JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

מודל חזרזיר זה כולל מכשור כירורגי, חנק עד דום לב, החייאה והשגחה לאחר החייאה. המודל מאפשר דגימות מרובות לכל בעל חיים, ועל ידי שימוש בלחץ דם עורקי פולשני מתמשך, אק"ג וניטור תפוקת לב לא פולשנית, הוא מספק ידע על המודינמיקה ופתופיזיולוגיה לבבית בחנק פרינטלי והחייאה לבבית ריאה בילוד.

Abstract

חזירונים בילודים שימשו באופן נרחב כמודלים תרגומיים לחנק פרינטלי. בשנת 2007 התאמנו מודל מבוסס היטב של חנק חזרזיר על ידי החדרת דום לב. זה אפשר לנו לחקור את ההשפעה של חנק חמור על תוצאות מפתח, כולל הזמן שלקח לחזרה של זרימת דם ספונטנית (ROSC), כמו גם את ההשפעה של לחיצות חזה על פי פרוטוקולים חלופיים להחייאה לב-ריאה. בשל הדמיון האנטומי והפיזיולוגי בין חזרזירים ליילודים אנושיים, חזירונים משמשים מודלים טובים במחקרים של החייאה לב-ריאה וניטור המודינמי. למעשה, מודל דום לב זה סיפק ראיות לפיתוח קו מנחה באמצעות מחקר על פרוטוקולי החייאה, פתופיזיולוגיה, סמנים ביולוגיים ושיטות חדשניות לניטור המודינמי. יש לציין כי הממצא המקרי כי לחלק ניכר מהחזרזירים יש פעילות חשמלית ללא דופק (PEA) במהלך דום לב עשוי להגדיל את תחולת המודל (כלומר, ניתן להשתמש בו לחקר פתופיזיולוגיה הנמשכת מעבר לתקופה הפרינטלית). עם זאת, יצירת המודל מאתגרת מבחינה טכנית ודורשת מיומנויות שונות, כוח אדם ייעודי ואיזון עדין של האמצעים, כולל פרוטוקולים כירורגיים ושימוש בתרופות הרגעה / משככי כאבים, כדי להבטיח שיעור הישרדות סביר. במאמר זה מתואר הפרוטוקול בפירוט, כמו גם התנסויות עם התאמות לפרוטוקול לאורך השנים.

Introduction

חנק פרינטלי נגרם על ידי חילופי גזים נפגעים (היפוקסמיה, היפרקפניה) לפני, במהלך ו / או אחרי הלידה. התוצאה היא זרימת דם מופחתת (איסכמיה) לאיברים חיוניים ולאחר מכן חומצה נשימתית ומטבולית מעורבת. חנק פרינטלי הוא סיבוך לידה שכיח הגורם מדי שנה למותם של 580,000 תינוקות ברחבי העולם1. הפחתת מספר זה חיונית להפחתת מקרי המוות ביילודים ובילדים מתחת לגיל 5, כפי שמצוין ביעד הפיתוח בר קיימא מספר 3.2 של האו"ם (כלומר, תמותת ילודים <12 ל-1,000 לידות חי ותמותה מתחת לגיל 5 <25 ל-1,000 לידות חי)2.

מבחינה קלינית, חנק מתבטא כאנצפלופתיה היפוקסית-איסכמית (HIE), דיכאון נשימתי וכשל במחזור הדם בתינוק שזה עתה נולד3 (כלומר, סימפטומים וסימנים של היפוקסיה-איסכמיה של איברים חיוניים)4. כתוצאה מכך, תינוק שנחנק עשוי להזדקק לטיפול באנצפלופתיה, כולל התקפים, ותמיכה נשימתית ומחזור דם מתקדמת. בכל שנה, כ-10 מיליון תינוקות זקוקים לצורה כלשהי של התערבות, כגון גירוי מישוש, ו-6-7 מיליון תינוקות זקוקים לסיוע בהנשמה בלידה5. לפיכך, חנק סביב הלידה מטיל עומס עצום על מערכת הבריאות, עם השלכות סוציו-אקונומיות נלוות. כדי להפחית את נטל המחלה העולמי המיוחס לחנק פרינטלי, קבוצות המחקר שלנו מאמינות כי יש לחקור את תחומי המיקוד הבאים במחקרים מדעיים: מניעה, כולל שיפור הטיפול ומעקב טרום לידתי ומיילדותי; סמנים ביולוגיים פרוגנוסטיים; ואופטימיזציה של החייאה וייצוב חדר לידה6.

חזירונים שזה עתה נולדו ותינוקות אנושיים בהריון לטווח הקרוב הם בעלי אנטומיה ופתופיזיולוגיה דומות7. למרות שאף מודל חייתי של חנק פרינטלי ודום לב אינו יכול ליצור את ההיבט המלא של מעבר פרינטלי כושל המוביל לחנק ודום לב, חזירונים הם מודלים תרגומיים טובים.

כבר בשנות השבעים פיתחנו מודל היפוקסיה בחזירים בוגרים8. הוא שוכלל בהצלחה על ידי קבוצות מחקר9, ובכך סיפק מודל חזרזיר של חנק פרינטלי 10,11,12,13,14,15,16,17,18. בשנת 2007, הניסויים הראשונים עם דום לב בחזירונים בוצעו במכון למחקר כירורגי בבית החולים האוניברסיטאי באוסלו11,13,15,16. מודל המעצר סיפק ראיות לפיתוח קו מנחה 10,13,15,16,19,20, כמו גם הזדמנויות עצומות למחקרים פיזיולוגיים ובדיקת ציוד/כלי אבחון 14,21, פרוטוקולי החייאה (מחקרים מבוקרים אקראיים)13,15,16,22, וסמנים ביולוגיים של דם ורקמות10,12,20. לפיכך, המודל הוכיח את עצמו כרב תכליתי, וסדרה ניסיונית אחת בודדת שימשה באופן מסורתי כדי לענות על מספר שאלות מחקר. זה חשוב ועולה בקנה אחד עם שלושת ה-R (הפחתה, החלפה ועידון) של מחקר ניסיוניבבעלי חיים 23 (כלומר, העיקרון של הפחתת מספר בעלי החיים המוקרבים למטרות מדעיות).

בפרוטוקול הבא, מודל חזרזיר של חנק פרינטלי מתואר בפירוט, כולל כיצד לגרום, להגדיר ולוודא דום לב. המודל שוכלל כדי למזער את החשיפה לתרופות הרגעה והתערבויות כירורגיות וכולל הנשמה מכנית, חנק, החייאה, תצפית לאחר החייאה ואיסוף דגימות דם, שתן ונוזל מוחי שדרתי. הקבוצות שלנו גם אוספות באופן מסורתי רקמות מאיברים חיוניים לאחר המוות, אך הליך איסוף הרקמות אינו מתואר בפירוט בפרוטוקול זה. המודל מדמה עלבון היפוקסי עם חמצת נשימתית ומטבולית מעורבת, המשקפת את הביוכימיה של תינוקות אנושיים חנוקים. על ידי ניטור צמוד של החזרזירים עם לחץ דם פולשני (BP) וקצב לב (HR), אוקסימטריה דופק (PO), אלקטרוקרדיוגרמה (ECG), קרדיוגרפיה עכבה (ICG), והערכות ספקטרוסקופיה אינפרא אדום קרוב (NIRS), הפיזיולוגיה של חנק פרינטלי, עם דגש מיוחד על הלב, ניתן ללמוד בפירוט.

המודל מאתגר מבחינה טכנית, שכן איזון עדין מאוד בין התרופות, ההתערבויות הכירורגיות והשיטה לגרימת דום לב נדרש כדי להבטיח שיעור הישרדות סביר. ביצוע הניסויים דורש הכנה יסודית וצוות מסור ומתפקד היטב. נראה כי הבחירה בחיות ניסוי ממלאת גם תפקיד חשוב בהבטחת ניסויים מוצלחים. במאמר זה אנו מתארים בפירוט את הפרוטוקול ואת ההתנסויות שלנו איתו.

Protocol

הפרוטוקול אושר על ידי הרשות הנורבגית לבטיחות מזון (אישור מס' 25030), והניסויים נערכו על פי תקנות אירופאיות, נורבגיות ומוסדיות. שכפול מודל זה מחייב קבלת אישור אתי לניסויים בבעלי חיים בהתאם לתקנות מוסדיות ולאומיות והקפדה על ביצוע הניסויים על פי שלושת Rs23. כל אנשי הצוות המטפלים בבעלי החיים צריכים להיות מוסמכים עם פונקציות A, B ו- D בהתאם לסעיף 23 וסעיף 24 של דירקטיבת האיחוד האירופי 2010/63/EU24, או שווה ערך. עקוב בקפידה אחר בעלי החיים במהלך כל הניסוי, והתאם את הגדרות ההרדמה, מכונות ההנשמה, הטמפרטורה ומיקום בעלי החיים כדי להבטיח את רווחתם. להעריך באופן ביקורתי את המודל ואת יישומו באופן קבוע, ולחדד ככל שנדרש ואפשרי.

