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Intubação endotraqueal via traqueotomia e subsequente toracotomia em ratos para aplicações de não...
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Medicine
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Endotracheal Intubation via Tracheotomy and Subsequent Thoracotomy in Rats for Non-Survival Applications

Intubação endotraqueal via traqueotomia e subsequente toracotomia em ratos para aplicações de não sobrevivência

Full Text
1,637 Views
04:43 min
March 15, 2024

DOI: 10.3791/66684-v

Alexander Studier-Fischer1,2,3,4, Berkin Özdemir1,3,4, Karl-Friedrich Kowalewski2,3,4, Caelan Max Haney2,3,4,5, Maurice Stephan Michel2,3,4, Gabriel Alexander Salg1, Franck Billmann1

1Department of General, Visceral, and Transplantation Surgery,Heidelberg University Hospital, 2Department of Urology and Urosurgery,University Medical Center Mannheim, Medical Faculty of the University of Heidelberg, 3Intelligent Systems and Robotics in Urology (ISRU),German Cancer Research Center (DKFZ) Heidelberg, 4DKFZ Hector Cancer Institute,University Medical Center Mannheim, 5Department of Urology,University Hospital Leipzig

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Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study presents a standardized procedure for endotracheal intubation via tracheotomy followed by thoracotomy in rats. The method aims to enhance the precision and reproducibility of non-survival applications requiring invasive ventilation and exposure of thoracic organs in in vivo rat models.

Key Study Components

Area of Science

  • Neuroscience
  • Invasive Ventilation Techniques
  • Animal Model Research

Background

  • Hyperspectral imaging is being explored for the spectral characterization of physiological and diseased organs.
  • Current challenges include the need for exposed organ surfaces and movement artifacts during mechanical ventilation.
  • This study addresses these challenges with a new technique.
  • The research aims to transfer insights from animal models to human applications.

Purpose of Study

  • To develop a reliable method for endotracheal intubation and thoracotomy in rats.
  • To improve the evaluation of thoracic organs using hyperspectral imaging.
  • To establish a new diagnostic approach in medicine.

Methods Used

  • Preparation of surgical instruments and anesthesia for rats.
  • Application of a neonatal mask for oxygen saturation.
  • Execution of a median thoraco cervical skin incision and blunt dissection.
  • Insertion of a tracheal catheter and initiation of manual lung protective ventilation.

Main Results

  • All rats maintained oxygen saturation above 92% during the procedure.
  • Successful endotracheal intubation and thoracotomy were achieved.
  • The method demonstrated reproducibility and precision for experimental measurements.
  • All subjects survived the 20-minute experimental duration.

Conclusions

  • The standardized procedure enhances the reliability of invasive ventilation in rat models.
  • This technique may facilitate better translational research from animal models to human applications.
  • Future studies can build on this method for further advancements in diagnostic imaging.

Frequently Asked Questions

What is the significance of this study?
This study provides a reliable method for invasive procedures in rat models, enhancing research accuracy.
How does hyperspectral imaging contribute to this research?
Hyperspectral imaging allows for detailed spectral characterization of organs, aiding in diagnostics.
What are the main challenges addressed in this study?
The study addresses the need for exposed organ surfaces and movement artifacts during ventilation.
What were the survival rates of the rats during the procedure?
All rats survived the 20-minute experimental measurements with maintained oxygen saturation.
What future applications does this research suggest?
The method may lead to improved diagnostic techniques applicable to human medicine.
How can this technique be applied in clinical settings?
It can be used to enhance the understanding of thoracic organ function and disease in patients.

Aqui apresentamos um procedimento padronizado para intubação endotraqueal via traqueotomia seguida de toracotomia em ratos, com o objetivo de aumentar a precisão e reprodutibilidade de aplicações de não sobrevivência que requerem ventilação invasiva e exposição de órgãos torácicos em modelos in vivo de ratos.

