26 giugno 2011
L'uso di suini domestici e in miniatura nella scienza è aumentata significativamente negli ultimi anni. Dimostrando come eseguire l'intubazione, cateterismo vescicale transuretrale, l'arteria femorale e cateterismo venoso, così come perfusione transcardial, puntiamo a incrementare ulteriormente il valore di maialino Göttingen nella ricerca biomedica.
L'intubazione endotracheale deve essere eseguita ogni volta che un maialino viene sottoposto ad anestesia generale per facilitare l'intervento chirurgico perché mantiene una via aerea pervia, consente la ventilazione assistita e protegge le vie aeree dall'aspirato. I maialini possono essere intubati da varie posizioni, ma avere l'animale sulla schiena tende ad essere più facile per coloro che effettuano regolarmente l'intubazione umana in quanto presenta le vie aeree in modo simile oltre ai mezzi di ventilazione assistita. L'attrezzatura necessaria per l'intubazione endotracheale è imbracature per l'apertura della bocca, aspirazione a bassa pressione con punta smussata, laringoscopio veterinario con lama diritta, lunga tra i 17 e i 25 centimetri, siringa con stetoscopio ad aria e nastro adesivo.
Per l'eviscerazione adulta e i maialini. È appropriato un tubo endotracheale di dimensioni da cinque a sette millimetri. In questo video è stato utilizzato un tubo da 5,5 millimetri.
Il maialino viene posizionato sulla schiena e adeguatamente sostenuto. Per garantire che il passaggio laringeo sia mantenuto dritto, la lingua viene leggermente tirata fuori e la mascella tenuta aperta da un assistente. Senza estendere eccessivamente la testa, la rotazione delle vie aeree o un'eccessiva estensione della testa possono occludere le vie aeree, rendendo l'apertura laringea più difficile da identificare.
Il laringoscopio viene utilizzato per deprimere la lingua e la punta dell'aspirazione viene utilizzata per spostare l'epiglottide dal palato molle. La punta del laringoscopio viene quindi utilizzata per premere l'epiglottide verso l'alto verso la base della lingua, rivelando l'apertura laringea. Aprendo i retinoidi, le cartilagini e le corde vocali diventano visibili e il tubo endotracheale viene fatto avanzare delicatamente con una leggera rotazione nella trachea.
Durante la scadenza, la cuffia del tubo viene gonfiata secondo le specifiche del produttore. Pur facendo attenzione ad evitare un eccessivo gonfiaggio, che può causare gonfiore ed edema delle vie aeree, i suini hanno un bronco per ventilare il lobo polmonare cranico destro. È quindi importante posizionare il tubo sopra la biforcazione tracheale.
Ciò è facilitato dall'utilizzo della dimensione corretta del tubo e dal fissaggio dell'estremità prossimale del tubo a livello del muso con nastro adesivo. Quando il maialino è correttamente intubato, si deve avvertire un libero passaggio d'aria attraverso il tubo e l'auscultazione del torace dovrebbe rivelare suoni respiratori sia nella parte sinistra che in quella destra del torace. Dopo aver collegato il ventilatore con il sistema di monitoraggio al maialino, i valori fisiologici espiratori e di anidride carbonica devono essere misurabili e può essere osservata la curva dell'anidride carbonica che segue il modello di respirazione deciso dalle impostazioni del ventilatore.
L'intubazione endotracheale dei maialini può essere impegnativa perché il passaggio laringeo è stretto e la membrana mucosa della corda vocale è facilmente traumatizzata. Se si utilizza un tubo troppo grande o una forza eccessiva, l'uso di spray alla xilocaina o di miorilassante può facilitare l'introduzione del tubo. Ma l'uso di bloccanti neuromuscolari dovrebbe essere fatto solo da personale ben addestrato in tali procedure.
Il cateterismo vescicale può essere utilizzato come un modo per monitorare la produzione di urina, che può fornire informazioni utili sullo stato di idratazione e sulla funzione renale e cardiovascolare durante lunghe procedure chirurgiche. Il cateterismo della vescica urinaria attraverso l'uretra è facile da eseguire nelle femmine di maiale. Sebbene questa procedura sia estremamente difficile, forse impossibile nei maschi per i maialini adulti, un catetere di Foley francese di taglia otto o 10 è appropriato a causa della curvatura e delle dimensioni dell'uretra esterna.
È preferibile aprire un catetere con uno stiletto. L'attrezzatura necessaria include una pinza a punta smussata per speculum, una siringa con lubrificante salino e una sacca di drenaggio dell'urina a sistema chiuso. Per visualizzare al meglio l'orifizio uretrale esterno durante il cateterismo, il mini maialino viene posizionato sulla schiena con il supporto sotto la regione lombare.
