لقياس ديناميكا الدم وتوفير السوائل وإجراء أخذ عينات الدم مهمة لأي دراسة نموذجية حيوانية صغيرة. نقدم تقنية لزرع القسطرة في الشريان السباتي والوريد الوداجي المشترك في فأر مخدر للاتصال بنظام لإجراء المراقبة والحقن وأخذ العينات.
مقالة منهجية
لقياس ديناميكا الدم وتوفير السوائل وإجراء أخذ عينات الدم مهمة لأي دراسة نموذجية حيوانية صغيرة. نقدم تقنية لزرع القسطرة في الشريان السباتي والوريد الوداجي المشترك في فأر مخدر للاتصال بنظام لإجراء المراقبة والحقن وأخذ العينات.
نجاح نموذج حيوان صغير لدراسة الأمراض الخطيرة هو، في جزء منه، يعتمد على قدرة النموذج لمحاكاة حالة الإنسان. داخل القصبة الهوائية تلقيح كمية معروفة من البكتيريا قد استخدمت بنجاح لإنتاج المرضية من الالتهاب الرئوي الذي يتطور بعد ذلك إلى تعفن الدم. مراقبة المعلمات الدورة الدموية وتوفير العلاج السريري القياسية بما في ذلك ضخ المضادات الحيوية والسوائل والأدوية للحفاظ على ضغط الدم أمر بالغ الأهمية لمحاكاة الرعاية الروتينية داعمة في هذا النموذج ولكن القيام بذلك يتطلب كلا الشرايين والوصول الى الاوعية الدموية الوريدية. تفاصيل الفيديو تقنية جراحية لزرع الشريان السباتي والقسطرة حبل الوريد المشتركة في الفئران تخدير. بعد فترة الانتعاش 72 ساعة، والحيوانات سيتم إعادة تخدير ومتصلا حبل وقطب الإعداد تعلق على السكن القوارض الذي يربط بين القسطرة مزروع لنظام مراقبة الدورة الدموية. هذا الإعداد يسمح بحرية الحركة للالفئران أثناء الدراسة في حين رصد مستمر الضغوط، غرس السوائل والأدوية (المضادات الحيوية، قابضات الأوعية) وأداء اخذ عينات من الدم.
منذ فترة طويلة تستخدم الشرياني والوريدي قسطرة من الفئران في البحوث المختبرية. 1، 2 قسطرة يمكن استخدامها لرصد المعلمات الدورة الدموية بما في ذلك الانقباضي، والانبساطي يعني الضغط الشرياني (MAP) ومعدل ضربات القلب (HR) والضغط الوريدي المركزي (CVP) . 3،4 وبالإضافة إلى ذلك، فإن هذه القسطرة تسمح التسريب من العلاجات القياسية أو العلاجات المحتملة وكذلك اخذ عينات من الدم لمواصلة تحليل الآلية الكامنة وراء المرض أو العلاج. لذلك، وبعد الوصول الى الاوعية الدموية في نموذج حيواني صغير أمر بالغ الأهمية لدراسة مقاييس الأداء السريرية وآثار العلاج.
لدراسة الأسباب الكامنة وراء المرض الحرجة، من المهم لتطوير أول نموذج لمحاكاة حالة الإنسان. داخل القصبة الهوائية تلقيح كمية معروفة من البكتيريا قد استخدمت بنجاح لإنتاج المرضية من الالتهاب الرئوي، والتهاب رئوي وخيم الذي يتطور بعد ذلك إلى تعفن الدم.3، 5 رصد التدابير الدورة الدموية وتوفير العلاج السريري القياسية أمر بالغ الأهمية لمحاكاة الرعاية الروتينية داعمة. وتشمل المعالجة السريرية القياسية ضخ المضادات الحيوية التي تساعد في تطهير العدوى الكامنة والادارة من السوائل وقابضات الأوعية، واثنين من العلاجات المستخدمة في المرضى الذين الصرف الصحي للحفاظ على ضغط الدم. 5-7 الوصول الى الاوعية الدموية، وتحديدا زرع القسطرة براءات الاختراع مهم خصوصا عندما ندرس العلاجات الفحص للإنتان.
لسنوات عديدة، والقدرة على إدارة العلاج السريري القياسية لالقوارض كان محدودا قبل توفر المواد مع الخصائص اللازمة لبناء القسطرة تزرع في الجسم وقدرة التكنولوجيا ضخ لإيصال كميات صغيرة بدقة مع مرور الوقت. وبالإضافة إلى ذلك، فإن القدرة على تحريك ضخ ردا على الرصد المستمر لقياس الدورة الدموية محدد يسمح لموقف ثابت واستنساخهنموذج ARD العلاج عند استخدام عينة أكبر أحجام نموذجية من دراسات القوارض. 8، 9 هذه القيود التكنولوجية في المواد والأجهزة الدقة تم التغلب عليها ولكن في نفس الوقت لتوفير العلاجات الروتينية في حين رصد المعلمات الدورة الدموية، يجب أن تكون متوفرة على حد سواء الشرايين والوصول الى الاوعية الدموية الوريدية.
