Только в США около 110 миллионов крыс и мышей используются в экспериментах на животных вгод24. Несмотря на то, что достоверных статистических данных найти не удается, соответствующий процент из них будет получать поддерживаемую вентиляцию, особенно в области исследований легких и сердца, а также анестезиологии. Большинству из этих животных проводится неинвазивная эндооротрахеальная интубация, что влечет за собой ряд проблем. К ним относятся более медленные кривые обучения, более высокие показатели неудачных интубаций, большее количество повторных интубаций и связанные с ними респираторные осложнения, а также утечки из дыхательных путей25. Таким образом, неинвазивная интубация, как правило, требует более опытного исследовательского персонала, более передовых технологий, таких как волоконная оптика, капнометрия и аппараты искусственной вентиляции легких, а также больших финансовых и материальных ресурсов. Таким образом, весь аспект интубации является значимым фактором, имеющим отношение к последующему статистическому анализу и межиндивидуальной гетерогенности результатов. Тем не менее, неинвазивная эндооротрахеальная интубация часто является единственным возможным вариантом в лонгитюдных экспериментах.
Альтернативой является трахеостомия для необходимого долгосрочного доступа к трахее в продольных экспериментах или хирургическая трахеотомия для «одноразового использования» в экспериментах, не связанных с выживанием. В то время как протоколы микрохирургической техники трахеостомии у крыс доступны27, в настоящее время нет протоколов для эндотрахеальной интубации через трахеотомию на моделях крыс, не выживавших.
Таким образом, описанная в настоящем документе стандартизированная процедура эндотрахеальной интубации с помощью трахеотомии и последующей торакотомии у крыс представляет собой ценный метод для исследователей, занимающихся исследованиями, не связанными с выживанием. Эта процедура не требует ни квалифицированного персонала, ни обширной подготовки. Она имеет процент успешных интубации, который намного выше, чем эндооротрахеальная интубация, и позволяет проводить гораздо более контролируемые процедурные шаги.
К ограничениям представленных методик в основном можно отнести инвазивность процедуры и, как следствие, исключительную совместимость с экспериментами без выживания. Из-за больших дефектов кожи и мягких тканей, а также послеоперационного свища трахеи, экстубация и восстановление после этой процедуры невозможны и не рекомендуются, особенно в сочетании с торакотомией.
При устранении распространенных проблем, возникающих во время процедуры, мы хотели бы обратить внимание на следующие моменты и рекомендации: необходимо как можно тщательнее подготовить оборудование и лекарства. Экспериментатор должен провести тщательный контроль гемостаза с помощью тонкой подготовки и использования нетравматичных ватных палочек. Экспериментатор должен подготовить трахею длиной не менее 0,5 см, чтобы обеспечить достаточную подвижность, и использовать петлю силиконового сосуда, чтобы не потерять трахею после разреза, так как это может привести к аспирации и удушью, когда трахея теряется в глубине ткани из-за явления фона. Только частично надрезайте трахею одним четким взмахом ножниц. В идеале следует надрезать 180° окружности. Ниже этого значения интубация может привести к невозможности интубации. Выше это может привести к перелому трахеи с втягиванием обоих концов в глубину ткани и последующим удушьем. При наложении полифиламентного шовного материала для фиксации интубационной трубки следует использовать скользящий узел, чтобы обеспечить достаточную герметичность во избежание утечки воздуха или случайного смещения трубки и в то же время избежать непреднамеренного закрытия трубки. Если оставить проволоку Seldinger на месте во время наложения швов, можно избежать непреднамеренного закрытия. При проведении мануальной вентиляции легких с использованием вентиляционного мешка следует строго избегать баротравмы легкого большими дыхательными объемами. Вместо этого следует стремиться к легочной защитной, частой и малоприливной вентиляции, особенно если грудная клетка не была выполнена и объемы легких не могут быть оценены визуально.
Предлагая подробную и воспроизводимую методологию, этот протокол способствует стандартизации экспериментальных процедур, повышая надежность данных и сопоставимость между исследованиями. В результате, этот метод способствует совершенствованию научных методов в доклинических исследованиях, в конечном итоге повышая трансляционную актуальность результатов в области физиологии, фармакологии, хирургии и биомедицинских наук.