Introduction
Det er mange presisjon vaporizers tilgjengelig for veterinær bruk som opererer mellom strømningshastigheter på 0,5-10 L / min 2. Disse strømningshastigheter ikke er ideelle for gnagere, som omfanget er høy sammenlignet med deres lille luftminuttvolum. Høye strømpriser er ikke anbefalt i veterinærpraksis på grunn av deres promotering av hypotermi og tørking av luftveiene 3,4. Videre mange vanlige veterinær vaporizer produsentens manualer advare at høye strømningsrater kan forårsake en økning i forekomsten av Avlastnings svingninger. Det har også vist seg at mange standard vaporizers bli unøyaktig under strømningshastigheter på 500 ml / min, og denne prisen er å anse som en minimumsmengde i veterinærmedisin 5-7.
Et dyr kan opprettholdes på et T-stykke krets eller endring bain krets med en strømningshastighet så lav som 1,5-2,2 ganger dyrets minuttvolum 8-10. Disse strømningshastigheter anses sufficient for å hindre gjeninnånding av utgåtte gasser og hindre en økning i blod carbondioxydkonsentrasjoner 8. Ved hjelp av denne strømningshastigheten anbefaling, kan en 30 g mus bli opprettholdt ved en strømningshastighet så lav som 52 ml / min, nesten ti ganger mindre enn den aksepterte 500 ml / min minst en tradisjonell fordamper.
Mens en tradisjonell fordamper avhengig av gasstrømmen og atmosfærisk trykk i passiv bedøvelse fordampning, måler en direkte injeksjon fordamper den totale frisk gass-strøm og injiserer damp direkte inn i gasstrømmen 2. Noen direkte injeksjon fordampere anvende en sprøytepumpe for å administrere bedøvelse inn i gasstrømmen. Datastyrte kontroller lar disse systemene for å automatisk justere sprøytepumpehastigheten for å injisere det væskevolum middel som er nødvendig for å nå den ønskede konsentrasjon av bedøvelse. Sprøyte drevet vaporizers er tilgjengelig og godkjent for klinisk og pediatrisk bruk, og mange lignende konfigurasjoner regnes som enestetisk bevare enheter i klinisk praksis 11-16. Kort tid etter sin godkjenning, ble anestesispar enheter med sprøytepumpe vaporizers tilpasset for bruk i dyrestudier 8,17,18. I motsetning til en tradisjonell fordamper, blir en direkte injeksjon system som benytter en sprøytepumpe ikke er begrenset av en minimumsmengde for å opprettholde nøyaktighet. Av denne grunn er denne teknologien er ideell for bruk i gnager anestesi og andre tilfeller hvor lave strømningshastigheter er nødvendige. Fordelene og potensielle kostnadsbesparelser forbundet med dette vaporizer design inspirert utviklingen av nye anestesi systemer utviklet spesielt for gnagere 1,19,20. Dette nye system inneholder også en innebygget luftpumpe, slik at brukeren kan administrere anestesi uten å kreve en komprimert gasskilde. Som en ekstra fordel, er systemet forhåndskalibrert for bruk med både isofluran og sevoflurane. Med innføringen av denne fordamper teknologi hos forsøksdyret feltet, it er nå mulig å bedøve små forsøksdyr ved strømningshastigheter nærmere anbefalte nivåer uten behov for komprimert gass.
Protocol
Alle studiene ble gjennomført i henhold til regelverk og institusjonelle retningslinjer. Dyret aspekter ved denne studien ble evaluert av Kent Scientific Corporation Animal Use Program, godkjent av Purdue Animal Care og bruk Committee (PACUC), og utført i samsvar med Guide for omsorg og bruk av forsøksdyr 22.
Merk: Det digitale anestesi system low-flow som brukes i denne protokollen er utstyrt med en integrert pulsoksymeter.
1. Sett opp Low-flow Anesthesia System med integrert pulsoksimeter
- For Isofluran Levering
- Velge en bærergasskilde. For å utnytte den interne luftpumpe, skru Inlet Port på ryggen, slik at den interne pumpen til inntaket luften i rommet.