تفاصيل الفيديو تقنية جراحية لزرع الشريان السباتي والقسطرة حبل الوريد المشتركة في الفئران تخدير. بعد فترة الانتعاش 72 ساعة، والحيوانات سيتم إعادة تخدير ومتصلا حبل وقطب الإعداد تعلق على السكن القوارض تستخدم لربط القسطرة مزروع لنظام مراقبة الدورة الدموية. أثناء الدراسة، فإن النظام يسمح لضخ السوائل على أساس إما تقديم حجم معين بمعدل ضخ معين أو النظام الآلي الذي يسلم معدل ضخ اعتمادا على الضغط الشرياني يعني الكشف للحفاظ على نطاق الضغط معين. نظام ضخ السوائليستخدم حقنة للبرمجة مضخات تلك الواجهة مع مخرجات الرقمية نظام الحصول على البيانات ويتم التحكم من قبل برنامج مراقبة MAP. حبل وقطب الإعداد يسمح بحرية الحركة من الفئران أثناء الدراسة في حين رصد الضغوط، غرس السوائل وقابضات الأوعية، وأداء اخذ عينات من الدم دون الحاجة إلى التعامل مع الحيوانات. مراقبة في وقت واحد تصل إلى 12 الحيوانات المجهزة مع 2 القسطرة كل (في الإعداد لدينا) مع الأجهزة قابلة للتوسيع إلى مراقبة 24 الحيوانات المجهزة يسمح لقدر كبير من المرونة لدراسة مجموعات طبقية متعددة في كل تجربة.
هذا الإجراء القسطرة يمكن أن تكون مفيدة لمرافق البحوث التي تستخدم نماذج القوارض مماثلة تتطلب الوصول الى الاوعية الدموية للرصد، وأخذ العينات والعلاج لمدة تصل إلى 11 يوما. إذا مرفق البحوث النظر في هذا الإجراء لديه خبرة مع القوارض وهيكل الدعم المناسب للحفاظ على هذه الحيوانات ثم الناميهز هذه المهارات يمكن أن توفر وفرا كبيرا التكلفة، والحد من التكلفة الإجمالية لكل الفئران مقسطر من أكثر من 180 دولار إلى أقل من 50 دولارا (بما في ذلك الفئران السذاجة، والمكونات القسطرة والتكاليف التقنية) وزيادة جدولة المرونة (هي الفئران ساذجة المتاحة بسهولة مقابل الجدول الزمني للتسليم شركة من زرع الفئران). نجاح هذا الإجراء يعتمد على مهارات الفرد أداء قسطرة. الحيوانات التدريب المطلوبة لإتقان في هذا الإجراء قد تراوحت 20-40 الفئران مع القسطرة الناتجة معدل المباح من> 90٪.
تم تنفيذ الإجراءات الموضحة أدناه كجزء من البروتوكول وافقت عليها اللجنة رعاية واستخدام الحيوان في مركز السريرية في المعاهد الوطنية للصحة.
1. إعداد لجراحة
2. إعداد القسطرة
3. إعداد العقيم محطة العمل
4. إعداد الفئران لجراحة
5. قسطرة زرع
6. الحقحبل الوريد الوريد قسطرة
7. اليسار الشريان السباتي قسطرة
8. استخدام المرقأة مستقيم، نفق على بعد 5 سم الأنبوبة إلى الوراء تحت الجلد وراء الأذن وذلك من خلال شق بين كتف. من الداخل للظاهر والقسطرة من خلال أنبوب وإزالة أنبوب.
9. أغلق شق بطني مع ثلاثة الفولاذ المقاوم للصدأ مقاطع الجرح، وظهري شق مع 4-0 الحرير الغرز لتأمين القسطرة Exteriorized في مكان.
مراقب 10. ما بعد العمليات الجراحية والعناية
11. اتصال لنظام الدورة الدموية
12. الدم أخذ العينات، مراقبة ضغط والدواء
وتنتقل تغيرات في ضغط الأوعية الدموية من خلال السوائل تملأ القسطرة (الشكل 1) وتحويلها إلى إشارات كهربائية ممثلة في الدورة الدموية الطول الموجي (أرقام 2 و 3). دون الوصول الى الاوعية الدموية، لا يمكن أن تكون هذه التدابير. في الوقت الحقيقي يتدفقون من الطول الموجي يسمح للكشف وتحليل التغيرات على فوز للفوز على أساس (الشكل 2). ضغط المقياس الزمني من الطول الموجي يسمح لقياس التغيرات التي تحدث على مدى فترة أطول (دقائق إلى أيام) (الشكل 3، 4 العلوي الطول الموجي) التي يمكن أن تكون مرتبطة مع التغيرات في معدلات الرافعة للضغط ضخ (الشكل 3، وانخفاض 4 الطول الموجي).

