नवजात श्वासावरोध के एक सूअर मॉडल

Summary

बड़े पशु मॉडल और नवजात श्वासावरोध के फिजियोलॉजी और औषध विज्ञान की परीक्षा में अच्छा translational मूल्यों है. नवजात piglets का उपयोग करना, हम नवजात श्वासावरोध जो प्रणालीगत और क्षेत्रीय hemodynamics, जैव रासायनिक और वैकृत रास्ते और correlations के साथ ऑक्सीजन परिवहन का अध्ययन करने के फायदे हैं अनुकरण के लिए एक प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल विकसित.

Protocol

1. संज्ञाहरण

1. चतनाशून्य करनेवाली औषधि मशीन के 2L/min में प्रवाह की दर निर्धारित करें. वैक्यूम चूषण निकास कनेक्ट.
2. शुल्क संवेदनाहारी 5% से कम (isoflurane) गैस (~ 3 मिनट) के साथ चेहरे नकाब.
3. नवजात piglets 100% ऑक्सीजन (~ 3 मिनट) में साँस isoflurane 5% के साथ प्रेरित किया जाएगा.
4. Isoflurane के 2-3% संज्ञाहरण बनाए रखें. उपयुक्त के रूप में 0.5% से isoflurane के ठीक समायोजन, तथापि, यह 0.5 से 5% से piglets की हालत के आधार पर लेकर कर सकते हैं.
5. संवहनी एक्सेस स्थापित किया गया है, inhalational संज्ञाहरण अंतःशिरा संज्ञाहरण fentanyl (5-50 मिलीग्राम / किग्रा / घंटे) और midazolam सुई लेनी (200-500 मिलीग्राम / / किग्रा ज) का उपयोग कर बंद किया जा सकता है. Pancuronium (50-100 मिलीग्राम / / किग्रा ज) के लिए शल्य चिकित्सा के दौरान अत्यधिक मांसपेशी आंदोलनों को नियंत्रित है जबकि पशु राज्य का पालन करने की क्षमता है चतनाशून्य करनेवाली औषधि दवाओं के समायोजन के लिए संरक्षित करने के लिए आवश्यक हो सकता है.
6. घेंटा पल्स oximetry द्वारा निगरानी रखी जाती है (percutaneous ऑक्सीजन95-100% पर aturation) और ईसीजी (130-170 धड़कता / मिनट पर दिल की दर).
7. ° हीटिंग कंबल और उज्ज्वल गर्म के साथ सी घेंटा गुदा तापमान 38-40 पर बनाए रखा है.
8. चतनाशून्य करनेवाली औषधि घेंटा की राज्य को नियमित रूप से किया जा रहा है प्रयोगात्मक स्नायविक (पुतली का आकार, फाड़, शरीर आंदोलनों) का उपयोग अवधि के दौरान मूल्यांकन, उचित रूप में व्यवहार (आंदोलन), हृदय (tachycardia और उच्च रक्तचाप) और (tachypnoea) श्वसन मापदंडों. न्यूनतम पक्षाघात दिया जाता है. संज्ञाहरण के साथ और बिना पक्षाघात piglets में पिछला अनुभव मूल्यांकन के लिए उपयोगी होगा.
9. प्रोटोकॉल pentobarbital नसों के (100 मिलीग्राम / किग्रा) की अधिक मात्रा के साथ प्रयोग के अंत में एक पशु की euthanization साथ गैर अस्तित्व प्रक्रिया है.

2. संवहनी कैथेटर के कमर में सर्जिकल प्लेसमेंट (1 चित्रा)

1. 2-3cm सही कमर में एक लंबा चीरा बनाओ.
2. सही ऊरु शिरापरक और 1cm righ की 1cm टुकड़े करनाटी और्विक धमनी. प्रत्येक जहाज के आसपास दो 3-0 तार डाल दिया.
3. सही ऊरु शिरापरक कैथीटेराइजेशन: शिरा के बाहर कटी घमनी को बांधना है. 15cm एक Argyle कैथेटर (3.5 या 5 फ्रेंच, डबल लुमेन) (Covidien, Mansfield, एमए) डालें और यह सही atrium में जगह होगी. बाँध दोनों तार के लिए कैथेटर सुरक्षित. कैथेटर रखरखाव तरल पदार्थ और दवाओं जलसेक (माध्यमिक बंदरगाह) और केंद्रीय शिरापरक / सही atrial दबाव माप (प्राथमिक बंदरगाह) के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.
4. सही और्विक धमनी कैथीटेराइजेशन: धमनी के बाहर कटी घमनी को बांधना है. रक्त के प्रवाह को रोकने के लिए समीपस्थ स्ट्रिंग लिफ्ट. 5cm एक Argyle कैथेटर (3.5 या 5 फ्रेंच, एकल लुमेन) डालें. यह निरंतर मध्यम धमनीय दाब माप और रक्त नमूने के लिए महाधमनी बुनियादी गुर्दे धमनी कैथेटर जगह होगी. बाँध दोनों तार के लिए कैथेटर सुरक्षित.
5. त्वचा बंद करें.

