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Medicine

Tecniche chirurgiche di base Nella cavia Gottinga: intubazione, cateterismo vescicale, cateterizzazione nave femorale, e Perfusione Transcardial

doi: 10.3791/2652 Published: June 26, 2011

Summary

L'uso di suini domestici e in miniatura nella scienza è aumentata significativamente negli ultimi anni. Dimostrando come eseguire l'intubazione, cateterismo vescicale transuretrale, l'arteria femorale e cateterismo venoso, così come perfusione transcardial, puntiamo a incrementare ulteriormente il valore di maialino Göttingen nella ricerca biomedica.

Abstract

L'emergere di cavia Göttingen nella ricerca di argomenti come le neuroscienze, tossicologia, il diabete, l'obesità e chirurgia sperimentale riflette la stretta somiglianza di questi animali di anatomia e fisiologia umana 1-6. La dimensione della cavia Göttingen consente l'utilizzo di chirurgia modalità di imaging avanzate attrezzature e simili a quelle usate nell'uomo 6-8. Lo scopo di questo video didattico è quello di aumentare la consapevolezza sul valore del maialino nella ricerca biomedica, dimostrando come eseguire l'intubazione tracheale, cateterismo vescicale transuretrale, l'arteria femorale e cateterismo venoso, così come perfusione transcardial.

Intubazione endotracheale deve essere eseguito ogni volta che una cavia subisce anestesia generale, perché mantiene pervietà delle vie aeree, permette di ventilazione assistita e protegge le vie aeree da aspirati. Cateterismo vescicale transuretrale in grado di fornire utili informazioni sullo stato di idratazione e la funzione renale e cardiovascolare durante le lunghe procedure chirurgiche. Inoltre, il cateterismo urinario può prevenire la contaminazione delle delicate attrezzature medico-tecniche e l'estensione della vescica dolorosa che può danneggiare inutilmente l'animale e influenza l'esperimento a causa di aumento del tono vagale e parametri fisiologici alterati. Cateterismo arterioso e venoso è utile per ottenere i campioni di sangue ripetute e monitoraggio vari parametri fisiologici. Cateterizzazione di vasi femorali è preferibile cateterizzazione dei vasi del collo per facilità di accesso, quando si eseguono esperimenti frame-based neurochirurgia stereotassica e di imaging cerebrale. Quando si esegue il cateterismo nave negli studi di sopravvivenza, rigorosa tecnica asettica deve essere impiegato per evitare infezioni 6. Perfusione Transcardial è il metodo di fissazione più efficace, e produce risultati preminente nella preparazione organi cavia per istologia e istochimica 2,9. Per ulteriori informazioni su anestesia, la chirurgia e le tecniche sperimentali nei suini, in generale, ci riferiamo a Swindle 2007. Informazioni supplementari sulla premedicazione e induzione di anestesia, la ventilazione assistita, analgesia, cure pre e post-operatorio di maialino Gottinga sono disponibili via internet all'indirizzo http://www.minipigs.com 10. Per informazioni dettagliate sulla anatomia suina ci riferiamo al Nickel et al. Vol. 01-05 novembre.

