Inwazyjne oprzyrządowanie płodu jagniąt dostarcza dokładnych pomiarów fizjologicznych krążenia przejściowego w modelu, który ściśle naśladuje nowonarodzone niemowlę.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Inwazyjne oprzyrządowanie płodu jagniąt dostarcza dokładnych pomiarów fizjologicznych krążenia przejściowego w modelu, który ściśle naśladuje nowonarodzone niemowlę.
Asfiksja okołoporodowa odpowiada za prawie milion zgonów na całym świecie każdego roku i jest jedną z głównych przyczyn wczesnej zachorowalności i śmiertelności noworodków. Wiele aspektów obecnych wytycznych dotyczących resuscytacji noworodków pozostaje kontrowersyjnych ze względu na trudności w przeprowadzaniu randomizowanych badań klinicznych ze względu na rzadką i często nieprzewidywalną potrzebę intensywnej resuscytacji. Większość badań nad resuscytacją noworodków wywodzi się z modeli manekinów, które nie odzwierciedlają w pełni zmian fizjologicznych lub modeli prosiąt, które oczyściły płyn płucny i zakończyły przejście z krążenia płodowego do noworodkowego. Niniejszy protokół zawiera szczegółowy opis krok po kroku, jak stworzyć okołoporodowy model uduszonego płodu jagnięcia. Proponowany model ma krążenie przejściowe i płuca wypełnione płynem, które naśladują ludzkie noworodki po porodzie, a zatem jest doskonałym modelem zwierzęcym do badania fizjologii noworodka. Ważnym ograniczeniem eksperymentów z jagnięciną jest wyższy związany z tym koszt.
Zamartwica okołoporodowa występuje w około 4 na 1000 urodzeń w terminie w Stanach Zjednoczonych i jest odpowiedzialna za około 25% z 4 milionów zgonów noworodków na całym świecie1,2. W trakcie naturalnego rozwoju płodu podczas porodu i po urodzeniu musi zajść kilka adaptacji, aby umożliwić płynne przejście ze środowiska wewnątrzmacicznego do zewnątrzmacicznego, gdy płuca przejmują rolę łożyska jako narządu wymiany gazowej. Jakiekolwiek niepowodzenie noworodka w odpowiedniej tranzycji po urodzeniu dodatkowo utrudnia wysiłki reanimacyjne. Przypadki, w których usunięcie płuc płodu jest niepełne lub opóźnione3,4, oraz okoliczności, które skutkują utrzymującym się wysokim oporem naczyniowym płuc (PVR)5 wpływają na skuteczność wentylacji, która pozostaje najważniejszą interwencją w resuscytacji uduszonego noworodka6. Ponadto natychmiastowe zaciśnięcie pępowiny i usunięcie łożyska o niskim oporze może prowadzić do nagłych zmian w pojemności minutowej serca, które mogą powodować dysfunkcję mięśnia sercowego7,8.
Ze względu na rzadką potrzebę agresywnej resuscytacji (konieczność uciskania klatki piersiowej i/lub podawania epinefryny)1,9, brakuje mocnych dowodów z dużych randomizowanych badań klinicznych na poparcie obecnych wytycznych programu resuscytacji noworodków (NRP). Wiele badań translacyjnych w zakresie resuscytacji noworodków przeprowadza się przy użyciu postnatalnych modeli zwierzęcych (zwłaszcza prosiąt), które nie są w stanie odpowiednio zobrazować przejściowego krążenia płodu i wypełnionych płynem płuc właściwych dla noworodka na sali porodowej. Biorąc pod uwagę wyjątkowe wyzwania związane z przejściem z krążenia płodowego do krążenia noworodkowego, model okołoporodowego zatrzymania krążenia z zatrzymaniem krążenia u płodu jest idealny do badania fizjologii resuscytacji noworodków.
Badania Josepha Barcrofta na płodach jagniąt, przeprowadzone już w latach 30-tych, położyły podwaliny pod fizjologię płodu i noworodka10. W drugiej połowie XX wieku nowatorskie i skrupulatne eksperymenty Geoffreya Dawesa na modelach płodowych jagniąt, a później Abrahama Rudolpha, ogromnie przyczyniły się do poszerzenia wiedzy na temat fizjologii układu krążenia i płuc u płodu11,12. W ostatnich latach badania nad modelami płodów/noworodków jagniąt pozwoliły lepiej zrozumieć wpływ wentylacji na hemodynamikę13,14, wpływ natlenienia na PVR15,16, a także zmiany w krążeniu, które zachodzą podczas zaciskania pępowiny7,17. Wreszcie, w ubiegłym roku, nowonarodzone jagnię posłużyło jako nowy model do badania efektów hemodynamicznych podczas resuscytacji18,19,20. Przedstawiona zostanie narracja krok po kroku na tym, co wiąże się z przeprowadzeniem eksperymentu z jagnięciną, a także szczegółowy opis narzędzi chirurgicznych i metodologii eksperymentu.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie protokoły zostały zatwierdzone przez Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) przez State University of New York Buffalo. Ilustracja metodologii przedstawiającej monitorowanie inwazyjne i nieinwazyjne jest pokazana na Rysunek 1.
