Solo negli Stati Uniti, circa 110 milioni di ratti e topi vengono utilizzati negli esperimenti sugli animali ogni anno24. Sebbene non sia possibile trovare statistiche affidabili, una percentuale rilevante di questi riceverà una ventilazione supportata, soprattutto nel campo della ricerca polmonare e cardiaca e dell'anestesiologia. La maggior parte di questi animali riceve un'intubazione endoorotracheale non invasiva, che comporta una serie di sfide. Questi includono curve di apprendimento più lente, tassi più elevati di fallimento dell'intubazione, un numero maggiore di reintubazioni e complicanze respiratorie associate, nonché perdite respiratorie25. L'intubazione non invasiva, quindi, richiederà generalmente personale di ricerca più esperto, tecnologie più avanzate come fibre ottiche, capnometria e ventilatori meccanici e maggiori risorse finanziarie e materialistiche26. L'intero aspetto dell'intubazione è, quindi, un fattore confondente significativo rilevante nelle successive analisi statistiche e nell'eterogeneità interindividuale dei risultati. Tuttavia, l'intubazione endoorotracheale non invasiva è spesso l'unica opzione praticabile nei disegni di esperimenti longitudinali.
Le alternative sono la tracheostomia per l'accesso tracheale a lungo termine richiesto negli esperimenti longitudinali o la tracheotomia chirurgica per "monouso" negli esperimenti non di sopravvivenza. Sebbene siano disponibili27 protocolli sulla tecnica microchirurgica per la tracheostomia nei ratti, attualmente non esistono protocolli per l'intubazione endotracheale tramite tracheotomia nei modelli di ratto non sopravviventi.
La procedura standardizzata qui descritta per l'intubazione endotracheale tramite tracheotomia e successiva toracotomia nei ratti, quindi, rappresenta un metodo prezioso per i ricercatori impegnati in studi di non sopravvivenza. Questa procedura non richiede né personale esperto né una formazione approfondita. Ha un tasso di successo dell'intubazione molto più alto dell'intubazione endoorotracheale e consente passaggi procedurali molto più controllati.
I limiti delle tecniche presentate includono principalmente l'invasività della procedura e, consecutivamente, l'esclusiva compatibilità con esperimenti di non sopravvivenza. A causa dei grandi difetti della pelle e dei tessuti molli, nonché della fistola tracheale incisionale, l'estubazione e il recupero da questa procedura non sono né fattibili né raccomandati, soprattutto se combinati con la toracotomia.
Durante la risoluzione delle sfide comuni incontrate durante la procedura, vorremmo attirare l'attenzione sui seguenti punti e raccomandazioni: si dovrebbero preparare attrezzature e farmaci il più ampiamente possibile. Lo sperimentatore deve eseguire meticolosamente il controllo emostatico mediante una preparazione fine e l'uso di tamponi di cotone non traumatici. Lo sperimentatore deve preparare la trachea su una lunghezza di almeno 0,5 cm per consentire una mobilità sufficiente e utilizzare l'anello del vaso in silicone per non perdere la trachea dopo l'incisione, poiché ciò può provocare aspirazione e soffocamento quando la trachea viene persa nella profondità del tessuto a causa del fenomeno dello sfondo. Incidere solo parzialmente la trachea con un chiaro colpo di forbice. Idealmente, si dovrebbe incidere 180° di circonferenza. Al di sotto di questo valore potrebbe verificarsi la mancata intubazione. Al di sopra di questo potrebbe verificarsi lo schiocco della trachea con retrazione di entrambe le estremità nella profondità del tessuto e successivo soffocamento. Quando si lega la sutura in polifilamento per fissare il tubo di intubazione, è necessario utilizzare un nodo scorrevole per garantire una tenuta sufficiente per evitare perdite d'aria o lussazioni accidentali del tubo, evitando allo stesso tempo la chiusura involontaria del tubo. Lasciare il filo di Seldinger in posizione durante la sutura può evitare la chiusura involontaria. Quando si esegue la ventilazione manuale utilizzando la sacca di ventilazione, si dovrebbe evitare rigorosamente il barotrauma del polmone da parte di volumi correnti elevati. Invece, si dovrebbe piuttosto mirare alla ventilazione polmonare protettiva, ad alta frequenza e a bassa corrente, soprattutto finché non è stata eseguita la toracotomia e i volumi polmonari non possono essere valutati visivamente.
Offrendo una metodologia dettagliata e riproducibile, questo protocollo facilita la standardizzazione delle procedure sperimentali, migliorando l'affidabilità e la comparabilità dei dati tra gli studi. Di conseguenza, questo metodo contribuisce al perfezionamento delle tecniche scientifiche nella ricerca preclinica, migliorando in ultima analisi la rilevanza traslazionale dei risultati nei campi della fisiologia, della farmacologia, delle scienze chirurgiche e biomediche.