מאמר זה נועד לספק לחוקרים מדריך מפורט ונגיש להקמת מודל חזירי לתינוקות של הלם דימומי.
הלם דימומי הוא גורם מוביל לתחלואה ולתמותה בקרב ילדים חולים. פענוח המדדים הקליניים המתוקפים במבוגרים כדי להנחות החייאה והשוואה בין טיפולים שונים קשה בילדים בשל ההטרוגניות האינהרנטית של אוכלוסייה זו. כתוצאה מכך, בהשוואה למבוגרים, ניהול מתאים של הלם דימום ילדים עדיין לא מבוסס היטב. בנוסף, המחסור בילדים חולים עם הלם דימומי מונע התפתחות של מחקרים רלוונטיים מבחינה קלינית. מסיבה זו, יש צורך במודל ניסיוני של בעלי חיים לילדים כדי לחקור את ההשפעות של דימום אצל ילדים, כמו גם את תגובתם לטיפולים שונים. אנו מציגים מודל של חיות תינוקות של הלם דימומי מבוקר נפח בחזירים צעירים מורדמים. דימום נגרם על ידי משיכת נפח דם שחושב בעבר, והחזיר מנוטר לאחר מכן והחייאה עם טיפולים שונים. כאן, אנו מתארים מודל מדויק וניתן לשחזור של הלם דימומי בחזירים לא בוגרים. המודל מניב נתונים המודינמיים המאפיינים מנגנוני פיצוי המופעלים בתגובה לדימום חמור.
דימום מסכן חיים עקב טראומה, אם כי לא שכיח, הוא סיבת המוות המובילה בקרב ילדיםחולים 1,2. גורמים נוספים להלם דימומי כוללים קדחת דימומית, דימום במערכת העיכול, ניתוח כבד וניתוחי לב, במיוחד כאשר משתמשים במעקף לב-ריאה3.
בניגוד לאוכלוסייה הבוגרת, אין מספיק נתונים על ניהול הלם דימום ילדים, אשר מבוסס במידה רבה על חוות דעת מומחה או מתורגם ישירות בפועלמבוגרים 2,4. עם זאת, תרגום של אסטרטגיות ניהול ממבוגרים עשוי להיות לא מתאים. לדוגמה, קשה להסיק מדדים קליניים מתוקפים במבוגרים למטופלים ילדים בשל ההטרוגניות הפיזיולוגית הקיימת בין קבוצות בגילאים שונים ודפוסי הפגיעה השונים השולטים באוכלוסיית הילדים. כתוצאה מכך, נקודות קצה ספציפיות שיגרמו להתערבות בחולה הילדים אינן מוגדרות היטב. יתר על כן, אין מספיק ראיות על ההשפעות המזיקות שיש לטיפולים המיושמים כיום במבוגרים על ילדיםבגילאי 2,4,5.
לאור כל זאת, יש צורך בחקירה נוספת כדי לקבוע ספי החייאה ספציפיים להתערבות מיידית, כמו גם לקבוע טוב יותר מהם הטיפולים המתאימים ביותר להלם דימום בילדים. עם זאת, פיתוח מחקרים איכותיים ורלוונטיים מבחינה קלינית של דימום מסכן חיים בילדים קשה, בשל מיעוט החולים וההטרוגניות שכבר הוזכרה באוכלוסיית הילדים מתקופת היילוד ועד גיל ההתבגרות.
הרלוונטיות הקלינית של הלם דימומי, בנוסף לקשיים בביצוע מחקרים קליניים על ילדים חולים, מדגישה את הצורך בהערכות פרה-קליניות על מודלים של בעלי חיים כדי לחקור פתופיזיולוגיה לאחר הלם דימומי בילדים, כמו גם להשוות טיפולים שונים. מספר מודלים של בעלי חיים שימשו באופן נרחב במחקר לחקר הלם דימומי 6,7,8,9. בשל הדמיון האנטומי והפיזיולוגי שלהם לבני אדם, חזירים מוערכים מאוד במחקר ביו-רפואי. באשר ליתרונות השימוש במודלים ספציפיים לתינוקות, הראיות מראות כי המודינמיקה לא בוגרת של חזירים, כמו גם מערכות נשימה, המטולוגיות ומטבוליות, דומות מאוד לאלה של בני אדם צעירים9. זה מעניק הזדמנות ייחודית לדמות תרחיש קליני של הלם דימומי אצל ילדים.
