Basis chirurgische technieken in het Göttingen Minipig: intubatie, Blaas catheterisatie, Femorale Vessel catheterisatie, en Transcardial Perfusie
26 juni 2011
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.
Endotracheale intubatie moet worden uitgevoerd wanneer een minivarken algehele anesthesie ondergaat om een operatie mogelijk te maken, omdat het een vrije luchtweg handhaaft, geassisteerde beademing mogelijk maakt en de luchtwegen beschermt tegen aspiratie. Minivarkens kunnen vanuit verschillende posities worden geïntubeerd, maar het heeft de voorkeur om het dier op zijn rug te leggen, omdat het de luchtweg op een vergelijkbare manier presenteert en daarnaast middelen voor geassisteerde beademing biedt. De apparatuur die nodig is voor endotracheale intubatie is slingers om de mond te openen, lagedrukafzuiging met stompe puntveterinair laryngoscope met rechte kling tussen 17 en 25 centimeter lang, een spuit met lucht, stethoscoop en plakband.
Voor volwassen zeuges en minivarkens. Een endotracheale buis van vijf tot zeven millimeter groot is geschikt. In deze video werd een buis van 5,5 millimeter gebruikt.
Het minivarken wordt op zijn rug gelegd en goed ondersteund. Om ervoor te zorgen dat de laryngeale doorgang recht blijft, wordt de tong lichtjes naar buiten getrokken en wordt de kaak door een assistent opengehouden. Zonder overmatige rotatie van het hoofd kan de luchtweg worden afgesloten of overmatig strekken van het hoofd kan de luchtweg afsluiten, waardoor de laryngeale opening moeilijker te identificeren is.
De laryngoscope wordt gebruikt om de tong te onderdrukken en de punt van de afzuiging wordt gebruikt om de epiglottis van het zachte gehemelte te verplaatsen. De punt van de laryngoscope wordt vervolgens gebruikt om de epiglottis naar boven te drukken richting de basis van de tong, waardoor de laryngeale opening zichtbaar wordt. Het openen van de retinoïdenkraakbeen en stembanden komen in zicht en de endotracheale buis wordt voorzichtig met een lichte rotatie in de luchtpijp gebracht.
Tijdens de uitademing wordt de manchet van de buis opgeblazen volgens de specificaties van de fabrikant. Terwijl moet worden gezorgd voor het vermijden van overmatige opblazing, die zwelling en oedeem van de luchtwegen kan veroorzaken, hebben varkens een bronchus om de rechter craniale longkwab te beademen. Het is daarom belangrijk om de buis boven de tracheabifurcatie te plaatsen.
Dit wordt vergemakkelijkt door het gebruik van de juiste buisgrootte en door het proximale uiteinde van de buis op het niveau van de snuit vast te zetten met plakband. Wanneer het minivarken correct is geïntubeerd, moet een vrije luchtstroom door de buis worden gevoeld en borst auscultatie moet ademhalingsgeluiden in zowel de linker- als rechterkant van de thorax moeten onthullen. Bij het aansluiten van de ventilator met bewakingssysteem op het minivarken, moeten fysiologische expiratoire kooldioxidewaarden meetbaar zijn en kan de kooldioxidecurve die het ademhalingspatroon volgt, bepaald door de ventilatie-instellingen, worden waargenomen.
Endotracheale intubatie van minivarkens kan een uitdaging zijn omdat de laryngeale doorgang smal is en het slijmvlies van de stembanden gemakkelijk kan worden getraumatiseerd. Als er een te grote buis of te veel kracht wordt gebruikt, kan het gebruik van Xylocaine-spray of spierverslappers de introductie van de buis vergemakkelijken. Maar het gebruik van neuromusculaire blokkers mag alleen worden gedaan door personeel dat goed is opgeleid in dergelijke procedures.
Catheterisatie van de blaas kan worden gebruikt als een manier om de urineproductie te controleren, wat nuttige informatie kan opleveren over de hydratatiestate en ook de nier- en cardiovasculaire functie tijdens lange chirurgische ingrepen. Catheterisatie van de blaas via de urethra wordt gemakkelijk gedaan bij vrouwelijke varkens. Hoewel deze procedure extreem moeilijk, misschien onmogelijk is bij volwassen minivarkens, is een Foley-katheter van Frans maat acht of tien geschikt vanwege de kromming en grootte van de externe urethra.
