key: cord-0691005-j6u2mxhy authors: Viscasillas, Jaime title: DESCRIPCION DE UN MODELO OVINO PARA LA PRUEBA DE VENTILADORES DE EMERGENCIA EN LA PANDEMIA DE COVID-19 date: 2020-10-23 journal: Rev Esp Anestesiol Reanim DOI: 10.1016/j.redar.2020.10.002 sha: cea4985f74fc8784a3d2f7612bd7ee07a5f51ef3 doc_id: 691005 cord_uid: j6u2mxhy La pandemia COVID-19ha puesto de manifiesto un déficit de ventiladores en el sistema sanitario para estas situaciones. Por ello, varios proyectos a nivel nacional e internacional se han desarrollado en pocas semanas para producir prototipos de ventiladores de fácil y rápida fabricación. Una de las exigencias de la AEMPS para la realización de estudios clínicos con nuevos prototipos pasa por la validación en un modelo animal. Para ello es importante poder utilizar un modelo animal que permita reproducir diferentes situaciones clínicas de forma fácil. En este artículo describimos el uso de la oveja como modelo animal para evaluar un prototipo de ventilador. El animal estuvo anestesiado durante diez horas en las que el prototipo fue utilizado hasta en seis escenarios. Este modelo pareció eficaz y es fácilmente reproducible, por lo que es una excelente opción para este tipo de investigación. The COVID-19 pandemic has revealed a ventilator deficit in the global health system for this scenario. For this reason, several national and international projects have been developed to get done prototypes of ventilators which could be easy and fast to manufacture. One of the requirements of the AEMPS for conducting clinical studies with new prototypes is through the validation of these new prototypes in an animal model. Therefore, it is important to achieve an animal model which allows us to easily reproduce different clinical scenarios. In this article, we describe the use of a sheep as a research model to assess a prototype ventilator. The animal was anesthetized for ten hours in which the prototype was tested in up to six different scenarios. This model is effective and easy to reproduce, making it an excellent choice for this kind of research. nacional e internacional, la mayoría de ellos con las premisas de ser de fácil fabricación y bajo coste y con un código "open source" para poder ser fabricados rápidamente en masa en cualquier lugar del mundo. En esta situación de emergencia, la Agencia Española de Medicamentos y Productos Sanitarios (AEMPS), autoridad competente en España, publicó una resolución en el que recogía los requisitos para homologar un prototipo de ventilador 3 . En resumen, además de una descripción técnica del prototipo y de pruebas en un pulmón de simulación, la agencia solicita que el prototipo sea probado también en un modelo animal. Sin embargo, en dicha resolución sólo se define el modelo de animal (porcino), sin especificar las características del experimento. Esto hace que en un principio no sólo se desechen otros modelos animales también válidos si no que no queden definidos los parámetros mínimos de monitorización que se debe emplear en el modelo para asegurar que el ventilador es seguro. El objetivo de este artículo es describir el modelo animal utilizado en nuestro caso para probar un prototipo de ventilador "open source" desarrollado durante la pandemia de COVID-19. Con ello, pretendemos ayudar a que nuestra experiencia sirva de referencia para otros grupos de investigación. El experimento fue aprobado por la Consellería de Agricultura, Desarrollo Rural, Emergencia Climática y Transición Ecológica de la Generalitat Valenciana (código 2020/VSC/PEA/0066) a propuesta del Comité de Ética y Experimentación Animal de la Universidad CEU Cardenal Herrera. El modelo animal empleado fue el ovino, un carnero de 60 kg de peso y 4 años. Sólo se indicó ayuno para sólidos, que fue de 12h antes del procedimiento, con aporte de líquidos ad libitum hasta empezar el experimento. Se colocó un catéter venoso a través de la vena cefálica derecha por el que se administró 0,5 mg/kg de midazolam como premedicación. La preoxigenación se realizó mediante mascarilla de oxigenación veterinaria con un flujo de 5 L/min durante 5 minutos. Tras este periodo, con en animal en decúbito esternal, se indujo la anestesia con una combinación de ketamina (5 mg/kg) y propofol (2 mg/kg). Se realizó la intubación orotraqueal con la ayuda de un laringoscopio de pala miller y un bougie, y avanzando un tubo endotraqueal con sistema de neumotaponamiento de diámetro interno 8,5 mm. El animal se conectó a una ventilador convencional mediante un circuito circular por el que se suministraba una FiO2 de 0,5. El mantenimiento anestésico se realizó vía intravenosa con infusiones continuas de ketamina (1 mg/kg/h), fentanilo (10 mcg/kg/h) y propofol (0,2 mg/kg/min). 6. Ventilación espontánea con diferentes valores de continuos positive airway pressure (CPAP). Finalmente se redujeron las dosis de las infusiones de ketamina, fentanilo y propofol al 50% con el objetivo de reducir la profundidad anestésica y recuperar la actividad espontánea. En ese momento, se comenzó a administrar diferentes niveles de CPAP y valorar sus efectos en los parámetros monitorizados. En la figura 3 se resumen los resultados obtenidos en cada momento del experimento de los principales parámetros de oxigenación monitorizados en el animal. La elección del modelo animal en experimentación animal debe basarse en los criterios de reemplazo, la reducción y el refinamiento 1 . En nuestro caso buscamos una especie fácil de manejar, con características parecidas a la especie humana, con previa experiencia en su uso para este tipo de experimento, un protocolo que permita probar el ventilador en diferentes escenarios clínicos y que sea fácilmente reproducible. Además, el modelo utilizado debía ser sencillo de realizar, con fármacos y técnicas normalmente utilizadas en centros de experimentación animal. La AEMPS indica que el experimento debe hacerse en un modelo porcino. Sin embargo, en el momento en que se publicó la norma nuestro proyecto estaba muy avanzado y ya habíamos obtenido los permisos para llevarlo a cabo en un modelo ovino, que a priori considerábamos más adecuado. Tras ponernos en contacto con la AEMPS, nos autorizó a emplear este modelo tras justificar su idoneidad. Page 5 of 7 Las ovejas son animales gregarios, domesticados desde hace miles de años y fáciles de manejar, explorar y administrar fármacos por cualquier vía, incluso la intravenosa, sin necesidad de sedación previa, siendo esta una de las principales ventajas frente al modelo porcino. El modelo ovino es ampliamente utilizado en medicina translacional para diferentes campos de la investigación. Específicamente se ha utilizado previamente para el estudio de diferentes modelos de patología respiratoria y de diferentes estrategias ventilatorias 7 . Aunque en un primer momento el hecho de ser una especie herbívora y rumiante puede hacernos pensar que es una especie más alejada a la especie humana que otras muy empleadas en experimentación animal, como el cerdo, la anatomía y fisiología del aparato respiratorio de la oveja se asemeja más al humano que las de otras especies. Asimismo, es muy útil en experimentos donde se necesitan estudiar parámetros respiratorios y obtener mediciones de mecánica respiratoria 7 . El animal estuvo anestesiado durante 10 horas en las que se realizaron todos los escenarios previamente descritos sin tener más complicaciones de las asociadas al modelo de distrés respiratorio que fueron resueltas con una maniobra de reclutamiento utilizando el prototipo del ventilador. La utilización de una monitorización avanzada tanto a nivel cardiovascular como respiratorio nos dio una información detallada del estado del animal en todo momento. Ello nos permitió confirmar que producíamos el efecto que queríamos en cada momento con nuestras maniobras, a la vez que no teníamos efectos secundarios no deseados. Aunque el grado de monitorización no esta tampoco definido en la resolución de la AEMPS, creemos que es importante tener al menos un control de todos estos parámetros cuando se está probando un prototipo de ventilador. El modelo ovino ha sido muy utilizado en el estudio del síndrome de distrés respiratorio agudo 7 . Este modelo de distrés ha sido realizado mediante varias técnicas como, por ejemplo, la administración de humo de algodón directamente en el pulmón 9 , administración de lipopolisacáridos de E. Coli 10 o el lavado alveolar con suero salino fisiológico y la consecuente pérdida de surfactante alveolar 4 . Las diferencias entre ellos dependen del producto utilizado para producir el daño tisular, la gravedad del cuadro y la patofisiología que produce. Esta última técnica, el lavado alveolar con suero salino, es la empleada en nuestro modelo. Este modelo de distrés ha sido utilizado en diversos estudios para evaluar maniobras de reclutamiento alveolar 11, 12 . El modelo utilizado en nuestro caso es un método sencillo, rápido, seguro y fácilmente reproducible para poder valorar el efecto de las maniobras ventilatorias. Este modelo también permite que el síndrome pueda resolverse por lo que el animal puede potencialmente ser utilizado para otras maniobras o escenarios, como en este caso. De esta forma optimizamos el concepto de "reducción" del principio de las 3 R ś formulados por Russel y Burch, en Inglaterra en 1959 que marcan uno de los pilares de la experimentación animal 1 . El modelo utilizado es sencillo de realizar, con fármacos y técnicas normalmente utilizadas en centros de investigación animal. J o u r n a l P r e -p r o o f Finalmente, los resultados obtenidos en la gasometría y mostrados en la gráfica muestran una buena oxigenación en la fase 1 y 2. El valor de PaO2/FiO2 <100 conseguido tras el lavado alveolar del surfactante reprodujo un modelo de distrés respiratorio agudo severo y las maniobras de reclutamiento alveolar permitieron mejora de forma importante la oxigenación. Finalmente, tanto en la fase 5 como 6 la oxigenación se mantuvo también adecuadamente. A modo de conclusión podemos afirmar que el modelo ovino utilizado en este experimento fue capaz de cumplir todos los objetivos previamente establecidos para poder valorar el prototipo del ventilador en diferentes escenarios clínicos.. Por todo ello creemos que este modelo animal utilizado para estudiar el prototipo de ventilador es fácil de realizar, de reproducir y puede evaluar diferentes escenarios clínicos en un solo animal en las circunstancias actuales de emergencia sanitaria por COVID-19. Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses Bibliografía Russell and Burch's 3Rs then and now: the need for clarity in definition and purpose Documento de consenso de la Sociedad Española de Medicina Intensiva, Crítica, y Unidades Coronarias (SEMICYUC), la Sociedad Española de Otorrinolaringología y Cirugía de Cabeza y Cuello (SEORL-CCC) y la Sociedad Española de Anestesiología y Reanimación (SEDAR) sobre la traqueotomía en pacientes con COVID-19 Información sobre prototipos 4. de respiradores, pruebas de seguridad y requisitos de investigación clínica In vivo lung lavage as an experimental model of the respiratory distress syndrome Acute respiratory distress syndrome: the Berlin definition Rationale and study design for an individualized perioperative open lung ventilatory strategy (iPROVE): study protocol for a randomized controlled trial Sheep as a model species for the study and treatment of human asthma and other respiratory diseases Large-Animal Models of Acute Respiratory Distress Syndrome Human mesenchymal stem cells reduce the severity of acute lung injury in a sheep model of bacterial pneumonia Cell therapy for ARDS: efficacy of endobronchial versus intravenous administration and biodistribution of MAPCs in a large animal model Lessons learned in acute respiratory distress syndrome from the animal laboratory Comparison of recruitment maneuvers in ventilated sheep with acute respiratory distress syndrome