Mentre un assistente tira il rana delle zampe posteriori, l'apertura uretrale esterna femminile si trova nel pavimento della vagina, a circa un terzo o metà della distanza dalla cervice. Tuttavia, poiché l'animale è posizionato sulla schiena, la posizione dell'apertura uretrale sembrerà invertita. Il catetere è controllato con la pinza a punta smussata, quindi la punta del catetere è in continuazione rispetto alla pinza.
Inserire con cautela il catetere nell'apertura uretrale. L'uretra è facilmente traumatizzata se viene utilizzata troppa forza durante il cateterismo, tuttavia, inizialmente si può avvertire una leggera resistenza fino a quando il catetere non ha superato lo sfintere urinario esterno. Se questo problema persiste, ciò potrebbe indicare che l'animale non è sedato abbastanza profondamente.
La soluzione è aspettare un po' e lasciare che l'anestesia faccia il suo effetto. Quando il catetere raggiunge la vescica, rimuovere lo stilo e si vedrà scorrere l'urina. Gonfiare il palloncino con soluzione fisiologica secondo le specifiche del produttore ed estrarre delicatamente il catetere fino a quando il palloncino non si blocca sul collo della vescica.
Fissare la sacca di drenaggio dell'urina a sistema chiuso, fissare il catetere alla coda per evitare lo spostamento accidentale del catetere. Quando si maneggia l'animale con un'adeguata formazione ed esperienza, il cateterismo transuretrale della vescica può essere eseguito con poche difficoltà. Questa procedura minimamente invasiva può prevenire la contaminazione di delicate apparecchiature tecniche mediche e l'estensione dolorosa della vescica, che possono danneggiare l'animale e influenzare l'esperimento a causa dell'aumento del tono vagale e dell'alterazione dei parametri fisiologici.
Il cateterismo arterioso e venoso è utile per ottenere campioni di sangue ripetuti e monitorare vari parametri fisiologici. Quando si esegue il cateterismo dei vasi negli studi di sopravvivenza, è necessario impiegare una rigorosa tecnica asettica per evitare infezioni. L'attrezzatura necessaria include bisturi, punta smussata, forbici chirurgiche, pinze per tessuti, piccola punta smussata, pinze chirurgiche, piccolo divaricatore tissutale autotrattenente, sostituzioni chirurgiche porta ago, sutura con ago soluzione salina eparinizzata come fluido di lavaggio per mantenere la pervietà del catetere.
Due cannule IV calibro 18, due guaine a punta brillante da quattro francesi con introduttore e filo seldinger G. La profondità dell'anestesia viene valutata testando il riflesso del dolore interdigitale. L'arteria femorale e la vena vengono avvicinate con il maialino posizionato sulla schiena e la zampa posteriore retratta lateralmente.
Identificare nella piega cutanea tra il gracile e il muscolo sartorio dove scompare la pulsazione della parte superficiale dell'arteria safena mediale. Praticare un'incisione cutanea superficiale longitudinale cranica fino a questo punto, evitando così di danneggiare inavvertitamente i vasi safeni mediali. Usa una forbice a punta smussata per sezionare il tessuto sottocutaneo sottostante.
La divisione fasciale del muscolo sartorio e gracile è divisa cranialmente al sito di penetrazione dei vasi safeni mediali. Prima con una piccola punta smussata, una pinza chirurgica e poi digitalmente i due gruppi muscolari vengono separati con un piccolo divaricatore tissutale autobloccante facendo attenzione a non danneggiare il nervo femorale e i vasi, l'arteria viene isolata per una lunghezza di circa uno o due centimetri. Utilizzando la dissezione smussata, ruotare l'ago ven flon smussato in modo che il lume sia rivolto verso l'alto.
Piega leggermente l'ago in modo che segua più facilmente la curvatura del vaso. Ricordati di verificare se l'ago può ancora muoversi avanti e indietro. L'arteria è perforata.
L'ago si è ritirato e il filo guida del seldinger è stato inserito attraverso il tubo di ventilazione. Rimuovere il tubo ven flon applicando delicatamente una pressione sull'arteria per garantire il fissaggio del filo G. La guaina con introduttore viene inserita sopra il filo del salterio e fatta avanzare nella posizione desiderata, dopodiché l'introduttore e la senatura o il filo vengono rimossi.
La vena femorale si trova appena sotto e medialmente all'arteria. Dopo aver isolato la vena mediante dissezione smussata, la vena viene cannulata come precedentemente descritto per l'arteria. Per verificare che sia l'arteria che la vena siano cateterizzate correttamente, prelevare il sangue da entrambe le guaine e confrontare il colore dei campioni.
