Summary
Yüksek konsantrasyonlu nitrik oksit (NO) gazının solunması için bu basit ve yüksek oranda uyarlanabilir sistem cihazı mekanik ventilatörler, pozitif basınç veya yüksek gaz akışları gerektirmez. Standart tıbbi sarf malzemeleri ve rahat oturan bir maske, kendiliğinden nefes alan deneklere güvenli bir şekilde GAZ VERMEYİn.
Abstract
Nitrik Oksit (NO), seçici pulmoner vazodilasyonu indük etmek için solunması için gaz olarak uygulanır. Yüksek konsantrasyonda uygulansa bile birkaç potansiyel risk içeren güvenli bir tedavidir. Solundu NO gazı, farklı hastalık koşullarında sistemik oksijenasyonu artırmak için rutin olarak kullanılır. Yüksek konsantrasyonlarda NO uygulaması da in vitro virükidal bir etki uygular. Olumlu farmakodinamik ve güvenlik profilleri, kritik bakım sağlayıcıları tarafından kullanımındaki aşinalığı ve doğrudan virükidal etki potansiyeli nedeniyle, NO klinik olarak koronavirüs hastalığı-2019 (COVID-19) hastalarında kullanılmaktadır. Bununla birlikte, özel, ağır ve maliyetli ekipmana gerek kalmadan, çeşitli ilham verici oksijen fraksiyonlarında milyonda 80 parçadan (ppm) daha yüksek konsantrasyonlarda inhale NO'ları kolayca uygulayabilecek hiçbir cihaz mevcut değildir. Güvenilir, güvenli, ucuz, hafif ve ventilatörsüz bir çözümün geliştirilmesi, özellikle yoğun bakım ünitesi (yoğun bakım) dışında ve sınırlı kaynak senaryosunda entübe olmayan hastaların erken tedavisi için çok önemlidir. Böyle bir engeli aşmak için, standart sarf malzemeleri ve bir atma odası kullanılarak 250 ppm'e kadar invaziv olmayan NO gaz uygulaması için basit bir sistem geliştirilmiştir. Yöntem, azot dioksit seviyelerini sınırlarken belirli bir NO konsantrasyonu sağlamada güvenli ve güvenilir olduğu kanıtlanmıştır. Bu makale, klinisyenlere ve araştırmacılara, covid-19 veya diğer hastalıklarda araştırma amacıyla veya klinik kullanım için böyle bir sistemin nasıl monte edilebileceği veya uyarlanabileceği hakkında gerekli bilgileri sağlamayı amaçlamaktadır.
Introduction
NO inhalasyon tedavisi düzenli olarak çeşitli klinik ortamlarda hayat kurtarıcı bir tedavi olarak kullanılır1,2,3. İyi bilinen pulmoner vazodilatör etkisine ek olarak4, NO bakteri5,virüsler 6 vemantarlarakarşı geniş bir antimikrobiyal etki görüntüler7, özellikle yüksek konsantrasyonlarda uygulanırsa (>100 ppm). 8 2003 Şiddetli Akut Solunum Sendromu (SARS) salgını sırasında, NO güçlü antiviral aktivite in vitro gösterdi ve SARS-Coronavirus (SARS-CoV) ile enfekte hastalarda terapötik etkinlik gösterdi9,10. 2003 suşu yapısal olarak mevcut Koronavirüs Hastalığı-2019 (COVID-19) pandemisi11'densorumlu patojen olan SARS-Cov-2'ye benzer. COVID-19'lu hastalarda, sonuçları iyileştirmek için yüksek konsantrasyonlu NO gazı solumanın potansiyel faydalarını belirlemek için üç randomize kontrollü klinik çalışma devam etmektedir12,13,14. Devam eden dördüncü bir çalışmada, SARS-CoV-2 pozitif hastalara maruz kalan sağlık hizmeti sağlayıcılarında COVID-19 gelişimine karşı önleyici bir önlem olarak yüksek konsantrasyonlarda NO'nun profilaktik inhalasyonu araştırılmaktadır15.
COVID-19 için etkili ve güvenli bir tedavinin geliştirilmesi, sağlık ve bilim toplulukları için bir önceliktir. Entübe olmayan hastalarda ve gönüllü sağlık çalışanlarında 80 ppm'> dozlarda NO gazının yönetimini araştırmak için güvenli ve güvenilir bir invaziv olmayan sistem geliştirme ihtiyacı ortaya çıktı. Bu teknik, kendiliğinden nefes alan deneklere ilham verilen oksijenin (FiO2)farklı fraksiyonlarında yüksek NO konsantrasyonları uygulamayı amaçlamaktadır. Burada açıklanan metodoloji şu anda Massachusetts General Hospital (MGH) 16,17'dekendiliğinden nefes alanCOVID-19hastalarında araştırma amacıyla diriltmektedir. MGH'nin insan araştırma etik komitesinin yönergelerini izleyerek, önerilen sistem şu anda yüksek konsantrasyonlarda NO gazının aşağıdaki etkilerini incelemek için bir dizi randomize kontrollü çalışma yapmak için sunulamaktadır. İlk olarak, 160 ppm NO gazının etkisi, Acil Servis (IRB Protokol #2020P001036)14 veya yatan hastalar olarak kabul edilen hafif-orta derecede COVID-19'a sahip entübe olmayan deneklerde incelenmektedir (IRB Protokolü #2020P000786)18. İkincisi, SARS-CoV-2 enfeksiyonunu ve SARS-CoV-2 pozitif hastalara rutin olarak maruz kalan sağlık hizmeti sağlayıcılarında COVID-19 semptomlarının gelişmesini önlemek için yüksek doz NO'nun rolü incelenmektedir (IRB Protokolü # 2020P000831)19.
