Методическая статья

Паховая канюляция для установления экстракорпорального кровообращения в модели взрослой свинины

DOI:

10.3791/69148

⸱

30 января 2026 г.

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Cardiac Surgery, University Hospital of Heidelberg, 2HFU Furtwangen, University of Furtwangen, 3Department of Neurology, University Hospital Carl von Ossietzky of Oldenburg, 4Department of Cardiac Surgery, University Hospital of Münster

В этой статье

Краткое содержание

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

В этой статье описывается установление экстракорпорального кровообращения с помощью паховой канюляции и объясняются преимущества и недостатки, связанные с этим методом.

Аннотация

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Благодаря схожим соотношениям размеров, модели взрослых свиней подходят для исследований сердечно-сосудистой и кровеносной физиологии экстракорпорального кровообращения. Как правило, связь с сердечно-лёгочным шунтированием (CBP) устанавливается посредством стернотомии и канюляции крупных сосудов. Однако при методическом применении могут возникать проблемы, например, из-за небольшого седалищного места, трудно видных сосудов или сосудистых аномалий с небольшой аортой. Ятрогенный разрыв аорты может привести к прекращению эксперимента. Поэтому необходим дополнительный, безопасный доступ через паховые сосуды. В экспериментах in vivo используется аппарат для сердца и лёгких с одноразовым набором (полый оксигенатор с пропускной способностью до 3,5 л/мин). Для паховой канюляции бедренная артерия и вена рассекают в правом паху. A 14-16 французов (фр.). Канюля Edwards Heartport и бедренная канюля 22-Fr. SAP используются для канюляции. Канюляция выполняется с помощью техники Селдингера. Паховая канюляция привела к значительно меньшему числу прерванных экспериментов на крупных животных и обеспечила лучшее облегчение сердца во время вскрытия. Паховая канюляция для установления экстракорпорального кровообращения в эксперименте на крупных животных представляет собой безопасный подход. Это приводит к минимальной травме аорты и улучшению видимости в грудной клетке. Кроме того, этот доступ позволяет проводить минимально инвазивную кардиохирургию. Также внимание уделяется этическим аспектам экспериментов на животных и связанным с ними успехах экспериментов.

Введение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Модели свиней in vivo подходят для исследований сердечно-сосудистой и кровеносной физиологии благодаря сопоставимым анатомическим и физиологическим свойствам. Установление экстракорпорального кровообращения также не вызывает проблем из-за соотношения размера и веса. Это означает, что можно проводить обширные исследования по различным вопросам in vivo. Это особенно актуально для исследований использования аппарата сердца-лёгких и сопутствующего установления экстракорпоральнойцепи 1,2. Цель представленного здесь метода — предоставить экспериментальную платформу для экстракорпоральной циркуляции у свиней с использованием паховых сосудов. Это обеспечивает менее инвазивный подход по сравнению с центральной канюляцией через медианную стернотомию. Кроме того, канюляция паховых сосудов всё чаще используется для малоинвазивной кардиохирургии и временной механической поддержкикровообращения 3,4. Поэтому этот метод может быть полезен для исследований, сосредоточенных именно на этих областях.

При установлении экстракорпорального контура стандартом используются аорта и предсердие. Доступ через аорту, в частности, может осложняться морфологическими изменениями в аортальной ткани, короткой восходящей аортой или увеличенным сердцем в небольшом седалище, что мешает обзору аорты (рисунок 1A-B). У свиней аорта часто особенно маленькая, короткая и расположена дорсально от главной легочной артерии. Риск ятрогенного разрыва аорты при манипуляции во время канюляции может быть последствием. Поэтому необходим ещё один безопасный артериальный и венозный доступ. Это можно получить путём канюляции бедренных сосудов. У крупных животных (род домашних свиней) диаметр паховых сосудов варьируется от 6 до 8 мм (общая бедренная артерия) и от 10 до 12 мм (бедренная вена). Для обеспечения достаточной перфузии органов у исследуемого животного (40-60 кг) используйте канюлю Fr. Edwards 14-16 (рисунок 2A) для каннулирования артерий и канюлю Fr. Sorin 22 (рисунок 2B) для венознойканюляции 5.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Все эксперименты на крупных животных на свиньях (возраст 3-4 месяца; пол: самец и самка; вес 40-60 кг; домашние свиньи) после тщательного рассмотрения были одобрены Региональным советом Карлсруэ 10 октября 2022 года под номером дела 35.-9185.81/G-96/22. Это неизлечимая процедура; Все животные были усыплены в конце процедуры.

