猪背部无线遥测设备植入手术技术

摘要

开发了一种用于在猪体内植入遥测设备的新外科技术，可实现连续监测且无不适感。该设备放置于背部，可最大限度地减少刺激和感染风险。

摘要

遥测设备对于临床前心血管研究至关重要，可对实验动物的心电图、体温和呼吸等生理参数进行连续监测，且不会干扰动物的正常活动。传统的植入方法（如腹腔内放置）可能会引起不适，尤其在猪中更为明显，因为猪习惯于俯卧。为解决这一问题，研究人员开发了一种新型的猪用无线遥测设备植入外科手术技术，旨在提高动物舒适度并保持信号质量。本研究共涉及40只约克夏猪（体重20–30 kg），将遥测设备植入背部。在脊柱侧方做一约2英寸的切口，随后钝性分离，在背阔肌筋膜下创建一个囊袋。在植入设备前，使用万古霉素溶液处理囊袋以预防感染。固定导联后，逐层关闭切口。所有猪在术后均显示出稳定且持续的遥测信号。在为期180天的随访期间，仅发生两例感染：一例通过抗生素治疗得到控制，另一例需移除设备。未观察到明显出血或遥测信号丢失，所有动物均存活至研究结束。该新技术为猪的遥测设备植入提供了一种可靠方法，在降低不适感和感染风险的同时，可获得高质量的生理数据。该技术在临床前心血管研究中具有广阔应用前景，有助于提升动物福利和数据可靠性。

引言

遥测设备在推进心血管生理学研究方面发挥着关键作用，尤其是在心肌梗死动物模型研究中。这些设备能够持续监测生理信号，包括重要生命参数和心电图（ECG）读数，从而为心脏事件期间发生的动态变化提供宝贵见解。在临床前研究中，猪等动物模型在模拟人类心血管反应方面具有重要作用，遥测设备已成为不可或缺的工具¹。在无束缚、自由活动的动物中连续记录心电图的能力，使研究人员能够更细致地评估心肌梗死的影响，并实时捕捉心脏功能的变化。

在涉及心肌梗死动物模型的研究中，可植入式遥测设备具有显著优势。这些设备能够在最大程度减少对动物自然行为干扰的情况下，测量心率等关键参数，从而消除由外部设备引入的潜在混杂因素²。

这些设备通常附带包含外科植入说明的手册，但不同的研究和动物模型可能需要与手册中所述不同的植入技术。在用于长期心血管研究的猪模型中，传统的遥测设备植入部位（如腹腔内或颈部放置）存在一些缺点，包括可能引起不适、干扰股部入路、限制活动以及增加感染风险^1,2,3。因此，需要一种适用于无束缚状态猪只长期监测的替代方法。

方案

所有动物实验程序均经德克萨斯心脏研究所机构动物护理和使用委员会（IACUC）批准。动物植入了EMKA easyTEL+L-EEEETA数字系统（https://www.emkatech.com/product/easytel-large-animals/）。

1. 实验动物的术前准备

1. 选用体重在 20 kg 至 30 kg 之间的阉割猪，性别不限。在麻醉开始前 12–24 小时禁止喂食，但可自由饮水。

2. 镇静与麻醉

1. 肌肉注射（IM）Telazol（替来他明和唑拉西泮；2-6 mg/kg）和硫酸阿托品（0.02-0.05 mg/kg IM）。等待10-15分钟使药物起效以达到镇静状态，随后将猪转移至准备室。通过检查下颌张力消失及对脚趾夹捏无反应来确认麻醉充分。双眼涂抹眼用软膏，以防止麻醉期间角膜干燥。
2. 使用面罩给予氧气和3%异氟烷，直至下颌张力充分松弛，便于进行气管插管。
3. 在直视声带的情况下为猪进行气管插管。将猪连接至容量呼吸机，并通过吸入异氟烷（0.5%-3.0%）在氧气（O₂，40%-100%）中维持麻醉。
4. 在耳缘静脉放置静脉（IV）导管。剃除耳静脉区域的毛发，并先用70%异丙醇、再用聚维酮碘溶液消毒。采用....

