Pilotstudie zur Evaluierung eines Prototyps eines elektronischen Uterushemmers zur Verhinderung vorzeitiger Kontraktionen

Die Frühgeburtenrate in den Vereinigten Staaten verharrt seit den 1950er Jahren hartnäckig bei 10,5 % oder mehr. Der Satz von 2011, 11,72 %, ist der aktuellste verfügbare Wert. Das entspricht allein in den Vereinigten Staaten etwa einer halben Million Frühgeburten pro Jahr.

Frühgeburten und die damit einhergehenden Komplikationen gehören heute zu den größten Gesundheitsproblemen der Welt und sind für etwa 85 % aller Todesfälle bei Neugeborenen verantwortlich, d. h. Todesfälle von Säuglingen vom Zeitpunkt der Geburt bis zum Alter von einem Monat.

In den letzten zehn Jahren wurde eine neuartige Methode entwickelt, um die Kontraktilität der Gebärmutter während des Geburtsvorgangs effektiv und objektiv zu hemmen.

Die Methode ist nicht pharmazeutisch und vermeidet daher systemische Nebenwirkungen. Sie ist möglicherweise nichtinvasiv und leicht zu beherrschen.

Bei dieser Methode kommt ein elektrischer Eingriff (EI)/Uterusschrittmacher zum Einsatz, der eine schnelle und reversible Hemmung vorzeitiger Uteruskontraktionen und Frühgeburten ermöglicht.

Im Folgenden finden Sie einen kurzen Überblick über die elektrischen Eigenschaften des Myometriums und warum diese Eigenschaften durch elektrische Eingriffe (EI) beeinflusst werden können.

Die kontraktile Aktivität der Gebärmutter ist eine direkte Folge der zugrunde liegenden elektrischen Aktivität in den Myometriumzellen. Die Abfolge von Kontraktion und Entspannung des Myometriums ergibt sich aus der zyklischen Depolarisation und Repolarisation der Membranen der Muskelzellen.

Es hat sich gezeigt, dass die Gebärmutter zum Zeitpunkt der Geburt genauso myogen ist wie das Herz. Die Gebärmutter zieht sich wie das Herz spontan ohne neuronale Kontrolle zusammen und bildet Gap Junctions, die die Zellen wie das Synzytium des Herzens miteinander verbinden. Außerdem handelt es sich bei beiden um erregbare Gewebe mit ähnlichen Stromflüssen.

Elektrische Intervention (EI) hat Myometrium- oder Uteruskontraktionen bei vielen verschiedenen Arten erfolgreich gehemmt, z. Schaf, Kaninchen, Ratte und Mensch (in vitro). Der EI war bei lebenden Tieren wirksam, wenn er direkt an der Gebärmutter oder transvaginal angewendet wurde.

Der in dieser Arbeit verwendete elektrische Herzschrittmacher (Inch Inc., Brooklyn, NY) ist ein eigenständiges tragbares Gerät mit integrierten Schaltkreisen, das in einem Kasten von etwa 20 cm an allen Seiten untergebracht ist. EI wird als 10-Sekunden-Burst bipolarer Konstantstrom-Rechteckimpulse mit einem Tastverhältnis von 20 % abgegeben. Ein Arbeitszyklus von 20 % besteht aus einem Stromimpuls mit der angegebenen Stromstärke, der 20 % des Zyklus dauert, gefolgt von einem Zeitraum ohne Strom für die restlichen 80 % des Zyklus. Die Anzahl der Zyklen pro Sekunde definiert die Frequenz in Hertz (Hz). Da das Tastverhältnis konstant bei 20 % liegt, liefert ein 10-Sekunden-Burst immer Strom für insgesamt 2 Sekunden, wobei die Frequenz die Länge und Anzahl der einzelnen Impulse in Millisekunden (ms) während des Bursts bestimmt.

Die Einschreibung der Teilnehmer erfolgte ab Februar 2005. Die IRB-Genehmigung galt für das New York Downtown Hospital in Manhattan, NY, von Anfang an bis März 2013, als es nicht mehr als Studienzentrum fungierte. Während des Studienzeitraums am Downtown Hospital wurden insgesamt drei Teilnehmer eingeschrieben und untersucht. Das St. Luke's Roosevelt Hospital Center in Manhattan, NY, wurde zu einem Studienstandort, als es im Januar 2010 die IRB-Genehmigung erhielt. Derzeit ist es der einzige Studienstandort und verfügt weiterhin über eine IRB-Genehmigung. Während die IRB-Genehmigung bestand, wurden 5 Patienten in St. Luke's und Roosevelt aufgenommen und untersucht. Jeder Teilnehmer hat eine schriftliche Einverständniserklärung abgegeben. Bisher wurden insgesamt 53 Frauen rekrutiert, von denen acht eine Einverständniserklärung abgegeben und untersucht wurden.

Bei den untersuchten Frauen handelt es sich um Frauen im Alter von 18 Jahren oder älter, zwischen der 24. und 34. Schwangerschaftswoche, die eine beruhigende Messung der fetalen Herzfrequenz (FHR) aufweisen und sich gemäß der Definition des American College of Obstetrics and Gynecology (ACOG) in vorzeitigen Wehen befinden. Die Teilnehmer müssen anhaltende Uteruskontraktionen haben, mit 4 alle 20 Minuten oder 8 alle 60 Minuten, und eine oder mehrere der folgenden Bedingungen: dokumentierte Gebärmutterhalsveränderung, > 1 cm Gebärmutterhalserweiterung oder > 80 % Gebärmutterhalsverkleinerung. Die Ausschlusskriterien sind dieselben wie für die meisten tokolytischen Therapien; Am wichtigsten ist ein vorzeitiger Blasensprung (PROM) und zusätzlich schwere Präeklampsie, schwerer Plazentaabbruch, Chorioamnionitis, fetaler Tod, fetale Anomalie, die nicht mit dem Leben vereinbar ist, schwere fetale Wachstumsbeschränkung oder geschätztes fetales Gewicht (EFW) <5 %, reifer Fötus Lungenuntersuchungen, mütterliche Herzrhythmusstörungen, ein permanenter Herzschrittmacher, eine fetale Herzrhythmusstörung oder jede andere Kontraindikation für eine Tokolyse.

Den Frauen wird eine Herzschrittmacherelektrode vaginal platziert. Ein 5 (1,67 mm) oder 6 (2,00 mm) französischer Elektrodenkatheter mit distalen 4 x 2 mm großen Platinlegierungsringen im Abstand von 5 mm (C. R. Bard, Inc., Lowell, MA, USA) wird manuell im hinteren Scheidengewölbe neben dem äußeren Muttermund platziert. Das proximale Ende des Katheters wird mit Klebeband am Oberschenkel des Patienten befestigt und sein Verbindungskabel am Herzschrittmacher befestigt, der einen schwachen bipolaren elektrischen Strom erzeugen kann (0–20 mA, 0–50 ms/Impuls, 50 Hz). In der Studie wird der EI-Strom je nach Bedarf langsam bis auf maximal 17 mA erhöht.

Die Humanstudie beginnt unmittelbar nach der Platzierung des Katheters und dauert 60 Minuten; FHR, Zeitpunkt der Uteruskontraktion und subjektive Kontraktionsamplitude werden während der gesamten Studie überwacht. Die ersten 20 Minuten sind die Kontrollkontraktionsperiode (C1). Die zweiten 20 Minuten sind die EI-Periode, wobei unmittelbar vor jeder erwarteten Kontraktion ein 10-sekündiger Stromstoß verabreicht wird. Die erwarteten Kontraktionen werden durch den Zeitpunkt der C1-Kontraktionen und/oder durch den Anstieg der subjektiven Tocodynamometer-Aufzeichnung über die Ausgangswerte bestimmt. Die dritten 20 Minuten sind die Kontrollkontraktionsperiode nach dem Eingriff (C2). Die Kontraktionsintervalle, die Zeiten zwischen Kontraktionsspitzen (P-P), wurden für C1, EI und C2 in Minuten gemessen. Alle statistischen Analysen für die Humanstudie wurden mit der Software Statistical Analysis System (SAS) (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA) Version 9.2 durchgeführt. Für jede Periode, C1, E1 und C2, werden die mittleren Minuten zwischen den Kontraktionen geschätzt, wobei die Varianzanalyse mit gemischten Modellen (ANOVA) verwendet wird, um sowohl die Variabilität innerhalb des Subjekts als auch zwischen den Subjekten zu berücksichtigen. Es wurden paarweise Unterschiede zwischen den ANOVA-Mittelwerten gemischter Modelle und den entsprechenden p-Werten geschätzt, die auf Unterschiede von Null getestet wurden. Alle Hypothesentests werden auf dem Signifikanzniveau 0,05 durchgeführt.