Bu domuz yavrusu modeli, birkaç kritik adımla zaman alıcı ve teknik olarak zorlayıcıdır. İlaçlarda, cerrahi müdahalelerde ve kalp durmasını indükleme yönteminde iyi bir denge, makul bir sağkalım oranını sağlamak için gereklidir. Protokol nispeten uzun süreli olduğundan ve birkaç kritik adım içerdiğinden, deneylerin yürütülmesi kapsamlı bir hazırlık ve özel ve iyi işleyen bir ekip gerektirir ve deneyler büyük hayvan araştırmaları konusunda deneyime sahip tesislerde yapılmalıdır. Araştırma ekiplerimiz paralel olarak bir ila üç domuz yavrusu üzerinde deneyler gerçekleştirdi. Deneyler sırasında her zaman en az iki kişinin bulunması ve deneylerin aynı anda üç domuz yavrusu ile yapılması gerekiyorsa en az üç kişinin bulunması önerilir.
Deneylerin özellikle kritik ve teknik açıdan zorlayıcı kısımları şunları içerir: 1) tüm ekipmanın çalıştığından ve tüm veri örnekleme araçlarının mevcut, çalışır durumda ve kalibre edildiğinden emin olmak; 2) özellikle asfiksi öncesi ve CPR sırasında iyi ve tatmin edici mekanik ventilasyon; 3) cerrahi müdahale; 4) asfiksinin indüksiyonu; 5) kardiyak arrestin belirlenmesi; 6) CPR; ve 7) özellikle kalp durması ve ROSC gibi zaman açısından kritik noktalarda örneklerin örneklenmesi. Protokoldeki en kritik adımlar asfiksinin indüklenmesi ve kalp durmasının belirlenmesidir. İlk deneylerde, perinatal asfiksinin karışık solunum ve metabolik asidozunu yakından taklit etmek için asfiksi gazına CO2 eklendi 10,11,13,14,15,16,20. Bununla birlikte, CO2 gazının bulunmadığıdaha sonraki 7,21,22 deneylerinde, mekanik ventilasyon hızının azalması ve ardından 20-30 dakika sonra ETT'nin kelepçelenmesinin de karışık solunum ve metabolik asidoza neden olduğu gözlenmiştir. Kardiyak arrestte yüksek CO2 seviyeleri sadece klinik durumu taklit etmek için önemli değildir, aynı zamanda ROSC'yi de etkileyebilir. Bunun nedeni, kalp durmasının belirli bir pH'da meydana gelmesi ve pH'ın hem laktat hem de CO2'ye bağlı olması olabilir. Hiperkapni laktik asidozdan daha kolay tersine çevrildiğinden, ağırlıklı olarak solunum ve metabolik asidoz, domuz yavrularının asfiksiden ne kadar çabuk iyileştiğini belirleyebilir. Perinatal asfiksi veya HIE'nin diğer domuz yavrusu modelleri, tipik olarak MAP değerlerine veya asfiksinin süresine göre kalp durmasından önce reoksijenasyon / resüsitasyona başlar (örneğin, 45 dakika asfiksi 29, 2 saat asfiksi 30, MAP 20 mmHg 31, MAP 30-35 mmHg 30, MAP taban çizgisi29,32'nin %70 altındadır). Bu modelin avantajı, kardiyak arresti indükleyerek, yenidoğan CPR'sini ve örnek verileri kalp durmasından önce, sırasında ve hemen sonrasında incelemek mümkün olmasıdır. Özellikle, domuz yavrularının önemli bir kısmının kalp durması sırasında PEA 7,33'e sahip olduğu tesadüfi bulgusu, modelin perinatoloji alanının ötesinde uygulanabilirliğini artırabilir 34.
Yıllar geçtikçe, model domuz yavrularının yatıştırıcılara ve cerrahi müdahaleye maruz kalmasını en aza indirmek ve veri örneklemesini ve kayıtlarını iyileştirmek için rafine edilmiştir. Önceki protokoller 10,11,13,14,15,16,20 sevofluran ile anestezi indüksiyonunu içeriyordu. Mevcut protokol doğrudan bir kulak damarı ve IV ilaçları yoluyla IV erişiminin kurulmasını içerdiğinden, bu şimdi terk edilmiştir. Bu, domuz yavrusu sıkıntısının, eğitimli bir sağlayıcı tarafından periferik intravenöz kateter yerleştirilmeden önce domuz yavrusunu bir havlu içinde kundaklayarak önlendiği için mümkündür. Midazolam ilk deneysel protokollerde de kullanılmıştır; Bununla birlikte, otopsilerin büyük çoğunluğunu gerçekleştiren araştırmacının (RS) öznel değerlendirmesi, midazolamın sürekli bir infüzyon olarak kullanılması durumunda, otopsi sırasında beynin daha kötü bir durumda olduğu yönündeydi. Bu nedenle, şimdi anesteziyi sürdürmek için sadece fentanil IV kullanıyoruz. Midazolam, domuz yavrusu sıkıntı belirtileri gösteriyorsa ve fentanil ve / veya pentobarbital etki göstermiyorsa, bolus dozlarında kullanılabilir; ancak, neredeyse hiç bir zaman onu yönetmek zorunda kalmadık.