1. Анестезия и подготовка животных

  1. Предмедикаментозное лечение всегда проводится на нашем факультете в межфакультетском биомедицинском исследовательском центре. Предварительное лечение лабораторного животного 0,075 мл/кг мидазолама гидрохлорида (5 мг/мл) и 0,225 мл/кг кетамина (100 мг/мл) перед передачей в операционную.
  2. Вставьте внутренний венозный катетер в ушную вену, через который можно вводить обезболивающий с 0,56 мг/кг массы/0,5 ч пиритрамида и объёмом стерофундунина 1/1.
  3. Закрепите все конечности марлевым бинтом на операционном столе.
  4. Подключите к грудной клетке и брюшной полости пятипроводную ЭКГ для анализа ритма, термодатчик ректально и пульсоксиметр к слизистой носа для мониторинга 6,7,8,9.

2. Интубация и вентиляция

  1. Обеспечьте безопасность дыхательных путей с помощью интубации и запускайте вентиляцию с контролируемым давлением.
  2. Используйте следующие настройки вентиляции под контролем давления с помощью респиратора. Начальные настройки следующие:
    FiO 2 0.6-0.8
    Частота дыхания 12-18/мин
    Объём дыхательных минут примерно 0,2 л/мин/кг
  3. Используя эти параметры, стремитесь кCO2 35-40 мм рт. ст.,paO 2 150-200 мм рт. ст. и нормальному респираторному метаболизму с pH 7,35-7,45. Регулярно оценивайте вентиляцию с помощью анализов газов крови 7,8,9.

3. Поддержание анестезии

  1. Поддерживайте анестезию севофлураном 1,5% (вводится через аппарат искусственной вентиляции лёгких) или пропофолом 1%, 8 мг/кг массы/ч. Если глубина анестезии недостаточна, увеличите дозу севофлурана до 2,0 % или введите болюс пропофола 2-4 мг/кг массовой массы. Признаки недостаточной анестезии включают интраоперационное пробуждение, болевые реакции, движение, дыхание животного, учащённое сердцебиение, артериальную гипертензию и др. Декспантинола применяют для предотвращения сухости конъюнктивы глаз 7,8,9,10.

4. Измерение артериального давления и большой центральный венозный доступ

  1. Для мониторинга артерии откройте левую паховую область (процедура выполнена в разделе 5.4), обнажите бедренную артерию и введите давление катетером с помощью проколов. Кривая давления отображается с помощью датчика давления.
  2. Стремитесь к среднему артериальному давлению (MAP) 50-60 мм рт. ст. 6. Для поддержания MAP вводите объём или норадренал.
  3. Обеспечьте доступ к большому просвету снаружи путём открытой подготовки яремной вены. Этот катетер имеет два доступа к объёму: один для замещения объема и один для мониторинга центрального венозного давления (8-12 мм рт. ст.). Это давление, как и артериальное, отображается через преобразователь.
  4. Вставьте трансуретральный катетер для оценки выделения мочи. Балансируйте объём с помощью мешка длямочи. 6.