3. यांत्रिक वेंटीलेशन (2 चित्रा) की स्थापना

1. एक लंबे 2-3cm क्षैतिजगर्दन में चीरा.
2. काटना और ट्रेकिआ के 1cm बेनकाब. ट्रेकिआ लगभग दो 1-0 तार रखो.
3. ट्रेकिआ में 1cm पर एक अंतःश्वासनलीय ट्यूब (3.0 या 3.5) डालें. एक वेंटीलेटर से कनेक्ट और यांत्रिक वेंटीलेशन शुरू. अंतःश्वासनलीय ट्यूब सुरक्षित.
4. काटना और आम मन्या धमनी बेनकाब. एक पारगमन समय अल्ट्रासाउंड प्रवाह (2SB या 2RB, Transonic सिस्टम्स इंक, Ithica, NY) जांच करने के लिए लगातार रक्त के प्रवाह को मापने के साथ पोत घेरना.

4. बेहतर mesenteric प्रवाह जांच के प्लेसमेंट (3 चित्रा) है और छोड़ दिया (4 चित्रा) गुर्दे धमनियों

1. अतिरिक्त खुराक fentanyl (5-10 मिलीग्राम / किग्रा) और acepromazine (0.01-0.02 मिलीग्राम / किग्रा) चीरा त्वचा से पहले आवश्यक हैं.
2. एक लंबे चीरा subcostal पार्श्व और ध्यान मांसपेशी परतों टुकड़े करना.
3. उदर महाधमनी बेनकाब.
4. संवहनी (vasospasm) से निपटने और लसीका चोट न्यूनतम.
5. 0.5 1cm बेहतर mesenteric धमनी और टुकड़े करनायह चारों ओर एक Transonic प्रवाह जांच (3SB) डाल दिया.
6. 0.5-1cm बाएं गुर्दे धमनी काटना और इसके चारों ओर एक Transonic प्रवाह जांच (2SB) डाल दिया.
7. त्वचा बंद करें और जांच प्रवाह सुरक्षित.

5. फेफड़े के धमनी कैथेटर (5 चित्रा) की नियुक्ति और प्रवाह जांच (6 चित्रा)

1. अतिरिक्त खुराक fentanyl (5-10 मिलीग्राम / किग्रा) और acepromazine (0.01-0.02 मिलीग्राम / किग्रा) चीरा त्वचा से पहले आवश्यक हैं.
2. सही पार्श्व स्थिति में पशु लेटें.
3. बाएं 4 पसलियों के बीच अंतरिक्ष में thoracotomy.
4. आंतरिक स्तन धमनी और शिरा के लिए बाहर देखो, कटी घमनी को बांधना अगर जरूरत है.
5. एक दंत झाड़ू का प्रयोग करने के लिए नीचे बाएं फेफड़े प्रेस और ऑक्सीजन में वृद्धि के रूप में की जरूरत थी.
6. Pericardium खोलें.
7. धमनी वाहीनी जो फुफ्फुसीय धमनी से महाधमनी चलाता पहचानें.
8. धमनी वाहीनी एक क्लिप रखने या अपने मूल में एक मोटी "रेशम तीन हे टाई ligated जा सकता है.
9. मुफ्त मुख्य फुफ्फुसीय धमनी और पास avascular गोफन एक मोटी "0" टाई का उपयोग.
10. एक पर्स (5-0 prolene) फेफड़े के धमनी कैथेटर की नियुक्ति के लिए आधार पर स्ट्रिंग सीवन प्रदर्शन.
11. पर्स 1 सेमी की एक अधिकतम करने के लिए तार के माध्यम से एक 20G Angiocath (3 कैथेटर की नोक से कम 1 सेमी की ओर छेद के साथ) डालें.
12. शिरापरक रक्त के मुक्त प्रवाह के लिए जाँच करें.
13. दबाव transducer से कनेक्ट करने के लिए, फुफ्फुसीय धमनी दबाव और तरंग की जांच करने के लिए.
14. पर्स स्ट्रिंग कस और फेफड़े कैथेटर सुरक्षित.
15. मुख्य फुफ्फुसीय धमनी के आसपास एक Transonic प्रवाह जांच (6SB) रखें.
16. प्रवाह जांच और इष्टतम संकेत पारगमन के लिए अनुमति देने के लिए धमनी के बीच अल्ट्रासोनिक जेल रखें.
17. नम खारा धुंध के साथ कवर घाव.

