성체 돼지 모델에서 체외 순환을 확립하기 위한 서혜 관(inquiinal cannulation)

요약

이 글에서는 서혜부 관을 통한 체외 순환 형성에 대해 설명하고, 이 기법과 관련된 장단점을 설명합니다.

초록

크기 비율이 비슷하기 때문에 성체 돼지 모델은 체외 순환에 관한 심혈관 및 순환 생리학 연구에 적합합니다. 표준적으로, 심폐 우회술(CBP)과의 연결은 흉골절개술과 대형 혈관의 캐논리화를 통해 이루어집니다. 하지만 작은 시위, 보기 어려운 혈관, 또는 작은 대동맥의 혈관 이상 등 체계적인 실행 과정에서 문제가 발생할 수 있습니다. 의료성 대동맥 파열은 실험 종료로 이어질 수 있습니다. 따라서 서혜부 혈관을 통한 추가 안전한 접근이 필요합니다. 생 체 내 시험에는 일회용 세트(최대 3.5 l/min 관류 용량의 속공 섬유 산소 공급 장치)가 포함된 심폐기가 사용됩니다. 서혜부 캐닐레이션의 경우, 오른쪽 사타구니에서 대퇴동맥과 정맥을 박리합니다. 14-16세 프랑스 선수. 에드워즈 하트포트 캐뉼라와 22-Fr. SAP 대퇴골 캐뉼라가 캐닳기에 사용됩니다. 캐닐레이션은 셀딩거 기법을 사용하여 수행됩니다. 서혜 캐닐레이션은 대형 동물 실험에서 중단된 실험이 현저히 줄었고, 해리 시 심장 통증 완화를 개선했다. 대동물 모델 시험에서 체외 순환을 확립하기 위한 서혜부 관술은 안전한 접근법입니다. 대동맥에 대한 외상을 최소화하고 흉부 시야가 개선됩니다. 또한 이 접근성 덕분에 최소 침습 심장 수술이 가능해집니다. 또한 동물 실험의 윤리적 측면과 관련된 실험 성공에 초점을 맞추고 있습니다.

서론

생체 내 돼지 모델은 해부학적, 생리학적 특성이 유사하기 때문에 심혈관 및 순환 생리학 연구에 적합합니다. 크기와 무게 비율 덕분에 체외 순환의 형성도 문제되지 않습니다. 이는 다양한 문제에 대한 광범위한 연구가 생체 내에서 수행할 수 있음을 의미합니다. 이는 특히 심폐기계 사용과 체외 회로 구축에 관한 연구에 해당한다 ^1,2. 여기서 제시된 방법의 목표는 사타구니 혈관을 이용해 돼지의 체외 순환을 위한 실험적 플랫폼을 제공하는 것입니다. 이는 중앙 흉골 절개술을 통한 중심 캐논술보다 덜 침습적인 접근법을 제공합니다. 또한, 사타구니 혈관 캐닐레이션은 최소 침습 심장 수술과 임시 기계적 순환 지지에 점점 더 많이 사용되고 있습니다 ^3,4. 따라서 이 방법은 이러한 분야에 집중한 연구에 유용할 수 있습니다.

체외 회로를 구축할 때, 대동맥과 심방이 캐논레이션의 표준으로 사용됩니다. 특히 대동맥을 통한 접근은 대동맥 조직의 형태학적 변화, 짧고 상행하는 대동맥, 또는 작은 시점에서 심장이 커져 대동맥 시야를 가리는 등으로 복잡해질 수 있습니다(그림 1A-B). 돼지의 대동맥은 종종 특히 작고 짧으며, 주요 폐동맥 등 쪽에 위치합니다. 관식 중 조작으로 인한 의료성 대동맥 파열 위험이 그 결과일 수 있습니다. 따라서 또 다른 안전한 동맥 및 정맥 접근이 필요합니다. 이는 대퇴골 혈관의 캐닐레이션을 통해 얻을 수 있습니다. 대형 동물(가축돼지 속)에서는 서혜부 혈관 직경이 6에서 8mm(대퇴동맥), 10에서 12mm(대퇴정맥) 사이입니다. 실험 동물(40-60kg)에서 충분한 장기 관류를 보장하기 위해 동맥 캐뉼레이션에는 14-16 Fr. Edwards 캐뉼라(그림 2A), 정맥 캐뉼레이션⁵에는 22 Fr. Sorin 캐뉼라(그림 2B)를 사용하라.

프로토콜

모든 대형 동물 실험은 3-4개월; 성별: 수컷과 암컷; 체중 40-60kg; 가축 돼지)를 대상으로 철저한 검토 후 2022년 10월 10일 카를스루에 지역 의회에서 파일 번호 35.-9185.81/G-96/22로 승인되었습니다. 이것은 말기 절차입니다; 모든 동물은 수술 종료 시 안락사되었습니다.

1. 마취 및 동물 준비

1. 사전 약물 치료는 항상 우리 학부의 학과간 생의학 연구 시설에서 수행됩니다. 수술실로 옮기기 전에 실험 동물에게 0.075 mL/kg 미다졸람 염산염(5 mg/mL)과 0.225 mL/kg 케타민(100 mg/mL)을 미리 투여하세요.
2. 귀정맥에 정맥 카테터를 삽입하여 0.56 mg/kg 체중/0.5시간 피리트라미드와 1/1 용량의 스테로푼딘을 투여합니다.
3. 수술대 위에 거즈 붕대로 사지의 모든 사지를 고정하세요.
4. 리듬 분석을 위해 흉부와 복부에 5유도 심전도를 부착하고, 직장에는 체온 탐침을, 6,7,8,9를 모니터링하기 위해 맥박 산소포화도계를 비강 점막에 부착하세요.

2. 삽관 및 인공호흡

1. 기도를 삽관하여 확보하고 압력 제어 환기를 시작하세요.
2. 호흡기를 사용해 압력 조절 하에 다음 환기 설정을 사용하세요. 초기 설정은 다음과 같습니다:
   FiO₂ 0.6-0.8
   호흡 속도는 분당 12-18
   호흡 분량은 약 0.2 L/min/kg
3. 이 설정을 사용하여_CO2 35-40 mmHg, paO₂ 150-200 mmHg, 정상 호흡 대사와 pH 7.35-7.45를 목표로 합니다. 혈액 가스 분석으로 환기를 정기적으로 평가하세요 ^7,8,9.

3. 마취 유지

1. 마취는 인공호흡기 투여 시 세보플루란 1.5% 또는 프로포폴 1%, 8 mg/kg bw/h 투여 시 마취를 유지하세요. 마취 깊이가 부족할 경우, 세보플루란 용량을 2.0%로 늘리거나 2-4 mg/kg bw의 프로포폴 볼루스를 투여합니다. 마취 부족의 징후로는 수술 중 각성, 통증 반응, 움직임, 동물의 호흡, 빠른 심박수, 동맥 고혈압 등이 있습니다. 덱스판테놀은 ^7,8,9,10 눈 결막의 건조함을 예방하는 데 사용됩니다.

4. 동맥압 측정 및 대규모 중심정맥 접근법

1. 동맥 모니터링을 위해서는 왼쪽 사타구니를 열어 (절차 5.4절에 설명됨), 대퇴동맥을 노출한 후 천자를 통해 압력 카테터를 삽입합니다. 압력 곡선은 압력 변환기를 사용해 표시됩니다.
2. 평균 동맥압(MAP)을 50-60 mmHg⁶로 목표로 하세요. MAP를 유지하려면 볼륨 또는 노르에피네프린을 투여하세요.
3. 경정맥을 개방 준비하여 외부 대용량 접근을 확보하세요. 이 카테터에는 두 가지 용량 접근이 있는데, 하나는 용적 대체용이고 다른 하나는 중심정맥압 모니터링용(8-12 mmHg)입니다. 이 압력과 동맥압은 트랜스듀서를 통해 표시됩니다.
4. 요도 내장 카테터를 삽입하여 소변량을 평가합니다. 소변 주머니를 사용해 양을 균형 있게^{조절하세요.}

5. 수술 절차

1. 수술 시작 전에 수술할 부위(심장 수술에서 표준화된 접근 경로)를 물에 녹지 않는 펜(절개 가이드)으로 표시하세요; 그림 3). 관련 없는 부위는 파란색 수술용 커튼으로 가리세요.
2. 모든 기구가 있는 수술대를 준비하세요(그림 4).
3. 정중 흉골절개술
   1. 흉골 정중선 위쪽에서 종방향 피부 절개를 한 후, 전기소작술로 피하층, 흉근, 흉골 골막을 분리합니다.
   2. 정중 흉골 절개술을 위해 흉골 정중선을 노출하세요. 경정맥과 상골 돌기가 명확히 정의되어 있는지 확인하고, 손가락으로 후흉골 표면을 무딘 채로 해리하세요.
   3. 그 후 흉골을 흉골 톱으로 세로로 갈라내세요. 골막에 전기소작을 사용하고 뼈 왁스를 발라서 지혈을 확실히 하세요. 흉골 견인기를 삽입하세요.
   4. 기저의 지방 조직과 흉선을 노출시키세요. 심막을 세로 열고 심막 고정 봉합사(mersiline 0)를 삽입하여 심막 웰을 만듭니다.
   5. 심장과 부위를 꼼꼼히 검사하세요. 마지막 단계는 서혜부 관술 후에 이루어집니다. 먼저 상행 대동맥과 폐동맥을 움직이고 심마비 캐뉼라를 위한 폴리프로필렌 4.0 RB-1 봉합선을 삽입합니다.
   6. 클램프할 부위의 대동맥을 자유롭게 원형 박리^합니다.
4. 서혜관 준비
   1. 피부(서혜부)에 세로 절개를 하고 지방 조직을 전기소작술로 절단합니다(그림 5A-H). 조직 견인기로 조직을 확장하세요.
   2. 가위로 경퇴근육과 퇴퇴근 내전근을 따라 절단하여 대퇴동맥과 근육 사이의 정맥을 노출시킵니다. 그 다음 혈관을 빨간색과 파란색 고무줄로 감아주세요.
   3. 캐뉼라를 혈관에 고정하려면 실크 실을 혈관에 감고 지혈대(¹²)로 고정합니다.
5. 캐뉼라 위치 : 혈관 내 캐뉼라 위치를 더 잘 이해하기 위해 시험 동물의 정맥 및 동맥 캐뉼라를 위치시키세요(그림 6의 예시 도표 참조)¹².
6. 정맥 캐논레이션
   1. 대퇴정맥 캐뉼레이션을 위해 22 Fr. Seldinger 캐뉼라와 천자 세트를 사용하세요. 천공 세트는 180cm 길이의 와이어, 천공 캐뉼라, 확장기로 구성되어 있습니다(그림 7A).
   2. 회로도는 그림 8A-E ¹²에 나와 있습니다. 폴리프로필렌 5.0 RP-2로 끈 봉합사를 삽입하고 18 GA 천자 캐뉼라로 정맥을 찔러 주세요.
   3. 삽입 보조기를 이용해 캐뉼라를 통해 혈관(대퇴정맥)에 와이어를 삽입합니다. 전선을 느슨하게 앞뒤로 밀 수 있는지 확인하세요.
   4. 와이어를 상대정맥 쪽으로 밀어넣습니다. 위치는 촉진 또는 심초음파로 확인할 수 있습니다.
   5. 캐뉼라를 제거하고 거즈로 천공 부위를 가볍게 압박하세요(출혈 방지). 다양한 확장기로 천자 부위를 조심스럽게 확장하세요(가장 작은 것부터 시작); 와이어는 항상 팽팽하게 유지되어야 합니다.
   6. 캐뉼라를 실로 채우고 하부 팽팽한 와이어를 심방 부위까지 혈관에 밀어 넣고 담배 주머니 봉합선을 고리로 고정하세요. 흉부가 열려 있을 때는 상대정맥의 위치를 확인해야 합니다. 이는 상대정맥과 하대정맥의 정맥혈을 배출하고 심장을 적절히 완화시키기 위해 필요합니다.
   7. 캐뉼라를 실크로 담배 주머니 봉합에 고정하세요. 조심스럽게 와이어와 캐뉼라 흡입구를 빼내고, 순행성 혈액으로 배출한 후 튜브 클램프로 고정하세요. 그 다음 캐뉼라를 CPB의 1/2인치 커넥터와 1/2인치 3x32 튜브에 연결하세요.
7. 동맥 관식
   1. 대퇴동맥 캐뉼을 위해 14-16 셀딩거 신부 캐뉼라와 천자 세트를 사용하세요. 후자는 100cm 길이의 와이어, 천공 캐뉼라, 그리고 확장기로 구성되어 있습니다(그림 7B).
   2. 절차는 정맥 관수¹²와 동일합니다. 가방 끈 봉합사(4-0 폴리프로필렌 RB-1)를 준비하고 천자 캐뉼라를 삽입하세요.
   3. 와이어를 캐뉼라 위에 끼우고 캐뉼라를 제거하세요. 개별 확장기(12 Fr. 및 14 Fr.)로 천자 부위를 확장하고 동맥 16 Fr 캐뉼라를 삽입합니다.
   4. 와이어와 흡입구를 제거하고, 역방향으로 공기를 빼고, 클램프로 고정하세요. 그 다음 캐뉼라를 심폐기의 3/8" 커넥터와 3/8" 3x32 튜브에 연결하고 조직에 고정하세요.
8. 심폐 우회술과의 연결
   1. 심폐 우회술을 서혜부 혈관에 연결한 후, 체외 회로를 시작하세요(그림 9A 및 영상 1). 정맥 캐뉼라와 저장소 사이의 높이 차이가 작기 때문에, 정맥 배출은 종종 능동 흡입으로 지원해야 합니다. 이 흡입은 약 -60에서 -80 mmHg 사이이며, 롤러 펌프에 의해 생성됩니다. 압력 변환기^{13, 14, 15}를 사용해 정맥관에 가해지는 압력을 측정하여 흡입을 시각화하세요.

결과

체외 순환을 확립하기 위한 캐릉 유형 변경(흉추 중심 캐논레이션에서 서혜부 캐논레이션으로)은 동물 실험에서 의료성 대동맥 파열을 초래하지 않았습니다 (표 1). 이 연구의 배경은 한 그룹당 18마리의 돼지를 수술한 동물 실험입니다. 처음 15건의 시술에서 중심 관제 후 6마리 돼지가 의료성 대동맥 파열을 겪었고, 이로 인해 실험이 중단되었습니다. 사망률은 40%였습니다. 나머지 21건의 수술에서는 심장-폐기계 연결이 사타구니를 통해 삽입되었고, 파열로 인한 추가 중단은 없었습니다.

또한, 심장은 폐정맥에서 대동맥이 이동할 때 더 잘 완화되었습니다 (그림 10A-C). 심마비 캐뉼라와 대동맥 클램프 부위를 배치할 충분한 공간이 있었습니다. 서혜부 관료로 인한 대동맥 클램프 부족도...

토론

실험적 심장 수술은 오늘날 필수적이다. 가능한 목표는 다양한 약물 투여 시 좌심실 펌프 기능과 그 약동학적 특성 평가, 수술 절차 최적화, 체외 순환에서의 관류 최적화 등이 있습니다. 성체 돼지 모델은 심혈관 및 생리적 특성 때문에 이 목적에 매우 적합합니다.

심폐기계를 이용한 체외 순환에서는 연구 목표와 함께 방법론적 실행을 최적화하는 것이 중요한 역할을 합니다. 또 다른 측면은 임상시험 중단으로 인해 안락사된 실험동물의 수를 최소화하는 것입니다.

이 시술은 체외 순환을 위해 사용되는 캐닐레이션의 유형에 초점을 맞춥니다. 관식은 신체 순환을 유지하기 때문에 체외 순환의 필수적인 부분입니다.

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
덱스판테놀 5%	바이엘	PZN AT-2424276	마취
HLM 세트 트릴리 AF 킨더	유로셋	AG71155	심폐기계 일회용 세트
케타민 5mg/ml	화이자	PZN 01395650	마취
머실렌 0	에티콘	R844	심막 고정 봉합사
미다졸람 5mg/5ml	하멜른	PZN 05918501	마취
Perkutanes Einfü HRKIT 100 cm	마케	픽 100	동맥 천자 세트
피리트라미드 15mg/ml	피라말	PZN 01312724	마취
폴리프로필렌 4,0 RB-1 (프로린)	에티콘	8710H	담배 주머니 이음새가 선박에 남았다
PotiSite 동맥관류 캐뉼라 16 fr.	에드워즈	FLK0012	동맥 서혜부 캐뉼라
프로포폴 1% 200mg/20ml	프레제니우스 카비	PZN 18116200	마취
RAP 대퇴정맥 캐뉼라 22 Fr.	리바노바	200-100	정맥 서혜부 캐뉼라
레바스 액세스 키트 듀얼 루멘 180cm	프리라이프	FLK0012	정맥 천자 세트
세이드 75cm	레소르바	G850N	혈관 주위에 캐뉼라를 고정하는 데
세보플루란 100% /V/V) 250ml	세보레인	PZN 03796821	마취
실리콘-루프 2.5 mm 블루	세라그 비에스너	SL27	정맥 준비를 위해
실리콘-루프 2.5 mm 빨간	세라그 비에스너	SL26	동맥 준비를 위해
스테로푼틴 ISO 1/1 E ISO	B/브라운	PZN 01078955	볼륨
지혈대 키트 7 프렌드 & nbsp;	메드트로닉	79005	캐뉼라를 용기에 부착하기 위해