5. Операционная процедура

  1. Перед началом операции отметьте области для операции (стандартизированные маршруты доступа в кардиохирургии) водонерастворимой ручкой (направляющей для разреза; Рисунок 3). Закройте все нерелевантные участки синими хирургическими шторами.
  2. Подготовьте операционный стол со всеми приборами (рисунок 4).
  3. Медианная стернотомия
    1. Выполните продольный разрез кожи выше средней линии грудины, затем разделите подкожные слои, грудную мышцу и грудную окостность с помощью электрокоагуляции.
    2. Обнажите среднюю линию грудины для медианной стернотомии. Убедитесь, что яремная ямка и модиковидный отросток хорошо очерчены, и вскрытие поверхности ретростернызальной поверхности тупым пальцем.
    3. После этого разделите грудину продольно с помощью стерналной пилы. Обеспечьте гемостаз, используя электрокоагуляторию на надкостник и нанося костный воск. Вставьте стернальный ретрактор.
    4. Обнажите подлежащие жировые ткани и тимус. Откройте перикард продольно и наложите перикардиальные швы (мерсилин 0), чтобы создать перикардиальную яму.
    5. Внимательно осмотрите ситус и сердце. Последние этапы происходят после паховой канюляции. Сначала мобилизуйте восходящую аорту и легочную артерию и наложите шов с сумочной ниткой (полипропилен 4,0 RB-1) для канюли кардиоплегии.
    6. Рассеките аорту по окружности в области, которую нужнозажать 11.
  4. Подготовка паховых сосудов
    1. Выполните продольный разрез на коже (пахвиную) и прорезьте жировую ткань с помощью электрокоагуляции (рисунок 5A-H). Расширяйте ткань с помощью ретрактора.
    2. Вдоль мышцы грацилис и фасции мышечного аддуктора бедра с помощью ножниц для вскрытия, чтобы обнажить бедренную артерию и вену между мышцами. Затем обмотайте сосуды красно-синей резинкой.
    3. Чтобы закрепить канюлю в сосуде, обмотайте её шелковой нить и закрепитежгутом 12.
  5. Положение канюли: Чтобы лучше понять положение внутрисосудистой канюли, разместите венозные и артериальные канюли на исследуемом животном (см. иллюстративную схему, рисунок 6)12.
  6. Венозная канюляция
    1. Используйте канюлю Fr. Seldinger 22 и набор пункций для каннулирования бедренной вены. Набор проколов состоит из проволоки длиной 180 см, канюли для проколов и дилататоров (рисунок 7A).
    2. Схема показана на рисунке 8A–E12. Наложите шов на сумочку с полипропиленом 5.0 RP-2 и проколите вену канюлей с проколом 18 GA.
    3. Введите провод в сосуд (бедренную вену) через канюлю с помощью помощника для установки. Убедитесь, что провод можно свободно толкать туда-сюда.
    4. Продвиньте проволоку в верхнюю полую вену. Это положение можно проверить с помощью пальпации или эхокардиограммы.
    5. Снимите канюлю и слегка ужмите место прокола марлей (чтобы избежать кровопотери). Аккуратно расширяйте место прокола различными дилататорами (начинайте с самого маленького); Провод должен оставаться натянутым постоянно.
    6. Набейте нитку на канюлю и втяните нижнюю, натянутую проволоку в сосуд до уровня предсердий, затем обмотайте шов из табако-пакета. Когда грудная клетка открыта, необходимо проверить положение верхней полой вены. Это необходимо для отвода венозной крови из верхней и нижней полой вены и для адекватного облегчения сердца.
    7. Закрепите канюлю шелком к шву в табачном мешочке. Аккуратно вытащите провод и вход в канюлю, вентилируйте антиградную кровь и зажмите трубочным зажимом. Затем подключите канюлю к разъёму 1/2" и трубке 3x32 1/2" CPB.
  7. Артериальная кануляция
    1. Используйте канюлю отца Селдингера 14-16 и набор проколов для канюляции бедренной артерии. Последний состоит из проволоки длиной 100 см, проколовой канюли и дилататоров (рисунок 7B).
    2. Процедура такая же, как при венознойканнуляции 12. Подготовьте швы для сумочной нити (4-0 полипропилен RB-1) и введите проколовую канюлю.
    3. Вставьте провод поверх канюли и снимите её. Расширите место прокола с помощью отдельных дилататоров (12 Fr. и 14 Fr.) и вставьте артериальную канюлю 16 Fr.
    4. Снимите провод и вход, сдуйте обратно и зажайте зажим. Затем подключите канюлю к разъёму 3/8" и трубке 3/8" 3x32 аппарата сердца и лёгких, закрепляя её к ткани.
  8. Связь с кардиопульмональным шунтированием
    1. После подключения сердечно-легочного шунтирования к паховым сосудам запускайте экстракорпоральный контур (рисунок 9A и видео 1). Из-за небольшой разницы в высоте между венозной канюлей и резервуаром венозный дренаж часто требует активного всасывания. Это всасывание составляет примерно -60–-80 мм рт.ст. и генерируется роликовым насосом. Визуализируйте всасывание, измеряя давление на венозной трубке с помощью датчикадавления 13,14,15.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Изменение типа канюляции для установления экстракорпорального кровообращения — от центрального канюляции грудной клетки к паховой канюляции — не привело к ятрогенному разрыву аорты в экспериментах на животных (Таблица 1). Фоном для этого служит исследование на животных, в котором оперировали по 18 свиней в каждой группе. В первых 15 процедурах шесть свиней получили ятрогенный разрыв аорты после центральной канюляции, поэтому эксперимент был прекращён. Уровень смертности ...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Экспериментальная кардиохирургия сегодня незаменима. Возможные цели включают оценку функции помпы левого желудочка при введении различных лекарств и их фармакокинетических свойств, оптимизацию хирургических процедур и оптимизацию перфузии в экстракорпоральном кровообращении. Взрослые модели свиней очень хорошо подходят для этой цели благодаря своим сердечно-сосудистым и физиологическим характеристикам.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Автор(ы) не заявили о возможных конфликтах интересов в отношении исследования, авторства и/или публикации этой статьи.