Protocol

1. Intubazione

  1. Attrezzatura necessaria per l'intubazione endotracheale: mezzi di ventilazione assistita, brache per l'apertura della bocca, di aspirazione a bassa pressione con la punta smussata, laringoscopio veterinario con lama dritta tra i 17 ei 25 cm di lunghezza, stiletto, siringa con l'aria, stetoscopio e nastro adesivo. Per adulti Göttingen maialino una dimensione del tubo endotracheale 5 a 7 mm è opportuno 10. In questo video un tubo di 5,5 mm è stato utilizzato 10.
  2. La cavia è posto sulla sua schiena e adeguatamente supportato al fine di garantire che il passaggio della laringe viene tenuto diritto.
  3. La lingua è un po 'tirato fuori e la mascella tenuta aperta da un assistente, senza overextending la testa. Rotazione delle vie aeree o estensione eccessiva della testa può occludere vie aeree, rendendo l'apertura della laringe più difficili da identificare e complicare il posizionamento del tubo tracheale.
  4. Il laringoscopio viene passato nella cavità faringea e utilizzato per abbassare la lingua, rendendo visibile l'epiglottide. La punta di aspirazione viene utilizzato per spostare l'epiglottide dal palato molle. La punta del laringoscopio viene poi utilizzato per premere il epiglottide verso l'alto verso la base della lingua, rivelando l'apertura della laringe.
  5. Le cartilagini aritenoidi e delle corde vocali entrano in vista e il tubo endotracheale è avanzato delicatamente con una leggera rotazione, nella trachea durante l'espirazione.
  6. Il bracciale tubo è gonfiato in base alle specifiche del manufatto avendo cura di evitare l'inflazione in eccesso, che può causare gonfiore ed edema delle vie aeree. I maiali hanno un bronco di ventilare il lobo destro del cranio polmonari. E 'quindi importante mettere il tubo al di sopra della biforcazione tracheale. Ciò è facilitato utilizzando il formato corretto tubo e soprattutto serrando le estremità prossimale del tubo, a livello del muso con del nastro adesivo.
  7. Quando la cavia è correttamente intubato, un libero passaggio di aria deve essere sentito attraverso il tubo, e l'auscultazione del torace dovrebbe rivelare suoni respirazione sia nel lato destro e sinistro del torace.
  8. Al momento di collegare il ventilatore con il sistema di monitoraggio per la cavia, fisiologico espiratorio valori di anidride carbonica devono essere misurabili e la curva di anidride carbonica che segue il modello respirazione deciso dal 6,10 impostazioni del ventilatore può essere osservato.
  9. L'anidride carbonica ei valori ossimetria può inizialmente essere influenzati dalla premedicazione e induzione dell'anestesia. Tuttavia questi valori dovrebbe rapidamente tornare alla normalità con una corretta ventilazione 6,10. Qualsiasi segno di cianosi nonostante la ventilazione artificiale assistita indicano distribuzione impropria del tubo. L'errore più comune è il posizionamento accidentale del tubo nell'esofago.

2. Cateterismo vescicale transuretrale

  1. Questa procedura è solo per i suini di sesso femminile. Per maialino adulto una dimensione di catetere di Foley francese 8 o 10 è appropriato. A causa della curvatura e le dimensioni dell'apertura uretrale esterno, un catetere con mandrino è preferibile. Un speculum nasale può essere utilizzata in maialino piccolo, mentre uno speculum con più lame possono essere utili per gli animali di grandi dimensioni. Attrezzatura necessaria comprende anche forcipe un ottuso-punta, una siringa con soluzione fisiologica, lubrificante e un sacchetto chiuso urine sistema di drenaggio.
  2. Per visualizzare meglio l'orifizio uretrale esterno durante cateterizzazione cavia è posto sulla sua schiena con un sostegno sotto la regione lombare, mentre un assistente tira le zampe posteriori cranialmente.
  3. Lo speculum lubrificato viene inserito e aperto per visualizzare la parete vaginale. La femmina di apertura uretrale esterno si trova nel pavimento della vagina a circa un terzo alla metà della distanza alla cervice (Fig. 1A). Tuttavia, poiché l'animale è posto sulla parte posteriore, la posizione di apertura uretrale apparirà invertita.
  4. Il catetere è controllato con la punta smussata pinza, quindi la punta del catetere è in continuità con le pinze. Inserire con cautela il catetere in apertura uretrale (Fig. 1B). L'uretra è facilmente traumatizzato una forza eccessiva, viene utilizzato durante la cateterizzazione. Tuttavia, la resistenza leggera può inizialmente essere sentito fino a quando il catetere ha superato lo sfintere urinario esterno. Se il problema persiste, ciò può indicare che l'animale non è abbastanza profondamente sedato. La soluzione è quella di aspettare un po 'e lasciare che l'anestesia faccia il suo effetto.
  5. Come il catetere raggiunge la vescica, rimuovere il mandrino, e nelle urine si vedrà fluire.
  6. Gonfiare il palloncino con soluzione salina secondo le specifiche di fabbricazione e tirare delicatamente il catetere fino a che la cattura palloncino sul collo della vescica.
  7. Collegare il sistema chiuso sacca di drenaggio delle urine.
  8. Nastro il catetere per la coda per evitare lo spostamento accidentale del catetere durante la manipolazione degli animali.

