Medidas Telemétricas Contínuas de Pressão Traqueal In Utero em Cordeiros Fetais

Resumo

A otimização da pressão de oclusão e da duração necessária para melhorar a hipoplasia pulmonar com oclusão traqueal é essencial para melhorar os tratamentos corretivos in utero para hérnia diafragmática congênita (HDC). Este estudo relata um novo método para medição contínua da pressão traqueal em um modelo cirúrgico de CDH de cordeiro fetal ocluído e não ocluído.

Resumo

O desenvolvimento e o crescimento pulmonares normais no útero dependem da expansão dos espaços aéreos e do efluxo controlado de líquido pulmonar no espaço amniótico. Lactentes com hérnia diafragmática congênita (HDC) também apresentam hipoplasia pulmonar devido à ocupação da cavidade torácica pelo estômago e intestino e, nos casos mais graves, pelo fígado. A oclusão traqueal com balão reduz a gravidade da hipoplasia pulmonar em fetos com HDC, mas aumenta o risco de parto prematuro. Compreender a pressão de oclusão ideal e a duração necessária para melhorar a hipoplasia pulmonar com oclusão traqueal é essencial para melhorar os tratamentos corretivos no útero para HDC. O estudo relata um novo método para medição contínua das pressões intratraqueal e amniótica em um modelo cirúrgico fetal de cordeiro não ocluído e ocluído de HDC. Ovelhas Merino grávidas foram submetidas a duas histerotomias de recuperação: a primeira em ~ 80 dias de gestação para criar o CDH e a segunda em ~ 101 dias de gestação para ocluir a traqueia fetal e implantar um dispositivo de medição de pressão intratraqueal e amniótica. Os cordeiros foram entregues em ~ 142 dias, e o dispositivo de medição de pressão foi removido e limpo. Os dados foram baixados e filtrados usando uma janela de 6 h. A pressão transrespiratória foi calculada.

Introdução

O desenvolvimento e o crescimento pulmonar normais dependem da expansão dos espaços aéreos potenciais com líquido pulmonar fetal e do efluxo controlado do líquido pulmonar para o espaço amniótico 1,2,3,4,5. A produção de líquido pulmonar fetal e a resistência das vias aéreas superiores criam uma pressão intratorácica in utero ¹. Historicamente, as medidas in utero das pressões das vias aéreas fetais eram obtidas por meio de sensores de pressão externa por meio de cateteres tunelizados através da parede abdominal até a traqueia fetal 5,6,7,8,9,10,11,12,13 . O uso desses cateteres e sensores externos (distais ao local de medição) pode amortecer o sinal de pressão e exigir movimento restrito da ovelha para medição contínua ou medições obtidas em intervalos ao longo da gestação. Este estudo teve como objetivo desenvolver um método que permita o monitoramento contínuo da pressão intratraqueal e amniótica fetal em animais prenhes não contidos. As medições contínuas da pressão intratraqueal e amniótica fetal fornecerão uma compreensão completa de como essas pressões mudam ao longo do dia ao longo da gestação.

Fetos humanos com hérnia diafragmática congênita (HDC) apresentam hipoplasia pulmonar devido à herniação do estômago, intestino e fígado (nos casos mais graves) na cavidade torácica. A hiperplasia pulmonar em lactentes com atresia traqueal (estreitamento da traqueia) destacou o potencial da oclusão traqueal terapêutica para o tratamento pré-natal da HDC¹⁴. A oclusão traqueal com balão intratraqueal reduz a gravidade da hipoplasia pulmonar em fetos com HDC, mas ao custo de um risco aumentado de parto prematuro 15,16,17. Existe um risco adicional de aspiração ou asfixia se o balão não for removido antes do nascimento. Consequentemente, os protocolos atuais de oclusão traqueal requerem um segundo procedimento fetal para remover a oclusão do balão antes do nascimento¹⁷. A pressão de oclusão ideal e a duração necessária para melhorar a hipoplasia pulmonar com oclusão traqueal são desconhecidas, mas esse conhecimento é vital para a otimização dos tratamentos corretivos in utero para HDC.