Благодарности

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Эта работа была поддержана исследовательской группой Андреаса Мёбиуса «Влияние севофлурана bs». Пропофол в кардиопульмональном шунтировании на микроциркуляцию концевых органов и функции сердечно-легочных в экспериментах на свинах (35-9185.81/G-96/22).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Декспантинол 5%БайерPZN AT-2424276Анестезия
HLM Set Trilly AF KinderЕвросетыAG71155Одноразовый комплект аппаратов сердечно-лёгких
Кетамин 5 мг/млPfizerPZN 01395650Анестезия
Мерсилен 0EthiconR844Перикардиальные швы
Мидазолам 5 мг/5 млХамельнPZN 05918501Анестезия
Perkutanes Einfü HRKIT 100 смМакеPIK 100Набор артериальных проколов
Пиритрамид 15 мг/млПирамалPZN 01312724Анестезия
Полипропилен 4,0 RB-1 (Пролен)ETHICON8710HШов табачного мешка на сосуде
Канюля артериальной перфузии PotiSite 16 Fr.ЭдвардсFLK0012Артериальная паховая канюля
Пропофол 1% 200 мг/20 млФрезениус КАБИPZN 18116200Анестезия
RAP Бедренно-венозная канюля 22 Fr. LivaNova200-100Венозная паховая канюля
Revas Access Kit Dual Lumen 180 смFreelifeFLK0012Множество венозных пункций
Зайде 75 смResorbaG850NЧтобы закрепить канюлю вокруг сосуда
Севофлуран 100% /В/В) 250 млSEVOranePZN 03796821Анестезия
Silikon-Loops 2,5 мм синийСЕРАГ ВисснерSL27для подготовки вены
Silikon-Loops 2,5 мм красныйСЕРАГ ВисснерSL26для подготовки артерии
Стерофундин ISO 1/1 E ISOB/BRAUNPZN 01078955Объём
Комплект жгута 7 Fr. Medtronic79005Для крепления канюль к сосуду

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Hubert, M. B., Salazkin, I., Desjardins, J., Blaise, G. Cardiopulmonary bypass surgery in swine: a research model. J Exp Anim Sci. 42 (3), 135-149 (2003).
  2. Mickelson, H. E., et al. Swine as a Model for Cardiovascular Research: Improved Cardiopulmonary Bypass Techniques. J Invest Surg. 3 (3), 253-260 (1990).
  3. Glower, D. D., et al. Comparison of direct aortic and femoral cannulation for port-access cardiac operations. Ann Thorac Surg. 68, (1999).
  4. Bastopcu, M., Senay, S., Güllü, A., Kocyigit, M., Alhan, C. Percutaneous cannulation for cardiopulmonary bypass in robotic mitral valve surgery with zero groin complications. J Card Surg. 37 (2), (2022).
  5. Neuzil, P., et al. Direct comparison of percutaneous circulatory support systems during specific haemodynamic conditions. Eur Heart J Suppl. 5 (6), 1202-1206 (2010).
  6. Larsen, R. Anesthesia during operations using a heart-lung machine. Anesthesia Intens Care Med Cardiac Thorac Vasc Surg. , (2017).
  7. Regulation on the protection of animals used for experimental or other scientific purposes (Animal Welfare Experimental Animals Regulation - TierSchVersV). , https://www.gesetze-im-internet.de/tierschversv/BJNR312600013.html (2025).
  8. Hubrecht, R. Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. , Eighth Edition 2011, National Research Council of the National Academies. Washington DC, USA. (2011).
  9. du Sert, N. P., et al. Reporting animal research: Explanation and elaboration for the arrive guidelines 2.0. PLoS Biol. 18 (7), 3000411(2020).
  10. Kardioanästhesie, DGAI. , https://www.dgai.de/aktuelles-2/342-ai-02-2016-verbaende-empfehlungen-kardioanaesthesie/file.html (2019).
  11. Ferguson, M. K. Chapter 1 Incisions. Thorac Surg Atlas. , (2024).
  12. Sicim, H., Çaynak, B., Sicim, H., Çaynak, B. Open Seldinger Technique in Peripheral Cannulation Strategy for Minimally Invasive Cardiac Surgery. J Updates Cardiovasc Med. 12 (4), 133-141 (2024).
  13. Sreshta, E. G., Miller, T. M., McQuitty, A. L. Cardiopulmonary Bypass. Critical Care Obstetrics. , Seventh Edition, (2024).
  14. Colangelo, N., et al. Vacuum-assisted venous drainage in extrathoracic cardiopulmonary bypass management during minimally invasive cardiac surgery. Perfusion. 21 (6), 361-365 (2006).
  15. Ulrich, C., et al. Optimizing the venous drainage in minimized extracorporeal circulation system (MECC) at the Coswig Heart Center. Kardiotechnik. 19 (4), 94-97 (2010).
  16. Chapler, C. K., Cain, S. M. The physiologic reserve in oxygen carrying capacity: Studies in experimental hemodilution. Can J Physiol Pharmacol. 64 (1), 7-12 (1986).
  17. Dabadie, P., Erny, P., Destribats, B. Hemodilution and tissue oxygenation. Ann Fr Anesth Reanim. 5 (3), 204-210 (1986).
  18. Tiedge, S. Pediatric perfusion in Germany 4.0 “Hardware. Deutsche Gesell Perfusiol Tech Med. 30 (1), 008-025 (2021).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Похожие статьи