3. Arteria femorale e vena catheterization

  1. Attrezzatura necessaria comprende: bisturi, forbici a punta smussata chirurgica, pinze dei tessuti, piccole smussato punta pinze chirurgiche, piccolo autoritenuta retrattore tessuto, porta aghi, swap chirurgico, sutura con ago, soluzione salina eparinata come un filo liquido per mantenere la pervietà del catetere , due 18-gauge IV cannula, due 4-francese guaine punta brite con introduttore e filo guida Seldinger.
  2. La profondità dell'anestesia devono essere valutati dal test del riflesso interdigitali dolore prima di avviare il procedimento.
  3. L'arteria femorale e la vena si avvicinano con la cavia posto sulla sua schiena e la gamba posteriore retratto lateralmente. Identificare nella piega cutanea tra il muscolo gracile e sartorio dove la pulsazione della parte superficiale della arteria safena mediale scompare.
  4. Fai una incisione longitudinale superficiale della pelle del cranio a questo punto, evitando così inavvertitamente danneggiare i vasi safena mediale.
  5. Utilizzare una punta smussata forbici per sezionare il tessuto sottocutaneo sottostante.
  6. La divisione fascia del muscolo sartorio e gracile è diviso cranica al sito penetrazione dei vasi mediale safena, prima con una piccola punta smussata pinza chirurgica e poi digitalmente.
  7. I due gruppi muscolari sono separate da un piccolo autoritenuta divaricatore tessuto facendo attenzione a non danneggiare il nervo femorale e vasi.
  8. L'arteria è isolato per una lunghezza di circa 1 a 2 cm con una dissezione smussa.
  9. Ruotare l'ago smussato venflon in modo che il lume è rivolto verso l'alto. Piegare l'ago un po 'in modo che seguirà la curvatura nave più facilmente. Ricordati di assicurare l'ago ancora possibile muoversi avanti e indietro con poco sforzo.
  10. L'arteria viene forato, l'ago retratto e il filo guida Seldinger viene inserito attraverso il tubo venflon.
  11. Rimuovere il tubo venflon mentre dolcemente pressione sulla arteria per garantire la fissazione del filo guida.
  12. La guaina con introduttore viene inserita sopra il filo di Seldinger e avanzato nella posizione desiderata, dopo di che l'introduttore e il filo di Seldinger è stato rimosso.
  13. La vena femorale si trova proprio sotto e medialmente all'arteria. Dopo aver staccato la vena con dissezione smussa, la vena è cannulata come descritto in precedenza per l'arteria.
  14. Per verificare che sia l'arteria e la vena correttamente cateterizzati, prelievo di sangue da entrambe le guaine e confrontare il colore dei campioni. Ogni volta che disegno un campione di sangue, ricordarsi di lavare successivamente il catetere con soluzione fisiologica eparinata al fine di mantenere la pervietà del catetere.
  15. I cateteri sono garantiti e la pelle è chiuso con un paio di punti di sutura.
  16. Un ciclo vaso può essere collocato intorno l'arteria e la vena al fine di fissare i vasi prima di forare. Nonostante i suoi vantaggi, in genere evitare questo ulteriore passo, perché richiede la dissezione dei vasi in eccesso e può aumentare il rischio di danneggiare i rami laterali e profondo.