Het openen van een katheter met een stylet is te prefereren. Benodigd apparatuur omvat een speculum stompe punttang, een spuit met fysiologische zoutoplossing als smeermiddel, en een gesloten systeem urine afvoerzak. Om de externe urethra opening tijdens de catheterisatie het beste te visualiseren, wordt het minivarken op zijn rug gelegd met ondersteuning onder de lumbale regio.
Terwijl een assistent de achterpoten naar voren trekt, bevindt de externe urethra opening zich in de vloer van de vagina, ongeveer een derde tot de helft van de afstand tot de baarmoederhals. Omdat het dier echter op de rug ligt, zal de positie van de urethra opening omgekeerd lijken te zijn. De katheter wordt bestuurd met de stompe punttang, zodat de punt van de katheter in verlengde van de tang is.
Breng de katheter voorzichtig in de urethra opening. De urethra kan gemakkelijk worden getraumatiseerd als er te veel kracht wordt gebruikt tijdens de catheterisatie, maar er kan aanvankelijk lichte weerstand worden gevoeld totdat de katheter de externe urinesfincter heeft gepasseerd. Als dit probleem aanhoudt, kan dit erop duiden dat het dier niet diep genoeg is gesedateerd.
De oplossing is om even te wachten en de anesthesie zijn werk te laten doen. Wanneer de katheter de blaas bereikt, verwijdert u de style en zal urine stromen. Blaas de ballon op met fysiologische zoutoplossing volgens de specificaties van de fabrikant, en trek de katheter voorzichtig uit totdat de ballon op de blaashals zit.
Bevestig de gesloten systeem urine afvoerzak, maak de katheter vast aan de staart om onbedoelde verplaatsing van de katheter te voorkomen. Bij de omgang met het dier met de juiste training en ervaring kan transurethrale blaascatheterisatie met weinig moeite worden gedaan. Deze minimaal invasieve procedure kan besmetting van delicate medisch-technische apparatuur en pijnlijke blaasuitzetting, die het dier kan schaden en het experiment kan beïnvloeden vanwege verhoogde vagale tonus en veranderde fysiologische parameters, voorkomen.
Arteriële en veneuze catheterisatie is nuttig voor het verkrijgen van herhaalde bloedmonsters en het monitoren van verschillende fysiologische parameters. Bij het uitvoeren van vaatcatheterisatie in overlevingsstudies moet een strikte aseptische techniek worden toegepast om infecties te voorkomen. Benodigd apparatuur omvat scalpel, stompe punt, chirurgische schaar, weefseltang, kleine stompe punt, chirurgische tang, kleine zelfhoudende weefselretractor
Overzicht
Dit artikel bespreekt het toenemende gebruik van Göttingen-minivarkens in biomedisch onderzoek, met de nadruk op essentiële procedures zoals intubatie en catheterisatie. Het doel is om het begrip en de toepassing van deze technieken in wetenschappelijke studies te verbeteren.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijk gebied
- Biomedisch onderzoek
- Veterinaire geneeskunde
- Dierchirurgie
Achtergrond
- Het gebruik van minivarkens in onderzoek is toegenomen vanwege hun fysiologische gelijkenissen met mensen.
- Minivarkens zijn waardevol voor het bestuderen van diverse medische procedures.
- Een goed begrip van de juiste technieken is cruciaal voor succesvolle resultaten.
- Uitdagingen bij procedures zoals intubatie en catheterisatie moeten worden aangepakt.
Doel van de studie
- Om essentiële technieken voor het werken met Göttingen minivarkens te demonstreren.
- Om de waarde van minivarkens in biomedisch onderzoek te verhogen.
- Om richtlijnen te bieden voor het veilig uitvoeren van intubatie en catheterisatie.
Gebruikte methoden
- Endotrakeale intubatietechnieken voor het openhouden van de luchtwegen.
- Transurethrale blaascatheterisatie voor het monitoren van de urineproductie.
- Arteriële en veneuze catheterisatie voor bloedafname en monitoring.
- Gebruik van specifieke apparatuur en technieken om trauma te minimaliseren en nauwkeurigheid te waarborgen.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle intubatietechnieken werden gedemonstreerd, met de nadruk op het beheer van de luchtwegen.
- Er werd aangetoond dat blaascatheterisatie haalbaar is bij vrouwelijke minivarkens.
