Il perinatale asfissiati agnello modello: Un modello per la rianimazione del neonato
Summary
La strumentazione invasiva dell’agnello fetale fornisce accurate misure fisiologiche della circolazione transizione in un modello che imita molto attentamente l’infante appena nato.
Abstract
Asfissia di nascita rappresenta quasi 1 milione di morti in tutto il mondo ogni anno ed è uno delle cause principali di morbilità neonatale precoce e mortalità. Molti aspetti degli attuali orientamenti di rianimazione neonatale rimangono discutibili, tenuto conto delle difficoltà nella conduzione di studi clinici randomizzati a causa della rara e spesso imprevedibile bisogno per rianimazione estesa. Maggior parte degli studi sulla rianimazione neonatale derivano da modelli di manichino che non riescono a riflettere veramente cambiamenti fisiologici o maialino che hanno cancellato il loro liquido polmonare e che hanno completato la transizione da fetale alla circolazione neonatale. Il presente protocollo fornisce una dettagliata descrizione dettagliata su come creare un modello di agnello fetale asfittica perinatale. Il modello proposto ha una circolazione di transizione e fluido-riempita polmoni, che imita i neonati umani dopo il parto e dunque, è un eccellente modello animale per studiare la fisiologia del neonato. Una limitazione importante per esperimenti di agnello è il più alto costo associato.
Introduction
Asfissia perinatale si verifica in circa 4 per 1000 nati vivi a termine negli Stati Uniti ed è responsabile di circa il 25% delle morti neonatali 4 milioni in tutto il mondo1,2. Durante lo sviluppo naturale del feto, diversi adattamenti devono avvenire durante il travaglio e alla nascita per consentire una transizione senza soluzione di continuità da intra – all’ambiente extrauterina quando prendere i polmoni sul ruolo della placenta come l’organo dello scambio di gas. Qualsiasi guasto del neonato adeguatamente transizione alla nascita di ulteriori compromessi degli sforzi rianimatori. Casi in cui la rimozione del polmone fetale è incompleta o ritardata3,4e le circostanze che provocano un impatto di5 la resistenza vascolare polmonare alta persistente (PVR) l’efficacia della ventilazione, che rimane il più importante intervento nella rianimazione del neonato asfissiato6. Inoltre, bloccaggio immediato del cordone ombelicale e la rimozione della placenta bassa resistenza può portare a cambiamenti improvvisi di gittata cardiaca che possono causare la disfunzione miocardica7,8.
Data l’esigenza infrequente di rianimazione aggressiva (necessità di compressioni toraciche e/o somministrazione di epinefrina)1,9, c’è una mancanza di forte evidenza da grandi studi clinici randomizzati per sostenere la corrente linee guida del programma (NRP) di rianimazione neonatale. Molti studi di ricerca traslazionale in rianimazione neonatale sono condotti utilizzando modelli animali postnatale (specialmente i suinetti) che non riescono a descrivere adeguatamente la transizione circolazione fetale e fluido-riempita polmoni inerenti al neonato la consegna camera. Date le sfide uniche legate alla transizione dalla circolazione fetale alla circolazione neonatale, il modello di agnello fetale perinatale asfittica arresto cardiaco è ideale per studiare la fisiologia resuscitative neonato.
Gli studi condotti da Joseph Barcroft su fetale Agnelli, fin dal 1930, le basi per fisiologia fetale e neonatale10. Nella seconda metà del 20° secolo, esperimenti di innovativi e meticolosi di Geoffrey Dawes su fetale modelli di agnello, e più tardi quelli di Abraham Rudolph hanno contribuito enormemente alla conoscenza della fisiologia cardiovascolare e polmonare nel feto 11 , 12. negli ultimi anni, gli studi sui modelli di agnello fetale/neonatale hanno fornito una migliore comprensione dell’impatto della ventilazione su emodinamica13,14, gli effetti dell’ossigenazione del PVR15,16, così come le modifiche circolatorie che si verificano durante cavo di bloccaggio7,17. Infine, l’anno scorso, l’agnello appena nato ha servito come un nuovo modello per studiare gli effetti emodinamici durante la rianimazione18,19,20. Una narrazione dettagliata di ciò che è coinvolto nella conduzione di un esperimento di agnello, nonché una descrizione dettagliata delle strumentazioni chirurgiche e sarà presentata la metodologia sperimentale.
