Uproszczenie przezskórnego podawania leków dotchawniczych nowonarodzonemu wcześniakowi

Podsumowanie

Przezskórne wstrzyknięcie dotchawicze pozwala na skuteczne dopłucne dostarczanie leku podczas spontanicznego oddychania. Pojedyncze i wielokrotne wstrzyknięcia są dobrze tolerowane i nie mają wpływu na przeżycie. Technika jest prosta do wykonania i może badać wpływ substancji na rozwój płuc i zapobieganie uszkodzeniom płuc u nowonarodzonych królików.

Streszczenie

Dostarczanie leków do tchawicy (IT) umożliwia bezpośrednie dostarczanie substancji farmaceutycznych do płuc, maksymalizując potencjalne korzyści dla płuc i minimalizując ogólnoustrojową ekspozycję na leki. Technika przezskórna jest prosta i pozwala na dostarczenie substancji do płuc wcześniaków wkrótce po urodzeniu. Nowonarodzone szczenięta są znieczulane wziewnym izofluranem przed umieszczeniem w pozycji leżącej z wyciągniętą szyją. Krtań jest identyfikowana i stabilizowana przed przezskórnym umieszczeniem cewnika o rozmiarze 26G (G) do tchawicy. Po cewnikowaniu tchawicy do cewnika IT wprowadza się igłę o sile 30 G przymocowaną do strzykawki Hamiltona i służy ona do dostarczania precyzyjnej objętości do tchawicy podczas spontanicznego oddychania. Po zakończeniu wstrzyknięcia IT igła i cewnik są usuwane, a szczenię może dojść do siebie po znieczuleniu. Przezskórne wstrzyknięcie IT dostarcza dużą część wstrzykniętej substancji do płuc, przy czym większość pozostaje w płucach 3 godziny po interwencji. Zastrzyki są dobrze tolerowane od dnia urodzenia i mogą być powtarzane przez wiele kolejnych dni bez wpływu na przeżycie. Technika ta może być wykorzystana do zbadania wpływu środków farmaceutycznych na rozwój płuc oraz w zapobieganiu urazom płuc u noworodków u wcześniaków.

Wprowadzenie

Przewlekła choroba płuc noworodków (CNLD) po przedwczesnym porodzie nadal występuje u znacznej liczby niemowląt¹. Ulepszona nowoczesna opieka neonatologiczna znacznie zwiększyła przeżywalność i zmniejszyła większość istotnych powikłań po porodzie przedwczesnym. Podczas gdy powikłania neurologiczne, żołądkowo-jelitowe i okulistyczne zmniejszyły się, powikłania oddechowe pozostają w dużej mierze niezmienione w ciągu ostatnich 2 dekad, a prawie jedno na dwoje niemowląt urodzonych przed 28 tygodniem ciąży zapada na chorobę płuc.

Wcześniactwo, stany zapalne, uszkodzenia oksydacyjne i urazy związane z respiratorem odgrywają rolę w patofizjologii CNLD i słabych wynikach oddychania po przedwczesnym porodzie^2,3,4. Pomimo znacznych postępów w nowoczesnej opiece neonatologicznej, dostępna jest ograniczona skuteczna terapia w leczeniu lub zapobieganiu rozwojowi CNLD^5,6.

Potrzebne są nowe podejścia i interwencje, aby opracować terapię zapobiegającą i leczącą CNLD. Dopłucne podawanie leków jest atrakcyjną interwencją w celu dostarczenia leków do płuc i może zmienić przebieg choroby układu oddechowego u noworodków. Farmakoterapia dopłucna ma tę zaletę, że bezpośrednie dostarczanie substancji czynnych do płuc, minimalizując w ten sposób akumulację leku w narządach poza celem^7,8, potencjalnie ograniczając ogólnoustrojowe działania niepożądane. Pomimo ponad 2 dekad wewnątrzpłucnej wymiany środków powierzchniowo czynnych, nie zwalidowano żadnych dodatkowych leków dopłucnych w celu poprawy wyników oddychania noworodków. Ostatnio opisano terapię skojarzoną budezonidem i środkiem powierzchniowo czynnym w celu poprawy wyników leczenia płuc po przedwczesnym porodzie u niemowląt wentylowanych mechanicznie^9,10. Jednak wiele pozostaje niewiadomych na temat funkcjonalnych i strukturalnych skutków terapii farmakologicznej IT, zidentyfikowano niewiele nowych terapii, a wartość dostarczania leków do tchawicy w okresie noworodkowym pozostaje niepewna. Modele zwierzęce są niezbędne do identyfikacji potencjalnych leków i pomocy w opracowaniu bardzo potrzebnej terapii CNLD.