Bu basit cihaz, solunum tedavisi için rutin olarak kullanılan standart sarf malzemeleri ile monte edilebilir. Önerilen cihaz, invaziv olmayan bir şekilde NO gazı, tıbbi hava ve oksijen karışımı (O2)sunmak için tasarlanmıştır. Azot dioksit (NO2)solunması, hava yolu toksisitesi riskini azaltmak için en aza indirilir. Amerikan Hükümet Endüstriyel Hijyenistler Konferansı tarafından belirlenen mevcut NO2 güvenlik eşiği, 8-h zaman ağırlıklı ortalamanın 3 ppm üzerindedir ve 5 ppm kısa süreli maruz kalma sınırıdır. Tersine, Ulusal İş Güvenliği ve Sağlığı Enstitüsü kısa süreli maruz kalma sınırı olarak 1 ppm önermektedir20. Yüksek doz NO gaz tedavisine artan ilgi göz önüne alındığında, mevcut rapor bu yeni cihazın gerekli tanımını sunmaktadır. Araştırma amacıyla yüksek konsantrasyonda NO sunmak için bileşenlerinin nasıl birleştirilerek birleştirilmelerinin nasıl sağlanmıştır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
NOT: Teslimat sistemini monte etmek için gereken malzemeler için Malzeme Tablosuna bakın. Tesis bünyesinde tıbbi hava kaynakları, O2ve NO gazları da bulunmalıdır. Cihaz, yerel Kurumsal İnceleme Kurulu (IRB) tarafından titiz bir incelemeden geçen araştırma protokollerinde araştırma kullanımı için geliştirilmiştir. Hiçbir koşulda sağlayıcılar, uygun kurumsal düzenleyici onay istemeden yalnızca bu makalenin içerdiği endikasyonlara dayanarak, bu cihazı monte etme ve kullanmadan çalışmamalıdır. Cihazın proksimal ucundan başlayarak, parçaları aşağıdaki sırayla birleştirin (Şekil 1).
1. Hasta arayüzünün inşası
- Konuya uygun boyutta rahat, standart, invaziv olmayan bir havalandırma yüz maskesi alın.
- Maskenin yerleşik dirsek portsunu 22 mm dış çapta (O.D.) yüksek verimli bir partikül havasına (yüksek hidrofobik bakteriyel/viral filtre, HEPA sınıfı 13) filtreye bağlayın /15 mm iç çap (I.D.) konnektörü.
- (İsteğe bağlı) Deneğin hareketini kolaylaştırmak ve bağlantı kesme riskini azaltmak için, maske arayüzü ile HEPA filtresi arasına endotrakeal veya trakeostomi tüpü için 15 mm O.D. x 22 mm O.D./15 mm I.D. (uzunluk 5 cm-6,5 cm) esnek hasta konektörü ekleyin.
NOT: Maske arayüzünün sızmasını önlemek için her türlü çabayı göster. Cihazın "hasta ucu" da bir ağızlık olabilir. Böyle bir konfigürasyona bir burun klipsi eklenmelidir.
2. Y-parçasının inşası ve O2 kaynağının hazırlanması
- 22 mm ila 22 mm ve 7,6 mm bağlantı noktalarına sahip 15 F Y parçalı konektör alın. Y-parçasının iki distal ucunda, iki zıt duyu, düşük direnç, 22 mm erkek/kadın, tek yönlü valfler aracılığıyla devrenin ekspiratuar ve inspiratuar uzuvlarını oluşturun.
- Ekspirasyon uzuvları: Y parçasının bir ucuna, tek yönlü valf konnektörünü yerleştirerek sadece proksimal-distal akışa izin verin (aşağıyı gösteren ok).
- İnspiratuar uzuv: Y parçasının diğer ucunda, sadece distal-proksimal akışa izin vermek için tek yönlü bir valf bağlayın (yukarıyı gösteren ok).
- Y'nin proksimal ucunun HEPA filtresine bağlanması.
- Her iki ucunda evrensel adaptörler bulunan standart, bükülmeye dayanıklı vinil gaz borularını kullanarak, O2 kaynağını Y-parçasının inspiratory uzuvlarına bağlayın. Hasta ile gazın kaynağı arasındaki mesafeyi göz önünde bulundurarak uygun uzunlukta boru seçin.
