Transtailarterie leverarterieuze katheterisatie bij ratten onder direct zicht: een stralingsvrije methode voor het opstellen van diermodellen

Samenvatting

Dit protocol beschrijft een reproduceerbare open-abdominale transcaudale chemo-embolisatietechniek bij ratten, die precieze intraarteriële geneesmiddeltoediening, gecontroleerde leverembolisatie en gestandaardiseerde beoordeling van therapeutische en biologische responsen in leverkankermodellen mogelijk maakt.

Samenvatting

Rattenlevertumormodellen zijn onmisbaar voor het bestuderen van trans-arteriële chemo-embolisatie (TACE), medicijnafgifte en tumorbiologie. Conventionele technieken die gebruikmaken van fluoroscopiegeleide carotis- of femorale toegang worden echter vaak beperkt door hoge apparatuurkosten, technische complexiteit en cumulatieve stralingsrisico's voor de operators. Dit protocol biedt een stralingsvrij alternatief met open-laparotomie-geleide transtail-arterieketerisatie. We geven een uitgebreide, stapsgewijze beschrijving van de procedure, beginnend met gestandaardiseerde anesthesie en blootstelling van de ventrale caudale arterie (VCA). De kern van de techniek bestaat uit het uitvoeren van een midline laparotomie om directe visualisatie van de hepatoduodenale anatomie mogelijk te maken, waardoor een 1,6 Fr microkatheter nauwkeurig kan worden verplaatst naar de algemene hepatische arteria (CHA) of de juiste leverarterie (PHA) met behulp van een 0,014 inch microgeleidedraad. Onze validatiestudie bij 32 ratten toont aan dat deze methode een hoog technisch succespercentage van 96,9% (31/32) behaalt met een gemiddelde proceduretijd van 22,5 ± 2,3 minuten. Deze techniek biedt een toegankelijk, reproduceerbaar en transparant platform voor laboratoria die zich richten op lokale therapeutische evaluatie en embolitische biologie. Deze methode verlaagt effectief de drempel voor het opzetten van hoogwaardige interventiemodellen in preklinische onderzoeksomgevingen waar geavanceerde beeldvorming niet beschikbaar is.

Inleiding

Trans-arteriële toedieningstechnieken worden veel gebruikt in preklinisch leverkankeronderzoek, met name voor het modelleren van trans-arteriële chemo-embolisatie (TACE), gelokaliseerde medicijnafgifte en intra-arteriële immunotherapie. Conventionele vasculaire toegangswegen bij ratten—waaronder de cannulatie van de femur- of halsslagader—worden echter beperkt door anatomische beperkingen, vatkwetsbaarheid en grote technische moeilijkheden, wat resulteert in variabiliteit in slagingspercentage en reproduceerbaarheid 1,2,3,4.

De transtail-arteriebenadering is uitgegroeid tot een superieure methode om TACE-modellen op te stellen vanwege de minimale invasieve aard en hoge reproduceerbaarheid. Studies van Kumagai et al. toonden aan dat toegang tot de arterie transtail selectieve katheterisatie mogelijk maakt met een gemiddelde proceduretijd van ongeveer 9,5 minuten, wat de haalbaarheid en de steile leercurve benadrukt, zelfs voor operators met beperkte microchirurgische ervaring⁵. Evenzo rapporteerden Hong et al. een kortere katheterisatietijd van 6,9 ± 1,4 minuten, wat de efficiëntie van deze techniek benadrukt. Voordelen zijn onder meer verminderde complicaties zoals cerebrale ischemie of ledemaatischemie geassocieerd met carotis- of femorale benaderingen, dankzij de dubbele bloedtoevoer van de staart via collaterale vaten⁶.

Het gebruik van digitale subtractie-angiografie (DSA) richtlijnen voor katheterisatie brengt echter aanzienlijke ongemakken met zich mee. Ten eerste brengt stralingsblootstelling risico's met zich mee voor zowel operators als dieren tijdens fluoroscopische procedures, wat vooral zorgwekkend is bij langdurige experimenten⁷. Ten tweede verhoogt de technische complexiteit van DSA-geleide katheterisatie, inclusief de noodzaak van gespecialiseerde apparatuur en expertise, de moeilijkheidsgraad en tijd van de procedure.

Daarentegen biedt open laparotomie voor katheterisatie duidelijke voordelen, voornamelijk doordat het de noodzaak voor gespecialiseerde DSA-apparatuur wegneemt. Bovendien zorgt deze methode voor een stralingsvrije procedurele omgeving, waardoor zowel de operator als het dier effectief worden beschermd tegen ioniserende straling tijdens de katheterisatiefase. Deze methode biedt een praktische oplossing voor studies die snelle implementatie en veiligheid prioriteren, vooral in omgevingen waar geavanceerde beeldvorming niet beschikbaar is. Het verkennen van open laparotomie-gebaseerde TACE-modellen zou dus bestaande technieken kunnen aanvullen en zo bredere toepassingen in leverkankeronderzoek mogelijk maken.

