Cânula inguinal para estabelecer circulação extracorpórea em modelo suíno adulto

Resumo

Este artigo descreve o estabelecimento da circulação extracorpórea por meio da canulação inguinal e explica as vantagens e desvantagens associadas a essa técnica.

Resumo

Devido às proporções de tamanho semelhantes, modelos suínos adultos são adequados para estudos de fisiologia cardiovascular e circulatória sobre circulação extracorpórea. Como padrão, a conexão com o bypass cardiopulmonar (CBP) é estabelecida por esternotomia e canulação de grandes vasos. No entanto, problemas podem surgir durante a implementação metódica, por exemplo, devido a um pequeno situs, vasos difíceis de ver ou anomalias vasculares com uma aorta pequena. Uma ruptura aórtica iatrogênica pode levar ao término do experimento. Portanto, há necessidade de acesso adicional e seguro através dos vasos inguinais. Uma máquina coração-pulmão com um conjunto descartável (oxigenador de fibra oca com capacidade de perfusão de até 3,5 l/min) é usada no ensaio in vivo . Para a canulação inguinal, a artéria e a veia do femur são dissecadas na virilha direita. A 14-16 Francês (Fr.). A cânula Edwards Heartport e uma cânula femoral 22-Fr. SAP são usadas para canulação. A canulação é realizada usando a técnica de Seldinger. A canulação inguinal resultou em significativamente menos experimentos abortados nos ensaios em grandes animais e permitiu um alívio melhor do coração durante a dissecação. A canulação inguinal para estabelecer uma circulação extracorpórea em um ensaio em modelos animais de grande porte representa uma abordagem segura. Isso resulta em trauma mínimo na aorta e melhor visibilidade no tórax. Além disso, esse acesso possibilita cirurgias cardíacas minimamente invasivas. O foco também está nos aspectos éticos dos experimentos com animais e no sucesso experimental associado.

Introdução

Modelos in vivo de porcos são adequados para estudos de fisiologia cardiovascular e circulatória devido às suas propriedades anatômicas e fisiológicas comparáveis. O estabelecimento da circulação extracorpórea também não é problemático devido às razões de tamanho e peso. Isso significa que estudos extensos sobre diversas questões podem ser realizados in vivo. Isso se aplica especialmente a estudos sobre o uso de uma máquina coração-pulmão e o estabelecimento associado de um circuito^{extracorpóreo 1,2}. O objetivo do método apresentado aqui é fornecer uma plataforma experimental para circulação extracorpórea em porcos que utilizam vasos na virilha. Isso proporciona uma abordagem menos invasiva em comparação com a canulação central via esternotomia mediana. Além disso, a canulação dos vasos da virilha é cada vez mais utilizada para cirurgias cardíacas minimamente invasivas e suporte circulatório mecânico^{temporário 3,4}. Portanto, esse método pode ser útil para pesquisas focadas especificamente nessas áreas.

Ao estabelecer um circuito extracorpóreo, a aorta e o átrio são usados como padrão para a canulação. O acesso via aorta, em particular, pode ser complicado por mudanças morfológicas no tecido aórtico, uma aorta ascendente curta ou um coração aumentado em um pequeno situ, que obstrui a visão da aorta (Figura 1A-B). Em porcos, a aorta é frequentemente particularmente pequena, curta e localizada dorsalmente à artéria pulmonar principal. O risco de ruptura aórtica iatrogênica por manipulação durante a canulação pode ser a consequência. Portanto, é necessário outro acesso seguro arterial e venoso. Isso pode ser obtido por canulação dos vasos femorais. Em animais grandes (gênero porco doméstico), os diâmetros dos vasos inguinais variam entre 6 e 8 mm (artéria femoral comum) e entre 10 e 12 mm (veia femoral). Para garantir perfusão suficiente de órgãos no animal de teste (40-60 kg), utilize uma cânula Fr. Edwards 14-16 (Figura 2A) para canulação arterial e uma cânula Fr. Sorin 22 (Figura 2B) para canulação^{venosa 5}.

