Bruk av skånsomt synkronisert negativt trykk for å hjelpe babyer med å puste (Neovest)

Åndenød er en vanlig årsak til at nyfødte spedbarn trenger intensivbehandling like etter fødselen. Premature spedbarn risikerer å ha umodne lunger og/eller svake åndedrettsmuskler som krever åndedrettsstøtte med en mekanisk ventilator. Fullbårne spedbarn kan også kreve respiratorisk støtte for lungesykdom eller lungeumodenhet. Den mest brukte formen for ikke-invasiv åndedrettsstøtte er positivt trykk levert via nesestifter eller en nesemaske, også kjent som nasal kontinuerlig positivt luftveistrykk (nCPAP). Nasal CPAP antas å være effektiv ved en rekke nyfødte lungesykdommer, inkludert respiratorisk distress syndrom, forbigående takypné hos det nyfødte, etc. Selv om det finnes mange former for nCPAP, er de vanligvis ikke synkronisert med en babys pusteinnsats (1,2).

På grunn av spedbarnenes sensitive hud og underutviklede nesebroer kan videre bruk av neseapparater føre til hudnedbrytning og permanent skade på nesen (3). For å gi optimal ventilasjon, må disse enhetene være tettsittende nesegrensesnitt for å gi et lekkasjefritt miljø (3). Det er også variasjon i suksessen til nasale grensesnitt når det gjelder å gi jevn ventilasjon. Dette er fordi det positive trykket som tilbys på nivå med spedbarnets nesebor, forsvinner (gjennom den åpne munnen osv.) når det beveger seg nedover spedbarnets luftveier til alveolene i lungene deres (3). I tillegg kan langvarig bruk av neseventilasjonsmetoder hindre spedbarns binding til sine mødre via redusert hud-til-hud-tid osv. Nasal CPAP blir ofte nevnt som en årsak til at fôring (inkludert amming) er forsinket hos babyer som trenger neonatal intensivopphold.

Negativt trykkventilasjon (NPV) innebærer påføring av sub-atmosfærisk trykk rundt magen for å forskyve membranen. Det er et unikt alternativ for å administrere NIV til spedbarn og vil unngå komplikasjoner forbundet med nesegrensesnitt. NPV har tidligere blitt brukt til behandling av spedbarn med pustebesvær ved bruk av gammeldagse, store og klumpete «jern-lunge»-apparater (4-12). En av de tidligste studiene med bruk av NPV for spedbarn med respirasjonssvikt viste at i en serie på 26 pasienter ga NPV en vedvarende økning i PaO2 (5). Spedbarnene hadde en gjennomsnittlig svangerskapsalder på 32 til 33 uker og oppfylte kriteriene for respirasjonssvikt definert av PaO2 < 40 mmHg på 100 % inspirert oksygen og/eller PCO2 > 70 mmHg under posemaskeventilasjon (5). Ytterligere studier på NPV, fortsatte å vise effektivitet i ventilasjon av spedbarn med lungesykdom med forbedret oksygenering (6-12).

I denne studien foreslår etterforskerne et nytt negativt trykkgrensesnitt og en enhet som er synkronisert med spedbarnets respirasjonsdrift og gir intermitterende påføring av negativt trykk. Enheten bruker Neurally Adjusted Ventilator Assist (NAVA) teknologi for å oppnå synkronisering med spedbarnets underliggende respirasjonsdrift og kontroll.

Den elektriske aktiviteten til membranen (Edi) måles ved hjelp av et spesialisert ernæringsrørkateter med miniatyriserte sensorer i enden. Det er en liten ballong på tuppen av kateteret som måler magetrykket som gir bevis på at mellomgulvet forskyves. Edi-kateteret har i tidligere arbeid vist seg å være effektivt for å levere både invasiv og ikke-invasiv positivt trykkventilasjon med den FDA-godkjente NAVA og en rekke grensesnitt (13-15). Edi-kateteret brukes rutinemessig i mange NICU-er over hele verden som et konvensjonelt nese- eller oralkateter.

NAVA er en ventilasjonsmodus som er nevralt integrert med de iboende lungebeskyttende refleksene ved å bruke informasjonen hentet fra Edi-kateteret. Under spontan pusting, ettersom lungeoppblåsing skrider frem, vil strekkreseptorer i lungene etter hvert føle et tilstrekkelig inspirert volum, og "slå av" inspirasjon. For en pasient på NAVA, hvor den nevrale inspirasjonen også styrer assistanseleveringen, vil respiratorpusten bli slått av når nevrale utånding begynner. Flere studier har vist at spedbarn spontant velger lavere topp inspirasjonstrykk (PIP) og tidalvolum under NAVA sammenlignet med konvensjonell ventilasjon (målrettet av klinikeren) (16-23).

"Tradisjonell" NAVA utløses av og på med Edi og leverer assistanse proporsjonalt med Edi kun på inspirasjon. PEEP er fast og definert av klinikeren. Under denne "tradisjonelle NAVA" er det en god del tonic Edi som ikke blir assistert. Med kontinuerlig NAVA brukes Edi til å justere assisten kontinuerlig. Edi styrer både inspirasjons- og ekspirasjonsassistenten. En sikkerhets- og toleransestudie på 20 premature spedbarn som brukte nøytraljustert PEEP (neuroPAP) ble utført ved bruk av nesestifter som leveringsgrensesnitt (se vedlegg 2).

I denne studien planlegger etterforskerne å kontrollere en undertrykksleveringsenhet (NeoVest) for å levere synkronisert negativ NIV i en kort periode. Foreløpige data fra små rotter (~400 g) og større kaniner (~3-4 kg) har vist gjennomførbarhet og effekt i eksperimentelle forhold som etterligner neonatal pustebesvær (se vedlegg 3). Neovest var i stand til å generere flere effektive nivåer av ventilatorstøtte hos disse dyrene uten bivirkninger.

NeoVest leveringsenheten er en vest/skall som kan bæres som omgir spedbarnets mage. Den ble utviklet ved bruk av serielle kroppsmålinger av spedbarn som tidligere har vært innlagt på St. Michael's Hospital NICU (REB #15-183). Den trekker forsiktig i magen ved å påføre undertrykk, og forskyver dermed mellomgulvet. Materialene som brukes til NeoVest er lette og egnet for spedbarns sensitive hud.

Målet med denne studien er å demonstrere muligheten for å påføre negativt trykk NIV, som er synkronisert og proporsjonal med spedbarnets respirasjonsbehov. De foreløpige dataene om gjennomførbarhet kan brukes til å søke om større tilskudd fra CIHR, for en studie av NeoVest hos mindre premature spedbarn.