- Koble trekull canister å eksos port.
- Koble Y-adapteren til forsiden av lav vannføring, digital anestesi system. Bruk de fargekodede klipp for å koble den hvite grener til than nesekonus, og blå grener til induksjonskammeret.
- Lukk hvitt klips, klemmer, åpen blå klipp klemmer til direkte luftstrømmen til kammeret.
- Velg 2 ml sprøyte.
- For Fysiologisk Overvåking, Bruke integrert pulsoksimeter
- Koble pulsoksymeter labben sensor til porten på baksiden av lav-flow anestesi system, merket "AUX".
2. Konfigurer innstillinger
- for Anestesi
- Slå på anestesi systemet, og få tilgang til Oppsett-menyen. Trykk på SET UP for å få tilgang til Hovedmeny> Anestesi> Oppsett i rødt.
- Velg anestesimiddel. Trykk på SET UP for å markere Type Anest i rødt. Bruk Opp og Ned pilene for å velge isofluran.
- Sett sprøytestørrelsen. Trykk på SET UP for å markere Syr størrelse. Bruk Opp og Ned pilene for å velge en 2 ml sprøyte.
- Sett Empty posisjon. Trykk på SET UP for å highlight Sett Empty i rødt. Sikre tom, helt inne glass sprøyten i sprøyte Retention Block ved å plassere sprøyten slik at sprøyten Holding Clamp sitter på metall kragen på sprøyten. Trykk opp eller ned pilene til å flytte Pusher Block slik at Pusher Block gjør lett kontakt med toppen av sprøytestemplet. Trykk velge å sette tom posisjon.
- Trykk på SET UP for å markere Fjern i rødt. Fjern sprøyten og fyll sprøyten med isofluran med flaskekork adapter.
- Koble sprøyten til anestesi systemet.
- Prime narkosen levering slangen. Trykk på SET UP for å markere Prime Tube i rødt. Trykk ned til narkosen reiser gjennom sprøyten og inn i det svarte montering på vaporizer blokken.
- Aktiver anestesi. Trykk på SET UP for å utheve Aktiver i rødt. Bruk Opp og Ned pilene for å velge Ja. Trykk på Run / Back for å gå tilbake til hovedmenyen.
- Velg enir forsyning og minuttvolum. Trykk på SET UP for å markere lufttilførsel i rødt. Bruk Opp og Ned pilene for å velge intern pumpe. Trykk på SET UP for å markere Minute Vol i rødt. Innstilt strømningshastighet på 250 ml / min.
- For Fysiologisk Monitoring
- Sett minimum registrerte pulsen til mus (240). Trykk på SET UP for å få tilgang til Hovedmeny> MouseStat. Bruk opp og ned pilene for å sette minimumspuls.
3. Begynn Anestesi Levering
- Indusere Mouse
- Trykk på Run / Back to ganger for å gå inn driftsmodus og begynne luftstrøm.
- Plasser musen i induksjon kammer, lukke lokket tett. Juster anestesimiddel Konsentrasjon knotten til 3%.
- Overvåk inntil musen har nådd den ønskede planet for anestesi, bestemt ved tap av stabiliseringsrefleks. Juster anestesimiddel konsentrasjon etter behov.
- Når dyret mister sin rettende refleks ennd er tilstrekkelig bedøvet, snu Anesthesia konsentrasjon velgeren til 0%. Forfatterne har tidligere funnet at å tillate luftstrømmen for å skylle induksjonskammeret 30-60 sek er tilstrekkelig til å rense kammeret uten å snu den bedøvelse dybde en.
- Raskt åpne hvite klemmene å lede luften til ansiktsmasken, og lukk den blå klemmene fører til induksjon kammeret.
- Åpne kammeret vekk fra forsker, fjern mus, og umiddelbart passer nesepartiet.
- Sentrere dyret på en infrarød varmepute, innstilt på å holde kroppstemperaturen på 37 ° C ved hjelp av en rektal sonde på en tilbakekoblingssløyfe.
