一种改良的大鼠鞘内导管插入术方法
2025年2月14日
在此，我们介绍了一种改进的大鼠鞘内导管插入术方法，该方法代表了一种简单、方便、可靠的重复鞘内给药方法。
鞘内导管插入术已广泛应用于动物实验，尤其是神经性疼痛的实验。但是，传统方法仍然存在一些限制。尽管一些研究人员试图改进传统方法，但现有方法仍需要修改。
在此，我们介绍了一种改进的大鼠鞘内导管插入术方法，该方法代表了一种简单、方便和可靠的重复鞘内给药方法。准备一根 15 厘米长的 PE10 管。将一根 20 厘米长、两端抛光的不锈钢丝插入 PE10 管中作为支撑，并在管子上标记距一端 2 厘米。
剪断 22G 针的锋利尖端，用一对镊子密封远端。将硬膜外导管切成一厘米的碎片。然后将这些碎片插入 sharptipfree 22G 针头中，并用一对加热的直镊子密封远端。
这种装置称为管密封帽。用一把剪刀准备一条 0.3 厘米乘以 0.5 厘米的抗过敏带。准备用于鞘内导管插入术的器械，手术前已消毒。
包括齿形镊子、剪刀、管饲器、手术刀手柄和 10 号刀片。用乙醇对 PE10 管和导丝消毒约两小时。用 3% 异氟醚以每分钟 3 升的流速麻醉大鼠。
将一只大鼠放在手术台上，用一对镊子夹住后爪。对刺激没有反应的后杆运动证实了麻醉成功。在鞘内导管插入术前，通过肌内注射 1 毫克/千克美洛昔康进行充分镇痛。
用剃须刀去除背部腰椎区域和两只耳朵之间区域的毛发。将离心管放在大鼠腹部下方的腰部交界处。用聚维酮碘溶液和乙醇溶液对手术部位消毒 3 次。
用无菌敷料覆盖大鼠并暴露手术部位。然后在手术前用生理盐水洗涤。通过将 L6 的脊柱突定位在左右双侧髂嵴之间的中点，确定 L5 和 L6 之间的椎间隙位置。
用左手拇指和作者的食指固定皮肤，然后在 L4 和 S1 之间的棘突上方做一个 3 到 4 厘米长的中线切口。用剪刀钝地分离皮下组织。再次找到 L5 和 L6 之间的椎间隙。用一对齿形镊子夹住并抬起 L5 背突，以扩大椎间空间。
然后用一把剪刀钝地将椎体周围的肌肉分离到顶部，L6 背突完全暴露出来。当用一对齿形镊子抬起 L5 背突，另一对镊子扩大椎间隙时，用棉球清洁 L5 至 6 椎间隙，直到倒 V 区完全暴露。用 23G 针在倒 V 区域刺穿脊柱，就在 L6 背突顶部下方。
小心地将含有不锈钢丝的 PE10 管插入穿刺部位的椎管中，向尾部倾斜 30 度。调整插入角度，直到 PE10 管可以无任何阻力地成功插入。当 PE10 管的标记区域到达后肌时，停止导管插入术。
慢慢从 PE10 管中取出不锈钢丝，然后将 PE10 管连接到注射器上，通过注射器注射 20 微升生理盐水。取出注射器后，生理盐水可能不断从 PE10 管中流出，表明 PE10 管成功插入蛛网膜下腔。一旦确认 PE10 二通畅，用四零缝合线缝合椎体一侧的肌肉并打结。
然后将缝合线系在 PE10 管上并打另一个结。不要剪断缝合线，缝合另一侧的肌肉。再次将缝合线系在 PE10 管上。
打第三个结并剪断缝合线。在耳朵之间中点下方 1 厘米处做一个 0.5 厘米长的切口。用剪刀钝地分离皮下组织。
并通过切口将金属管插入尾部。直到尖端在腰部切口可见。将 PE10 管的远端插入管饲管，直到 PE10 管从管饲管的另一端退出。
然后轻轻地退出管饲法。当确认 PE10 管再次通畅时，用四零缝合线缝合腰部切口周围的剩余肌肉。将缝合线系在 PE10 管上并打另一个结。
再次固定 PE10 管。缝合皮肤，避免损坏 PE10 管，然后用四零缝合线缝合颈部皮肤。将缝合线系在 PE10 管上并打结以固定 PE10 管。
一旦确认 PE10 管再次畅通无阻，用密封帽密封 PE10 管的体外端。用一块纸巾干燥 PE10 管，并在 PE10 管周围系上抗过敏带数次，以防止大鼠运动时 PE10 管回缩。手术后，将大鼠放回笼子中，并在麻醉恢复期间密切监测它，直到它恢复意识。
大鼠完全清醒后，取下密封帽，通过 Hamilton 注射器以每秒 0.2 微升的速度将 20 微升 2% 利多卡因注入 PE10 管中，然后注射 10 微升生理盐水。用密封帽密封 PE10 管。将一只老鼠放在桌子上并仔细观察。
鞘内注射利多卡因后下肢麻痹，表明导管插入成功。后肢麻痹通常持续约 30 分钟。在恢复期密切监测大鼠，直到肢体功能完全恢复。
利多卡因鞘内禁制后大鼠双侧下肢完全截瘫表明导管插入成功。我们修改后的方法与先前报道的方法之间的导管插入成功率比较。我们改良方法的鞘内导管插入成功率为 95%，高于 Hou 等人报告的方法达到的 88% 率。
我们修改后的方法与之前报道的方法之间的长留置导管率的比较。在 Storkson 等人的一项研究中，鞘内导管插入术后第 2 天、第 5 天和第 7 天的留置导管率分别为 94%、81% 和 65%。我们的方法鞘内置管后 2 、 5 和 7 天的长留置导管率分别为 95%、90% 和 85%。
总之，改进的鞘内导管插入术方法可作为重复鞘内注射和给药的有用工具，代表了一种简单、方便、可靠的缩短实验持续时间的方法。
概述
本文介绍了一种用于大鼠脊髓内导管化的改良方法，提供了一种简单可靠的重复给药方法。该技术解决了传统方法的局限性，提高了神经病理性疼痛研究中动物实验的可行性。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 药理学
- 动物手术
背景
- 脊髓内导管化对研究神经病理性疼痛至关重要。
- 传统方法存在多个限制，影响了其有效性。
- 需要改进技术以促进动物模型中的药物给药。
- 本研究引入了一种改良方法来克服这些挑战。
研究目的
- 开发一种更有效的大鼠脊髓内导管化方法。
- 确保研究目的的可靠和重复药物给药。
- 提高导管化程序的整体成功率。
使用的方法
- 准备PE10管和不锈钢丝以提供支撑。
- 使用改良的22G针进行导管化。
- 手术程序包括麻醉和器械消毒。
- 在仔细监控下将导管插入脊髓管。
主要结果
- 改良方法能够成功导管化，并且并发症最小。
- 术后监测确认了有效的药物递送。
- 注射利多卡因后下肢瘫痪表明导管放置成功。
- 该技术在重复药物给药中证明是可靠的。
结论
- 改良的脊髓内导管化方法是有效和可靠的。
- 这种方法可以显著改善神经病理性疼痛研究的结果。
- 进一步验证该技术可能会提高其在各种实验环境中的应用。
常见问题
Executive Industry Relevance