结果

所提供的数据 表1 证明了在猪体内进行遥测设备背侧植入手术技术的可靠性和安全性。所有40头猪（100%）均成功记录到心电图信号，证实设备定位和导联配置能够稳定实现长期有效的信号采集。未发生重大出血事件（0%，定义为失血量≥10 mL），表明筋膜囊分离操作及对血管结构的细致处理具有良好的安全性。研究早期有2头猪（5%）出现感染，经全身性抗生素治疗后得到控制；此后对操作规程进行了改进，包括术中使用万古霉素冲洗以及加强术后消毒护理。所有动物均存活至180天实验终点，进一步证实了该植入方法的长期可行性。

表2将当前结果与先前发表的遥测植入策略进行了比较。与在其他解剖部位（如颈部或腹部）的植入相比，背部植入实现了相当或更优的信号可靠性；由于动物行为倾向、对股部操作的干扰或较高的并发症发生率，这些部位在猪模型中可能不太适用。与在猪颈部植入报道的27.3%并发症发生率和仅72.7%的信号成功率相比，本方法实现了完全的信号采集且并发症极少，表明其适用于非束缚状态下大型动物模型的长期监测研究。

讨论

本文描述了一种作为新型侵入性遥测方法的装置植入手术，用于连续心电图（ECG）监测。该方法可确保在动物实验中获得可靠的记录。尽管EMKA装置的使用手册⁴中描述了将该装置植入犬和猪等大型动物腹腔的外科手术步骤，但腹腔内放置并不理想，因为猪通常俯卧，会对腹膜产生压力，可能导致动物疼痛或不适⁵。腹股沟部位放置同样不理想，因为本研究需要动物在无束缚状态下自由活动，因此必须确保装置不会限制其活动或引起过度刺激。此外，本研究需要经皮接触股动脉，而将装置置于腹股沟区域会干扰该操作。将装置植入颈部肌肉层是另一种常见方法³，但也被排除；研究者的既往经验表明，猪会抓挠其能够触及的手术区域，从而增加感染风险。

由于这些既定的外科手术方法不适用于本研究，因此创建了一种新方案，将设备放置在猪背部肩胛骨与脊柱之间。该方法使猪能够自由活动而不受限制，且不会引起刺激，植入的设备也不会干扰研究所需的任何活动。这种遥测植入方法在需要对无束缚猪持续采集生理信号的研究中将非常有用，.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
1 毫升注射器	Vetone	V1 670097
10 毫升注射器	Medline	SYR110010
12 毫升注射器	Vetone	V1 670065
20 毫升注射器	Nipro	JD+20L
20G 针头	Medline	SYR100205
3 毫升注射器	Nipro	JD+03L-NIJ
ACT 药筒	Medtronic	402-03
酒精	Vetone	V1 500205
麻醉回路	Fisher & Paykel	RT210
14 Fr 安全导管	BD	382269
硫酸阿托品	Vetone	V1 510221
减重手术单	Medline	DYNJP3105
10 号刀片	Medline	MDS15010
11 号刀片	Medline	MDS15011
丁丙诺啡	PAR Pharmaceuticals	3003408B
摄像头保护套	Aspen Surgical	LT-C02
电凝笔	Medline	ESPB3000
电凝笔书写垫	Medline	DYNJ01208
Coflex 2" 胶带	Vetwrap	1404BK
Curos 帽保护器	3M	CFF1-270
心电图电极	Medline	MDSM618305
EMKA easyTEL+L-EEEETA 数字系统	EMKA
气管插管	Jorvet	J0615J
氟尼辛葡甲胺	Merck	65707
注射帽	ICU Medical	C1000
5F 导引导管	Abbott	406101
6F 导引导管	Abbott	407845
异氟烷	Vetone	MWI502017
静脉导管延长装置	Baxter	2C8612
静脉输液泵 SmartSite 装置	BD Alaris	2420-0007
光源保护套	Medline	DYNJLHS2
Naxcel（头孢噻呋）	Zoetis	25434
针头计数器	Medline	DYNJNC20F
经皮穿刺针	Cook	G00272
Permahand 丝线 2-0	Ethicon	C012D
PlasmaLyte	Baxter	2B2544
聚维酮碘涂抹棒	Aplicare	ORF20025S
压力监测换能器 1x1	Edwards Lifesciences	PX260
压力监测管路 84"	Edwards Lifesciences	50P184
生理盐水	Baxter	2F7124
鞋套	Medline	NON29858
皮肤缝合器	Covidien	8886803712
标本杯	Medline	DYND30389
纱布，4"×4"，可X光检测	Covidien	441002
腹腔纱布	Medline	MDS241518
外科帽	CardinalHealth	4359
外科手套	Medline	MSG9065
手术衣	Medline	DYNJP2001S
外科口罩	Halyard	6211580
手术台单	Medline	DYNJP2311
Telazol	Zoetis	10004135
组织粘合剂	3M	1469SB
万古霉素	Fresenius Kabi	402254G
Vicryl 1	Ethicon	J480H
Vicryl 2-0	Ethicon	J869H