NOT: Y-parça konnektörünün inspiratory uzuvda bir örnekleme bağlantı noktası olmalıdır. Değilse, O2'yisağlamak için örnekleme bağlantı noktasına sahip ek bir düz konektör kullanılmalıdır.
3. Çöp haznesinin inşası ve takılması
- 100 g kalsiyum hidroksit (Ca(OH)2)içeren 22 mm x 22 mm silikon kauçuk, esnek konnektör adaptörünü bir çöpçü odasının proksimal ucuna (iç çap = 60 mm, iç uzunluk = 53 mm, hacim = 150mL) bağlayın.
- Silikon kauçuk adaptöre 15 mm O.D. x 22 mm O.D./15 mm I.D., 5 cm-6.5 cm, esnek, oluklu tüp takın.
- 22 mm x 22 mm'lik başka bir silikon kauçuk, esnek konektör adaptörünü çöpçünün distal ucuna bağlayın.
- 15 mm-22 mm iki adımlı adaptör kullanarak Y parçasının inspiratory uzuvlarına atma odasını ve boru tertibatını ekleyin.
4. NO rezervuar sisteminin inşası ve takılması
- 3 L lateks içermeyen bir solunum rezervuarı torbası ve 90° ventilatör dirsek konektörünü bağlantı noktaları olmadan (22 mm ID x 22 mm) monte ettirin.
- Dirseğin diğer ucunun aerosol T-parçasının merkezi açıklığıyla (yatay bağlantı noktaları 22 mm O.D., dikey bağlantı noktası 11 mm I.D./22 mm O.D.) bağlayın.
- T parçasını, silikon kauçuk konektörü sıkıca oturana kadar ilerleterek atma odasının distal ucuna takın.
5. NO ve tıbbi hava besleme sisteminin inşası
- 7,6 mm örnekleme portları ve flip-top kapakları ile ardışık iki adet 15 mm O.D. x 15 mm I.D./22 mm O.D. konektörü takarak NO/hava gazı besleme sistemini oluşturun.
NOT: Kapaklar çıkarıldıktan sonra, örnekleme erişimleri gaz giriş bağlantı noktaları olarak işlev görür. - NO/hava besleme sisteminin distal ucunda, başka bir tek yönlü inspiratuar vana (yukarıyı gösteren ok) takın.
- NO/hava besleme sisteminin proksimal ucunda, 15/22 mm iki adımlı bir adaptör bağlayın.
- Proksimal iki adımlı adaptörü, NO rezervuar sisteminden yeşil T parçasının kalan serbest girişine bağlayın.
6. Aşağıdaki adımlar için standart, bükülmeye dayanıklı, yıldız lümen vinil oksijen gazı borusunu kullanarak hava ve NO gaz akış hatlarını takın.
- Tıbbi havayı en distal gaz giriş portine bağlayın.
- No gazını 800 ppm tıbbi sınıf no tankından (standart sıcaklık ve basınçta 2239 L 800 ppm NO gazı içeren AQ alüminyum silindirler, azotla dengelenmiş; teslim edilen hacim 2197 L) bir sonraki liman aşağı akışa bağlayın.
NOT: Gazların kaynaklarına rahatça ulaşmak için boru uygun uzunlukta olmalıdır. Farklı NO tankları veya jeneratörleri gaz kaynağı olarak kullanılabilir.
7. Kendiliğinden nefes alan konularda kullanım
- Havayı, O2'yi ve NO gaz akışını istenen FiO2 ve NO konsantrasyonuna göre ayarlayın.
NOT: NO'yu 80, 160 veya 250 ppm'de yönetmek için önerilen akış hızları Tablo 1'de listelenmiştir (yalnızca 800 ppm silindir için geçerlidir). - Sıkı oturan maskeyi, invaziv olmayan bir ventilasyon arayüzü kurulumuna benzer şekilde hastanın yüzüne yerleştirin.
- İstenilen süre boyunca inhalasyon seansını başlatın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
COVID-19 için yoğun bakım kabul dalgalanması sırasında MGH'de yoğun bakımda çalışan 33 yaşındaki bir solunum terapisti, sağlık çalışanlarının yer aldığı denemenin bir parçası olarak HAYIR almaya gönüllü oldu15,19. Çalışma, 160 ppm NO'nun virükidal bir ajan olarak etkinliğini test etti ve böylece viral kontaminasyon riski altındaki akciğerlerde hastalık oluşumunu önledi. Soluma profilaksisinin ilk seansı, açıklanan cihaz üzerinden 15 dakika boyunca bir vardiyaya başlamadan önce uygulandı. Araştırma amacıyla, solunan NO, NO2ve O2 konsantrasyonları sürekli olarak ölçüldü. 800 ppm'lik bir gaz tankından 3,5 L/dk'da gaz uygulanmadı ve fio2'yi % 21'de tutmak için 15 L/dk debide hava ile karıştırıldı ve 1 L/dk'lık bir O2 akış hızı ile karıştırıldı.
