Intrapulmonale Verteilung von Perfluorkarbon und Surfactant sowie deren Einfluss auf Lungenvolumen und Gasaustausch am ARDS-Modell neugeborener Ferkel

Abstract

Beim Atemnotsyndrom (RDS) führt neben einer Surfactanttherapie auch die partielle Flüssigkeitsbeatmung (PLV) mit Perfluorkarbonen (PFC) zu einer Verbesserung von Oxygenierung und Lungenmechanik. Bislang gab es keine geeignete Methode zur vergleichenden Darstellung der intrapulmonalen, räumlichen Verteilung von appliziertem PFC und Surfactant (S). Diese Arbeit untersuchte regionale intrapulmonale Verteilungsunterschiede von PFC und S durch Fluoreszenzmarkierung über eine Darstellung im 3-dimensionalem Lungenmodell. Zudem wurden der Einfluss von PFC und S auf Gasaustausch und Lungenvolumen am Surfactant-depletierten Ferkel (RDS-Modell) verglichen. In der PFC-Gruppe war der Farbstoff bevorzugt dorsobasal verteilt, verglichen mit einer homogenen Verteilung in der S-Gruppe. Zudem waren die Lungen PFC- behandelter Tiere signifikant um den Faktor 1.38 (Pulmonary expansion factor, PEF) gegenüber der S-Gruppe gedehnt. Die Analyse respiratorischer und hämodynamischer Parameter erbrachte keinen sig. Unterschied zwischen beiden Gruppen. Die direkte Fluoreszenzmarkierung von PFC und S war eine geeignete Methode zur Darstellung der intrapulmonalen Verteilung beider Substanzen an dem verwendeten RDS-Modell neugeborener Ferkel. Über die Berechung des PEF kann die Ausdehnung der Lunge im Vergleich von PFC und S nach 240 Minuten Therapie (Studiendauer) angegeben werden. Vergleichbares wurde bisher nicht in der Literatur beschrieben.

In acute lung injury either Surfactant (S) or Perfluorcarbon (PFC) application improves oxygenation and lung mechanics. To date no appropriate method comparing the spatial, intrapulmonary distribution of S and PFC is available. By successfully staining PFC and S with a fluorescence dye we were able to examine the intrapulmonary distribution between both substances. Using these techniques we could visualize these differences in a 3-dimensional model of the lung. Furthermore, the influence of PFC and S application on gas exchange and lung volume in our model of surfactant depleted newborn piglets (acute lung injury) was investigated. Our results showed a different spatial, intrapulmonary distribution. PFC was preferentially distributed in dependant (dorsal, basal) lung regions compared to S, which was more homogeneously spreaded. Additionally, PFC-treated lungs were significantly more expanded (Factor 1.38) compared with S. On the contrary there were no significant differences in parameters of gas exchange between both groups. Our method of staining PFC and S with a fluorescent dye was suitable for demonstrating the spatial, intrapulmonary distribution of both substances. Furthermore, to calculate pulmonary expansion by a factor enabled us to demonstrate the increase in the distension of PFC-, compared to S-treated lungs, which was not described in literature up to now.