Cateterismo epatico dell'arteria transcaudale nei ratti sotto visione diretta: un metodo privo di radiazioni per stabilire modelli animali

Sommario

Questo protocollo descrive una tecnica riproducibile di chemoembolizzazione trans-caudale dell'addome aperto nei ratti, che consente una somministrazione precisa di farmaci intra-arteriei, un'embolizzazione epatica controllata e una valutazione standardizzata delle risposte terapeutiche e biologiche nei modelli di cancro al fegato.

Abstract

I modelli di tumori epatici nei ratti sono indispensabili per studiare la chemoembolizzazione trans-arteriosa (TACE), la somministrazione dei farmaci e la biologia tumorale. Tuttavia, le tecniche convenzionali che utilizzano accesso carotide o femorale guidato dalla fluoroscopia sono spesso limitate da elevati costi delle attrezzature, complessità tecnica e rischi cumulativi di radiazioni per gli operatori. Questo protocollo presenta un'alternativa priva di radiazioni utilizzando la cateterizzazione transcaudale guidata da laparotomia aperta. Forniamo una descrizione completa e passo dopo passo della procedura, a partire dall'anestesia standardizzata e dall'esposizione dell'arteria caudale ventrale (VCA). Il nucleo della tecnica prevede l'esecuzione di una laparotomia della linea mediana per consentire la visualizzazione diretta dell'anatomia epatoduodenale, consentendo l'avanzamento preciso di un microcatetere a 1,6 Fr nell'arteria epatica comune (CHA) o nell'arteria epatica propria (PHA) utilizzando un filo guida da 0,014 pollici. Il nostro studio di validazione su 32 ratti dimostra che questo metodo raggiunge un alto tasso di successo tecnico del 96,9% (31/32) con un tempo medio di procedura di 22,5 ± 2,3 minuti. Questa tecnica fornisce una piattaforma accessibile, riproducibile e trasparente per i laboratori che si concentrano sulla valutazione terapeutica localizzata e sulla biologia embolica. Questo metodo abbassa efficacemente la barriera per stabilire modelli interventisti di alta qualità in ambienti di ricerca preclinica dove l'imaging avanzato non è disponibile.

Introduzione

Le tecniche di somministrazione trans-arteriosa sono ampiamente utilizzate nella ricerca preclinica sul cancro al fegato, in particolare per modellare la chemoembolizzazione trans-arteriosa (TACE), la somministrazione localizzata di farmaci e l'immunoterapia intra-arteriosa. Tuttavia, le vie di accesso vascolare convenzionali nei ratti—inclusa la canulazione delle arterie femorali o carotidei—sono limitate da vincoli anatomici, fragilità dei vasi e grandi difficoltà tecniche, con conseguente variabilità nel tasso di successo e nella^{riproducibilità} 1,2,3,4.

L'approccio delle arteria transcaudali si è affermato come un metodo superiore per stabilire modelli TACE grazie alla sua invasività minima e all'elevata riproducibilità. Studi di Kumagai et al. hanno dimostrato che l'accesso all'arteria transcaudale consente la cateterizzazione selettiva con un tempo medio di procedura di circa 9,5 minuti, sottolineandone la fattibilità e la curva di apprendimento ripida, anche per operatori con esperienza microchirurgica^{limitata 5}. Analogamente, Hong et al. hanno riportato un tempo di cateterizzazione più breve di 6,9 ± 1,4 minuti, evidenziando l'efficacia di questa tecnica. I vantaggi includono una riduzione di complicazioni come l'ischemia cerebrale o l'ischemia dell'arto associate agli approcci carotidi o femorali, grazie al doppio apporto sanguigno della coda tramite vasi^{collaterali 6}.

Tuttavia, l'uso delle linee guida per l'angiografia a sottrazione digitale (DSA) per la cateterizzazione introduce notevoli disagi. Primo, l'esposizione alle radiazioni rappresenta rischi sia per gli operatori che per gli animali durante le procedure fluoroscopiche, cosa particolarmente preoccupante negli esperimenti a lungo^{termine 7}. In secondo luogo, la complessità tecnica della cateterizzazione guidata tramite DSA, inclusa la necessità di attrezzature specializzate e competenze, aumenta la difficoltà e il tempo della procedura.

Al contrario, la laparotomia aperta per la cateterizzazione offre vantaggi distinti, principalmente eliminando la necessità di apparecchiature DSA specializzate. Inoltre, questo metodo garantisce un ambiente procedurale privo di radiazioni, proteggendo efficacemente sia l'operatore che l'animale dalle radiazioni ionizzanti durante la fase di cateterizzazione. Questo metodo fornisce una soluzione pratica per studi che danno priorità all'implementazione rapida e alla sicurezza, in particolare in ambienti dove l'imaging avanzato non è disponibile. Pertanto, esplorare modelli TACE basati su laparotomia aperta potrebbe integrare le tecniche esistenti, facilitando applicazioni più ampie nella ricerca sul cancro al fegato.