Badania na zwierzętach badające chorobę płuc u noworodków są najczęściej przeprowadzane na małych modelach zwierzęcych, takich jak szczury i myszy^11,12,13. Królik ma dodatkową zaletę w postaci przedwczesnego porodu, aby lepiej naśladować strukturę i funkcję niedojrzałego ludzkiego płuca¹⁴. Ograniczeniem wcześniaka jest trudność w dostępie do dróg oddechowych, aby umożliwić przeprowadzenie interwencji śródpłucnych. Podczas gdy modele dorosłych królików i gryzoni umożliwiają przezustną intubację dotchawiczą, techniki te są trudne u nowonarodzonych szczeniąt ze względu na ich mały rozmiar i unikalną anatomię górnych dróg oddechowych^15,16. Konieczne są alternatywne podejścia, aby umożliwić dostęp do tchawicy w celu dostarczania leków nowonarodzonym szczeniętom królików.

W tym manuskrypcie opisujemy użycie przezskórnej tracheostomii igłowej w celu umożliwienia intubacji tchawicy i dostarczania leków.

Protokół

Dla wszystkich eksperymentów z wykorzystaniem iniekcji IT, zwrócono się o zgodę do Komisji Etyki Zwierząt KU Leuven i przestrzegano wszystkich wytycznych dotyczących dobrostanu i opieki nad zwierzętami KU Leuven.

1. Przygotowanie

1. Zbierz wszystkie wymagane materiały, aby zakończyć wstrzyknięcie IT (Tabela 1).
2. Upewnij się, że wylot komory anestezjologicznej jest otwarty i podłączony do zmiatacza, aby zapobiec narażeniu badacza na działanie izofluranu.

2. Dostawa szczeniąt

UWAGA: Młode króliki (nowozelandzka biało-flamandzka hybryda olbrzyma) zostały dostarczone przez histerotomię w 28 dniu ciąży (termin 31 dni) podczas workowatej fazy rozwoju płuc, jak wcześniej opisano przez naszą grupę¹⁷. Młode mogą być umieszczane w normoksji w celu zbadania rozwoju płuc po przedwczesnym porodzie lub hiperoksji w celu zbadania ostrego uszkodzenia płuc.

1. Uspokojona matka z wstrzyknięciem domięśniowym 1 ml ketaminy (100 mg/ml) i 1 ml ksylazyny (2%) dostarczanej do mięśnia czworogłowego za pomocą strzykawki 2 ml i igły 26 G. Po głębokim uspokojeniu umieść zaporę w pozycji leżącej na stole operacyjnym. Odpowiednie znieczulenie potwierdza głębokie, powolne oddychanie, obniżone napięcie szczęki i brak reakcji na uszczypnięcie w ucho.
2. Ogol środkową część brzucha golarką elektryczną i wysterylizuj pole operacyjne roztworem na bazie jodu.
3. Poddaj matkę eutanazji za pomocą dożylnego bolusa o objętości 1 ml T61 dostarczonego do żyły bocznej ucha.
4. Natychmiast wykonaj nacięcie brzucha w linii środkowej przez skórę, pochewkę mięśniową i mięśnie brzucha do jamy brzusznej.
5. Przedłuż nacięcie, aby odsłonić macicę dwurożną.
6. Natychmiast wykonaj nacięcie w macicy za pomocą nożyczek i uwolnij każde ze szczeniąt za pomocą histerotomii. Szybki poród szczeniąt jest niezbędny do zapewnienia przetrwania.
7. Po dostawie osusz każde szczenię ręcznikiem papierowym, który zarówno wysusza, jak i stymuluje szczenię.
8. Umieść wysuszone szczenię w ogrzanym (36 °C), nawilżonym (50% wilgotności względnej) inkubatorze.
9. Odczekaj 1 godzinę na regenerację i przejście do środowiska pozamacicznego. Wszystkie młode, które przeżyły, są losowo przydzielane do wcześniej określonych grup leczenia.

