Basis chirurgische technieken in het Göttingen Minipig: intubatie, Blaas catheterisatie, Femorale Vessel catheterisatie, en Transcardial Perfusie

Summary

Het gebruik van de binnenlandse en miniatuur-varkens in de wetenschap is aanzienlijk gestegen in de afgelopen jaren. Door aan te tonen hoe de intubatie, transurethrale blaas catheterisatie, femorale slagader en ader catheterisatie, evenals transcardial perfusie te voeren, willen we de waarde van Göttingen minivarkens verdere toename in biomedisch onderzoek.

Abstract

De opkomst van de Göttingen minipig in het onderzoek van de onderwerpen zoals neurowetenschappen, toxicologie, diabetes, obesitas, en experimentele chirurgie weerspiegelt de sterke gelijkenis van deze dieren voor de menselijke anatomie en fysiologie ^1-6. De grootte van de Göttingen minipig maakt het gebruik van chirurgische apparatuur en geavanceerde imaging modaliteiten zoals die worden gebruikt bij de mens ^6-8. Het doel van deze instructie video is om het bewustzijn te verhogen over de waarde van minivarkens in biomedisch onderzoek, door aan te tonen hoe de tracheale intubatie, transurethrale blaas catheterisatie, femorale slagader en ader catheterisatie, evenals transcardial perfusie uit te voeren.

Endotracheale intubatie moet worden uitgevoerd wanneer een minipig ondergaat algehele narcose, omdat het zorgt voor een vrije luchtweg, vergunningen beademing en beschermt de luchtwegen van zuigt. Transurethrale catheterisatie blaas kan nuttige informatie over over de hydratie status als nier-en cardiovasculaire functie tijdens lange chirurgische procedures. Bovendien kan de urine catheterisatie voorkomen dat verontreiniging van delicate medisch-technische apparatuur en pijnlijke blaas extensie die het dier kunnen schaden en onnodig beïnvloeden het experiment als gevolg van verhoogde vagale tonus en veranderde fysiologische parameters. Arteriële en veneuze catheterisatie is handig voor het verkrijgen van herhaalde bloedmonsters en het toezicht op de verschillende fysiologische parameters. Catheterisatie van femorale schepen te verkiezen is boven catheterisatie van de nek schepen voor het gemak van toegang, bij het uitvoeren van experimenten met frame-based stereotaxische neurochirurgie en beeldvorming van de hersenen. Bij het ​​uitvoeren van schip catheterisatie in overleving studies, moeten strikt aseptische techniek worden gebruikt om infecties te vermijden ^6. Transcardial perfusie is de meest effectieve fixatie methode, en levert vooraanstaande resultaten bij de voorbereiding minipig organen voor histologie en histochemie ^2,9. Voor meer informatie over de anesthesie, chirurgie en experimentele technieken in varkens in het algemeen, verwijzen we naar 2007 Swindle. Aanvullende informatie over de premedicatie en inductie van anesthesie, beademing, analgesie, pre-en postoperatieve zorg bij Göttingen minivarkens zijn beschikbaar via het internet op http://www.minipigs.com ^10. Voor uitgebreide informatie over varkens anatomie verwijzen we naar Nickel et al.. Vol. ^01-05 november.