- Når musen er stabile på nesekonusen, justere konsentrasjonen av isofluran til 1,5% eller etter behov for vedlikehold ved å dreie på anestesimiddel Konsentrasjon knott.
- Redusere minuttvolum for vedlikehold. Den minimumsmengde for å støtte dyret er lik 1,5-2,2 ganger dyrets minuttvolum (for en 30 g mus,et minimum på 52 ml / min). Se produsentens instruksjoner for en anbefalt strømningshastighet sette spesifikke for nesen membran stil og justere etter behov. Trykk på SET UP for å åpne hovedmenyen, og trykk deretter Set Frem til Minute Vol er uthevet i rødt. Bruk Opp og Ned pilene for å justere målet flyt. Trykk på Run / Back for å gå tilbake til hovedskjermen.
- Bekrefte anestesidybden som bestemt ved en mangel på uttak refleks i løpet av en interdigital klemme. Påfør ophthalmic salve til øynene for å hindre tørrhet under anestesi.
4. Begynn Fysiologisk Monitoring
- Plasser sensor over pute av hind labben. Plasser sensoren slik at det røde lyset er under labben og lyser opp labben. Bruk opp og ned pilene på skjermen for å vise oxiwave. Dyret er nå sikkert bedøvet ved hjelp av en lav strømnings, sprøyte drevet, digital fordamper.
5. Fjern Animal
- Slå avAnestesi Levering.
- For å stoppe levering av narkosen, slår anestesimiddel Konsentrasjon bryteren til min (eller 0%) og fjerne dyr fra ansiktsmaske.
- Overvåk musen under anestesi utvinning. Når musen har blitt fullt oppegående, returnere det til buret.
Representative Results
dyr
3 voksne C57 / BL6NTac hunnmus (Taconic, alder 6-7 uker, vekt 15 +/- 1 g) ble bedøvet og vedlikeholdes med 1.3 til 1.5% isofluran mens hjertefrekvens, oksygenmetning, og respirasjonsfrekvens ble overvåket. Alle mus ble Murine Pathogen Free som bestemmes ved rutinemessig testing selger før ankomst til anlegget. Dyrene var gruppe ligger i microisolation bur og gitt fri adgang til standard gnager chow og vann av flaske.
isofluran Usage
Den lave strømnings bedøvelse system måler mengden av anestesiagens som er igjen i sprøyten under bruk. Volumet i sprøyten, som målt ved bedøvelse system, ble notert som dyret ble overført til nesepartiet, og igjen på slutten av vedlikeholdsperioden. Sluttvolumet wsom trekkes fra det opprinnelige volum for å kvantifisere mengden av bedøvelse forbrukes under vedlikeholdsperioden (figur 1).
fysiologiske parametere
Hjertefrekvens, SpO2, og respirasjonsfrekvens ble overvåket under vedlikehold via pulsoksymetri (figur 2 - 4). Kroppstemperaturen ble holdt ved 37,5 ° C ved hjelp av en infrarød varmepute. Hver mus ble vellykket holdt ved lave strømningshastigheter på 100 ml / min av romluft under et kirurgisk plan av anestesi i 60 minutter, som bestemt ved en mangel på tilbaketrekning refleks fra en interdigital klemme. Musen gjorde ikke våken eller svare på inter klyper søkt midlertidig i løpet av vedlikeholdsperioden. Dyrenes hjerterytme (figur 2), blod oksygen (figur 3), og respirasjonsfrekvens (figur 4) forble relatively stabil gjennom hele studien. På grunn av dyr og sensor posisjonering, respirasjonsfrekvens signal fra mus 1 og mus 3 var intermitterende og målingen ble avbrutt. Når dyret posisjonering ble justert, signalet forbedret og den målte respirasjonsfrekvens var sammenlignbare med andre på tilsvarende tidspunkter. Den lave strømnings digitalt bedøvelse system benyttes et gjennomsnitt på 0,63 ml av isofluran i løpet av 60 min av vedlikeholdsperioden (figur 1).
