Transtail-arterie-Leberarteriekatheterisation bei Ratten unter direkter Sicht: Eine strahlungsfreie Methode zur Etablierung von Tiermodellen

Zusammenfassung

Dieses Protokoll beschreibt eine reproduzierbare offene abdominale trans-kaudalarterie-Chemoembolisationstechnik bei Ratten, die eine präzise intraarterielle Arzneimittelabgabe, kontrollierte Leberembolisation und standardisierte Bewertung therapeutischer und biologischer Reaktionen in Leberkrebsmodellen ermöglicht.

Zusammenfassung

Rattenlebertumormodelle sind unverzichtbar für die Untersuchung der transarteriellen Chemoembolisation (TACE), der Arzneimittelabgabe und der Tumorbiologie. Konventionelle Techniken mit fluoroskopiegeführtem Karotis- oder Femurzugang sind jedoch oft durch hohe Gerätekosten, technische Komplexität und kumulative Strahlenrisiken für die Bediener eingeschränkt. Dieses Protokoll bietet eine strahlenfreie Alternative unter Verwendung einer offenen, laparotomiegesteuerten transtailierten Arterienkatheterisation. Wir bieten eine umfassende Schritt-für-Schritt-Beschreibung des Verfahrens, beginnend mit der standardisierten Anästhesie und der Exposition der ventralen Kaudalarterie (VCA). Der Kern der Technik besteht darin, eine Mittellinien-Laparotomie durchzuführen, um eine direkte Visualisierung der hepatoduodenalen Anatomie zu ermöglichen, wodurch ein 1,6-Fr-Mikrokatheter mit einem 0,014-Zoll-Mikroführungsdraht präzise in die gemeinsame Leberarterie (CHA) oder die richtige Leberarterie (PHA) versetzt werden kann. Unsere Validierungsstudie an 32 Ratten zeigt, dass diese Methode eine hohe technische Erfolgsquote von 96,9 % (31/32) mit einer durchschnittlichen Verfahrenszeit von 22,5 ± 2,3 Minuten erreicht. Diese Technik bietet eine zugängliche, reproduzierbare und transparente Plattform für Labore, die sich auf lokale therapeutische Evaluation und embolische Biologie konzentrieren. Diese Methode senkt effektiv die Hürde für die Etablierung hochwertiger interventioneller Modelle in präklinischen Forschungsumgebungen, in denen fortgeschrittene Bildgebung nicht verfügbar ist.

Einleitung

Transarterielle Abgabetechniken werden in der präklinischen Leberkrebsforschung weit verbreitet eingesetzt, insbesondere zur Modellierung der transarteriellen Chemoembolisation (TACE), lokalisierter Arzneimittelabgabe und intraarterieller Immuntherapie. Konventionelle Gefäßzugangswege bei Ratten – einschließlich Femur- oder Halsschlagaderkanulation – sind jedoch durch anatomische Einschränkungen, Gefäßfragilität und große technische Schwierigkeiten eingeschränkt, was zu Variabilität der Erfolgsrate und Reproduzierbarkeit 1,2,3,4 führt.

Der Transtail-Arterieansatz hat sich aufgrund seiner minimalen Invasivität und hohen Reproduzierbarkeit als überlegene Methode zur Etablierung von TACE-Modellen erwiesen. Studien von Kumagai et al. zeigten, dass der Zugang zur Transtail-Arterie eine selektive Katheterisierung mit einer durchschnittlichen Verfahrensdauer von etwa 9,5 Minuten ermöglicht, was ihre Machbarkeit und die steile Lernkurve unterstreicht, selbst für Operatoren mit begrenzter mikrochirurgischer Erfahrung⁵. Ebenso berichteten Hong et al. von einer kürzeren Katheterisationszeit von 6,9 ± 1,4 Minuten, was die Effizienz dieser Technik unterstreicht. Vorteile umfassen reduzierte Komplikationen wie zerebrale Ischämie oder Gliedmaßenischämie im Zusammenhang mit Karotis- oder Femoralansätzen, bedingt durch die doppelte Blutversorgung des Schwanzes über Seitengefäße⁶.

Die Verwendung der digitalen Subtraktionsangiographie (DSA) für die Katheterisierung bringt jedoch erhebliche Unannehmlichkeiten mit sich. Erstens birgt Strahlenexposition Risiken für sowohl Bediener als auch Tiere während fluoroskopischer Verfahren, was besonders in Langzeitexperimenten besorgniserregend^{ist. 7}. Zweitens erhöht die technische Komplexität der DSA-gelenkten Katheterisation, einschließlich des Erfordernis spezieller Ausrüstung und Fachwissens, die Schwierigkeit und Zeit des Verfahrens.

Im Gegensatz dazu bietet die offene Laparotomie für die Katheterisation deutliche Vorteile, vor allem da sie den Bedarf an spezialisierter DSA-Ausrüstung eliminiert. Darüber hinaus gewährleistet diese Methode eine strahlungsfreie prozedurale Umgebung und schützt sowohl den Bediener als auch das Tier während der Katheterisationsphase effektiv vor ionisierender Strahlung. Diese Methode bietet eine praktische Lösung für Studien, die schnelle Implementierung und Sicherheit priorisieren, insbesondere in Umgebungen, in denen fortgeschrittene Bildgebung nicht verfügbar ist. Daher könnte die Untersuchung offener laparotomiebasierter TACE-Modelle bestehende Techniken ergänzen und so breitere Anwendungen in der Leberkrebsforschung erleichtern.

Protokoll

Durchführung aller Tierverfahren gemäß den institutionellen Richtlinien für die Pflege und Nutzung von Labortieren. Stellen Sie sicher, dass alle chirurgischen und interventionellen Schritte den zugelassenen Tierprotokollen entsprechen.

1. Anästhesie und präoperative Vorbereitung

1. Führe die Anästhesie ein und halte sie aufrecht.
   1. Führen Sie eine Anästhesie mit 3–5 % eingeatmetem Isofluran in einer Induktionskammer ein.
   2. Verabreichen Sie eine Erhaltungsdosis intraperitoneales 1% Pentobarbitalnatrium bei 40 mg/kg.
   3. Tragen Sie während des gesamten chirurgischen Eingriffs eine dünne Schicht Augensalbe auf beide Augen auf, um eine Hornhautaustrocknung zu verhindern.
2. Positioniere das Tier.
   1. Legen Sie die Ratte in Rückenlage auf die chirurgische Plattform.
   2. Halten Sie die Körpertemperatur mit einem Heizkissen bei 37 °C.

2. Exposition der ventralen Kaudalarterie (VCA)

1. Erstelle den Schwanzschnitt.
   1. Identifizieren Sie einen Punkt etwa 5 cm distal zur Schwanzbasis.
   2. Machen Sie mit einem Skalpell einen 1,5 cm langen Mittellinienschnitt auf der Bauchseite des Schwanzes.
2. Die Arterie freilegen.
   1. Führen Sie eine scharfe Sektion durch die oberflächliche Faszie durch, um das VCA freizulegen, das sich etwa 1 mm unter der Haut befindet.
   2. Sezieren und trennen Sie kleine begleitende Venen, um die Arterie vollständig freizulegen.
      HINWEIS: Vermeiden Sie Verletzungen der Querverzweigungen, die aus dem VCA entstehen.

3. Gefäßkonditionierung

1. Reduzieren Sie arterielle Krämpfe.
   1. Trage Lidocain-Gel auf das freiliegende VCA auf.
2. Lege eine distale Krawatte.
   1. Schließen Sie eine 4-0-Naht um das distale Segment des VCA ohne Anziehen, um die Erhöhung des Gefäßes in den folgenden Schritten zu erleichtern. Setzen Sie eine Gefäßklemme auf die proximale VCA, um Blutungen während des Gefäßschnitts zu verhindern (Abbildung 1).

4. Laparotomie und Exposition der Leberarterie (Abbildung 2 und Abbildung 3)

1. Führe eine Mittellinien-Laparotomie durch.
   1. Mach mit einer geraden Schere einen 5 cm langen Mittellinienschnitt unterhalb des Xiphoid-Prozess.
   2. Öffnen Sie die Bauchhöhle und heben Sie die Leber vorsichtig mit einem feuchten Wattestäbchen kranial an.
2. Decken Sie den hepatoduodenalen Bereich frei.
   1. Ziehe den Darm in Richtung linker Bauchhöhle zurück.
   2. Legen Sie das hepatische Hilum frei und identifizieren Sie wichtige Gefäßstrukturen (Abbildung 2A).
3. Sezieren Sie die arterielle Anatomie.
   1. Zerlege die Bauchaorta und die Bifurkation der Arteria Gewöhnliche Leberarterie (CHA) (Abbildung 3).
   2. Verwenden Sie eine Mikrozange, um die perivaskuläre Scheide vorsichtig zu sezieren und so jeglichen direkten Traktion auf das Gefäß zu vermeiden. Eine ausreichende Exposition der Verbindung zwischen der abdominalen Aorta und der CHA erleichtert die schnelle Einlegung des Katheters in den folgenden Schritten (Abbildung 2B).
      VORSICHT: Das gründliche Lockern des perivaskulären Bindegewebes auf der Oberfläche des CHA erhöht dessen Aufwärtswinkel und erleichtert so die anschließende sanfte Bewegung von Führungsdraht und Katheter in das Gefäß.

5. Arteriotomie und Katheterimplantation

1. Kontrolliere den proximalen Blutfluss.
   1. Legen Sie eine Gefäßklemme auf die proximale VCA an, um eine Blutung zu verhindern.
2. Führen Sie eine Arteriotomie durch.
   1. Verwenden Sie eine Mikroschere, um einen kleinen queren Schnitt im VCA zu machen.
3. Führe den Führungsdraht und den Mikrokatheter ein.
   1. Heben Sie das distale VCA mit der vorab gesetzten 4-0-Seidennaht (Abbildung 1A) an.
   2. Stecke das 0,014-Zoll-Mikroführungskabel in den VCA. Führe den 1,6-Fr-Mikrokatheter vorsichtig über den Führungsdraht. Erleichtern Sie das Vorrücken, indem Sie sanften Traktion auf die distale VCA-Naht anwenden, um das Gefäß zu begradigen. Schieben Sie den Katheter etwa 15 cm vor, um die Zöliakie-Achse zu erreichen (Abbildung 1B).

6. Selektive Kanulation und Medikamenten-/Embolische Verabreichung

1. Ziehe den Katheter zur Leberarterie vor.
   1. Führen Sie die Führungsdraht-Katheter-Einheit unter direkter Visualisierung in Richtung der Bifurkation zwischen der Bauchaorta und dem CHA vor.
   2. Legen Sie gebogene Zangen unter die Bauchaorta und heben Sie sie vorsichtig an. Stellen Sie die Spitze der Führungsdraht-Katheter-Einheit an die Bifurkation zwischen der Bauchaorta und dem CHA aus. Vor- und ausziehen Sie die Baugruppe und koordinieren Sie dabei mit der gebogenen Zange, um einen schnellen Einstieg des Führungsseils in das CHA zu ermöglichen (Abbildung 3A, B).
2. Bestätigen Sie die Position und bereiten Sie die Infusion vor.
   1. Setzen Sie die Führungsdraht-Katheter-Einheit fort, bis die Katheterspitze im PHA am Leberhilum sichtbar ist (Abbildung 4).
   2. Ziehen Sie den Führungsdraht heraus und überprüfen Sie den freien Blutfluss durch den Katheter, um eine intraluminale Platzierung sicherzustellen.
3. Liefere Agenten.
   1. Schließen Sie einen Dreifach-Absperrhahn und eine Spritze an die Katheternabe an.
   2. Injizieren Sie das geplante Mittel, Kontrastmittel oder eine embolische Suspension.
      VORSICHT: Verwenden Sie beim Umgang mit Chemotherapeutika oder Embolien geeignete Abschirmung und PSA.