3. Znieczulenie

1. Zalać komorę indukcyjną izofluranem (2,5%, minimalne stężenie pęcherzykowe 2,5 (MAC), 2 l/min)
2. Umieść młode w komorze indukcyjnej do momentu osiągnięcia odpowiedniego poziomu znieczulenia (zmniejszenie spontanicznych ruchów, zmniejszenie odruchu stopy na bolesne bodźce, zmniejszenie częstości oddechów).
   UWAGA: Oczy szczeniaka królika nie są otwarte w 28 dniu ciąży (jak w tym eksperymencie) i dlatego nie jest wymagana miejscowa maść do oczu, aby zapobiec wysuszeniu rogówki. W przypadku wykonania iniekcji IT w późniejszym okresie życia, należy nałożyć maść miejscową na otwarte oczy.

4. Pozycjonowanie do iniekcji dotchawiczej

1. Umieść szczenię na etapie montażu, leżąc na plecach z wyciągniętą szyją i nosem włożonym do stożka, aby zapewnić ciągłe znieczulenie.
2. Unieruchom, w których szczenię trzyma się za pomocą nierozciągliwej taśmy klejącej, aby przykleić łapy do etapu montażu.
3. Zidentyfikuj pierścienie chrząstki tchawicy i krtani, które są widoczne jako ciemna podskórna struktura linii środkowej w górnej tchawicy powyżej wlotu klatki piersiowej.
4. Wysterylizuj skórę nad tchawicą roztworem alkoholu (80% roztwór etanolu)
5. Chwyć i ustabilizuj krtań za pomocą kleszczy Allis niedominującą ręką operatora.

5. Wykonywanie iniekcji dotchawiczej ( Rysunek 1)

1. Przygotuj się do kaniulacji tchawicy za pomocą kaniuli dożylnej 26 G (najlepiej zrobić to ręką dominującą), jednocześnie stabilizując tchawicę za pomocą kleszczy Allis.
   UWAGA: Aby zapewnić sterylność zabiegu, należy użyć nowej sterylnej kaniuli dla każdego szczeniaka.
2. Wniknąć w skórę kaniulą pod kątem 45° do skóry na poziomie chrząstki tarczycy.
3. Powoli przesuwaj kaniulę i stylik, aż tchawica zostanie kaniulowana, wyczuwalne jest subtelne "dawanie", gdy igła wnika w tchawicę i wchodzi w światło dróg oddechowych.
4. Gdy kaniula ze sztyftem znajdzie się w świetle tchawicy, należy przerwać przesuwanie trzpienia i przesunąć plastikową kaniulę nad trzpieniem do tchawicy, trzymając trzpień nieruchomo. Nie przesuwaj plastikowej kaniuli >10 mm, ponieważ istnieje ryzyko selektywnej intubacji lewego lub prawego oskrzela głównego.
5. Wyjmij trzpień z kaniuli, pozostawiając plastikową osłonkę kaniuli w tchawicy.
6. Potwierdź pozycję IT kaniuli, wstrzykując niewielką ilość soli fizjologicznej (0,9% NaCl, 5 μl) do kaniuli za pomocą strzykawki Hamilton i igły 30 G. Po wstrzyknięciu soli fizjologicznej do kaniuli wyjmij strzykawkę Hamilton i igłę. Obserwuj poziom powietrza i płynu w plastikowej kaniuli; Ruch poziomu powietrza i wody w kaniuli ze spontanicznym oddychaniem potwierdza umieszczenie kaniuli w drogach oddechowych.
7. Pobrać wymaganą ilość substancji do strzykawki Hamiltona za pomocą igły o końcówce 30 G.
8. Wprowadzić igłę o końcówce 30 G (dołączoną do strzykawki Hamiltona) do plastikowej kaniuli (w tchawicy) i powoli wstrzykiwać substancję do tchawicy przez 5-10 sekund.
9. Wyjmij igłę strzykawki Hamilton z plastikowej kaniuli i plastikową kaniulę z tchawicy.