Elde edilen NO konsantrasyonu, üç standart 15 L/dk debimetre ile ölçülen toplam 19,5 L/dk gaz debisinde 160 ppm idi. Oksijen doygunluğu (SpO2), methemoglobin (MetHb) ve kalp atış hızı sürekli izlendi. SPO2 %97 civarında sabit kaldı. MetHb, gazın askıya alınmasıyla hızla temel değere dönmeden önce NO yönetimi sırasında% 2.3 ile zirve yaptı. Konu seans sırasında veya sonrasında herhangi bir yan etki yaşamadı. NO konsantrasyonu tüm inhalasyon süresi boyunca sabit kaldı. NO2 0.77 ppm'de zirve yaptı ve bu nedenle önerilen toksisite eşiğinin güvenli bir şekilde altında kaldı. NO ve NO2 sinyallerinin kaydedilen izlemelerinin temsili bir kısmı Şekil 2'detasvir edilir.
Şekil 1: Teslimat cihazının grafik gösterimi. Tek bileşenler, metinde ve Malzeme Tablosundabelirtildiği gibi şekilde belirtilir. Sistem dört ana bölümden oluşur: hasta arayüzü; Y-parça ve oksijen kaynağı; atma odası; ve NO rezervuar sistemi ve NO ve tıbbi hava besleme sistemi. Kısaltmalar: HEPA = yüksek verimli özel hava; HAYIR = nitrik oksit. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2: Sağlıklı bir sağlık çalışanında 160 ppm NO soluma sırasında NO ve NO2 konsantrasyonlarının temsili izlenmesi. Kısaltmalar: NO = nitrik oksit; NO2 = azot dioksit; ppm = milyon başına parça. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
| Hedef NO (ppm) | FiO2 (%) | Akış kurulumu (L/dak) | Ölçülen NO2 (ppm) | ||
| HAYIR | O2 | Hava | |||
| 80 | 21 | 1.67 | 1.28 | 15 | 0.32 |
| 30 | 1.89 | 3.28 | 15 | 0.32 | |
| 40 | 2.21 | 7.24 | 15 | 0.37 | |
| 160 | 21 | 3.87 | 1.78 | 15 | 0.81 |
| 30 | 4.38 | 4.31 | 15 | 1.05 | |
| 40 | 5.38 | 9.59 | 15 | 1.2 | |
| 250 | 21 | 6.99 | 2.1 | 15 | 1.57 |
| 30 | 9.1 | 7.3 | 15 | 2.35 | |
| 40 | 11.91 | 17.4 | 15 | 2.61 | |
Tablo 1: NO, O2ve hava gazıakışlarınınkurulumu. Gaz, bir tezgah deneyinde akciğer simülatörü ile ölçüldüğü gibi, değişen FiO2'dehedef NO konsantrasyonları sunmak için akar. HAYIR ve O2 akışı (L/dk olarak) istenen FiO 2'de (%21, %30, %40) hedef NO inspiratuar konsantrasyonu (80, 160 ve250 ppm) elde etmek için ayarlanmıştır. Her ortamda sabit bir tıbbi hava debisi (15 L/dk) kullanılmıştır. Azot ile dengelenmiş yaygın olarak bulunan 800 ppm NO silindir kullanıldı. Kısaltmalar: L/dk: Dakika başına L; HAYIR: Nitrik Oksit; NO2 = azot dioksit; FiO2: İlham Veren Oksijen fraksiyonu, O2: Oksijen; ppm: milyon başına parça.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
COVID-198olanlar da dahil olmak üzere entübe olmayan hastalar için NO gaz tedavisine artan ilgi göz önüne alındığında, mevcut rapor yeni bir özel cihazı ve 250 ppm'e kadar yüksek konsantrasyonlarda NO sunmak için bileşenlerinin nasıl birleştirileceğini açıklar. Önerilen sistem ucuz sarf malzemelerinden inşa edilir ve kendiliğinden nefes alan hastalarda tekrarlanabilir bir NO gazı konsantrasyonu sağlar. Montaj ve kullanım kolaylığı, başka bir yerde yayınlanan güvenlik verileri ile birlikte16,17, bu sistemi entübe olmayan hastalarda değişen FiO2'de yüksek NO gaz konsantrasyonu uygulamak için ideal bir düzenleme haline getirir. Burada açıklanan metodoloji şu anda MGH'de COVID-1914,18,19'u tedavi etmek veya önlemek için yüksek KONSANTRASYONLARDA HAYIR'ın etkisini araştırmak için diridiri olup. Yöntem, marka ve boyut olarak burada açıklananlardan farklı olabilecek belirli sarf malzemelerinin yerel kullanılabilirliğine göre ayarlanabilir. Bununla birlikte, protokolün birkaç kritik adımına uyulmalıdır.
