تبسيط توصيل الأدوية عبر القصبة الهوائية عبر الجلد في الأرنب المبتسر حديثي الولادة

Summary

يسمح الحقن داخل القصبة الهوائية عبر الجلد بتوصيل الدواء داخل الرئة بشكل فعال أثناء التنفس التلقائي. يتم تحمل الحقن الفردية والمتعددة بشكل جيد دون أي تأثير على البقاء على قيد الحياة. هذه التقنية سهلة الأداء ويمكنها فحص تأثير المواد على نمو الرئة والوقاية من إصابة الرئة في الأرانب حديثي الولادة.

Abstract

يسمح توصيل الأدوية داخل القصبة الهوائية (IT) بالتوصيل المباشر للمواد الصيدلانية إلى الرئة ، مما يزيد من الفوائد الرئوية المحتملة ويقلل من التعرض للأدوية الجهازية. التقنية عبر الجلد بسيطة وتسمح بتوصيل مواد تكنولوجيا المعلومات إلى رئة الأرانب المولودة قبل الأوان بعد الولادة بوقت قصير. يتم تخدير الجراء حديثي الولادة باستخدام الأيزوفلوران المستنشق قبل وضعها في وضع ضعيف مع تمديد الرقبة. يتم تحديد الحنجرة وتثبيتها قبل وضع قسطرة عيار 26 (G) عبر الجلد في القصبة الهوائية. بعد قسطرة القصبة الهوائية ، يتم إدخال إبرة حادة 30 جم متصلة بحقنة هاميلتون في قسطرة تكنولوجيا المعلومات وتستخدم لتوصيل حجم دقيق إلى القصبة الهوائية أثناء التنفس التلقائي. بعد اكتمال حقن تكنولوجيا المعلومات ، يتم سحب الإبرة والقسطرة ، ويسمح للجرو بالتعافي من التخدير. يقوم حقن تكنولوجيا المعلومات عبر الجلد بتوصيل نسبة كبيرة من المادة المحقونة إلى الرئة ، مع بقاء الغالبية في الرئة بعد 3 ساعات من التدخل. يتم تحمل الحقن جيدا من يوم الولادة ويمكن تكرارها لعدة أيام متتالية دون التأثير على البقاء على قيد الحياة. يمكن استخدام هذه التقنية للتحقيق في تأثير العوامل الصيدلانية على نمو الرئة وفي الوقاية من إصابات الرئة الوليدية في الأرانب الخدجة.

Introduction

يستمر المرض الرئوي الوليدي المزمن بعد الولادة المبكرة في الحدوث في عدد كبير من الرضع¹. أدت رعاية حديثة الولدان المحسنة إلى زيادة كبيرة في البقاء على قيد الحياة وتقليل غالبية المضاعفات الهامة بعد الولادة المبتسرة. في حين أن المضاعفات العصبية والجهاز الهضمي والعيون قد انخفضت ، إلا أن مضاعفات الجهاز التنفسي لم تتغير إلى حد كبير على مدار العقدين الماضيين حيث أصيب ما يقرب من واحد من كل طفلين قبل 28 أسبوعا من الحمل بأمراض الرئة.

تلعب الخداج والالتهاب والضرر التأكسدي والإصابة المرتبطة بجهاز التنفس الصناعي دورا في الفيزيولوجيا المرضية ل CNLD ونتائج الجهاز التنفسي السيئة بعد الولادة المبكرة^2،3،4. على الرغم من التقدم الكبير في رعاية حديثة الولدان ، إلا أن العلاج الفعال المحدود متاح لعلاج أو منع تطور CNLD^5،6.