במודל זה, דימום נגרם על ידי משיכת נפח דם שחושב בעבר. לאחר מכן, החזיר הוא פיקוח, נוזלי החייאה שונים מנוהלים.
כאן, אנו מתארים מודל מדויק וניתן לשחזור של הלם דימומי בחזירים לא בוגרים. המודל מניב נתונים המודינמיים המאפיינים מנגנוני פיצוי המופעלים בתגובה לדימום חמור.
ביצוע הליכים על חזירים צעירים יכול להיות מורכב ועלול לסכן חיים בשל תכונות אנטומיות ופיזיולוגיות מסוימות של בעלי חיים אלה. כדי להשיג תוצאות עקביות ולהפחית את אובדן בעלי החיים, ישנם כמה צעדים קריטיים שיש לשקול בזהירות. ראשית, השגת רמה נאותה של הרגעה חיונית כדי למזער את תגובת העקה של בעלי החיים, אשר, אם היא מוגזמת, עלולה לשנות את התוצאות עקב שחרור קטכולאמין אנדוגני. חשוב גם להימנע מעיכובים בין ההזרקה התוך שרירית לבין האינטובציה, שכן בעלי חיים יכולים לפתח תגובת לחץ חמורה עם טכיקרדיה וחמצת מטבולית בלתי הפיכה שעלולה לזרז את סיום הניסוי. למרות שקבוצות אחרות משתמשות בחומרי הרדמה בשאיפה עם תוצאות טובות20,21, אנו מעדיפים תרופות תוך ורידי, שכן תרופות הרגעה בשאיפה אינן מאפשרות מדידה של חילופי גזים נשימתיים עם קלורימטריה עקיפה. מניסיוננו, שילוב של פרופופול ופנטניל יעיל ויש לו מעט מאוד תופעות לוואי. ניהול טמפרטורה זהיר לאורך כל הניסוי הוא היבט מרכזי נוסף של הפרוטוקול, שכן שינויים מהירים בטמפרטורה יכולים להשפיע באופן משמעותי על התגובה ההמודינמית של בעל החיים להלם, לזייף את התוצאות או להוביל בסופו של דבר לכישלון הניסוי.
חלק מכריע נוסף של המכשור הוא אינטובציה, בהתחשב במאפיינים הייחודיים של אנטומיה חזירית ורגישותם ללרינגוספאזם. לכן, ההליך צריך להתבצע על ידי מפעיל אחד לפחות עם ניסיון קודם, ומומלץ להשתמש בסטייל והרפיית שרירים10,22. צנתור של כלי דם יכול להיות מאתגר גם בשל גודלם הקטן של בעלי החיים. עבור גישה הירך, נקב מונחה סונוגרפיה עדיף, כמו כלי ממוקמים עמוק, בדרך כלל יש קטרים קטנים, ולהראות קורסים שונים ותנוחות22. עבור גישה צוואר הרחם, אנו משתמשים בגישה כירורגית כדי לאפשר את המיקום של בדיקת זרימת התרדמה, אבל טכניקת אולטרסאונד אפשרי גם23,24. קנולציה של הווריד הצווארי החיצוני מועדפת בדרך כלל בשל קוטרו הרחב יותר, מיקומו השטחי ומספר נמוך יותר של מבנים סביבו22. יש לשטוף צנתרים מיד לאחר החדרתם בתמיסות מלח כדי למנוע חסימה. אנו לא משתמשים בהפרין כדי למנוע שינויים בקרישה. כמו כן, בתחילה, נמנענו ממתן עירויי גלוקוז כדי למנוע עיוות פוטנציאלי של התגובה ההמודינמית על ידי מתן נוזלים מיותרים, אך מצאנו כי בעלי חיים פיתחו היפוגליקמיה חמורה ומוקדמת. לבסוף, גם עם הרדמה וטכניקות פחות פולשניות בשימוש כיום, מכשור יוצר תגובת לחץ משמעותית אצל בעלי חיים, ולכן רצוי להשאיר מספיק זמן להחלמה לפני תחילת הסרת הדם. לגבי השראת הלם דימומי, אנו ממליצים על הסרת 30 מ”ל / ק”ג, שכן זה יוצר תגובה פתופיזיולוגית משמעותית עם שיעורי הישרדות מצוינים. מניסיוננו, תינוקות חזירים אינם סובלים כמויות גדולות יותר של איבוד דם, והתמותה גבוהה. נסיגה הדרגתית של הדם חשובה גם היא, שכן הסרה מהירה עלולה לגרום לאי יציבות המודינמית חמורה ומוות מוקדם של החיה.
למרות שיש מגוון רחב של מינים ומודלים ניסיוניים זמינים לחוקרים, המודל האידיאלי של הלם דימום בבעלי חיים – פשוט, קל לשחזור ושכפול מדויק של המצב הקליני – עדיין מהווה אתגר. מודלים של בעלי חיים קטנים – בעיקר עכברים וחולדות – משמשים לחקר המנגנונים הפתופיזיולוגיים של הלם. עם זאת, גודלם הקטן מסבך באופן משמעותי את הביצועים של הליכים כירורגיים דגימה. בעלי חיים גדולים יותר, כגון כלבים וחזירים, יקרים ומורכבים יותר לטיפול, אך גודלם והדמיון הפיזיולוגי שלהם לבני אדם הופכים אותם למתאימים יותר להערכה פרה-קלינית של אסטרטגיות הטיפול. עם זאת, השימוש בכלבים בעבר וגם כיום מוטל בספק מבחינה אתית. הם אינם מציעים כל יתרון על פני חזירים כמודלים ניסיוניים של בעלי חיים, והאינטליגנציה שלהם והיחסים הדו-צדדיים המיוחדים בין בני אדם לכלבים מציבים אותם במיקום גבוה יותר בסולם פילוגנטי 6,7,8.
לאור כל זאת, חזירים בוגרים נמצאים בשימוש נרחב למחקר קרדיווסקולרי בשל הדמיון שלהם לפיזיולוגיה האנושית הבוגרת, לגודל ולאנטומיה, שהיא טובה יותר מרוב המינים. עם זאת, כפי שהוכח היטב בספרות, ישנם הבדלים משמעותיים בין חולים מבוגרים וילדים אנושיים במונחים של מערכת הלב וכלי הדם, נפח הדם, ויסות הטמפרטורה והתגובה להלם 2,3,4. יחד עם זאת, ראיות מראות כי הבדלים אלה חלים גם על חזירים, וחזרזירים נמצאו בעלי פרופיל לב וכלי דם, כלי דם, המטולוגיים ואלקטרוליטים דומים מאוד לאלה בחולים אנושיים ילדים 9,25. לבסוף, מעבר להבדלים אנטומיים ופיזיולוגיים אלה בין מבוגרים לתינוקות בשני המינים, השימוש במודלים של חיות תינוקות, במיוחד מיני-חזירים, מספק את ההזדמנות לבחון את אותם מכשירים המשמשים בסביבה הקלינית האמיתית לניטור. במקרים רבים, אמינותם של מכשירים אלה הוכחה כנמוכה בגלל התאמה פשוטה של האלגוריתמים, החיישנים או הקשקשים הבוגרים. כל ההיבטים הללו תומכים בחשיבות של פיתוח מודלים ספציפיים של בעלי חיים לילדים והרלוונטיות שלהם במונחים של תועלת תרגומית לסביבה הקלינית של ילדים.
מלבד סוג החיה, ישנם שלושה מודלים בסיסיים המשמשים בדרך כלל במחקר של הלם דימומי: דימום מבוקר – או על ידי נפח או לחץ – ודימום בלתי מבוקר. הפרוטוקול המוצג במאמר זה מתאר מודל דימום בנפח קבוע, שבו נפח דם קבוע, המחושב בדרך כלל לפי אחוז משקל הגוף, מוסר על פני פרק זמן שנקבע על ידי הצופה. להיפך, במודלים של דימום בלחץ קבוע, בעלי חיים מדממים ל- MAP שנקבע מראש, אשר נשמר לאחר מכן עם דימום תקופתי או עירוי נוזלים במהלך תקופה מוגדרת, בהתאם למין בעלי החיים ואת מידת או התוצאה של הלם. הן מודלים של הלם דימומי בנפח קבוע והן מודלים של הלם דימומי בלחץ קבוע מאפשרים לחקור שינויים פתופיזיולוגיים הנגרמים על ידי הלם בתנאים מבוקרים, ומציעים יתרון ברור במונחים של יכולת שחזור ותקינה. עם זאת, המגבלה העיקרית שלהם היא שהם אינם מאפשרים ללמוד את ההשפעות של אסטרטגיות החייאה שונות על דימום פעיל, שבו החייאה נוזל אגרסיבי לפני שליטה כירורגית של דימום ידוע להגדיל את הדימום ולהקטין את ההישרדות, עקב עיכוב של היווצרות של פקקת ואת העלייה בלחץ הדם הממוצע. מודלים של דימום בלתי מבוקר הנגרם על ידי טראומה וסקולרית מתוקננת – ריסוק / חתך של כבד וטחול, פגיעה בעורקים או קטיעה של תוספתן – הוצעו כדי לשקף טוב יותר את המצב הקליני, ובכך לאפשר הבנה טובה יותר של ההשפעות של אסטרטגיות החייאה נוזלים שונות והתערבויות אחרות, כגון היפותרמיה ומוצרים המוסטטיים. עם זאת, למרות היותם רלוונטיים ביותר מבחינה קלינית, מודלים אלה דימום בלתי מבוקר להפעיל כמה חסרונות ברורים במונחים של סטנדרטיזציה ושחזור. לאור כל זאת, נראה כי המודל האידיאלי אינו קיים, ולכן המחקר בתחום זה חייב לאזן בין רלוונטיות קלינית לבין סטנדרטיזציה ניסויית ואמינות 6,7,8,9,26.
המודל המתואר במחקר זה עשוי להציע יישומים פוטנציאליים רחבים במחקר לב וכלי דם, כגון חקירת תפקוד לקוי של האנדותל ושינויים במיקרו-סירקולציה18 במהלך הלם, כמו גם תיקוף של מערכות ניטור המודינמיות שונות. יתר על כן, זה יכול לשמש גם בתחומי מחקר אחרים, המאפשר את המחקר של תגובות אנדוקריניות או חיסוניות לאחר דימום חמור, כמו גם קביעת תופעות לוואי של נוזלים שונים vasopressors. עם זאת, לגבי המחקר על אסטרטגיות החייאה שונות, מומלץ ללמוד את השפעותיהן במודלים של דימום בלתי מבוקר לפני יישום שינויים בסביבה הקלינית 7,26.
מלבד הקושי להסיק את התוצאות לחיים האמיתיים, למודל זה יש מגבלות נוספות. ראשית, ישנם כמה משתנים מבלבלים הקשורים למערך הניסוי, כגון שימוש בחומרי הרדמה או אוורור מכני, שעשויים להחליש את התגובות הפיזיולוגיות במהלך הלם ולסבך את פרשנות התוצאות. חוץ מזה, תגובת לחץ מכשור על בעלי החיים ובקרת טמפרטורה עשויים להשפיע על מאקרו ומיקרוסירקולציה באמצעות מנגנונים שונים. מגבלה חשובה נוספת של מודל זה – הקשורה לצרכים הניסיוניים ולזמינות המשאבים – היא תקופת התצפית הפוסט-טראומטית המוגבלת, המגבילה עוד יותר את המחקר של ההשלכות ארוכות הטווח של הלם דימומי. בנוסף, למרות הדמיון הפיזיולוגי בין בני אדם לחזירים, ישנם כמה הבדלים בין מינים שיש לקחת בחשבון. מערכת הקרישה, למשל, נראית יעילה יותר בחזירים27,28. כמו כן, רמות הפלזמה לקטט וסוקצינאט שונות בין המינים, ולחזירים יש אלקלוזיס בסיסי, מה שעלול להוביל להערכת חסר של השפעות הדימום על מאזן בסיס חומצה29. לבסוף, ידוע גם כי התגובות הדלקתיות והחיסונית, כמו גם כמה קולטני vasopressor, שונים בחזירים9. הבדלים ספציפיים בין בעלי חיים צריכים להיחשב גם כגורמים משפיעים. מספר מחקרים הצביעו על הבדלים מגדריים מבחינת רגישות להלם, כאשר לנקבות יש יתרון הישרדותי משמעותי על פני זכריםבני 6,9. עם זאת, בניסויים שנערכו במחקר זה, אנו משתמשים בבעלי חיים מאותה קבוצת גיל ועם רקע גנטי דומה כדי למזער את השונות הפוטנציאלית הטבועה במינים.
לסיכום, מאמר זה מספק מדריך מעשי שלב אחר שלב להקמת מודל חזירי של הלם דימום בילדים. בהשוואה למודלים קיימים אחרים, זהו פרוטוקול אמין וקל למעקב עם ישימות רחבה במחקר ביו-רפואי, בין אם לחקירת תגובות פתופיזיולוגיות לאחר דימום חמור או להערכת אסטרטגיות החייאה שונות.
The authors have nothing to disclose.
מחקר זה מומן על ידי מכון סאלוד קרלוס השלישי (ISCIII) באמצעות הפרויקט “PI20/01706” ונוסד על ידי האיחוד האירופי. למממנים לא היה כל תפקיד בעיצוב המחקר, באיסוף הנתונים ובניתוחם, בהחלטה על פרסומם או בהכנת כתב היד. ברצוננו להביע הכרת תודה לכל עמיתינו מהיחידה לטיפול נמרץ ילדים גרגוריו מראניון ומהמכון הניסיוני גרגוריו מראנון, שכן ללא עבודתם פרויקט זה לא היה אפשרי.
ADA swabs | Albino Dias de Andrade, S.A. | 300575750400 | Non-woven swabs |
Alaris SE | Carefusion | N/A | Volumetric infusion pump |
Atracurium | Aspen Pharma Trading Limited. Dublin, Ireland | N/A | Muscle relaxant |
Atropine 1 mg/mL | B. Braun | 481377/1013 | |
Barrier adhesive aperture drape | Mölnlycke | 63621 | |
BD emerald syringe 5 mL, 10 mL, 20 mL | Becton Dickinson S.A | https://www.bd.com/en-eu/offerings/capabilities/syringes-and-needles/injection-syringes/bd-emerald-3-piece-syringe | various options available |
BLF21A laser doppler monitor | Transonic Systems Inc. | BLF21A | Skin blood flow monitor |
BlueSensor NF ECG electrodes | Ambu | NF-50-A/12 | |
Check-Flo performer introducer set 5Fr | Cook Medical | G12018 | Vascular Sheath |
Datex ohmeda S5 | GE Healthcare Finland Oy, Helsinki, Finland | M1162897 | Hemodynamic monitor |
Fentanyl 0.05 mg/mL | Kern Pharma | N/A | Anesthesia |
GE Vivid S5 | GE Healthcare | S series | Ultrasound machine |
Introcan Safety 18 G, 22 G, 24 G | B. Braun | Introcan series | Safety intravenous catheter |
INVOS cerebral/somatic oximetry adult sensors | Medtronic PLC, USA | https://www.medtronic.com/covidien/en-us/products/cerebral-somatic-oximetry/invos-cerebral-somatic-oximetry-adult-sensors.html | |
INVOS OXIMETER cerebral/somatic | Somanetics | 08-10566 | Regional oxygenation monitor |
Ketamin 50 mg/mL | Pfizer, S.L. | 47034 | Sedation |
Leon plus | Heinen + Löwenstein | N/A | Ventilator |
Life scope VS | Nihon Kohden | N/A | Bedside monitor |
Miller laryngoscope blade 12″ | Jorgensen Labs, USA | J0449F | Laryngoscope |
Multi-lumen central venous catheterization set 7 French, 3 lumen, 30 cm | Arrow | CS-14703 | Central venous catheter |
Nellcor WarmTouch 5300A | Covidien | Thermal blancket | |
Nitrile gloves | Medihands | KS-ST RT021 | Single use gloves |
Pediatric SomaSensor INVOS cerebral/somatic | Covidien | https://www.medtronic.com/covidien/en-us/products/cerebral-somatic-oximetry.html | Disposable regional oxygen saturation sensor |
PICCO monitoring kit | Pulsion Medical Systems | PV8215 | |
PICCO thermodilution catheter 5F/20 cm | Pulsion Medical Systems | N/A | |
Propofol Lipoven 10 mg/mL | Fresenius Kabi, Spain | N/A | Anesthesia |
Pulse contour cardiac output (PiCCO2) | Pulsion Medical Systems | N/A | Hemodynamic monitor |
Rüsch flexislip | Teleflex Medical | 503700 | Endotracheal tube stylet |
Softa swabs | B. Braun | 19579 | Alcohol pads |
Surgical silk sutures USP 0 | Aragó, Barcelona, Spain. | 6245 | |
TruWave pressure monitoring set | Edwards | T001767A | Pressure monitoring set |
Ultrasound transmission gel | Ultragel Hungary 2000 Kft. | UC260 |