Protocollo

Eseguire tutte le procedure sugli animali in conformità con le linee guida istituzionali per la cura e l'uso degli animali da laboratorio. Assicurati che tutti i passaggi chirurgici e interventistici rispettino i protocolli approvati sugli animali.

1. Anestesia e preparazione preoperatoria

1. Indurre e mantenere l'anestesia.
   1. Indurre l'anestesia con isoflurano inalato al 3–5% in una camera di induzione.
   2. Somministrare una dose di mantenimento di pentobarbital sodio intraperitoneale all'1% di 40 mg/kg.
   3. Applicare uno strato sottile di unguento oftalmico su entrambi gli occhi per prevenire la disidratazione corneale durante tutta la procedura chirurgica.
2. Posiziona l'animale.
   1. Posiziona il ratto in posizione supina sulla piattaforma chirurgica.
   2. Mantieni la temperatura corporea a 37 °C usando una borsa riscaldante.

2. Esposizione dell'arteria caudale ventrale (VCA)

1. Crea l'incisione della coda.
   1. Identifica un punto di circa 5 cm distale rispetto alla base della coda.
   2. Effettuare un'incisione longitudinale della linea mediana di 1,5 cm sulla superficie ventrale della coda usando un bisturi.
2. Esponi l'arteria.
   1. Eseguire una dissezione netta attraverso la fascia superficiale per esporre il VCA, situato circa 1 mm sotto la pelle.
   2. Dissezionare e separare le piccole vene per esporre completamente l'arteria.
      NOTA: Evitare danni ai rami trasversali derivanti dal VCA.

3. Condizionamento del vaso

1. Riduci lo spasmo arterioso.
   1. Applica gel di lidocaina sulla VCA esposta.
2. Metti un collegamento distale.
   1. Infila una sutura 4-0 attorno al segmento distale del VCA senza stringere per facilitare l'elevazione del vaso nei passaggi successivi. Applicare una pinza vascolare sul VCA prossimale per prevenire sanguinamenti durante l'incisione del vaso (Figura 1).

4. Laparotomia ed esposizione dell'arteria epatica (Figura 2 e Figura 3)

1. Esegui una laparotomia a metà campo.
   1. Fai un'incisione centrale di 5 cm inferiore al processo xifoide usando forbici dritte.
   2. Apri la cavità addominale e solleva delicatamente il fegato in modo cranico usando un cotton fibb umido.
2. Espone la regione epatoduodenale.
   1. Ritrae l'intestino verso la cavità addominale sinistra.
   2. Espone l'ilo epatico e identifica le principali strutture vascolari (Figura 2A).
3. Disseziona l'anatomia arteriosa.
   1. Dissezionare l'aorta addominale e la biforcazione dell'arteria epatica comune (CHA) (Figura 3).
   2. Usa micro-pinze per sezionare delicatamente la guaina perivascolare, evitando qualsiasi trazione diretta sul vaso. Un'adeguata esposizione della giunzione tra l'aorta addominale e la CHA facilita la rapida posazione del catetere nelle fasi successive (Figura 2B).
      ATTENZIONE: Un adeguato allentamento del tessuto connettivo perivascolare sulla superficie del CHA ne aumenta l'angolo verso l'alto, facilitando così il successivo avanzamento fluido del filo guida e del catetere nel vaso.

5. Arteriotomia e inserzione del catetere

1. Controlla il flusso sanguigno prossimale.
   1. Applica una pinza vascolare sul VCA prossimale per prevenire il sanguinamento.
2. Esegui l'arteriotomia.
   1. Usa delle microforbici per fare una piccola incisione trasversale sul VCA.
3. Inserisci il filo guida e il microcatetere.
   1. Elevare il VCA distale utilizzando la sutura di seta 4-0 preposizionata (Figura 1A).
   2. Inserisci il microfilo guida da 0,014 pollici nel VCA. Avanza delicatamente il microcatetere a 1,6 Fr sopra il filo guida. Facilita l'avanzamento applicando una trazione delicata sulla sutura distale del VCA per raddrizzare il vaso. Avanzare il catetere di circa 15 cm per raggiungere l'asse celiaco (Figura 1B).