Ogni volta che si preleva un campione di sangue, ricordarsi di lavare successivamente i cateteri con soluzione fisiologica eparinzzata. Al fine di mantenere la pervietà del catetere, i cateteri vengono fissati e la pelle viene chiusa. Con alcune suture, è possibile posizionare un anello del vaso attorno all'arteria e alla vena per fissare i vasi prima della puntura.
Nonostante i suoi vantaggi, generalmente evitiamo questo passaggio aggiuntivo perché richiede un'eccessiva dissezione dei vasi e aumenta il rischio di danneggiare i rami laterali e profondi. Il presente filmato mostra come cateterizzare i vasi femorali. Il cateterismo dei vasi femorali è preferibile al cateterismo dei vasi del collo per facilitarne l'accesso.
Quando si eseguono esperimenti che coinvolgono la neurochirurgia stereotassica basata su frame e l'imaging cerebrale, la perfusione transcardiaca è il metodo di fissazione più efficace e produce risultati preminenti. Quando si preparano organi di mini maiale per l'istologia e l'istochimica, per la procedura è necessaria la seguente attrezzatura. Fluidi di profusione rilevanti per il sistema di perfusione, siringa per cannula IV, bisturi pentobarbital, punta smussata, forbici chirurgiche, cesoie ossee e due grandi pinze autotenenti, di cui almeno una con punta curva.
Un divaricatore sternale autobloccante non è assolutamente necessario, ma facilita notevolmente la procedura. La perfusione transcardica deve essere eseguita in un locale ben ventilato con un sistema di estrazione dei fumi ad alta potenza e strutture che consentano la raccolta di otto liquidi abbondanti e sangue per il successivo smaltimento sicuro. Dopo aver iniettato una dose letale di Penta Barbital, testare il riflesso del dolore interdigitale.
Il miglior accesso al cuore e all'aorta è fornito tramite una sternotomia mediana. Praticare una profonda incisione cutanea longitudinale che si estende dal manubrio al processo xifoideo dello sterno. Ottieni l'accesso alla cavità toracica praticando una piccola incisione nel diaframma appena sotto il processo xifoideo.
Inserire le cesoie ossee nella cavità toracica e dividere in due la parte anteriore dello sterno quando si esegue questa procedura perché il cuore può essere aderente in un punto all'interno dello sterno. Dopo che lo sterno è stato diviso, inserire il divaricatore sternale autobloccante e aprire la cavità toracica se ancora intatta, praticare una piccola incisione nel pericardio all'apice del cuore, quindi aprire digitalmente il sacco pericardico. Identificare il ventricolo sinistro, l'oracolo destro e l'aorta.
Insieme alla vena cavale superiore, effettuare un piccolo taglio superficiale in prossimità dell'apice del cuore e accedere al ventricolo sinistro perforando il miocardio con uno strumento a punta smussata. Inserire la cannula di perfusione all'interno del ventricolo sinistro e spostare la punta della cannula nell'aorta. Quando la cannula viene avvertita tra il secondo e il terzo dito dell'aorta, bloccare la cannula in posizione.
Con la pinza curva autotrattentrice, praticare un'incisione nell'oracolo destro e iniziare a iniettare il fissativo attraverso la cannula di perfusione. Il flusso di otto abbondante nell'aorta può essere sentito e il sangue uscirà attraverso l'oracolo destro inciso mentre l'otto Perfuso scorre nei vasi del maiale di maiale continua. Si noti come la profusione sistemica con paraformaldeide induca iperestensione degli arti e contrazioni della muscolatura superficiale a causa del legame incrociato dell'aldeide di nervi e muscoli.
Quando si utilizza un sistema di perfusione alimentato ad aria compressa, assicurarsi di rimuovere la cannula o di bloccare il tubo in silicone trasparente prima che il contenitore sia vuoto per evitare che l'aria entri nel sistema vascolare. Nel presente video, utilizziamo un sistema di perfusione alimentato da aria compressa anziché per gravità. Il vantaggio dei sistemi che utilizzano aria compressa è che la pressione idrostatica esercitata è costante durante il processo, fornendo in ultima analisi la migliore profusione d'organo.
Questo articolo discute l'uso crescente dei minipig Göttingen nella ricerca biomedica, concentrandosi su procedure essenziali come l'intubazione e il cateterismo. Mira a migliorare la comprensione e l'applicazione di queste tecniche negli studi scientifici.
Surgical techniques in the Göttingen minipig support preclinical modeling by enabling physiological monitoring and tissue preservation essential for translational research. These procedures enhance data quality in studies of neuroscience, metabolism, and cardiovascular function by reducing procedural variability and improving animal welfare. Mastery of intubation, catheterization, and perfusion methods strengthens preclinical confidence and supports go/no-go decisions in early discovery pipelines.
These techniques integrate into discovery workflows from early physiology screening through preclinical validation, supporting iterative design in target validation and lead optimization stages.