4. Perfusione Transcardial

  1. Le seguenti apparecchiature sono necessarie per la procedura: sistema di perfusione (Fig. 2), fluidi perfusione rilevanti, bisturi, forbici a punta smussata chirurgici, forbici osso, e due grandi auto-holding pinze di cui almeno uno ha una punta ricurva. Un auto mantenendo divaricatore sternale non è assolutamente necessaria, ma semplifica notevolmente la procedura.
  2. Perfusione Transcardial deve essere eseguita in un ambiente ben ventilato con un alto sistema di aspirazione dei fumi di potenza ed impianti che consentano la raccolta dei liquidi perfusato e sangue per il successivo smaltimento.
  3. Dopo l'iniezione per via endovenosa una dose letale di pentobarbital, prova il riflesso interdigitali dolore prima di continuare.
  4. Il miglior accesso al cuore e aorta viene fornita tramite una sternotomia mediana. Fare una profonda incisione cutanea longitudinale, che si estende dal manubrio al processo xifoideo dello sterno. Ottenere l'accesso alla cavità toracica facendo una piccola incisione nel diaframma appena sotto il processo xifoideo.
  5. Inserire le forbici osso nella cavità toracica e lo sterno bisecare. Bisogna fare attenzione quando si esegue questa procedura, perché il cuore può essere aderente a qualche luogo all'interno dello sterno. Quindi, accertarsi che la lama della cesoia osso riposa in ogni momento all'interno della cavità toracica contro l'interno dello sterno.
  6. Dopo lo sterno è stato diviso, messo in autoritenuta divaricatore sternale e aprire la cavità toracica.
  7. Se ancora intatto, fare una piccola incisione nel pericardio all'apice del cuore e poi digitalmente aprire il pericardio.
  8. Identificare il ventricolo sinistro, l'atrio destro e l'aorta con la vena cava superiore (Fig. 1C)
  9. Fai un piccolo taglio superficiale vicino all'apice del cuore e accedere al ventricolo sinistro tramite perforazione del miocardio con una punta smussata strumento.
  10. Inserire il perfusione cannula all'interno del ventricolo sinistro e spostare la punta della cannula cranialmente nell'aorta.
  11. Quando la cannula si sente tra le dita nell'aorta, fissare la cannula in posizione con le pinzette ricurve auto-azienda.
  12. Fare un'incisione nel padiglione auricolare destro e iniziare a iniettare il fissativo attraverso la cannula di perfusione. Il flusso di perfusato nell'aorta può essere sentito, e il sangue si riverserà attraverso il padiglione auricolare destro incise come il flusso perfusato nei vasi cavia continua. Notate come la perfusione sistemica con paraformaldeide induce iperestensione degli arti e spasmi della muscolatura superficiale a causa di aldeide reticolazione di nervi e muscoli. Quando si utilizza un sistema di perfusione alimentato ad aria compressa al posto di gravità, assicurarsi di rimuovere la cannula, o bloccare il tubo trasparente di silicone, prima che la bombola è vuota, per evitare ingresso di aria nel sistema vascolare.

Figura 1
Figura 1. R: La femmina Göttingen cavia apertura uretrale esterno. B: L'apertura uretrale dopo l'inserimento del catetere C:. Vista ventrale del cuore cavia dopo sternotomia mediana.

Figura 2
Figura 2. R: Il sistema di perfusione costituito da tubi di aspirazione con valvola di pressione regolabile e una leva usata per controllare di ingresso di aria compressa nel recipiente contenente il perfusato. Tubi in silicone trasparente collega il contenitore di un ottuso-cannula costituito da un tubo di 4 millimetri in acciaio B e C:. Comprimendo la leva di ingresso, la pressione sale nel contenitore e la perfusato è azionato attraverso la cannula. D: Quando il chiaro tubo in silicone e cannula sono pieni di perfusato, il flusso è fermato con un morsetto e il sistema è pronto all'uso.