6. Hypoxia और reoxygenation प्रोटोकॉल

1. साँस नाइट्रोजन गैस की एकाग्रता बढ़ाने के लिए hypoxemia प्रेरित द्वारा प्रेरित ऑक्सीजन 10% करने के लिए एकाग्रता में कमी.
2. प्रेरित ऑक्सीजन समायोजित10% और 15% के बीच एकाग्रता के लिए 2 घंटे के लिए 20-40 mmHg या 30-40% साओ ₂ एक ₂ पाओ प्राप्त.
3. धमनियों से रक्त विश्लेषण प्रदर्शन करने के लिए ₂ Paco आकलन और वेंटीलेटर दर के हिसाब से समायोजित.
4. Hypoxemia के शामिल होने के पहले घंटे के तेजी से एक tachycardic प्रतिक्रिया (और कार्डियक आउटपुट) उत्प्रेरण के लिए समर्पित है.
5. आम मन्या, बेहतर mesenteric और छोड़ दिया गुर्दे धमनियों में रक्त के प्रवाह में परिवर्तन के लिए निगरानी जारी.
6. Hypoxia के 2 घंटे के दौरान, hypoxic तनाव आधारभूत की 30-40% करने के लिए तेजी से कम कार्डियक आउटपुट वृद्धि हुई है, में 30-35 mmHg और धमनी पीएच 6.95-7.05 धमनी दबाव का मतलब है.
7. Hypoxic तनाव समय से पहले हो सकता है या समाप्त हो सकता है उचित रूप में 15 मिनट से बढ़ाया.
8. प्रेरित ऑक्सीजन एकाग्रता अचानक 100% बढ़ाएँ अचानक नाइट्रोजन गैस discontinuing, जबकि शुद्ध ऑक्सीजन जारी है.
9. कार्डियक आउटपुट मॉनिटर, धमनी दबाव और अन्य hemodynamic पैरा मतलबतेजी से वसूली के लिए मीटर की दूरी पर है.
10. 100% ऑक्सीजन के साथ पुनर्जीवन को 0.5H के लिए जारी किया जा सकता है. इस समय अवधि के बाद, प्रेरित ऑक्सीजन एकाग्रता जल्दी से कम 21% करने के लिए.
11. प्रयोग की शेष अवधि के लिए 21% ऑक्सीजन के साथ reoxygenation जारी. 25% करने के लिए प्रेरित ऑक्सीजन एकाग्रता titrated किया जा सकता है अगर जरूरत है.
12. 10 मिलीग्राम / किलोग्राम रिंगर लैक्टेट समाधान के द्रव boluses प्रयोगात्मक अवधि के दौरान उपयुक्त के रूप में की जरूरत हो सकती है. इसका उपयोग करने के लिए protocolized हो गया है.

7. प्रतिनिधि परिणाम:

