Canulation inguinale pour établir la circulation extracorporelle dans un modèle porcin adulte

Résumé

Cet article décrit l’établissement de la circulation extracorporelle par canulation inguinale et explique les avantages et inconvénients associés à cette technique.

Résumé

En raison de la similarité des proportions de taille, les modèles porcins adultes conviennent aux études de physiologie cardiovasculaire et circulatoire sur la circulation extracorporelle. En standard, la connexion avec le pontage cardiopulmonaire (CBP) est établie par une sternotomie et une canulation des grands vaisseaux. Cependant, des problèmes peuvent survenir lors d’une mise en œuvre méthodique, par exemple en raison d’un petit situs, de vaisseaux difficiles à voir, ou d’anomalies vasculaires avec une petite aorte. Une rupture aortique iatrogène peut entraîner l’arrêt de l’expérience. Il est donc nécessaire d’un accès plus large et sûr via les vaisseaux inguinaux. Une machine cœur-poumon avec un ensemble jetable (oxygénateur à fibres creuses d’une capacité de perfusion allant jusqu’à 3,5 l/min) est utilisée dans l’essai in vivo . Pour la canulation inguinale, l’artère et la veine fémorales sont disséquées dans l’aine droite. A 14-16 ans en français (Fr.). La canule Edwards Heartport et une canule fémorale 22-Fr. SAP sont utilisées pour la canulation. La canulation est réalisée selon la technique de Seldinger. La canulation inguinale a entraîné un nombre significativement moins important d’expériences avortées dans les essais sur de grands animaux et a permis un meilleur soulagement du cœur lors de la dissection. La canulation inguinale pour établir une circulation extracorporelle dans un essai sur de grands modèles animaux représente une approche sûre. Cela entraîne un traumatisme minimal de l’aorte et une meilleure visibilité du thorax. De plus, cet accès permet une chirurgie cardiaque mini-invasive. L’accent est également mis sur les aspects éthiques des expériences animales et sur le succès expérimental associé.

Introduction

Les modèles porcins in vivo sont adaptés aux études de physiologie cardiovasculaire et circulatoire en raison de leurs propriétés anatomiques et physiologiques comparables. L’établissement d’une circulation extracorporelle est également non plus problématique en raison des rapports taille et poids. Cela signifie que des études approfondies sur divers sujets peuvent être menées in vivo. Cela s’applique en particulier aux études sur l’utilisation d’une machine cœur-poumon et l’établissement associé d’un circuit^{extracorporel 1,2}. L’objectif de la méthode présentée ici est de fournir une plateforme expérimentale pour la circulation extracorporelle chez les porcs utilisant des vaisseaux de l’aine. Cela offre une approche moins invasive comparée à la canulation centrale via une sternotomie médiane. De plus, la canulation des vaisseaux adans est de plus en plus utilisée pour la chirurgie cardiaque mini-invasive et le soutien circulatoire mécanique^{temporaire 3,4}. Ainsi, cette méthode peut être utile pour la recherche ciblant spécifiquement ces domaines.

Lors de l’établissement d’un circuit extracorporel, l’aorte et l’oreillette sont utilisées comme standard pour la canulation. L’accès via l’aorte peut être compliqué par des changements morphologiques dans le tissu aortique, une aorte courte ascendante, ou un cœur élargi dans un petit situ, qui obstrue la vue de l’aorte (Figure 1A-B). Chez les porcs, l’aorte est souvent particulièrement petite, courte et située dorsalement par rapport à l’artère pulmonaire principale. Le risque de rupture aortique iatrogène par manipulation lors de la canulation peut en être la conséquence. Par conséquent, un autre accès artériel et veineux sûr est nécessaire. Cela peut être obtenu par canulation des vaisseaux fémoraux. Chez les grands animaux (genre porc domestique), le diamètre des vaisseaux inguinaux varie entre 6 et 8 mm (artère fémorale commune) et entre 10 et 12 mm (veine fémorale). Pour garantir une perfusion suffisante des organes chez l’animal de test (40-60 kg), utilisez une canule Fr. Edwards 14-16 (Figure 2A) pour la canulation artérielle et une canule Fr. Sorin 22 (Figure 2B) pour la canulation^{veineuse 5}.