6. Rekonwalescencja po zabiegu

1. Uwolnij szczenię z etapu dosiadania i stymuluj oddychanie za pomocą stymulacji dotykowej szczeniaka.
2. Umieścić szczenię w oddzielnej klatce od klatki dla szczeniąt nieznieczulonych w ogrzewanym (36 °C), nawilżonym (50% wilgotności względnej) inkubatorze; umieścić w pozycji 30° głową do góry, aż do momentu, gdy dojdzie do siebie po znieczuleniu i będzie w stanie utrzymać pozycję leżącą mostka. Nie zostawiaj szczeniąt bez opieki, dopóki nie wyzdrowieją ze znieczulenia.

Wyniki

Opublikowano reprezentatywne wyniki techniki pojedynczych i powtarzanych codziennie przezskórnych iniekcji dokanałowych (IT), które wykazują, że przeżywalność nie była zależna od iniekcji IT (pojedynczych lub wielokrotnych), a iniekcje IT z placebo (solą fizjologiczną) nie zmieniły funkcji ani struktury płuc w porównaniu z grupami kontrolnymi¹⁸.

Dodatkowo zwalidowaliśmy tę technikę w serii eksperymentów badających drogę płucną podania soli fizjologicznej oraz surfaktant...

Dyskusja

Aby pomyślnie wykonać wstrzyknięcie IT, należy wykonać kilka krytycznych kroków. Prawidłowo wykonana metoda przezskórnej iniekcji IT pozwala na skuteczne i niezawodne podanie leku do płuc u wcześniaka. Kontrola temperatury jest ważna, ponieważ nowonarodzone szczenięta łatwo popadają w hipotermię, co może negatywnie wpłynąć na przeżycie. Przed umieszczeniem szczeniąt w komorze indukcyjnej należy zapewnić kontrolę temperatury w celu utrzymania warunków normotermicznych. Mata grzewcza umieszczona pod komorą indukcyjną zapew...

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Anesthesia
Mata grzewcza zapobiegająca wychłodzeniu podczas znieczulenia			1
parownik izofluranowy z dopływem			1
Isoflurane (Iso-Vet; 1000 mg/g)	Dechra Veterinary Products NV, Belgia		2% przy 2 litrach/minutę
Komora indukcyjna z pleksiglasu z wyciągiem i zmiataczem		we własnym zakresie	1
Pozycjonowanie do iniekcji
Etap montażowy	Zbudowany we własnym zakresie (wykonany ze styropianu, aby umożliwić elastyczne pozycjonowanie		1
stożek nosowy podłączony do obwodu			1
System			1
Taśma do krępowania kończyn	Dowolna		1
rolka iniekcja dotchawicza
Allis
cewnik o długości 19 mm i rozmiarze 26 BD	Biosciences	391349	1
strzykawka Hamilton (10µ l z igłą 20 mm o rozmiarze 30 Hamilton	Company	7638-01	1
Substancja farmaceutyczna z wyboru			zgodnie z protokołem
Sól fizjologiczna (0,9% NaCl)			5 i mikro; l na zwierzę
Inkubator dla zwierząt
kontrolowaną wilgotnością i temperaturą	Okolab Srl. Inkubator klatkowy zbudowany na zamówienie. Alternatywnie można zastosować

tlenu Zbudowany anestezjologicznego zmiatający 1 z inkubatory klatkowe własnej konstrukcji