Diğer iyileştirmeler açısından, önceki deneylerde, domuz yavruları, subglottik bir insizyondan sıkıca sabitlenmiş bir endotrakeal tüp ile trakeostomi edildi. Bu prosedür sızdırmaz bir hava yolu sağlar, ancak domuz yavrusu için cerrahi strese neden olur. Öte yandan, domuz yavrusunun daha büyük üst solunum yolları nedeniyle, endotrakeal entübasyon, kelepçesiz ETT'ler kullanıldığında önemli sızıntı ile ilişkilidir. Bu nedenle, trakeostomili domuz yavruları ile yapılan deneylerle karşılaştırıldığında sıfır sızıntı ve önemli ölçüde daha yüksek ROSC oranları ile sonuçlanan kelepçeli ETT'leri kullanmaya başladık. Ayrıca, veri örneklemesi ile ilgili bazı ayarlamalar yapılmıştır. Önceki deneylerden bazıları 7,19,22,33,35,36, sol ortak karotis arterin etrafına yerleştirilmiş bir akış probunun kullanılmasını içeriyordu. Bu akış probu son yıllarda Oslo'daki enstitümüzde hazır bulunmamaktadır. Edmonton'daki laboratuvarımız hala bir karotis akış probu kullanıyor ve kullanımı modele değerli ek hemodinamik veriler sağlayabilir. Önceki birkaç deney, sol ventriküle yerleştirilen ve karotidlerden birinden geçirilerek yönlendirilen basınç-hacimli bir kateterin kullanılmasını da içeriyordu. Göğüs kompresyonlarının uygulanması basınç-hacim kateter kayıtlarını karıştırdı ve hatta bazı durumlarda kateter yetmezliğine ve kırılmasına neden oldu. Böylece, tutuklama modelinde kullanımı terk edildi. Son zamanlarda, protokole non-invaziv CO monitörleri eklenmiştir ve EKG morfolojisi ve PEA hakkında değerli bilgiler verebileceğinden, kardiyak arrest ve CPR sırasında EKG sinyallerini optimize etmeye odaklanıyoruz. Son olarak, ROSC sonrası gözlem süresi 4 saatten 9.5 saate uzatıldı, çünkü 4 saat histopatolojik değişiklikleri, hücre ölümünü ve bazı biyobelirteçlerdeki değişiklikleri tespit etmek için çok kısa.
Bu modelin en önemli sınırlamalarından biri ve genel olarak domuz yavrularının translasyonel bir model olarak kullanılması, doğum odası CPR'sinden farklı olarak, doğum sonrası kardiyo-pulmoner geçişin domuz yavrularında zaten gerçekleşmiş olmasıdır. Domuz yavrularının, boğulmuş bir yenidoğanda olduğu gibi, açık fetal kardiyovasküler şantlara ve yüksek pulmoner basınçlara sahip olmaları olası değildir. Bu domuz yavrusu asfiksi modelinin önceki bir versiyonunu (kalp durması değil) kullanan Fugelseth ve ark.37 tarafından yapılan bir çalışma, vasküler şantların asfiksi sırasında domuz yavrularında yeniden açılmasının muhtemel olduğunu göstermesine rağmen, ventilasyon ve hemodinamik desteğe verdikleri yanıtlar farklı olabilir. Bu nedenle, fizyolojik ölçümler her zaman geçiş yapan bir insan yenidoğanını temsil etmeyebilir. Domuz yavruları ve yenidoğanlar arasındaki bazı anatomik farklılıklar da mevcuttur, örneğin domuz yavrularındaki daha büyük üst solunum yolları, ETT sızıntısına neden olur (kelepçeli ETT'lerin kullanılması önemlidir) ve daha yüksek bazal sıcaklığa neden olur.
Bu sınırlamalara rağmen, küresel araştırma topluluğunda domuz yavrularını perinatal asfiksi için translasyonel bir model olarak kullanma konusunda uzun bir gelenek vardır. Domuz, anatomisi, fizyolojisi, histolojisi, biyokimyası ve inflamasyonu38 açısından insanlara benzer ve termde (1.5-2.5 kg) düşük doğum ağırlıklarının yanı sıra, yeni doğan domuz yavrusu insan yenidoğanına oldukça benzer bir boyuta sahiptir. Boyut ve anatomi, enstrümantasyon, izleme, görüntüleme ve insan yenidoğanıyla karşılaştırılabilir biyolojik örneklerin toplanmasını sağlar. Bu model aynı zamanda resüsitasyon çalışmalarına da izin verir, çünkü göğüs kompresyonlarının insan yenidoğanlarda olduğu gibi gerçekleştirilmesi nispeten kolaydır ve domuzlar koroner kan dağılımı, iletim sistemine kan temini, miyokardın histolojik görünümü ve iskemik hasara karşı biyokimyasal ve metabolik yanıtlar dahil olmak üzere insanlarınkine benzeyen kardiyak anatomi ve fizyolojiye sahiptir39. Bir diğer önemli faktör, yenidoğan domuz yavrusunun insan yenidoğan41 ile karşılaştırılabilir perinatal beyin gelişimine sahip olmasıdır ve asfiksi, hiperkapni ve boğulmuş yenidoğanınkine benzeyen karışık solunum ve metabolik asidoz ile biyokimyasal bir tepkiye neden olur.
Sonuç olarak, bu perinatal asfiksi modeli teknik olarak zor ve zaman alıcıdır. Bununla birlikte, perinatal asfiksi sırasındaki fizyolojik ve hemodinamik değişiklikler hakkında değerli bilgiler sağlar, yenidoğan resüsitasyon çalışmalarına izin verir ve perinatoloji dışında tıptaki diğer araştırma alanlarının da ilgisini çekebilecek kalp durması öncesi, sırası ve sonrası fizyolojik değişiklikler hakkında değerli bilgiler sağlar.