Protocol

Voer alle dierprocedures uit volgens de instellingen voor de verzorging en het gebruik van proefdieren. Zorg ervoor dat alle chirurgische en interventiestappen voldoen aan goedgekeurde dierprotocollen.

1. Anesthesie en preoperatieve voorbereiding

1. Induceer en onderhoud de anesthesie.
   1. Induceer anesthesie met 3–5% ingeademde isofluraan in een inductiekamer.
   2. Dien een onderhoudsdosis intraperitoneaal 1% pentobarbital natrium toe van 40 mg/kg.
   3. Breng een dun laagje oogzalf aan op beide ogen om hoornvlie-uitdroging tijdens de operatie te voorkomen.
2. Positioneer het dier.
   1. Plaats de rat in de rugligging op het chirurgische platform.
   2. Houd de lichaamstemperatuur op 37 °C met een warmtekussen.

2. Blootstelling van de ventrale caudale arterie (VCA)

1. Maak de staartincisie.
   1. Identificeer een punt ongeveer 5 cm distaal van de staartbasis.
   2. Maak een lengtevormige middenlijninsnijding van 1,5 cm op het ventrale oppervlak van de staart met behulp van een scalpel.
2. Maak de slagader bloot.
   1. Voer scherpe dissectie uit door de oppervlakkige fascia om de VCA bloot te leggen, die zich ongeveer 1 mm onder de huid bevindt.
   2. Dissecteer en scheid kleine begeleidende aderen om de slagader volledig bloot te leggen.
      OPMERKING: Voorkom letsel aan de dwarsvertakkingen die ontstaan door de VCA.

3. Vatconditionering

1. Verminder arteriële spasmen.
   1. Breng lidocaïnegel aan op de blootgestelde VCA.
2. Plaats een distale stropdas.
   1. Sluit een 4-0 hechting rond het distale segment van de VCA zonder aan te draaien om de vatverhoging in de volgende stappen te vergemakkelijken. Plaats een vasculaire klem op de proximale VCA om bloedingen tijdens het insnijden van het vat te voorkomen (Figuur 1).

4. Laparotomie en blootstelling van de leverslagader (Figuur 2 en Figuur 3)

1. Voer midline laparotomie uit.
   1. Maak een incisie van 5 cm in de middenlijn onder het xiphoïde proces met een rechte schaar.
   2. Open de buikholte en tilt de lever voorzichtig op met een vochtig wattenstaafje.
2. Leg het hepatoduodenale gebied bloot.
   1. Trek de darmen terug naar de linker buikholte.
   2. Leg het hepatische hilum bloot en identificeer belangrijke vasculaire structuren (Figuur 2A).
3. Dissectie de arteriële anatomie.
   1. Dissecteer de abdominale aorta en de bifurcatie van de arteria common hepatica (CHA) (Figuur 3).
   2. Gebruik microtangen om de perivasculaire schede voorzichtig te dissecten, zodat er geen directe grip op het vat is. Voldoende blootstelling van de overgang tussen de abdominale aorta en de CHA vergemakkelijkt snelle plaatsing van de katheter in volgende stappen (Figuur 2B).
      VOORZICHTIG: Het grondig losmaken van het perivasculaire bindweefsel aan het oppervlak van de CHA vergroot de opwaartse hoek, waardoor de daaropvolgende soepele voortgang van de geleidedraad en katheter in het vat wordt vergemakkelijkt.

5. Arteriotomie en katheterplaatsing

1. Beheers de proximale bloedtoevoer.
   1. Plaats een vasculaire klem op de proximale VCA om bloedingen te voorkomen.
2. Voer een arteriotomie uit.
   1. Gebruik een microschaar om een kleine dwarsdoorsnijding in de VCA te maken.
3. Steek de geleidedraad en microkatheter in.
   1. Verhoog de distale VCA met de vooraf geplaatste 4-0 zijden hechting (Figuur 1A).
   2. Steek de 0,014-inch microgeleiderdraad in de VCA. Schuif de 1,6 Fr microkatheter voorzichtig over de geleidedraad. Bevorder de verplaatsing door zachte grip toe te passen op de distale VCA-naad om het vat recht te maken. Schuif de katheter ongeveer 15 cm naar voren om de coeliakie-as te bereiken (Figuur 1B).