Her gaz besleme hattının, rezervuar torbasının ve tek yönlü vanaların sırası herhangi bir nedenle değiştirilmemelidir. Özellikle çevreye enfekte biyo-aerosol dağılım riski durumunda bir HEPA filtresi de bulunmalıdır. Hava sızıntıları uygun NO konsantrasyonlarının teslimini etkileyebilir. Uygun şekilde konumlandırılmış ve boyutlandırılmış yüz maskeleri kullanmaya ve sistemin herhangi bir noktasında kopukluğu önlemeye özen gösterilmelidir. Ca(OH)2'nin en az bildirilen miktarına (100 g) sahip bir çöpçü odasının mevcudiyeti de NO2'nin birikmesini önlemek ve akciğerlerde su ile reaksiyon üzerine nitrik asit oluşumunu önlemek için gereklidir. Ca(OH)2 çöpçü, artık emici özelliklerinin bir göstergesi olarak işlev görenerek tüketim üzerine kimyasal bir boya reaksiyonuna maruz kalmak üzere tasarlanmıştır. 2 NUMARA seviyelerinin azaltılmasında çöpçerin verimliliğini sağlamak için, kutudakilerin üçte ikisi renk değiştirdiğinde bileşen değiştirilmelidir. Tezgah testleri, NO2'nin ilk 60 dakika boyunca 1 ppm'in altında kaldığını ve 160 ppm NO 17'ye maruz kaldıktan 5 saat sonra bile asla1.3ppm'i geçmediğini gösterdi. Beş saatten uzun oturumlar büyük olasılıkla çöpçerin değiştirilmesini gerektirecektir.
Bir silindirin NO gazı kaynağı olarak kullanılması durumunda, üretici tarafından bildirildiği gibi, tanktaki yerel NO konsantrasyonuna dikkat edilmelidir. Standart no yüksek basınçlı silindir için NO, hava ve O2 akış ayarları bildirilmiştir (Tablo 1). Farklı gaz konsantrasyonlarına sahip silindirlerin veya alternatif NO üreten cihazlarınkullanımı 21,22,23, istenen NO ve O2 konsantrasyonlarına sahip gaz karışımları sunmak için gerekli akış ayarlarını etkileyecektir. NO, çoğu yüksek basınçlı silindirde denge gazı olarak azot olarak seyreltilir. NO konsantrasyonu ne kadar yüksek olursa, karışıma ek O2 ek bir şey eklenmezse hastaya uygulanan net FiO2 o kadar düşüktür. NO konsantrasyonu ve FiO2 arasındaki bu etkileşim, özellikle NO zaten hipoksik bir hastaya uygulandığında veya OKSIJENASYON iyileşmesi açısından NO'nun etkinliğini değerlendirirken göz önünde bulundurulmalıdır. FiO2 NO yönetimi sırasında sabit tutulmazsa ortaya çıkan SpO2 artışı köreltilebilir. Daha da önemlisi, ek O2 uygulanmazsa, yüksek doz NO ve hava karıştırılarak potansiyel olarak hipoksik bir karışım üretilebilir.
NO çok uygun bir güvenlik profiline sahiptir. Molekülün çok kısa yarı ömrü, birkaç potansiyel olumsuz etkiyi daha da sınırlar. Methemoglobinemi, özellikle MetHb seviyelerinin her zaman yakından izlenmesi gerektiği için uzun süreli yüksek doz maruziyetinin ayarlanmasında en önemli tehdittir. MetHb, dolaşımdaki hemoglobinlerde bulunan demirin oksidasyonu ile NO nefes aldıktan sonra kanda oluşur. Ölçümler hızlı kan testi ile veya SpMet % izleme yoluyla invaziv olmayan bir şekilde elde edilebilir. % 10'a kadar olan seviyeler genellikle sağlıklı konularda iyi tolere edilir24. Hemodinamik bozulma nadiren NO inhalasyonundan sonra ortaya çıkabilir. Rebound pulmoner hipertansiyon, NO'nun uzun süreli yönetimi aniden kesilirse başka bir olası risktir25. Cihaz, gerekirse numune gazı konsantrasyonları için değiştirilebilir. Y parçasından önce, inspiratuar uzuvlara NO/NO2 örnekleme erişimi (portlu 15 mm düz konektör) yerlenebilir. Bu durumda, O2'yi karışıma güvenli bir şekilde eklemek için, bir bağlantı noktasına sahip ek bir 15 mm düz konektör yukarı akışa yerleştirilecek ve oksijen girişi olarak kullanılmalıdır. Bununla birlikte, NO ve NO2'nin ilham verici gaz konsantrasyonlarını izlemek, teknik zorluklar ve bu gazların başucundaki ppm seviyelerini ölçmek için özel ekipman ihtiyacı nedeniyle klinik olarak mümkün değildir. Aynı tankı kullanmasına rağmen, hastanın dakika ventilasyonuna bağlı olarak Tablo 1'debildirilenlere kıyasla, uygulanan konsantrasyonda hafif değişiklikler meydana gelebilir. Ayrıca, standart gaz rotametreleri (paslanmaz çelik bilyalı float ile 0-15 L/dk) 0,5 L'den küçük artışlara izin vermez. Tablo 1'degösterilen kuruluma benzer şekilde yüksek hassasiyetli dijital debimetrelerin kullanılabilirliği, uygulanan dozun hassasiyetini artıracaktır.