هناك حاجة إلى مناهج وتدخلات جديدة لتطوير العلاج للوقاية من CNLD وعلاجه. يعد توصيل الدواء داخل الرئة تدخلا جذابا لإيصال الأدوية إلى الرئة ويمكن أن يغير مسار مرض الجهاز التنفسي عند الولدان. يتميز العلاج الدوائي داخل الرئة بميزة التوصيل المباشر للعوامل النشطة إلى الرئة ، وبالتالي تقليل تراكم الدواء في الأعضاء غير المستهدفة^7،8 ، مما قد يحد من الآثار الجانبية الجهازية. على الرغم من أكثر من عقدين من استبدال الفاعل بالسطح داخل الرئة ، لم يتم التحقق من صحة أي أدوية إضافية داخل الرئة لتحسين نتائج الجهاز التنفسي لحديثي الولادة. في الآونة الأخيرة ، تم وصف العلاج المركب بالبوديزونيد والفاعل بالسطح لتحسين الحصائل الرئوية بعد الولادة المبتسرة عند الرضع الخاضعين للتهوية الميكانيكية^9،10. ومع ذلك، لا يزال الكثير مجهولا عن الآثار الوظيفية والهيكلية للعلاج بالعقاقير بتكنولوجيا المعلومات، ولم يتم تحديد سوى عدد قليل من العلاجات الجديدة، ولا تزال قيمة إيصال الدواء داخل القصبة الهوائية في فترة الوليد غير مؤكدة. النماذج الحيوانية مطلوبة لتحديد الأدوية المحتملة والمساعدة في تطوير العلاج الذي تشتد الحاجة إليه ل CNLD.

يتم إجراء الدراسات التي أجريت على التي تفحص أمراض الرئة عند الأطفال حديثي الولادة بشكل شائع في نماذج الصغيرة مثل الفئران^{والفئران 11،12،13}. يتمتع الأرنب بميزة إضافية تتمثل في الولادة المبكرة لتقليد بنية ووظيفة الرئة البشرية غير الناضجة^{عن كثب 14}. أحد قيود الأرنب المبكر هو صعوبة الوصول إلى مجرى الهواء للسماح بتوصيل التدخلات داخل الرئة. في حين أن نماذج الأرانب والقوارض البالغة تسمح بالتنبيب الرغامي عبر الفم ، فإن هذه التقنيات صعبة في الجراء حديثي الولادة نظرا لصغر حجمها والتشريح الفريد لمجرى الهواء العلوي^15،16. هناك حاجة إلى طرق بديلة للسماح بالوصول إلى القصبة الهوائية لتوصيل الأدوية في صغار الأرانب حديثي الولادة.

في هذه المخطوطة ، نصف استخدام فغر القصبة الهوائية بالإبرة عبر الجلد للسماح بالتنبيب الرغامي وتوصيل الدواء.

Protocol

بالنسبة لجميع التجارب التي تنطوي على حقن تكنولوجيا المعلومات ، تم طلب الإذن من لجنة أخلاقيات في KU Leuven ، وتم الالتزام بجميع إرشادات رعاية ورعايته في KU Leuven.

1. التحضير

1. اجمع جميع المواد المطلوبة لإكمال حقن تكنولوجيا المعلومات (الجدول 1).
2. تأكد من أن عادم غرفة التخدير مفتوح ومتصل بزبال لمنع تعريض الباحث للأيزوفلوران.

2. تسليم الجراء

ملاحظة: تم تسليم صغار الأرانب (الهجين العملاق الأبيض الفلمنكي النيوزيلندي) عن طريق بضع الرحم في اليوم 28 من الحمل (مدة 31 يوما) خلال المرحلة الكيسية من نمو الرئة كما وصفت سابقا مجموعتنا¹⁷. يمكن وضع الجراء في نورموكسيا لدراسة نمو الرئة بعد الولادة المبكرة ، أو فرط التأكسج لدراسة إصابة الرئة الحادة.