6. Selectieve canulatie en medicijn-/embolische toediening

1. Breng de katheter naar de leverslagader.
   1. Beweeg de geleidedraad–katheter samenstelling direct naar de bifurcatie tussen de abdominale aorta en de CHA.
   2. Plaats gebogen pincetten onder de buikaorta en hef deze voorzichtig op. Pas de punt van de geleidedraad–katheter aan op de splitsing tussen de abdominale aorta en de CHA. Beweeg de assemblage vooruit en trek terug terwijl je coördineert met de gebogen tang om een snelle invoering van de geleidedraad in de CHA te vergemakkelijken (Figuur 3A,B).
2. Bevestig de positie en bereid je voor op infusie.
   1. Blijf de geleidedraad–katheter samenstelling naar voren brengen totdat de kathetertip zichtbaar is binnen de PHA bij het hepatische hilum (Figuur 4).
   2. Trek de geleidedraad weg en controleer op vrije bloedterugstroom via de katheter om intraluminale plaatsing te garanderen.
3. Bezorg agenten.
   1. Verbind een driewegstopkraan en spuit met de katheterhub.
   2. Injecteer het geplande middel, contrastmiddel of embolische suspensie.
      VOORZICHTIG: Gebruik passende bescherming en PBM bij het hanteren van chemotherapeutische middelen of emboliën.

7. Katheterverwijdering en wonddichting

1. Verwijder de katheter.
   1. Verwijder de katheter voorzichtig na het voltooien van de infuus.
2. Ligaer het vat.
   1. Bind de proximale VCA af met 4-0 zijden hechting om bloeding te voorkomen.
3. Sluit chirurgische incisies.
   1. Sluit de buikincisie in twee lagen (spier en huid) met onderbroken 4-0 zijden hechtingen.
   2. Sluit de staartincisie met onderbroken 4-0 hechtingen.

8. Herinterventie (optioneel)

1. Voer herhaalde toegang uit.
   1. Als herhaalde TACE nodig is, maak dan een nieuwe incisie dichter bij de staartbasis (ongeveer 3 cm).
   2. Herhaal stappen 2 tot en met 7.
      OPMERKING: Extra interventies moeten worden gespreid volgens het onderzoeksontwerp en de richtlijnen voor dierenwelzijn.

Resultaten

De technische effectiviteit en veiligheid van het stralingsvrije transtail arterie katheterisatieprotocol werden geëvalueerd in een validatiecohort van 32 ratten, met belangrijke prestatie-indicatoren samengevat in Tabel 1. Technisch succes, gedefinieerd als stabiele plaatsing van microkatheter in de arteria hepatica (CHA) gevolgd door de onbelemmerde afgifte van embolisch materiaal, werd behaald bij 31 van de 32 dieren (96,9%). De gemiddelde proceduretijd, gemeten vanaf...

Discussie

De hier gepresenteerde katheterisatiemethode met een rat open abdomen en trans-staartarterie biedt een praktisch en reproduceerbaar alternatief voor traditionele TACE-modellen die fluoroscopische begeleiding vereisen. Verschillende eerdere studies hebben TACE voor kleine dieren vastgesteld via de staartarterie-methoden, waarbij DSA meestal wordt gebruikt om katheterisatie te begeleiden en vasculaire toegang 1,2,3,4,5 te bevestigen.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel

Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
Blunt-tip microforceps (0.4 mm)	Suzhou Shiqiang	11001-12
Gebogene pincetten	Shanghai Medical Instruments (Jinzhong)	S110-3
Heparine zoutoplossing voor injectie	Jiangsu Wanbang Biochemical Pharmaceutical Group Co., Ltd.	H32020612
Iodixanol-injectie	Jiangsu Hengrui Pharmaceuticals Co., Ltd.	H20103675
Isofluraan	RWD Life Science	R510-22
Lidocainegel	Shandong Fangming Pharmaceutical Group	20180322
Microschaar	Shanghai Medical Instruments (Jinzhong)	S320-1
Microkatheter (1.6 Fr)	Cardiolink Science	SS-40-1.6F
Microguidewire (0,014 inch)	Cardiolink Science	PGW14-150A
Naaldhouder	Shanghai Medical Instruments (Jinzhong)	S201-1
PVA-microsferen	Cardiolink Science	VM-20110
Scalpelmes	Shanghai Medical Instruments (Jinzhong)	B102-11
Natriumpentobarbitaloplossing (1%)	Shanghai Pharmaceuticals Holding Co., Ltd.	https://www.sphchina.com/
Rechte pincetten	Shanghai Medical Instruments (Jinzhong)	S110-1
Rechte schaar	Shanghai Medical Instruments (Jinzhong)	S310-1
Hechtdraad (4-0) met 3/8-cirkelnaald	Shanghai Jinhuan Medical	J-40-45
Weggeefbare steriele spuit (1 mL, 2 mL, 5 mL)	Jiangsu Zhiyu Medical Instrument Co., Ltd.	Z-1022
Getande pincetten	Shanghai Medical Instruments (Jinzhong)	S112-2
Vasculaire clips	Roboz Surgical Instrument	RS-5420