Protocolo

Todos os experimentos com grandes animais em porcos (idade 3-4 meses; sexo: macho e fêmea; peso 40-60 kg; porcos domésticos), após uma análise rigorosa, foram aprovados pelo Conselho Regional de Karlsruhe em 10 de outubro de 2022, sob o número de arquivo 35.-9185.81/G-96/22. Este é um procedimento terminal; Todos os animais foram eutanasiados ao final do procedimento.

1. Anestesia e preparação animal

1. A pré-medicação é sempre realizada em nossa faculdade, na Instalação de Pesquisa Biomédica Interfaculdade. Pré-medicar o animal de laboratório com 0,075 mL/kg de cloridrato de midazolam (5 mg/mL) e 0,225 mL/kg de cetamina (100 mg/mL) antes de levá-lo para a sala de cirurgia.
2. Coloque um cateter venoso residente na veia auricular, através do qual administre analgesia com 0,56 mg/kg de peso corporal/0,5 h de piritramídeo e um volume de Sterofundina 1/1.
3. Fixe todas as extremidades com uma bandagem de gaze na mesa de cirurgia.
4. Coloque um ECG de 5 derivações no tórax e abdômen para análise do ritmo, uma sonda de temperatura retal e um oxímetro de pulso na mucosa nasal para ^{monitoramento} 6,7,8,9.

2. Intubação e ventilação

1. Assegure as vias aéreas por intubação e inicie a ventilação controlada por pressão.
2. Use as seguintes configurações de ventilação sob controle de pressão usando um respirador. As configurações iniciais são as seguintes:
   _{FiO 2} 0.6-0.8
   Frequência respiratória de 12-18/min
   Volume mínimo respiratório de aproximadamente 0,2 L/min/kg
3. Usando essas configurações, mire um_CO2 de 35-40 mmHg, um_paO2 de 150-200 mmHg e um metabolismo respiratório normal com pH de 7,35-7,45. Avalie a ventilação regularmente com análises de gases^{no sangue 7,8,9}.

3. Manutenção da anestesia

1. Mantenha a anestesia com sevoflurano 1,5% (administrado via ventilador) ou propofol 1%, 8 mg/kg de peso corporal/hora. Se a profundidade da anestesia for insuficiente, aumente a dose de sevoflurano para 2,0% ou administre um bolus de propofol de 2-4 mg/kg peso antes do corpo. Sinais de anestesia insuficiente incluem despertar intraoperatório, reações à dor, movimento, respiração do animal junto com ele, frequência cardíaca acelerada, hipertensão arterial, etc. O dexpantenol é usado para prevenir o ressecamento da conjuntiva^{dos olhos} 7,8,9,10.

4. Medição da pressão arterial e grande acesso venoso central

1. Para o monitoramento arterial, abra a virilha esquerda (o procedimento é descrito na seção 5.4), exponha a artéria femoral e insira um cateter de pressão por meio de uma punção. A curva de pressão é exibida usando um transdutor de pressão.
2. Mire em uma pressão arterial média (MAP) de 50-60^{mmHg 6}. Para manter a MAP, administre volume de noradrenalina.
3. Assegure o acesso de grande volume de lúmen externamente por meio da preparação aberta da veia jugular. Este cateter possui dois acessos de volume: um para substituição volumétrica e outro para monitoramento de pressão venosa central (8-12 mmHg). Essa pressão, assim como a pressão arterial, é exibida pelo transdutor.
4. Insira um cateter transuretral de permanência para avaliar a produção urinal. Equilibre o volume usando um saco de^{urina 6}.

