A new device for the management of respiratory support at birth

The Golden Hour, the first hour after birth, has proven to be crucial in the life of neonates. It has been proven that lung recruitment maneuvers at birth may help the newborn in the task of making a smooth transition to air breathing. Although clinical procedures have been defined to overcome resuscitation difficulties, they lead to contradictory results. It is clear that a tool for the monitoring of the lung mechanics during resuscitation procedure needs to be developed. The aim of the thesis study is to design, develop and test the proof of concept of a new device able to assess the lung mechanics of preterm infants, by means of Forced Oscillation Technique (FOT) measurements, during neonatal resuscitation and, at the same time, to provide respiratory support. Despite the approach is similar to other preliminary studies, the implementation of the device is radically changed so that the device could be easily transferred to the clinical practice. In order to evaluate the efficiency, the adaptability of the device and to validate the FOT measurements, the device was tested in-vitro at the Politecnico di Milano (Milano). Finally, preliminary studies were performed in-vivo at the University of Utah (Salt Lake City, Utah) with the aim of evaluating, for the first time, resuscitation procedures on a more realistic animal model based on non-intubated preterm lambs.

E' stato provato che la Golden Hour, la prima ora dopo la nascita, è cruciale nella vita di un neonato. Si è visto che le manovre di reclutamento polmonare effettuate alla nascita possono aiutare i neonati nella transizione verso la respirazione autonoma. Anche se sono state definite delle procedure cliniche per superare le difficoltà legate alla rianimazione, esse portano a risultati contrastanti. E' chiaro che sia necessario sviluppare un dispositivo per il monitoraggio della meccanica polmonare durante tali manovre di reclutamento. Lo scopo di questa tesi è quindi quello di progettare, sviluppare e testare un nuovo dispositivo in grado di valutare la meccanica polmonare di neonati prematuri durante la rianimazione neonatale grazie alla tecnica delle oscillazioni forzate (FOT), e allo stesso tempo di fornire supporto respiratorio. Anche se questo approccio è simile ad altri studi, l'implementazione del dispositivo è cambiata completamente in modo che questo possa essere facilmente trasferito alla pratica clinica. Al fine di valutare l'efficienza, la flessibilità del dispositivo e di validare le misure di meccanica polmonare, il device è stato testato in-vitro al Politecnico di Milano. Infine, studi pilota sono stati effettuati in-vivo all'University of Utah (Salt Lake City) con lo scopo di valutare, per la prima volta, le procedure di rianimazione su un modello animale più vicino alla pratica clinica, basato su agnelli non intubati.