Discussion

Questa presentazione fornisce istruzioni passo-passo le istruzioni visive su come eseguire quattro procedure di uso frequente nella ricerca cavia 12,13. Le tecniche descritte può essere usato con poco o nessun adattamento nei suini Landrace e altri animali di ricerca di grandi dimensioni come i cani e le pecore 14. Tecnica asettica deve essere impiegato per evitare infezioni, quando si eseguono le procedure descritte negli studi di sopravvivenza.

Induzione dell'anestesia è importante per il benessere degli animali e motivi scientifici, e dovrebbe fornire assenza di riflessi corneale e buon rilassamento muscolare, prima di intubazione endotracheale è tentato. Tuttavia, poiché gli anestetici utilizzati per l'induzione non sono date in dosi fisse, ma somministrato l'effetto desiderato si osserva, è importante monitorare da vicino l'animale a causa del rischio di apnea, specialmente se si usa propofol 6,10. Per l'intubazione tracheale, l'uso di spray o xylocaina miorilassante può facilitare l'introduzione del tubo, ma l'uso di bloccanti neuromuscolari deve essere fatto solo da personale ben addestrato in tali procedure in modo da conformarsi ai requisiti etici. Si deve prestare attenzione a non traumatizzare il passaggio della laringe durante l'intubazione, per evitare il gonfiore e l'edema tracheale. Edema delle vie aeree possono essere trattati con FANS o simili farmaci anti-infiammatori 10. I maiali possono essere intubati da varie posizioni, ma avendo l'animale sulla schiena tende ad essere più facile per coloro che esercitano regolarmente la intubazione umano, in quanto presenta delle vie aeree in modo simile 6. L'errore più comune durante l'intubazione è involontario il posizionamento del tubo nell'esofago, che è situata proprio sotto il passaggio della laringe quando l'animale viene posto sulla sua schiena. Nota, il tubo non dovrebbe mai essere avanzata senza prima che identifica chiaramente le cartilagini aritenoidi e delle corde vocali.

Cateterizzazione transuretrale della vescica urinaria attraverso l'uretra è fatto facilmente in suini di sesso femminile, mentre questa procedura è estremamente difficile, forse impossibile, nei maschi 6. Va notato che da quando l'orifizio uretrale femminile è anteriore alla vagina, la maggiore apertura vaginale può essere erroneamente cateterizzati. L'utilizzo di lubrificante sterile e disinfettante è consigliabile per gli studi di sopravvivenza. Inoltre, lubrificante con effetto anestetico locale potrebbe facilitare la procedura di cateterizzazione.

Quando si esegue cateterismo dell'arteria femorale e vena, la scelta dei cateteri nave e come sono protetti differiscono tra non-sopravvivenza e studi di sopravvivenza, soprattutto quando i cateteri vengono impiantati per un lungo periodo di tempo 6. Per esempio cateteri per l'impianto cronica dovrebbe essere altamente biocompatibile, sono perle di ritenzione o polsini per il fissaggio e non traumatizzare la parete del vaso nel tempo, inducendo così trombosi o erosione 6.

Nel video presente, si usa un sistema chiuso alimentato da aria compressa per perfusione transcardial. Un'altra opzione è quella di utilizzare un sistema guidato dalla forza di gravità. Il vantaggio di sistemi di gravità rispetto ai sistemi che utilizzano l'aria compressa è che sono semplici, efficienti, e non presentino rischi di aria pressurizzata che entra nel sistema vascolare. Tuttavia, la pressione idrostatica esercitata dai sistemi di gravità cambia continuamente durante la perfusione, e questo può influire sui risultati istologici 15. A seconda del tipo di studi istopatologici si vuole eseguire, può essere vantaggioso per l'animale perfusione con soluzione salina eparinata per primo. Questo è importantance particolare durante l'esecuzione di colorazione di immunofluorescenza al fine di evitare i problemi causati da autofluorescenza eritrociti. Inoltre, se l'organo di interesse è il cervello, l'aorta discendente potrebbe essere bloccato per salvare fissativo. Tuttavia, nei suini, questo passaggio comporta ulteriori dissezione e prolungare la procedura.