Testamos o método usando cordeiros fetais com hérnia diafragmática criada cirurgicamente com e sem traqueia ocluída.

Protocolo

O protocolo aderiu ao código australiano do Conselho Nacional de Saúde e Pesquisa Médica da Austrália para o cuidado e uso de animais para fins científicos¹⁸. O Comitê de Ética Animal da Universidade da Austrália Ocidental aprovou prospectivamente o protocolo (RA3/100/1596). As ovelhas foram provenientes da fazenda Ridgefield da Universidade da Austrália Ocidental (UWA) (2018-2020). As ovelhas foram introduzidas no UWA Large Animal Facility, credenciado pela AAALAC, 2-3 semanas antes da intervenção cirúrgica. As ovelhas foram inicialmente alojadas dentro de casa em currais compartilhados de piso elevado, com baias individuais usadas no período perioperatório. Os ovinos foram alimentados com pellets, palha de aveia e tremoços com uma mistura mineral calculada sobre o peso corporal. As salas foram controladas quanto à temperatura (20,5-21,5 °C) e mantidas em um ciclo claro: escuro de 12:12 h. A dor e o bem-estar foram avaliados no pós-operatório duas vezes ao dia por 7 dias, depois diariamente até a conclusão do estudo. Os parâmetros pós-operatórios monitorados incluíram sinais de dor, aperto orbital, esforço respiratório, temperatura, frequência cardíaca, local da cirurgia, apetite e ingestão de água, atividade, claudicação, condição da pelagem, consistência fecal, trabalho de parto prematuro, comportamento e sinais de toxemia gestacional. Os escores atribuídos a cada parâmetro desencadearam uma intervenção quando necessário.

NOTA: Dois procedimentos cirúrgicos de recuperação foram necessários: preparo da ovelha, abordagem cirúrgica e fechamento e recuperação da ovelha são os mesmos para ambos os procedimentos cirúrgicos. O primeiro procedimento é a criação cirúrgica da hérnia diafragmática no cordeiro fetal. O segundo procedimento é para colocação do dispositivo de intervenção fetal e monitoramento de pressão. O desenho do estudo exigiu duas cirurgias de sobrevivência para permitir que o conteúdo abdominal se movesse para a cavidade torácica após a criação da hérnia diafragmática, para que a hipoplasia pulmonar pudesse se desenvolver antes da cirurgia de intervenção subsequente.

1. Criação cirúrgica da hérnia diafragmática no cordeiro fetal

1. Preparação de ovelhas
   1. Com ~ 80 dias de gestação, pré-medicar a ovelha com uma injeção intramuscular de acepromazina (0,04 mg / Kg) e morfina (0,3 mg / Kg).
   2. Induzir anestesia por via intravenosa com cetamina (5 mg/Kg) e midazolam (0,25 mg/Kg).
   3. Intubar a traqueia da ovelha com um tubo endotraqueal (diâmetro interno de 8 mm [ID]). Mantenha a anestesia com isoflurano (1%-3% em oxigênio) administrado por ventilação com pressão positiva (10-12 respirações/min, volume corrente 8-10 mL/kg).
   4. Estabeleça o monitoramento da ovelha com um eletrocardiograma (ECG), pressão arterial invasiva por meio de um cateter arterial de ouvido, CO₂ expirado, saturação periférica de oxigênio e temperatura durante a cirurgia.
   5. Coloque a ovelha em decúbito dorsal na maca. Enrole cordas ao redor das pernas da ovelha e prenda suavemente à mesa.
   6. Corte a lã do abdômen e do flanco da ovelha e depois prenda-a perto da pele.
   7. Remova a sujeira e a lanolina do abdômen, flanco e virilha da ovelha com água e sabão.
   8. Administre cefazolina (20 mg/Kg) por via intravenosa a cada 90 minutos durante a cirurgia.
   9. Transfira a ovelha para a sala de cirurgia em uma maca.
   10. Mova a ovelha da maca de transporte para a mesa cirúrgica.
   11. Coloque a ovelha em decúbito dorsal na mesa cirúrgica.
   12. Prenda todos os membros à mesa cirúrgica com laços de corda macios.
   13. Preparo asséptico do abdômen exposto: Lavar 3 vezes com esfoliante cirúrgico de clorexidina a 4%, retirando a solução contaminada entre cada lavagem com álcool 70%.
   14. Preparação estéril completa borrifando levemente solução de iodo a 10% no abdômen, flanco e virilhas.
   15. Cubra a ovelha com um campo cirúrgico fenestrado estéril de modo que apenas o local da incisão abdominal fique exposto. Certifique-se de que todos os instrumentos cirúrgicos, cateteres, seringas e soluções usadas durante a cirurgia sejam estéreis.
2. Abordagem cirúrgica
   1. Estabelecer anestesia local line-block por infiltração subcutânea e muscular local de bupivacaína (5%; 9,5 mL) com seringa de 10 mL e agulha 22 G.
   2. Exponha o útero por uma incisão abdominal para-média (8-11 cm) através da pele da ovelha, tecido subcutâneo e linha alba feita com uma lâmina cirúrgica tamanho 10 com cauterização conforme necessário para minimizar o sangramento incisional.
3. Criação de hérnia diafragmática
   1. Localize a cabeça/tórax fetal por meio de palpação.
   2. Cubra o útero com filme plástico estéril.
   3. Use uma tesoura cirúrgica para fazer uma janela (6 cm x 4 cm) no filme plástico.
   4. Faça uma incisão uterina de 5-7 cm através do útero e saco amniótico com corte de cauterização, evitando vasos sanguíneos uterinos e cotilédones placentários.
   5. Exteriorize a cabeça e os membros anteriores do feto.
   6. Use pinças uterinas Babcock para selar as bordas da incisão uterina e filme plástico estéril firmemente ao redor do abdômen fetal para evitar a perda de líquido amniótico.
   7. Posicione o feto do lado direito e prenda um segundo filme plástico estéril sobre o feto exteriorizado para reduzir a perda de calor e umidade. Identifique o espaço intercostal entre a^9ª e a^10ª costelas à esquerda e faça um orifício no filme plástico com uma tesoura cirúrgica para acessar o local pretendido da incisão fetal.
   8. Estabelecer anestesia local line-block no feto por infiltração subcutânea e muscular local de bupivacaína (5%; 0,25 mL diluído a 0,5 mL com solução salina estéril; 1 mL de seringa estéril e agulha 27 G) no^9º espaço intercostal imediatamente adjacente à borda superior da^10ª costela para evitar vasos subcostais.
   9. Use uma seringa estéril de 60 mL para banhar a pele fetal exposta com solução de Hartmann quente (5-10 mL a cada 5-10 min) para manter a pele fetal úmida durante as etapas subsequentes.
   10. Crie uma toracotomia póstero-lateral esquerda fazendo uma incisão na pele de 2-4 cm com eletrocautério no 9º espaço intercostal imediatamente adjacente à borda cranial da 10ª costela.
   11. Use hemostáticos de mosquito para dissecar sem rodeios o tecido subcutâneo, os músculos intercostais e a membrana pleural para acessar o diafragma.
   12. Use dois pequenos hemostáticos de mosquito para pegar o diafragma em cada extremidade do local da hérnia de 1 cm de comprimento pretendido e eleve cranialmente o diafragma para mantê-lo longe do estômago, fígado e baço subjacentes.
   13. Faça uma incisão de 1 cm entre os dois hemostáticos usando uma tesoura pequena em ângulo.
   14. Solte os hemostáticos que seguram o diafragma.
   15. Use uma pinça de Potts atraumática para puxar o estômago superiormente através do orifício no diafragma.
   16. Use um único laço de monofilamento absorvível de polidioxanona 5-0 (agulha de ponta cônica RB-1) para envolver cuidadosamente a^9ª e a^10ª costelas para se opor às costelas fetais, evitando o pulmão subjacente.
   17. Feche a incisão da toracotomia com uma sutura em colchão (monofilamento absorvível de polidioxanona 5-0).
4. Fechamento cirúrgico
   1. Retorne o feto ao saco amniótico.
   2. Administrar meloxicam intraoperatório (0,25 mg/Kg; por via subcutânea) à ovelha para analgesia pós-operatória.
   3. Substitua o líquido amniótico perdido usando solução de Hartmann aquecida (~ 50 mL) junto com piperacilina / tazobactam intra-amniótica (1000 mg / 125 mg).
   4. Aponha as superfícies opostas do corioâmnio e das paredes uterinas adjacentes e use uma sutura trançada absorvível de poliglactina 910 2-0 com uma sutura de colchão invertida para fechar o útero e o saco amniótico juntos.
   5. Feche a linha alba da ovelha, o tecido subcutâneo e a pele (monofilamento absorvível de polidioxanona 1, monofilamento absorvível de poliglecaprone 25 3-0 e monofilamento de polipropileno não absorvível 2-0, respectivamente).
5. Recuperação e monitorização de ovelhas
   1. Pulverize a ferida abdominal no pós-operatório com fita de retenção de curativo à prova d'água e cubra-a com um curativo para reduzir o risco de infecção da ferida pós-operatória.
   2. Aplique um adesivo transdérmico de fentanil (100 μg/h) na virilha para analgesia pós-operatória adicional.
   3. Recupere a ovelha e extube ao respirar espontaneamente, depois deixe-a acordar.
   4. Monitore as ovelhas diariamente até o parto para cirurgia de intervenção fetal.
   5. Remova as suturas após 14 dias.

