Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Grundläggande kirurgiska tekniker i Göttingen minigris: Intubation, urinblåsan Kateterisering, Femoral fartyg Kateterisering och Transcardial perfusion

doi: 10.3791/2652 Published: June 26, 2011

Summary

Användningen av inhemska och minigrisar i naturvetenskap har ökat markant under senare år. Genom att visa hur man utför intubation transuretral urinblåsan kateterisering, femoral artär och ven kateterisering, samt transcardial perfusion strävar vi efter att ytterligare öka värdet av Göttingen minigrisar i biomedicinsk forskning.

Abstract

Framväxten av Göttingen minigris i forskning om ämnen som neurovetenskap, toxikologi, diabetes, fetma och experimentell kirurgi speglar den nära likheten av dessa djur till människans anatomi och fysiologi 1-6. Storleken på Göttingen minigris tillåter användning av kirurgisk utrustning och avancerade avbildningsmetoder liknande dem som används i människa 6-8. Syftet med denna instruktionsvideo är att öka medvetenheten om värdet av minigrisar inom biomedicinsk forskning, genom att visa hur man utför intubation, transuretral urinblåsan kateterisering, femoral artär och ven kateterisering, samt transcardial perfusion.

Endotrakeal intubering ska utföras när en minigris genomgår narkos, eftersom det upprätthåller en fri luftväg, tillstånd assisterad ventilation och skyddar luftvägarna från aspirat. Transuretral urinblåsan kateterisering kan ge värdefull information om om vätskebalans staten samt njur-och kardiovaskulär funktion under långa kirurgiska ingrepp. Dessutom kan urin kateterisering förhindra kontamination av känsliga medicinsk-teknisk utrustning och smärtsam blåsa förlängning som kan skada djuret och onödigt påverka experimentet på grund av ökad vagala ton och förändrade fysiologiska parametrar. Arteriell och venös kateterisering är användbart för att få upprepade blodprover och övervaka olika fysiologiska parametrar. Kateterisering av femorala fartyg är att föredra framför kateterisering av halsen fartyg för lättillgänglighet, när de utför experiment med frame-baserade stereotaxic neurokirurgi och hjärnröntgen. När du utför fartyget kateterisering i överlevnad studier måste strikta aseptisk teknik användas för att undvika infektioner 6. Transcardial perfusionen är den mest effektiva fixering metoden, och ger framstående resultat vid beredning minigris organ för histologi och histokemi 2,9. För mer information om anestesi, kirurgi och experimentella tekniker i svin i allmänhet hänvisar vi till Swindle 2007. Kompletterande information om Premedicinering och induktion av anestesi, assisterad ventilation, smärtlindring, pre-och postoperativ vård i Göttingen minigrisar är tillgängliga via Internet på http://www.minipigs.com 10. För omfattande information om svin anatomi hänvisar vi till Nickel et al. Vol. 1-5 november.

Protocol

1. Intubation

  1. Utrustning som behövs för endotrakeal intubering: hjälp av assisterad ventilation, selar för att öppna munnen, lågtryck sug med trubbig spets, veterinär laryngoskopet med raka blad mellan 17 och 25 cm lång, stylet, spruta med luft, stetoskop och tejp. För vuxna Göttingen minigrisar en endotrakealtub storlek 5 till 7 mm är lämpligt 10. I den här filmen en 5,5 mm rör användes 10.
  2. Minigris är placerad på rygg och korrekt stöd för att säkerställa att larynx passagen hålls rak.
  3. Tungan dras ut något och käken hålls öppet av en assistent utan overextending huvudet. Rotation i luftvägarna eller överdriven utvidgning av huvudet kan täppa luftvägarna, vilket gör larynx öppning svårare att identifiera och komplicerande luftstrupen placering av röret.
  4. Den laryngoskopet passerar in i farynx hålrum och används för att pressa tungan, vilket gör att struplocket synlig. Spetsen på sug används för att förskjuta struplocket från mjuka gommen. Spetsen på laryngoskopet används sedan för att trycka på struplocket uppåt mot basen av tungan, avslöjar larynx öppning.
  5. Den arytenoids brosk och stämband komma i sikte och endotrakealtub är avancerad försiktigt med en lätt vridning, in i luftstrupen under utandning.
  6. Röret manschetten är uppblåst enligt specifikationerna av tillverkningen samtidigt se till att undvika över inflationen, som kan orsaka svullnad och ödem i luftvägarna. Grisar har ett luftrör för att ventilera rätt kraniella pulmonal lob. Det är därför viktigt att placera röret ovanför trakeal bifurkation. Detta underlättas genom att använda rätt rördimension och allt genom att fästa den proximala änden av röret i nivå med nosen med tejp.
  7. När minigris är korrekt intuberade, får en fri passage av luft kännas genom röret, och bröst auskultation bör avslöja andning ljud i både vänster och höger sida av bröstkorgen.
  8. Vid anslutning av fläkten med övervakningssystem till minigris bör fysiologiska expiratorisk koldioxid värden vara mätbara och den koldioxid kurvan som följer andning mönster som beslutas av respiratorn inställningarna 6,10 kan observeras.
  9. Den koldioxid och värderingar oximetri kan initialt påverkas av premedicinering och anestesi induktion. Men dessa värden bör snabbt återgå till det normala med ordentlig ventilation 6,10. Varje tecken på cyanos trots artificiell assisterad ventilation är oskäligt placering av röret. Det vanligaste felet är oavsiktligt placering av röret i matstrupen.

