Pilotstudie för att utvärdera en prototyp av elektronisk livmoderhämmare för att förhindra prematura sammandragningar

Födelsetalen för tidigt i USA har envist fastnat på 10,5 % eller högre sedan 1950-talet. 2011 års kurs, 11,72 %, är den senaste tillgängliga nivån. Det handlar om ungefär en halv miljon för tidigt födda födslar per år bara i USA.

För tidig födsel och åtföljande komplikationer är bland de största hälsoproblemen i världen idag och bidrar till cirka 85 % av alla neonatala dödsfall, det vill säga dödsfall av spädbarn från födseln till 1 månads ålder.

Under de senaste tio åren har det utvecklats en ny metod för att effektivt och objektivt hämma uteruskontraktiliteten under förlossningen.

Metoden är icke-farmaceutisk och undviker därför systemiska biverkningar och har potential att vara icke-invasiv och lätt att bemästra.

Denna metod använder en elektrisk intervention (EI)/livmoderpacemakeranordning som möjliggör snabb och reversibel hämning av prematura livmodersammandragningar och för tidig födsel.

Nedan följer en kort redogörelse för myometriets elektriska egenskaper och varför dessa egenskaper kan påverkas av elektriska ingrepp (EI).

Livmoderns kontraktila aktivitet är en direkt följd av den underliggande elektriska aktiviteten i myometrialcellerna. Sekvensen av kontraktion och avslappning av myometrium är resultatet av den cykliska depolariseringen och repolariseringen av muskelcellernas membran.

Livmodern vid termin har visat sig vara myogen precis som hjärtat. Livmodern drar ihop sig spontant utan neuronal kontroll, som hjärtat, och bildar gap junctions som sammanbinder cellerna precis som hjärtats syncytium. Dessutom är båda exciterbara vävnader med liknande strömflöden.

Electrical Intervention (EI) har framgångsrikt hämmat myometriella eller livmoderkontraktioner hos många olika arter t.ex. får, kanin, råtta och människa (in vitro). EI var effektiv i levande djur när den användes på livmodern antingen direkt fäst eller transvaginalt.

Den elektriska pacemakern (Inch Inc., Brooklyn, NY) som används i detta arbete är en fristående bärbar enhet med integrerade kretsar, inrymd i en låda cirka åtta tum på alla sidor. EI levereras som 10-sekunders skurar av bipolära, konstantströms, fyrkantvågspulser i 20 % arbetscykler. En 20 % arbetscykel består av en strömpuls vid den givna strömstyrkan som varar 20 % av cykeln, följt av en period utan ström under de återstående 80 % av cykeln. Antalet cykler per sekund definierar frekvensen i Hertz (Hz). Eftersom arbetscykeln är konstant på 20 %, levererar en 10-sekunders skur alltid ström i totalt 2 sekunder, med frekvensen som bestämmer längden och antalet individuella pulser, i millisekunder (ms) under skuren.

Deltagarna registrerades med början i februari 2005. IRB-godkännande fanns på New York Downtown Hospital, Manhattan, NY, från starten till mars 2013, då det upphörde att vara en studieplats. Under studieperioden på Downtown Hospital inkluderades och studerades totalt 3 deltagare. St. Luke's Roosevelt Hospital Center, Manhattan, NY, blev en studieplats när den fick IRB-godkännande i januari 2010 och är för närvarande den enda studieplatsen och har fortsatt IRB-godkännande. Medan de var under IRB-godkännande har 5 patienter registrerats och studerats vid St. Luke's och Roosevelt. Varje deltagare har gett skriftligt informerat samtycke. Hittills har totalt 53 kvinnor rekryterats och 8 har gett informerat samtycke och studerats.

De som studerats är kvinnor 18 år eller äldre, mellan 24-34 veckors graviditet, har en lugnande fosterhjärtfrekvens (FHR) spårning och i prematur förlossning enligt definition av American College of Obstetrics and Gynecology (ACOG). Deltagarna måste ha ihållande livmodersammandragningar, med 4 var 20:e minut eller 8 var 60:e minut, och något eller flera av följande: dokumenterad cervikal förändring, > 1 cm cervikal dilatation eller > 80 % cervikal utsmältning. Uteslutningskriterierna är desamma som för de flesta tokolytiska terapier; viktigast av allt, prematur ruptur av membranen (PROM), och dessutom svår havandeskapsförgiftning, svår abruption placenta, chorioamnionit, fosterdöd, fosteranomali som är oförenlig med livet, allvarlig fostertillväxtbegränsning eller beräknad fostervikt (EFW) <5 %, moget foster lungstudier, moderns hjärtarytmier, en permanent pacemaker, en fosterhjärtarytmi eller någon annan kontraindikation för tokolys.

Kvinnorna har en pacemakerelektrod placerad vaginalt. En 5 (1,67 mm) eller 6 (2,00 mm) fransk elektrodkateter med distala 4x2 mm platinalegeringsringar 5 mm från varandra (C. R. Bard, Inc., Lowell, MA, USA) placeras manuellt i den bakre vaginala fornixen bredvid den externa cervikala os. Kateterns proximala ände är tejpad på patientens lår och dess anslutningskabel fäst vid pacemakern, vilket kan generera en svag bipolär elektrisk ström (0-20 mA, 0-50 msek/puls, 50 Hz). I studien ökas EI-strömmen långsamt, efter behov, upp till max 17 mA.

Den mänskliga studien börjar omedelbart efter att katetern placerats och varar i 60 minuter; FHR, tidpunkten för livmoderns kontraktion och subjektiv kontraktionsamplitud övervakas under hela studien. De första 20 minuterna är kontrollkontraktionsperioden (C1). De andra 20 minuterna är EI-perioden, med en 10-sekunders burst av ström administrerad precis före varje förväntad sammandragning; förväntade sammandragningar bestäms av tidpunkten för Cl-sammandragningarna och/eller av ökningen av den subjektiva tokodynamometerspårningen över baslinjenivåerna. De tredje 20 minuterna är kontraktionsperioden efter intervention (C2). Kontraktionsintervallen, tiderna mellan kontraktionstopparna (P-P), mättes i minuter för C1, EI och C2. Alla statistiska analyser för den mänskliga studien har utförts med programvaran Statistical Analysis System (SAS) (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA) version 9.2. För varje period, C1, E1 och C2, uppskattas medelminuterna mellan sammandragningarna, med hjälp av variansanalysen med blandad modell (ANOVA) för att ta hänsyn till variabiliteten inom subjekt och mellan subjekt. Parvisa skillnader mellan ANOVA-medelvärden för blandad modell och motsvarande p-värden som testade för skillnad från noll uppskattades. All hypotesprövning utförs på signifikansnivån 0,05.