الشكل 1. قسطرة تصميم: تفاصيل مكونات الشرياني والوريدي القسطرة PU والبولي يوريثين،. PE، وبوليالإثيلين (طول القطعة) يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2. في الوقت الحقيقي الطول الموجي MAP من 4 القوارض النموذجية 7 أيام بعد القسطرة على مدى 7 ثانية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3. مضغوطة وقت الطول الموجي MAP من 4 القوارض النموذجية (العلوي 4 الطول الموجي) 7 أيام بعد القسطرة الإفراط في 1 ساعة. وعندما بلغ متوسط MAP (أقل 4 الطول الموجي)، ويستخدم تلك القيمة إلى الزناد اف عالية (<90 مم زئبق) ، وانخفاض (<100 مم زئبق) أو إيقاف (> 110) استجابة التدفق من مضخة التسريب. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
التحقيق النهج العلاجية إلى نموذج السريري للمرض يستوجب القدرة على أداء بدقة مراقبة الدورة الدموية، مما يتطلب الوصول الى الاوعية الدموية. في نموذجنا للتسمم، ويوفر قسطرة الشرايين مراقبة ضغط النظامية والقسطرة الوريدية يسمح لتطبيق العلاج السريري القياسية. العلاج القياسي للإنتان ويشمل التسريب من المضادات الحيوية لعلاج العدوى البكتيرية وضخ السوائل وقابضات الأوعية للحفاظ على ضغط الدم ضمن المدى المطلوب. وتستخدم على حد سواء القسطرة لأخذ عينات الدم. في هذا التصميم، وتطبيق ضخ برمجة مضخات مع اثار التلقائي للمعدل ضخ الرافعة للضغط على أساس الوقت الحقيقي يعني الضغوط الشريانية هو مدى تقدم إعداد سريرية الذي يتطلب المعايرة اليدوية من قبل الطاقم الطبي وإعداد ما قبل السريرية يجعل استخدام هذه الطريقة علاج ممكن لدراسة أعداد كبيرة من الحيوانات.
. e_content "> وقد شهدت بعض المضاعفات في وقت مبكر من تطوير نموذج وشملت هذه انسداد جزئي في كل من الشرايين والقسطرة الوريدية من خلال تشديد، والعلاقات على مكونات PU2 وPU3، (1-2٪)، في غير موضعها من القسطرة الوريدية الوريد إلى فرع صغير، (<1٪)؛ الموت المفاجئ غير المبررة بعد الشفاء (لا خثرة الرئة أو تلف جهاز آخر اضحة)، (1-2٪) حل عن طريق الحفاظ على تركيز الأيزوفلورين 2-3.5٪ مع معدل O 2 تدفق 2 لتر / دقيقة . لم تراع المضاعفات الجراحية الشائعة الأخرى النزف، والعدوى المحلي والأضرار ذاتيا، وعندما يتحقق الكفاءة الجراحية، وينبغي أن يكون كل إجراء قادرا على أن تكتمل في ما لا يزيد عن 15 دقيقة. معدل النجاح يقاس انتعاش صحي و القسطرة براءات الاختراع، يمكن توقع أن تتجاوز 90٪ مرة واحدة مدربة تدريبا كاملا. يتم تضمين حيوان إضافي في كل دراسة للحد من فقدان البيانات وإجمالي عدد الحيوانات اللازمة وحساب للقسطرة الفاشلة التي قد تكون "فيالانصهار فقط "أو وفيات بسبب المضاعفات.الخطوة الأكثر أهمية في هذا الإجراء هو تصميم ووضع القسطرة. المواد يجب أن تكون لينة في الطرف حتى لا يخترق جدار الوعاء الدموي دون العقص بسهولة جدا. جسم القسطرة يجب أن يكون أكثر صلابة (من طرف) لتكون قادرة على المضي قدما في الإناء بما فيه الكفاية وتأمينها في مكانها. الشكل 1 يدل على 3 أقطار الأنابيب التي ترتبط لقسطرة الشرايين و2 أنابيب قطرها مختلفة مرتبطة لالقسطرة الوريدية. وتراجع هذه المكونات داخل بعضها البعض للحد من قطر قسطرة في طرف ويتم لصقها معا مع المراسي واضاف لضمان وضع القسطرة في السفينة أو القلب الحفاظ عليها.