2. Transuretral urinblåsan kateterisering

  1. Detta förfarande är endast för kvinnliga grisar. För vuxna minigrisar en Foley kateter fransk storlek 8 eller 10 är lämplig. På grund av den krökning och storleken på den externa urinrörets mynning, är en kateter med stylet föredra. En nasal spekulum kan användas i små minigrisar medan ett spekulum med längre blad kan vara användbart för stora djur. Nödvändig utrustning finns också en trubbig spets pincett, en spruta med koksaltlösning, smörjmedel och ett slutet system urin uppsamlingspåse.
  2. För bästa för att visualisera den externa urinrörets öppning under kateterisering minigris placeras på rygg med ett stöd under ländryggen, medan en assistent drar bakbenen cranially.
  3. Den smörjs spekulum är isatt och öppnas för att visualisera vaginal väggen. Den kvinnliga yttre urinrörets mynning ligger i golvet i slidan ungefär en tredjedel till hälften av avståndet till livmoderhalsen (Fig. 1A). Men eftersom djuret är placerad på baksidan, kommer placeringen av urinrörets mynning verkar vara inverterad.
  4. Katetern styrs med trubbig spets pincett, så spetsen av katetern är i fortsättningen av peang. Försiktigt in katetern i urinrörets mynning (Fig. 1B). Urinröret är lätt traumatiserad om för mycket kraft används vid kateterisering. Kan dock svagt motstånd inledningsvis kände tills katetern har passerat den yttre urin sphincter. Om problemet kvarstår kan det tyda på att djuret inte är lugnande preparat djupt nog. Lösningen är att vänta en stund och låta bedövningen ta sin verkan.
  5. Eftersom katetern når blåsan, ta bort stylet, och urin kommer att synas flödar.
  6. Fyll ballongen med koksaltlösning enligt specifikationerna för tillverkning och dra försiktigt ut katetern tills ballongen spärrarna på blåshalsen.
  7. Fäst det slutna systemet påse urin dränering.
  8. Tejpa katetern till svansen för att undvika oavsiktlig förskjutning av katetern vid hantering av djuret.

