Denna sida har översatts automatiskt och översättningens korrekthet kan inte garanteras. Vänligen se engelsk version för en källtext.

Trans-Mellan-Ear Mucosal Gas Exchange Project 1, Specifikt mål 1

16 februari 2019 uppdaterad av: Cuneyt M. Alper

Reglering av tryck i mellanörat inom hälsa och sjukdom: gastillgång, efterfrågan och gasbalans i mellanörat -- Specifikt mål 1

Denna studie kommer att mäta hastigheten med vilken gaser rör sig mellan luftrummet i mellanörat och blodet som strömmar genom slemhinnan i mellanörat. Mellanörat är en stel biologisk gasficka som ligger bakom trumhinnan och är fylld med samma gaser som i luft, främst syre (O), kväve (N) och koldioxid (CO2), men i olika proportioner. Mellanörat kantas av ett tunt lager av celler som ligger över vävnader som omger blodkärlen. Blodet som strömmar genom mellanörsslemhinnan innehåller också samma gaser men i olika proportioner från både atmosfären (rumsluften) och mellanörat. På grund av skillnaderna i proportionerna av dessa gaser, tenderar varje gas att strömma mellan mellanörat och blod och försöker göra proportionerna av gaser i dessa fack lika. Detta flöde av gaser till och från mellanörat ändrar mellanörat tryck. Om mellanörattrycket sjunker mycket under atmosfärens lufttryck försämras förmågan att höra ljud och vätska kan byggas upp i mellanörat. Det förväntas att varje gas kommer att röra sig mellan mellanörat och blod med olika hastighet, men det är inte känt vad dessa hastigheter är för någon av gaserna. Det förväntas också att dessa hastigheter kommer att vara olika för öron som har haft mellanörat och de som inte har det. I denna studie kommer vi att mäta hastigheten för kväve-, syre- och koldioxidutbyten i båda riktningarna mellan mellanörat och blod. För att göra detta kommer gasblandningen i mellanörat att ändras så att det blir rörelse av endast en gas för varje experiment och sedan mäta förändringen i mängden gas i mellanörat. Detta kan göras med ett speciellt instrument som kallas en masspektrometer om det finns ett öppet, fungerande tympanostomi (ventilations) rör, ett litet plaströr, i trumhinnan. För alla deltagare i denna studie kommer vi att genomföra 6 experiment vardera på cirka 2 timmar för att mäta hastigheten på kväve, syre och koldioxidflöde. Försökspersoner med och utan tympanostomirör kommer att rekryteras. De utan en sond kommer att ha en tub insatt i ena örat för studieändamål och den kommer att tas bort i slutet av studien; dessa ämnen kommer att följas varje vecka tills hålet i trumhinnan (där röret var) är stängt.

Studieöversikt

Status

Avslutad

Betingelser

Mellanörat gasutbyte

Intervention / Behandling

Detaljerad beskrivning

Adekvat tryckreglering i mellanörat (ME), definierat som upprätthållande av ett totalt ME-tryck på ungefär omgivande nivåer, krävs för normal hörsel och för att bevara ME-hälsan. Mekanismen för tryckreglering av ME består av två distinkta komponenter som påverkar det totala ME-gastrycket: bolus, total gradientdrivet utbyte av gaser mellan ME och nasofarynx under aktiva, övergående Eustachian tube (ET) öppningar och det passiva, partialtrycket gradientdrivet diffusivt utbyte av gaser mellan ME-kaviteten och intilliggande avdelningar inklusive det lokala blodet via ME-slemhinnan (MEM) och miljön via trumhinnan. Den grundläggande fysiologin för gasöverföringar genom ET är väl etablerad och ett långsamt till försumbart gasutbyte över det normala och inflammerade trumhinnan har mätts för chinchillor, katter och apor, och bekräftats av oss för människor. Däremot är egenskaperna hos transMEM-gasutbyte kontroversiella. Matematisk modellering visar att transMEM-gasutbyte styr ME-tryckbanan mellan ET-öppningar och de relativa utbyteshastigheterna för de olika fysiologiska gaserna definierar efterfrågan som ställs på ET för ME-gasåterförsörjning. Här mäter vi empiriskt transMEM ME-till-blod och blod-till-ME-utbyteskonstanter för de fysiologiska gaserna hos människor med normala och inflammerade MEM. För detta ändamål, totalt 20 i övrigt friska vuxna försökspersoner, 10 utan någon signifikant historia av ME-öronsjukdom (Grupp-1) och 10 med minst 1 funktionell ventilationsslang (VT) insatt för existerande ME-sjukdom (Grupp-2). Grupp-1-personer kommer att ha VT-insättning under lokalbedövning på forskningskliniken och för alla försökspersoner kommer en skräddarsydd öronpropp i akryl att tillverkas och förses med en sensor för att mäta tryck, en spruta för att justera systemtrycket och mikro- rör för att möjliggöra periodisk gasprovtagning med sammansättningsanalys med en online-masspektrometer. Alla försökspersoner kommer att genomgå en serie av sex transMEM-gasutbytesexperiment, där varje experiment är utformat för att fastställa en ME-till-blod- eller en blod-till-ME-partialtrycksgradient för en av de tre fysiologiska gaserna, N2, O2 eller CO2. Under varje experiment kommer öronproppen att sättas in i och förseglas i hörselgången. Öronproppen kommer att fästas med ventiler till en ledning som leder till masspektrometern och till en känd sammansättningsgaskälla, och systemet (öronpropp + ME) tvättas med en testgas som är specifik för experimentet. Sedan stängs öronproppen till gaskällan och under experimentets 60 till 90 minuters varaktighet kommer systemtrycket att registreras kontinuerligt och ME-gasprover tas med 10 minuters intervall för sammansättningsanalys. Data kommer att transformeras för att uppskatta transMEM-konduktansen (utbyteskonstanten) för testgasen. På den sista dagen av experimentserien kommer grupp-2-personerna att avskedas; Grupp 1-personer kommer att få sin VT borttagen och sedan följas varje vecka tills trumhinnans perforering har läkt. Vid den tidpunkten kommer audiometri som utfördes innan VT-insättningen att upprepas. Resultaten kommer att användas för att komplettera våra matematiska modeller av ME-tryckreglering när ME övergår från hälsa till sjukdom. Dessa empiriska data kommer också att användas för att utvärdera vissa hypoteser relaterade till de begränsningar som läggs på utbytet av varje gasart och angående utbytesprocessernas riktningssymmetri.