Protocole

Toutes les expériences sur de grands animaux sur des porcs (âge 3-4 mois ; sexe : mâle et femelle ; poids 40-60 kg ; porcs domestiques), après un examen approfondi, ont été approuvées par le Conseil régional de Karlsruhe le 10 octobre 2022, sous le numéro de dossier 35.-9185.81/G-96/22. C’est une procédure terminale ; Tous les animaux ont été euthanasiés à la fin de la procédure.

1. Anesthésie et préparation animale

1. La prémédication est toujours réalisée dans notre faculté de l’Interfaculté Biomédicale Research Facility. Prémédiquez l’animal de laboratoire avec 0,075 mL/kg de midazolam chlorhydrate (5 mg/mL) et 0,225 mL/kg de kétamine (100 mg/mL) avant de l’emmener en salle d’opération.
2. Placez un cathéter veineux résident dans la veine auriculaire, par lequel administrer des analgésiques avec 0,56 mg/kg de poids corporel/0,5 h de piritramide et un volume de Stérofundine 1/1.
3. Fixez toutes les extrémités avec un bandage en gaze sur la table d’opération.
4. Fixez un ECG à 5 dérivations sur le thorax et l’abdomen pour l’analyse du rythme, une sonde de température rectale, et un oxymètre de pouls sur la muqueuse nasale pour le suivi 6,7,8,9.

2. Intubation et ventilation

1. Sécuriser les voies respiratoires par intubation et initier une ventilation contrôlée par pression.
2. Utilisez les réglages de ventilation suivants sous contrôle de pression à l’aide d’un respirateur. Les réglages initiaux sont les suivants :
   _{FiO 2} 0.6-0.8
   Fréquence respiratoire de 12-18/min
   Volume respiratoire minute d’environ 0,2 L/min/kg
3. Avec ces réglages, visez un_CO2 de 35-40 mmHg, un_paO2 de 150-200 mmHg, et un métabolisme respiratoire normal avec un pH de 7,35-7,45. Évaluer régulièrement la ventilation avec des analyses de gaz ^7,8,9.

3. Maintien de l’anesthésie

1. Maintenir l’anesthésie avec du sévoflurane 1,5 % (administré par ventilateur) ou du propofol 1 %, 8 mg/kg de poids corporel/h. Si la profondeur de l’anesthésie est insuffisante, augmentez la dose de sévoflurane à 2,0 % ou administrez un bolus de propofol de 2 à 4 mg/kg de poids corporel. Les signes d’une anesthésie insuffisante incluent un réveil intraopératoire, des réactions douloureuses, des mouvements, la respiration de l’animal, un rythme cardiaque rapide, une hypertension artérielle, etc. Le dexpanthénol est utilisé pour prévenir la sécheresse de la conjonctive des^yeux 7,8,9,10.

4. Mesure de la pression artérielle et large accès veineux central

1. Pour la surveillance artérielle, ouvrez l’aine gauche (la procédure est celle décrite à la section 5.4), exposez l’artère fémorale et insérez un cathéter de pression par une ponction. La courbe de pression est affichée à l’aide d’un transducteur de pression.
2. Visez une pression artérielle moyenne (MAP) de 50-60^{mmHg 6}. Pour maintenir la MAP, administrez un volume ou de la noradrénaline.
3. Sécuriser l’accès à grand volume de lumen à l’extérieur par une préparation ouverte de la veine jugulaire. Ce cathéter possède deux accès volumique : un pour la substitution volumique et un pour la surveillance de la pression veineuse centrale (8-12 mmHg). Cette pression, ainsi que la pression artérielle, est affichée via le transducteur.
4. Insérez un cathéter transurétrale permanent pour évaluer la production urinaire. Équilibrez le volume avec un sac^{urinaire 6}.