6. Canulazione selettiva e somministrazione da farmaci/embolia

1. Avanza il catetere verso l'arteria epatica.
   1. Avanzare l'assemblaggio filo guida–catetere sotto visualizzazione diretta verso la biforcazione tra l'aorta addominale e il CHA.
   2. Posiziona le pinze curve sotto l'aorta addominale e sollevala delicatamente. Regolare la punta del gruppo filo guida–catetere alla biforcazione tra l'aorta addominale e il CHA. Avanzare e ritirare l'assemblaggio coordinandosi con le pinze curve per facilitare l'ingresso rapido del filo guida nel CHA (Figura 3A,B).
2. Conferma la posizione e preparati all'infusione.
   1. Continuare ad avanzare l'assemblaggio filo guida–catetere finché la punta del catetere non è visualizzata all'interno del PHA all'ilo epatico (Figura 4).
   2. Ritirare il filo guida e confermare il riflusso sanguigno libero attraverso il catetere per garantire il posizionamento intraluminale.
3. Consegna agenti.
   1. Collega un rubinetto a tri vie e una siringa al mozzo del catetere.
   2. Iniettare l'agente previsto, il mezzo di contrasto o la sospensione embolica.
      ATTENZIONE: Utilizzare protezioni e DPI adeguati quando si maneggiano farmaci chemioterapici o agenti embolici.

7. Rimozione del catetere e chiusura della ferita

1. Rimuovi il catetere.
   1. Rimuovere con attenzione il catetere dopo aver completato l'infusione.
2. Lega la nave.
   1. Lega il VCA prossimale usando sutura di seta 4-0 per prevenire il sanguinamento.
3. Chiudere le incisioni chirurgiche.
   1. Chiudi l'incisione addominale in due strati (muscolo e pelle) usando suture di seta 4-0 interrotte.
   2. Chiudi l'incisione della coda con suture 4-0 interrotte.

8. Re-intervento (Opzionale)

1. Esegui l'accesso ripetuto.
   1. Se è necessario un TACE ripetuto, crea una nuova incisione più vicina alla base della coda (circa 3 cm).
   2. Ripeti i passaggi dal 2 al 7.
      NOTA: Gli interventi aggiuntivi devono essere distanziati secondo il disegno dello studio e le linee guida per il benessere animale.

Risultati

L'efficacia tecnica e la sicurezza del protocollo di cateterizzazione transcaudale senza radiazioni sono state valutate in una coorte di validazione di 32 ratti, con le principali metriche di performance riassunte nella Tabella 1. Il successo tecnico, definito come la posizione stabile del microcatetere nell'arteria epatica comune (CHA) seguita dalla somministrazione senza ostacoli di materiali embolici, è stato raggiunto in 31 animali su 32 (96,9%). Il tempo medio della...

Discussione

Il metodo di cateterizzazione con addome aperto e arteria trans-caudale presentato qui offre un'alternativa pratica e riproducibile ai modelli TACE tradizionali che richiedono guida fluoroscopica. Diversi studi precedenti hanno stabilito la TACE su piccoli animali tramite gli approcci delle arterie caudali, tipicamente utilizzando la DSA per guidare la cateterizzazione e confermare l'accesso ^vascolare 1,2,...

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Micropinza a punta smussata (0,4 mm)	Suzhou Shiqiang	11001-12
Pinze curve	Strumenti Medici di Shanghai (Jinzhong)	S110-3
Iniezione di soluzione salina eparinizzata	Jiangsu Wanbang Biochemical Pharmaceutical Group Co., Ltd.	H32020612
Iniezione di iodixanolo	Jiangsu Hengrui Pharmaceuticals Co., Ltd.	H20103675
Isoflurano	Scienze della Vita RWD	R510-22
Gel di lidocaina	Gruppo Farmaceutico Shandong Fangming	20180322
Micro-forbici	Strumenti Medici di Shanghai (Jinzhong)	S320-1
Microcatetere (1,6 Fr)	Cardiolink Science	SS-40-1.6F
Microfilo guida (0,014 pollici)	Cardiolink Science	PGW14-150A
Portaaghi	Strumenti Medici di Shanghai (Jinzhong)	S201-1
Microsfere PVA	Cardiolink Science	VM-20110
Lama del bisturi	Strumenti Medici di Shanghai (Jinzhong)	B102-11
Soluzione di pentobarbital sodica (1%)	Shanghai Pharmaceuticals Holding Co., Ltd.	https://www.sphchina.com/
Pinza dritta	Strumenti Medici di Shanghai (Jinzhong)	S110-1
Forbici dritte	Strumenti Medici di Shanghai (Jinzhong)	S310-1
Sutura (4-0) con ago a 3/8 di cerchio	Shanghai Jinhuan Medical	J-40-45
Siringa sterile usa e getta (1 mL, 2 mL, 5 mL)	Jiangsu Zhiyu Medical Instrument Co., Ltd.	Z-1022
Pinza dentata	Strumenti Medici di Shanghai (Jinzhong)	S112-2
Clip vascolari	Strumento chirurgico Roboz	RS-5420