مرة واحدة تعافى ومتصلا قطب وحبل، يجب أن يظهر MAP وCVP الطول الموجي مماثل لبيانات ممثلة في الشكل 2. للحفاظ على الشرايين قسطرة patencذ أثناء الرصد، ويجب أن يتم تنفيذ أي ساعة دافق الهيبارين المالحة (0.05 مل). يحافظ التسريب المستمر القسطرة الوريدية المباح. خلال خط اتصال ودافق، يجب إيلاء اهتمام وثيق لضمان عدم وجود فقاعات الهواء في السطر. فقاعة الهواء من ≥0.1ml يمكن أن يؤدي إلى انسداد في الرئة والدماغ أو غيرها من الأجهزة. وتسجل الطول الموجي الدورة الدموية وتحليلها على مدار الدراسة. عندما ضغط الوقت في المحور س، ويبين الشكل 3 تغييرات في خريطة وCVP على مدى 1 ساعة فضلا عن التغيرات في معدل وتأثير الرافعة للضغط الحقن في الوريد.
الإجراء له عدة أوجه القصور المحتملة. في دراساتنا، تبقى القسطرة براءات الاختراع لمدة تصل إلى 11 يوما. ومن غير المعروف متى القسطرة ستبقى براءات الاختراع إلى ما بعد هذه الفترة. لتتناسب مع القسطرة كما وصفها، هناك حد أدنى لحجم الأوعية الدموية، والذي يرتبط تقريبا مع وزن القوارض، الأمر الذي يتطلب الحيوانات المسجلين في هذه الدراسة لتكون أكبر من200 غرام. فإن استخدام قطره قسطرة أصغر يؤدي إلى زيادة المقاومة لتدفق الحد المباح. تحقيق التدابير الضغط الوريدي المركزي يتطلب دقة وضع القسطرة في الأذين كافية لحساب لحجم ونمو خلال فترة الدراسة ويمكن أن يشكل تحديا.
مرة واحدة يتقن، الشرايين والقسطرة الوعائية يمكن أن توفر الأساس لمجموعة واسعة من نماذج القوارض التي تتطلب مراقبة الدورة الدموية، اخذ عينات من الدم، وضخ السوائل أو العلاجات مع تقليل أي ألم وضيق خلال الأجهزة أو التعامل مع مرة واحدة استردادها. في الواقع، بالتزامن مع نشر السابقة JOVE 10 القسطرة واصفا من الوريد الفخذي، وقد أجرينا بنجاح هذا النموذج مع 3 القسطرة مزروع.
ليس لدى المؤلفين تضارب محتمل في المصالح.
دعم برنامج المعاهد الوطنية للصحة الداخلي تطوير هذا النموذج. تم تقديم دعم النشر من قبل Harvard Apparatus Inc. و ADInstruments Inc. تم عمل المؤلفين كجزء من البحث الممول من الحكومة الأمريكية. ومع ذلك ، فإن الآراء المعبر عنها ليست بالضرورة آراء المعاهد الوطنية للصحة.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| ملقط تشريح دقيق مستقيم | Roboz | RS-8102 | أداة جراحية |
| ملقط مرقئ مستقيم | دقيق Roboz | RS-7114 | أداة جراحية |
| ملقط مرقئ منحني دقيق | Miltex | & nbsp ؛ 7-4 | أداة جراحية |
| منحنية ، حساسة للغاية المشبك الصغير | Roboz | RS-5471 | أداة جراحية |
| تشريح دقيق | Miltex | 19-220 | أداة جراحية |
| بزاوية على الحافة مقص زنبركي تشريح دقيق | Roboz | RS-5618 | أداة جراحية |
| مقص التشغيل الخفيف | Roboz | RS-6750 | أداة جراحية |
| مقبض وشفرة مشرط (# 10) | أداة جراحية | من سينسيناتي | جراحية RS-9843 |
| حزمة من خياطة حريرية 4-0 بإبرة منحنية | أداة جراحية Ethicon | FS-2 | |
| حامل إبرة خياطة دقيقة مستقيمة | Roboz | RS-6410 | أداة جراحية |
| مشبك الجرح | Stoelting | 59027 | جراحية |
| شاش معقم 2"x2" | Dynarex | 3362 | مستهلك |
| 4 "x4" | Covidien | 2556 | مستهلكة |
| مبخر التخدير | V703001 الجراحي | ||
| صندوق Lucite | معدات مخصصة | ||
| معدات Isoflurane | Baxter | ||
| طاولة Downdraft | معدات | علوم | |
| جراحية أعلى الطاولة | معدات مخصصة | ||
| قسطرة الشرياني | مخصصة - شركة السلع العلمية | ||
| القسطرة الوريدية | المخصصة - شركة Scientific Commodities Inc. | ||
| نظام الحصول على البيانات | ADInstruments | Powerlab 16/30 | |
| معدات تحليل البيانات | ADInstruments | LabChart v7.3 | معدات |
| مضخات التسريب القابلة للبرمجة معدات | Harvard Apparatus | PHD Ultra |