Обоснование возможности использования жидкостной искусственной вентиляции лёгких для лечения острого респираторного дистресс-синдрома токсического генеза

Введение. Пульмонотоксиканты — это химические вещества, вызывающие бронхоспазм и повреждение альвеолярно-капиллярной мембраны. Поражения дыхательной системы пульмонотоксикантами при авариях на промышленных предприятиях особенно актуальны в настоящее время. Существующие методы лечения при поражении пульмонотоксикантами и развитии острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС) становятся малоэффективными, поэтому одной из задач современной медицины является разработка новых методов лечения ОРДС. Одним из таких методов может являться создание «терапевтического окна» путём применения перфторуглеродных (ПФУ) жидкостей. Представлена экспериментальная оценка применения жидкостной искусственной вентиляции лёгких (ЖИВЛ) ПФУ жидкостями на модели ОРДС лёгких.

Цель исследования. Изучить возможность применения жидкостной искусственной вентиляции лёгких для создания терапевтического окна при лечении острого респираторного дистресс-синдрома химической природы.

Материалы и методы. Исследование проведено на самцах крыс вида Вистар возрастом 4 месяца, массой 180–190 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 ожидали снижения сатурации ниже 80. Затем рандомизировали животных по массе на группы по 6 особей в каждой. Животных контрольной группы подключали к аппарату ИВЛ. Животным опытной группы проводили ЖИВЛ ПФУ жидкостями в течение часа, затем переводили на ИВЛ. В качестве ПФУ жидкости использовали перфтордекалин. Регистрировали частоту сердечных сокращений, сатурацию кислородом, ректальную температуру, продолжительность выживания, а также общую выживаемость по группам.

Результаты. В контрольной группе после инстилляции 0,1 М раствора HCl и подключения к аппарату ИВЛ в течение первых 25–30 мин. наблюдалось постепенное снижение SpO₂ до 74,0±5,6% (фон — 95,0±3,5%) и увеличение ЧСС до 182,0±8,6 уд./мин., (фон — 278,0±14,8 уд./мин.) после чего происходила декомпенсация состояния животных. У животных экспериментальной группы после подключения к аппарату ЖИВЛ регистрировалось резкое снижение ЧСС в течение первых 5 мин. до 61,0±8,5 уд./мин. В свою очередь сатурация в течение всей ЖИВЛ значительно не изменялась и находилась в диапазоне от 95 до 100%. В результате проведённых экспериментов было отмечено, что средняя продолжительность выживания в опытной группе составляла 256,0±34,5 мин., что достоверно (р<0,001) более чем в 5 раз превышало данный показатель у животных в контроле — 45,3±4,3 мин.

При изучении ректальной температуры у животных контрольной группы значительных изменений выявлено не было. В свою очередь у животных опытной группы отмечалось резкое снижение ректальной температуры в течение первых 30 мин. от начала ЖИВЛ, в среднем на 5,8±1,6°С.

В результате патологоанатомического вскрытия были выявлены различия в массовых коэффициентах лёгких в разных группах. Так, в контрольной группе и опытной группах он составил 1,67±0,06 и 2,4±0,045% соответственно.

Выводы. На модели ОРДС, вызванного эндотрахеальным введением 0,1М раствора соляной кислоты, было показано, что ЖИВЛ с использованием ПФУ жидкостей низких температур в отличии от обычной механической вентиляции позволяет в течение длительного времени поддерживать стабильное состояние животных; эвакуировать значительное количество отёчной жидкости из лёгких и тем самым увеличить продолжительность их выживания.

Представленные выше данные свидетельствуют о том, что применение гипотермической ЖИВЛ может быть использовано для создания «терапевтического окна» при ОРДС, в том числе и при его наиболее тяжёлой форме — альвеолярной стадии токсического отёка 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;
Тоньшин А.А. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка данных;
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: 05.08.2024 / Дата принятия к печати: 20.08.2024 / Дата публикации: 15.09.2024

1. Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. Государственный доклад. О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2021–2022 г.: 145–164.

2. Башарин В.А., Чепур С.В., Толкач П.Г. и соавт. Токсикология пульмонотоксикантов: уч. пособие. Издательство «Левша. Санкт-Петербург, 2021.

3. Марино П.Л. Интенсивная терапия. 2-е изд., 2022.

4. Григорьев Е.В., Шукевич Д.Л., Плотников Г.П., Тихонов Н.С., Терапевтическая гипотермия: возможности и перспективы. Клиническая медицина. 2014: 9; 9–16.