הערה: החזרזירים ששימשו במחקר זה היו בני 12-36 שעות, שקלו 1.7-2.3 ק"ג, היו בעלי התפלגות מגדרית שווה, היו מגזע נורבגי מעורב, דורוק ויורקשייר, ולא הונדסו גנטית. שלב 1 ושלב 2 של הפרוטוקול כוללים הליכי הרדמה כללית ודגימת נתונים החלים לאורך כל הניסוי, ושלבים 3-10 מפרטים את הליכי הניסוי, כולל הכנת בעלי החיים, התערבות כירורגית, חנק עד דום לב, החייאה ותצפית לאחר החייאה.

1. פרוטוקול הרדמה (TIME: חל על כל הניסוי)

  1. יש להשרות הרדמה עם בולוס של פנטניל IV (50 מיקרוגרם/ק"ג) ופנטוברביטל (15-20 מ"ג/ק"ג) בצנתר ורידי היקפי בווריד האוזן.
    אזהרה: פנטניל מזיק בשאיפה או בבליעה ומגרה את העיניים והעור. זוהי גם תרופה מוגבלת. אספקתו והשימוש בו צריכים להיות מנוטרים ומווסתים בהתאם לתקנות לתרופות מוגבלות. Pentobarbital מזיק אם לבלוע ומגרה את העיניים והעור.
  2. יש לשמור על הרדמה עם פנטניל IV (50 מק"ג/ק"ג/שעה) עד לחנק, ולאחר מכן להפסיק במהלך חנק, ולחזור ל-25 מיקרוגרם/ק"ג/שעה לאחר חזרת מחזור הדם הספונטני (ROSC).
    הערה: הרדמת פנטניל במינון גבוה המשמשת במודל זה נובעת מעשרות שנים של שכלול המודל במאמץ משותף של נאונטולוגים ומרדימי ילדים. הרדמת פנטניל במינון גבוה קשורה ליציבות קרדיווסקולרית והמודינמית25,26 במבוגרים ויילודים אנושיים. עם זאת, מחקר אחד שנערך בקרב חזירונים שזה עתה נולדו הראה כי שימוש בפנטניל נקשר לירידה בתפוקת דופק ולב (CO) ולעלייה בלחץ העורקים הממוצע (MAP), ללחץ דיאסטולי בקצה החדר השמאלי ולמדד התנגדות היקפיתכוללת 27.
  3. עקוב אחר רווחתו של חזרזיר לאורך כל הניסוי. בדוק את טונוס השרירים ולהעריך את החיוניות כדי לוודא שהחזרזיר מורדם היטב. אם חזרזיר מראה סימני מצוקה, יש לתת פנטניל או פנטוברביטל IV נוספים על פי שיקול דעת קליני.

2. דגימת נתונים ורישומים (TIME: חל על כל הניסוי)

  1. הדפס טופס רישום מארז נייר (CRF) עבור כל חזרזיר. ה- CRF מכיל מידע על HR, BP (כולל MAP), ריווי חמצן (SpO2), ריווי חמצן מוחי אזורי (NIRS), טמפרטורה, תרופות נוספות המסופקות ורעד.
  2. ב-CRF, תנו לחזרזיר מספר תעודת זהות, ורשמו בעמוד הראשון את משקלו ומינו של חזרזיר.
  3. בצע את הרישומים כל 5 דקות במהלך תקופת הייצוב וממש לפני השראת החנק. לאחר השראת חנק, לבצע את הרישום הראשון לאחר 10 דקות ולאחר מכן כל 5 דקות עד דום לב. אם ROSC מושגת, בצע את ההרשמות בהקדם האפשרי לאחר ROSC, כל 5 דקות במשך השעה הראשונה לאחר ROSC, ולאחר מכן כל 30 דקות עבור שאר תקופת התצפית.
  4. ב-CRF, ציין מתי לאסוף את הדגימות השונות.
    1. יש לאסוף דם מלא ופלסמה בתחילת הייצוב, ממש לפני השראת החנק, בדום לב, ב-ROSC, 30 דקות, 60 דקות, 120 דקות, 240 דקות ו-540 דקות לאחר ROSC, ובסוף המחקר (570 דקות).
      הערה: חשוב לחשב כמה דם ניתן לשאוב מכל חזרזיר. לדוגמה, ניתן לשאוב פחות דם מחזירונים קטנים יותר, חזירונים לא יציבים וחזירונים שסבלו מאיבוד דם מסוים כתוצאה מניתוח הצוואר. כמו כן, חיוני לצפות בהמוגלובין (Hb) ממצב בסיס חומצה לאורך כל הניסוי. במחקר זה, חזירונים עם Hb <6 גרם / ד"ל לא נכללו.
    2. לאסוף שתן ב 240 דקות לאחר ROSC ובסוף המחקר (570 דקות).
    3. קח את מצב בסיס חומצה בתחילת הייצוב, ממש לפני השראת חנק, 10 דקות לאחר השראת חנק, ולאחר מכן כל 5 דקות עד דום לב. קח את מצב בסיס חומצה בדום לב, ב- ROSC, 5 דקות, 15 דקות, 30 דקות, 60 דקות, 120 דקות, 240 דקות ו- 540 דקות לאחר ROSC, ובסוף המחקר (570 דקות).
    4. לאסוף נוזל מוחי שדרתי (CSF) בסוף המחקר (570 דקות).
  5. לאסוף דם מלא פלזמה מן הצנתר העורקי המרכזי.
    1. להוציא 2 מ"ל של דם מן הצנתר העורקי המרכזי לתוך מזרק heparinized, ולשים בצד.
    2. לאחר מכן, למשוך 2.5 מ"ל של דם לתוך מזרק heparinized חדש. מניחים 0.5 מ"ל של הדם המלא האחרון שנשאב בצינור מיקרוצנטריפוגה, ומקפיאים בחנקן נוזלי.
    3. מניחים את 2 מ"ל הנותרים בבקבוקון EDTA בגודל מתאים, וצנטריפוגה ב 1,700 x גרם ב 4 ° C למשך 10 דקות. פיפטה את הפלזמה (אשר נפרדת מן המעיל באפי ואת אריתרוציטים כמו השכבה העליונה) לתוך צינורות microcentrifuge, ו snap-freeuse בחנקן נוזלי.
    4. להוציא עוד 0.2 מ"ל של דם מן הצנתר העורקי המרכזי לתוך מזרק heparinized חדש. הניחו את המזרק במכונת בסיס חומצה (ראו טבלת חומרים), ומלאו את המידע הרלוונטי (תעודת זהות, נקודת זמן וטמפרטורת חזרזיר).
    5. לדחוף את הדם כי היה נסוג לתוך מזרק heparinized הראשון בחזרה לתוך קטטר עורקי. שטפו את הצנתר העורקי במי מלח רגילים כדי להבטיח שכל הדם יוחזר למחזור הדם של חזרזיר.
  6. לאסוף שתן על ידי שאיפה suprapubic של שתן.
    1. אתרו את ציוני הדרך: האזור שבין זוג הפטמות השלישי הנמוך ביותר והשני הנמוך ביותר, כ-2 ס"מ מתחת לטבור, וכמה מילימטרים רוחביים לקו האמצע.
    2. השתמש מזרק 10 מ"ל עם צינורית 23 גרם. מקדמים את הצינורית במאונך כ-1 ס"מ, ושואפים עד שהמזרק מתמלא בשתן. שים את השתן בצינור קריוגני, והקפיא במהירות בחנקן נוזלי.
  7. לאסוף CSF על ידי ניקור מותני.
    1. הניחו את חזרזיר על צדו, ומשכו את הגפיים האחוריות כלפי מעלה לכיוון החזה. אתר את ציוני הדרך: בין תגי עמוד השדרה בגובה סמל האיליאק של החזרזיר.
    2. מקדמים צינורית 21 G מעט גולגולתית בין תגי עמוד השדרה עד להופעת CSF. שים את CSF בצינורות מיקרוצנטריפוגה, ולהקפיא בזק בחנקן נוזלי.
    3. אסוף נתוני אק"ג רציפים ונתוני BP עורקיים פולשניים (ראה שלב 6 ושלב 7) באמצעות תוכנה לאיסוף וניתוח נתונים (ראה טבלת חומרים). בצע NIRS (ראה שלב 7) עם התקן NIRS זמין מסחרית (ראה טבלת חומרים).

3. הכנה (זמן: שבועות עד חודשים, כמה זמן שצריך)

  1. לקבל אישור אתי לניסויים בבעלי חיים.
  2. צרו קשר עם חקלאי, וארגנו את בחירת החזרזירים (גיל: 12-36 שעות, חלוקה שווה בין המינים, משקל: 1.7-2.3 ק"ג), מועד אספקה והסדרי הובלה.
    הערה: בחירת חזירונים מאותו גזע (במחקר זה, שילוב של Landrace נורווגי, Duroc ויורקשייר) וחווה, באופן אידיאלי מאותה המלטה ובטווח גילאים צר, חשובה להפחתת השונות הביולוגית והפיזיולוגית.
  3. ודא שכוח האדם זמין בתאריכים שנקבעו.
  4. בדקו שכל הציוד הדרוש זמין ושכל המכשירים וכלי התצפית עובדים. בדוק את תאריך התפוגה של גז החנק (8% O 2, 92% N2) וכי הוא אינו ריק.
  5. להקים את המעבדה ואת כל הציוד כך שהוא מוכן לקליטת החזרזירים. כיול כל הציוד הדרוש.
  6. בצע הערכת גודל מדגם במקרה של ניסוי אקראי מבוקר, והכן את האקראיות של החזרזירים.