Figur 1:.. Isofluran Bruk Mengden av isofluran brukes i ml for tre forskjellige mus i løpet av en time av anestesi vedlikehold ved hjelp av digital lav-flow anestesi system Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2:.. Puls Puls av tre mus i slag per minutt (bpm) 5-60 min etter første bedøvelse induksjon med digital lav-flow anestesi system Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 3:.. Oksygenmetningsblodoksygenmetning nivåer (%) av tre mus 5-60 min etter første bedøvelse induksjon med digital lav-flow anestesi system Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 4:.. Respirasjonsfrekvens respirasjon tre mus i pust per minutt (bpm) 5-60 min etter første bedøvelse induksjon med digital lav-flow anestesi system Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Discussion
Den digitale lav strømnings bedøvelse system gjør det mulig for brukeren å effektivt å bedøve mus ved meget lave strømningshastigheter uten bruk av noe komprimert gass. Dette skiller seg sterkt fra vanlige passive vaporizers, hvorav de fleste krever en komprimert gass kilde på minimum forbruk av ca 500 ml / min. Standard vaporizers bruke ringer som mangler presisjon mellom graderinger, og de må vedlikeholdes årlig for å opprettholde nøyaktighet. En sprøyte drevet bedøvelse system kan tilveiebringe en spesifikk konsentrasjon av bedøvelse ved den innstilte strømningshastighet for å beregne den eksakte nødvendige hastigheten til sprøytepumpe. Rutine kalibreringer er unødvendig, noe som resulterer i ekstra kostnader og tidsbesparelser.
Den anbefalte minimumsmengde for å opprettholde et dyr på en ikke-gjenpustings krets er 1,5-2,2 ganger dyrets minuttvolum. Strømningshastighet på 100 ml / min anvendt i denne studien skredet dette minimum for å levere tilstrekkelig bedøvelse av dyrene. Strømningsraten stillings er kritiske for denne bedøvelse levering teknikk, som strømningshastigheten er direkte relatert til mengden av isofluran som brukes for en gitt tidsramme. Når de anvendes ved lave strømningshastigheter, kan denne teknikken i stor grad redusere mengden av isofluran kreves under bruk, samtidig som dyret er bedøvet fremdeles effektivt 1,19-21.
Nytt utstyr koster mellom tradisjonelle vaporizers og lav-flow digitale vaporizers er sammenlignbare. Imidlertid har den digitale lav-flow anestesi system evnen til å levere enten isofluran eller sevofluran. Dette eliminerer behovet for utpekte isofluran og sevofluran presisjon vaporizers, redusere innledende utstyr koster for grupper med både anestetika. Nylig publiserte sammenligninger mellom fordamper teknologi har foreslått kostnadsbesparelser over tid ved bruk av en lav-flow digitale vaporizer 1,19,20. Resultatene av disse sammenligningene kan brukes for å tilnærme potensielle kostnadsbesparelser i løpet av et år. Somæres typiske bruks innstillinger utføres i 2 timers intervaller, 5 dager i uken i 52 uker, vil en tradisjonell isofluran vaporizer forbruker 3,8 liter isofluran eller tolv 250 ml flasker. En lav-flow digital-fordamper som ble brukt ved den samme frekvens ville forbruke bare 0,32 L, eller to 250 ml flasker. Charcoal canister forbruk er også redusert. Forutsatt at hver beholder inneholder 50 g av spyles avfall gass, vil en tradisjonell fordamper fylle ca. 21 trekull beholdere i løpet av et år. Til sammenligning vil en lav strømnings digital fordamper kreve seks eller færre. En tradisjonell vaporizer ville kreve ca 5 store gassflasker i året, hver med en kapasitet på 9500 L. Den interne luftpumpe, som er tilgjengelig på enkelte modeller av digitale lav-flow vaporizers, eliminerer behovet for komprimert gass. Hvis komprimert gass skulle brukes, ville systemet bruker bare en sylinder per år 1.