2. Colocação do dispositivo de intervenção fetal e monitoramento de pressão

1. Preparação de ovelha para cirurgia de intervenção fetal aos 101 dias de gestação
   1. Injete medroxiprogesterona (1 mL) por via intramuscular em ~ 85 dias de gestação (termo ~ 147 dias) para reduzir o risco de parto prematuro.
   2. Use o mesmo procedimento de preparação anestésica e cirúrgica usado para a cirurgia inicial de criação do diafragma.
      1. Siga a abordagem cirúrgica nas etapas 2.1.2.2 e 2.1.2.3, semelhante às etapas 1.2.1-1.2.2.
      2. Estabelecer anestesia local line-block por infiltração subcutânea e muscular local de bupivacaína (5%; 9,5 mL) com seringa de 10 mL e agulha 22 G.
      3. Com uma incisão abdominal para-mediana (8 - 11 cm) adjacente ao local da incisão abdominal usado para a cirurgia de criação do diafragma, exponha o útero com uma através da pele da ovelha, tecido subcutâneo e linha alba feita com uma lâmina cirúrgica tamanho 10 com cauterização conforme necessário para minimizar o sangramento incisional.
   3. Além disso, administre oxitetraciclina (20 mg / Kg) por via intramuscular à ovelha para fornecer proteção antimicrobiana fetal contra o dispositivo de monitoramento implantado cronicamente.
2. Ativação do dispositivo
   1. Ative o dispositivo de medição de pressão¹⁹.
   2. Clamp tubo de medição de pressão com hemostáticos.
   3. Coloque todo o dispositivo em uma tigela estéril contendo uma mistura de 0.08% de ácido peracético e 1% de peróxido de hidrogênio por pelo menos 1 h, garantindo que todo o dispositivo esteja coberto.
   4. Usando um grampo estéril, mova o dispositivo para uma tigela estéril contendo água estéril por pelo menos 10 minutos antes do implante fetal. Certifique-se de que todo o dispositivo esteja coberto com água estéril.
3. Abordagem cirúrgica e intervenção fetal
   1. Exteriorize a cabeça fetal por histerotomia usando a mesma abordagem cirúrgica usada para a cirurgia inicial, mas com incisões uterinas adjacentes (etapas 1.1-2.2).
   2. Mantenha a cabeça e o pescoço fetais exteriorizados envoltos no campo plástico estéril para minimizar a perda de temperatura e fluido.
   3. Instrumente a traqueia com um cateter para medições de pressão (Figura 1).
      1. Para traqueia não ocluída, siga as etapas 2.3.3.2-2.3.3.3.
      2. Intubar o cordeiro fetal com um cateter de sucção 5 French (1,67 mm ID) com o conector de sucção removido a uma profundidade de 14 cm no canto da boca do cordeiro.
      3. Conecte a extremidade externa do cateter com um conector de 1.59 mm (diâmetro externo, OD) a 3.18 mm (OD) a um tubo de silicone de 30 cm de comprimento e 3.18 mm (ID).
      4. Para traqueia ccluída, siga as etapas 2.3.3.5-2.3.3.6.
      5. Intubar o cordeiro fetal com um tubo endotraqueal de micromanguito 3.0 com o conector removido a uma profundidade de 14 cm até o canto da boca do cordeiro.
      6. Conecte a extremidade externa do cateter com um conector de 3.18 mm (OD) a 3.18 mm (OD) a um tubo de silicone de 30 cm de comprimento e 3.18 mm (ID).
   4. Conecte a outra extremidade do tubo de silicone de 30 cm de comprimento e 3.18 mm (ID) ao dispositivo de medição de pressão por um conector de 3.18 mm (OD) a 1.59 mm (OD) no dispositivo de medição de pressão.
   5. Suturar o cateter no canto da boca e pescoço do cordeiro (monofilamento de náilon inabsorvível 4-0).
   6. Fixar o dispositivo de medição de pressão à pele do borrego no peito (monofilamento de nylon não absorvível 4-0) (Figura 2).
4. Feche as incisões cirúrgicas fetais e de ovelha de acordo com a cirurgia inicial de criação de hérnia diafragmática (etapas 1.4-1.5).
5. Dispositivo de teste
   1. Teste se o dispositivo está transmitindo o sinal¹⁹.
6. Recuperação e monitorização de ovelhas
   1. Recupere a ovelha de acordo com a cirurgia inicial.
   2. Monitore as ovelhas diariamente até o parto.
   3. Dê uma segunda dose de medroxiprogesterona (0,5 mL) por via intramuscular em ~ 120 dias de gestação.
   4. Administre betametasona (5,7 mg) por via intramuscular 48 h e 24 h antes do parto cesáreo para promover a maturação fetal para cuidados pós-natais.
7. Entrega de cordeiro
   1. Aos ~142 dias de gestação (termo ~147-150 dias), pré-medicar a ovelha por injeção intramuscular de acepromazina (0,03 mg/Kg) e morfina (0,3 mg/Kg).
   2. Induza a anestesia intravenosa com tiopental (10-15 mg / Kg), intube a ovelha com um tubo endotraqueal (tamanho 8,5 mm) e mantenha a anestesia com isofluorano com monitoramento adequado por anestésicos anteriores.
   3. Prossiga com o parto cirúrgico do feto por histerotomia conforme cirurgias anteriores, com ovelha em decúbito dorsal (etapas 1.1 - 2.2).
   4. Remova o dispositivo de monitoramento. Limpe o dispositivo com água e etanol 70%.
   5. Mate humanamente a ovelha com uma injeção intravenosa de 160 mg / Kg de solução de pentobarbital sódica.
   6. Ressuscite e ventile o cordeiro por 2-3 h e depois mate humanamente (160 mg / Kg de solução de pentobarbital sódico, injeção intravenosa).
8. Dados
   1. Baixe os dados para um laptop e analise¹⁹. Filtre os dados de pressão usando uma janela de 6 horas. Calcule a diferença de pressão entre as pressões amniótica e traqueal.

Resultados

A criação de hérnia diafragmática congênita e a inserção de dispositivo de medição de pressão foram realizadas em 28 cordeiros fetais (14 não ocluídos e 14 ocluídos por balão). Quinze cordeiros fetais (6 não ocluídos e 9 ocluídos com balão) sobreviveram até o próximo termo (142 dias de gestação; termo ~ 147 dias de gestação). Os registros de medição de pressão de 14 dias foram bem-sucedidos em 8 cordeiros fetais (4 não ocluídos e 4 ocluídos por balão).