4. קבלת חזרזירים (זמן: מ 10 דקות עד 2 שעות, בהתאם למספר חזרזירים)

  1. ארגן את הובלת החזרזירים המקומיים מהחווה למתקן הכירורגי ביום הניסויים. מכסים את "רצפת המיכל" בשבבי עץ משובחים ובבקבוקי מים חמים כדי לשמור על טמפרטורת החזרזירים . הפוך חורים burr במיכל כדי להבטיח את זרימת האוויר.
  2. קבל מידע מהחקלאי על גילם ומשקלם של החזרזירים. יש לוודא את משקלם בעת ההגעה.
  3. מדוד את SpO2 ו- HR על ידי הנחת בדיקת דופק אוקסימטר (PO) (ראה טבלת חומרים) על הגפה האחורית של החזרזיר בזמן שהחזרזיר רגוע ונינוח במיכל.
  4. הכינו את כל המכשירים, והפעילו את החום על מזרני החימום החשמליים שעל שולחן הניתוחים.
  5. תנו לחזרזירים לנוח במיכל עד שכולם בצוות מוכנים להשראת הרדמה והתערבות כירורגית.

5. השראת הרדמה, אינטובציה והנשמה מכנית (זמן: 15 דקות)

  1. הכינו את הציוד לגישה IV ואינטובציה.
  2. החל את בדיקת PO על גפה אחורית לניטור חמצון ודופק במהלך השראת הרדמה ואינטובציה.
  3. ודא כי האדם אחד מחזיק את חזרזיר עטוף שקט ורגוע. ודא כי אדם שני מחדיר קטטר היקפי תוך ורידי לתוך וריד האוזן. שטפו את הצנתר בכ-1 מ"ל של מי מלח רגילים כדי לאשר את המיקום. הדקו את הצנתר בעזרת נייר דבק.
  4. הזריקו מנת בולוס של פנטניל ופנטוברביטל לווריד האוזן (כמתואר בשלב 1.1). לשטוף את הקטטר עם 1 מ"ל של מלוחים רגילים. בדוק כי חזרזיר מורדם על ידי הערכת רפלקסי הנסיגה.
  5. ודא כי אדם אחד מניח את חזרזיר במצב שכיבה. פתח את הפה, ולמשוך את הלשון החוצה עם 10 ס"מ x 10 ס"מ ספוגית גזה. שמור על הגרון בקו ישר.
  6. ודא שהאדם השני משתמש בלרינגוסקופ (ראה טבלת חומרים) כדי להרים את הלשון. מקדמים את הלרינגוסקופ כדי להרים את האפיגלוטיס ולדמיין את מיתרי הקול. מקדמים את הצינור האנדוטרכאלי (ETT, ראו טבלת חומרים) דרך מיתרי הקול.
    הערה: שימוש ב-ETT קשור עשוי להפוך את התקדמות ה-ETT דרך מיתרי הקול למאתגרת יותר. אם אינטובציה קשה, חשוב במיוחד להקפיד על הסימנים החיוניים של החזרזיר. אם החיוניות יורדת, מניחים מסכה על חוטמו של חזרזיר, מחברים את המסכה לשקית המתנפחת מעצמה, ומאווררים ידנית את החזרזיר עד שהחיוניות מתנרמלת. לאחר מכן, נסה שוב לבצע אינטובציה. אם זה עדיין מאתגר, שקול לתת מנה נוספת של pentobarbital. במקרים נדירים (למשל, אנומליה בדרכי הנשימה העליונות), יש לבצע טרכאוסטומיה. עם זאת, עם צוות מנוסה, אינטובציה מתבצעת בדרך כלל בקלות.
  7. חברו את ה-ETT לשקית המתנפחת מעצמה (ראו טבלת חומרים) והפעילו את האוורור הידני.
  8. ודא מיקום ETT נכון על ידי 1) עליית חזה דו-צדדית וסימטרית עם האוורור, 2) צלילי נשימה דו-צדדיים וסימטריים מעל שדות הריאה ללא קול של כניסת אוויר מעל האפיגסטריום, 3) תגובות SpO2 ו- HR, ו- 4) עיבוי בתוך ה- ETT. CO2 שפג תוקפו יכול גם להימדד (למחצה) כמותית אם יש ספק.
  9. לנפח את שרוול ה-ETT. אבטחו את ה-ETT בעומק של 12-13 ס"מ (עבור חזרזיר במשקל 2 ק"ג) בעזרת סרט הדבקה שנחצה לשניים. עטפו את הסרט סביב החלק של ETT מיד דיסטלי לשיניים הקדמיות, והמשיכו סביב החוטם.
  10. המשך לאוורר ידנית את החזרזיר עד להעברתו לשולחן ההתערבות הכירורגית שם הוא מחובר למכונת הנשמה מכנית. על השולחן, חבר את ה-ETT למאוורר המכני (ראה טבלת חומרים) עם ההגדרות הבאות: P Insp = 15-20 cm H 2 O, Peep = 5.0 cm H2O, Flow Insp = 8.0 L/min, Frequency = 30 bpm ו-T Insp = 0.34 s.
    הערה: אם חזרזיר יש SpO 2 <90%, PInsp ותדירות ניתן להגדיל עד SpO2 הוא ≥90%. ניתן להשתמש בחמצן משלים אם פרוטוקול ההחייאה אינו כרוך בהשוואה בין FiO2s.
  11. הניחו מדחום רקטלי, והדקו אותו בעזרת סרט כירורגי סביב זנב החזרזיר.
  12. שמרו על טמפרטורת חזרזיר (38.5-39.0 מעלות צלזיוס) עם שמיכות/מגבות חמות עטופות סביב חזרזיר כמו קן, על ידי התאמת הטמפרטורה של מזרן החימום מתחת חזרזיר, ו/או על ידי מילוי כפפות גומי/לטקס במי ברז חמים והנחתן במגבות המקיפות את חזרזיר. שימו לב לטמפרטורת חזרזיר במהלך ההתערבות הכירורגית, ובצעו אמצעים לייצוב טמפרטורה לפי הצורך.

6. התערבות כירורגית (זמן: 20 דקות)

  1. הכינו את כל הציוד הדרוש, ומלאו את כל הצנתרים במי מלח רגילים (איור 1). רשום את הזמן שבו ההתערבות הכירורגית מתחילה ב- CRF.
  2. יש לעקר את עור חזרזיר המורדם עם כלורהקסידין צבעוני במינון 5 מ"ג/מ"ל באמצעות 3-5 ספוגים כירורגיים.
  3. בצע חתך עור באורך 2.5 ס"מ בצד ימין של צוואר החזרזיר באמצעות אזמל.
  4. השתמש retractors עפעפיים כדי למשוך את העור משני הצדדים של החתך.
  5. השתמשו במלקחיים עורקיים כדי לנתח ולחשוף את הווריד הצווארי הפנימי (איור 2).
  6. מניחים שני חוטי תפר ניילון 3-0 מתחת לווריד הצוואר כדי לשמור על יציבותו.
  7. החזיקו את אחד התפרים ביד אחת ואת הצנתר הוורידי המרכזי ביד השנייה (איור 3). הכנס את הצנתר הוורידי המרכזי, ומשוך את המחט.
  8. קשרו את אחד מחוטי התפר ששימש להחזקת הווריד סביב הווריד (והצנתר) באזור שבו הצנתר נמצא בתוך הווריד (איור 4).
    הערה: יש לוודא שתפר האחיזה אינו קשור חזק מדי סביב הצנתר ושהקשר קרוב לקצה הדיסטלי של הצנתר.
  9. סומק עם 1 מ"ל של מלוחים רגילים כדי לאשר את המיקום הנכון של הצנתר.
  10. סגור את העור עם תפרים נספגים 4-0.
  11. חברו פנטניל 50 מיקרוגרם/ק"ג/שעה ותמיסת פחמימות-אלקטרוליטים מאוזנת (10 מ"ג/מ"ל גלוקוז, ראו טבלת חומרים) לצנתר הוורידי המרכזי.
  12. בצע חתך עור באורך 2.5 ס"מ בצד שמאל של צוואר החזרזיר באמצעות אזמל. הפוך את החתך מעט יותר מדיאלי מאשר החתך בצד ימין של הצוואר.
  13. השתמש retractors עפעפיים כדי למשוך את העור משני הצדדים של החתך.
  14. לאחר מכן, השתמש במלקחיים עורקיים כדי לנתח ולחשוף את עורק התרדמה המשותף (מדיאלי לשריר הסטרנוקלידומסטואיד).
  15. הניחו שני חוטי תפר ניילון 3-0 מתחת לעורק התרדמה המשותף כדי לשמור על יציבותו.
  16. החזיקו את אחד התפרים ביד אחת ואת הצנתר העורקי המרכזי ביד השנייה. הכנס את צנתר העורק המרכזי, ומשוך את המחט.
  17. קשרו את אחד מחוטי התפר ששימש להחזקת העורק סביב העורק (והצנתר) באזור בו נמצא הצנתר בתוך העורק.
    הערה: יש לוודא שתפר האחיזה אינו קשור חזק מדי סביב הצנתר ושהקשר קרוב לקצה הדיסטלי של הצנתר.
  18. סומק עם 1 מ"ל של מלוחים רגילים כדי לאשר את המיקום הנכון של הצנתר.
  19. השתמש בתפרים 4-0 נספגים כדי להצמיד את כנפי הצנתר לעור ולסגור את העור.
  20. התחבר לניטור BP עורקי פולשני (ראה טבלת חומרים), והתחל להקליט באמצעות תוכנת איסוף הנתונים וניתוחם.
    הערה: ודא שמתמר BP העורקי החודרני מכויל ברמת הלב כדי לקבל קריאות BP נכונות.
  21. מכסים ברוטב שקוף. כעת, הצנתר העורקי המרכזי נמצא במקומו.
  22. רשמו על ה-CRF את מועד סיום הניתוח.