hypoxia के 1 घंटे से अधिक नवजात घेंटा में hypoxemia की प्रेरण 120% आधारभूत के -130% (चित्रा 7A) और हृदय की दर (चित्रा 7B) कार्डियक आउटपुट (फुफ्फुसीय धमनी प्रवाह) में वृद्धि करनी चाहिए. आमतौर पर, कार्डियक आउटपुट 1 0.5H और hypoxia के 1 के बीच शिखर मुआवजा पहुँचना चाहिए. इसके अलावा, रक्त प्रवाह केंद्रीकृत हो में जिसके परिणामस्वरूप मुझे कमी हुईsenteric और गुर्दे छिड़काव लेकिन एक संरक्षित या वृद्धि आम मन्या धमनी प्रवाह (8 चित्रा). Hypoxia के 2 घंटे के दौरान, कार्डियक आउटपुट लगातार कमी, hypotension (9A चित्रा) के विकास, या अतालता के बिना हुई हृदय की दर को धीमा है. Hypoxia वृद्धि फुफ्फुसीय धमनी (9B चित्रा) दबाव है, जो कभी कभी कार्डियक आउटपुट घटने के रूप में hypoxia के अंतिम 30 मिनट में कम हो सकती है के साथ फुफ्फुसीय उच्च रक्तचाप के लिए प्रेरित करना चाहिए.

पुनर्जीवन पर, सभी hemodynamic मापदंडों गुर्दे रक्त प्रवाह है, जो धीरे - धीरे reoxygenation के पहले घंटे से अधिक ठीक के लिए छोड़कर तुरंत normoxic आधारभूत पुनर्प्राप्त करने के लिए,. हालांकि, कार्डियक आउटपुट के लिए विशेष रूप से और धमनीय दाब मतलब hemodynamic मापदंडों धीरे - धीरे खत्म हो reoxygenation के पहले 2 घंटे खराब normoxic आधारभूत और 35-45 mmHg के बारे में 70-75%, क्रमशः. यह हृदय dysfunctiदौरे आश्चर्यजनक और वारंट vasoactive और inotropic एजेंट के रूप में हृदय सहायक उपचार के लिए भाग में कम से कम है.

चित्रा 1: और्विक धमनी और शिरापरक कैथेटर के स्थान के साथ कमर चीरा

चित्रा 2: एक अंतःश्वासनलीय ट्यूब के स्थान और आम मन्या धमनी के आसपास एक प्रवाह की जांच के साथ गर्दन चीरा

चित्रा 3: बेहतर mesenteric धमनी के अलगाव के साथ पार्श्व चीरा

चित्रा 4: बाएं गुर्दे धमनी के अलगाव के साथ पार्श्व चीरा

चित्रा 5: फेफड़े के धमनी कैथेटर की नियुक्ति के साथ thoracotomy

चित्रा 6: मुख्य फुफ्फुसीय धमनी के आसपास एक Transonic प्रवाह जांच की नियुक्ति के साथ thoracotomy

चित्रा 7: (ए) हृदय उत्पादन (फुफ्फुसीय धमनी प्रवाह) और (ख) दिल hypoxia और reoxygenation के दौरान दर में अस्थायी परिवर्तन

8 चित्रा: (ए) आम मन्या में रक्त के प्रवाह में अस्थायी परिवर्तन, (बी) बेहतर mesenteric और (सी) hypoxia और reoxygenation के दौरान बाएं गुर्दे धमनियों

चित्रा 9: लौकिकमें परिवर्तन (ए) धमनीय दाब का मतलब और (बी) hypoxia और reoxygenation के दौरान फेफड़े के धमनी दबाव