5. Arrich J., Schütz N., Oppenauer J., Vendt J., Holzer M., Havel C. et al. Hypothermia for neuroprotection in adults after cardiac arrest. Cochrane Database Syst Rev. 2023; 5(5): CD004128. https://doi.org/10.1002/14651858.CD004128.pub5

6. Dirkes S. Liquid ventilation: new frontiers in the treatment of ARDS. Crit. Care Nurse. 1996; 16(3): 53–58.

7. Rambaud J., Lidouren F., Sage M., Kohlhauer M., Nadeau M., Fortin-Pellerin É., et al. Hypothermic total liquid ventilation after experimental aspiration-associated acute respiratory distress syndrome. Ann. Intensive Care. 2018; 8(1): 57. https://doi.org/10.1186/s13613-018-0404-8

8. Баринов В.А., Бонитенко Е.Ю., Белякова Н.А., Родченкова П.В., Тоньшин А.А., Панфилов А.В., и др. Использование перфторуглеродных жидкостей в лечении респираторного дистресс-синдрома. Медлайн.ру. 2022; 23: 515–555.

9. Foust R. 3rd, Tran N.N., Cox C., Miller T.F. Jr., Greenspan J.S., Wolfson M.R., et al. Liquid assisted ventilation: an alternative ventilatory strategy for acute meconium aspiration injury. Pediatr. Pulmonol. 1996; 21(5): 316–322. https://clck.ru/3CkbAP

10. Hirschl R.B., Parent A., Tooley R., Shaffer T., Wolfson M., Bartlett R.H. Lung management with perfluorocarbon liquid ventilation improves pulmonary function and gas exchange during extracorporeal membrane oxygenation (ECMO). Artificial Cells Blood Substit Immobil. Biotechnol. 1994; 22(4): 1389–1396. https://doi.org/10.3109/10731199409138842

11. Costantino M.L. The use of liquid perfluorocarbons for neonatal lung ventilation. Int. J. Artif. Organs. 1996; 19(5): 284–290.

12. Бонитенко Е.Ю., Белякова Н.А., Баринов В.А., Краснов К.А., Гладчук А.С., Буров А.А., и др. Применение перфторуглеродов при лечении тяжёлой бронхолёгочной патологии. Часть I: классификация методов (аналитический обзор). Медлаин.ру. 2023; 24: 1368–1397.

13. Rambaud J., Lidouren F., Sage M, Kohlhauer M., Nadeau M., Fortin-Pellerin É., Micheau P., Zilberstein L., Mongardon N., Ricard J.D., Terada M., Bruneval P., Berdeaux A., Ghaleh B., Walti H., Tissier R. Hypothermic total liquid ventilation after experimental aspiration-associated acute respiratory distress syndrome. Ann Intensive Care. 2018 May 2; 8(1): 57. https://doi.org/10.1186/s13613-018-0404-8

14. Wei F., Wen S., Wu H., Ma L., Huang Y., Yang L. Partial liquid ventilation–induced mild hypothermia improves the lung function and alleviates the inflammatory response during acute respiratory distress syndrome in canines. Biomed. Pharmacother. 2019; 118: 109344. https://doi.org/10.1016/j.biophah.2019.109344

15. Исабеков Н.Р., Тоньшин А.А., Бонитенко Е.Ю. Обоснование возможности использования бронхоальвеолярного лаважа с перфторуглеродными жидкостями для лечения альвеолярной стадии токсического отёка лёгких. Медицина труда и промышленная экология. 2024; 64(2): 105–110. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2024-64-2-105-110

16. Исабеков Н.Р., Тоньшин А.А., Бонитенко Е.Ю. Гипотермия, индуцированная бронхоальвеолярным лаважом перфторуглеродными жидкостями, как способ лечения альвеолярной стадии токсического отёка лёгких. Экспериментальное обоснование. Медицина труда и промышленная экология. 2024; 64(5): 293–302. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2024-64-5-293-302

17. Hutin A., Lidouren F., Kohlhauer M., Lotteau L., Seemann A., Mongardon N., Renaud B., Isabey D., Carli P., Vivien B., Ricard J.D., Hauet T., Kerber R.E., Berdeaux A., Ghaleh B., Tissier R. Total liquid ventilation offers ultra-fast and whole-body cooling in large animals in physiological conditions and during cardiac arrest. Resuscitation. 2015; 93: 69–73. https://doi.org/10.1016/j.resuscitation.2015.05.020