7. ייצוב (זמן: מינימום שעה, אך כל עוד יש צורך לייצב את החזרזיר לאחר הניתוח ולצוות להתכונן להשראת חנק)

  1. חבר את חזרזיר לציוד ניטור אק"ג (ראה טבלת חומרים).
    1. יש לגלח ולהסיר את השיער לפי הצורך לפני הנחת האלקטרודות. הניחו שתי אלקטרודות בכל צד של בית החזה - בצד המדיאלי של כל גפה עליונה. מניחים את האלקטרודה השלישית בצד שמאל של הטבור.
    2. חבר את הלידים לאלקטרודות, והתחל להקליט באמצעות תוכנת איסוף הנתונים וניתוחם.
  2. חברו את חזרזיר למכשיר לא פולשני לניטור CO (ראו טבלת חומרים).
    1. יש לגלח ולהסיר את השיער לפי הצורך לפני הנחת האלקטרודות (ראו טבלת חומרים). הניחו את האלקטרודה הראשונה על ראש חזרזיר, ממש מאחורי העיניים, השנייה בצד שמאל של הצוואר, השלישית בצד שמאל של הבטן, אמצע בית השחי בגובה הטבור, והאלקטרודה הרביעית על הירך השמאלית.
    2. מלא את המידע הרלוונטי במכשיר והתחל להקליט. בשל זיכרון פנימי מוגבל, יש להתאים את קצב הדגימה בהתאם למשך הניסוי.
  3. חבר את חזרזיר לניטור NIRS.
    1. יש לגלח ולהסיר את השיער לפי הצורך לפני הנחת האלקטרודות. הניחו את אלקטרודות NIRS (ראו טבלת חומרים) על החלק העליון של ראש חזרזיר, מאחורי אלקטרודת CO לא פולשנית, ואבטחו באמצעות סרט לא שקוף כדי להגן מפני אור.
  4. חבר את החזרזיר לציוד ניטור נוסף במידת הצורך, ובצע אקוקרדיוגרפיה אם זה חלק מפרוטוקול הניסוי.
  5. מניחים את חזרזיר במצב נוח, רצוי נוטה.
  6. בצע את המדידות והרישומים ורשום על ה- CRF במהלך תקופת הייצוב (ראה שלב 2).
  7. שימו לב לחזרזיר ביחס לטמפרטורה, SpO2, HR, BP ורעד במהלך תקופת הייצוב. התאימו את הגדרות ההנשמה המכנית ואת טמפרטורת חזרזיר, ותנו הרדמה נוספת לפי הצורך.

8. השראת חנק ודום לב (זמן: 15-60 דקות, משתנה בין חזרזירים)

הערה: כל אנשי הצוות המעורבים צריכים לדעת את תפקידם לפני השראת החנק.

  1. החליטו על מועד להתחיל את החנק (בהתבסס על משך הייצוב והזמינות של כוח האדם), ורשמו זאת על ה- CRF.
  2. רשום את המדידות הפיזיולוגיות של חזרזיר על CRF, ולקחת דגימות דם ממש לפני השראת החנק.
  3. עצור את פנטניל IV ממש לפני תחילת asphyxia.
  4. כדי להפעיל את החנק, סובב את חוגת החמצן במכונת ההנשמה המכנית ל -100%, והפעל את צינור החמצן במכונת ההנשמה לגז החנק (8% O 2, 92% N2).
  5. הפחיתו את קצב מכונות ההנשמה ב-10 ניפוח לדקה.
  6. ודא שה- SpO2 של החזרזיר נופל כדי לוודא שהזירוז מוצלח.
  7. לאחר 10 דקות של חנק, הפחיתו את קצב ההנשמה בעוד 10 ניפוח לדקה.
  8. לאחר 10 דקות של חנק, ולאחר מכן כל 5 דקות, לקחת את מצב בסיס חומצה, ולרשום את המדידות הפיזיולוגיות של חזרזיר על CRF. המשך עד דום לב.
  9. לאחר 20 דקות של חנק, הפחיתו את קצב ההנשמה בעוד 10 ניפוח לדקה.
  10. לאחר 30 דקות של חנק, מהדקים את ETT עם מלקחיים עורקיים.
  11. כאשר ה- MAP יורד מתחת ל- 20 מ"מ כספית, התחל את ההשבעה המתמשכת של הלב.
    הערה: דום לב מוגדר כפעימות לב שאינן נשמעות על ידי השמעה ו / או אובדן פעימת קו העורקים. שימו לב כי פעילות חשמלית ללא פולסים (PEA) באק"ג עלולה להתרחש.
  12. דאגו שהאדם הזה יברך את הלב. קרא בקול רם כאשר פעימות הלב אינן נשמעות יותר (דום לב) בעת הסרת מהדק ETT. ודא כי אדם שני מחליף את צינור גז החנק על מכונת ההנשמה בחזרה ליציאת החמצן. רשום את זמן דום הלב ב- CRF, והפעל טיימר.
  13. הגדר את FiO 2 כפי שהוקצה על ידי פרוטוקול (במחקר זה, החזרזירים חולקו באופן אקראי לקבלת FiO2 של 0.21 או 1.0). הגדר את הגדרות מכונת ההנשמה באופן הבא: P Insp = 30 ס"מH 2 O, Peep = 5.0 cm H2O, Flow Insp= 8.0 L/min, Frequency = 40 bpm ו- TInsp = 0.34 s.
  14. לשאוב דגימות דם מנקודת הזמן של דום הלב, כמתואר בשלב 2.5.

9. החייאה לב-ריאה (החייאה) (זמן: 0-15 דקות)

הערה: החייאה יכולה להתבצע על פי הנחיות ועדת הקישור הבינלאומית להחייאה (ILCOR)28, עם יחס דחיסת חזה לאוורור של 3:1 או יחס שונה של לחיצות חזה לאוורור בהתאם למטרת המחקר.

  1. אם אתה משתמש בהחייאה 3:1 המומלצת על-ידי ILCOR, בצע את השלבים הבאים.
    1. אווררו מכנית את חזרזיר למשך 30 שניות לאחר דום לב. לאחר מכן, התחילו את לחיצות החזה, וכוונו ליחס דחיסת חזה לאוורור של 3:1.
      הערה: מכיוון שמכונת ההנשמה מבצעת את האוורור ולא אדם, לחיצות החזה והאוורור עשויים לעיתים להיות סימולטניים/לא מתואמים.
    2. דחסו את החזה לעומק של 1/3 מקוטר בית החזה האנטרופוסטרי, אפשרו רתיעה מלאה של החזה והשתמשו בטכניקת הקפת הידיים עם שני אגודלים. המטרה היא ליצור לחץ עורקי סיסטולי ≥20 מ"מ כספית.
    3. מתן אדרנלין (0.02-0.03 מ"ג / ק"ג) IV לאחר 30 שניות של לחיצות חזה ולאחר מכן כל 3 דקות של החייאה (מקסימום ארבע מנות). סומק עם 1 מ"ל של מלוחים רגילים לאחר כל מתן אדרנלין.
  2. לקבוע ROSC על ידי התבוננות במעקב BP עורקי אק"ג, ולאשר על ידי auscultation הלב. ההגדרה של ROSC היא HR יציב ללא סיוע ≥100 פעימות לדקה.
  3. המשך במאמצי ההחייאה עד ROSC או למשך 15 דקות לכל היותר. אם ההחייאה לא מצליחה תוך 15 דקות, הפסיקו את מאמצי ההחייאה, ציינו את שעת המוות ורשמו ב-CRF.
  4. אם מאמצי ההחייאה מצליחים, רשמו על ה-CRF את זמן ה-ROSC, משך ההחייאה בשניות ומספר מנות האדרנלין שניתנו.
  5. קח דגימות דם ורישומי CRF בהקדם האפשרי לאחר ROSC, והמשך את הרישומים כמתואר בשלב 2 למשך 9.5 שעות נוספות (570 דקות).

