מודל ALI של חזרזיר יילודים מורכב ממודל מרובה פגיעות הכולל שטיפת ריאות להסרת חומרים פעילי שטח (חיקוי תסמונת מצוקה נשימתית המובילה לאטלקטוטראומה), חשיפה גבוהה לחמצן (המובילה למיני חמצן תגובתיים), הנשמה מכנית (בארו/וולו-טראומה), כמו גם מתן IT של LPS כגירוי דלקתי, המשקף את המרכיבים השונים הנחשבים מעורבים בפתוגנזה של הפרעת אישיות גבולית בפגים2. במהלך תהליך דלדול פעילי השטח, יש עלייה מכוונת בלחץ ובחמצן כדי לתרום לפציעה. החשיפה להיפראוקסיה עם FiO2 1.0 היא כ-3 שעות, ולחץ גבוה מתווסף למשך כ-90 דקות במהלך שלב הפגיעה הריאתית המושרה (שטיפת דלדול פעילי שטח והתקנת אנדוטוקסין). רמות חמצן גבוהות במהלך החייאה (FiO2 0.9 גבוה לעומת FiO2 0.3 נמוך) בתינוקות שנולדו פגים מאוד גרמו לעקה חמצונית ודלקת גבוהות יותר, עם חשיפה להיפראוקסיה פחות משעה29. עם דלדול פעילי שטח במודל החזרזירים, הריאות יקרסו / וכתוצאה מכך אטלקטזיס, והיכולת לשמור על סבלנות המכתשית תפחת לצורך אוורור וחמצון מתאימים. ככזה, למרות שההגדרות מצטמצמות בתקופת התצפית, הסרת פעילי השטח תגרום לצורך בלחץ גבוה יותר על מנת להשיג נפח גאות של 7 מ"ל/ק"ג. הריאות יוכלו לייצר פעילי שטח ככל שהזמן יעבור, והיקף התהליך הפוגעני המתמשך עשוי להצטמצם עם הזמן. עם זאת, מודל חזרזיר יילודים חדש זה של ALI מראה התאוששות מועטה (איור 2) של תפקוד הריאות (תאימות) וחמצון (יחס PF) במהלך תקופת התצפית במשך 6 שעות לאחר הפגיעה הריאתית המושרת. מודל זה דומה מאוד לנסיבות הראשוניות הנפוצות ביותר לאחר הלידה שתינוקות פגים מאוד מתמודדים איתן, מה שהופך אותו לרלוונטי מאוד למאמצי תרגום. המודל יוצר פגיעה ריאתית חריפה בינונית (100-200 מ"מ כספית) עד חמורה (<100 מ"מ כספית) המוגדרת על ידי יחס P/F28. אפקט ה-LPS עם דלקת מגיע לשיא לאחר שעה עד שעתיים לאחר הפציעה30. מודל זה יכול לשמש כפיגום שניתן לתמרן על ידי קבוצות אחרות על ידי שינוי משך התצפית או הטיפול המשמשים לתוכנית המחקר שלהם.
שלבים קריטיים בפרוטוקול
למרות תעדוף הנגישות, מודל בעלי החיים הגדולים הזה נותר מורכב, ודורש צוות מיומן מאוד שיעבוד בשיתוף פעולה כדי להביא את הניסוי הזה לסיומו. ישנם שלבים קריטיים בפרוטוקול הדורשים זהירות יתרה. שיקולים אלה הם קריטיים כדי להבטיח את הצלחתה של מסגרת ניסויית מורכבת זו.
הובלת החיה
ניתוק מוקדם מהאם צפוי להיות תקופה מלחיצה ביותר עבור החיה, מה שעלול להוביל לחוסר יכולת לשמור על יציבות הלב וכלי הדם ולמוות אפשרי במהלך ההובלה. עם זאת, פרוטוקול ההובלה (ראה שלב 3) המוצג כאן איפשר לחיות רגועות מאוד (חלקן אפילו נרדמות), מה שאפשר ניסויים מלאים. אמנם קשה להציע המלצות ברורות לגבי אורך ההובלה המקסימלי, אך החזירונים הצליחו לעמוד בנוחות בהובלה של כ-60 דקות מניסיוננו.
אופטימיזציה של אוורור
יש להגדיר את מכונת ההנשמה כדי לפצות על תאימות המעגל כדי להבטיח שנפח הגאות המלא מועבר לריאות. זה חשוב במיוחד במהלך דלדול פעילי שטח, מכיוון שהחזרזיר יכול להיות לא יציב מבחינה המודינמית אם נפח הגאות והשפל הולך לאיבוד במעגל. החוקרים צריכים לאשר כי מכונת ההנשמה הזמינה תאפשר אספקת נפח גאות מתאים ליילוד. מכונות הנשמה למבוגרים לרוב לא יוכלו להשיג נפחי גאות מתאימים לתינוקות. PIP משמש לשמירה על ערכי נפח גאות נשיפה (7 מ"ל/ק"ג המשמשים בפרוטוקול זה כפי שתואר קודם לכן על ידי אחרים 14,19,20,21,31,32, למעט במהלך שטיפת ריאות - ראה סעיף הבא). השימוש הסטנדרטי במתאם הצינור האנדוטרכיאלי עם יציאת צד שסתום במהלך מתן LPS, או לכל טיפול IT, מאפשר לשמור על לחץ דרכי הנשימה על ידי הימנעות מניתוק ממעגל ההנשמה.
