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Projet d'échange de gaz trans-muqueux de l'oreille moyenne 1, objectif spécifique 1

16 février 2019 mis à jour par: Cuneyt M. Alper

Régulation de la pression de l'oreille moyenne dans la santé et la maladie : offre de gaz, demande et bilan gazeux de l'oreille moyenne -- Objectif spécifique 1

Cette étude mesurera la vitesse à laquelle les gaz se déplacent entre l'espace aérien de l'oreille moyenne et le sang circulant à travers la muqueuse de l'oreille moyenne. L'oreille moyenne est une poche de gaz biologique rigide située derrière le tympan et est remplie des mêmes gaz que dans l'air, principalement de l'oxygène (O), de l'azote (N) et du dioxyde de carbone (CO2), mais dans des proportions différentes. L'oreille moyenne est tapissée d'une fine couche de cellules recouvrant les tissus qui entourent les vaisseaux sanguins. Le sang qui traverse la muqueuse de l'oreille moyenne contient également ces mêmes gaz mais dans des proportions différentes de l'atmosphère (air ambiant) et de l'oreille moyenne. En raison des différences dans les proportions de ces gaz, chaque gaz a tendance à circuler entre l'oreille moyenne et le sang en essayant de rendre les proportions de gaz dans ces compartiments les mêmes. Ce flux de gaz vers et depuis l'oreille moyenne modifie la pression de l'oreille moyenne. Si la pression de l'oreille moyenne diminue bien en dessous de la pression atmosphérique de l'atmosphère, la capacité d'entendre les sons est altérée et du liquide peut s'accumuler dans l'oreille moyenne. On s'attend à ce que chaque gaz différent se déplace entre l'oreille moyenne et le sang à une vitesse différente, mais on ne sait pas quelles sont ces vitesses pour chacun des gaz. On s'attend également à ce que ces vitesses soient différentes pour les oreilles qui ont eu une maladie de l'oreille moyenne et celles qui n'en ont pas. Dans cette étude, nous allons mesurer la vitesse des échanges d'azote, d'oxygène et de gaz carbonique dans les deux sens entre l'oreille moyenne et le sang. Pour ce faire, le mélange gazeux dans l'oreille moyenne sera modifié de sorte qu'il y ait un mouvement d'un seul gaz pour chaque expérience, puis mesurer le changement de la quantité de gaz dans l'oreille moyenne. Cela peut être fait à l'aide d'un instrument spécial appelé spectromètre de masse s'il y a un tube de tympanostomie (ventilation) ouvert et fonctionnel, un petit tube en plastique, dans le tympan. Pour tous les participants à cette étude, nous réaliserons 6 expériences d'environ 2 heures chacune pour mesurer la vitesse des flux d'azote, d'oxygène et de dioxyde de carbone. Des sujets avec et sans tube de tympanostomie seront recrutés. Ceux qui n'ont pas de tube auront un tube inséré dans une oreille à des fins d'étude et il sera retiré à la fin de l'étude ; ces sujets seront suivis chaque semaine jusqu'à ce que le trou dans le tympan (où se trouvait le tube) soit fermé.

Aperçu de l'étude

Statut

Complété

Les conditions

Échange de gaz de l'oreille moyenne

Intervention / Traitement

Description détaillée

Une régulation adéquate de la pression de l'oreille moyenne (EM), définie comme le maintien d'une pression totale de l'EM à des niveaux approximativement ambiants, est nécessaire pour une audition normale et pour préserver la santé de l'EM. Le mécanisme de régulation de la pression ME consiste en deux composants distincts qui affectent la pression totale du gaz ME : le bolus, l'échange total de gaz entraîné par le gradient entre le ME et le nasopharynx pendant les ouvertures actives et transitoires de la trompe d'Eustache (ET) et la pression partielle passive. échange diffusif de gaz entraîné par gradient entre la cavité ME et les compartiments adjacents, y compris le sang local via la muqueuse ME (MEM) et l'environnement via la membrane tympanique. La physiologie de base des transferts de gaz à travers l'ET est bien établie et un échange de gaz lent à négligeable à travers la membrane tympanique normale et enflammée a été mesuré pour les chinchillas, les chats et les singes, et confirmé par nous pour les humains. En revanche, les caractéristiques des échanges gazeux transMEM sont controversées. La modélisation mathématique montre que l'échange de gaz transMEM contrôle la trajectoire de pression ME entre les ouvertures ET et les taux d'échange relatifs pour les différents gaz physiologiques définissent la demande placée sur l'ET pour le réapprovisionnement en gaz ME. Ici, nous mesurons empiriquement les constantes d'échange transMEM ME-à-sang et sang-à-ME pour les gaz physiologiques chez l'homme avec des MEM normaux et enflammés. À cette fin, un total de 20 sujets adultes par ailleurs en bonne santé, 10 sans antécédent significatif de maladie de l'oreille ME (groupe 1) et 10 avec au moins 1 tube de ventilation fonctionnel (VT) inséré pour une maladie ME existante (groupe 2). Les sujets du groupe 1 subiront une insertion VT sous anesthésie locale dans la clinique de recherche et, pour tous les sujets, un bouchon d'oreille en acrylique sur mesure sera fabriqué et équipé d'un capteur pour mesurer la pression, d'une seringue pour ajuster la pression du système et micro- tubes pour permettre un échantillonnage périodique des gaz avec analyse de la composition par un spectromètre de masse en ligne. Tous les sujets subiront une série de six expériences d'échange de gaz transMEM, chaque expérience étant conçue pour établir un gradient de pression partielle ME-à-sang ou sang-à-ME pour l'un des 3 gaz physiologiques, N2, O2 ou CO2. Au cours de chaque expérience, le bouchon d'oreille sera inséré et scellé dans le conduit auditif. Le bouchon d'oreille sera relié par des valves à une ligne menant au spectromètre de masse et à une source de gaz de composition connue, et le système (bouchon d'oreille + ME) lavé avec un gaz test spécifique à l'expérience. Ensuite, le bouchon d'oreille sera fermé à la source de gaz, et pendant la durée de 60 à 90 minutes de l'expérience, la pression du système sera enregistrée en continu et des échantillons de gaz ME seront prélevés à des intervalles de 10 minutes pour l'analyse de la composition. Les données seront transformées pour estimer la conductance transMEM (constante d'échange) pour le gaz de test. Le dernier jour de la série expérimentale, les sujets du groupe 2 seront renvoyés ; Les sujets du groupe 1 verront leur TV retirée et seront ensuite suivis chaque semaine jusqu'à ce que la perforation de la membrane tympanique soit guérie. À ce moment, l'audiométrie effectuée avant l'insertion du VT sera répétée. Les résultats seront utilisés pour compléter nos modèles mathématiques de régulation de la pression ME lorsque le ME passe de la santé à la maladie. Ces données empiriques seront également utilisées pour évaluer certaines hypothèses liées aux limitations imposées aux échanges de chaque espèce gazeuse et à la symétrie directionnelle des processus d'échange.

Type d'étude

Interventionnel

Inscription (Réel)

Phase

La phase 1

Contacts et emplacements

Cette section fournit les coordonnées de ceux qui mènent l'étude et des informations sur le lieu où cette étude est menée.

Lieux d'étude

États-Unis
- Pennsylvania
  - Pittsburgh, Pennsylvania, États-Unis, 15213
    - Middle Ear Physiology Laboratory, University of PIttsburgh

Critères de participation

Les chercheurs recherchent des personnes qui correspondent à une certaine description, appelée critères d'éligibilité. Certains exemples de ces critères sont l'état de santé général d'une personne ou des traitements antérieurs.

Critère d'éligibilité

Âges éligibles pour étudier

18 ans à 50 ans (Adulte)

Accepte les volontaires sains

Non

Sexes éligibles pour l'étude

Tout

La description

Critère d'intégration:

Adultes autrement en bonne santé âgés de 18 à 50 ans
Aucun antécédent d'EM significative ; membrane tympanique intacte (groupe 1 uniquement)
Tube de tympanostomie fonctionnel ou perforation chronique après extrusion du tube ; tube placé pour un épanchement de l'oreille moyenne/un dysfonctionnement de la trompe d'Eustache (groupe 2)
Aucun antécédent de chirurgies ME passées autres que les tubes de ventilation (groupe 2),
Capable de comprendre les risques de l'étude et de fournir un consentement éclairé écrit

Critère d'exclusion:

Avoir un problème de santé chronique
Avoir du liquide ME ou une otite moyenne (OM) au moment de la présentation pour l'insertion du tube de ventilation (groupe 1 uniquement)
Avoir un drainage à travers le tube de ventilation au moment du test
Avoir un rhume ou une rhinite allergique au moment du test
Prendre tout médicament sur ordonnance à l'exception de ceux pour le contrôle des naissances
Avoir une allergie / réaction indésirable connue ou suspectée à l'un des médicaments à l'étude utilisés pour préparer la membrane tympanique pour l'insertion du tube de ventilation (groupe 1 uniquement)
Avoir un seuil d'audition > 15 dB ou un écart aéro-osseux > 10 dB à l'une des fréquences vocales (Groupe 1 uniquement)

Plan d'étude

Cette section fournit des détails sur le plan d'étude, y compris la façon dont l'étude est conçue et ce que l'étude mesure.

Comment l'étude est-elle conçue ?

Détails de conception

Objectif principal: Science basique
Répartition: Non randomisé
Modèle interventionnel: Affectation croisée
Masquage: Aucun (étiquette ouverte)

Armes et Interventions

Groupe de participants / Bras Groupe de participants / Bras Un groupe ou un sous-groupe de participants à un essai clinique qui reçoit une intervention/un traitement spécifique, ou aucune intervention, selon le protocole de l'essai.	Intervention / Traitement Intervention / Traitement Processus ou action faisant l'objet d'une étude clinique. Les interventions comprennent les médicaments, les dispositifs médicaux, les procédures, les vaccins et d'autres produits expérimentaux ou déjà disponibles. Les interventions peuvent également inclure des approches non invasives, telles que l'éducation ou la modification du régime alimentaire et de l'exercice.
Autre: Groupe 1 - aucun antécédent d'otite moyenne pas d'antécédent d'otite moyenne	Médicament: 6 % CO2, 25 % O2, équilibre N2 exposition de l'oreille moyenne au gaz Médicament: 6 % CO2, 0 % O2, équilibre N2 exposition de l'oreille moyenne au gaz Médicament: 20 % CO2, 6 % O2, équilibre N2 exposition de l'oreille moyenne au gaz Médicament: 0 % CO2, 6 % O2, équilibre N2 exposition de l'oreille moyenne au gaz Médicament: 6 % CO2, 6 % O2, équilibre N2 exposition de l'oreille moyenne au gaz Médicament: 6 % CO2, 6 % O2, 0 % N2, reste argon exposition de l'oreille moyenne au gaz
Autre: Groupe 2 - tube de tympanostomie breveté au moins 1 tube de tympanostomie perméable	Médicament: 6 % CO2, 25 % O2, équilibre N2 exposition de l'oreille moyenne au gaz Médicament: 6 % CO2, 0 % O2, équilibre N2 exposition de l'oreille moyenne au gaz Médicament: 20 % CO2, 6 % O2, équilibre N2 exposition de l'oreille moyenne au gaz Médicament: 0 % CO2, 6 % O2, équilibre N2 exposition de l'oreille moyenne au gaz Médicament: 6 % CO2, 6 % O2, équilibre N2 exposition de l'oreille moyenne au gaz Médicament: 6 % CO2, 6 % O2, 0 % N2, reste argon exposition de l'oreille moyenne au gaz

Groupe de participants / Bras