5. Procedimento cirúrgico

1. Antes de iniciar o procedimento cirúrgico, marque as áreas a serem operadas (rotas de acesso padronizadas em cirurgia cardíaca) com uma caneta insolúvel em água (guia de incisão; Figura 3). Cubra todas as áreas não relevantes com cortinas cirúrgicas azuis.
2. Prepare a mesa de operações com todos os instrumentos (Figura 4).
3. Esternotomia mediana
   1. Realize uma incisão longitudinal na pele acima da linha média esternal e, em seguida, divida as camadas subcutâneas, o músculo peitoral e o periósteo esternal usando eletrocauterismo.
   2. Expor a linha média esternal para a esternotomia mediana. Certifique-se de que a fossa jugular e o processo xifoide estejam bem definidos e dissece a superfície retroesternal de forma contínua com o dedo.
   3. Depois disso, divida o esterno longitudinalmente com uma serra esternal. Garanta a hemostasia usando eletrocauterização no periósteo e aplicando cera óssea. Insira o retrator esternal.
   4. Expõe o tecido adiposo subjacente e o timo. Abra o pericárdio longitudinalmente e coloque suturas pericárdicas (mersilina 0) para criar um poço pericárdico.
   5. Inspecione cuidadosamente o situs e o coração. Os passos finais ocorrem após a canulação inguinal. Primeiro, mobilize a aorta ascendente e a artéria pulmonar e coloque um ponto de cordão (polipropileno 4,0 RB-1) para a cânula da cardioplegia.
   6. Dissecar a aorta livre circunferencialmente na área a ser^{clampada 11}.
4. Preparação de vasos inguinais
   1. Realize uma incisão longitudinal na pele (inguinal) e corte o tecido adiposo da pele usando eletrocauterização (Figuras 5A-H). Expanda o tecido com um retrator de tecido.
   2. Dissecar ao longo do músculo grácil e do músculo adutor femoral da fáscia com tesouras de dissecação para expor a artéria femoral e a veia entre os músculos. Depois, faça um laço nos recipientes com um elástico vermelho e azul.
   3. Para prender a cânula no recipiente, enrole um fio de seda ao redor do recipiente e prenda-o com um torniquete¹².
5. Posição da cânula: Para entender melhor a posição da cânula intravascular, posicione as cânulas venosa e arterial no animal de teste (veja o diagrama ilustrativo, Figura 6)¹².
6. Canulação venosa
   1. Use uma cânula 22 Fr. Seldinger e um conjunto de punção para canulação da veia femoral. O conjunto de perfuração consiste em um fio de 180 cm de comprimento, uma cânula de perfuração e dilatadores (Figura 7A).
   2. O esquema é mostrado na Figura 8A-E¹². Coloque uma sutura de cordão de bolsa com polipropileno 5.0 RP-2 e perfure a veia com uma cânula de punção 18 GA.
   3. Insira o fio no vaso (veia femoral) através da cânula usando o auxílio de inserção. Certifique-se de que o fio possa ser empurrado de um lado para o outro de forma frouxa.
   4. Avance o fio para a veia cava superior. A posição pode ser verificada por palpação ou ecocardiograma.
   5. Remova a cânula e comprima levemente o local da perfuração com uma gaze (evite perda de sangue). Dilate cuidadosamente o local da perfuração com os diversos dilatadores (comece pelo menor); O fio deve ser mantido esticado o tempo todo.
   6. Fique a linha na cânula e empurre o fio inferior, tenso, para dentro do vaso até o nível auricular, e faça um laço na sutura da bolsa de tabaco. Quando o tórax está aberto, a posição da veia cava superior deve ser verificada. Isso é necessário para drenar o sangue venoso das veias cavas superior e inferior e aliviar adequadamente o coração.
   7. Prenda a cânula ao ponto da bolsa de tabaco com seda. Com cuidado, retire o fio e a entrada da cânula, ventile com sangue antegrado e prenda com uma gramposa tubular. Depois, conecte a cânula ao conector de 1/2" e ao tubo de 1/2" 3x32 do CPB.
7. Canulação arterial
   1. Use uma cânula 14-16 Fr. Seldinger e um conjunto de punção para canulação da artéria femoral. Este último consiste em um fio de 100 cm de comprimento, uma cânula de perfuração e dilatadores (Figura 7B).
   2. O procedimento é o mesmo da canulação^{venosa 12}. Prepare os pontos de cordão de bolsa (4-0 polipropileno RB-1) e insira a cânula de perfuração.
   3. Insira o fio sobre a cânula e remova a cânula. Dilate o local da punção com os dilatadores individuais (12 Fr. e 14 Fr.) e insira a cânula arterial 16 Fr.
   4. Remova o fio e a entrada, desingue retrogradamente e prenda. Depois, conecte a cânula ao conector de 3/8" e ao tubo 3/8" 3x32 da máquina coração-pulmão e fixe no tecido.
8. Conexão com o bypass cardiopulmonar
   1. Após conectar o bypass cardiopulmonar aos vasos inguinais, inicie o circuito extracorpóreo (Figura 9A e Vídeo 1). Devido à pequena diferença de altura entre a cânula venosa e o reservatório, a drenagem venosa frequentemente precisa ser suportada por sucção ativa. Essa sucção é aproximadamente de -60 a -80 mmHg e é gerada por uma bomba de rolos. Visualize a sucção medindo a pressão sobre o tubo venoso usando um transdutor^{de pressão} 13,14,15.