1. سد مهدئ مع حقن عضلي 1 مل كيتامين (100 مجم / مل) و 1 مل زيلازين (2٪) يتم توصيله إلى عضلات الفخذ بحقنة 2 مل وإبرة 26 جم. بمجرد تخديره بعمق ، ضع السد في وضع ضعيف على طاولة العمليات. يتم تأكيد التخدير الكافي من خلال التنفس البطيء العميق ، وانخفاض قوة الفك ، وعدم الاستجابة لقرصة الأذن.
2. حلق البطن المركزي باستخدام ماكينة حلاقة كهربائية وتعقيم المجال الجراحي بمحلول قائم على اليود.
3. القتل الرحيم للسد ببلعة وريدية تبلغ 1 مل من T61 يتم تسليمها في الوريد الجانبي للأذن.
4. قم على الفور بإجراء شق في البطن في خط الوسط عبر الجلد وغمد العضلات وعضلات البطن في تجويف البطن.
5. مد الشق لكشف الرحم ثنائي القرن.
6. قم بعمل شق في الرحم على الفور باستخدام مقص وقم بتسليم كل من الجراء عبر بضع الرحم. التسليم السريع للجراء ضروري لضمان البقاء على قيد الحياة.
7. عند التسليم ، جفف كل جرو باستخدام منشفة ورقية ، فهذا يجفف ويحفز الجرو.
8. ضع الجرو المجفف في الحاضنة الدافئة (36 درجة مئوية) والمرطبة (50٪ رطوبة نسبية).
9. اترك 1 ساعة للتعافي والانتقال إلى البيئة خارج الرحم. يتم توزيع جميع الجراء الباقية بشكل عشوائي على مجموعات العلاج المحددة مسبقا.

3. التخدير

1. غمر غرفة الحث بالأيزوفلوران (2.5٪ ، 2.5 الحد الأدنى للتركيز السنخي (MAC) ، 2 لتر / دقيقة)
2. ضع الجراء في غرفة الحث حتى يتم تحقيق مستوى كاف من التخدير (انخفاض الحركة العفوية ، تناقص رد فعل القدم للمنبهات المؤلمة ، انخفاض معدل التنفس).
   ملاحظة: عيون جرو الأرنب ليست مفتوحة في اليوم 28 من عمر الحمل (كما في هذه التجربة) ، وبالتالي ، لا يلزم مرهم موضعي للعين لمنع جفاف القرنية. في حالة إجراء حقن تكنولوجيا المعلومات في وقت لاحق من الحياة ، يجب وضع مرهم الموضوع على العيون المفتوحة.

4. تحديد المواقع للحقن داخل القصبة الهوائية

1. ضع الجرو على مرحلة التركيب ، مع الاستلقاء مع تمديد الرقبة ، وإدخال الأنف في مخروط الأنف لتوفير تخدير مستمر.
2. كبح جماح الجرو باستخدام شريط لاصق غير مطاطي لربط الكفوف بمرحلة التركيب.
3. تحديد حلقات الغضروف القصبة الهوائية والحنجرية ، والتي يمكن رؤيتها كبنية خط وسط داكنة تحت الجلد في القصبة الهوائية العلوية المتفوقة على مدخل الصدر.
4. تعقيم الجلد فوق القصبة الهوائية بمحلول كحول (80٪ محلول إيثانول)
5. أمسك الحنجرة وثبتها باستخدام ملقط أليس باليد غير المهيمنة للمشغل.

5. إجراء الحقن داخل القصبة الهوائية (الشكل 1)