אסטרטגיית גיוס ריאות סטנדרטית לאחר ניתוח
אטלקטזיס יכול להתפתח בריאות החזרזיר בשלבי ההכנה והניתוח. תמרון "גיוס ריאות" לאחר הרפיית שרירים ניתן33 כדי להבטיח אוורור תקין של הריאות. לאחר תמרון הגיוס, הלחץ החלקי של החמצן בדם העורקי צפוי להיות יותר מ-400 מ"מ כספית, בהתחשב בתגובה ההיפראוקסית הרגילה בריאות בריאות ופתוחות. אם זה לא מושג, החוקר צריך לשקול אם הריאות לא גויסו כראוי בגלל תנאי ניסוי לא אופטימליים או אם החזרזיר עשוי להיות במצב קיים (למשל, אם החזרזיר מתקבל מחווה שבה עלולות להתרחש חשיפות לא ידועות). הפרוטוקול מאפשר לבחון את ההסבר הראשון עם התחלה מחדש של תמרון הגיוס פעם אחת כדי לראות אם ניתן להשיג מטרה זו. אם יש כישלון להגיע ל-400 מ"מ כספית של PaO2 בפעם השנייה, קחו בחשבון את הדרת החיה, כמצב קיים שיכול להתקיים, אשר ישפיע באופן לא הולם על תוצאות הניסוי.
יש חשיבות עליונה להומאוסטזיס נוזלי ומטבולי מספיק
זה יגביל את ההשפעות המבלבלות החשובות הקשורות להידרציה לקויה ולשליטה מטבולית. לחזרזירים הללו, שנולדו בדרך כלל לתוך המלטה גדולה, לא תהיה הזדמנות דומה לינוק. ככאלה, הם עשויים להיחשף לרמה מסוימת של התייבשות לאחר הלידה לפני השימוש בהם בניסוי. אספקת צריכת נוזלים כוללת של 5-8 מ"ל/ק"ג/שעה מספיקה כדי לשמור על נפח תוך-וסקולרי טוב14,34. הבטחת שליטה מטבולית מתרחשת עם שמירה על רמת גלוקוז בדם בין 4-5 מילימול לליטר (טווח פיזיולוגי תקין לחזירונים שזה עתה נולדו35,36). לקטט גבוה בדם הוא התייחסות נוספת המשמשת לשקף אספקת חמצן לקויה ועשויה לשקף מצב נוזלים תוך וסקולרי נמוך לפני היפוקסיה. משטר נוזלים מספיק ובעל חיים מיובש היטב עומדים בפני דלדול פעילי שטח, שטיפות עם יציבות לב וכלי דם ואינם מייצרים חמצת חמורה. ערכי הייחוס של המוגלובין ופרמטרים ביוכימיים אחרים משתנים בהתאם לגיל ולמין37,38. המוגלובין נמוך יותר עשוי להשפיע על החמצון, הדורש דגימת דם אופטימלית ושמרנית39,40. כל לקיחת דם מפוצה בנפח שווה של NS. רמות אלקטרוליטים, אוריאה וקריאטינין בדם שימשו כדי להקפיד על משטר נוזלים מספיק.
מתן זמן התאוששות מספיק במהלך הליך שטיפת הריאות
במהלך שטיפת הריאות נדרש חלון התאוששות חשוב של לפחות 3-5 דקות בין כל שטיפה כדי לאפשר החזרה ורידית תקינה כדי למנוע גודש כבד מסוכן41, דימום בכבד ואי ספיקת לב ימנית. תופעה זו נצפתה בכמה בעלי חיים בקבוצת הניסוי. ניהול נוזלים נכון ופרואקטיבי הוא הכרחי לשמירה על היציבות הקלינית. על ידי יצירה מחדש של מסגרת טיפול נמרץ קטנה למודל חזרזיר זה, החשיבות של קלינאי, ניאונטולוג או טכנאי וטרינר בכיר שיכול להקל על תרגום הידע בין חברי הצוות כדי לזהות מצבים חשובים ותוכניות המגירה הקשורות אליהם היא חיונית.
פתרון בעיות מומלץ
החזרזיר יהיה תחת הרדמה כללית ומשככי כאבים במשך כל זמן הניתוח והניסוי. אדם אחד מוקדש לניטור החזרזיר במשך כל הניסוי. כל בעל חיים שונה ברגישותו ובתגובתו לחומרי הרדמה. ניטור מצבו של בעל החיים מיד לאחר השראת ההרדמה עם חיוניים וגז דם לפי שעה הוא קריטי. הוא יספק מידע על רמת ההרדמה והיציבות המטבולית, בנוסף להערכה הגופנית לפי הצורך. קיימת שונות במספר שטיפות הריאות (מ-6 עד 20) ולכן בזמן (בין 28-115 דקות), הנדרש כדי להגיע לדלדול פעילי שטח.