Resultados

A mudança no tipo de canulação para estabelecer a circulação extracorpórea, da canulação central torácica para a canulação inguinal, não resultou em ruptura aórtica iatrogênica em experimentos com animais (Tabela 1). O contexto disso é um estudo com animais no qual 18 porcos por grupo foram operados. Nos primeiros 15 procedimentos, seis porcos sofreram ruptura aótica iatrogênica após a canulação central, razão pela qual o experimento foi descontinuado. A taxa de mortalid...

Discussão

A cirurgia cardíaca experimental é indispensável hoje. Os possíveis objetivos incluem avaliar a função da bomba ventricular esquerda sob administração de vários medicamentos e suas propriedades farmacocinéticas, otimizar procedimentos cirúrgicos e otimizar a perfusão na circulação extracorpórea. Modelos adultos de porco são muito adequados para esse propósito devido às suas características cardiovasculares e fisiológicas.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Dexpantenol 5%	Bayer	PZN AT-2424276	Anestesia
HLM Set Trilly AF Kinder	Eurosets	AG71155	Máquinas coração pulmão conjunto descartável
Ketamina 5mg/ml	Pfizer	PZN 01395650	Anestesia
Mersilene 0	Ethicon	R844	Suturas de estadia pericárdica
Midazolam 5mg/5ml	Hameln	PZN 05918501	Anestesia
Perkutanes Einfü HRKIT 100 cm	Maquet	PIK 100	Conjunto de punção arterial
Piritramid 15mg/ml	Piramal	PZN 01312724	Anestesia
Polipropileno 4,0 RB-1 (Prolene)	ETHICON	8710H	Emenda da bolsa de tabaco no recipiente
Cânula de Perfusão Arterial PotiSite 16 Fr.	Edwards	FLK0012	Cânula inguinal arterial
Propofol 1% 200mg/20ml	Fresenius KABI	PZN 18116200	Anestesia
RAP Cânula Venosa Femoral 22 Fr.	LivaNova	200-100	Cânula inguinal venosa
Kit de Acesso Revas Dual Lumen 180 cm	Freelife	FLK0012	Conjunto por punção venosa
Seide 75 cm	Resorba	G850N	para fixar a cânula ao redor do recipiente
Sevofluran 100% /V/V) 250ml	SEVOrane	PZN 03796821	Anestesia
Silikon-Loops 2,5 mm azul	SERAG Wiessner	SL27	para a preparação da veia
Silikon-Loops 2,5 mm vermelho	SERAG Wiessner	SL26	para a preparação da artéria
Sterofundin ISO 1/1 E ISO	B/BRAUN	PZN 01078955	Volume
Kit de Garrote 7 Fr.	Medtronic	79005	para fixar as cânulas no recipiente