Protocol

1. Intubatie

1. Benodigde apparatuur voor endotracheale intubatie: middel van ondersteuning van de ademhaling, stroppen voor het openen van de mond, lage druk zuig met stompe tip, veterinaire laryngoscoop met recht mes tussen de 17 en 25 cm lang, stilet, spuit met lucht, stethoscoop en plakband. Voor volwassen Göttingen minivarkens een endotracheale tube grootte van 5 tot 7 mm geschikt is ^10. In deze video een 5,5 mm buis werd gebruikt ^10.
2. De minipig is geplaatst op zijn rug en goed ondersteund om ervoor te zorgen dat de larynx passage is recht gehouden.
3. De tong wordt uitgetrokken lichtjes en de kaak open gehouden door een assistent zonder overextending het hoofd. Rotatie van de luchtwegen of overmatige uitbreiding van het hoofd af te sluiten kan de luchtwegen, waardoor de larynx opening moeilijker te identificeren en complicerende tracheale plaatsing van de buis.
4. De laryngoscoop wordt doorgegeven in de faryngeale holte en gebruikt om de tong drukken, waardoor de epiglottis zichtbaar. De tip van de zuigkracht wordt gebruikt om de epiglottis van het zachte gehemelte te verdringen. Het uiteinde van de laryngoscoop wordt vervolgens gebruikt om opwaartse druk op de epiglottis naar de basis van de tong, het openbaren van de larynx opening.
5. Het arytenoid kraakbeen en stembanden in zicht komen en de endotracheale tube is voorzichtig gevorderd met een lichte rotatie in de luchtpijp tijdens de expiratie.
6. De buis manchet wordt opgeblazen volgens de specificaties van de vervaardiging en tegelijkertijd zorgen voor teveel inflatie, die zwelling en oedeem van de luchtwegen kan veroorzaken te vermijden. Varkens hebben een bronchus naar rechts craniale pulmonale kwab ventileren. Het is daarom belangrijk om de buis plaats boven de tracheale bifurcatie. Dit wordt vergemakkelijkt door gebruik te maken van de juiste buis afmetingen en vooral door het aandraaien van het proximale uiteinde van de buis op het niveau van de snuit met plakband.
7. Wanneer de minipig goed is geïntubeerd, moet een vrije doorgang van lucht worden gevoeld door de buis, en de borst auscultatie moet ademhaling geluiden openbaren in zowel de linker-en rechterzijde van de thorax.
8. Bij het ​​aansluiten van de ventilator met het toezicht op systeem om de minipig, moet fysiologische expiratoire kooldioxide waarden moeten meetbaar zijn en de kooldioxide-curve die de ademhaling patroon beslist door de ventilator instellingen ^6,10 kan worden waargenomen volgt.
9. De kooldioxide en oxymetrie waarden kunnen in eerste instantie worden beïnvloed door de premedicatie en de anesthesie-inductie. Maar van deze waarden moet snel weer normaal terug met goede ventilatie ^6,10. Elk teken van cyanose ondanks de kunstmatige-beademing geven onjuiste plaatsing van de buis. De meest voorkomende fout is per ongeluk plaatsing van de buis in de slokdarm.

2. Transurethrale blaas catheterisatie

1. Deze procedure is alleen voor vrouwelijke varkens. Voor volwassen minivarkens een Foley-katheter Franse maat 8 of 10 is geschikt. Als gevolg van de kromming en de grootte van de externe urethrale opening, een katheter met stilet heeft de voorkeur. Een neus speculum kan worden gebruikt in kleine minivarkens terwijl een speculum met een langere messen kan nuttig zijn voor grote dieren. Noodzakelijke uitrusting omvat ook een bot-tip pincet, een spuit met zoutoplossing, glijmiddel en een gesloten systeem urine drainage zak.
2. Met het oog op de beste van de externe urethrale opening visualiseren tijdens catheterisatie de minipig is geplaatst op zijn rug met een steun onder de lumbale regio, terwijl een assistent trekt de achterbenen craniaal.
3. De gesmeerde speculum is ingebracht en geopend voor de vaginawand te visualiseren. De vrouwelijke externe urethrale opening is gelegen in de vloer van de vagina ongeveer een derde tot de helft van de afstand tot de baarmoederhals (Fig. 1A). Echter, omdat het dier wordt geplaatst op de rug, de positie van de urethrale opening lijkt te worden omgekeerd.
4. De katheter wordt bediend met de botte-tip pincet, dus de tip van de katheter in het verlengde van de tang. Schuif de katheter in de urethrale opening ^{(Fig. 1B).} De plasbuis is gemakkelijk getraumatiseerd als het te veel kracht wordt gebruikt tijdens de katheterisatie. Echter, kan lichte weerstand gevoeld worden in eerste instantie tot de katheter is geslaagd voor de externe blaassluitspier. Als dit probleem zich blijft voordoen, kan dit erop wijzen dat het dier niet is diep genoeg verdoofd. De oplossing is even wachten en de narcose neemt zijn werking te laten.
5. Als de katheter de blaas bereikt, verwijder de stilet, en de urine zal worden gezien stromen.
6. Blaas de ballon met een zoutoplossing volgens de specificaties van de vervaardiging en trek de katheter uit totdat de ballon vangst op de blaas nek.
7. Bevestig de gesloten-systeem urine drainage zak.
8. Tape de katheter tot aan de staart per ongeluk verplaatsing van de katheter te vermijden bij behandeling van het dier.