3. Femoral artär och ven catheterization

  1. Nödvändig utrustning ingår: skalpell, trubbig spets kirurgisk sax, pincett vävnad, liten trubbig spets kirurgisk pincett, små själv behålla vävnad upprullningsdon, nål, kirurgiska swappar, suturer med nål, hepariniserat saltlösning som en infälld vätska för att upprätthålla kateter patency , två 18-gauge IV kanyl, två 4-franska brite spets slidor med introduktör och Seldinger guidekabel.
  2. Djupet av anestesi bör bedömas genom att testa det interdigitala smärtan reflexen innan förfarandet inleddes.
  3. Den femoral artär och ven kontaktas med minigris placeras på rygg och bakre benet tillbaka i sidled. Identifiera i hudveck mellan gracilis och Sartorius muskler där pulsering av ytliga delen av mediala ytlig artär försvinner.
  4. Gör en längsgående ytliga snitt kraniella till denna punkt, och därmed undvika oavsiktligt skada mediala ytlig fartyg.
  5. Använd en trubbig spets sax för att dissekera den underliggande subkutana vävnaden.
  6. Fascian uppdelningen av Sartorius och gracilis muskel är uppdelad kraniell att penetrationen platsen för den mediala ytlig fartyg, först med en liten trubbig spets kirurgisk tång och sedan digitalt.
  7. De två muskelgrupper avskiljs med en liten själv behålla vävnaden upprullningsdon samtidigt som man inte skada femoralisblockad och fartyg.
  8. Artären är isolerad på en sträcka av cirka 1 till 2 cm med hjälp av dissektion.
  9. Rotera avfasade venflon nålen så lumen är vänd uppåt. Böj nålen lite så kommer det att följa fartyget krökning lättare. Kom ihåg att kontrollera att nålen fortfarande kan flytta fram och tillbaka med liten ansträngning.
  10. Artären punkteras, tillbaka nålen och Seldinger guidekabel förs in genom venflon röret.
  11. Ta bort venflon röret under lätt att sätta press på artären för att säkerställa fixering av ledaren.
  12. Manteln med introducer sätts över Seldinger tråd och avancerade till önskad position, varefter introduktör och Seldinger tråd tas bort.
  13. Den femoral ven ligger strax nedanför och medialt till artären. Efter att isolera venen med dissektion är venen kanylerade som tidigare beskrivits för artären.
  14. För att kontrollera att både artär och ven korrekt kateter, dra blod från både hylsor och jämföra färgen på prov. När rita ett blodprov, kom ihåg att sedan spola katetrar med hepariniserat koksaltlösning för att upprätthålla kateter patency.
  15. Den katetrar är säkrade och huden är stängd med ett par stygn.
  16. Ett fartyg slinga kan placeras runt artär och ven, för att fixera fartygen före punktering. Trots dess fördelar, undviker vi i allmänhet detta extra steg, eftersom det kräver mer än dissektion av fartyg och kan öka risken för skador på laterala och djupa grenar.

4. Transcardial perfusion

  1. Följande utrustning behövs för förfarandet: perfusion system (Fig. 2), relevanta perfusion vätskor, skalpell, trubbig spets kirurgisk sax, sax ben, och två stora självhållning pincett av vilka minst en har en böjd spets. En själv behålla sternala upprullningsdon är inte absolut nödvändigt, men det underlättar förfarandet avsevärt.
  2. Transcardial perfusion måste utföras i ett väl ventilerat rum med en hög effekt rökutsug system och anläggningar som medger insamling av perfusatet vätskor och blod för säkert omhändertagande.
  3. Efter intravenöst injicera en dödlig dos för pentobarbital, testa interdigitala smärtan reflexen innan du fortsätter.
  4. Det bästa tillgång till hjärtat och stora kroppspulsådern tillhandahålls via en median sternotomi. Gör ett djupt längsgående hud snitt, som sträcker sig från munröret till xiphoid processen av bröstbenet. Få tillgång till brösthålan genom att göra ett litet snitt i membranet precis nedanför xiphoid processen.
  5. Sätt benet saxen i brösthålan och HALVERA bröstbenet. Man måste vara försiktig när du utför detta förfarande, eftersom hjärtat kan vara anhängare till något ställe på insidan av bröstbenet. Därför, se till att bladet av benet saxen vilar hela tiden inne i brösthålan mot insidan av bröstbenet.
  6. När bröstbenet har delats sätter du i själva behålla sternala upprullningsdon och öppna brösthålan.
  7. Om fortfarande intakt, gör ett litet snitt i hjärtsäcken vid spetsen av hjärtat och sedan digitalt öppna hjärtsäcken.
  8. Identifiera vänster kammare, den högra förmaket och stora kroppspulsådern tillsammans med den överlägsna Caval ven (bild 1C)
  9. Gör en liten ytlig klippa nära toppen av hjärtat och åt vänster kammare genom att perforera hjärtmuskeln med en trubbig spets instrument.
  10. Sätt perfusjon kanyl inne i vänster kammare och flytta kanyl spetsen cranially i aorta.
  11. När kanylen känns mellan fingrarna i aorta, kläm fast kanylen på plats med självhållning böjd pincett.
  12. Gör ett snitt i högra förmaket och börja injicera fixativ genom perfusion kanylen. Flödet av perfusatet i aorta kan kännas, och blod kommer att hälla ut genom anskäras rätt hjärtörat som perfusatet flöde in i minigris fartyg fortsätter. Lägg märke till hur systemisk perfusion med paraformaldehyd inducerar översträckning av extremiteter och ryckningar i ytliga muskulaturen på grund av aldehyd över kopplingen mellan nerver och muskler. När du använder en genomblödning system som drivs med komprimerad luft i stället för vikt, se till att ta bort kanylen, eller klämma den tydliga silikonslang, innan behållaren är tom, för att undvika att luft kommer in i kärlsystemet.

