что средняя продолжительность выживания крыс в экспериментальной группе была в 1,69 раза и составила 51,6±3,8 мин.
Выводы. Применение БАЛ с ПФУ жидкостями в альвеолярной стадии токсического отёка лёгких позволяет эвакуировать значительное количество отёчной жидкости из нижних отделов лёгких за счёт её вытеснения перфторуглеродом с более высокой плотностью; кратковременно уменьшить выраженность проявлений острой дыхательной недостаточности после инстилляции оксигенированной жидкости; увеличить продолжительность выживания животных за счёт обеспечения газообмена в ранее не участвующих в нем отделах лёгких.
Этика. Исследования с участием лабораторных животных проходили с соблюдением следующих нормативных актов: Хельсинкской декларации 2000 г. «О гуманном отношении к животным», Приказа Минздрава СССР № 755 от 12.08.1977 г. «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных», Приказа Минздравсоцразвития России № 199н от 01.04.2016 г. «Об утверждении правил лабораторной практики». Протокол исследования был одобрен этическим комитетом ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова». Протокол № 4 от 25 мая 2022 года.
Участие авторов:Исабеков Н.Р. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка данных, написание текста, редактирование;Тоньшин А.А. — концепция и дизайн исследования, написание текста;Бонитенко Е.Ю. — концепция и дизайн исследования, редактирование.
Финансирование. Работа была выполнена в рамках государственного задания, код темы FGFE-2024-0003.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Дата поступления: 18.01.2024 / Дата принятия к печати: 06.02.2024 / Дата публикации: 15.03.2024
Introduction. Toxic pulmonary edema is an acute syndrome characterized by the accumulation of fluid in the extravascular spaces of the lungs, impaired gas exchange, the formation of tissue hypoxia and acidosis, which can occur in acute inhalation poisoning with pulmonary toxicants at work. Existing methods of drug and respiratory therapy are ineffective in the development of alveolar pulmonary edema (end-stage acute respiratory distress syndrome; ARDS). In this regard, the search for new approaches to the treatment of this condition, which is characterized by almost 100 % mortality, is of great practical importance. One of such approaches is the use of perfluorocarbon (PFC) fluids, which, due to their unique physical and chemical properties, are able not only to ensure the evacuation of edematous fluid from the alveoli and respiratory tract, but also to restore gas exchange in the parts of the lungs filled with them. This article will present an experimental evaluation of the use of PFC fluids in a model of the alveolar stage of toxic pulmonary edema.
The goal of the study is to determine the effect of bronchoalveolar lavage (BAL) using perfluorocarbons on the indicators of acute respiratory failure and the outcome of the alveolar stage of toxic pulmonary edema.
Materials and methods. The study was carried out on male Wistar rats aged 4 months, weighing 180–230 g. Toxic pulmonary edema was initiated by endotracheal injection of 0.1 M HCl solution. Anesthetized rats were intubated with a cannula, then intratracheally injected with 0.1 M HCl solution at a dose of 2 ml/kg and connected to a ventilator. After that, the animals were randomized by weight into groups of 6 individuals each. Animals of the experimental group with a decrease in saturation below 80%, 2–6 procedures of bronchoalveolar lavage (BAL) with PFC-oxygenated liquid in a single dose of 2.0 ml/kg were performed. Heart rate, oxygen saturation, duration of survival, and overall survival by group were recorded.
The results. In all rats, there was a decrease in oxygen saturation (SpO2) and heart rate (HR) after HCl administration, which was restored to the lower limits of normal within 5 minutes. However, after 25 to 30 minutes, the animals experienced a rapid decrease in SpO2, an increase in heart rate, the appearance of wet wheezing in the lungs, and the discharge of foamy fluid from the catheter. Against this background, there was a rapid death of animals, At the same time, the average duration of survival was 30.6±3.3 min. In turn, in the animals of the experimental group, after each BAL procedure, an increase in saturation was noted, it was possible to evacuate a total of 9.1±0.8 ml/kg of edematous fluid from the lungs. It was also noted that the average duration of survival of rats in the experimental group was 1.69 times and amounted to 51.6±3.8 minutes.
Conclusions. The use of BAL with PFC fluids in the alveolar stage of toxic pulmonary edema makes it possible to evacuate a significant amount of edematous fluid from the lower parts of the lungs due to its displacement by a perfluorocarbon with a higher density; to short-term reduce the severity of manifestations of acute respiratory failure after instillation of oxygenated PFC liquid; to increase the duration of survival of animals by ensuring gas exchange in previously uninvolved parts of the lungs.
Ethics. The study was conducted in accordance with the ethical principles of the Declaration of Helsinki. The Clinical Study Protocol was reviewed at a meeting of the local Ethics Committee FSBSI IRIOH. Protocol No. 4 of May 25, 2022.
Contribution:Isabekov N.R. — concept and design of the study, data collection and processing, text writing, editing;Tonshin A.A. — concept and design of the study, text writing;Bonitenko E.Yu. — concept and design of the study, editing.
Funding. The work was carried out within the framework of the state assignment, code the number FGFE-2024-0003.
Conflict of interests. The authors declare no conflict of interests.
Received: 18.01.2024 / Accepted: 06.02.2024 / Published: 15.03.2024
The authors declare that there are no conflicts of interest present.