5. Procédure opératoire

1. Avant de commencer la chirurgie, marquez les zones à opérer (voies d’accès standardisées en chirurgie cardiaque) avec un stylo insoluble dans l’eau (guide d’incision ; Figure 3). Couvrez toutes les zones non pertinentes avec des rideaux chirurgicaux bleus.
2. Préparez la table d’opération avec tous les instruments (Figure 4).
3. Sternotomie médiane
   1. Effectuez une incision longitudinale cutanée au-dessus de la ligne médiane sternale, puis divisez les couches sous-cutanées, le muscle pectoral et le périoste sternal à l’aide d’électrocatérage.
   2. Exposez la ligne médiane sternale pour la sternotomie médiane. Assurez-vous que la fosse jugulaire et le processus xiphoïde sont bien définis, et disséquez la surface rétrosternale de façon franche à l’aide du doigt.
   3. Ensuite, divisez le sternum longitudinalement avec une scie sternale. Assurez l’hémostasie en utilisant l’électrocautérisation sur le périoste et en appliquant de la cire osseuse. Insérez le rétracteur sternal.
   4. Exposez le tissu adipeux sous-jacent et le thymus. Ouvrir le péricarde longitudinalement et placer des points de suture de maintien péricardique (mersiline 0) pour créer un puits péricardique.
   5. Inspectez attentivement le situs et le cœur. Les dernières étapes ont lieu après la canulation inguinale. D’abord, mobiliser l’aorte ascendante et l’artère pulmonaire et placer une suture à cordon (polypropylène 4,0 RB-1) pour la canule de la cardioplégie.
   6. Disséquez l’aorte libre circonférentiellement dans la zone à^{clamper 11}.
4. Préparation des vaisseaux inguinaux
   1. Effectuer une incision longitudinale sur la peau (inguinale) et percer le tissu adipeux cutané à l’aide d’électrocautérisation (Figure 5A-H). Dilatez le tissu avec un rétracteur de tissu.
   2. Disséquez le long du muscle gracilis et du muscle adducteur fémoral fascia avec des ciseaux à disséquer pour exposer l’artère fémorale et la veine entre les muscles. Ensuite, boucle les vaisseaux avec un élastique rouge et bleu.
   3. Pour fixer la canule dans le récipient, enroulez un fil de soie autour du récipient et attachez-le avec un garrot¹².
5. Position de la canule : Pour mieux comprendre la position de la canule intravasculaire, positionnez les canules veineuse et artérielle sur l’animal d’essai (voir schéma illustratif, Figure 6)¹².
6. Canulation veineuse
   1. Utilisez une canule 22 Fr. Seldinger et un ensemble de ponction pour la canulation de la veine fémorale. Le jeu de ponction se compose d’un fil de 180 cm de long, d’une canule de ponction et de dilatateurs (Figure 7A).
   2. Le schéma est montré à la figure 8A-E¹². Placez une suture de cordon à bourse avec du polypropylène 5.0 RP-2 et perforez la veine avec une canule de ponction 18 GA.
   3. Insérez le fil dans le vaisseau (veine fémorale) via la canule en utilisant l’aide à l’insertion. Assurez-vous que le fil peut être poussé d’avant en arrière lâchement.
   4. Avancez le fil dans la veine cave supérieure. La position peut être vérifiée par palpation ou par échocardiographie.
   5. Retirez la canule et compressez légèrement le site de la perforation avec une gaze (évitez la perte de sang). Dilatez soigneusement le site de la ponction avec les différents dilatateurs (commencez par le plus petit) ; Le fil doit être maintenu tendu en permanence.
   6. Enfilez la canule et poussez le fil inférieur tendu dans le récipient jusqu’au niveau auriculaire et bouclez la suture de la poche à tabac. Lorsque le thorax est ouvert, la position de la veine cave supérieure doit être vérifiée. Cela est nécessaire pour drainer le sang veineux des veines caves supérieure et inférieure et pour soulager adéquatement le cœur.
   7. Fixez la canule à la suture de la poche à tabac avec de la soie. Retirez délicatement le fil et l’entrée de la canule, ventilez avec du sang antérine, et clampez avec une pince tubulaire. Ensuite, connecte la canule au connecteur de 1/2 » et au tube de 1/2 » 3x32 du CPB.
7. Canulation artérielle
   1. Utilisez une canule Fr. Seldinger 14-16 et un ensemble de ponction pour la canulation de l’artère fémorale. Ce dernier se compose d’un fil de 100 cm de long, d’une canule de perforation et de dilatateurs (Figure 7B).
   2. La procédure est la même que pour la canulation^{veineuse 12}. Préparez les points de suture à bourse (polypropylène 4-0 RB-1) et insérez la canule à ponction.
   3. Insérez le fil au-dessus de la canule et retirez la canule. Dilatez le site de la ponction avec les dilatateurs individuels (12 Fr. et 14 Fr.) et insérez la canule artérielle 16 Fr.
   4. Retirez le fil et l’entrée, dégonflez rétrogradément, et serrez-le. Ensuite, connectez la canule au connecteur 3/8 » et au tube 3x32 de 3/8 » de la machine cœur-poumon et fixez-la au tissu.
8. Connexion au pontage cardio-pulmonaire
   1. Après avoir connecté le pontage cardiopulmonaire aux vaisseaux inguinaux, déclenchez le circuit extracorporel (Figure 9A et Vidéo 1). En raison de la faible différence de hauteur entre la canule veineuse et le réservoir, le drainage veineux doit fréquemment être soutenu par une aspiration active. Cette aspiration est d’environ -60 à -80 mmHg et est générée par une pompe à roulets. Visualisez l’aspiration en mesurant la pression sur le tube veineux à l’aide d’un transducteur^{de pression 13, 14, 15}.