Teknikken kan endres basert på behov. Low-flow digital vaporizers tillate brukeren å justere anestesidybden raskt og presist. Dersom anestesidybden må økes eller reduseres, kan brukeren øke anestesi konsentrasjonen i intervaller på 0,1% ved hjelp av tall på toppen av systemet. Strømningshastigheten kan også reguleres etter behov i løpet av prosedyren. Denne protokollen utnytter en 2 ml sprøyte, skjønt større sprøytestørrelser er tilgjengelige for lengre prosedyrer. Den interne luftpumpe gir brukerne muligheten til å bedøve dyr uten å kreve en komprimert gass kilde. For prosedyrer som krever komprimert gass eller ekstra oksygen, har brukeren muligheten til å koble til en gasskilde til lav-flow system istedenfor å bruke luften rundt. Brukeren kan fortsette å levere den valgte luftkilden gjennom hele prosedyren, eller kan veksle mellom den indre pumpe og en komprimert gasskilde som er nødvendig. For eksempel kan brukeren sette systemet til å levere romluften via den interne pumpen under induksjon og vedlikehold, men levere supplerende oksygengen under gjenoppretting.
Selv om det er mange fordeler med å bruke en lav-flow digitale vaporizer, er det begrensninger også. Fordi en flush ventil ikke er inkludert, manuelt spyle kammer med ren luft før åpning er den eneste måten å rense induksjonskammeret. Dette systemet er designet for å operere med bare lave hastigheter og ikke leverer anestesi ovenfor strømningshastigheter på 800 ml / min, der tradisjonelle vaporizers kan brukes med strømningshastigheter opp til 10 l / min. Dette spesielle systemet er derfor kun egnet for små dyrearter. I tillegg har systemet mindre anestesimiddel sammenlignet med en tradisjonell fordamper. Det kan være situasjoner hvor sprøyten må etterfylles under en prosedyre. Imidlertid kan forsinkelser under påfylling bli redusert ved å forhåndsfylling av en andre sprøyte nærliggende å erstatte den tomme sprøyten. Sprøytestørrelser opp til 10 ml er tilgjengelige for å redusere behovet for å fylle sprøyter mid-prosedyre. Til slutt, i motsetning til en tradisjonell fordamper, lav-flow digitale vaporizer krever elektrisitet. Batteriene er tilgjengelig for bruk i tilfeller der strøm ikke er tilgjengelig eller i tilfelle strømbrudd.
Tidligere studier har vist at lave strømnings digitale systemer bruker mindre isofluran, bærergass, og kull beholdere sammenlignet med et tradisjonelt system anestesi 1,19,20. Reduksjonen i spyles bedøvelse gass også kan identifisere en reduksjon i avfalls bedøvende gass, skjønt ytterligere arbeid som er nødvendig i disse områdene. Infrarød spektroskopi gass kan brukes til å overvåke avfall isofluran produksjon, og dosimeteret merkene kan brukes til å kvantifisere isofluran eksponering til laboratoriepersonell i fremtidige sammenlikninger.
Oppsummert vil denne teknikken for bedøvelse levering være gunstig for grupper utfører gnager anestesi på grunn av økt sikkerhet, effekt og presisjon enn tradisjonelle systemer.