...

Discussão

O líquido pulmonar fetal preenche os espaços aéreos potenciais durante a gestação e é vital para o desenvolvimento pulmonar normal¹. A alteração da quantidade normal de líquido pulmonar e da pressão afeta o crescimento pulmonar fetal: o estreitamento ou constrição da traqueia fetal leva à hiperplasia pulmonar; Por outro lado, oligoidrâmnio e drenagem crônica de líquido pulmonar causam hipoplasia pulmonar 20,21,22,23.

Materiais

Name	Company	Catalog Number	Comments
1.59 mm (outside diameter, OD) to 3.18 mm (OD) connector	Qosina	11913
3.18 mm (OD) to 3.18 mm (OD) connector	Qosina	11684
70 % Alcohol	Henry Schein	1127067
Absorbable poliglecaprone 25 monofilament 3-0	Riverpoint Medical	Q316
Absorbable polydioxanone monofilament 1	Riverpoint Medical	D879
Absorbable polyglactin 910 braided 2-0	Riverpoint Medical	V317
Absorbable polydioxanone monofilament 5-0	Riverpoint Medical	D303
Acepromazine	Ceva Animal Health	APVMA No: 36680
Babcock, uterine forceps 6.25 inch	Roboz	RS-8022
Betamethasone	Merck Sharp & Dohme	Aust R 18777
Blade, size 10	Becton Dickinson	371110
Blade, size 15	Becton Dickinson	371115
Bupivacaine	Pfizer Australia Pty Ltd	AUST R 11312
Cefazolin	AFT pharmaceuticals	AUST R 171582
Chlorhexidine	Henry Schein	0404-0175-02
Endotracheal tube (size 8.0)	Jorgen Kruuse	272411
Forceps, Potts-Smith	Roboz	RS-5314
Iodine solution (10 %)	Henry Schein	6907281
Isoflurane	Piramal Critical Care	APVMA No: 53120/112272 M. L. No.:220/AP/MD/96/B&F/R
Ketamine	Ceva Animal Health	APVMA 37711/58317 KETALAB04
Hartmanns Solution	Baxter	AUST R 48510
Hemostats, Mosquito forceps curved delicate	Roboz	RS-7271
Medroxyprogesterone acetate	Pfizer Australia Pty Ltd	AUST R 12300
Meloxicam	Ilium	APVMA Approval No.: 62535/127884 LI0119V1
Methocel	Colorcon	ID34435
Microcuff endotracheal tube (3.0)	Halyard	35111
Midazolam	Mylan	AUST R 160205
Morphine	Pfizer Australia Pty Ltd	AUST R 101240
Needle, 22 G	Becton Dickinson	305155
Needle, 27 G	Becton Dickinson	305109
Nonabsorbable nylon monofilament 4-0	Riverpoint Medical	662BL
Nonabsorbable polypropylene monofilament 2-0	Riverpoint Medical	P8411
OpSite Transparent Film	Smith and Nephew	66000040
Oxytetracycline	Norbrook	APVMA Approval No: 53087/49616
Pentobarbitone sodium 300 mg/mL	Jurox	APVMA 36208
Peracetic acid/hydrogen peroxide	Medivators Inc	ref: 78401-649
Piperacillin/Tazobactam	Sandoz Pty Ltd	AUST R 140840
Scissors, Metzenbaum Surgical 7 inch straight	Roboz	RS-6955SC
Scissors, Vannas 0.15 mm tip width	Roboz	RS-5618
Silicone tubing (1.59 mm inside diameter)	Qosina	T2013
Suction catheter (5 French)	Covidien	30500
Syringe, 1 mL	Becton Dickinson	309659
Syringe, 10 mL	Becton Dickinson	309604
Syringe, 60 mL	Becton Dickinson	309654
Telemetry device	Politecnico di Milano	-	Not commercially available
Thiopentone sodium	Jurox Pty Ltd	APVMA No. 51520/5g/0809
Transdermal fentanyl patch	Janssen-Cilag Pty Ltd	AUST R 112371