O escopo de nossa pesquisa é a caracterização espectral de órgãos e tecidos fisiológicos e doentes em pacientes, bem como modelos animais. Usando imagens hiperespectrais, esperamos poder avaliar tecidos de forma confiável, estabelecer essa tecnologia como um novo pilar de diagnóstico na medicina e fechar as lacunas de diagnóstico existentes. Os desafios experimentais atuais para a caracterização espectral de órgãos torácicos foram a necessidade de superfícies de órgãos expostos e os artefatos de movimento durante o processo de revestimento devido à ventilação mecânica, ambos puderam ser resolvidos com sucesso com esta nova técnica.

Vamos nos concentrar ainda na caracterização espectral de órgãos e na transferência de dados espectrais entre diferentes espécies. Isso nos permitirá abstrair os insights obtidos de modelos animais e aplicá-los aos humanos para o benefício do paciente. Para começar, dobre as cânulas em um ângulo de 135 graus, a um centímetro da ponta.

Usando uma trava luer, conecte as cânulas a tubos de perfusão de plástico. Em seguida, coloque uma almofada de aquecimento na placa de aço do aparelho de exposição cirúrgica para suporte térmico. Prepare os ganchos de preparação cirúrgica com tubos de plástico acoplados e pinças cirúrgicas contra mosquitos para posteriormente aplicar tensão ao tecido para exposição cirúrgica.

Em seguida, encurte e chanfre cateteres intravenosos de diferentes tamanhos. Insira um fio-guia de um conjunto de cateterismo arterial no cateter mais adequado para o tamanho do animal para a técnica de Seldinger durante a intubação. Depois de anestesiar o rato, faça uma pinça no dedo do pé para verificar a profundidade da anestesia.

Em seguida, aplique pomada oftálmica nos olhos do animal. Administre analgesia adicional antes da toracotomia com uma injeção subcutânea de carprofeno. Use uma máscara neonatal transnasal para oferecer 100% de inalação de oxigênio ao animal para saturar sua circulação com oxigênio.

Após cinco minutos, substitua a máscara neonatal por uma bolsa de ventilação neonatal construída com uma seringa de plástico macho luer lock tip. Forneça oxigênio e transborde com a ponta da seringa posicionada próxima à ponta nasal do animal. Em seguida, faça uma incisão na pele toracocervical mediana do comprimento necessário e use ganchos de preparação cirúrgica para expor o local da cirurgia.

Em seguida, usando uma tesoura fina, faça a dissecção romba através da fáscia cervical. Exponha o músculo esternocleidomastóideo e infra-hioidal. Após dissecar a membrana lateral esquerda, lateralize o músculo infra-hióideo mediano para a direita.

Empregue grampos overholt para realizar a dissecção romba em direção à traqueia e tunelar a traqueia. Em seguida, com a alça do vaso de silicone, estilingue a traqueia e fixe a traqueia distal com uma tipoia dupla usando uma sutura de polifilamento para posterior fixação da cânula endotraqueal. Usando um alicate atraumático, estenda a traqueia caudalmente.

Em seguida, usando uma tesoura, faça uma incisão parcial da traqueia em 180 graus de circunferência. Agora, insira um fio-guia Seldinger com uma extremidade flexível na traqueia e guie o cateter intravenoso modificado de tamanho apropriado para a traqueia. Em seguida, remova o fio de Seldinger e conecte a ponta luer lock do cateter traqueal à bolsa de ventilação modificada.

Em seguida, inicie a ventilação pulmonar protetora manual com alta frequência e baixo volume corrente. Prenda a sutura de travamento previamente colocada com um nó deslizante para evitar vazamento de ar e remoção acidental do cateter. Em seguida, usando uma tesoura de material rombudo e estável, inicie a toracotomia mediana a partir do xifóide e continue cranialmente através do esterno.

Pause a ventilação brevemente ao avançar a tesoura subesternalmente e ao cortar para evitar trauma pulmonar. Remova os ganchos de preparação cirúrgica da pele e insira-os no tórax para obter mais exposição. Utilize ganchos de preparação cirúrgica para obter exposição torácica e remover membranas serosas mediastinais.

A saturação de oxigênio nunca caiu abaixo de 92% e todos os ratos sobreviveram aos 20 minutos necessários para as medições experimentais.

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Palavras-chave: Intubação Endotraqueal Traqueotomia Toracotomia Rato Não Sobrevivência Pesquisa Translacional Ventilação Técnica Cirúrgica

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