이 문서는 쥐에 있는 전신 단기간 저체온증 유도의 2개의 방법을 설명합니다. 첫 번째 빠른 유도 방법은 온도의 급격한 감소를 위해 팬과 에탄올 스프레이를 사용하여 능동 냉각을 사용합니다. 두 번째 방법은 점진적 냉각 방법입니다. 이것은 이소플루란 마취의 조합과 홈더믹 히트 매트에 온도 설정의 감소를 사용하여 달성된다. 이로 인해 외부 냉각 장치를 사용하지 않고도 코어 체온이 점진적으로 감소합니다.
치료 저체온증 (TH)은 신경 장애의 전 임상 연구에서 신경 보호에 대한 강력한 증거를 제공 한 강력한 신경 보호 전략입니다. 강력한 전 임상 증거에도 불구 하 고, TH는 대부분의 신경 장애의 임상 시험에서 효능을 표시 하지 않은. 치료 저체온증을 채택 하는 유일한 성공적인 재판 성인에서 심장 마비와 신생아에 저 산소 허 혈 손상관련. 그것의 사용의 매개 변수에 대한 추가 조사, 그리고 사전 임상 및 임상 연구 사이의 연구 디자인 비교, 보증. 이 문서에서는 단기 저체온증 유도의 두 가지 방법을 보여줍니다. 첫 번째 방법은 에탄올 스프레이와 팬을 사용하여 쥐의 급속한 저체온증 유도를 허용합니다. 이 방법은 임상 시험에서 덜 일반적으로 사용 되었으며 다른 생리 적 효과 있을 수 있습니다 피부를 냉각 하 여 작동. 냉각은 표면적 대 부피 비율의 차이로 인해 인간 환자에서 달성 할 수있는 것보다이 기술로 훨씬 더 빠름입니다. 이와 함께, 두 번째 방법은 또한 짧은 기간 저체온증에 대한 임상적으로 달성 가능한 냉각 속도를 허용, 제시된다. 이 방법은 구현하기 쉽고 재현 가능하며 활성 피부 냉각이 필요하지 않습니다.
TH는 장기/시스템1,2의생존력과 기능을 보존하기 위해 신체 또는 뇌 온도를 냉각하는 관행이다. 신경보호에서 저체온증의 역할이 조사되고 뇌졸중3,지주 혈역4,외상성 뇌 손상5와같은 신경 질환의 전임상 모델범위에서 이점을 보여주고 있다. 임상 적용의 관점에서, TH는 심장 마비 후 및 신생아 저산소 허혈성 상해6에서환자에서 효능을 보여주었습니다.
TH 유도는 표면 또는 혈관 내 냉각 방법을 사용하여 달성됩니다. 대부분의 임상 저체온증 연구는 동물의 털에 물이나 에탄올을 적용하거나 냉각 담요를 사용하여 표적 온도1을달성함으로써 표면 냉각을 수행합니다. 인간에서는 얼음 팩과 냉각 담요7,8을사용하여 전신 표면 냉각을 달성합니다. 더 빠른 냉각은 정맥 내 또는 동맥 내 카테터를 통해 감기 식염수의 유도 주입을 결합하는 혈관 내 방법을 사용하는 환자에서 열등한 정맥 카바9,10내의 혈관 내 냉각 장치를 배치한 것으로 나타났다. 예를 들어, 33°C의 적당한 표적 온도는환자(11)에서표면 냉각을 가진 3-4h에 비해 혈관 내 냉각으로 1.5h로 도달할 수 있다. 혈관 내 접근법은 또한 최근 몇 년 동안 에 더 인기를 끌고있다 때문에 그것은 떨고 등 전신 표면 냉각에서 본 부작용의 일부를 줄이기 위해 보고 되었습니다 때문에12,13. 유럽 의 멀티 센터, 허혈성 뇌졸중 (EUROHYP-1)에 대한 저체온증의 무작위 단계 III 임상 시험은 주로 표면 냉각14를사용했다. 최근 이 시험에서 발표된 결과는 떨리는 것이 주요 합병증이며 목표 온도10을달성하는 능력을 제한했을 수 있음을 보여주었다. 떨리는 반응은 주로 피부 온도에 의해 구동되는 것으로 알려져 있습니다. 설치류 혈관 내 냉각 방법(15)을개발하기 위한 몇 가지 노력이 이루어졌지만, 인간에 사용된 것과 비교하여 기술의 매우 침습적 특성은 해당 모델에서 얻은 결과를 혼동할 위험이 있습니다.
온도는 신체의 생물학적 과정의 핵심 변조기이며 항상성에 의해 엄격하게 조절됩니다. 따라서 체온을 조작하면 관련 위험이 있을 수 있습니다. 냉각 기간은 저체온증 임상 시험의 성공을 제한할 수 있는 요인입니다. 이러한 예심은 24-72 h11에서저체온증을 유지하는 많은 장기 냉각 방법을 사용합니다. 이 연장된 기간은 냉각 프로토콜 도중 감염을 위한 리스크를 제기합니다. 폐렴은 저체온증에서 가장 흔한 합병증으로, 시술13을겪는 환자의 40-50 % 사이에 영향을 미칩니다. 이것은 단기 패러다임이 사용되는 저체온증의 동물 연구에서 일반적으로 볼 수있는 것과 는 대조적이다 (1-6 h)3. 이러한 전 임상 동물 연구의 성공 가능성이 임상 시험에서 사용에 대 한 단기 저체 온 증의 적응 귀 착될 것 이다. 그 결과, 향후 임상 시험의 냉각 속도와 유사한 단기 저체온증의 동물 모델이 필요합니다. 다른 온도 매개 변수 및 단기 저체온증의 유효성에 관한 자세한 내용은 여러 검토 기사1,16,17,18에서논의되었다.
여기에서 입증된 현재 실험 저체온증 모델보다 임상적으로 달성 가능한 냉각의 점진적인 모델입니다. 이 새로운 방법은 냉각 속도가 훨씬 느리므로, 대상 온도는 저체온증11의임상 시험에서 본 사람들의 범위에 가깝습니다. 또한 특정 생리학적 효과를 가지는 직접 표면 냉각을 방지하고, 따라서 임상 시험9,12에서가장 일반적으로 사용되는 냉각 방법이었던 혈관 내냉각과더 유사할 수 있다. 이 모델은 동물을 2시간 이상 점차적으로 냉각한 다음 목표 온도에서 단기간에 유지보수할 수 있습니다. 또한, 급속 냉각 단기 저체온증방법(19)도 입증된다. 빠른 냉각 방법은 저체온증 발병 후 대상 온도를 빠르게 달성할 수 있게 합니다. 이 방법은 점진적 냉각 방법으로 임상적으로 관련이 없지만, 잠재적으로 그것의 강력한 신경 보호 효과 약리적으로 모방하는 저체온증 신경 보호의 기계장치를 탐구하는 것을 목표로 하는 연구 결과에 유용합니다. 이 방법은 또한 신경 과학 의 외부 잠재적인 응용 프로그램을 가지고 있으며, 전 임상 연구의 수에 적응 할 수있다. 다른 방법에 비해 두 방법의 또 다른 장점은 저렴하고 전문 장비가 필요하지 않다는 것입니다. 마지막으로, 이 프로토콜은 또한 수술 후 온난화 및 모니터링이 부주의한 수술 후 저체온증을 방지하는 데 중요하기 때문에, 연구 결과20을혼동할 가능성이 있기 때문에 온도 데이터로거의 이식을 보여줍니다.
여기에 설명된 절차는 쉽게 구현되고, 비침습적이며, 코어 체온에서 원하는 목표 온도로 안정적이고 재현 가능한 감소를 제공한다.
다음과 같은 신속한 냉각 방법에는 몇 가지 중요한 단계가 있습니다. 에탄올 스프레이를 과포화하지 마십시오 – 이 결과를 방해하기 때문에 에탄올에 동물을 담그지 않도록주의해야합니다. 저체온증 유도 중에 동물을 모니터링- 주의는 밀접하게 빠른 저체온증 유도에 동물 반응을 모니터링하기 위해 취해야한다. 직장 온도의 가까운 시계는 온도가 원하는 대상 이하로 이동하지 않도록하는 것이 중요합니다 – 이 경우, 팬을 끄고 열 램프가 부드럽게 필요한 대상까지 동물을 다시 따뜻하게 할 수 있도록.
두 방법 모두에서 생리적 모니터링은 마취 용량의 적절한 조정을 보장하는 것이 중요합니다. 장기간 냉각을 위해, 부적당한 마취량은 냉각의 기간을 연장할 수 있습니다. 이 경우 적절한 냉각 속도가 이루어질 때까지 이소플루란 농도를 증가시킬 수 있다. 또 다른 중요한 단계는 온도 장치의 교차 보정입니다. 동일한 실험에서 온도 프로브 규제 히트 매트 및 datalogger를 사용하는 경우, 두 장치의 기록된 온도에 약간의 변화가 있을 수 있기 때문에 생체 내에서, 직장 프로브와 데이터 로거를 교차 보정하는 것이 가장 좋습니다.
이러한 방법은 신경 장애에 대 한 잠재적인 치료로 저체 온 증의 사용을 탐구 하고자 하는 연구에 적합. 연구의 특정 목표는 어떤 방법이 사용되는지 지시해야 합니다. 두 방법 모두 전신 표면 냉각으로 분류할 수 있지만 두 번째 방법은 활성 냉각을 필요로 하지 않습니다. 위에서 설명한 점진적 냉각 모델은 허혈성 뇌졸중 치료에 저체온증을 사용하기위한 중요한 잠재적 인 응용 프로그램이 있습니다. 장기 저체온증과 그로 인한 합병증은 노인 뇌졸중 환자에게 도전을 제기합니다. 더욱이, 떨리는 반응은 일부환자(10)에서표적 온도를 달성하기 어렵게 만든다. 반대로 떨리는 약물은 떨리는 반응을 감소시키는 것을 도울 수 있는 동안, 짧은 기간 점진적 냉각은 문제를 보다 효과적으로 개량할 수 있었습니다. 더 짧은 냉각 기간을 갖는 것은 또한 종종 예심에서 보고된 폐염의 부각을 감소시킬 가능성이 높습니다. 이 단기 기간 방법의 또 다른 잠재적이 장점은 장시간 냉각과 비교할 때 다시 웜링 속도가 중요하지 않을 수 있다는 것입니다. 큰 경색을 가진 치기 환자에 있는 긴 기간 냉각의 아주 초기 임상 연구 결과는 빠른 재동이 결과를 악화시키고 수시로 치명적인 두개내 압력 (ICP)에 있는 큰 고도로 이끌어 낸다는 것을 것을을 발견했습니다. 이로 인해 점진적인 재온 패러다임이 개발되어 냉각의 전반적인 지속 시간을 더욱 연장했습니다. 짧은 지속 시간 냉각은 단기간에만 목표 온도를 유지하며 반등ICP가 발생할 가능성이 낮을 수 있습니다. ICP 고도에 대한 저체온증 치료를 조사한 이전 연구는 여기에 설명된 것과 유사한 급속 냉각 및 재웜 프로토콜을 사용하여23,24를다시 모은 후 반등 ICP 고도가 보이지 않았다.
허혈성 뇌졸중 치료를 위한 저체온증의 임상 시험은 실험적인 연구 결과에서 보고된 저체온증의 이득을 번역할 수 없었습니다. 냉각 속도와 실험 모델과 환자 사이의 지속 시간 불일치는 이러한 불일치를 설명 할 수있는 중요한 변수입니다. 더 나은 냉각의 임상 속도와 유사한 저체온증의 실험 모델을 갖는 것은 뇌졸중 환자에 대한 치료 측정으로 저체온증의 이점에 대한 보다 정보에 입각한 조사를 허용합니다.
The authors have nothing to disclose.
이 프로젝트는 뉴캐슬 대학, 헌터 의학 연구소 (HMRI) 달라라 초기 연구 경력 연구원 펠로우십, NSW 건강 조기 경력 연구 펠로우십, 국립 건강 및 의학 연구 위원회 (NHMRC) 호주에 의해 투자되었다.
Absolute ethanol | ThermoFisher Scientific/ Ajax Finechem | AJA214-20LPL | Diluted with deionized water to give 70 % ethanol |
Antiseptic solution (Chlorhexidine) | David Craig | A2957 | |
Anaesthetic (Marcain) | Aspen | PS13977 | |
Brushless fan motor | Sirocco | YX2505 | 2 x 12 V/130 mA |
Heat lamp | Reptile One | AC220 | 240 V 50/60 Hz |
Heat pad | FHC, Inc | 40-90-2 | |
Rectal probe | FHC, Inc | 40-90-5D-02 | |
Temperature controller | FHC, Inc | 40-90-8D | |
Temperature Datalogger | Maxim | DS1922L-F5 |