Gebruik van zachte gesynchroniseerde negatieve druk om baby's te helpen ademen (Neovest)

Ademnood is een veelvoorkomende reden waarom pasgeboren baby's kort na de geboorte intensieve zorg nodig hebben. Premature baby's lopen het risico onvolgroeide longen en/of zwakke ademhalingsspieren te hebben die ademhalingsondersteuning met een mechanische ventilator nodig hebben. Voldragen baby's kunnen ook ademhalingsondersteuning nodig hebben voor longziekte of longonvolwassenheid. De meest gebruikte vorm van niet-invasieve ademhalingsondersteuning is positieve druk die wordt toegediend via neustanden of een neusmasker, ook wel bekend als nasale continue positieve luchtwegdruk (nCPAP). Aangenomen wordt dat nasale CPAP effectief is bij een verscheidenheid aan longaandoeningen bij pasgeborenen, waaronder respiratory distress syndrome, voorbijgaande tachypneu van de pasgeborene, enz. Hoewel er vele vormen van nCPAP bestaan, zijn deze meestal niet gesynchroniseerd met de ademhalingsinspanningen van een baby (1,2).

Bovendien kan, vanwege de gevoelige huid van baby's en de onderontwikkelde neusbruggen, het voortdurende gebruik van neushulpmiddelen leiden tot huidbeschadiging en blijvende schade aan de neus (3). Om optimale ventilatie te bieden, moeten deze apparaten nauwsluitende neusinterfaces zijn om een ​​lekvrije omgeving te bieden (3). Er is ook variatie in het succes van nasale interfaces bij het verschaffen van uniforme ventilatie. Dit komt omdat de positieve druk die ter hoogte van de neusgaten van de baby wordt uitgeoefend, wordt afgevoerd (door de open mond, enz.) terwijl deze door de luchtwegen van de baby naar de longblaasjes van hun longen gaat (3). Bovendien kan langdurig gebruik van nasale beademingsmethoden de hechting van baby's met hun moeder belemmeren door een kortere huid-op-huid-tijd, enz. Nasale CPAP wordt vaak genoemd als een reden waarom voeding (inclusief borstvoeding) wordt uitgesteld bij baby's die neonatale intensive care nodig hebben.

Negatieve drukventilatie (NPV) omvat de toepassing van subatmosferische drukken rond de buik om het middenrif te verplaatsen. Het is een uniek alternatief voor het toedienen van NIV aan zuigelingen en zou complicaties in verband met nasale interfaces voorkomen. NPV is eerder gebruikt bij de behandeling van zuigelingen met ademnood met behulp van ouderwetse, grote en omvangrijke "ijzeren long"-apparaten (4-12). Een van de eerste onderzoeken waarbij NPV werd gebruikt bij zuigelingen met respiratoire insufficiëntie, toonde aan dat in een reeks van 26 patiënten NPV zorgde voor een aanhoudende toename van PaO2 (5). De zuigelingen hadden een gemiddelde zwangerschapsduur van 32 tot 33 weken en voldeden aan de criteria voor respiratoire insufficiëntie gedefinieerd door PaO2 < 40 mmHg op 100% ingeademde zuurstof en/of PCO2 > 70 mmHg tijdens zak-maskerbeademing (5). Verdere onderzoeken naar NPV bleven de effectiviteit aantonen bij de beademing van zuigelingen met longziekte met verbeterde oxygenatie (6-12).

In deze studie stellen de onderzoekers een nieuwe onderdrukinterface en een nieuw apparaat voor dat is gesynchroniseerd met de ademhalingsaandrijving van het kind en zorgt voor intermitterende toepassing van onderdruk. Het apparaat maakt gebruik van Neurally Adjusted Ventilator Assist (NAVA)-technologie om synchronisatie te bereiken met de onderliggende ademhalingsaandrijving en -controle van het kind.

De elektrische activiteit van het diafragma (Edi) wordt gemeten met behulp van een gespecialiseerde voedingssondekatheter met geminiaturiseerde sensoren aan het uiteinde. Er is een kleine ballon aan het uiteinde van de katheter die de maagdruk meet, wat bewijs levert dat het middenrif wordt verplaatst. In eerder werk is aangetoond dat de Edi-katheter effectief is bij het leveren van zowel invasieve als niet-invasieve overdrukventilatie met de door de FDA goedgekeurde NAVA en een verscheidenheid aan interfaces (13-15). De Edi-katheter wordt in veel NICU's over de hele wereld routinematig gebruikt als een conventionele neus- of orale katheter.

NAVA is een beademingsmodus die neuraal is geïntegreerd met de inherente longbeschermende reflexen door gebruik te maken van de informatie verkregen uit de Edi-katheter. Tijdens spontane ademhaling, naarmate de longinflatie vordert, zullen rekreceptoren in de longen uiteindelijk een voldoende ingeademd volume waarnemen en de inspiratie "uitschakelen". Voor een patiënt op NAVA, waarbij de neurale inspiratie ook de hulpafgifte regelt, wordt de ventilatorademhaling uitgeschakeld wanneer de neurale uitademing begint. Verschillende onderzoeken hebben aangetoond dat zuigelingen tijdens NAVA spontaan kiezen voor een lagere piekinademingsdruk (PIP) en teugvolume in vergelijking met conventionele beademing (beoogd door de clinicus) (16-23).

"Traditionele" NAVA wordt in- en uitgeschakeld met de Edi en levert alleen bij inspiratie proportioneel hulp aan de Edi. De PEEP wordt vastgesteld en gedefinieerd door de clinicus. Tijdens deze "traditionele NAVA" is er een behoorlijke hoeveelheid tonic Edi die niet wordt bijgestaan. Bij continue NAVA wordt de Edi gebruikt om de assist continu aan te passen. De Edi regelt zowel de inspiratoire als de expiratoire assist. Er is een veiligheids- en tolerantieonderzoek uitgevoerd bij 20 te vroeg geboren baby's waarbij neutraal aangepaste PEEP (neuroPAP) werd gebruikt met behulp van neustanden als plaatsingsinterface (zie bijlage 2).

In deze studie zijn de onderzoekers van plan een apparaat voor onderdruktoediening (NeoVest) te besturen om gedurende een korte periode gesynchroniseerde negatieve NIV toe te dienen. Voorlopige gegevens bij kleine ratten (~ 400 g) en grotere konijnen (~ 3-4 kg) hebben de haalbaarheid en werkzaamheid aangetoond in experimentele omstandigheden die ademnood bij pasgeborenen nabootsen (zie bijlage 3). De Neovest was in staat om bij deze dieren meerdere effectieve niveaus van beademingsondersteuning te genereren zonder bijwerkingen.

Het NeoVest-plaatsingshulpmiddel is een draagbaar vest/omhulsel dat de buik van het kind omsluit. Het is ontwikkeld met behulp van seriële lichaamsmetingen van baby's die eerder waren opgenomen in de St. Michael's Hospital NICU (REB #15-183). Het trekt zachtjes aan de buik door negatieve druk uit te oefenen, waardoor het diafragma wordt verplaatst. De gebruikte materialen voor het NeoVest zijn licht van gewicht en geschikt voor de gevoelige huid van baby's.

Het doel van de huidige studie is om de haalbaarheid aan te tonen van het toepassen van negatieve druk NIV, die gesynchroniseerd en evenredig is met de ademhalingsbehoefte van het kind. De voorlopige gegevens over de haalbaarheid kunnen worden gebruikt om grotere subsidies aan te vragen bij het CIHR voor een onderzoek naar het NeoVest bij kleinere premature baby's.