בעיות ופתרונות פוטנציאליים במהלך השראת הרדמה, ייצוב וניתוח: (1) אם מתפתח דום נשימה, יש לכבות את גז ההרדמה, ולתמוך בנשימה עם אוורור מסכת שקית עד להחזרת הנשימה הספונטנית. (2) אם קיימים סימנים של היפווולמיה באמצעות HR גבוה, MAP נמוך או CVP נמוך, יש לתת בולוס נוזלים של 10 מ"ל/ק"ג של NS, ויש לשקול קצב מוגבר של נוזל תחזוקה. (3) כאשר תת לחץ דם עם ירידה ב-MAP ל-30-40 מ"מ כספית, שאינו נפתר עם בולוס הנוזלים, יש להקטין/להפסיק את משאבות ההרדמה, ולהעריך מחדש את סימני הזלוף ויתר לחץ הדם לאחר 10-15 דקות. ניתוח גזי דם לרמות המוגלובין כדי להעריך דימום פנימי אפשרי. (4) אם התסמינים הנשימתיים מצביעים על פנאומוטורקס (דה-רוויה חריפה או ברדיקרדיה >20%), החזרזיר מורדם מיד.
מגבלות
המודל כאן מייצג ALI יילוד לטווח קצר (6 שעות) במודל של חיה גדולה. הכרוניות של פציעה המובילה להפרעת אישיות גבולית היא גורם חשוב שיש לקחת בחשבון. מודל זה עשוי שלא ללכוד במלואו היבט זה של פתוגנזה, ונתונים המודיעים על התקדמות הפגיעה הריאתית מעבר ל-6 שעות נותרו לא נקבעים. עם זאת, העקביות של מודל זה עומדת כבסיס חזק להתבסס עליו (הרחבת הפרוטוקול לאורך/שינוי), מה שמאפשר צדדיות לקבוצות מחקר שיישמו אותו. למרות הדגש שהושם על הנגישות וההיתכנות של מודל בעלי חיים גדולים זה במהלך הרעיון שלו, יש צורך במיומנויות ספציפיות לביצוע חלק של הניסוי. מומחיות קלינית עם בסיס חזק בפיזיולוגיה וידע לניהול שינויים/הידרדרות מהירים באמצעות תרופות/עירוי/וכו' נחוצה ליישום והשלמה מוצלחת בשלבים מוקדמים. לאחר מכן ניתן להעביר את מערך המיומנויות הזה לחברי הצוות לצורך תחזוקה שוטפת של המודל לאורך זמן. בנוסף, צוות המורכב מטכנאי וטרינרי, טכנאי מעבדה וסטודנטים לתארים מתקדמים שאיתם נוצרה תקשורת ושיתוף פעולה חזקים יכול להבטיח כיסוי הולם של כל מרכיבי כל ניסוי. צפוי שלפחות שלושה חברי צוות יידרשו לבצע את הניסוי מתחילתו ועד סופו כאשר זרימת העבודה מותאמת.
משמעות ויישומה הפוטנציאלי
תרגום קליני מסתמך על מחקרים בסיסיים חזקים ברמה הפרה-קלינית. עם זאת, ניסויים קליניים רבים נכשלים בשל חוסר ההתאמה בין המודל הפרה-קליני לפיזיולוגיה האנושית, מה שמדגיש את החשיבות של מודלים של בעלי חיים גדולים קרובים לחיזוק פוטנציאל התרגום. יצירת מודל חדש של חזרזיר יילודים של פגיעה ריאתית הוא קריטי להבנה טובה יותר של אירועים פתוגניים מוקדמים, ומטפח סביבה תומכת להתפתחות הפרעת אישיות גבולית בריאה מוקדמת אנושית. המודל המוצג כאן משחזר היבטים חשובים של מסגרת טיפול נמרץ (היפראוקסיה, הנשמה בלחץ גבוה ומחסור בפעילי שטח) עבור פגים במהלך הימים הראשונים לחייהם, המתוכננת באופן הדוק. מודל רב-תכליתי חדש ורב-תכליתי זה של חזרזירים ילודים יציע תובנה שלא תסולא בפז לגבי תהליכים פתוגניים מוקדמים של הפרעת אישיות גבולית, ידע מתקדם על מועמדים טיפוליים, כמו גם אופטימיזציה של האספקה הטיפולית שלהם לתרגום קליני יעיל. הוא ישמש כווקטור מצוין לשיתופי פעולה, ויטפח מסגרת לבדיקת השערות למחקרי הוכחת היתכנות המשתנים מבטיחות ליעילות, ויצירת ידע. מודל זה, המשמש כבסיס לניסויים עתידיים, יקדם משמעותית את מאמצי התרגום הקליני לפגיעה ריאתית חריפה שנראית בפגים.