7. Katheterentfernung und Wundverschluss

1. Entfernen Sie den Katheter.
   1. Entfernen Sie den Katheter vorsichtig nach Abschluss der Infusion.
2. Binde das Gefäß ab.
   1. Binde die proximale VCA mit 4-0 Seidennaht ab, um Blutungen zu verhindern.
3. Schließe die chirurgischen Schnitte.
   1. Schließen Sie den Bauchschnitt in zwei Schichten (Muskel und Haut) mit unterbrochenen 4-0 Seidennähten.
   2. Schließe den Schwanzschnitt mit unterbrochenen 4-0-Nähten.

8. Wiedereingriff (optional)

1. Führen Sie einen wiederholten Zugriff durch.
   1. Wenn eine wiederholte TACE erforderlich ist, wird ein neuer Schnitt näher an der Schwanzbasis (ca. 3 cm) geschaffen.
   2. Wiederholen Sie die Schritte 2 bis 7.
      HINWEIS: Weitere Interventionen sollten entsprechend dem Studiendesign und den Tierschutzrichtlinien verteilt werden.

Ergebnisse

Die technische Wirksamkeit und Sicherheit des strahlenfreien transtail-arteriekatheterisierten Protokolls wurden in einer Validierungskohorte von 32 Ratten bewertet, wobei die wichtigsten Leistungskennzahlen in Tabelle 1 zusammengefasst sind. Technischer Erfolg, definiert als stabiles Einsetzen von Mikrokatheter in der gemeinsamen Leberarterie (CHA) gefolgt von der ungehinderten Abgabe von embolischen Materialien, wurde bei 31 von 32 Tieren (96,9 %) erzielt. Die mittlere...

Diskussion

Die hier vorgestellte Katheterisierung mit offenem Rattenabdomen und trans-Schwanzarterie-Katheterisierung bietet eine praktische und reproduzierbare Alternative zu traditionellen TACE-Modellen, die fluoroskopische Führung erfordern. Mehrere frühere Studien haben Kleintier-TACE mittels der Schwanzarterie-Ansätze etabliert, wobei DSA typischerweise zur Katheterisierung und zur Bestätigung des Gefäßzugangs 1,2,3,4,5 verwendet wird....

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Stumpfspitzige Mikropinzette (0,4 mm)	Suzhou Shiqiang	11001-12
Gebogene Zange	Shanghai Medizinische Instrumente (Jinzhong)	S110-3
Heparinisierte Kochsalzlösungsinjektion	Jiangsu Wanbang Biochemical Pharmaceutical Group Co., Ltd.	H32020612
Iodixanol-Injektion	Jiangsu Hengrui Pharmaceuticals Co., Ltd.	H20103675
Isoflurane	RWD Life Science	R510-22
Lidocain-Gel	Shandong Fangming Pharmakonzern	20180322
Mikro-Schere	Shanghai Medizinische Instrumente (Jinzhong)	S320-1
Mikrokatheter (1,6 Fr)	Cardiolink-Wissenschaft	SS-40-1.6F
Mikroführungsdraht (0,014 Zoll)	Cardiolink-Wissenschaft	PGW14-150A
Nadelhalter	Shanghai Medizinische Instrumente (Jinzhong)	S201-1
PVA-Mikrosphären	Cardiolink-Wissenschaft	VM-20110
Skalpellklinge	Shanghai Medizinische Instrumente (Jinzhong)	B102-11
Natrium-Pentobarbital-Lösung (1 %)	Shanghai Pharmaceuticals Holding Co., Ltd.	https://www.sphchina.com/
Gerade Pinzette	Shanghai Medizinische Instrumente (Jinzhong)	S110-1
Gerade Schere	Shanghai Medizinische Instrumente (Jinzhong)	S310-1
Naht (4-0) mit 3/8-Kreis-Nadel	Shanghai Jinhuan Medical	J-40-45
Einweg-sterile Spritze (1 mL, 2 mL, 5 mL)	Jiangsu Zhiyu Medical Instrument Co., Ltd.	Z-1022
Gezahnte Pinzette	Shanghai Medizinische Instrumente (Jinzhong)	S112-2
Gefäßclips	Roboz Chirurgisches Instrument	RS-5420