नवजात hypoxic इस्कीमिक Encephalopathy की एक घेंटा मॉडल
Summary
Hypoxic-ischemic encephalopathy following perinatal asphyxia can be studied using animal models. We demonstrate the procedures necessary for establishing a piglet model of neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy.
Abstract
Hypoxic इस्कीमिक मस्तिष्क विकृति (जल्दी करना) का कारण बनता है, जो जन्म श्वासावरोध, दुनिया भर में 0,660,000 से होने वाली मौतों के लिए हर साल, दुनिया की 29 लाख नवजात शिशुओं की मौतों में से एक चौथाई के लिए खातों। जल्दी करना के पशु मॉडल जल्दी करना में pathophysiology की समझ के लिए योगदान दिया है, और कारण प्रसवकालीन श्वासावरोध करने के लिए मस्तिष्क की चोट में होते हैं कि गतिशील प्रक्रिया पर प्रकाश डाला है। इस प्रकार, जानवरों के अध्ययन के बाद अपमान उपचार रणनीतियों के लिए एक समय-खिड़की का सुझाव दिया है। हाइपोथर्मिया pdiglet मॉडल में जल्दी करना के लिए एक इलाज के रूप में परीक्षण किया और बाद में क्लिनिकल परीक्षण में कारगर साबित हो गया है। मॉडल के बदलाव adjunctive न्यूरोप्रोटेक्टिव तरीकों और क्सीनन और मेलाटोनिन का घेंटा के अध्ययन के अध्ययन में लागू किया गया है नैदानिक चरण के लिए मार्ग प्रशस्त किया है मैं और द्वितीय परीक्षणों 1,2। घेंटा जल्दी करना मॉडल आगे नवजात resuscitation- और hemodynamic के अध्ययन के लिए और साथ ही एक सेलुलर स्तर पर मस्तिष्क hypoxia की जांच में प्रयोग किया जाता है। हालांकि, यह एक तकनीकी रूप से चुनौती दे रहा हैप्रोटोकॉल में मॉडल और विविधताओं या तो बहुत हल्के या गंभीर भी मस्तिष्क की चोट में परिणाम हो सकता है। इस अनुच्छेद में, हम नवजात जल्दी करना के एक स्थिर घेंटा मॉडल की स्थापना के लिए आवश्यक तकनीकी प्रक्रियाओं प्रदर्शित करता है। सबसे पहले, नवजात घेंटा (<24 घंटा पुराने, मंझला वजन 1500 ग्राम), anesthetized intubated, और एक नवजात गहन चिकित्सा इकाई में पाया है कि तुलनीय एक सेटअप में नजर रखी है। ग्लोबल हाइपोक्सिया-ischemia के वैश्विक हाइपोक्सिया, हाइपोटेंशन के माध्यम से ischemia और मस्तिष्क hypoxia का संकेत एक फ्लैट का पता लगाने के आयाम एकीकृत ईईजी (aEEG) प्राप्त करने के लिए नि: श्वसन ऑक्सीजन अंश को कम से प्रेरित है। जीवन रक्षा aEEG प्रतिक्रिया और रक्तचाप के अनुसार ऑक्सीजन का समायोजन करके पदोन्नत किया है। मस्तिष्क की चोट के 72 घंटे के बाद ऊतकविकृतिविज्ञानी और चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग द्वारा मात्रा निर्धारित है।
Introduction
प्रसवकालीन श्वासावरोध hypoxic इस्कीमिक मस्तिष्क विकृति (जल्दी करना) के साथ जुड़े एक तीव्र और अक्सर unpredicted शर्त है। इस प्रोटोकॉल के समग्र लक्ष्य प्रसवकालीन hypoxic इस्कीमिक मस्तिष्क विकृति का एक घेंटा अस्तित्व के मॉडल का प्रदर्शन है। इस मॉडल को नवजात मस्तिष्क पर और इस तरह के रक्त, मस्तिष्कमेरु द्रव और मूत्र के रूप में शरीर के तरल पदार्थ में neuropathology पर प्रयोगात्मक उपचार, चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग और स्पेक्ट्रोस्कोपी (एमआरआई और श्रीमती) और बायोमार्कर की हाइपोक्सिया-ischemia के विभिन्न डिग्री के प्रभाव की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । मॉडल भी वैश्विक हाइपोक्सिया-ischemia में प्रभावित कर रहे हैं, जो सभी के हृदय प्रणाली, श्वसन प्रणाली, गुर्दे और जिगर, जांच के लिए उपयोगी साबित हो गया है।