Figur 1
Figur 1. Svar: Den kvinnliga Göttingen minigris externa urinrörsöppningen B:. Urinrörsöppningen efter insättning av kateter C:. Ventralsidan av minigris hjärtat efter median sternotomi.

Figur 2
Figur 2. S: perfusion Systemet består av inloppsslang med justerbart tryck ventil och en spak används för att kontrollera intaget av komprimerad luft i behållaren håller perfusatet. Klart silikonslang förbinder behållare till en trubbig spets kanyl tillverkad av en 4 mm stålrör B och C:. Genom att komprimera inloppet spaken, stiger trycket i behållaren och perfusatet är drivs igenom kanylen D:. När det klara silikon slang och kanyl är fyllda med perfusat är flödet stoppas med en klämma och systemet är redo för användning.

Discussion

Denna presentation ger steg-för-steg visuella instruktioner om hur du utför fyra ofta använda rutiner minigris forskning 12,13. Den beskrivna teknikerna kan användas med liten eller ingen anpassning i lantrasen grisar och andra stora djur forskningen såsom hundar och får 14. Aseptisk teknik måste användas för att undvika infektioner, när de utför de beskrivna förfarandena i överlevnad studier.

Induktion av anestesi är viktigt för djurens välbefinnande och vetenskapliga skäl, och bör ge brist på hornhinnan reflexer och bra muskulär avslappning innan endotrakeal intubation görs. Men eftersom anestetika som används för induktion inte anges i fasta doser, men administreras tills önskad effekt har observerats, är det viktigt att noga övervaka djuret på grund av risken för apné, speciellt om du använder propofol 6,10. För intubation, kan användningen av Xylocain spray eller muskelavslappnande underlätta införandet av röret, men användningen av neuromuskulära blockerare bör endast utföras av personal som är väl utbildade i sådana förfaranden så att de överensstämmer med etiska krav. Försiktighet bör iakttas inte traumatize larynx passagen vid intubation, för att undvika endotrakeal svullnad och ödem. Airway ödem kan behandlas med NSAID eller liknande antiinflammatoriska läkemedel 10. Grisar kan intuberade från olika positioner, men med djuret på rygg tenderar att vara lättare för de som regelbundet utför mänskliga intubation, eftersom det presenterar luftvägarna på ett liknande sätt 6. Det vanligaste felet vid intubation är oavsiktlig placering av röret i matstrupen, som ligger precis nedanför larynx passagen när djuret är placerad på ryggen. Notera bör röret aldrig långt utan att först tydligt identifierar arytenoids brosk och stämband.

Transuretral kateter i urinblåsan genom urinröret är lätt gjort i suggor, medan detta förfarande är mycket svårt, kanske omöjligt, för män 6. Det bör noteras att sedan den kvinnliga urinrörets mynning är anterior till slidan, kan de större slidöppningen felaktigt vara kateter. Användning av sterila och desinficering av smörjmedel är lämpligt för överlevnad studier. Dessutom kan smörjmedel med lokalbedövande effekt underlätta kateter förfarande.

När du utför femoral artär och ven catherization, valet av fartyg katetrar och hur de är säkrade skiljer mellan icke-överlevnad och studier överlevnad, särskilt när katetrar implanteras under en längre tid 6. Till exempel katetrar för kroniska implantation bör vara mycket biokompatibla, har retention pärlor eller manschetter för fixering liksom inte traumatize kärlväggen över tiden, vilket medför en trombos eller erosion 6.

I det aktuella videon, använder vi ett slutet system som drivs med komprimerad luft för transcardial perfusion. Ett annat alternativ är att använda ett system som drivs av gravitation. Fördelen med gravitationen system i jämförelse med system som använder tryckluft är att de är enkla, effektiva, och inte utgör någon risk för tryckluft kommer in i kärlsystemet. Men förändringar det hydrostatiska trycket från gravitationen system kontinuerligt under perfusion, och detta kan påverka den histologiska resultaten 15. Beroende på vilken typ av histopatologiska studier man vill utföra, kan det vara fördelaktigt att BEGJUTA djuret med hepariniserat koksaltlösning först. Detta är särskilt importantance när du utför immunofluorescens färgning för att undvika autofluorescens problem som orsakas av erytrocyter. Dessutom, om orgeln av intresse är hjärnan kunde fallande aorta spännas fast för att spara fixativ. Men i grisar, innebär detta steg ytterligare dela upp och kommer att förlänga förfarandet.