3. Femorale slagader en ader catheterization

1. Noodzakelijke uitrusting omvat: scalpel, stomp-tip chirurgische schaar, pincet weefsel, kleine bot-tip chirurgische tang, kleine zelfborgend weefsel oprolmechanisme, naaldhouder, chirurgische swaps, hechtdraad met naald en gehepariniseerde zoutoplossing als een flush-vloeistof katheter doorgankelijkheid te behouden , twee 18-gauge IV canule, twee 4-Franse brite tip scheden met introducer en Seldinger voerdraad.
2. De diepte van de anesthesie moet worden beoordeeld door het testen van de tenen pijn reflex voor de inleiding van de procedure.
3. De femorale slagader en de ader zijn benaderd met de minipig geplaatst op zijn rug en het achterste been ingetrokken lateraal. Leg in de huidplooi tussen de gracilis en de m. sartorius, waar de pulsatie van het oppervlakkige deel van de mediale vena slagader verdwijnt.
4. Maak een longitudinale oppervlakkige huid incisie craniale op dit punt, zodat wordt voorkomen per ongeluk schade aan de mediale vena schepen.
5. Gebruik een stompe schaar-tip om de onderliggende onderhuidse weefsel ontleden.
6. De fascia verdeling van de Sartorius en gracilis spier is verdeeld craniaal van de penetratie site van de mediale vena schepen, eerst met een kleine stompe-tip chirurgische pincet en vervolgens digitaal.
7. De twee spiergroepen worden gescheiden met een kleine zelfborgend weefsel oprolmechanisme, terwijl de zorg niet aan de femorale zenuw en schepen schade.
8. De slagader is geïsoleerd voor een lengte van ongeveer 1 tot 2 cm met stompe dissectie.
9. Draai de schuine venflon naald, zodat het lumen naar boven is gericht. Buig de naald een beetje dus het zal het schip kromming volgen gemakkelijker. Vergeet niet om ervoor te zorgen de naald nog steeds heen en weer bewegen met weinig inspanning.
10. De slagader wordt aangeprikt, de naald teruggetrokken en de Seldinger voerdraad wordt ingebracht via de venflon buis.
11. Verwijder de venflon buis, terwijl zachtjes druk uit te oefenen op de slagader naar bevestiging van de voerdraad te verzekeren.
12. De schede met introducer wordt geplaatst over de Seldinger draad en geavanceerde naar de gewenste positie, waarna de introducer en Seldinger draad wordt verwijderd.
13. De femorale ader is net onder gelegen en mediaal van de slagader. Na het isoleren van de ader met behulp van stompe dissectie, is de ader gecanuleerde zoals eerder beschreven voor de slagader.
14. Om te controleren dat zowel de slagader en de ader correct zijn gecatheteriseerd, trekken bloed uit beide omhulsels en vergelijken met de kleur van de monsters. Wanneer het tekenen van een bloedmonster, vergeet niet om daarna de katheters spoelen met gehepariniseerde zoutoplossing om de katheter doorgankelijkheid te behouden.
15. De katheters zijn beveiligd en de huid wordt gesloten met een paar hechtingen.
16. Een vaartuig lus kan worden geplaatst om de slagader en de ader in om de schepen fixeren voorafgaand aan de punctie. Ondanks de voordelen, wij over het algemeen voorkomen dat deze extra stap, omdat het teveel dissectie van de schepen vereist en kan het risico op beschadiging van de laterale en diepe takken.

4. Transcardial perfusie

1. De volgende uitrusting is nodig voor de procedure: perfusie-systeem (afb. 2), relevante perfusie vloeistof, scalpel, stomp-tip chirurgische schaar, bot scharen, en twee grote self-holding tang waarvan ten minste een heeft een gebogen uiteinde. Een zelf te behouden borstbeen oprolmechanisme is niet absoluut noodzakelijk, maar het verlicht de procedure aanzienlijk.
2. Transcardial perfusie moet worden uitgevoerd in een goed geventileerde ruimte met een hoog vermogen afzuigsysteem en faciliteiten die verzameling van perfusaat vloeistoffen en bloed maken voor veilige afvoer.
3. Na intraveneus injecteren van een dodelijke dosis pentobarbital van, test tussen de tenen pijn reflex voordat u verder gaat.
4. De beste toegang tot het hart en de aorta wordt geleverd via een mediane sternotomie. Maak een diepe longitudinale incisie, de uitbreiding van het manubrium het zwaardvormig proces van het borstbeen. Toegang krijgen tot de borstholte door het maken van een kleine incisie in het middenrif net onder het zwaardvormig proces.
5. Plaats het bot schaar in de borstholte en halveren het borstbeen. Voorzichtigheid is geboden bij het uitvoeren van deze procedure, omdat het hart kan aanhanger zijn op een plek aan de binnenkant van het borstbeen. Daarom moet u er zeker van dat het mes van het bot schaar rust te allen tijde in de borstholte tegen de binnenkant van het borstbeen.
6. Na het borstbeen is verdeeld, zet in de zelf-behoud borstbeen oprolmechanisme en open de borstholte.
7. Indien nog steeds intact, maak een kleine incisie in het hartzakje aan de top van het hart en vervolgens digitaal open de hartzak.
8. Samen Identificeer de linker ventrikel, de rechter oorschelp en de aorta met de superieure caval ader (Fig. 1C)
9. Maak een kleine oppervlakkige snede in de buurt van de top van het hart en de toegang van de linker ventrikel door perforeren het myocard met een stomp-tip instrument.
10. Plaats de perfusion canule in het linker ventrikel en verplaats de canule tip craniaal in de aorta.
11. Als de canule wordt gevoeld tussen de vingers in de aorta, klem de canule op zijn plaats met de zelf-holding gebogen pincet.
12. Maak een incisie in de rechter oorschelp en beginnen met het injecteren van de fixeermiddel door de perfusie canule. De stroom van perfusaat in de aorta kan worden gevoeld, en het bloed zal uitstorten door de ingesneden rechter oorschelp als het perfusaat stroom in de minipig vaten blijft. Merk op hoe systemische perfusie met paraformaldehyde hyperextensie van de ledematen veroorzaakt en trillen van de oppervlakkige spieren te wijten aan aldehyde cross-koppeling van zenuwen en spieren. Bij gebruik van een perfusie-systeem aangedreven door samengeperste lucht in plaats van de zwaartekracht, zorg ervoor dat de canule te verwijderen, of de heldere silicone slangklem, voordat de bus leeg is, om te voorkomen dat de lucht uit het invoeren van de vasculaire systeem.

Figuur 1. A: De vrouwelijke Göttingen minipig externe urethrale opening B:. De urethra opening na het inbrengen van de katheter C:. Ventraal uitzicht op de minipig hart na mediaan sternotomie.

Figuur 2. A: Het perfusie systeem bestaat uit inlaat buis met een instelbare druk klep en een hefboom gebruikt om de toevoer van perslucht controle in de container met het perfusaat. Duidelijk silicone verbindt de container naar een stompe-tip canule gemaakt van een 4 mm stalen pijp B en C:. Door het comprimeren van de inlaat hendel, de druk stijgt in de container en de perfusievloeistof wordt aangedreven door de canule D:. Wanneer de heldere silicone en canule zijn gevuld met perfusaat, is de stroom gestopt met een klem en het systeem is klaar voor gebruik.

Discussion

Deze presentatie biedt stap-voor-stap visuele instructies over hoe je vier veelgebruikte procedures uit te voeren in minipig onderzoek ^12,13. De beschreven technieken kunnen worden gebruikt met weinig of geen aanpassing in landras varkens en andere grote proefdieren zoals honden en schapen ^14. Aseptische techniek moet worden gebruikt om infecties te voorkomen, bij het uitvoeren van de beschreven procedures in overleving studies.

Inductie van anesthesie is belangrijk voor het welzijn van dieren en wetenschappelijke redenen, en is het ontbreken van de cornea reflexen en een goede spieren ontspanning te bieden, voordat endotracheale intubatie wordt geprobeerd. Echter, omdat de verdoving voor de inleiding gebruikt worden niet gegeven in vaste doses, maar toegediend totdat het gewenste effect wordt waargenomen, is het belangrijk de voet te volgen het dier vanwege het risico van apneu, vooral bij gebruik van propofol ^6,10. Voor tracheale intubatie, kan het gebruik van xylocaine spray of spierverslappende vergemakkelijken de introductie van de buis, maar het gebruik van neuromusculaire blokkers mag alleen worden uitgevoerd door personeel dat zijn goed getraind in dergelijke procedures om zo te voldoen aan ethische eisen. Zorg ervoor dat u niet aan de larynx passage traumatiseren tijdens de intubatie, om tracheale zwelling en oedeem te voorkomen. Luchtwegen oedeem kan worden behandeld met NSAID of soortgelijke anti-inflammatoire geneesmiddelen ^10. Varkens kunnen worden geïntubeerd vanuit verschillende posities, maar met het dier op zijn rug heeft de neiging om makkelijker voor mensen die regelmatig het uitvoeren van de menselijke intubatie, als het presenteert de luchtwegen op een vergelijkbare manier ^6. De meest voorkomende fout tijdens de intubatie is per ongeluk plaatsing van de buis in de slokdarm, die is gelegen net onder het strottenhoofd passage wanneer het dier is geplaatst op zijn rug. Let op, moet de buis nooit worden aangevoerd zonder eerst duidelijk de arytenoid kraakbeen en de stembanden.

Transurethrale catheterisatie van de urineblaas via de plasbuis is eenvoudig te doen bij vrouwelijke varkens, terwijl deze procedure is uiterst moeilijk, misschien zelfs onmogelijk, bij mannen ^6. Opgemerkt moet worden dat sinds de vrouwelijke urethra opening is juist voor de vagina, de grotere vaginale opening kunnen ten onrechte worden gecatheteriseerd. Het gebruik van steriele en ontsmetting van smeermiddel is aan te raden om te overleven studies. Bovendien kan smeermiddel met plaatselijke verdoving effect gemak van de catheterisatie procedure.

Bij het ​​uitvoeren van femorale slagader en ader catherization, de keuze van het schip katheters en hoe ze beveiligd zijn verschillen tussen niet-overleving en overleving studies, vooral wanneer katheters zijn ingebracht voor een langere periode ^6. Bijvoorbeeld katheters voor chronisch implantatie moet zeer biocompatibel, hebben retentie kralen of manchetten voor fixatie en niet traumatiseren de vaatwand na verloop van tijd, waardoor het induceren van trombose of erosie ^6.

In de huidige video maken we gebruik van een gesloten systeem aangedreven door perslucht voor transcardial perfusie. Een andere optie is het gebruik van een systeem aangedreven door de zwaartekracht. Het voordeel van de zwaartekracht systemen in vergelijking met systemen met gebruik van perslucht is dat ze eenvoudig, efficiënt, en geen gevaar van perslucht het invoeren van de vasculaire systeem. Echter, de hydrostatische druk die wordt uitgeoefend door de zwaartekracht systemen verandert voortdurend tijdens de perfusie, en dit kan invloed hebben op de histologische resultaten ^15. Afhankelijk van het type van de histopathologische studies men wil uit te voeren om, kan het voordelig zijn om het dier voor het eerst perfuseren met gehepariniseerde zoutoplossing. Dit is vooral importantance bij het uitvoeren van immunofluorescentie kleuring in om autofluorescentie problemen veroorzaakt door erytrocyten te vermijden. Bovendien, als de organen van belang is de hersenen, kan de dalende aorta worden geklemd om op te slaan fixeermiddel. Echter, bij varkens, deze stap brengt extra ontleden en verlengt de procedure.

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Procedure	Uitrusting	Vennootschap	Catalogus-nummer
Intubatie
	Respirator	Datex-Ohmeda S / S Avance, GE Healthcare	1009-9002-000
	Suction met stompe tip	Unomedical	34091181
	Laryngoscoop	Molenaar	85-0045 (Laryngoscoop set)
	Endotracheale buis 5,5 mm ID	Smiths Medical International Ltd	100/199/055
	Stilet	Hudson RCI	5-151001
	Spuit 5ml
	Stethoscoop	Martin	17-262-00
Blaas catherization
	AquaFlate glycerine siliconen Foley catheter 8-Frans met stilet	Rüsch	178003
	Speculum nasale	Martin	36-859-50
	Speculum rectale	Martin	30-613-15
	Blunt-tip pincet	Martin	13-374-16
	Catheter smeermiddel gel
	Cathejell lidocaïne	Montavit	CJL08501
	Instillagel Comb.	Farco Pharma	08-40-200
	A4 Urine wonddrainageopvangzak	Unomedical	38 155 1S
	Plakband
Femorale slagader en ader catherization
	Scalpel	Martin	10-295-11
	Blunt-tip chirurgische schaar	Martin	11-881-18
	Tissue pincet	Martin	12-100-14
	Kleine stompe-tip chirurgisch pincet	Martin	13-375-13
	Kleine zelfborgend Tissue oprolmechanisme	Martin	15-753-13
	Needleholder	Martin	20-634-14
	Chirurgische swaps
	Hechtdraad met naald
	Zoutoplossing
	Heparine	LEO	585679
	18-gauge venflon	BD Venflon Pro	393206
	4-Franse brite tip scheden met introducer en Seldinger voerdraad	Cordis	154-2629-1/0017
Transcardial perfusie
	Onder druk perfusie-systeem	Home made uit onderdelen beschikbaar in de meeste professionele hardware winkels
	Afzuigsysteem	Gram A / S	01750000 en 0303700
	Perfusant 5L
	Blunt-tip chirurgische schaar	Martin	11-881-18
	Bone schaar	FST	16150-24
	Grote gebogen tip self-holding pincet	Martin	13-421-18
	Zelf behoud van borstbeen oprolmechanisme	Rudolf Medische	7520-10
	Pentobarbital	TheRoyal Veterinaire en Landbouw Universiteit (KVL)	200 mg / ml
	22-gauge venflon	BD Venflon Pro	393202