प्रसवकालीन श्वासावरोध छेड़छाड़ की ऑक्सीजन की आपूर्ति intrapartum की या तत्काल प्रसवोत्तर अवधि में परिणाम है। Intrapartum hypoxic घटनाओं दुनिया की 2.9 मिल के एक चौथाई के बारे में दुनिया भर में 0,660,000 से होने वाली मौतों के लिए प्रत्येक वर्ष के लिए खाते2012 3 में आयन नवजात मौत हुई है। 2010 1,150,000 बच्चों में जन्म श्वासावरोध 4 निम्नलिखित नवजात मस्तिष्क विकृति विकसित करने का अनुमान लगाया गया था। जल्दी करना गर्भ के 34 सप्ताह के बाद पैदा हुए शिशुओं में मस्तिष्क विकृति के रूप में परिभाषित औद्योगिक दुनिया में 1-3 / 1000 जीवित जन्मों 5 में होता है और 8.5 / 1000 जीवित जन्मों अप करने के लिए विकासशील देशों 4 में। मौत का खतरा 10-60% है, और बचे 30-100% 6,7 में मस्तिष्क संबंधी बाधा का खतरा। 50,200,000 विकलांगता समायोजित जीवन वर्ष (DALYs) intrapartum hypoxic घटनाओं 4 के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है। वर्तमान में जल्दी करना के लिए सहायक के अलावा अन्य केवल उपचार के बाद hypoxic हाइपोथर्मिया है। इस प्रकार, नैदानिक प्रक्रियाओं और उपचार रणनीतियों में प्रगति जल्दी करना 8 के प्रबंधन में सुधार के लिए आवश्यक हैं।
प्रसवकालीन श्वासावरोध और नवजात मस्तिष्क की चोट के प्रबंधन के बाद रोग का निदान में सुधार अंतर्निहित रोग तंत्र के ज्ञान के विस्तार के आधार पर कर रहे हैं एकडी संभव उपचार। विभिन्न नैदानिक घटनाओं जल्दी करना करने के लिए नेतृत्व कर सकते हैं और किसी एक जन्म केंद्र में घटना कम 5 के रूप में जल्दी करना के पशु मॉडल विशेष रूप से उपयोगी होते हैं। शकुन और नैदानिक उपकरण और उपचार रणनीतियों नए परीक्षण जब जैविक विभिन्नता का प्रभाव कम किया जा सकता है जिसमें एक प्रयोगात्मक स्थापना आवश्यक है। एक पशु मॉडल इस प्रकार प्रेरित चोट और बीमारी और इसकी परिणाम 9 में शामिल गतिशील प्रक्रिया अंतर्निहित रोग तंत्र की समझ के लिए योगदान के रूप में बारीकी से संभव के रूप में नैदानिक स्थिति लगभग चाहिए। नवजात जल्दी करना के पशु मॉडल कृन्तकों, भेड़, और सूअर सहित प्रजातियों में से एक नंबर, शामिल किया है। इसकी तुलना में, नवजात घेंटा वितरण 11,12 के समय आकार के संबंध में, हृदय प्रणाली में 10 और मस्तिष्क परिपक्वता के साथ एक मानव नवजात शिशु को उच्च समानता है। घेंटा मॉडल में निगरानी, उपकरण और परिणाम मूल्यांकन था करने के लिए इसी तरह की हैजल्दी करना साथ शिशुओं की चिकित्सीय देखभाल में इस्तेमाल टी। तदनुसार, इस मॉडल से नवजात शिशु की देखभाल में अनुवाद की एक उच्च डिग्री है।
प्रसवकालीन हाइपोक्सिया और जल्दी करना के piglets मॉडल कई समूहों द्वारा इस्तेमाल किया और क्षेत्रों में 13 की संख्या में अलग-अलग हो रहे हैं। प्रयोग के उद्देश्य के अनुसार, सावधान ध्यान दवाओं के चुनाव के लिए भुगतान किया जाना चाहिए, हाइपोक्सिया-ischemia, अपमान अवधि और तीव्रता, बाद के अपमान पुनर्जीवन और देखभाल, और परिणाम के मूल्यांकन को नियंत्रित करने की विधि उत्प्रेरण की विधि। एक यादृच्छिक परीक्षण डिजाइन हमेशा हस्तक्षेप के अध्ययन में इस्तेमाल किया जाना चाहिए पूर्वाग्रह से बचने के लिए।
hypoxic इस्कीमिक चोट उत्प्रेरण जब लागू किया पद्धति महत्वपूर्ण है। जल्दी करना के लिए अग्रणी वैश्विक हाइपोक्सिया अक्सर मस्तिष्क, हृदय, फेफड़े, गुर्दे और जिगर से जुड़े कई अंगों में यह परिणाम है। में मूल्यांकन के परिणामों पर निर्भर करता है, जल्दी करना के मॉडल फोकल ischemia, जैसे पर भरोसा करने के बजाय वैश्विक हाइपोक्सिया और ischemia के आधार पर किया जाना चाहिए।, कार के बंधाव द्वाराotid धमनियों 14। मतलब धमनी रक्तचाप> 40 एमएम एचजी 2 को बनाए रखते हुए हाल ही में एक पत्र एक हाइपोक्सिया के संयोजन (FIO 2 से 12%) और मन्या धमनी संपीड़न लागू होता है। एक अन्य समूह नकारात्मक आधार अतिरिक्त> 20 mmol / एल जब तक 8% ओ 2 से वैश्विक हाइपोक्सिया प्रेरित या धमनी रक्तचाप (MABP) <15 एमएम एचजी मतलब है, और 4 घंटा 15 में जानवरों को बलिदान कर दिया। Hypoxia भी कार्डियक आउटपुट द्वारा titrated किया गया है, MABP (आधारभूत का 30-40%) और धमनी पीएच (6.95-7.05) 16 (30-35 एमएम एचजी के लिए)।
इस रिपोर्ट में प्रस्तुत करने के लिए एक समान aEEG दमन से titrated वैश्विक हाइपोक्सिया-ischemia के मॉडल electrophysiologically, चिकित्सकीय है कि मस्तिष्क विकृति का प्रदर्शन किया है, और asphyxiated अवधि शिशु 17,18 में पाया हालत को neuropathologically तुलनीय है।
प्रेरित जल्दी करना की डिग्री आवश्यक है। जल्दी करना का एक उपयोगी पशु मॉडल भी नए व्यास के परीक्षण के लिए अनुमति मिलनी चाहिएप्रक्रियाओं और उपचार के विकल्प Gnostic। इस सक्षम करने के लिए, मॉडल नए उपचार का मूल्यांकन करते समय कम प्रासंगिक होगा कम या कोई उपचार क्षमता के साथ गंभीर मस्तिष्क की चोट के रूप में एक उपचार के संभावित है, जहां मध्यम जल्दी करना के लिए प्रेरित करना चाहिए। हाइपोक्सिया के लिए सहिष्णुता परीक्षण जानवरों के बीच काफी भिन्न होता है। पिछले अध्ययनों से अधिक सुसंगत मस्तिष्क की चोट से हासिल किया जा सकता है पता चला है कि और अधिक जानवरों आयाम एकीकृत Electroencephalography (aEEG) द्वारा मूल्यांकन प्रत्येक घेंटा के मस्तिष्क की प्रतिक्रिया के अनुसार प्रेरित हाइपोक्सिया individualizing बजाय भर में एक सेट FIO 2 मूल्य का उपयोग करके 17,19 कि जीवित hypoxic घटना। aEEG दमन की अवधि 45 मिनट aEEG दमन <से बढ़ रही 20 मिनट aEEG दमन और गंभीर बरामदगी> पर कुछ histopathologic परिवर्तन के साथ, मस्तिष्क की चोट की डिग्री करने के लिए संबद्ध। जल्दी करना के लिए न्यूरोप्रोटेक्टिव उपचार के हाल के एक समीक्षा व्यवहारिक परिणाम meas सक्रिय करने के अस्तित्व के मॉडलों के लिए जरूरत की पहचानपशु मॉडल 20 में ures।
प्रस्तुत जल्दी करना घेंटा मॉडल के कई फायदे हैं। यह परिणाम है मानव शरीर विज्ञान के लिए अनुवाद करने के लिए अत्यधिक होने की संभावना है, जहां एक प्रजाति पर आधारित है। AEEG द्वारा ग्लोबल हाइपोक्सिया-ischemia के मॉडल कई अंगों और hypoxia-ischemia के अनुमापन बायोमार्कर, एमआरआई और व्यवहार प्रासंगिक समय बिंदुओं पर मूल्यांकन किया जा सकता है कि इस तरह के अस्तित्व नैदानिक प्रासंगिक परिणामों के साथ मस्तिष्क की चोट के अनुरूप एक डिग्री लाती है।
प्रसवकालीन श्वासावरोध और जल्दी करना के घेंटा मॉडल ही जल्दी करना pathophysiology में वर्तमान अंतर्दृष्टि के लिए महत्वपूर्ण योगदान नहीं किया है, लेकिन यह भी सफलतापूर्वक अंततः मानव में नए उपचार में जिसके परिणामस्वरूप, क्लिनिकल परीक्षण से पहले है। घेंटा मॉडल पढ़ाई जल्दी करना 21 के लिए एक इलाज के रूप में हाइपोथर्मिया स्थापित करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है, और नवजात पुनर्जीवन अनुसंधान 22 में किया जाता है। श्वासावरोध और जल्दी करना, एक के भीतर अनुसंधान प्रदर्शन जब विभिन्न समूहों घेंटा मॉडल का इस्तेमाल किया हैडी पढ़ाई हाइपोथर्मिया 23, अल्फा-मेलानोसाईट-उत्तेजक हार्मोन 24, हृदय की गिरफ्तारी के 25, tyrosine hydroxylase गतिविधि 26, दोहराया hypoxic जोखिम 27, NMDA रिसेप्टर गतिविधि 14 में शामिल हैं, और लगभग अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी 28।
प्रक्रिया के दौरान मामूली समायोजन भी हल्के या गंभीर भी मस्तिष्क की चोट के 29,2 या तो में परिणाम हो सकता है के रूप में इस रिपोर्ट में प्रस्तुत घेंटा जल्दी करना मॉडल के साथ काम करने के लिए तकनीकी रूप से चुनौती दे रहा है। हम मौजूदा साहित्य पहले प्रकाशित मॉडल को पुन: पेश करने के लिए पर्याप्त विस्तार का अभाव पाया। इस प्रकार, हम यहाँ जल्दी करना के अध्ययन के लिए इस उन्नत मॉडल स्थापित करने के लिए शोधकर्ताओं को सक्षम करने, इस रिपोर्ट में एक सुअर का बच्चा 72 घंटा अस्तित्व के मॉडल की स्थापना के लिए आवश्यक तकनीकी प्रक्रियाओं के हर कदम प्रदर्शित करता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
कारण इसकी जटिलता को वर्णित मॉडल केवल मान्यता प्राप्त सुविधाओं में लागू किया जा सकता है और पशु अनुसंधान के क्षेत्र में अनुभव किया। स्थानीय नैतिकता समितियों द्वारा अनुमोदन से पहले प्रयोगों की दीक्षा ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors would like to thank John Kristensen and Søren Braad Andersen from the Department of Communication, Aarhus University Hospital, Denmark, for their exceptional help with filming and editing. Animal technician Diana Gyldenløve and veterinarian Birgitte Kousgaard, Institute of Clinical Medicine Aarhus University Hospital, Denmark for assisting with animal care. This study was supported by the Lundbeck Foundation, the Laerdal Foundation for Acute Medicine, Central Denmark Region’s Research Foundation, Augustinus Foundation, Aase and Ejnar Danielsens Foundation, the Institute of Clinical Medicine Aarhus University Hospital, Brødrene Hartmanns Foundation, Karen Elise Jensens Foundation, Fonden til Lægevidenskabens Fremme, and Marie Dorthea og Holger From, Haderslevs Fond.
Materials
| Warm-touch-pediatric blanket | Covidien | 5030840 |
| Adhesive Apertrue Drape | Barrier | 915447 |
| Utility Drape (sterile) 75×80 cm | Barrier | 800530 |
| Neoflon | BD – Luer | 391350 |
| Laryngoscope | Miller | 85-0045 |
| Endotracheal tube 2.5 mm | Covidien | 111-25 |
| Endotracheal tube 3.0 mm with cuff | Unomedical | MM61110030 |
| Endotracheal tube 3.5 mm with cuff | Unomedical | MM61110035 |
| Anesthesia machine | GE Healthcare | 1009-9002-000 |
| EEG – electrodes/disposable subdermal needle electrode | Cephalon | ACCE120550 |
| ECG – electrodes | medtronic | 3010107-003 |
| ECG-electrodes for MR | philips | ACCE120550 |
| Arterial blood sampler – aspirator | Radiometer medical ApS | 956552 |
| Polyurethane Umbilical vein catheter (5 Fr/Ch) | Covidien | 8888160341 |
| Polyurethane Umbilical vein catheter (3,5 Fr/ch) | Covidien | 8888160333 |
| Suture set (size 3-0) | Covidien | 8886 623341 |
| BD Spinal needle 0.7x38mm | BD needles | 405254 |
| Gas with 96% Nitrogen / 4% oxygen | Air Liquide | made on order |
| NeuroMonitor (CFM) system | Natus Medical Incorporated | OBM70002 |
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