Résultats

Le changement de type de canulation pour établir la circulation extracorporelle, de la canulation centrale thoracique à la canulation inguinale, n’a pas entraîné de rupture aortique iatrogène dans les expériences animales (Tableau 1). Le contexte de cela se trouve dans une étude animale au cours de laquelle 18 porcs par groupe ont été opérés. Lors des 15 premières interventions, six porcs ont subi une rupture aortique iatrogène après une canulation centrale, ce qui expli...

Discussion

La chirurgie cardiaque expérimentale est indispensable aujourd’hui. Les objectifs possibles incluent l’évaluation de la fonction de la pompe ventriculaire gauche sous l’administration de divers médicaments et de leurs propriétés pharmacocinétiques, l’optimisation des procédures chirurgicales et l’optimisation de la perfusion dans la circulation extracorporelle. Les modèles de porcs adultes sont très bien adaptés à cet objectif en raison de leurs caractéri...

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Dexpanthénol 5 %	Bayer	PZN AT-2424276	Anesthésie
HLM Set Trilly AF Kinder	Eurosets	AG71155	Ensemble jetable de machines cœur-poumon
Kétamine 5mg/ml	Pfizer	PZN 01395650	Anesthésie
Mersilene 0	Ethicon	R844	Sutures de maintien péricardique
Midazolam 5mg/5ml	Hameln	PZN 05918501	Anesthésie
Perkutanes Einfü ; HRKIT 100 cm	Maquet	PIK 100	Ensemble de ponction artérielle
Piritramid 15mg/ml	Piramal	PZN 01312724	Anesthésie
Polypropylène 4,0 RB-1 (Prolène)	ETHICON	8710H	Joint de poche à tabac sur le récipient
Canule de perfusion artérielle PotiSite 16 fr.	Edwards	FLK0012	Canule inguinale artérielle
Propofol 1 % 200 mg/20 ml	Fresenius KABI	PZN 18116200	Anesthésie
RAP Canule veineuse fémorale 22 Fr.  ;	LivaNova	200-100	Canule veineuse inguinale
Kit d’accès Revas Double Lumen 180 cm	Freelife	FLK0012	Pose de ponction veineuse
Seide 75 cm	Resorba	G850N	fixer la canule autour du récipient
Sévofluran 100 % /V/V) 250 ml	SEVOrane	PZN 03796821	Anesthésie
Silikon-Loops 2,5 mm bleu	SERAG Wiessner	SL27	pour la préparation de la veine
Silikon-Loops 2,5 mm rouge	SERAG Wiessner	SL26	pour la préparation de l’artère
Sterofundine ISO 1/1 E ISO	B/BRAUN	PZN 01078955	Volume
Kit de garrot 7 Fr.  ;	Medtronic	79005	pour fixer les canules au récipient