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方法文章

围产期窒息羔羊模型:一种用于新生儿复苏的模型

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DOI:

10.3791/57553

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2018年8月15日

* These authors contributed equally

本文内容

摘要

对胎羊进行侵入性仪器置入,可在高度模拟新生儿的模型中,准确测量循环系统转变过程中的生理参数。

摘要

新生儿窒息每年在全球造成近一百万人死亡,是新生儿早期发病和死亡的主要原因之一。由于需要进行广泛复苏的情况发生频率较低且往往难以预测,开展随机临床试验存在困难,因此目前许多新生儿复苏指南的内容仍存在争议。大多数关于新生儿复苏的研究来源于假人模型,这些模型无法真实反映生理变化,或来源于已经清除肺液并完成从胎儿到新生儿循环转换的仔猪模型。本方案详细描述了如何建立一种围产期窒息新生羔羊模型的逐步操作步骤。该模型具有正在转换过程中的血液循环系统和充满液体的肺部,能够模拟人类新生儿出生后的情况,因此是研究新生儿生理学的优良动物模型。羔羊实验的一个重要局限性是相关成本较高。

引言

在美国,新生儿窒息大约每1000例足月分娩中发生4例,占全球约400万例新生儿死亡的25%1,2。在胎儿自然发育过程中,分娩期间及出生时必须发生一系列适应性变化,以实现从宫内到宫外环境的平稳过渡,此时肺脏将取代胎盘成为气体交换的器官。若新生儿在出生时未能顺利完成这一过渡,将进一步影响复苏效果。当胎儿肺液清除不完全或延迟3,4,或存在持续性肺血管阻力(PVR)升高5等情况时,均会影响通气的有效性,而通气仍是窒息新生儿复苏中最重要的干预措施6。此外,立即钳夹脐带并移除低阻力的胎盘,可能导致心输出量急剧变化,进而引起心肌功能障碍7,8。

由于需要进行积极复苏(如胸外按压和/或肾上腺素给药)的情况较为罕见1,9,目前尚缺乏来自大规模随机临床试验的强有力证据来支持现有的新生儿复苏项目(NRP)指南。许多关于新生儿复苏的转化医学研....

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方案

所有实验方案均已获得纽约州立大学布法罗分校机构动物照护与使用委员会(IACUC)的批准。侵入性和非侵入性监测方法的示意图见图1。

1. 动物

  1. 使用经时间标记、Q热血清学阴性且处于妊娠状态的母羊(混合品种,萨福克-多赛特-卡他丁品种),其胎儿羔羊妊娠期为127–143天。
    注:绵羊的妊娠期为145天,而妊娠127天的羔羊行为表现类似于极度早产的婴儿。

2. 术前准备

  1. 在手术前 12 小时对母羊禁食。
  2. 通过静脉注射(IV)给予地西泮(0.25–1.5 mg/kg)和氯胺酮(4 mg/kg)对母羊进行镇静。
  3. 将母羊引导至侧卧位,并置于升降推车上。
  4. 将母羊转移至背卧位,放置于V型手术台上。

3. 麻醉

注意:在剖宫产手术前,母羊需先用安定(diazepam)和氯胺酮(ketamine)进行镇静,并实施气管插管,随后持续吸入异氟烷(1–4%)。麻醉效果通过肌肉张力、眼反射的评估,以及脉搏血氧仪对血氧水平和心率的持续监测来判断。在仪器植入过程中,羔羊会受到母体麻醉的影响,同时也会在仪器植入部位接受局部麻醉。

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结果

对胎羊进行仪器置入后,可记录血流动力学参数(图3 和 图4),随后进行分析与解读(图5)。可频繁采集血样,图6 展示了其中一项实验的 pH 和 PaCO2 数据。偶尔,导管或血流探头可能出现故障或移位,导致无法采集用于分析的数据,如 图7 所示。

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讨论

羔羊模型在体型上与人类新生儿相近,便于进行有创血流动力学变量的监测。胎儿/新生儿羔羊模型作为一种宝贵的研究工具,在深入了解循环系统的过渡过程以及新生儿肺部和心血管生理学方面做出了重要贡献。多年来已建立了多种实验性羔羊模型,用于研究早产羔羊的最佳通气策略13,14,21、动脉导管结扎所致持续性肺动脉高压模型中的肺血流动力学22,23,24、胎粪吸入模型中的肺血管反应性25,26,27,以及胎儿脊髓脊膜膨出28,

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
巴布科克钳Miltex16-44
血压换能器Becton DickinsonP23XL-1使用充满生理盐水的隔膜圆顶
钝头剪刀Miltex98SCS50-56
capnograph飞利浦7900与新生儿流量传感器配合使用
电凝笔Valley Lab287879
电烙器Valley LabSSE2K
弯头镊子Everost711714
数据采集软件Biopac Systems Inc.ACK100W
心电图Biopac Systems Inc.ECG100C
带套囊气管插管Rusch111780035
流调节器Transonic Systems 公司 T403
流速探针Transonic Systems Inc. MC4PSS-LS-WC100-CM4B-GA
胃管Jorgensen Labs Inc.J0106LE分解并引流母羊胃部
理发剪安迪斯公司65340 # 40号剪毛刀头
婴儿辐射保暖台GE 医疗7810
静脉导管Becton Dickinson381234
虹膜手术剪Patterson510585
凯利镊子Patterson510535
蚊式止血钳RICA 外科产品公司1-74
近红外光谱学Nonin Medical Inc. X-100MSensmart Equanox & PureSAT
RSO2 传感器Nonin Medical Inc. 8004CB-NA新生儿 
手术刀柄和刀片Everost707203
缝合线 - 2-0 丝线CovidienSS-695用于将导管固定在血管上
缝线 - 维可莱  2-0EthiconJ269H用于关闭开胸手术切口 
T型复苏器Neo-TeeMCM1050812
脐带结扎Jorgensen Labs Inc.J0025UA
韦特兰德拉钩Miltex11-625

参考文献

  1. Wyckoff, M. H., Berg, R. A. Optimizing chest compressions during delivery-room resuscitation. Semin Fetal Neonatal Med. 13 (6), 410-415 (2008).
  2. Black, R. E., et al. Global, regional, and national causes of child mortality in 2008: a systematic a....

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标签

胎儿至新生儿过渡出生窒息开胸手术血管周围血流探头气管插管脐带插管血流动力学监测新生儿复苏项目