Disclosures
Dette prosjektet ble støttet med utstyr og finansiering av Kent Scientific Corporation, American Heart Association i CJ Goergen (SDG18220010), og Purdue University. Forfatterne Krista Bigiarelli og Irina Toore er ansatte i Kent Scientific Corporation som produserer utstyr som brukes i denne artikkelen. Open access publisering av denne artikkelen er sponset av Kent Scientific Corporation.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Anesthetic Equipment | |||
| SomnoSuite Low-Flow Digital Anesthesia System | Kent Scientific Corporation | SOMNO | Includes anti-spill, anti-vapor bottle top adapter; Y adapter tubing; charcoal scavenging filter |
| MouseSTAT Pulse Oximeter & Heart Rate Monitor | Kent Scientific Corporation | SS-MSTAT-Module | Integrated into SomnoSuite |
| MouseSTAT Mouse Paw Sensor | Kent Scientific Corporation | MSTAT-MSE | |
| 2 ml Glass Syringe | Kent Scientific Corporation | SOMNO-2ML | |
| Low-Cost Induction Chamber, 0.5 L | Kent Scientific Corporation | SOMNO-0705 | |
| Low Profile Facemask, x-small | Kent Scientific Corporation | SOMNO-0304 | |
| Animal Warming | |||
| PhysioSuite Physiological Monitoring System with RightTemp Homeothermic Warming | Kent Scientific Corporation | PS-RT | Includes infrared warming pad, rectal probe, and pad temperature probe |
| Anesthetic Agents and Medications |
|||
| Isoflurane (250 ml bottle) | Piramal Healthcare | ||
| Puralube Opthalmic Ointment | Perrigo |
References
- Damen, F. W., Adelsperger, A. R., Wilson, K. E., Goergen, C. J. Comparison of traditional and integrated digital anesthetic vaporizers. JAALAS. 54 (6), 756-762 (2015).
- Chakravarti, S., Basu, S.
- Carroll, G. Small Animal Anesthesia and Analgesia. , Blackwell Publishing. Ames, IO. (2008).
- Lumb and Jones' veterinary anesthesia and analgesia. Tranquilli, W. J., Thurmon, J. C., Grimm, K. A. , John Wiley & Sons. Hoboken, NJ. 23-86 (2013).
- Ambrisko, T. D., Klide, A. M. Evaluation of isoflurane and Sevoflurane vaporizers over a wide range of oxygen flow rates. Am J Vet Res. 67 (6), 936-940 (2006).
- McKelvey, D. H. Veterinary Anesthesia and Analgesia. , Mosby. St. Louis, MI. (2003).
- Thomas, J., Lerche, P. Anesthesia and Analgesia for Veterinary Technicians. , 4th ed, Mosby. St. Louis, MI. 335 (2011).
- Flecknell, P. Laboratory animal anaesthesia. , Academic Press, Elsevier. London, UK. (2009).
- Mapleson, W. W. The elimination of rebreathing in various semiclosed anaesthetic systems. Brit J Anaesth. 26 (5), 323-332 (1954).
- Ward, C. S.
- El-Attar, A. M. Guided isoflurane injection in a totally closed circuit. Anaesthesia. 46 (12), 1059-1063 (1991).
- Lockwood, G., Chakrabarti, M. K., Whitwam, J. G. A computer-controller closed anaesthetic breathing system. Anaesthesia. 48 (8), 690-693 (1993).
- Lowe, H. J., Cupic, M.
- Soro, M., et al. The accuracy of the anesthetic conserving device (Anaconda) as an alternative to the classical vaporizer in anesthesia. Anes Analg. 111 (5), 1176-1179 (2010).
- Walker, T. J., Chackrabarti, M. K., Lockwood, G. G.
- Weingarten, M., Lowe, H. J. A new circuit injection technic for syringe-measured administration of methoxyflurane: a new dimension in anesthesia. Anes Analg. 52 (4), 634-642 (1973).
- Enlund, M., Wiklund, L., Lambert, H. A new device to reduce the consumption of a halogenated anaesthetic agent. Anaesthesia. 56 (5), 429-432 (2001).
- Kelly, J. M., Kong, K. L. Accuracy of ten isoflurane vaporisers in current clinical use. Anaesthesia. 66 (8), 682-688 (2011).
- Matsuda, Y., et al. NARCOBIT - A newly developed inhalational anesthesia system for mice. Exp Anim. 56 (2), 131-137 (2007).
- Matsuda, Y., et al. Comparison of newly developed inhalation anesthesia system and intraperitoneal anesthesia on the hemodynamic state in mice. Biol Pharm Bull. 30 (9), 1716-1720 (2007).
- Voightsverger, S., et al. Sevoflurane ameliorates gas exchange and attenuates lung damage in experimental lipopolysaccharide-induced lung injury. Anesthesiology. 111 (6), 1238-1248 (2009).
- Garber, J., et al. Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. , 8th edn, The National Academic Press. Washington DC. (2011).
