تقنية جراحية لإدخال قسطرة العمود الفقري القطنية في الخنازير مما يتيح الوصول المستمر إلى الكيس القراعي في الإعداد النهائي

ملخص

نقدم تقنية لإدخال قسطرة نخاعية قطنية على مستوى L4-L5 في خنزير دنماركي يبلغ من العمر 3 أشهر كجزء من بروتوكول بحث نهائي ، مما يتيح التسريب المستمر أو أخذ عينات السائل الدماغي النخاعي من الكيس القيطي.

الملخص

تستخدم الخنازير بشكل متزايد كنموذج حيواني كبير لأبحاث الجهاز العصبي المركزي الدوائي بسبب أوجه التشابه التشريحية والفسيولوجية بين الخنازير والجهاز العصبي المركزي البشري (CNS). ومع ذلك ، فإن الوصول إلى السائل الدماغي النخاعي (CSF) في سلالات الخنازير الكبيرة عن طريق تقنيات البزل القطني التقليدية قد يكون أمرا صعبا بسبب الاتجاه المائل للعمليات الشوكية الشوكية ومساحة محدودة بين الصفيحة. وفقا لذلك ، تم وصف إجراء جراحي مفتوح لإدخال قسطرة العمود الفقري القطني لأخذ عينات مستمرة من السائل الدماغي النخاعي على مستوى L4 / L5 في الخنازير بدقة في هذا العمل. بعد وضع الخنزير وتحديد المعالم التشريحية ، يتم إجراء شق جراحي في خط الوسط الظهري لفضح العمليات الشائكة. من خلال دفع إبرة الإدخال ، يتم إدخال القسطرة الشوكية داخل الكيس القسري للقناة الشوكية مع ترك الهياكل العظمية للعمود الفقري سليمة. تسمح هذه الطريقة بالتسريب المستمر أو أخذ عينات منه في كيس الخنزير مع الحد الأدنى من النزيف أو تسرب السائل الدماغي النخاعي. الإجراء بسيط وموجه من حيث الوقت وقابل للتكرار عبر إعدادات تجريبية مختلفة ، مما يوفر إمكانات كبيرة للعديد من الدراسات قبل السريرية ، بما في ذلك أبحاث الحركية الدوائية والتدريب الجراحي ونماذج إصابات الحبل الشوكي.

المقدمة

تعتبر النماذج الحيوانية ضرورية عندما تمنع القيود الأخلاقية أو العملية استخدام البشر للتحقيق في الأمراض أو اختبار الأساليب الجراحية. في حين أن القوارض شائعة الاستخدام بسبب تكلفتها المنخفضة ، إلا أن أهميتها الانتقالية محدودة بسبب الاختلافات الكبيرة عن البشر¹. ومع ذلك ، تقدم الخنازير العديد من المزايا مقارنة بالقوارض ، بما في ذلك أوجه التشابه التشريحية والفسيولوجية مع البشر - خاصة في سياق أبحاث الجهاز العصبي المركزي^1،2. كانت نماذج تاريخيا بمثابة نماذج تجريبية لأبحاث الجهاز العصبي المركزي ، لكن الاعتبارات الأخلاقية قيدت استخدام في السنوات الأخيرة³. علاوة على ذلك ، فإن الحجم المماثل لأعضاء الخنازير للإنسان يعزز استخدامها في البحوث الجراحية والتدريب الإجرائي⁴. يعكس الجهاز العصبي المركزي الخنازير والعمود الفقري عن كثب البشر ، مع أوجه التشابه في بنية الدماغ والحبل الشوكي^{ووظائفه 1،5،6}. الأهم من ذلك ، أن أبعاد العمود الفقري والقناة الشوكية في الخنازير تجعلها مناسبة لمختلف الدراسات قبل السريرية^7،8 ، بما في ذلك التدريب الإجرائي الجراحي^9،10 ، واختراق المخدرات^11،12،13 ، وإصابات الحبل الشوكي¹⁴.