Protocol
Representative Results
Discussion
Il modello di agnello è paragonabile per dimensioni ai neonati umani e permette facili strumenti misurare le variabili emodinamiche invasive. Il modello di feto/neonato agnello è stato uno strumento prezioso di ricerca che riccamente ha contribuito alla comprensione della circolazione di transizione, come pure la fisiologia cardiovascolare e polmonare del neonato. Diversi modelli sperimentali di agnello sono stati istituiti nel corso degli anni per studiare strategie di ventilazione ottimale nel pretermine agnelli<sup …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Materials
| Babcock forceps | Miltex | 16-44 | |
| Blood pressure transducer | Becton Dickinson | P23XL-1 | Used with saline filled diaphragm domes |
| Blunt tipped scissors | Miltex | 98SCS50-56 | |
| Capnograph | Philips | 7900 | Used with Neonatal Flow Sensors |
| Cautery pencil | Valley Lab | 287879 | |
| Cautery unit | Valley Lab | SSE2K | |
| Curved Forceps | Everost | 711714 | |
| Data acquisition software | Biopac Systems Inc. | ACK100W | |
| EKG | Biopac Systems Inc. | ECG100C | |
| Endotracheal tube -cuffed | Rusch | 111780035 | |
| Flow modulator | Transonic Systems Inc. | T403 | |
| Flow-probe | Transonic Systems Inc. | MC4PSS-LS-WC100-CM4B-GA | |
| Gastric tube | Jorgensen Labs Inc. | J0106LE | To decompress and drain ewe stomach |
| Hair clipper | Andis Company | 65340 | # 40 Clipper Blade |
| Infant radiant warmer | GE healthcare | 7810 | |
| Intravenous catheters | Becton Dickinson | 381234 | |
| Iris surgical scissors | Patterson | 510585 | |
| Kelly Foreceps | Patterson | 510535 | |
| Mosquito Forceps | RICA Surgical Products INC | 1-74 | |
| Near-infrared spectroscopy | Nonin Medical Inc. | X-100M | Sensmart Equanox & PureSAT |
| RSO2 Sensor | Nonin Medical Inc. | 8004CB-NA | Neonatal |
| Scalpel handle and blade | Everost | 707203 | |
| Sutures -silk 2-0 | Covidien | SS-695 | Used for tying catheters to vessels |
| Sutures -vicryl 2-0 | Ethicon | J269H | Used for closing thoracotomy |
| T-piece resuscitator | Neo-Tee | MCM1050812 | |
| Umbilical ties | Jorgensen Labs Inc. | J0025UA | |
| Weitlander Retractor | Miltex | 11-625 |
References
- Wyckoff, M. H., Berg, R. A. Optimizing chest compressions during delivery-room resuscitation. Semin Fetal Neonatal Med. 13 (6), 410-415 (2008).
- Black, R. E., et al. Global, regional, and national causes of child mortality in 2008: a systematic analysis. Lancet. 375 (9730), 1969-1987 (2010).
- Guglani, L., Lakshminrusimha, S., Ryan, R. M. Transient tachypnea of the newborn. Pediatr Rev. 29 (11), e59-e65 (2008).
- Brown, M. J., Olver, R. E., Ramsden, C. A., Strang, L. B., Walters, D. V. Effects of adrenaline and of spontaneous labour on the secretion and absorption of lung liquid in the fetal lamb. J Physiol. 344, 137-152 (1983).
- Lakshminrusimha, S., Saugstad, O. D. The fetal circulation, pathophysiology of hypoxemic respiratory failure and pulmonary hypertension in neonates, and the role of oxygen therapy. J Perinatol. 36 Suppl 2, S3-S11 (2016).
- Wyckoff, M. H., et al. Part 13: Neonatal Resuscitation: 2015 American Heart Association Guidelines Update for Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care. Circulation. 132 (18 suppl 2), S543-S560 (2015).
- Bhatt, S., et al. Delaying cord clamping until ventilation onset improves cardiovascular function at birth in preterm lambs. J Physiol. 591 (Pt 8), 2113-2126 (2013).
- Katheria, A. C., Brown, M. K., Rich, W., Arnell, K. Providing a Placental Transfusion in Newborns Who Need Resuscitation). Front Pediatr. 5 (1), (2017).
- Kapadia, V. S., Wyckoff, M. H. Drugs during delivery room resuscitation–what, when and why?. Semin Fetal Neonatal Med. 18 (6), 357-361 (2013).
- Barcroft, J. . Researches on Pre-natal Life. 1, 292 (1946).
- Dawes, G. S. . Foetal and Neonatal Physiosolgy. A Comparative Study of the Changes at Birth. , (1968).
- Rudolph, A. . Congenital Diseases of the Heart: Clinical-Physiological Considerations. , 1-24 (2009).
- Sobotka, K. S., et al. An initial sustained inflation improves the respiratory and cardiovascular transition at birth in preterm lambs. Pediatr Res. 70 (1), 56-60 (2011).
- Polglase, G. R., et al. Positive end-expiratory pressure differentially alters pulmonary hemodynamics and oxygenation in ventilated, very premature lambs. J Appl Physiol (1985). 99 (4), 1453-1461 (2005).
- Lakshminrusimha, S., et al. Oxygen concentration and pulmonary hemodynamics in newborn lambs with pulmonary hypertension. Pediatr Res. 66 (5), 539-544 (2009).
- Lakshminrusimha, S., et al. Pulmonary hemodynamics in neonatal lambs resuscitated with 21%, 50% and 100% oxygen. Pediatr Res. 62 (3), 313-318 (2007).
- Hooper, S. B., et al. Cardiovascular transition at birth: a physiological sequence. Pediatr Res. 77 (5), 608-614 (2015).
- Vali, P., et al. Evaluation of Timing and Route of Epinephrine in a Neonatal Model of Asphyxial Arrest. J Am Heart Assoc. 6 (2), (2017).
- Vali, P., et al. Continuous Chest Compressions During Sustained Inflations in a Perinatal Asphyxial Cardiac Arrest Lamb Model. Pediatr Crit Care Med. , (2017).
- Vali, P., et al. Hemodynamics and gas exchange during chest compressions in neonatal resuscitation. PLoS One. 12 (4), e0176478 (2017).
- Tana, M., et al. Determination of Lung Volume and Hemodynamic Changes During High-Frequency Ventilation Recruitment in Preterm Neonates With Respiratory Distress Syndrome. Crit Care Med. 43 (8), 1685-1691 (2015).
- Morin, F. C. Ligating the ductus arteriosus before birth causes persistent pulmonary hypertension in the newborn lamb. Pediatr Res. 25 (3), 245-250 (1989).
- Morin, F. C., Egan, E. A. Pulmonary hemodynamics in fetal lambs during development at normal and increased oxygen tension. J Appl Physiol (1985). 73 (1), 213-218 (1992).
- Morin, F. C., Egan, E. A., Ferguson, W., Lundgren, C. E. Development of pulmonary vascular response to oxygen. Am J Physiol. 254 (3 Pt 2), H542-H546 (1988).
- Rawat, M., et al. Neonatal resuscitation adhering to oxygen saturation guidelines in asphyxiated lambs with meconium aspiration. Pediatr Res. , (2015).
- Chandrasekharan, P. K., et al. Continuous End-Tidal Carbon Dioxide Monitoring during Resuscitation of Asphyxiated Term Lambs. Neonatology. 109 (4), 265-273 (2016).
- Lakshminrusimha, S., et al. Tracheal suctioning improves gas exchange but not hemodynamics in asphyxiated lambs with meconium aspiration. Pediatr Res. 77 (2), 347-355 (2015).
- Meuli, M., et al. In utero surgery rescues neurological function at birth in sheep with spina bifida. Nat Med. 1 (4), 342-347 (1995).
- Meuli, M., et al. Creation of myelomeningocele in utero: a model of functional damage from spinal cord exposure in fetal sheep. J Pediatr Surg. 30 (7), 1028-1032 (1995).
- Adzick, N. S., et al. Correction of congenital diaphragmatic hernia in utero. IV. An early gestational fetal lamb model for pulmonary vascular morphometric analysis. J Pediatr Surg. 20 (6), 673-680 (1985).
- Harrison, M. R., Bressack, M. A., Churg, A. M., de Lorimier, A. A. Correction of congenital diaphragmatic hernia in utero. II. Simulated correction permits fetal lung growth with survival at birth. Surgery. 88 (2), 260-268 (1980).
- Turley, K., et al. Intrauterine cardiothoracic surgery: the fetal lamb model. Ann Thorac Surg. 34 (4), 422-426 (1982).
- Reddy, V. M., et al. In utero placement of aortopulmonary shunts. A model of postnatal pulmonary hypertension with increased pulmonary blood flow in lambs. Circulation. 92 (3), 606-613 (1995).
- Hemway, R. J., Christman, C., Perlman, J. The 3:1 is superior to a 15:2 ratio in a newborn manikin model in terms of quality of chest compressions and number of ventilations. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 98 (1), F42-F45 (2013).
- Solevåg, A. L., Schmölzer, G. M. Optimal Chest Compression Rate and Compression to Ventilation Ratio in Delivery Room Resuscitation: Evidence from Newborn Piglets and Neonatal Manikins. Frontiers in Pediatrics. 5 (3), (2017).
- Solevåg, A. L., et al. Chest compressions in newborn animal models: A review. Resuscitation. 96, 151-155 (2015).