1. استعد لقنية القصبة الهوائية باستخدام قنية الوريد 26 جم (يفضل القيام بها باليد المهيمنة) مع تثبيت القصبة الهوائية باستخدام ملقط أليس.
   ملاحظة: لضمان عقم الإجراء ، استخدم قنية معقمة جديدة لكل جرو.
2. اخترق الجلد بالقنية بزاوية 45 درجة على الجلد على مستوى غضروف الغدة الدرقية.
3. قم بتقدم القنية ببطء حتى يتم تقشير القصبة الهوائية ، ويتم الشعور ب "عطاء" دقيق حيث تخترق الإبرة القصبة الهوائية وتدخل تجويف مجرى الهواء.
4. بمجرد أن تصبح القنية مع النمط في تجويف القصبة الهوائية ، توقف عن تقدم القنية وقم بدفع القنية البلاستيكية فوق النمط إلى القصبة الهوائية أثناء تثبيت النمط ثابتا. لا تقم بدفع القنية البلاستيكية >10 مم أو يتم تنبيب القصبات الهوائية الرئيسية اليسرى أو اليمنى بشكل انتقائي لخطر ذلك.
5. اسحب القنية من القنية تاركا غمد القنية البلاستيكية في القصبة الهوائية.
6. تأكد من موضع تكنولوجيا المعلومات للقنية عن طريق حقن كمية صغيرة من المحلول الملحي العادي (0.9٪ كلوريد الصوديوم ، 5 ميكرولتر) في القنية باستخدام حقنة هاميلتون وإبرة حادة 30 جم. بمجرد حقن المحلول الملحي في القنية ، قم بإزالة حقنة هاميلتون والإبرة. مراقبة مستوى سائل الهواء داخل القنية البلاستيكية. تؤكد حركة مستوى الهواء والماء في القنية مع التنفس التلقائي وضع القنية داخل مجرى الهواء.
7. ارسم الكمية المطلوبة من المادة في حقنة هاميلتون باستخدام إبرة الطرف الحاد 30 جم.
8. أدخل الإبرة ذات الرأس الحادة 30 جم (متصلة بحقنة هاميلتون) في القنية البلاستيكية (في القصبة الهوائية) ، وقم بحقن المادة ببطء في القصبة الهوائية على مدى 5-10 ثوان.
9. قم بإزالة إبرة حقنة هاميلتون من القنية البلاستيكية والقنية البلاستيكية من القصبة الهوائية.

6. التعافي من الإجراء

1. حرر الجرو من مرحلة التركيب وحفز التنفس بالتحفيز اللمسي للجرو.
2. أعد الجرو إلى قفص منفصل عن قفص الجراء غير المخدر في الحاضنة الدافئة (36 درجة مئوية) والمرطبة (50٪ الرطوبة النسبية) ؛ ضعه في وضع رأسي 30 درجة حتى يتعافى بشكل كاف من التخدير وقادر على الحفاظ على الاستلقاء القصي. لا تترك الجراء دون رقابة حتى يتعافوا من التخدير.

النتائج

تم نشر النتائج التمثيلية لتقنية حقن تكنولوجيا المعلومات عبر الجلد يوميا واحد ومتكرر وتظهر أن البقاء على قيد الحياة لم يتأثر بحقن تكنولوجيا المعلومات (الحقن الفردية أو المتعددة) ، كما أن حقن تكنولوجيا المعلومات مع الدواء الوهمي (المحلول الملحي) لم يغير وظائف الرئة أو بني...

Discussion

يجب اتباع العديد من الخطوات الحاسمة لإجراء حقن تكنولوجيا المعلومات بنجاح. عند إجراؤها بشكل صحيح ، تسمح طريقة حقن تكنولوجيا المعلومات عبر الجلد بتوصيل الأدوية الرئوية بشكل فعال وموثوق به في الأرنب الخديج. يعد التحكم في درجة الحرارة أمرا مهما لأن الجراء حديثي الولادة يصب...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Anesthesia
Heating matt to prevent cooling during anesthesia			1
Isoflurane vaporizer with oxygen supply			1
Isoflurane (Iso-Vet; 1000 mg/g)	Dechra Veterinary Products NV, Belgium		2% at 2 liters/minute
Plexiglas induction chamber with exhaust and scavenger	In house built		1
Positioning for injection
Mounting stage	In-house built (made out of styrofoam to allow flexible positioning		1
Nose cone connected to anesthetic circuit			1
Scavenger system			1
Tape to restrain limbs	Any		1 roll
Intratracheal injection
Allis tissue forceps			1
19-mm-long 26-gauge catheter	BD Biosciences	391349	1
Hamilton syringe (10µl with 20 mm blunt 30-gauge needle	Hamilton Company	7638-01	1
Pharmaceutical substance of choice			as per protocol
Saline (0.9% NaCl)			5 µl per animal
Animal housing
Humidity- and temperature-controlled incubator	Okolab Srl. Custom built cage incubator. Alternatively, in-house built cage incubators can be used