يعد الوصول إلى السائل الدماغي النخاعي في نماذج الخنازير أمرا بالغ الأهمية في العديد من الإعدادات التجريبية. بينما يوفر البزل القطني طريقة لأخذ عينات السائل الدماغي النخاعي الفردي أو إعطاء الدواء داخل القراب ، فإن الثقوب القطنية المتكررة غير عملية. أنها تشكل خطرا محتملا للإصابة بالأورام الدموية داخل العمود الفقري وتلف الأعصاب وتلوث السائل الدماغي النخاعي بالدم. في المرضى من البشر ، تستخدم القسطرة الدقيقة الشوكية بشكل شائع للتصريف المستمر للنخاع الدماغي النخاعي القطني في نزيف تحت العنكبوتية الورمي ، ويجب أن تكون مناسبة بنفس القدر لأخذ عينات من CSF المستمرة في الخنازير. ومع ذلك ، فإن الاختلافات التشريحية الخاصة بالأنواع في الخنازير تمثل تحديات فريدة للوصول إلى السائل الدماغي النخاعي. على سبيل المثال ، فإن وجود الصفائح المتداخلة ، والأربطة المتحجرة ، والأنسجة الدهنية فوق الجافية الوفيرة يجعل تقنيات البزل القطني التقليدية عن طريق الجلد أقل^{موثوقية 15}. في Göttingen minipigs ، تم استخدام طريقة طفيفة التوغل عن طريق الجلد ، والتي تمكن من أخذ عينات تسلسلية من CSF¹⁶. تعتمد هذه الطريقة على التحديد اليدوي للمساحات الفقرية القطنية ، ويتم إجراء القسطرة نفسها دون تصور المقدم. ومع ذلك ، فإن هذه التقنية أقل ملاءمة للخنازير الكبيرة ، حيث أن الاختلافات التشريحية في حجم العمود الفقري ، والعمليات الشائكة ، وكمية الأنسجة الدهنية فوق الجافية تجعل القسطرة عن طريق الجلد أكثر صعوبة¹⁵. لذلك ، قد تكون هناك حاجة إلى طرق أكثر توغلا تنطوي على التعرض للعمود الفقري في نماذج الخنازير الأكبر حجما لضمان وضع القسطرة الموثوق به.

الغرض من هذه المخطوطة هو وصف الإجراء الجراحي لإدخال قسطرة نخاعية في كيس الخنازير عند المستوى L4 / L5. يتضمن الإجراء وضع الموضوع ، وتخطيط الشق الجراحي بناء على المعالم التشريحية ، والوصول إلى الهياكل العظمية الخلفية للعمود الفقري قبل القسطرة.

البروتوكول

تم إيواء الأشخاص وفقا للوائح المحلية بموجب موافقة مفتشية التجارب الدنماركية على (ترخيص رقم 2020-15-0201-00401). معلومات عن الموضوع: خنازير داجنة ، أنثى ، حوالي 40 كجم ، 3 أشهر من العمر.

1. السكن الموضوعي وصيام ما قبل الجراحة

1. الأشخاص المنزليين في مجموعات في 12 ساعة من دورات الضوء / الظلام في أقلام الإسكان المعتمدة لمدة 14 يوما على الأقل قبل الإجراء لضمان التأقلم المناسب وتقليل التوتر¹⁷.
2. تأكد من أن الأشخاص كانوا في نظام سحب الطعام لمدة 12 ساعة قبل التخدير المخطط لتقليل خطر القلس. إذا كان النظام الغذائي للموضوعات يحتوي على البرسيم أو أنواع أخرى من التبن ، فيجب استبعاد ذلك من النظام الغذائي قبل 2-3 أيام من الإجراء ، لأن هذا يمكن أن يؤخر وقت إفراغ المعدة¹⁸ آخر.

2. التخدير والمراقبة

1. تخدير الشخص بحقنة عضلية بمقدار 2 مل / 10 كجم من وزن الجسم من خليط من الكيتامين 6.25 مجم / مل ، زولزيبام 6.25 مجم / مل ، تيليتامين 6.25 مجم / مل ، بوتورفانول 1.25 مجم / مل ، وزيلازين 6.25 مجم / مل (زوليتيل).
2. ضع الموضوع في وضع ضعيف فوق بطانية التدفئة لدعم التنظيم الحراري.
3. قم بتنبيب الموضوع بحجم 6.5 أنبوب¹⁹ ، وقم بتهويته ميكانيكيا بهواء غير مرطب ، وحجم مد وجزر يتراوح من 8-10 مل / كجم ، ومعدل تنفس يتراوح من 16-22 نفسا / دقيقة وفقا لتركيزات ثاني أكسيد الكربون في نهاية المد الزفيري_< 6.0 كيلو باسكال.
   ملاحظة: تؤكد قراءات ثاني أكسيد الكربون₂ الموقع الصحيح داخل القصبة الهوائية للأنبوب.
4. الحفاظ على التخدير عن طريق استنشاق 3٪ -4٪ سيفوفلوران مبخر¹⁸.
5. ضع مراهم العيون بعناية ثنائية لتجنب الجفاف أثناء التخدير.
6. تأكد من درجة كافية من التخدير عن طريق التحقق من استرخاء العضلات وغياب حركة الجفن كل 10^{دقيقة 18}.
7. أدخل قسطرة المثانة بمقياس حرارة في مثانة الشخص من خلال مجرى البول¹⁹ لمراقبة درجة الحرارة وجمع البول في كيس قسطرة مناسب.
8. أدخل قسطرة وريدية طرفية في وريد أذن سطحي مناسب عن طريق البزل عن طريق الجلد واستخدمه للتسريب الملحي المستمر (كلوريد الصوديوم ، 0.9٪) ، وتسريب الدواء ، والقتل الرحيم في نهاية الدراسة.
9. إدخال قسطرة الشريان الفخذي (ورقة 6 فرن) في الشريان الفخذي الأيمن من خلال البزل عن طريق الجلد. استخدم هذا الوصول لمراقبة ضغط الدم الغازية المستمرة.
10. راقب العلامات الحيوية للموضوع كل 5 دقائق طوال العملية.
    ملاحظة: تشمل العلامات الحيوية النبض ، وضغط الدم الشرياني الغازي المستمر ، ودرجة الحرارة داخل المثانة ، وتركيز ثاني أكسيد الكربون في نهاية المد_والجزر .

3. تحديد المواقع الحيوانية

1. ضع الموضوع في وضع الانبطاح في منتصف طاولة العمليات. تأكد من أن العمود الفقري للموضوع مستقيم لتجنب أي جنف.
2. ضع كيس رمل أسفل الجانب القطني من العمود الفقري لزيادة الزوايا بين الصفائح.
3. احلق الشعر من موقع الجراحة باستخدام أداة تشذيب.
4. ضع محلول اليود على موقع الجراحة في أنماط الطرد المركزي. كرر هذه العملية حتى يتم تغطية موقع الجراحة بالكامل.
5. قم بإمالة الهدف قليلا إلى وضع رأسي.

4. تحضير المعدات الجراحية

1. تجهيز المعدات الجراحية المدرجة في جدول المواد.

5. تحديد المعالم التشريحية الرئيسية

1. حدد القمة الحرقفية في كل جانب من العمود الفقري القطني للموضوع واتبع الخطوط وسطيا حتى يتم تحديد العجز (الشكل 1).
2. تحديد المساحة الفقرية في خط الوسط بين الجانب الجمجفي للعجز والعملية الشائكة ل L6.
3. حدد العمليات الشائكة ل L6 و L5 و L4 (الشكل 1 ، الشكل 2).

6. تعريض العمليات الشائكة

1. قم بعمل شق خط الوسط على طول العمليات الشائكة L4-L6 باستخدام المشرط رقم 24 ، وقطع الجلد وتحت الجلد.
2. استخدم أحادي القطب لكي النزيف الصغير من الأوردة السطحية والشرايين.
3. امسح الدم بمستنقع جراحي وتحقق من وجود نزيف نشط ؛ استخدم أحادي القطب وفقا لذلك.
   ملاحظة: من المهم إيقاف النزيف الطفيف لتجنب الأورام الدموية.
4. أدخل الضام الجراحي وقم بتوسيع الفتحة.
5. تحديد الرباط فوق الشوكي الظهري للعمليات الشائكة.
6. قم بتوسيع الشق تدريجيا باستخدام أحادي القطب على طول الجانب الجانبي للعمليات الشوكية حتى يظهر حوالي 1 سم من العمليات الشائكة (الشكل 3).
   ملاحظة: إذا كان الشخص الذي يقوم بالإجراء يمين ، فيجب على المرء أن يفكر في اتباع الجانب الجانبي الأيمن للموضوع من العملية الشائكة لتسهيل إدخال المدخل لاحقا.
7. حدد الرباط بين الشوكات بين L4 / L5 (الشكل 3).
8. تحقق من وجود نزيف نشط وقم بتطبيق أحادي القطب للكي وفقا لذلك.

7. الوصول إلى الكيس

1. حدد المساحة الفقرية L4 / L5 بين صفيحة العمليات الشوكية عن طريق الجس اليدوي.
2. ضع المدخل مع موجه الشطبة والتجويف في اتجاه الجمجمة بزاوية نحو الفضاء داخل الصفيحة L4 / L5 (الشكل 2 ، الشكل 4 ، الشكل 5).
3. تأكد من إبقاء المدخل عند ميل أفقي 30 درجة و 45 درجة في الجمجمة (الشكل 5).
   ملاحظة: صوب نحو المسافة داخل الصفيحة بين L4 / L5.
4. تقدم المقدمة تدريجيا حتى تشعر بالمقاومة اللطيفة ؛ هذا يمثل الرباط الفلافوم.
   ملاحظة: يشير الإحساس بالمقاومة الحادة إلى أن المدخل قد توقف عن طريق العملية الشائكة. إذا حدث هذا ، اسحب المدخل 1 سم وتقدم مرة أخرى بميل مختلف قليلا.
5. قم بتطبيق ضغط قوي ولكنه دقيق للغاية وقم بتقديم المليمتر المدخل بالملليلتر عبر الرباط الفلافومي حتى يتم الشعور بفقدان مفاجئ للمقاومة.
   ملاحظة: إذا أظهر الشخص ردود أفعال حركية في العضلات القطنية أو الساقين الخلفيتين ، فذلك يرجع إلى الاتصال المباشر بجذور الأعصاب وليس التخدير غير الكافي.
6. اتبع كل تقدم في المقدمة عن طريق إزالة المبزل للتحقق من تدفق السائل الدماغي النخاعي المرئي.
7. تأكد من الوضع الصحيح للمدخل داخل القناة الشوكية عن طريق التأكيد البصري لتدفق السائل الدماغي النخاعي من المدخل بعد أن يخترق الرباط الفلافوم ، وبالتالي الأم الجافية.
   ملاحظة: قد يكون التدفق التلقائي للنخاعي بطيئا. يمكن تسريع التأكيد عن طريق ملء المدخل بمحلول ملحي معقم ومراقبة النبض.
8. أعد إدخال المبزل في المبديل لتجنب الفقد المفرط للنخاعي الدماغي النخاعي أثناء تحضير القسطرة.

8. إدخال القسطرة في الكيس القسري

1. أدخل السلك التوجيهي في القسطرة.
2. قم بإزالة المبزل من المقدم.
3. أدخل القسطرة التي تحتوي على سلك التوجيه في المدخل حتى تشعر بمقاومة لطيفة.
4. قم بالقياس على بعد 5 سم من المدخل وقم بوضع علامة باستخدام العلامة الجراحية.
5. ضع ضغطا لطيفا وثابتا أثناء تقدم القسطرة إلى الكيس القبيلي حتى تصل العلامة المقاسة مسبقا إلى المقدم.
   ملاحظة: بسبب ردود الفعل النخاعية ، قد يرتعش / يتحرك الشخص على الرغم من كونه مخدرا بدرجة كافية.
6. اسحب المدخل بعناية مع إبقاء القسطرة في موضعها.
   ملاحظة: ضع قبضة قوية على القسطرة بمجرد ظهورها فوق الجلد لتجنب وضعها في غير موضعها عند إزالة المدخل.
7. قم بإزالة السلك التوجيهي مع الحفاظ على قبضة قوية على القسطرة على مستوى الجلد (الشكل 6).
8. قم بتوصيل حقنة بلاستيكية تستخدم مرة واحدة سعة 2 مل بالقسطرة.
9. تأكيد الموقع داخل القناة الشوكية عن طريق شفط السائل النخاعي من القسطرة.
10. في حالة عدم وجود السائل الدماغي النخاعي في المحقنة ، اسحب القسطرة برفق بضعة ملليمترات لاستعادة المباح.
11. قم بتثبيت القسطرة الشوكية في الضام الجراحي والجلد بشريط لتجنب وضعها في غير موضعها.

9. إدارة عديد السكاريد الدهني

1. قم بإعطاء 400 ميكروغرام من بكتريا قولونية عديد السكاريد الدهني (LPS) (OH: 143) في الصفيحة الوريدية المركزية.
2. ابدأ مؤقتا.

10. أخذ عينات السائل الدماغي النخاعي

1. احصل على عينات السائل الدماغي النخاعي كل ساعة لمدة 24 ساعة التالية لقياس إجمالي عدد الكريات البيض ، ألبومين السائل الدماغي النخاعي ، و IgG للناقلات الدماغية النخاعي. ارسم 0.5 مل كحد أقصى من السائل الدماغي النخاعي في كل عينة.

11. القتل الرحيم

1. تطبيق بلعة من البنتوباربيتال (50 ملغ/كغ) من خلال القسطرة الوريدية الطرفية.
2. راقب منحنيات تركيز ثاني أكسيد الكربون في نهاية المد والجزر في جهاز التنفس الصناعي للخط المسطح كتأكيد للسكتة القلبية.

النتائج

يعمل وضع الخنزير المبطح على تحسين الوصول الجراحي إلى الفقرات القطنية. يزيد استخدام أكياس الرمل الداعمة من الزوايا بين العمليات الشائكة القطنية المجاورة ، وبالتالي تحسين الوصول إلى القناة الشوكية.

هدفت الدراسة الحالية إلى التحقيق في الاستجابة الالتهابية داخل حجرة السائل الدماغي النخاعي بعد التلقيح داخل البطين بكتريا قولونية عديد السكاريد الدهني. خضع ما مجموعه 10 خنازير لهذا الإجراء ، وكشفت تحليلات السائل الدماغي النخاعي اللاحقة عن زيادة في متوسط إجمالي كريات الدم السائل الدماغي النخاعي...

المناقشة

يتضمن الإجراء المبين لإدخال القسطرة القطنية لأخذ عينات مستمرة من CSF في الخنازير عدة خطوات حاسمة. أولا ، يجب الكشف عن المستوى الفقري الصحيح لضمان الظروف المثلى للقسطرة الناجحة. يمتد الحبل الشوكي الخنازير بشكل ذيلي مقارنة بالبشر ، ويصل إلى مستوى S2-S3¹⁵ ، على عكس المخروط البشري النخاعي ، الذي ينتهي عند المستوى L1-L2²⁰. وبالتالي ، فإن الوصول إلى الخزان القطني لأخذ عينات من CSF يمثل تحديا أكبر في الخنازير ، لا سيما في المستويات القطنية الأعلى ...

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة

الاسم	الشركة	رقم فهرسي	التعليقات
طاولة عمليات قابلة للتعديل	N / A	N / A
Bair Hugger سخان	3M & nbsp ؛	B5005241003
بطانية تدفئة Bair Hugger	3M	B5005241003
أنبوب القصبة الهوائية مقاس 6.5	DVMed	DVM-107860	أنبوب القصبة الهوائية المسند   ؛
Euthasol Vet	Dechra المنتجات البيطرية A / S	380019	فينتوباربيتال للقتل الرحيم ، 400 مجم / مل & nbsp ؛
قسطرة فولي 12F	D175812E Becton و Dickinson and Company		قسطرة مع جهاز استشعار حراري مدمج   ؛
القسطرة المحيطية الوريدية	Avantor	BDAM381344	حجم G18
غمد وريدي   ؛	Coris Avanti Avanti		Cordis Femoral Sheath 6F
أحادي القطب ، نظام ForceTriad	Medtronic
، 2 مل & nbsp ؛	Becton, Dickinson and Company	300928
جهاز التنفس Primus	دكتور أومل; ger		جهاز تنفس مع مبخر مدمج لتخدير Sevofluran التكميلي   ؛
ضام ذاتي الاحتفاظ	World Precission Instruments	501722	ضام Weitlander ، احتفاظ بنفسه ، 14 سم حاد & nbsp ؛
قسطرة سيليكون قطنية بما في ذلك مقدمة	Integra	NL8508330
Sterile Saline   ؛	فريسنيوس كابي	805541	1000 مل
مقايضات
مشرط جراحي رقم 24	سوان مورتون	5.03396E + 12	Swann Morton مشرط معقم يمكن التخلص منه رقم 24
Zoletil Vet   ؛	فيرباك		الطبي لتحريض التخدير