10. תצפית לאחר ROSC (זמן: 9.5 שעות)

  1. יש לחדש את עירוי הפנטניל IV, בתחילה במינון של 25 מק"ג/ק"ג/שעה, וטיטראט בהתאם להשפעות / הדרישות הקליניות.
    הערה: במהלך ואחרי חנק, קצב חילוף החומרים מופחת, ומכאן המינון הנמוך יותר של פנטניל IV. עם זאת, חלק מהחזרזירים עשויים להזדקק לשיעורי עירוי גבוהים יותר, ולכן חשוב להקפיד על החיוניות והרפלקסים של החזרזיר.
  2. בזהירות לפקח על חזרזיר במשך 9.5 שעות. התאם את הגדרות המאוורר המכני כנדרש כדי לשמור על SpO 2 ≥90% ולשמור על נורמוקפניה (לחץ חלקי מותאם טמפרטורה של CO 2 (pCO2) של 5-7.5 kPa).
  3. שמור על טמפרטורת החזרזיר ב 38.5-39.0 מעלות צלזיוס, ובצע אמצעים לתיקון טמפרטורה כפי שצוין.
    הערה: החזרזירים נוטים לקבל היפותרמיה במהלך ואחרי חנק.
  4. קח דגימות ורישומי CRF בנקודות זמן קבועות מראש כפי שמוכתב על ידי CRF (שלב 2).
  5. בשעה 9.5 שעות של תצפית לאחר ROSC, הרדימו את החזרזיר (שלב 11).
    הערה: ייתכן שחלק מהחזרזירים לא ישרדו את כל 9.5 השעות של התצפית שלאחר ROSC. אם חזרזיר מראה סימנים של מצוקה משמעותית והחמרה במצב, לבצע המתת חסד מוקדם יותר.

11. המתת חסד (זמן: 10 דקות)

  1. הכינו את טבלת הדיסקציה עם ציוד הניתוח הדרוש, בקבוקונים לאחסון דגימות הרקמה וחנקן נוזלי להקפאת הדגימות.
  2. אסוף את דגימות סוף המחקר (570 דקות) כמתואר בשלב 2.
  3. מתן IV pentobarbital 150 מ"ג / ק"ג. בצעו דיסקציה, הניחו את דגימות האיברים בצינורות קריוגניים מסומנים, והקפיאו בחנקן נוזלי. אחסנו חצי מוח אחד בפורמלין אם תרצו.
  4. הניחו את הדגימות מהניסוי (דם מלא, פלזמה, שתן, CSF ודגימות איברים) במקפיא של -80°C, או אחסנו באופן אחר כפי שמוכתב על ידי הניתוחים המתוכננים.

figure-protocol-20114
איור 1: שולחן סטרילי עם כלי ניתוח. כלי הניתוח מוכנים ומאוחסנים על שולחן סטרילי לפני תחילת ניתוח הצוואר. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-protocol-20565
איור 2: וריד הצוואר הפנימי. הווריד הצווארי הפנימי לאחר שנותח חופשי וחשוף. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-protocol-20986
איור 3: החדרת הצנתר הוורידי המרכזי. חוטי התפר מוחזקים ממש לפני החדרת הצנתר הוורידי המרכזי. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-protocol-21424
איור 4: תפרים לאבטחת הצנתר הוורידי המרכזי. התפרים קשורים סביב הווריד (והצנתר) כדי לאבטח את הצנתר בתוך הווריד. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

תוצאות

לאחר שהחזרזירים עברו מכשור וייצוב, מדידות אק"ג ו-BP נאספות ברציפות באמצעות תוכנה לאיסוף וניתוח נתונים. את השינויים ההמודינמיים במהלך חנק ניתן לראות בקלות בתוכנה (איור 5). BP יורד בהדרגה במהלך asphyxia עד דום לב כאשר BP = 0. לאחר ROSC מושגת, BP עולה, ולאחר זמן מה, זה מנרמל שוב. נתוני BP ו- ECG יכולים לשמש לסוגים שונים של ניתוחים, לדוגמה, חישוב לחץ הזילוח הכלילי במהלך החייאה ושינויים בקצב ובמורפולוגיה של BP ו- ECG לפני, במהלך ו / או אחרי חנק.

נפח שבץ הלב ומדד הלב מנוטרים באופן רציף באמצעות קרדיוגרפיית עכבה (מדידת תפוקת לב לא פולשנית)21. כדי לחקור פגיעה לבבית, סמנים שריר הלב של מתח חמצוני ומטבוליזם אנאירובי נמדדים19. בנוסף, אנזימי לב כולל טרופונין T לבבי ניתנים למדידה בפלזמה (תוצאות טרם פורסמו).

החנק משנה את הפיזיולוגיה של החזרזיר. איור 6 מראה דוגמה לאופן שבו HR (איור 6A), MAP (איור 6B), pH (איור 6C), pCO2 (איור 6D), עודף בסיס (איור 6E) ולקטט (איור 6F) משתנים במהלך הניסוי. כצפוי, עודף MAP, pH ובסיס יורדים במהלך חנק, בעוד pCO2 ולקטט עולים (חמצת נשימתית ומטבולית מעורבת). לקראת סוף הניסוי, הערכים מתנרמלים.

מבחינה היסטורית, ניסויים בוצעו עם חזירונים קנה הנשימה 11,13,15,16,19 (כלומר, עם נתיב אוויר ללא דליפה). כדי להגביל את הלחץ הניתוחי, החזרזירים עברו אינטובציה אנדוטרכלית עם ETT לא אזוקים בניסויים משנת 2019. בניסויים אלה21 נצפו שיעורי ROSC נמוכים במיוחד. לכן, בניסויים אחרונים, השווינו את שיעורי ROSC באמצעות ETT ללא אזיקים לעומת ETT אזוקים. בעת שימוש ב-ETT ללא אזיקים, 7/19 חזרזירים השיגו ROSC, וכאשר השתמשו ב-ETT אזוקים, 5/5 חזרזירים השיגו ROSC (p = 0.012) (תוצאות שלא פורסמו). ממצא זה תומך בחשיבותו של נתיב אוויר נקי מדליפה במודל זה.

figure-results-2227
איור 5: דגימת נתונים רציפה באמצעות תוכנת איסוף הנתונים וניתוחם. דוגמה לאופן שבו נראית דגימת נתונים רציפה בתוכנה לרכישה וניתוח נתונים. (A) BP לכל הניסוי. (B) קומפלקסים של BP ו-ECG. חלקים שונים של הניסוי מסומנים בלוח (A): 1) תחילת חנק, 2) דום לב והחייאה, 3) ROSC. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-2887
איור 6: שינויים במשתנים קרדיווסקולריים ומטבוליים במהלך הניסוי. הדגמה כיצד משתנים שונים משתנים במהלך הניסוי. שש נקודות הזמן המוצגות הן כדלקמן: ממש לפני תחילת ההיפוקסיה (נקודת ההתחלה), 10 דקות של היפוקסיה, דום לב, ROSC, 120 דקות לאחר ROSC, וסוף המחקר (570 דקות לאחר ROSC). (A) קצב לב (HR), (B) לחץ עורקי ממוצע (MAP), (C) pH, (D) לחץ חלקי של CO 2 (pCO2), (E) עודף בסיס, ו-(F) לקטט. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Discussion

מודל חזרזיר זה גוזל זמן ומאתגר מבחינה טכנית, עם מספר שלבים קריטיים. איזון עדין בתרופות, התערבויות כירורגיות והשיטה לגרימת דום לב נדרש כדי להבטיח שיעור הישרדות סביר. מכיוון שהפרוטוקול הוא ארוך יחסית וכולל מספר שלבים קריטיים, ביצוע הניסויים דורש הכנה יסודית וצוות ייעודי ומתפקד היטב, והניסויים צריכים להתבצע במתקנים בעלי ניסיון במחקר גדול בבעלי חיים. צוותי המחקר שלנו ביצעו ניסויים על חזרזיר אחד עד שלושה במקביל. מומלץ שיהיו לפחות שני אנשים נוכחים בכל עת במהלך הניסויים ולפחות שלושה אנשים אם הניסויים אמורים להתבצע עם שלושה חזרזירים בו זמנית.

חלקים קריטיים ומאתגרים במיוחד מבחינה טכנית של הניסויים כוללים: 1) לוודא שכל הציוד עובד וכל כלי דגימת הנתונים זמינים, עובדים ומכוילים; 2) אוורור מכני טוב ומשביע רצון, במיוחד לפני חנק ובמהלך החייאה; 3) התערבות כירורגית; 4) השראת חנק; 5) בירור דום לב; 6) החייאה; ו-7) דגימה של דגימות, במיוחד בנקודות קריטיות בזמן כמו דום לב ו-ROSC. השלבים הקריטיים ביותר בפרוטוקול הם השראת חנק ובירור דום לב. בניסויים הראשונים, CO2 נוסף לגז החנק כדי לחקות באופן הדוק את החמצת הנשימתית והמטבולית המעורבת של חנק פרינטלי 10,11,13,14,15,16,20. עם זאת, בניסויים מאוחרים יותר 7,21,22 שבהם גז CO2 לא היה זמין, הפחתת קצב האוורור המכני ואחריה הידוק ETT לאחר 20-30 דקות נצפתה גם לגרום לחמצת נשימתית ומטבולית מעורבת. רמות גבוהות של CO2 בדום לב חשובות לא רק לחיקוי המצב הקליני, אלא עשויות גם להשפיע על ROSC. הסיבה לכך עשויה להיות שנראה כי דום לב מתרחש ב- pH מסוים, וה- pH תלוי הן בלקטט והן ב- CO2. מכיוון שהיפרקפניה מתהפכת בקלות רבה יותר מאשר חמצת לקטית, בעיקר חמצת נשימתית לעומת מטבולית עשויה לקבוע כמה מהר החזרזירים מתאוששים מהחנק. מודלים אחרים של חנק פרינטלי או HIE מתחילים לעתים קרובות את החמצון מחדש / החייאה לפני דום לב, בדרך כלל על פי ערכי MAP או משך החנק (למשל, 45 דקות של asphyxia 29, 2h של asphyxia 30, מפה של 20 mmHg 31, מפה של 30-35 mmHg 30, MAP 70% מתחת לקו הבסיס29,32). היתרון של מודל זה הוא שעל ידי גרימת דום לב, ניתן ללמוד החייאה בילוד ולדגום נתונים לפני, במהלך ומיד אחרי דום לב. יש לציין כי הממצא המקרי לפיו לחלק ניכר מהחזרזירים יש PEA 7,33 במהלך דום לב עשוי להגדיל את תחולת המודל מעבר לתחום הפרינטולוגיה 34.

במהלך השנים שוכלל המודל כדי למזער את החשיפה לתרופות הרגעה והתערבות כירורגית ולשפר את דגימת הנתונים ורישומם. פרוטוקולים קודמים 10,11,13,14,15,16,20 כללו השראת הרדמה עם סבופלורן. זה נזנח כעת, מכיוון שהפרוטוקול הנוכחי כולל ביסוס ישיר של גישה לעירוי דרך וריד האוזן ותרופות בעירוי. זה אפשרי מכיוון שנמנעת מצוקת חזרזיר פשוט על ידי עטיפת החזרזיר במגבת לפני החדרת הצנתר ההיקפי לווריד על ידי ספק מיומן. מידזולאם שימש גם בפרוטוקולים הניסיוניים הראשונים; עם זאת, ההערכה הסובייקטיבית של החוקר (R.S.) שביצע את הרוב המכריע של נתיחות לאחר המוות היה כי המוח היה במצב גרוע יותר במהלך הנתיחה אם midazolam שימש עירוי מתמשך. לכן, אנו משתמשים כעת רק בפנטניל IV כדי לשמור על הרדמה. ניתן להשתמש במידזולם במנות בולוס אם החזרזיר מראה סימני מצוקה ופנטניל ו / או פנטוברביטל אינם מראים השפעה; עם זאת, כמעט אף פעם לא היינו צריכים לנהל אותו.

במונחים של שכלולים אחרים, בניסויים קודמים, החזרזירים היו tracheostomized עם צינור endotracheal מאובטח היטב ממוקם דרך חתך subglottic. הליך זה מספק נתיב אוויר ללא דליפות אך גורם ללחץ כירורגי עבור החזרזיר. מצד שני, בשל דרכי הנשימה העליונות הגדולות יותר של החזרזיר, אינטובציה אנדוטרכאלית קשורה לדליפה משמעותית בעת שימוש ב- ETT ללא אזיקים. לכן, התחלנו להשתמש ב-ETT עם אזיקים, מה שהביא לאפס דליפה ולשיעורי ROSC גבוהים משמעותית, בדומה לניסויים עם חזירונים טרכאוסטומיים. כמו כן, בוצעו התאמות מסוימות ביחס לדגימת נתונים. חלק מהניסויים הקודמים 7,19,22,33,35,36 כללו שימוש בבדיקת זרימה הממוקמת סביב עורק התרדמה המשותף השמאלי. בדיקת זרימה זו לא הייתה זמינה במכון שלנו באוסלו בשנים האחרונות. המעבדה שלנו באדמונטון עדיין משתמשת בבדיקת זרימת התרדמה, והשימוש בה עשוי לספק נתונים המודינמיים נוספים בעלי ערך למודל. כמה ניסויים קודמים כללו גם שימוש בצנתר בנפח לחץ שהוחדר לחדר השמאלי על ידי קידומו דרך אחד התרדמה. מתן לחיצות חזה בלבל את רישומי הצנתרים בנפח לחץ, ובמקרים מסוימים אף גרם לכשל ושבירה של הצנתר. לפיכך, השימוש בו נזנח במודל המעצר. לאחרונה נוספו לפרוטוקול מוניטורים לא פולשניים של CO, ואנו מתמקדים במיטוב אותות האק"ג במהלך דום לב והחייאה, שכן הם עשויים לספק מידע רב ערך על המורפולוגיה של אק"ג ו-PEA. לבסוף, זמן התצפית שלאחר ROSC הוארך מ-4 שעות ל-9.5 שעות, מכיוון ש-4 שעות קצרות מכדי להיות מסוגלות לזהות שינויים היסטופתולוגיים, מוות תאי ושינויים בסמנים ביולוגיים מסוימים.

אחת המגבלות החשובות ביותר של מודל זה, והשימוש בחזירונים בכלל כמודל תרגומי, היא שבניגוד להחייאה בחדר לידה, המעבר הלב-ריאתי שלאחר הלידה כבר התרחש בחזרזירים. אין זה סביר שלחזירונים יש שאנטים קרדיווסקולריים עובריים פתוחים ולחץ ריאתי גבוה, כפי שקורה ביילוד חנוק. למרות שמחקר שנערך על ידי Fugelseth et al.37, אשר השתמש בגרסה קודמת של מודל זה של חנק חזרזיר (לא דום לב), הראה כי שאנטים וסקולריים צפויים להיפתח מחדש בחזרזירים במהלך חנק, תגובותיהם לאוורור ולתמיכה המודינמית עשויות להיות שונות. לכן, מדידות פיזיולוגיות לא תמיד מייצגות יילוד אנושי משתנה. קיימים גם הבדלים אנטומיים מסוימים בין חזרזירים ליילודים, כגון דרכי הנשימה העליונות הגדולות יותר בחזרזירים, הגורמים לדליפת ETT (כלומר חשוב להשתמש ב-ETT אזוקים) ולטמפרטורה בסיסית גבוהה יותר.

למרות מגבלות אלה, קיימת מסורת ארוכה בקהילת המחקר העולמית של שימוש בחזירונים כמודל תרגומי לחנק פרינטלי. החזיר דומה לבני אדם מבחינת האנטומיה, הפיזיולוגיה, ההיסטולוגיה, הביוכימיה והדלקת38 שלו, ומלבד משקלי לידה נמוכים יותר במועד (1.5-2.5 ק"ג), חזרזיר היילוד הוא בגודל די דומה ליילוד האנושי. הגודל והאנטומיה מאפשרים מכשור, ניטור, הדמיה ואיסוף דגימות ביולוגיות הדומות ליילוד האנושי. מודל זה מאפשר גם מחקרי החייאה שכן לחיצות חזה קלות יחסית לביצוע באותו אופן כמו ביילודים אנושיים, ולחזירים יש אנטומיה ופיזיולוגיה לבבית הדומות לזו של בני אדם39 , כולל פיזור הדם הכלילי, אספקת הדם למערכת ההולכה, המראה ההיסטולוגי של שריר הלב והתגובות הביוכימיות והמטבוליות לפגיעה איסכמית40. גורם חשוב נוסף הוא שחזרזיר היילוד הוא בעל התפתחות מוחית פרינטלית דומה ליילוד האנושי41, וחנק גורם לתגובה ביוכימית עם היפרקפניה וחמצת נשימתית ומטבולית מעורבת, הדומה לזו של היילוד החנק.

לסיכום, מודל זה של חנק פרינטלי הוא מאתגר מבחינה טכנית וגוזל זמן. עם זאת, הוא מספק מידע רב ערך על השינויים הפיזיולוגיים וההמודינמיים במהלך חנק פרינטלי, מאפשר מחקרי החייאה בילוד, ומספק מידע רב ערך על השינויים הפיזיולוגיים לפני, במהלך ואחרי דום לב, אשר עשוי לעניין גם תחומי מחקר אחרים ברפואה מלבד פרינטולוגיה.

Disclosures

למחברים אין ניגודי עניינים הרלוונטיים למאמר זה לחשוף.

Acknowledgements

ברצוננו להודות לכל עמיתי המחקר והחוקרים שעזרו להקים, לפתח ולשכלל מודל חזרזיר זה של חנק סביב הלידה ודום לב במתקנים שלנו. ברצוננו להודות לצוות מתקני המחקר בבעלי חיים במכון למחקר כירורגי ובמכון לרפואה השוואתית, אוניברסיטת אוסלו, נורבגיה, ולטכנאי המחקר באוניברסיטת אלברטה, אדמונטון, קנדה, על שיתוף הפעולה במהלך השנים. אנו מודים לתוכנית המחקר לסטודנטים לרפואה באוניברסיטת אוסלו, למועצת המחקר של נורבגיה ולאגודה הנורבגית למוות בעריסה וללידה שקטה על התמיכה הכלכלית בפרסום זה.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Acid-base machine (ABL 800 Flex)Radiometer Medical ApS, Brønshøj, Denmark989-963
AcqKnowledge 4.0 software for PCBiopac Systems Inc., Goleta, CA, USAACK100W
Adhesive aperture drapeOneMed Group Oy, Helsinki, Finland1505-01
Adrenaline (1 mg/mL)Takeda AS, Asker, NorwayVnr 00 58 50Dilute 1:10 in normal saline to 0.1 mg/mL
Arterial cannula 20 G 1,10 mm x 45 mmBecton Dickinson Infusion Therapy, Helsingborg, Sweden682245
Arterial forcepsAny
Asphyxia gas, 8% oxygen in nitrogenLinde Gas AS (AGA AS), Oslo, Norway110093
Benelyte, 500 mLFresenius Kabi, Norge AS, Halden, Norway79011
Biopac ECG and invasive blood pressure modules, Model MP 150Biopac Systems Inc., Goleta, CA 93117, USAECG100C, MP150WSW
Box of cardboard for sample storageSyhehuspartner HF, Oslo, Norway2000076
Cannula , 23G x 1 1/4"- Nr.14Beckton Dickinson S.A., Fraga, Spain300700
Cannula, 18G x 2"Beckton Dickinson S.A., Fraga, Spain301900
Cannula, 21G x 1 1/2"- Nr.2Beckton Dickinson S.A., Fraga, Spain304432
Centrifuge (Megafuge 1.0R) Heraeus instruments, Kendro Laboratory Products GmbH, Hanau, Germany75003060
Chlorhexidin colored 5 mg/mLFresenius Kabi Norge AS, Halden, Norway00 73 24
Combi-StopperB. Braun Melsungen AG,  Melsungen, Germany4495101
CRF formSelf-made
Desmarres eyelid retractor 13 cm x 18 mmAny
Digital Thermometer ama-digit ad 15 thAmarell, Kreuzwertheim, Germany9243101
ECG electrodes, SkintactLeonhard Lang, Innsbruck, AustriaFS-TC1 /10
Electric heating mattressAny
Extension setCodan Medizinische Geräte GmbH & Co KG, Lensahn, Germany71.4021
Fentanyl (50 µg/mL)Hameln, Saksa, Germany00 70 16
Fine wood chipsAny
Finnpipette F1, 100-1000 µLVWR, PA, USA613-5550
Fully equipped surgical room
Gas hoseAny
Gauze swabs 5 cm x 5 cmBastos Viegas,.a., Penafiel, Portugal
Heparin, heparinnatium 5000 IE/a.e./mLLEO Pharma AS, Ballerup, Denmark46 43 27
HighClean Nonwoven Swabs, 10 cm x 10 cmSelefa, OneMed Group Ay, Helsinki, Finland223003
ICON Osypka Medical GmbH, Berlin, GermanyPortable non-invasive cardiometer
ICON electrodes/ECG electrodes, Ambu WhiteSensor WSP25Ambu A/S, Ballerup, DenmarkWsP25-00-S/50
Infusomat Space medical pumpB. Braun Melsungen AG,  Melsungen, Germany8713050
Invasive blood pressure monitoring systemCodan pvb Critical Care GmbH, Forstinning, Germany74.6604
Laryngoscope SunMed Greenlinen blade No 2 KaWe Medical, Asperg, Germany
Leoni plus mechanical ventilator Löwenstein Medical SE & Co. KG, Bad Ems, Germany
Liquid nitrogen 230 LLinde Gas AS (AGA AS), Oslo, Norway102730
Microcentrifuge tubes, 1.5 mlForsyningssenteret, Trondheim, Norway72.690.001
Microcuff endotracheal tube, size 3.5Avanos, GA, USA35162
Needle holderAny
Neoflon, peripheral venous catheter, 24 G 0.7 mm x 19 mmBecton Dickinson Infusion Therapy AB, Helsingborg, Sweden391350
Neonatal piglets 12-36 h of ageAs young as possible
NIRS electrodes, FORE-SIGHT Single Non-Adhesive Sensor Kit SmallCas Medical systems Inc., Branford Connecticut, USA01-07-2000
NIRS machine, FORE-SIGHT Universal, Cerebral Oximeter MC-202, Benchtop regional oximeter FORE-SIGHTCas Medical systems Inc., Branford Connecticut, USA01-06-2020May also use INVOS, Covidien
Normal saline, NaCl 9 mg/mL, 500 mL.Fresenius Kabi Norge AS, Halden, NorwayVare nr. 141387Unmixed
Normal saline, NaCl 9 mg/mL, 500 mL.Fresenius Kabi Norge AS, Halden, Norway141388For IV blood pressure monitoring, add heparin (0.2 ml heparin 5000 IE/a.e./mL in 500 mL of 0.9% NaCl)
Nunc Cryogenic Tubes 1.8 mLVWR, PA, USA479-6847
Original Perfusor Line, I Standard PEB. Braun Melsungen AG,  Melsungen, Germany8723060
Oxygen saturation monitor, MasimoSET, Rad 5Masimo, Neuchâtel, Switzerland9196
Oxygen saturation monitor, OxiMax N-65Covidien LP (formerly Nellcor Puritan Bennett Inc.), Boulder, CO, USAN65-PDN1
Pentobarbital (100 mg/mL)Norges Apotekerforening, Oslo, NorwayPnr 811602
Pipette tipsVWR, PA, USA732-2383
Plastic container with holesAnyHas to allow for circulation of air
Printer labels B-492, hvit, 25 mm x 9 mm, 3000 labelsVWR, PA, USABRDY805911For nunc tubes
Razor, single use disposableAny
Rubber glovesAny
Rubber hot water bottlesAny
Self-inflating silicone pediatric bag 500 mlLaerdal Medical, Stavanger, Norway86005000
Smallbore T-Port Extension SetB. Braun Melsungen AG,  Melsungen, Germany471954
Sterile surgical gloves latex, Sempermed supremeSemperit Technische Produkte Ges.m.b.H., Vienna, Austriasize 7: 822751701Different sizes
Stethoscope Any
Stopcocks, 3-way, DiscofixB. Braun Melsungen AG,  Melsungen, Germany16494C
Stylet size 3.5 Any
SunMed Greenlinen laryngoscope blade No 2 KaWe Medical, Asperg, Germany
Surgical blade, size 15Swann Morton LTD, Sheffield England205
Surgical forcepsAny
Surgical scissorsAny
Surgical sponges, sterileMölnlycke Health Care, Göteborg, SwedenC0130-3025
Surgical swabsMölnlycke Health Care, Göteborg, Sweden159860-00
Surgical tape Micropore 2.5 cm x 9.1 m 3M Norge AS, Lillestrøm, Norway153.5
Suture, Monsoft Monofilament Nylon 3-0Covidien LP (formerly Nellcor Puritan Bennett Inc.), Boulder, CO, USASN653
Suture, Polysorb Braided AbsorbableCovidien LP (formerly Nellcor Puritan Bennett Inc.), Boulder, CO, USAGL884
Syringe 0.01-1 mL Omnifix F Luer SoloB. Braun Melsungen AG,  Melsungen, Germany9161406VUsed for acid base blood sampling. Flush with heparin
Syringe 10 mL Omnifix Luer SoloB. Braun Melsungen AG,  Melsungen, Germany4616103V
Syringe 2.5 mL BD PlastipakBeckton Dickinson S.A., Madrid, Spain300185Used for blood sampling. Flush with heparinized NaCl
Syringe 20 mL Omnifix Luer Loc SoloB. Braun Melsungen AG,  Melsungen, Germany4617207V
Syringe 20 mL Omnifix Luer SoloB. Braun Melsungen AG,  Melsungen, Germany4616200V
Syringe 5 mL Omnifix Luer SoloB. Braun Melsungen AG,  Melsungen, Germany4616057V
Syringe 50 mL Omnifix Luer Lock SoloB. Braun Melsungen AG,  Melsungen, Germany4617509F
Syringe 50 mL Omnifix Luer SoloB. Braun Melsungen AG,  Melsungen, Germany4616502F
Table drape sheet, asap drytopAsap Norway AS, Skien, Norway83010705
Tape Tensoplast 2.5 cm x 4.5 m BSN Medical, Essity Medical Solutions, Charlotte, NC, USA66005305, 72067-00
TimerAny
TowelsAny
Transparent IV-fixationMediplast AB, Malmö, Sweden60902106
Ultrasound gelOptimu Medical Solutions Ltd. Leeds, UK1157
Ultrasound machine, LOGIQ eGE Healthcare, GE Medical Systems, WI, USA5417728-100
Utility drape, sterileOneMed Group Oy, Helsinki, Finland1415-01
Vacuette K3E K3EEDTA 2mLGreiner Bio-One GmbH, Kremsmünster, Austria454222
Venflon Pro Safety 22 G 0.9 mm x 25 mmBecton Dickinson Infusion Therapy, Helsingborg, Sweden393222
Ventilation mask made to fit tightly around a piglet snoutAnyTypically cone shaped
WeightAny