Studietyp

Interventionell

Inskrivning (Faktisk)

Fas

Fas 1

Kontakter och platser

Det här avsnittet innehåller kontaktuppgifter för dem som genomför studien och information om var denna studie genomförs.

Studieorter

Förenta staterna
- Pennsylvania
  - Pittsburgh, Pennsylvania, Förenta staterna, 15213
    - Middle Ear Physiology Laboratory, University of PIttsburgh

Deltagandekriterier

Forskare letar efter personer som passar en viss beskrivning, så kallade behörighetskriterier. Några exempel på dessa kriterier är en persons allmänna hälsotillstånd eller tidigare behandlingar.

Urvalskriterier

Åldrar som är berättigade till studier

18 år till 50 år (Vuxen)

Tar emot friska volontärer

Nej

Kön som är behöriga för studier

Allt

Beskrivning

Inklusionskriterier:

I övrigt friska vuxna i åldern 18 till 50 år
Ingen historia av signifikant ME-sjukdom; intakt trumhinna (endast grupp 1)
Funktionell tympanostomi tub eller kronisk perforering efter extrudering av tub; rör placerat för utgjutning i mellanörat/dysfunktion i Eustachian-röret (Grupp 2)
Ingen historia av tidigare ME-operationer förutom ventilationsrör (Grupp 2),
Kunna förstå studierisker och ge skriftligt informerat samtycke

Exklusions kriterier:

Har några kroniska hälsoproblem
Ha ME-vätska eller otitis media (OM) vid presentationstillfället för införande av ventilationsslang (endast grupp 1)
Ha dränering genom ventilationsröret vid testtillfället
Har en förkylning eller allergisk rinit vid testtillfället
Tar något receptbelagt läkemedel med undantag av de för preventivmedel
Har en känd eller misstänkt allergi/biverkning mot något av studieläkemedlen som används för att förbereda trumhinnan för införande av ventilationsrör (endast grupp 1)
Har en hörseltröskel >15 dB eller >10 dB luftbensgap vid någon av talfrekvenserna (endast grupp 1)

Studieplan

Det här avsnittet ger detaljer om studieplanen, inklusive hur studien är utformad och vad studien mäter.

Hur är studien utformad?

Designdetaljer

Primärt syfte: Grundläggande vetenskap
Tilldelning: Icke-randomiserad
Interventionsmodell: Crossover tilldelning
Maskning: Ingen (Open Label)

Antal vapen

Vapen och interventioner

Deltagargrupp / Arm	Intervention / Behandling
Övrig: Grupp 1 - ingen historia av otitis media ingen historia av otitis media	Läkemedel: 6% CO2, 25% O2, resten N2 exponering av mellanörat för gas Läkemedel: 6% CO2, 0%O2, resten N2 exponering av mellanörat för gas Läkemedel: 20% CO2, 6% O2, resten N2 exponering av mellanörat för gas Läkemedel: 0% CO2, 6% O2, resten N2 exponering av mellanörat för gas Läkemedel: 6 % CO2, 6 % O2, resten N2 exponering av mellanörat för gas Läkemedel: 6% CO2, 6% O2, 0% N2, resten argon exponering av mellanörat för gas
Övrig: Grupp 2 - patent tympanostomirör minst 1 patenterad tympanostomislang	Läkemedel: 6% CO2, 25% O2, resten N2 exponering av mellanörat för gas Läkemedel: 6% CO2, 0%O2, resten N2 exponering av mellanörat för gas Läkemedel: 20% CO2, 6% O2, resten N2 exponering av mellanörat för gas Läkemedel: 0% CO2, 6% O2, resten N2 exponering av mellanörat för gas Läkemedel: 6 % CO2, 6 % O2, resten N2 exponering av mellanörat för gas Läkemedel: 6% CO2, 6% O2, 0% N2, resten argon exponering av mellanörat för gas

Deltagargrupp / Arm