Reliable intrathecal catheterization in rat models is critical for preclinical evaluation of CNS-targeted therapeutics, especially in neuropathic pain research. This modified method addresses procedural limitations, improving catheter retention and enabling repetitive, quantitative drug administration. Enhanced procedural consistency supports translational continuity and de-risks early-stage pharmacological studies.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables robust delivery of test compounds directly to the CNS for mechanistic interrogation.
- Improves confidence in target engagement by ensuring consistent intrathecal dosing.
- Reduces procedural variability, supporting clearer interpretation of pharmacodynamic outcomes.
Screening & Assay Development
- Facilitates preparation of validated animal models for downstream efficacy and safety studies.
- Supports reproducible administration schedules for dose-response and time-course analyses.
- Enables quantitative assessment of behavioral and physiological endpoints post-administration.
Translational & Preclinical Research
- Improves alignment of preclinical dosing regimens with intended clinical routes for CNS drugs.
- Supports longitudinal studies by maintaining catheter patency for extended periods.
- Reduces animal loss and procedural artifacts, enhancing data quality for translational decision-making.
Pipeline & Workflow Integration
This modified catheterization method integrates into the preclinical workflow from early discovery through lead optimization, supporting both mechanistic and efficacy studies in CNS drug development.
- Discovery Biology: Provides a reliable platform for hypothesis testing and pathway validation in vivo.
- Screening: Ensures assay readiness by enabling consistent compound delivery and outcome measurement.
- Analytics: Supports quantitative behavioral and physiological readouts for comparative analysis.
- Translational Research: Maintains procedural continuity for studies requiring repeated CNS dosing.
- Enterprise Reuse: Offers a standardized, scalable technique for multiple CNS-targeted research programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in CNS pharmacology studies.
- Operational Value: Enhances reproducibility, standardization, and procedural efficiency across studies.
- Strategic Value: Supports better go/no-go decisions by minimizing technical failure rates and data variability.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of CNS assets based on robust preclinical data.
Implementation Considerations
- Requires surgical expertise in small animal procedures and aseptic technique.
- Needs access to specialized instruments and materials for catheter preparation and placement.
- Demands rigorous cross-team standardization to ensure reproducibility across studies.
- Adaptation may be needed for different rat strains or experimental endpoints.
- Catheter patency and animal welfare must be closely monitored throughout study duration.