- Methoden voor arteriële en veneuze catheterisatie werden beschreven voor fysiologische monitoring.
- De uitdagingen en oplossingen voor elke procedure werden besproken.
Conclusies
- Juiste technieken verbeteren de veiligheid en effectiviteit van procedures bij minivarkens.
- Training en ervaring zijn essentieel voor een succesvolle catheterisatie en intubatie.
- Minivarkens blijven een waardevol model voor biomedisch onderzoek wanneer ze correct worden gehanteerd.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie
Chirurgische technieken bij het Göttingen minivarken ondersteunen preklinische modellering door fysiologische monitoring en weefselbehoud mogelijk te maken, wat essentieel is voor translationeel onderzoek. Deze procedures verbeteren de datakwaliteit in studies naar neurowetenschappen, metabolisme en cardiovasculaire functies door procedurele variabiliteit te verminderen en het dierenwelzijn te verbeteren. Beheersing van intubatie-, catheterisatie- en perfusiemethoden versterkt het preklinische vertrouwen en ondersteunt go/no-go-beslissingen in vroege discovery-pipelines.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt hypothese-toetsing mogelijk door gecontroleerde fysiologische monitoring tijdens anesthesie.
- Operationele waarde: Handhaaft de openheid van de luchtwegen en de ventilatie, waardoor storende variabelen in neurofarmacologische studies worden verminderd.
- Voorspellende waarde: Ondersteunt consistente experimentele omstandigheden voor target engagement en pathway-analyse.
Screening & assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Faciliteert herhaalde bloedafname voor farmacokinetische en farmacodynamische profilering.
- Operationele waarde: Katheterisatie van het femorale vat maakt longitudinale monitoring mogelijk zonder terminale afname.
- Klaarheid voor assay: Maakt gestandaardiseerde monsterafname mogelijk voor biomarker-validatie in ziektespecifieke modellen.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Transcardiale perfusie zorgt voor hoogwaardige weefselpreservering voor histologie en histochemie.
- Translationele continuïteit: Behoudt de orgaanarchitectuur voor cross-species vergelijking met humane pathologie.
- Preklinische risicoreductie: Vermindert variabiliteit door artefacten bij toxiciteits- en effectiviteitsbeoordelingen.
Integratie van Pipeline & Workflow
Deze technieken worden geïntegreerd in discovery-workflows, van vroege fysiologische screening tot preklinische validatie, ter ondersteuning van iteratief ontwerp in de fasen van targetvalidatie en lead-optimalisatie.
- Ontdekkingsbiologie: Intubatie en catheterisatie maken stabiele fysiologische baselines mogelijk voor studies naar het werkingsmechanisme.
- Screening: Femorale toegang ondersteunt hoogfrequente bemonstering in screeningscampagnes voor verbindingen.
- Analytiek: Herhaalde bloedafname en door perfusie verkregen weefsels genereren kwantitatieve, reproduceerbare datasets.
- Translationeel onderzoek: Geperfuseerde organen maken histopathologische afstemming met klinische bevindingen mogelijk.
- Hergebruik binnen de organisatie: Gestandaardiseerde chirurgische protocollen verbeteren de reproduceerbaarheid tussen verschillende locaties en studies.
Operationele en bedrijfsmatige impact
- Wetenschappelijke waarde: Vermindert biologische ruis door gecontroleerde anesthesie en aseptische techniek.
- Operationele waarde: Maakt overlevingsstudies met herhaalde bemonstering en weefselterugwinning mogelijk.
- Strategische waarde: Verbetert de betrouwbaarheid van gegevens voor IND-ondersteunende studies.
- Impact op portfolio: Ondersteunt risicogecorrigeerde voortgang door de kwaliteit van preklinische gegevens te verbeteren.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist training in aseptische chirurgische techniek en anesthesiebewaking.
- Afhankelijk van vasculaire toegangsmateriaal en perfusiesystemen die compatibel zijn met de fysiologie van kleine dieren.
- Vereist standaardisatie tussen de teams chirurgie, farmacologie en pathologie.
- Overwegingen bij de adaptatie omvatten sekse-specifieke verschillen in de haalbaarheid van urinekatheterisatie.
- Praktische beperkingen omvatten de technische moeilijkheidsgraad bij katheterisatie van mannetjes en de gevoeligheid van de luchtwegen tijdens intubatie.