References

  1. Perin, J., et al. regional, and national causes of under-5 mortality in 2000-19: An updated systematic analysis with implications for the Sustainable Development Goals. The Lancet Child & Adolescent Health. 6 (2), 106-115 (2022).
  2. United Nations. Transforming our World: The 2030 Agenda for Sustainable Development. United Nations. , (2015).
  3. Sarnat, H. B., Sarnat, M. S. Neonatal encephalopathy following fetal distress. A clinical and electroencephalographic study. Archives of Neurology. 33 (10), 696-705 (1976).
  4. Volpe, J. J. Neonatal encephalopathy: An inadequate term for hypoxic-ischemic encephalopathy. Annals of Neurology. 72 (2), 156-166 (2012).
  5. Lee, A. C., et al. Neonatal resuscitation and immediate newborn assessment and stimulation for the prevention of neonatal deaths: a systematic review, meta-analysis and Delphi estimation of mortality effect. BMC Public Health. 11, 12 (2011).
  6. Saugstad, O. D. Reducing global neonatal mortality is possible. Neonatology. 99 (4), 250-257 (2011).
  7. Solevåg, A. L., et al. Non-perfusing cardiac rhythms in asphyxiated newborn piglets. PLoS One. 14 (4), 0214506 (2019).
  8. Saugstad, O. D., Aasen, A. O., Hetland, O. Plasma hypoxanthine levels in pigs during acute hypoxemia. A correlation between lactate and base deficit concentrations. European Surgical Research. 10 (5), 314-321 (1978).
  9. Rootwelt, T., Løberg, E. M., Moen, A., Øyasæter, S., Saugstad, O. D. Hypoxemia and reoxygenation with 21% or 100% oxygen in newborn pigs: Changes in blood pressure, base deficit, and hypoxanthine and brain morphology. Pediatric Research. 32 (1), 107-113 (1992).
  10. Dannevig, I., Solevåg, A. L., Sonerud, T., Saugstad, O. D., Nakstad, B. Brain inflammation induced by severe asphyxia in newborn pigs and the impact of alternative resuscitation strategies on the newborn central nervous system. Pediatric Research. 73 (2), 163-170 (2013).
  11. Dannevig, I., Solevåg, A. L., Wyckoff, M., Saugstad, O. D., Nakstad, B. Delayed onset of cardiac compressions in cardiopulmonary resuscitation of newborn pigs with asphyctic cardiac arrest. Neonatology. 99 (2), 153-162 (2011).
  12. Sachse, D., Solevåg, A. L., Berg, J. P., Nakstad, B. The role of plasma and urine metabolomics in identifying new biomarkers in severe newborn asphyxia: A study of asphyxiated newborn pigs following cardiopulmonary resuscitation. PLoS One. 11 (8), 0161123 (2016).
  13. Solevag, A. L., Dannevig, I., Nakstad, B., Saugstad, O. D. Resuscitation of severely asphyctic newborn pigs with cardiac arrest by using 21% or 100% oxygen. Neonatology. 98 (1), 64-72 (2010).
  14. Solevåg, A. L., Dannevig, I., Šaltytė-Benth, J., Saugstad, O. D., Nakstad, B. Reliability of pulse oximetry in hypoxic newborn pigs. The Journal of Maternal-Fetal and Neonatal Medicine. 27 (8), 833-838 (2014).
  15. Solevåg, A. L., Dannevig, I., Wyckoff, M., Saugstad, O. D., Nakstad, B. Extended series of cardiac compressions during CPR in a swine model of perinatal asphyxia. Resuscitation. 81 (11), 1571-1576 (2010).
  16. Solevag, A. L., Dannevig, I., Wyckoff, M., Saugstad, O. D., Nakstad, B. Return of spontaneous circulation with a compression:ventilation ratio of 15:2 versus 3:1 in newborn pigs with cardiac arrest due to asphyxia. Archives of Disease in Childhood. Fetal and Neonatal Edition. 96 (6), 417-421 (2011).
  17. Dotinga, B. M., Solberg, R., Saugstad, O. D., Bos, A. F., Kooi, E. M. W. Splanchnic oxygen saturation during reoxygenation with 21% or 100% O2 in newborn piglets. Pediatric Research. 92 (2), 445-452 (2021).
  18. Solberg, R., et al. Resuscitation with supplementary oxygen induces oxidative injury in the cerebral cortex. Free Radical Biology and Medicine. 53 (5), 1061-1067 (2012).
  19. Solevåg, A. L., et al. Myocardial perfusion and oxidative stress after 21% vs. 100% oxygen ventilation and uninterrupted chest compressions in severely asphyxiated piglets. Resuscitation. 106, 7-13 (2016).
  20. Dannevig, I., Solevåg, A. L., Saugstad, O. D., Nakstad, B. Lung injury in asphyxiated newborn pigs resuscitated from cardiac arrest - The impact of supplementary oxygen, longer ventilation intervals and chest compressions at different compression-to-ventilation ratios. The Open Respiratory Medicine Journal. 6 (1), 89-96 (2012).
  21. Berisha, G., Solberg, R., Klingenberg, C., Solevag, A. L. Neonatal impedance cardiography in asphyxiated piglets-A feasibility study. Frontiers in Pediatrics. 10, 804353 (2022).
  22. Solevåg, A. L., et al. Ventilation with 18, 21, or 100% oxygen during cardiopulmonary resuscitation of asphyxiated piglets: A randomized controlled animal trial. Neonatology. 117 (1), 102-110 (2020).
  23. The Three Rs. Norecopa Available from: https://norecopa.no/alternatives/the-three-rs (2022)
  24. Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of 22 September 2010 on the protection of animals used for scientific purposes. Official Journal of the European Union Available from: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:32010L0063 (2010)
  25. Bovill, J. G., Sebel, P. S., Stanley, T. H. Opioid analgesics in anesthesia: With special reference to their use in cardiovascular anesthesia. Anesthesiology. 61 (6), 731-755 (1984).
  26. Hansen, D. D., Hickey, P. R. Anesthesia for hypoplastic left heart syndrome: Use of high-dose fentanyl in 30 neonates. Anesthesia & Analgesia. 65 (2), 127-132 (1986).
  27. Schieber, R. A., Stiller, R. L., Cook, D. R. Cardiovascular and pharmacodynamic effects of high-dose fentanyl in newborn piglets. Anesthesiology. 63 (2), 166-171 (1985).
  28. Wyckoff, M. H., et al. 2021 International Consensus on Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care Science With Treatment Recommendations: Summary from the Basic Life Support; Advanced Life Support; Neonatal Life Support; Education, Implementation, and Teams; First Aid Task Forces; and the COVID-19 Working Group. Circulation. 145 (9), 645-721 (2022).
  29. Kyng, K. J., et al. A piglet model of neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy. Journal of Visualized Experiments. (99), e52454 (2015).
  30. Cheung, P. Y., Gill, R. S., Bigam, D. L. A swine model of neonatal asphyxia. Journal of Visualized Experiments. (56), e3166 (2011).
  31. Manueldas, S., et al. Temporal patterns of circulating cell-free DNA (cfDNA) in a newborn piglet model of perinatal asphyxia. PLoS One. 13 (11), 0206601 (2018).
  32. Foster, K. A., et al. An improved survival model of hypoxia/ischaemia in the piglet suitable for neuroprotection studies. Brain Research. 919 (1), 122-131 (2001).
  33. Patel, S., et al. Pulseless electrical activity: A misdiagnosed entity during asphyxia in newborn infants. Archives of Disease in Childhood. Fetal and Neonatal Edition. 104 (2), 215-217 (2019).
  34. Best, K., Wyckoff, M. H., Huang, R., Sandford, E., Ali, N. Pulseless electrical activity and asystolic cardiac arrest in infants: Identifying factors that influence outcomes. Journal of Perinatology. 42 (5), 574-579 (2022).
  35. Hidalgo, C. G., et al. Sustained inflation with 21% versus 100% oxygen during cardiopulmonary resuscitation of asphyxiated newborn piglets - A randomized controlled animal study. Resuscitation. 155, 39-47 (2020).
  36. Solevåg, A. L., Schmölzer, G. M., Nakstad, B., Saugstad, O. D., Cheung, P. Y. Association between brain and kidney near-infrared spectroscopy and early postresuscitation mortality in asphyxiated newborn piglets. Neonatology. 112 (1), 80-86 (2017).
  37. Fugelseth, D., Satas, S., Steen, P. A., Thoresen, M. Cardiac output, pulmonary artery pressure, and patent ductus arteriosus during therapeutic cooling after global hypoxia-ischaemia. Archives of Disease in Childhood. Fetal and Neonatal Edition. 88 (3), 223-228 (2003).
  38. Welsh, M. J., Rogers, C. S., Stoltz, D. A., Meyerholz, D. K., Prather, R. S. Development of a porcine model of cystic fibrosis. Transactions of the American Clinical and Climatological Association. 120, 149-162 (2009).
  39. Cameron, D. E., Tam, V. K. H., Cheng, W., Braxton, M., Swindle, M. M., Moody, D. C., Phillips, L. C. Studies in the physiology of cardiopulmonary bypass using a swine model. Swine as Models in Biomedical Research. , 187-197 (1992).
  40. Barouxis, D., Chalkias, A., Syggelou, A., Iacovidou, N., Xanthos, T. Research in human resuscitation: What we learn from animals. The Journal of Maternal-Fetal and Neonatal Medicine. 25, 44-46 (2012).
  41. Dobbing, J., Sands, J. Comparative aspects of the brain growth spurt. Early Human Development. 3 (1), 79-83 (1979).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

191

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved