Anulación inguinal para establecer circulación extracorpórea en modelo porcino adulto

Resumen

Este artículo describe el establecimiento de la circulación extracorpórea mediante la canulación inguinal y explica las ventajas y desventajas asociadas a esta técnica.

Resumen

Debido a las proporciones de tamaño similares, los modelos porcinos adultos son adecuados para estudios de fisiología cardiovascular y circulatoria sobre la circulación extracorpórea. Como estándar, la conexión con el bypass cardiopulmonar (CBP) se establece mediante una esternotomía y canulación de vasos grandes. Sin embargo, pueden surgir problemas durante la implementación metódica, por ejemplo, debido a un situs pequeño, vasos difíciles de ver o anomalías vasculares con una aorta pequeña. Una ruptura aórtica iatrogénica puede llevar a la finalización del experimento. Por lo tanto, es necesario un acceso adicional y seguro a través de los vasos inguinales. En el ensayo in vivo se utiliza una máquina corazón-pulmón con un juego desechable (oxigenador de fibra hueca con una capacidad de perfusión de hasta 3,5 l/min). Para la canulación inguinal, la arteria y la vena femoral se diseccionan en la ingle derecha. A 14-16 Francés (Fr.). Se utiliza la cánula Edwards Heartport y una cánula femoral 22-Fr. SAP para la canulación. La canulación se realiza utilizando la técnica de Seldinger. La canulación inguinal resultó en un número significativamente menor de experimentos abortados en los ensayos con grandes animales y permitió un mejor alivio del corazón durante la disección. La canulación inguinal para establecer una circulación extracorpórea en un ensayo de modelos animales grandes representa un enfoque seguro. Resulta en un trauma mínimo en la aorta y una mejor visibilidad en el tórax. Además, este acceso permite una cirugía cardíaca mínimamente invasiva. El enfoque también está en los aspectos éticos de los experimentos con animales y el éxito experimental asociado.

Introducción

Los modelos porcinos in vivo son adecuados para estudios de fisiología cardiovascular y circulatoria debido a sus propiedades anatómicas y fisiológicas comparables. El establecimiento de la circulación extracorpórea tampoco es problemático debido a las proporciones de tamaño y peso. Esto significa que se pueden realizar estudios extensos sobre diversos temas in vivo. Esto se aplica en particular a estudios sobre el uso de una máquina corazón-pulmón y el establecimiento asociado de un circuito^{extracorpóreo 1,2}. El objetivo del método presentado aquí es proporcionar una plataforma experimental para la circulación extracorpórea en cerdos utilizando vasos en la ingle. Esto proporciona un enfoque menos invasivo en comparación con la canulación central mediante esternotomía mediana. Además, la canulación de vasos de la ingle se utiliza cada vez más para cirugías cardíacas mínimamente invasivas y soporte circulatorio mecánico^{temporal 3,4}. Por tanto, este método puede ser útil para investigaciones que se centren específicamente en estas áreas.

Al establecer un circuito extracorpóreo, la aorta y la aurícula se utilizan como estándar para la canulación. El acceso a través de la aorta, en particular, puede verse complicado por cambios morfológicos en el tejido aórtico, una aorta corta ascendente o un corazón agrandado en un pequeño situ, que obstruye la visión de la aorta (Figura 1A-B). En los cerdos, la aorta suele ser particularmente pequeña, corta y situada dorsalmente respecto a la arteria pulmonar principal. El riesgo de rotura aórtica iatrogénica por manipulación durante la canulación puede ser la consecuencia. Por lo tanto, es necesario otro acceso seguro a las arterias y venas. Esto puede obtenerse mediante la canulación de los vasos femorales. En animales grandes (género cerdo doméstico), los diámetros de los vasos inguinales oscilan entre 6 y 8 mm (arteria femoral común) y entre 10 y 12 mm (vena femoral). Para asegurar una perfusión suficiente de órganos en el animal de prueba (40-60 kg), se utiliza una cánula de Fr. Edwards 14-16 (Figura 2A) para la canulación arterial y una cánula de Fr. Sorin de 22 (Figura 2B) para la canulación^{venosa 5}.

Protocolo

Todos los experimentos con grandes animales en cerdos (edad 3-4 meses; sexo: macho y hembra; peso 40-60 kg; cerdos domésticos), tras una revisión exhaustiva, fueron aprobados por el Consejo Regional de Karlsruhe el 10 de octubre de 2022, bajo el número de expediente 35.-9185.81/G-96/22. Este es un procedimiento terminal; Todos los animales fueron sacrificados al final del procedimiento.

1. Anestesia y preparación animal

1. La premedicación siempre se realiza en nuestra facultad en el Centro de Investigación Biomédica Interfacultad. Premedica al animal de laboratorio con 0,075 mL/kg de midazolam cloruro (5 mg/mL) y 0,225 mL/kg de ketamina (100 mg/mL) antes de llevarlo al quirófano.
2. Colocar un catéter venoso permanente en la vena auditiva, a través del cual administrar analgesia con 0,56 mg/kg de peso común/0,5 h de piritramid y un volumen de Sterofundina 1/1.
3. Fija todas las extremidades con una venda de gasa sobre la mesa de operaciones.
4. Colocar un ECG de 5 derivaciones en el tórax y abdomen para análisis del ritmo, una sonda de temperatura rectal y un pulsioxímetro en la mucosa nasal para monitorizar 6,7,8,9.

2. Intubación y ventilación

1. Asegura las vías respiratorias mediante intubación e inicia la ventilación controlada por presión.
2. Utiliza los siguientes ajustes de ventilación bajo control de presión usando un respirador. La configuración inicial es la siguiente:
   _{FiO 2} 0.6-0.8
   Frecuencia respiratoria de 12-18/min
   Volumen mínimo respiratorio de aproximadamente 0,2 L/min/kg
3. Con estos ajustes, busca un_CO2 de 35-40 mmHg, un_{paO 2} de 150-200 mmHg y un metabolismo respiratorio normal con un pH de 7,35-7,45. Evalúa la ventilación regularmente con análisis de gases ^7,8,9.

3. Mantenimiento de la anestesia

1. Mantener la anestesia con sevoflurano 1,5% (administrado por ventilador) o propofol 1%, 8 mg/kg g./h. Si la profundidad de anestesia es insuficiente, aumentar la dosis de sevoflurano al 2,0 % o administrar un bolo de propofol de 2-4 mg/kg de peso corporal. Los signos de anestesia insuficiente incluyen despertar intraoperatorio, reacciones al dolor, movimiento, la respiración del animal junto con ella, ritmo cardíaco acelerado, hipertensión arterial, etc. El dexpantenol se utiliza para prevenir la sequedad de la conjuntiva de los^ojos 7,8,9,10.

4. Medición de la presión arterial y acceso venoso central grande

1. Para el seguimiento arterial, abrir la ingle izquierda (el procedimiento es el descrito en la sección 5.4), exponer la arteria femoral e insertar un catéter de presión mediante una punción. La curva de presión se muestra mediante un transductor de presión.
2. Apunta a una presión arterial media (MAP) de 50-60^{mmHg 6}. Para mantener la MAP, administra volumen o norepinefrina.
3. Asegurar el acceso de gran volumen de lúmen externamente mediante una preparación abierta de la vena yugular. Este catéter tiene dos accesos de volumen: uno para sustitución volumétrica y otro para monitorización de presión venosa central (8-12 mmHg). Esta presión, así como la presión arterial, se muestra a través del transductor.
4. Inserta un catéter transuretral permanente para evaluar la salida de orina. Equilibra el volumen usando una bolsa de^{orina 6}.

5. Procedimiento quirúrgico

1. Antes de comenzar la cirugía, marque las áreas a operar (vías de acceso estandarizadas en cirugía cardíaca) con un bolígrafo insoluble en agua (guía de incisión; Figura 3). Cubre todas las zonas no relevantes con cortinas quirúrgicas azules.
2. Prepara la mesa de operaciones con todos los instrumentos (Figura 4).
3. Esternotomía mediana
   1. Realizar una incisión longitudinal cutánea por encima de la línea media esternal y luego dividir las capas subcutáneas, el músculo pectoral y el periostio esternal mediante electrocauterización.
   2. Expone la línea media esternal para la esternotomía media. Asegúrate de que la fosa yugular y el proceso xifoides estén bien definidos y disecciona la superficie retroesternal de forma roma con un dedo.
   3. Después de eso, divide el esternón longitudinalmente con una sierra esternal. Asegura la hemostasia utilizando electrocauterización en el periosteo y aplicando cera ósea. Inserta el separador esternal.
   4. Expone el tejido graso subyacente y el timo. Abrir el pericardio longitudinalmente y colocar suturas pericárdicas (mersilina 0) para crear un pozo pericárdico.
   5. Inspecciona cuidadosamente el situs y el corazón. Los pasos finales tienen lugar después de la canulación inguinal. Primero, moviliza la aorta ascendente y la arteria pulmonar y coloca una sutura de cordón (polipropileno 4,0 RB-1) para la cánula de la cardioplegia.
   6. Diseca la aorta libre circunferencialmente en la zona a^{sujetar 11}.
4. Preparación de vasos inguinales
   1. Realizar una incisión longitudinal en la piel (inguinal) y cortar el tejido graso cutáneo mediante electrocauterización (Figuras 5A-H). Expande el tejido con un separador de tejido.
   2. Disecar el músculo grácil y la fascia aductora femoral muscular con tijeras para exponer la arteria femoral y la vena entre los músculos. Luego haz un lazo a los recipientes con una goma elástica roja y azul.
   3. Para asegurar la cánula en el recipiente, enrolla un hilo de seda alrededor del recipiente y fíjalo con un^{torniquete 12}.
5. Posición de la cánula: Para comprender mejor la posición de la cánula intravascular, posiciona las cánulas venosa y arterial en el animal de prueba (véase el diagrama ilustrativo, Figura 6)¹².
6. Canulación venosa
   1. Utiliza una cánula 22 Fr. Seldinger y un juego de punción para la canulación de la vena femoral. El juego de punción consta de un alambre de 180 cm de longitud, una cánula de punción y dilatadores (Figura 7A).
   2. El esquema se muestra en la Figura 8A-E ¹². Coloca una sutura de cordón con polipropileno 5.0 RP-2 y perfora la vena con una cánula de punción de 18 GA.
   3. Inserta el alambre en el vaso (vena femoral) a través de la cánula usando la ayuda de inserción. Asegúrate de que el alambre pueda moverse de un lado a otro de forma floja.
   4. Avanza el alambre hacia la vena cava superior. La posición puede comprobarse mediante palpación o un ecocardiograma.
   5. Retira la cánula y comprime ligeramente el lugar de la perforación con una gasa (evita la pérdida de sangre). Dilata cuidadosamente el lugar de la punción con los distintos dilatadores (empieza por el más pequeño); El alambre debe mantenerse tenso en todo momento.
   6. Enhebra la cánula y empuja el alambre inferior y tenso hacia el recipiente hasta el nivel auricular y haz un lazo en la sutura de la bolsa de tabaco. Cuando el tórax está abierto, debe comprobarse la posición de la vena cava superior. Esto es necesario para drenar la sangre venosa de la vena cava superior e inferior y para aliviar adecuadamente el corazón.
   7. Asegura la cánula a la sutura de la bolsa de tabaco con seda. Saca con cuidado el alambre y la entrada de la cánula, ventila con sangre antetrógrada y sujeta con una pinza de tubo. Luego conecta la cánula al conector de 1/2" y al tubo de 1/2" 3x32 del CPB.
7. Canulación arterial
   1. Utiliza una cánula Fr. Seldinger 14-16 y un set de punción para la canulación de la arteria femoral. Este último consta de un alambre de 100 cm de longitud, una cánula de perforación y dilatadores (Figura 7B).
   2. El procedimiento es el mismo que para la canulación^{venosa 12}. Prepara las suturas de cordón de bolso (4-0 polipropileno RB-1) e inserta la cánula de punción.
   3. Inserta el alambre sobre la cánula y quita la cánula. Dilata el lugar de la punción con los dilatadores individuales (12 Fr. y 14 Fr.) e inserta la cánula arterial 16 Fr.
   4. Quita el cable y la entrada, desinfla retrogradamente y sujeta con la pinza. Luego conecta la cánula al conector de 3/8" y al tubo de 3/8" 3x32 de la máquina corazón-pulmón y fíjalo al tejido.
8. Conexión con el bypass cardiopulmonar
   1. Tras haber conectado el bypass cardiopulmonar a los vasos inguinales, inicia el circuito extracorpóreo (Figura 9A y Vídeo 1). Debido a la pequeña diferencia de altura entre la cánula venosa y el depósito, el drenaje venoso suele necesitar ser apoyado por succión activa. Esta succión es aproximadamente de -60 a -80 mmHg y se genera mediante una bomba de rodillos. Visualiza la succión midiendo la presión sobre el tubo venoso usando un transductor^{de presión} 13,14,15.

Resultados

El cambio en el tipo de canulación para establecer la circulación extracorpórea, de la canulación central torácica a la canulación inguinal, no resultó en una ruptura aórtica iatrogénica en experimentos con animales (Tabla 1). El contexto de esto es un estudio en animales en el que se operaron 18 cerdos por grupo. En los primeros 15 procedimientos, seis cerdos sufrieron una ruptura aórtica iatrogénica tras la canulación central, por lo que el experimento se suspendió. La...

Discusión

La cirugía cardíaca experimental es indispensable hoy en día. Los posibles objetivos incluyen evaluar la función de la bomba ventricular izquierda bajo la administración de diversos fármacos y sus propiedades farmacocinéticas, optimizar procedimientos quirúrgicos y optimizar la perfusión en la circulación extracorpórea. Los modelos adultos de cerdos son muy adecuados para este propósito debido a sus características cardiovasculares y fisiológicas.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Dexpantenol 5%	Bayer	PZN AT-2424276	Anestesia
HLM Set Trilly AF Kinder	Eurosets	AG71155	Juego desechable de máquinas corazón-pulmón
Ketamina 5mg/ml	Pfizer	PZN 01395650	Anestesia
Mersilene 0	Ethicon	R844	Suturas de estancia pericárdica
Midazolam 5mg/5ml	Hameln	PZN 05918501	Anestesia
Perkutanes Einfü HRKIT 100 cm	Maquet	PIK 100	Conjunto de punción arterial
Piritramid 15mg/ml	Piramal	PZN 01312724	Anestesia
Polipropileno 4,0 RB-1 (Prolene)	ETHICON	8710H	Junta de bolsa de tabaco en el recipiente
Cánula de Perfusión Arterial PotiSite 16 Fr.	Edwards	FLK0012	Cánula inguinal arterial
Propofol 1% 200mg/20ml	Fresenius KABI	PZN 18116200	Anestesia
Cánula venosa femoral RAP 22 Fr.	LivaNova	200-100	Cánula inguinal venosa
Kit de acceso Revas Dual Lumen 180 cm	Freelife	FLK0012	Conjunto de punción venosa
Seide 75 cm	Resorba	G850N	fijar la cánula alrededor del recipiente
Sevofluran 100% /V/V) 250ml	SEVOrane	PZN 03796821	Anestesia
Silikon-Loops 2,5 mm azul	SERAG Wiessner	SL27	para la preparación de la vena
Silikon-Loops 2,5 mm rojo	SERAG Wiessner	SL26	para la preparación de la arteria
Sterofundina ISO 1/1 E ISO	B/BRAUN	PZN 01078955	Volumen
Kit de torniquetes 7 Fr.	Medtronic	79005	para acoplar las cánulas al recipiente