Factors associated with carbon dioxide transfer in an experimental model of severe acute kidney injury and hypoventilation during high bicarbonate continuous renal replacement therapy and oxygenation membrane support / Fatores associados à transferência de dióxido de carbono em um modelo experimental de lesão renal aguda grave e hipoventilação durante terapia de substituição renal contínua com alto teor de bicarbonato e suporte com membrana de oxigenação

ABSTRACT

ABSTRACT Objective To investigate the factors influencing carbon dioxide transfer in a system that integrates an oxygenation membrane in series with high-bicarbonate continuous veno-venous hemodialysis in hypercapnic animals. Methods In an experimental setting, we induced severe acute kidney injury and hypercapnia in five female Landrace pigs. Subsequently, we initiated high (40mEq/L) bicarbonate continuous veno-venous hemodialysis with an oxygenation membrane in series to maintain a pH above 7.25. At intervals of 1 hour, 6 hours, and 12 hours following the initiation of continuous veno-venous hemodialysis, we performed standardized sweep gas flow titration to quantify carbon dioxide transfer. We evaluated factors associated with carbon dioxide transfer through the membrane lung with a mixed linear model. Results A total of 20 sweep gas flow titration procedures were conducted, yielding 84 measurements of carbon dioxide transfer. Multivariate analysis revealed associations among the following (coefficients ± standard errors) core temperature (+7.8 ± 1.6 °C, p < 0.001), premembrane partial pressure of carbon dioxide (+0.2 ± 0.1/mmHg, p < 0.001), hemoglobin level (+3.5 ± 0.6/g/dL, p < 0.001), sweep gas flow (+6.2 ± 0.2/L/minute, p < 0.001), and arterial oxygen saturation (-0.5 ± 0.2%, p = 0.019). Among these variables, and within the physiological ranges evaluated, sweep gas flow was the primary modifiable factor influencing the efficacy of low-blood-flow carbon dioxide removal. Conclusion Sweep gas flow is the main carbon dioxide removal-related variable during continuous veno-venous hemodialysis with a high bicarbonate level coupled with an oxygenator. Other carbon dioxide transfer modulating variables included the hemoglobin level, arterial oxygen saturation, partial pressure of carbon dioxide and core temperature. These results should be interpreted as exploratory to inform other well-designed experimental or clinical studies.

RESUMO

RESUMO Objetivo Investigar os fatores que influenciam a transferência de dióxido de carbono em um sistema que integra uma membrana de oxigenação em série com terapia de substituição renal contínua com alto teor de bicarbonato em animais hipercápnicos. Métodos Em um ambiente experimental, induzimos lesão renal aguda grave e hipercapnia em cinco porcos Landrace fêmeas. Em seguida, iniciamos terapia de substituição renal contínua com alto teor de bicarbonato (40mEq/L) com uma membrana de oxigenação em série para manter o pH acima de 7,25. Em intervalos de 1 hora, 6 horas e 12 horas após o início da terapia de substituição renal contínua, realizamos uma titulação padronizada do fluxo de gás de varredura para quantificar a transferência de dióxido de carbono. Avaliamos os fatores associados à transferência de dióxido de carbono através da membrana pulmonar com um modelo linear misto. Resultados Realizamos 20 procedimentos de titulação do fluxo de gás de varredura, produzindo 84 medições de transferência de dióxido de carbono. A análise multivariada revelou associações entre os seguintes itens (coeficientes ± erros padrão) temperatura central (+7,8 ± 1,6 °C, p < 0,001), pressão parcial pré-membrana de dióxido de carbono (+0,2 ± 0,1mmHg, p < 0,001), nível de hemoglobina (+3,5 ± 0,6g/dL, p < 0,001), fluxo de gás de varredura (+6,2 ± 0,2L/minuto, p < 0,001) e saturação de oxigênio (-0,5% ± 0,2%, p = 0,019). Entre essas variáveis, e dentro das faixas fisiológicas avaliadas, o fluxo do gás de varredura foi o principal fator modificável que influenciou a eficácia da remoção de dióxido de carbono de baixo fluxo sanguíneo. Conclusão O fluxo do gás de varredura é a principal variável relacionada à remoção de dióxido de carbono durante a terapia de substituição renal contínua com um alto nível de bicarbonato acoplado a um oxigenador. Outras variáveis moduladoras da transferência de dióxido de carbono incluíram o nível de hemoglobina, a saturação de oxigênio, a pressão parcial de dióxido de carbono e a temperatura central. Esses resultados devem ser interpretados como exploratórios para informar outros estudos experimentais ou clínicos bem planejados.