Disclosures

Alla förfaranden godkändes av det danska försöksdjur Inspektionen, danska justitieministeriet och utfördes enligt "Principer för försöksdjur vården" (NIH publikation nr 86-23, reviderad 1985).

Acknowledgments

Studien stöds ekonomiskt av Lundbeck stiftelsen, Karen Elise Jensens Stiftelse, The Health Research Fund i Central Danmark regionen och Institutionen för klinisk medicin Århus Universitetssjukhus. Vi erkänner med tacksamhet skickliga hjälp av Donald F Smith, Anders Steen Sørensen, Henrik Sørensen, Asbjoern Ettrup-Christensen, och personalen på 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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Lind, N. M., Moustgaard, A., Jelsing, J., Vajta, G., Cumming, P., Hansen, A. K. The use of pigs in neuroscience: modeling brain disorders. Neurosci Biobehav Rev. 31, 728-751 (2007).
  2. Ettrup, K. S., Sorensen, J. C., Bjarkam, C. R. The anatomy of the Gottingen minipig hypothalamus. J Chem Neuroanat. 39, 151-165 (2010).
  3. Larsen, M. O., Rolin, B., Sturis, J. Measurements of insulin responses as predictive markers of pancreatic beta-cell mass in normal and beta-cell-reduced lean and obese Gottingen minipigs in vivo. Am J Physiol Endocrinol Metab. 290, 670-677 (2006).
  4. Forster, R., Ancian, P., Fredholm, M., Simianer, H., Whitelaw, B. The minipig as a platform for new technologies in toxicology. J Pharmacol Toxicol Methods. (2010).
  5. Popov, A. F., Dorge, H., Hinz, J. Accelerated intimal hyperplasia in aortocoronary internal mammary vein grafts in minipigs. J Cardiothorac Surg. 3, 20-20 (2008).
  6. Swindle, M. M. Swine in the Laboratory: Surgery, Anesthesia, Imaging, and Experimental Techniques. Second ed., CRC Press. (2007).
  7. Bjarkam, C. R., Cancian, G., Glud, A. N., Ettrup, K. S., Jorgensen, R. L., Sorensen, J. C. MRI-guided stereotaxic targeting in pigs based on a stereotaxic localizer box fitted with an isocentric frame and use of SurgiPlan computer-planning software. J Neurosci Methods. 183, 119-126 (2009).
  8. Val-Laillet, D., Blat, S., Louveau, I., Malbert, C. H. A computed tomography scan application to evaluate adiposity in a minipig model of human obesity. Br J Nutr. 1-10 (2010).
  9. Larsen, M., Bjarkam, C. R., Stoltenberg, M., Sorensen, J. C., Danscher, G. An autometallographic technique for myelin staining in formaldehyde-fixed tissue. Histol Histopathol. 18, 1125-1130 (2003).
  10. Alstrup, A. K. O. Anaesthesia and Analgesia in Ellegaard Göttingen minipigs. Jannerup.DK. (2010).
  11. Jensen, K. N., Deding, D., Sorensen, J. C., Bjarkam, C. R. Long-term implantation of deep brain stimulation electrodes in the pontine micturition centre of the Gottingen minipig. Acta Neurochir (Wien). 151, 785-794 (2009).
  12. Cumming, P., Moller, M., Benda, K. A PET study of effects of chronic 3,4-methylenedioxymethamphetamine (MDMA, "ecstasy") on serotonin markers in Gottingen minipig brain. Synapse. 61, 478-487 (2007).
  13. Olsen, A. K., Keiding, S., Munk, O. L. Effect of hypercapnia on cerebral blood flow and blood volume in pigs studied by positron emission tomography. Comp Med. 56, 416-420 (2006).
  14. Jonkers, B. W., Sterk, J. C., Wouterlood, F. G. Transcardial perfusion fixation of the CNS by means of a compressed-air-driven device. J Neurosci Methods. 12, 141-149 (1984).
Grundläggande kirurgiska tekniker i Göttingen minigris: Intubation, urinblåsan Kateterisering, Femoral fartyg Kateterisering och Transcardial perfusion
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter