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방법 논문

Intubation, Central Venous Catheter, and Arterial Line Placement in Swine(복부 이식 수술의 중개 연구를 위한 돼지의 삽관, 중심 정맥 카테터 및 동맥선 배치)

2.3K 조회수

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DOI:

10.3791/64780

⸱

2023년 2월 3일

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Ajmera Transplant Program, University Health Network, Toronto General Hospital

이 논문에서

요약

최상의 결과를 얻기 위해 중개 연구 실험을 수행하는 외과의는 삽관 및 혈관 라인 배치에 능숙해야 합니다. 이 논문은 토론토 장기 보존 연구소(Toronto Organ Preservation Laboratory)에서 이러한 절차를 수행하는 데 사용하는 기술에 대해 설명합니다.

초록

돼지를 대상으로 한 중개 수술 연구 모델은 안전한 전임상 프로토콜을 개발하는 데 매우 중요합니다. 그러나 실험적 수술의 성공은 연구팀의 수술 기술에만 의존하지 않습니다. 삽관, 중심 정맥관 및 동맥선 배치와 같은 수술 전후 관리 및 관리 절차가 필요하며 유리한 실험 결과를 위해 가장 중요합니다. 연구팀이 마취과 의사나 수술팀 이외의 다른 직원을 두는 것은 드문 일이기 때문에 중개 연구에 참여하는 수술 팀은 수술 전후 치료를 수행할 수 있는 기술을 습득 및/또는 개발해야 합니다. 본 논문의 목적은 지난 10년 동안 토론토 장기 보존 실험실에서 사용 및 완성된 삽관, 중심 정맥 카테터 및 동맥선 배치 기술을 보여주고, 이 팀 또는 다른 실험실에 합류하여 돼지 및/또는 복부 이식에 대한 중개 연구 프로토콜을 수행하는 미래의 연구자를 위한 참고 자료로 사용하는 것입니다.

서론

돼지 실험 모델은 유사한 해부학 적, 생리적 특성 때문에 인간 질병을 연구하는 데 자주 사용됩니다. 이러한 모델은 안전한 전임상 프로토콜의 개발에 중요하지만, 법적, 윤리적 제한의 적용을 받기도 한다1. 연구를 위한 돼지 사용은 연구 프로젝트와 관련이 없는 마취 합병증으로 인한 불필요한 동물 손실과 고통을 피하기 위해 가능한 최상의 조건에서 이루어져야 합니다.

삽관, 중심 정맥관 배치, 동맥관 배치와 같은 수술 전 기술과 기술은 성공적이고 재현 가능한 결과를 달성하는 데 필수적입니다.

외과적 시술을 위해 전신 마취를 받는 모든 동물은 개방 기도를 유지하기 위해 삽관을 해야 하며, 이를 통해 인공호흡을 보조하고 기관지 흡인을 피할 수 있어야 한다2. 돼지에서 삽관을 위한 가장 일반적인 위치는 등쪽, 옆쪽, 흉골 누움 3,4입니다. 흉골 누운은 인간 삽관3 훈련을 받은 인원에게 더 쉬운 경향이 있는데, 이 연구 시설의 경우와 같다.

양호한 혈관 접근은 수액, 약물 투여 및 수술 중과 수술 후에 샘플링하는 데 필수적입니다. 복부 이식 수술 시 승압기의 사용은 허혈-재관류 손상으로 인한 혈역학적 불안정성 때문에 일반적입니다. 말초 라인을 통해 승압제를 주입하면 혈관 수축 효과로 인해 국소 조직 손상이 발생할 수 있습니다5. 중앙 정맥 라인 배치는 많은 양의 액체와 혈관을 주입할 수 있습니다. 우리는 연조직과 혈관의 손상을 최소화하기 때문에 중심선 배치를 위해 가이드와이어를 이용한 경피 기법을 선호합니다6.

수술 중 동물의 혈역학적 안정성이 필요하며, 혈압은 이러한 목적을 위해 가장 일반적으로 모니터링되는 매개변수입니다7. 동맥선은 지속적인 혈압 측정을 가능하게 하며, 이는 비침습적 기술이 고혈압 동안에는 값을 과소평가하고 저혈압 동안에는 과대평가하기 때문에 기존의 비침습적 측정8보다 더 정확합니다 7,8. 이 실험 중 혈압을 정확하게 측정하는 것은 돼지에게 투여해야 하는 수액과 승압제의 양을 조절할 수 있는 데 필수적입니다.

토론토 장기 보존 연구소(Toronto Organ Preservation Laboratory)는 10년 이상 돼지 모델을 사용해 왔으며 수년에 걸쳐 이러한 절차를 표준화하여 우수한 결과를 얻었습니다. 동일한 절차에 대한 다른 접근 방식을 문헌에서 찾을 수 있지만, 이 논문의 목표는 당사 시설에서 수년에 걸쳐 개발되고 완성 된 기술을 제시하는 것입니다.

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프로토콜

이 연구에 사용된 모든 동물은 미국 국립의학연구협회(National Society for Medical Research)가 제정한 "실험실 동물 관리 원칙(Principles of Laboratory Animal Care)"과 캐나다 온타리오주 미국 국립보건원(National Institutes of Health)에서 발행한 "실험실 동물 관리 가이드(Guide for the Care of Laboratory Animals)"에 따라 인도적인 치료를 받았습니다. 모든 연구는 토론토 종합 연구소(Toronto General Research Institute)의 동물 관리 위원회(Animal Care Committee)의 승인을 받았습니다. 이 연구에서는 체중이 30-40kg인 11-12주 된 수컷 요크셔 돼지를 사용했습니다.

1. 삽관

  1. 시술 전 최소 5일 동안 돼지를 수용하여 환경에 적응하고 전반적인 스트레스 수준을 줄일 수 있도록 합니다
  2. 마취 전에 6시간 동안 돼지를 금식하십시오.
  3. 사육 시설에서 해리성 마취제로 케타민(20mg/kg)을 근육주사(IM) 주사하고, 진정제를 위해 미다졸람(0.15mg/kg), 타액 분비와 기관지 분비물을 줄이기 위해 아트로핀(0.04mg/kg)을 근육주사(IM) 주사합니다.
  4. 돼지가 최소 5분 동안 잠이 들면 마스크의 도움으로 O2 와 이소플루란을 5%로 줍니다.
  5. 돼지를 운송 카트로 옮기고 수술실(OR)로 옮깁니다.
  6. 돼지를 수술실 테이블에 누운 자세로 놓습니다.
  7. 인공호흡 마스크에 2 L/minO2 및 5% 이소플루란을 놓습니다.
    참고: 돼지가 흡기 노력을 기울이고 있는지 확인하십시오.
  8. 산소포화도 프로브를 돼지의 귀에 놓습니다.
    알림: 프로브는 혀, 꼬리, 이슬 발톱3, 입술 또는 서혜부 주름에도 배치할 수 있습니다.
  9. 조수에게 심전도 전극과 혈압 커프를 배치하도록 요청하십시오.
    알림: 전극은 오른쪽 겨드랑이 주름, 왼쪽 겨드랑이 주름 및 왼쪽 서혜부 주름에 배치됩니다. 혈압 커프는 앞다리 또는 뒷다리에 배치할 수 있습니다.
  10. 이소플루란을 5%로 투여하여 4-5분 후 턱의 이완을 확인합니다.
    알림: 내성이 확인되면 추가로 3분 동안 또는 턱이 이완될 때까지 이소플루란으로 인공호흡을 계속하십시오.
  11. 조수에게 하악골을 위로 들고, 상악골을 아래로 내리고, 혀를 치우라고 요청하십시오.
  12. 직선 밀러 블레이드가 있는 후두경을 정중선 아래로 삽입하고 후두개를 들어 올립니다.
    참고: 기관내관을 사용하여 연구개를 아래로 누르고 후두개가 튀어나오도록 합니다(그림 1).
  13. 성대를 시각화하고 삽관 중 경련을 방지하기 위해 리도카인 논 에어로졸 스프레이(10mg/계량 용량)를 두 번 분사합니다.
  14. 후두경을 제거하고 산소 마스크를 30초 동안 교체하십시오.
  15. 산소 마스크를 제거하고 Miller 직선 블레이드를 정중선 아래로 삽입하고 후두개를 들어 올립니다. 성대 너머로 7.0mm의 기관내관을 삽입합니다.
    알림: 성대에 저항이나 경련이 있는 경우 1.13 및 1.14 단계를 반복하십시오.
  16. 기관내관을 제자리에 잡고 후두경과 탐침을 밀어냅니다.
  17. 기관내관 커프에 5-8cc의 공기를 주입하고 카프노메트리 센서에 연결하여 튜브가 올바르게 배치되도록 합니다.
    참고: 적절한 배치를 보장하는 다른 방법에는 흉부 드라이브, 기관내관의 응결 찾기, 양측 호흡 소리 듣기 등이 있습니다.
  18. 인공호흡기를 켜고 분당 15-20회 호흡, 이소플루란을 2%-2.5%, 일회 호흡량을 체중의 10-15mL/kg, 최대 흡기 압력은 18-20cmH2O 9,10,11로 조정합니다.
  19. 기관내관을 테이프로 고정합니다.
  20. 시술 중 건조함과 궤양을 방지하기 위해 눈 윤활제를 바르십시오.
  21. 턱 톤을 평가하고 그에 따라 이소플루란을 조정하여 적절한 마취를 보장합니다. 경직된 하악 근육은 가벼운 마취 수준을 나타낸다3.

2. 중심 정맥 카테터 배치

참고: 카테터의 선택은 사용하는 모델의 유형에 따라 다릅니다. 생존 모델의 경우 절차가 끝날 때 터널링할 수 있는 카테터가 사용됩니다. 터미널 모델의 경우 더 간단한 모델( 재료 표 참조)이 사용됩니다.

  1. 삽관 후 돼지를 누운 자세로 요오드 또는 클로르헥시딘 용액으로 목 양쪽을 소독합니다.
  2. 카테터에 식염수 5-10mL를 씻어내어 카테터를 준비하고 내부에 공기가 없는지 확인합니다. 카테터를 통해 확장기를 놓습니다.
  3. 가이드와이어를 검사하고 테스트하여 적절한 측면과 기능을 확인하십시오.
    알림: 가이드와이어는 피복 내부에서 자유롭게 움직여야 하며 결함이나 꼬임이 없어야 합니다. 변경 사항이 발견되면 가이드와이어를 교체하십시오.
  4. 돼지 목에서 다음 세 가지 경계표를 확인하십시오: (1) 하악골의 꼬리 골, (2) 두개골 골, (3) 상완골6 의 큰 결절에 의해 형성된 오른쪽 어깨의 두개골 지점(그림 2).
  5. 5mL 주사기에 부착된 파인더 바늘을 피부에서 45° 각도로 꼬리 쪽을 향하게 하여 형성된 삼각형의 중앙에 삽입하고 주사기 색전을 약간 뒤로 당깁니다.
  6. 경정맥이 발견되면 파인더 바늘에서 주사기를 제거하고 바늘 허브 위에 엄지 손가락을 올려 놓고 바늘을 안정시킵니다. 파인더 바늘이 제자리에 고정되었는지 확인하십시오.
    참고: 주삿바늘에서 나오는 혈액이 동맥이라고 의심되는 경우 즉시 주삿바늘을 제거하고 5분 동안 압력을 가하십시오.
  7. 가이드와이어를 파인더 바늘에 공급하고 외부 경정맥으로 전진합니다(Seldinger의 기술12). 저항이 최소한이거나 전혀 충족되지 않아야 합니다. 파인더 바늘을 제거하고 가이드와이어를 제자리에 고정합니다.
    알림: ECG 트레이스를 사용하여 가이드와이어가 너무 깊숙이 들어가지 않도록 하십시오. 심장 박동에 변화가 보이면 가이드와이어를 약간 제거하십시오.
  8. 11날 끝을 천자 부위에 삽입하고 확장기와 카테터를 절개(약 0.5cm)합니다.
  9. 확장기와 카테터를 가이드와이어 위로 공급하여 피부와 피하 조직을 확장시킵니다. 제자리에 고정되면 카테터에서 확장기를 제거합니다.
  10. 카테터 내강에서 흡인하여 적절한 흐름을 보장하고 5-10mL의 식염수로 씻어냅니다.
  11. 0 실크 봉합사로 카테터를 피부에 봉합하고 카테터가 단단히 고정되었는지 확인13.

3. 동맥 선 배치

참고: 동맥선의 경동맥 배치는 심장으로 가는 더 직접적인 경로를 제공하고 목의 혈관이 대퇴 혈관보다 크기 때문에 선호됩니다11. 바람직하게는, 동맥선은 중앙 정맥 카테터의 반대쪽 쪽에 배치되어야 하며 직접 시야 아래에 있어야 합니다. 이것이 가능하지 않은 경우 정맥 카테터와 같은 쪽에 배치할 수 있습니다.

  1. 소작 펜을 사용하여 기관 내측으로 5-7cm를 수직으로 절개합니다(그림 3).
  2. 피하 조직과 피부 근막과 대장 근육 사이의 평면을 절개한다11.
  3. 기관과 흉골 유종근 사이의 안면면을 절개하여 경동맥초를 국소화하고 엽니다11 (그림 4).
  4. 둔기 박리를 사용하여 총경동맥을 분리합니다(그림 5).
  5. 혈관 조절을 위해 경동맥 주위에 두 개의 2-0 실크 넥타이를 놓고 원위 넥타이를 묶습니다(그림 6).
  6. 동맥 아래에 직각 집게를 놓습니다.
  7. 보조자에게 근위 넥타이를 잡고 혈관 관절 바늘 끝을 경동맥에 45° 각도로 삽입하도록 요청합니다. 번쩍이는 피가 보이면 얕은 각도로 바늘을 약간 전진시킨 다음 카테터를 동맥 내부로만 전진시킵니다.
  8. 카테터를 제자리에 고정한 상태에서 바늘을 제거합니다.
  9. 카테터를 동맥관에 부착하고 흡인하고 5-10mL의 식염수로 세척하여 저항이 없는지 확인합니다.
  10. 카테터와 동맥 주위에 넥타이를 매어 카테터를 고정합니다.

4. 수술 후 관리(생존 모델)

  1. 정맥관 카테터를 터널을 뚫고 돼지 목에 고정합니다.
  2. 동물이 혈역학적으로 안정되고 승압제에서 벗어날 수 있게 되면 동맥선 카테터를 제거하고 경동맥의 원위를 묶고 지혈을 확인합니다. 중단 없는 봉합사로 상처를 봉합합니다.
  3. 돼지를 운송 카트로 옮기고 흉골 위치에 놓습니다.
  4. 이소플루란을 끄고 마취 회복의 징후(인공호흡기에 대한 움직임 및 호흡)가 나타날 때까지 돼지를 모니터링합니다.
  5. 효과적인 자발적 호흡이 확인되면 인공호흡기를 끄되 O2 공급을 2L/min으로 유지하십시오.
  6. 2-10분 후에 O15 공급을 끕니다. 돼지는 스스로 최소 94%의 포화도를 유지할 수 있어야 합니다. 그렇지 않은 경우 O2 를 다시 켜고 5-10분 후에 다시 평가하십시오.
  7. 돼지가 O2 포만감을 유지하면 돼지를 다시 우리로 이동합니다.
    참고: 돼지는 기관내관이 제자리에 있는 상태로 우리로 다시 옮겨야 합니다.
  8. 삼키거나 씹는 징후가 뚜렷해지면(수술 종료 후 2-4시간 사이) 기관내관을 제거합니다.
  9. 우리에 있는 돼지를 관찰하고 절대 혼자 두지 마십시오. 돼지가 발관되고 흉골 자세를 유지할 수 있게 되면 방치할 수 있습니다.

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결과

수술 중 돼지 모니터링은 필수적이며, 수술 중 예상되는 정상적인 매개변수는 표 1 3,14에 나와 있습니다. 각 절차를 수행하는 데 필요한 대략적인 시간은 표 2에 나와 있습니다.

앞서 언급했듯이 이 실험실은 지난 10년 동안 이러한 절차를 수행해 왔습니다. 이 기간 동안 595건의 간 실험, 277건의 신장 실험, 100건의 췌장 실험이 수행되었습니다(표 3).

지난 2년 동안 100건의 췌장 실험(돼지 151마리를 대상으로)이 수행되었으며 여기에 대표적인 결과로 사용됩니다.

두 마리의 동물이 기도에 어려움을 보였고, 숙련된 수의사가 삽관을 수행해야 했습니다. 나머지 절차는 다른 합병증...

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토론

모든 연구 센터는 중개 연구 모델에 대한 자체 프로토콜과 지침을 만들어야 합니다. 그러나 성공적인 결과를 보장하기 위해 몇 가지 기본 규칙을 따라야 합니다.

먼저 돼지가 수용시설에 도착하는 즉시 신체검사를 받아야 한다. 스트레스 수준을 낮추고 돼지가 운송 중 감량한 체중을 회복할 수 있도록 시술 전에 총 5-7일의 컨디셔닝이 필요하다3. 우리는 사육 농장에서 온 돼지를 사용하며 연구 목적으로만 재배되지 않으며 예상대로 일년 내내 건강 문제(계절성 바이러스)가 발생할 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.

시술 전에 돼지는 6-8시간 동안 고형 사료를 위해 금식해야 하지만 수술 시간까지 물은 허용됩니다3. 또한 돼지는 마취로 인한 심장 부정맥에 취약하다는 점을 기억하는 것이 특히 중요...

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공개 사항

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
0.9% 염화나트륨 관개, USPBaxterJF7124Saline
Angiocath 16 GA 1.88 , 1.7 x 48 mmBD381157
아트로핀 황산염 (8 mg/20 mL - 0.4 mg/mL)West-Ward1773320 mL 바이알
Cook TPN Single Lumen Cathether SetCook medical G0813210 Fr 필 어웨이 소개자 세트
Hickman 9.6 F 싱글-루멘 CV 캐서더바드600560
후두경 Heine
Midazolam (5 mg/mL)Sandoz4623796810 mL 바이알
Miller 블레이드 4Heine185 mm 블레이드 길이
Narketan (케타민 - 100 mg/mL) Vetoquinal8-0022350 mL 바이알 
코 기관 튜브 커프  7.0 mm I.D. Covidien86450
Optixcare 개와 고양이용 눈 윤활Aventix591430420 g
Percutaneous Sheath 도입기 세트, 통합 지혈 밸브/사이드 포트 사용 -7.5 Fr. CathetersArrowSI-098808.5 Fr, 10 cm, 0.035 inch dia. 스프링 와이어 가이드
유니버설 전기 수술 패드: 코드로 분할3M9165
Valleylab 록커 스위치 연필 홀스터CovidienE2515H
Xylocaine 10% 스프레이 아스트라제네카73050036리도카인 (10mg/정량 용량)
제

참고문헌

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