Name: 非生存アプリケーションのためのラットにおける気管切開術およびその後の開胸術による気管内挿管術 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-03-15T15:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 43 s
Description: 学ぶラットにおける気管切開術および開胸術による気管内挿管術の標準化手法。侵襲的換気と胸部臓器の露出を必要とする非生存実験において、再現性と精度を向上させる方法を解説します。

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ここに記載されているすべての動物活動は、ドイツのカールスルーエにあるバーデン・ヴュルテンベルク州地域評議会の動物管理・使用委員会(IACUC)によって承認されています。実験動物は、動物の使用と世話に関するドイツの法律、欧州共同体理事会(2010/63/EU)の指令、およびARRIVEガイドラインに従って、施設の基準に従って管理され、認定施設で実施されました。Janvier LabsのSpraque Dawleyラットの雄で、注文重量が400 gでした。
1. 手続きの準備(図1)
<ol>
	<li>カニューレを先端から1cmの角度で135°の角度で折り畳み、ルアーロックを介してプラスチック製の灌流チューブに接続し、外科用蚊クランプを使用して張力を加えて、外科用準備フックを準備します(図1A、B)。</li>
	<li>げっ歯類の外科的曝露装置を準備します。 注:商用プラットフォームの可用性に加えて、この研究のように、これらもコスト効率よく自己構築することもできます。<ol>
		<li>これには、厚さ4mmの40cm×50cmの鋼板を使用します。スチールドリルを使用して、後続のテンションポイントの目的の位置にいくつかの8mmの穴を作成します。Y字型の固定ロッドをこれらの場所に置きます。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>外科的暴露装置の鋼板の上に加熱パッドを置き、熱サポートを提供します。</li>
	<li>プラスチックチューブと外科用蚊クランプを取り付けた手術準備フックを準備し、後で組織に張力をかけて外科的に曝露します。</li>
	<li>オスのルアーロックエンドが付いた10 mLプラスチックシリンジのプラグを取り外し、シリンジの近位端を切り取ります。.図のように遠位部を換気バッグに挿入し、熱収縮チューブで覆い、実験室用トーチを使用して穏やかな熱を加えて気密に密閉します(図1D-F)。</li>
	<li>さまざまなサイズの静脈内カテーテルを短くして面取りし、先端に柔軟なワイヤー端を持つ動脈リーダーカテーテルセットから、挿管中の後続のセルディンガー技術22,23のそれぞれの動物サイズ(おそらく14G)に最も適したカテーテルサイズにガイドワイヤーを挿入します(図1G、H)。</li>
</ol>
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66684/66684fig01v2.jpg"> 
図1:実験セットアップ(A)手術準備フックとして使用される灌流チューブに接続された折り畳まれたカニューレ。(B)金属製の固定ロッドに配置されたクランプ付き準備フック。 (C)介入前に鎮静させた動物。(D)新生児科の換気バッグ。(E-F)ルアーロックシリンジを熱収縮チューブを使用して換気バッグに気密取り付けします。(G)セルディンガー法用の動脈リーダーキャスセットからのガイドワイヤーを使用して、さまざまなサイズの短く面取りされた静脈内カテーテル。(H)最終的なカスタムビルド構造。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66684/66684fig01largev2.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
2.麻酔と鎮痛
<ol>
	<li>選択した薬でラットに麻酔をかけます。 注:ここでは、麻酔と鎮痛は、ケタミン10%(100 mg / mL)、キシラジン2%(20 mg / mL)、カルプロフェン50 mg / mL、およびイソフルランを使用して確立されました。.キシラジンとカルプロフェンの1:10希釈液を塗布用のストック溶液として使用しました。<ol>
		<li>気化器を使用して、5 L / minの流入速度で100%酸素が充填された誘導ボックスに動物を置き、4%(v)のイソフルランで補完することにより、麻酔を誘発します。</li>
		<li>意識を失った後、動物を誘導ボックスから取り出し、100 mg / kg体重ケタミンと4 mg / kg体重キシラジンを注射します(i.p.)。 注:これは、400 mgの動物に対して40 mgのケタミン(元の溶液0.4 mL)と1.6 mgのキシラジン(元の溶液0.08 mLまたは0.8 mLの1:10溶液)に相当します。.</li>
		<li>I.P.注射の効果が始まるまで、動物をイソフルラン浸水誘導ボックスに戻します。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>つま先の固いつま先をつまむことに対するラットの反応の欠如をテストすることにより、適切な麻酔の深さを保証します。</li>
	<li>眼科用軟膏を目に塗ります。</li>
	<li>手術中の麻酔の深さを評価し、維持します。<ol>
		<li>麻薬効果が時間の経過とともに(約1時間ごとに)減少したように見えた場合は、動物に追加の50 mg / kg体重ケタミンと1 mg / kg体重キシラジンを注射します(sc)。.これは、400 mgの動物に対して20 mgのケタミン(元の溶液の0.2 mL)と0.4 mgのキシラジン(1:10溶液の0.2 mL)に相当します。</li>