Açıklanan metodolojinin sınırlamaları esas olarak, önerilen cihazın insan kullanımında şu anda mevcut olan kıt verileri içerir. Her ne kadar kürsü deneylerinde ikna edici bir şekilde performans gösterse ve gönüllüler ve hastalar üzerinde test17, bugüne kadar, veriler tek bir merkezle sınırlı deneyime dayanmaktadır16. Operatörler, bu yeni sistemin kullanımına ve yüksek doz NO'nun sadece kritik durumdaki hastaları tedavi etmek için NO gaz tedavisinin kullanımında deneyimliyse, yüksek dozDA HAYIR'ın kullanılmasına girişmelidir. Yerel kurumsal politikaya ve yürürlükteki anlaşmalara bağlı olarak, tankların veya diğer NO gaz kaynaklarının, şu anda piyasada bulunan teslimat cihazlarının getirdiği sınırlamaların dışında, serbestçe ayarlanabilir gaz kaynakları olarak elde edilmesi ve kullanılması zor olabilir. NO endojen olarak üretilen bir vazodilatördür26. Gaz tedavisi olarak yönetimi şu anda ABD Gıda ve İlaç İdaresi tarafından "pulmoner hipertansiyonun klinik veya ekokardiyografik kanıtları ile ilişkili hipoksik solunum yetmezliği olan dönemsel ve yakın süreli yenidoğanların tedavisi için"onaylanmıştır 27. Bununla birlikte, NO ayrıca yetişkinlerde pulmoner vasoreaktivite testi28 ve pulmoner hipertansiyonu olan veya olmayan hipoksemik kritik hasta hastalarda kurtarma tedavisi olarak rutin olarak kullanılmaktadır2,29,30,31. Yüksek konsantrasyonda (160 ppm) NO'nun güvenliği ve toleransı, ilacın virükidal, bakterisidal ve mantar öldürücü etkilerini ele alan çalışmalarda sürekli olarak bildirilmiştir5,6,7,27. Araştırma amacıyla yüksek doz NO uygulamak için IRB onayı arandı ve14 , 18,19,32alındı.
Bugüne kadar, solunan NO'nun yönetimi esas olarak gaz tanklarına ve ilgili hantal makinelere dayanmaktadır. Tank tabanlı dağıtım cihazları genellikle dakikada 80 sayfaya kadar GAZ KONSANTRASYONU VERMEYecek şekilde tasarlanmıştır. Piyasada bulunan sistemler, hastaya sağlanan toplam gaz akışına ve istenen NO konsantrasyonuna bağlı olarak ayarlanabilir miktarda NO sunmak için yazılım tabanlı yetenekler sunar. HİÇBİr inhalasyon hastanın ilhamı ile sürekli veya senkronize edilebilir. Elektrokimyasal sensör hücresinden NO,NO 2 ve O2 konsantrasyonlarının ölçülmesi her zaman mümkündür. Bu tür pahalı cihazlar, önerilen yapıya kıyasla teknik ve güvenlik avantajları sunabilir. Bununla birlikte, pahalıdırlar ve nadiren birkaç üniteden daha fazla bulunurlar, genellikle entübe hastalarda seçilen ICU'larda kullanılırlar. Sonuç olarak, yoğun bakım dışındaki hastalar için NO tedavisinin mevcudiyeti, büyük kurumlarda bile çok sınırlıdır. Ayrıca, şu anda pazarlanan cihazların çoğu, 80 ppm'den daha yüksek konsantrasyonların etiket dışı yönetimine izin vermez. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, şu anda mevcut cihazlar sayesinde, hasta dalgalanması ve tıbbi malzeme sıkıntısı gibi sınırlı bir kaynak ortamında büyük ölçekte yüksek konsantrasyonlarda HAYIR uygulamak neredeyse imkansızdır. Bu koşullar altında, bu potansiyel olarak faydalı tedavinin yönetimi için basit ve ucuz, ancak güvenli ve açık kaynaklı bir cihaza duyulan ihtiyaç kritiktir.
Bu sistem gelecekte daha fazla araştırmacı ve klinisyen tarafından COVID-19 ve NO özelliklerinin yararlı olabileceği diğer hastalık durumlarında NO'nun tekrarlanabilir bir şekilde güvenli ve güvenilir bir şekilde uygulanması için uygulanabilir. Açıklanan metodolojide, NO kaynağı genellikle standart bir gaz tankıdır. Tanksız cihazlar ve jeneratörler de dahil olmak üzere diğer NO kaynakları bu dağıtım sistemi ile kullanılmak üzere uyarlanabilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
L.B., hemoliz ve nitrik oksit üzerine yaptığı çalışmalardan dolayı baş araştırmacı olarak K23 HL128882/NHLBI NIH'den maaş desteği almaktadır. L.B. receives technologies and devices from iNO Therapeutics LLC, Praxair Inc., Masimo Corp. L.B. receives a grant from iNO Therapeutics LLC. A.F. ve L.T. Alman Araştırma Vakfı (DFG) F.I. 2429/1-1'den fon bildirdiler; TR1642/1-1. WMZ, NHLBI B-BIC/NCAI'den (#U54HL119145) hibe alır ve MGH'den elektrik NO üretimi üzerine patent lisansına sahip Olan Third Pole Inc.'in bilimsel danışma kurulunda yer almaktadır. Diğer tüm yazarların beyan edecek bir şeyi yoktur.
Acknowledgments
Bu çalışma Harvard Tıp Fakültesi'ndeki Reginald Jenney Endowment Kürsüsü tarafından L.B.'ye, MGH'deki L.B. Sundry Funds tarafından ve MGH'deki Anestezi, Kritik Bakım ve Ağrı Tıbbı Bölümü'nün Anestezi Kritik Bakım Araştırmaları Için Anestezi Merkezi'nin laboratuvar fonları tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 90° ventilator elbow connector without ports 22 mm ID x 22 mm OD | Teleflex, Wayne, PA, USA | 1641 | |
| Aerosol tee connector: horizontal ports 22 mm OD, vertical port 11 mm ID/22 mm OD | Teleflex, Wayne, PA, USA | 1077 | |
| Flexible patient connector for endotracheal or tracheostomy tube (15 mm OD x 22 mm OD/15 mm ID, length 5 cm to 6.5 cm) | Vyaire Medical Inc., Mettawa, IL, USA | 3215 | |
| High-efficiency particulate air (highly hydrophobic bacterial/viral filter, HEPA class 13) filter (22 mm ID/15 mm OD x 22 mm OD/15 mm ID connector) | Teleflex, Wayne, PA, USA | 28012 | |
| Latex-free 3-L breathing reservoir bag | CareFusion, Yorba Linda, CA, USA | 5063NL | |
| Nitric Oxide tank 800 ppm medical-grade (size AQ aluminum cylinders containing 2239 L at STP of 800 ppm NO gas balanced with nitrogen, volume 2197 L) | Praxair, Bethlehem PA, USA | MM NO800NI-AQ | |
| One-way valve 22 mm male/female (arrow pointing towards female end) | Teleflex, Wayne, PA, USA | 1664 | N=2 inspiratory limb (upward arrow) |
| One-way valve 22 mm male/female (arrow pointing towards male end) | Teleflex, Wayne, PA, USA | 1665 | N=1 expiratory limb (downward arrow) |
| Rad-57 Handheld Pulse Oximeter with Rainbow SET Technology | Masimo Corporation, Irvine, CA, USA | 3736 | Including SpMet Option |
| Scavenger (ID = 60 mm, internal length = 53 mm, volume = 150 mL) containing 100 g of calcium hydroxide | Spherasorb, Intersurgical Ltd, Berkshire, UK | ||
| Silicon rubber flexible connectors 22 mm F x 22 mm F | Tri-anim Health Services, Dublin, OH, USA | 301-9000 | |
| Snug-fit standard face mask of appropriate size | |||
| Star Lumen standard medical grade vynil oxygen tubing with universal connectors | Teleflex, Morrisville, NC, USA | 1115 | Variable length according to distance from source of gas. 2.1 m length used in protocol |
| Straight connector with a 7.6 mm sampling port (15 mm OD x 15 mm ID/22 mm OD) | Mallinckrodt, Bedminster, NJ, USA | 502041 | |
| Two-step adapter (15 mm to 22 mm) | Airlife Auburndale, FL, USA | 1824 | |
| Y-piece connector with 7.6 mm ports (22 mm to 22 mm and 15 F) | Vyaire Medical Inc., Mettawa, IL, USA | 1831 |
References
- Roberts, I. D., Fineman, J. F., Zapol, W. M. Inhaled nitric oxide and persistent pulmonary hypertension of the newborn. Pneumologie. 52 (4), 239 (1998).
- Rossaint, R., et al. Inhaled nitric oxide for the adult respiratory distress syndrome. New England Journal of Medicine. 328 (6), 399-405 (1993).
- Robinson, J. N., Banerjee, R., Landzberg, M. J., Thiet, M. P. Inhaled nitric oxide therapy in pregnancy complicated by pulmonary hypertension. American Journal of Obstetrics and Gynecology. 180 (4), 1045-1046 (1999).
- Ichinose, F., Roberts, J. D., Zapol, W. M. Inhaled nitric oxide: a selective pulmonary vasodilator: current uses and therapeutic potential. Circulation. 109 (25), 3106-3111 (2004).
- Miller, C. C., et al. Inhaled nitric oxide decreases the bacterial load in a rat model of Pseudomonas aeruginosa pneumonia. Journal of Cystic Fibrosis. 12 (6), 817-820 (2013).
- Åkerström, S., Gunalan, V., Keng, C. T., Tan, Y. J., Mirazimi, A. Dual effect of nitric oxide on SARS-CoV replication: Viral RNA production and palmitoylation of the S protein are affected. Virology. 395 (1), 1-9 (2009).
- Deppisch, C., et al. Gaseous nitric oxide to treat antibiotic resistant bacterial and fungal lung infections in patients with cystic fibrosis: a phase I clinical study. Infection. 44 (4), 513-520 (2016).
- Alvarez, R. A., Berra, L., Gladwin, M. T. Home nitric oxide therapy for COVID-19. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 202 (1), 16-20 (2020).
- Chen, L., et al. Inhalation of nitric oxide in the treatment of severe acute respiratory syndrome: A rescue trial in Beijing. Clinical Infectious Diseases. 39 (10), 1531-1535 (2004).
- Keyaerts, E., et al. Inhibition of SARS-coronavirus infection in vitro by S-nitroso-N- acetylpenicillamine, a nitric oxide donor compound. International Journal of Infectious Diseases. 8 (4), 223-226 (2004).
- Rossi, G. A., Sacco, O., Mancino, E., Cristiani, L., Midulla, F. Differences and similarities between SARS-CoV and SARS-CoV-2: spike receptor-binding domain recognition and host cell infection with support of cellular serine proteases. Infection. 48 (5), 665-669 (2020).
- Berra, L., et al. Protocol for a randomized controlled trial testing inhaled nitric oxide therapy in spontaneously breathing patients with COVID-19. medRxiv. , (2020).
- Lei, C., et al. Protocol for a randomized controlled trial testing inhaled nitric oxide therapy in spontaneously breathing patients with COVID-19. medRxiv. , (2020).
- Nitric oxide inhalation therapy for COVID-19 infections in the ED. , Available from: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04338828 (2020).
- Gianni, S., et al. Nitric oxide gas inhalation to prevent COVID-2019 in healthcare providers. medRxiv. , (2020).
- Safaee Fakhr, B., et al. High concentrations of nitric oxide inhalation therapy in pregnant patients with severe coronavirus disease 2019 (COVID-19). Obstetrics & Gynecology. , (2020).
- Gianni, S., et al. Ideation and assessment of a nitric oxide delivery system for spontaneously breathing subjects. Nitric Oxide. 104-105, 29-35 (2020).
- Nitric oxide gas inhalation therapy for mild/moderate COVID-19. , Available from: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04305457 (2020).
- NO prevention of COVID-19 for healthcare providers. , Available from: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04312243?term=Berra&draw=2&rank=7 (2020).
- 1988 OSHA PEL Project-Nitrogen Dioxide|NIOSH|CDC. , Available from: https://www.cdc.gov/niosh/pel88/10102-44.html (2020).
- Yu, B., Zapol, W. M., Berra, L. Electrically generated nitric oxide from air: a safe and economical treatment for pulmonary hypertension. Intensive Care Medicine. 45 (11), 1612-1614 (2019).
- Yu, B., Muenster, S., Blaesi, A. H., Bloch, D. B., Zapol, W. M. Producing nitric oxide by pulsed electrical discharge in air for portable inhalation therapy. Science Translational Medicine. 7 (294), (2015).
- Lovich, M. A., et al. Generation of purified nitric oxide from liquid N2O4 for the treatment of pulmonary hypertension in hypoxemic swine. Nitric Oxide - Biology and Chemistry. 37 (1), 66-72 (2014).
- Cortazzo, J. A., Lichtman, A. D. Methemoglobinemia: A review and recommendations for management. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 28 (4), 1043-1047 (2014).
- Christenson, J., et al. The incidence and pathogenesis of cardiopulmonary deterioration after abrupt withdrawal of inhaled nitric oxide. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 161 (5), 1443-1449 (2000).
- Yu, B., Ichinose, F., Bloch, D. B., Zapol, W. M.
- INO Therapeutics. INOMAX - nitric oxide gas. Food and Drug Administration (FDA). , Available from: https://www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/label/2013/020845s014lbl.pdf (2013).
- Klinger, J. R., et al. Therapy for pulmonary arterial hypertension in adults: Update of the CHEST Guideline and Expert Panel Report. Chest. 155 (3), 565-586 (2019).
- Cornfield, D. N., Milla, C. E., Haddad, I. Y., Barbato, J. E., Park, S. J. Safety of inhaled nitric oxide after lung transplantation. Journal of Heart and Lung Transplantation. 22 (8), 903-907 (2003).
- Bhorade, S., et al. Response to inhaled nitric oxide in patients with acute right heart syndrome. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 159 (2), 571-579 (1999).
- Mizutani, T., Layon, A. J.
- Nitric oxide gas inhalation in Severe Acute Respiratory Syndrome in COVID-19. , Available from: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04306393 (2020).