1. Zwierzęta
2. Przygotowanie przedoperacyjne
3. Znieczulenie
UWAGA: Przed cesarskim cięciem, owca jest uspokojona diazepamem i ketaminą, a następnie intubowana, a następnie stale wdycha izofluran (1-4%). Adekwatność znieczulenia jest monitorowana poprzez ocenę napięcia mięśniowego i odruchów wzrokowych wraz z ciągłym monitorowaniem poziomu tlenu we krwi za pomocą pulsoksymetru i tętna. Podczas instrumentacji jagnięta będą pod wpływem znieczulenia matczynego, a także otrzymają znieczulenie miejscowe do miejsc instrumentacji.
4. Chirurgia
UWAGA: Cesarskie cięcie i zabiegi płodu są uważane za ostre operacje, w których zwierzęta są poddawane eutanazji poprzez podanie pentobarbitalu sodu 100 mg/kg dożylnie. Owce są poddawane eutanazji po porodzie jagniąt, a jagnięta są poddawane eutanazji po zakończeniu eksperymentów. Eutanazja jest potwierdzana przez asystolię. Stosuje się również wtórną metodę obustronnej torakotomii lub wykrwawienia. W takim przypadku technika aseptyczna nie jest praktykowana podczas zabiegu. Personel nadal musi nosić odzież ochronną podczas kontaktu ze zwierzętami.
5. Drogi oddechowe płodu
6. Oprzyrządowanie naczynia szyjnego
7. Wielkie oprzyrządowanie statków
8. Pomiar nieinwazyjny
9. Gromadzenie danych
10. Protokół eksperymentalny
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Po instrumentacji płodów owiec można rejestrować zmienne hemodynamiczne (Rysunek 3 i Rysunek 4), a następnie poddać je analizie i interpretacji (Rysunek 5). Możliwe jest częste pobieranie próbek krwi, a Rysunek 6 przedstawia dane dotyczące pH i PaCO2 z jednego z eksperymentów. Sporadycznie cewniki lub sondy przepływu mogą ulec awarii lub zostać przesunięte, w ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Model jagniąt jest porównywalny pod względem wielkości do ludzkich noworodków i pozwala na łatwe oprzyrządowanie do pomiaru inwazyjnych zmiennych hemodynamicznych. Model płodu/nowonarodzonego jagniątka jest nieocenionym narzędziem badawczym, które w znacznym stopniu przyczyniło się do zrozumienia krążenia przejściowego, a także fizjologii płuc i układu krążenia noworodka. Na przestrzeni lat stworzono kilka eksperymentalnych modeli jagniąt w celu zbadania optymalnych strategii wentylacji u wcześnia...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają do zadeklarowania konfliktu interesów
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Kleszcze Babcock | Miltex | 16-44 | |
| Przetwornik ciśnienia krwi | Becton Dickinson | P23XL-1 | Używany z kopułkami membranowymi wypełnionymi solą fizjologiczną |
| Nożyczki z końcówką | Miltex | 98SCS50-56 | |
| Capnograph | Philips | 7900 | Używany z czujnikami przepływu dla noworodków |
| Ołówek kauteryczny | Valley Lab | 287879 | |
| Jednostka kauteryzacji | Valley Lab | SSE2K | |
| Zakrzywione kleszcze | Everost | 711714 | |
| Oprogramowanie do akwizycji danych | Biopac Systems Inc. | ||
| EKG | Biopac Systems Inc. | ||
| Rurka dotchawicza z mankietem | Rusch | 111780035 | |
| Modulator przepływu | Transonic Systems Inc. | Sonda przepływu T403 | |
| Transonic Systems Inc. | MC4PSS-LS-WC100-CM4B-GA | ||
| Zgłębnik żołądkowy | Jorgensen Labs Inc. | J0106LE | Aby odbarczyć i opróżnić żołądek owcy |
| Maszynka do strzyżenia włosów | Andis Company | 65340 | # 40 Ostrze maszynki do strzyżenia |
| Podgrzewacz promiennik dla niemowląt | GE healthcare | 7810 | |
| Cewniki dożylne | Becton Dickinson | 381234 | |
| Nożyczki chirurgiczne Iris | Patterson | 510585 | |
| Kelly Foreceps | Patterson | ||
| Kleszczyki do komarów | RICA Produkty chirurgiczne INC | 1-74 | |
| Spektroskopia bliskiej podczerwieni | Nonin Medical Inc. | X-100M | Sensmart Equanox & Czujnik PureSAT |
| RSO2 Nonin | Medical Inc. | 8004CB-NA | Noworodkowy |
| Rękojeść i ostrze skalpela | Everost | 707203 | |
| Szwy -jedwab 2-0 | Covidien | SS-695 | Służy do wiązania cewników do naczyń |
| Szwy -vicryl 2-0 | Ethicon | J269H | Służy do zamykania torakotomii |
| Reanimacja trójnika | Neo-Tee | MCM1050812 | |
| Opaski pępowinowe | Jorgensen Labs Inc. | ||
| Zwijacz Weitlander | Miltex | 11-625 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.