Discussion

वर्तमान प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल लिए hypoxia और reoxygenation प्रक्रिया के दौरान नवजात विषयों में प्रणालीगत और क्षेत्रीय hemodynamic परिवर्तन की जांच के लिए एक लाभ है. हम भी वसूली के दौरान हृदय समारोह में सुधार करने के लिए इस्तेमाल किया हस्तक्षेप की संबंधित प्रभाव की जांच कर सकते हैं. हम और दूसरों को नवजात श्वासावरोध ¹ हृदय, फेफड़े ^{2, 3} neurologic, जठरांत्र ^{4, 5} यकृत, गुर्दे ^6, अधिवृक्क ⁷ और hematologic ⁸ सिस्टम में प्रभाव के बारे में अध्ययन में अनुभव और निष्कर्ष की सूचना दी है. हालांकि यह हृदय सतत डेटा माप के आधार पर जानकारी के साथ समारोह को समझने के लिए महत्वपूर्ण है, यह तकनीकी रूप से चुनौती दे रहा है कृन्तकों या गिनी सूअरों के रूप में शल्य चिकित्सा साधन छोटे आकार के जानवरों के लिए असंभव नहीं तो. अल्ट्रासोनोग्राफी और वास्तविक समय इमेजिंग के रूप में इस तरह की तकनीकों में हाल ही में उन्नति लेकिन इन चा के उबरने के लिए कुछ कर सकते हैंllenges. बहरहाल, बड़े आकार के पशुओं को भी प्रयोगात्मक अवधि के दौरान प्लाज्मा और ऊतकों के नमूनों सहित जैविक नमूने के एक साथ संग्रह की अनुमति देते हैं. यह अतिरिक्त जैविक नमूने जैव रासायनिक assays और histologic परीक्षा जो Patho फिजियोलॉजी और hypoxia और reoxygenation के औषध के समझने में मदद की अनुमति देगा. जबकि vivo पशु मॉडल में की प्राथमिक उद्देश्य एक ही शरीर प्रणाली के समारोह Patho शारीरिक का अध्ययन किया जा सकता है, यह महत्वपूर्ण है यह अंग अंग बातचीत के संदर्भ में समझने की. उदाहरण के लिए, हृदय समारोह और फेफड़े के उच्च रक्तचाप या यकृत रोग के बीच बातचीत की नवजात श्वासावरोध ^{9 के} रूप में एक बहु अंग शिथिलता में महत्वपूर्ण है. नवजात भेड़ के बच्चे के आम पशु नवजात श्वासावरोध का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया मॉडल में स्वाइन के लिए एक विकल्प है. असामयिक विकास और नवजात भेड़ के बच्चे के सीमित कूड़े आकार लेकिन नवजात सुअर की तुलना एक और अधिक सामान्यकृत उपयोग को प्रतिबंधित कर सकते हैंदेता है, जो कि 38 सप्ताह के गर्भ के मानव भ्रूण के अनुरूप कर सकते हैं और लगभग 10 ^10,11 कूड़े प्रति है. बहरहाल, नवजात piglets नवजात श्वासावरोध के अध्ययन में कृन्तकों के बाद सबसे अक्सर इस्तेमाल किया जानवर हैं.

हालांकि, वहाँ नवजात श्वासावरोध के इस सूअर मॉडल की सीमाओं मानव को जानवरों के अध्ययन से उत्पन्न निष्कर्षों का अनुवाद से संबंधित चुनौती के अलावा, कर रहे हैं. संज्ञाहरण और तीव्र स्थापित करने के लिए के रूप में शल्य चिकित्सा तनाव का प्रभाव एक पर्याप्त अवधि स्थिर, चतनाशून्य करनेवाली औषधि दवाओं के उचित उपयोग, परिष्कृत सर्जिकल तकनीक के रूप में के रूप में अच्छी तरह से तुलना के लिए दिखावा संचालित नियंत्रण जानवरों के शामिल किए जाने के साथ कम से कम किया जा सकता है. दिनों से परे जांच करने के लिए प्रयोगात्मक अवधि के समय को बढ़ाने के लिए अगर किसी भी तीव्र hemodynamic प्रभाव लंबे समय में बच जाएगा की जरूरत है. दरअसल, हम विस्तारित subacute प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल (उदाहरण के लिए 48-72 घंटे) ^12, अस्तित्व (5-7 दिन) ^{13 को} संशोधित करने में सफल हो गया है 14 वातिलवक्ष के निर्माण, ¹⁵ यांत्रिक वेंटिलेशन और मस्तिष्क ischemia लिए मन्या धमनी रोड़ा के अलावा लंगड़ा शामिल. हम बनाने के लिए प्रयासhypoxia और नैदानिक ​​प्रासंगिक reoxygenation. प्रयोग hypoxia के जो नैदानिक ​​व्यक्तिगत अवलोकन के आधार पर खून बह रहा बिना भ्रूण संकट के लिए आपातकालीन सीजेरियन सेक्शन के लिए आवश्यक अवधि के लिए अनुमानित है 2 शामिल हैं. पुनर्जीवन 30 मिनट के लिए 100% ऑक्सीजन, के बजाय हमारे पिछले अध्ययनों में 60 मिनट के साथ शुरू की है. यह जो नवजात परिवहन टीम के आगमन से पहले कई समुदाय अस्पतालों में एक आम बात बनी हुई है hyperoxia को सीमित करने के लिए है. 21% ऑक्सीजन के साथ प्रारंभिक reoxygenation नवजात पुनर्जीवन ¹⁶ में पूरक ऑक्सीजन के उपयोग पर हाल ही में अद्यतन दिशानिर्देश का पालन करेंगे.