		<li>開胸術の前に、5 mg / kg体重カルプロフェンの皮下注射で追加の鎮痛を提供します。.これは、400 mgの動物に対して2 mgのカルプロフェン(元の溶液0.04 mLまたは1:10溶液の0.4 mL)に相当します。.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. 手術準備(図2)
<ol>
	<li>経鼻新生児マスクを介して100%酸素を吸入することにより、動物の循環を酸素で飽和させます(図2A)。</li>
	<li>5分後、経鼻新生児マスクから、上記のように男性用プラスチックシリンジルアーロックチップを備えた新生児換気バッグの構造に切り替え、シリンジチップを動物の鼻先に近づけて酸素をオーバーフローさせます(図2B)。</li>
	<li>胸頸部の中央部皮膚を所望の長さで切開し、手術準備フックを使用して手術場を露出させます(図2C、D)。</li>
	<li>頸部筋膜を通して細かいはさみで鈍い解剖によって準備を進めます。胸鎖乳突筋と舌骨下筋を露出させ、左外側膜解剖後に正中舌骨下筋を右側に外側にします(図2E-G)。</li>
	<li>オーバーホルトクランプを使用して、気管に向かって鈍的解剖を行い、気管のトンネリングを行います(図2H-I)。</li>
	<li>シリコン血管ループを使用して気管をスリングし、後で気管内カニューレを固定するためにポリフィラメント縫合糸を使用して遠位気管をダブルスリングします(図2J-N)。</li>
</ol>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66684/66684fig02.jpg"> 
図2:気管の準備 (A)マスクによる酸素の吸入。(B)酸素塗布用のマスクからオス型ルアーロックシリンジに切り替えます。(C)胸部頸部皮膚切開。(D)頸部筋膜を介した準備。(E)胸鎖乳突筋および舌骨下筋の露出。(F)舌骨下筋の中央部の側方化。(G)気管に向かって鈍的解剖。(H)オーバーホルトクランプを使用した気管のトンネリング。 (I)シリコン血管ループを使用した気管のスリング。(J-N)ポリフィラメント縫合糸を使用した気管の尾側ダブルスリングで、後の気管内カニューレ固定術を行います。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66684/66684fig02large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
4. 挿管手順(図3)
<ol>
	<li>非外傷性ペンチを使用して気管を尾側に伸ばします(図3A、B)。</li>
	<li>はさみを使用して、気管の円周180°の部分切開を行います(図3C-F)。</li>
	<li>フレキシブルエンドを備えたセルディンガーガイドワイヤーを気管に導入し(図3G-H)、続いて適切な胴回りの修正された静脈内カテーテルをセルディンガーワイヤーによってガイドされた気管に導入します(図3I-N)。</li>
	<li>セルディンガーワイヤーを取り外し(図3O)、気管カテーテルのルアーロックチップを変更された換気バッグに接続し、高周波で低潮汐量で穏やかな肺保護手動換気を開始します(図3P)。正中開胸術が行われておらず、肺が目立たないように、手動換気を行います。</li>
	<li>前に配置したロッキング縫合糸をスライド式の結び目で結び、空気漏れや偶発的なカテーテルの抜去を防ぎます(図3Q-T)。</li>
</ol>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66684/66684fig03.jpg"> 
図3:気管切開による気管内挿管術 (A)準備後の初期状況。(B)非外傷性ペンチを使用した気管の尾側延長。(C-F)円周180°の気管の部分切開。(G,H)セルディンガーガイドワイヤーを気管に導入。(I-M)セルディンガーワイヤーによって導かれる気管への修正された静脈内カテーテルの導入。(N-O)セルディンガーワイヤーの取り外し。(P)気管カテーテルと改造されたベンチレーションバッグのルアーロック接続。(Q-T)誤ってカテーテルを抜かないように、以前に配置したロック縫合糸を結ぶ。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66684/66684fig03large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
5. 手動換気と中央切胸術(図4)
<ol>
	<li>鈍くて安定した材料のはさみを使用して剣状突起から正中開胸術を開始し (図 4A、B)、胸骨を頭蓋状に続けます。肺への外傷を避けるために、はさみで大幅に前進するとき、および切断するときは、常に換気を数秒間一時停止してください(図4C-E)。</li>
	<li>外科的製剤フックを使用して胸部に露出し、縦隔漿膜を切除します(図4F-H)。</li>
	<li>希望の周波数と一回換気量で手動換気を継続し、モニタリングを拡大します(例:動脈内血圧測定の確立、目的またはそれぞれの研究課題に応じて中心静脈または肺動脈カテーテルの設置)(図4I-L)。</li>
</ol>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66684/66684fig04.jpg"> 
図4:手動換気と開胸術の中央値(A)挿管後の初期状況。(B-E)剣状突起から始まる正中開胸術。(F-I)外科的製剤フックを使用した胸部への曝露。(J)換気中の最終セットアップ。(KL)手動換気のプロセス。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66684/66684fig04large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
6.安楽死
<ol>
	<li>深く麻酔をかけられた動物にハサミを使用して突然の鋭い心臓摘出術を行うことにより、安楽死を達成します。</li>
</ol>

<meta charset="utf8"></head><body>非生存ラットモデルのための気管切開術に基づく気管内挿管プロトコル

<ol><li>Czigany, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Limb+remote+ischemic+conditioning+of+the+recipient+protects+the+liver+in+a+rat+model+of+arterialized+orthotopic+liver+transplantation%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Limb remote ischemic conditioning of the recipient protects the liver in a rat model of arterialized orthotopic liver transplantation.</a> PLoS One. 13 (4), e0195507(2018).</li>
<li>Czigány, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improving+research+practice+in+rat+orthotopic+and+partial+orthotopic+liver+transplantation%3A+A+review%2C+recommendation%2C+and+publication+guide%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Surg+Res%22%5BJournal%5D)">Improving research practice in rat orthotopic and partial orthotopic liver transplantation: A review, recommendation, and publication guide.</a> Eur Surg Res. 55 (1-2), 119-138 (2015).</li>
<li>Nagai, K., Yagi, S., Uemoto, S., Tolba, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surgical+procedures+for+a+rat+model+of+partial+orthotopic+liver+transplantation+with+hepatic+arterial+reconstruction%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Surgical procedures for a rat model of partial orthotopic liver transplantation with hepatic arterial reconstruction.</a> J Vis Exp. 73, e4376(2013).</li>
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<li>Massick, D. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+the+learning+curve+for+percutaneous+dilatational+tracheotomy%5BTitle%5D)+AND+%22Laryngoscope%22%5BJournal%5D)">Quantification of the learning curve for percutaneous dilatational tracheotomy.</a> Laryngoscope. 110 (2 Pt 1), 222-228 (2000).</li>
<li>Giugliano, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Learning+curve+for+translaryngeal+tracheotomy+in+head+and+neck+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22Laryngoscope%22%5BJournal%5D)">Learning curve for translaryngeal tracheotomy in head and neck surgery.</a> Laryngoscope. 111 (4 Pt 1), 628-633 (2001).</li>
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<li>Ghali, M. G. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microsurgical+technique+for+tracheostomy+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22MethodsX%22%5BJournal%5D)">Microsurgical technique for tracheostomy in the rat.</a> MethodsX. 5, 61-67 (2018).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Ambu Spur II 新生児用使い捨て換気バッグ</td><td>Meier Medizintechnik</td><td>335 102 000</td><td>換気バッグ</td></tr><tr><td>BD Microlance 3 カニューレ 20 G</td><td>BD (Beckton, Dickinson)</td><td>301300</td><td>カニューレ</td></tr><tr><td>BD Microlance Discardit II 20 mL シリンジ</td><td>BD (Beckton, Dickinson)</td><td>300296</td><td>プラスチックシリンジ</td></tr><tr><td>固定ロッド</td><td>Legefirm</td><td>&lrm;500343896</td><td>Y字型金属固定棒として使用される音叉</td></tr><tr><td>熱収縮チューブ</td><td>セケソーRSG-400</td><td></td><td>熱収縮チューブ</td></tr><tr><td>静脈内カテーテル</td><td>BD (Beckton, Dickinson)</td><td>393230</td><td>BD Venflon Pro Safety 静脈内カテーテル 14 G; ハサミを使用して短縮 16 G または 18 G も使用可能</td></tr><tr><td>プラスチック灌流チューブ</td><td>M. Schilling GmbH</td><td>S702NC150</td><td>コネクティングチューブ COEX 150cm</td></tr><tr><td>ポリフィラメント縫合糸</td><td>COVIDIEN</td><td>CL331</td><td>ポリフィラメント外科用縫合糸は1 〜 2の強度で推奨;針は取り外すことができます</td></tr><tr><td>Royal Gardineer 加熱パッド サイズS、20ワット</td><td>Royal Gardineer</td><td>IP67</td><td>加熱パッド</td></tr><tr><td>セルディンガーガイドワイヤー</td><td>VYGON</td><td>115.798</td><td>動脈リーダーキャスからの金属ガイドワイヤーセット</td></tr><tr><td>シリコーン血管ループタイ</td><td>SERAG WIESSNER</td><td>SL26</td><td>シリコン容器ループ タイ 2.5 mm 赤</td></tr><tr><td>Spraque Dawley ラット</td><td>Janvier Labs</td><td></td><td>体重 400 グラムの雄ラット</td></tr><tr><td>鋼板</td><td>Maschinenbau Feld GmbH</td><td>C010206</td><td>亜鉛メッキ シート プレート、40 x 50 cm、厚さ 4.0 mm</td></tr></tbody></table>

非生存アプリケーションのためのラットにおける気管切開術およびその後の開胸術による気管内挿管術

Endotracheal Intubation via Tracheotomy and Subsequent Thoracotomy in Rats for Non-Survival Applications

気管切開術による気管内挿管とその後の開胸術は、非生存適用のために10匹の雄ラット(平均体重405±30g)で行われました。手術は、2年目の外科研修医によって行われました。挿管と換気の20分以上の生存率によって定義される成功率は100%でした。皮膚切開から挿管チューブの固定までの準備と挿管手順の平均時間は6:55±0:53分でした(表1)。
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>使用した動物の数</td>
			<td>10</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>体重(平均と標準偏差)</td>
			<td>405 ± 30グラム</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>挿管成功率</td>
			<td>100%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>処置期間(平均と標準偏差)</td>
			<td>6:55 ± 0:53 分</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>平均酸素飽和度</td>
			<td>96%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>最小酸素飽和度</td>
			<td>92%</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
表1:代表的な結果。 10匹の動物におけるプロトコルの代表的な結果。
飽和度は、後肢の単回使用セルフスティックパルスオキシメトリープローブを介して監視され、92%を下回ることはありませんでした。自発換気は、横隔膜の切開まで封じ込められました。すべてのラットは、突然の鋭い心臓摘出術による意図的な安楽死まで、実験測定に必要な20分間生き残りました(図5)。
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66684/66684fig05.jpg"> 
図5:末梢酸素飽和度。 この手順の全期間にわたって測定された末梢酸素飽和度。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66684/66684fig05large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>

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