Disclosures

Tutte le procedure sono state approvate dalla Animal Ispettorato danese Sperimentale, Ministero della Giustizia danese e sono state condotte secondo i "Principi di cura degli animali da laboratorio" (NIH pubblicazione n ° 86-23, riveduta 1985).

Acknowledgments

Lo studio è stato sostenuto finanziariamente dalla Fondazione Lundbeck, La Karen Elise Jensen Fondazione, il Fondo Ricerca Sanitaria della Regione Centrale Danimarca e l'Istituto di Clinica Medica di Aarhus University Hospital. Noi riconosciamo con gratitudine l'aiuto sapiente di Donald F. Smith, Anders Steen Soerensen, Henrik Sorensen, Asbjoern Ettrup-Christensen, e il personale a Paaskehoejgaard.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Intubation
Respirator GE Healthcare 1009-9002-000
Suction with blunt tip Unomedical 34091181
Laryngoscope Miller 85-0045 (Laryngoscope set)
Endotracheal tube 5.5 mm ID Smiths Medical 100/199/055
Stylet Hudson RCI 5-151001
Syringe 5ml
Stethoscope Martin 17-262-00
Bladder catherization
AquaFlate glycerine silicone Foley catheter 8-French with stylet Rüsch 178003
Speculum nasal Martin 36-859-50
Speculum rectal Martin 30-613-15
Blunt-tip forceps Martin 13-374-16
Catheter lubricant gel
Cathejell Lidocain Montavit CJL08501
Instillagel Comb. Falcon BD 08-40-200
A4 Urine drainage bag Unomedical 38 155 1S
Adhesive tape
Femoral artery and vein catherization
Scalpel Martin 10-295-11
Blunt-tip surgical scissors Martin 11-881-18
Tissue forceps Martin 12-100-14
Small blunt-tip surgical forceps Martin 13-375-13
Small self-retaining Tissue retractor Martin 15-753-13
Needleholder Martin 20-634-14
Surgical swaps
Suture with needle
Saline
Heparine Leo Laboratories 585679
18-gauge venflon BD Biosciences 393206
4-French brite tip sheaths with introducer and Seldinger guide wire Cordis 154-2629-1/0017
Transcardial perfusion
Pressurized perfusion system Home made
Fume extraction system Gram A/S 01750000 and 0303700
Perfusant 5L
Blunt-tip surgical scissors Martin 11-881-18
Bone shears F.S.T. 16150-24
Large curved tip self-holding forceps Martin 13-421-18
Self retaining sternal retractor Rudolf Medical 7520-10
Pentobarbital The Royal Veterinary and Agricultural University (KVL) 200 mg/ml
22-gauge venflon BD Biosciences 393202

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References

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Ettrup, K. S., Glud, A. N., Orlowski, D., Fitting, L. M., Meier, K., Soerensen, J. C., Bjarkam, C. R., Alstrup, A. K. O. Basic Surgical Techniques in the Göttingen Minipig: Intubation, Bladder Catheterization, Femoral Vessel Catheterization, and Transcardial Perfusion. J. Vis. Exp. (52), e2652, doi:10.3791/2652 (2011).More

Ettrup, K. S., Glud, A. N., Orlowski, D., Fitting, L. M., Meier, K., Soerensen, J. C., Bjarkam, C. R., Alstrup, A. K. O. Basic Surgical Techniques in the Göttingen Minipig: Intubation, Bladder Catheterization, Femoral Vessel Catheterization, and Transcardial Perfusion. J. Vis. Exp. (52), e2652, doi:10.3791/2652 (2011).

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