Tilgang for langvarig infusjon i den overlegne mesenteriske arterien (SMA) av rotter er en kirurgisk prosedyre som består av kannkulasjon av en proksimal gren av SMA. Kanylen går ut av buksåret og tunneleres gjennom det subkutane rommet tilbake til interscapular folden.
Den overlegne mesenteriske arterien kanyleres hos mennesker gjennom minimal invasiv radiologisk kateterisering av lår- eller aksillærarterien. SMA cannulation er vanskeligere hos rotter på grunn av små anatomiske dimensjoner. Målet med studien er å beskrive en kirurgisk teknikk for kannulation av SMA hos rotter for å utføre langsiktig infusjon av legemidler i SMA vaskulær seng i ubegrensede dyr, noe som vil resultere i en høy grad av kateter patency etter post kirurgisk utvinning i 24 timer.
For å unngå risikoen for SMA-trombose eller blødning fra direkte tilgang, er en proksimal gren av SMA isolert, ligatert distalt og kanylert med et 0,25 mm polyuretan kapillærrør hvis spiss er avansert nær opprinnelsen til SMA fra aorta. Kanylen tunnelerer deretter subkutant til baksiden av dyrets nakke og gjennom huden via en kunstig ventil. Den ytre delen av kanylen settes inn i et halvstivt støttesystem og kobles til den kontinuerlige infusjonspumpen utenfor buret der rotten er fri til å bevege seg.
Korrekt posisjonering av kanylen ble demonstrert ved postkirurgisk angiografi og obduksjonsfunn. Kateters patency etter 24 timers saltvannsinfusjon i SMA-regionen ble sikret hos de fleste rotter ved total utslipp av pumpen og anerkjennelse av en funksjonell kanyle for blodprøvetaking eller saltvannsinfusjon.
Den overlegne mesenteriske arterien (SMA) hos mennesker som hos rotter stammer fra abdominal aorta og forsyner tarmen med arterielt blod fra tolvfingertarmen til det proksimale tverrgående tykktarmen. SMA gir opphav til mange grener.
Etter kapillær perfusjon dreneres den mesenteriske sirkulasjonen gjennom portalvenen til leveren, hvor den gjennomgår levermetabolisme før den reinnsettes til den systemiske sirkulasjonen. Cannulation av SMA er nyttig for diagnostiske formål, terapeutisk embolisering og legemiddelinfusjon på en selektiv eller kontinuerlig måte for å evaluere effekten på tarmen eller, viktigst, levermetabolismen og kjemisk clearance. Hos mennesker utføres minimal invasiv radiologisk kateterisering av SMA for endovaskulær behandling1 eller selektiv legemiddelinfusjon2 ved hjelp av flere perkutane tilnærminger som transfemoral eller transaxillær punktering og kannasjon.
Det er litteraturrapporter om ulike teknikker for kanalisering av de små bukkarene: den overlegne mesenteriske venen (SMV)3, den dårligere mesenteriske arterien (IMA)4, den mesenteriske lymfekanalen5, leverarterien6 eller studier for eksvivo på tarmperfusjon7 hos rotter. Sammenlignet med venøs side er kannkulasjon av SMA hos rotter mye mer krevende på grunn av samtidig risiko for trombose og blødning, forutsatt høyt trykk. Spesielt oppstår problemer i tilfelle kannasjonen er i drift når rotten våkner fra anestesi på kirurgisk seng og mer hvis eksperimentet krever et fritt dyr i et bur etter operasjonen.
En fersk artikkel har beskrevet SMA-kannasjon som en del av eksperimentet (blodtrykksmål) i et dyr under anestesi8. Imidlertid er ingen teknikk beskrevet på kirurgisk kannasjon av SMA for langsiktig infusjon i et ubegrenset dyr. Målet med dette manuskriptet er å beskrive trinnvis en kirurgisk teknikk for langsiktig kannkulasjon av SMA gjennom en proksimal gren, noe som muliggjør selektiv infusjon av legemidler i den mesenteriske sengen i minst 24 timer (og over). Som en jevn og solid kannasjon krever permanent ligasjon og lukking av fartøyet der kateteret settes inn, unngår denne teknikken i stedet å sette kateteret direkte inn i SMA9 og nærmer seg fartøyet gjennom kanylering av en proksimal gren, så proksimal som mulig til selve opprinnelsen til SMA fra aorta. Proksimal infusjon gjør at det infunderte stoffet kan nå den bredeste anatomiske sengen som mulig, uten å lukke blodstrømmen gjennom hovedkaret.
Rotte SMA cannulation teknikken har mange applikasjoner. Det ville være mulig å administrere legemidler selektivt i det mesenteriske arterielle rommet for å oppnå lokal handling på gastrointestinalt nivå og for å unngå systemiske effekter og levermedisin metabolisme. Den SMA-kanylerte rottemodellen har fordeler i forhold til større dyremodeller: det er billigere, det er etisk akseptabelt, og det er lettere å utføre og lære. SMA cannulation kirurgi er også lettere å utføre i rotte modellen sammenlignet med musen modellen.
Den største fordelen med denne rotte SMA infusjonsmodellen er dens standhaftighet og holdbarhet i minst 24 timer i de aller fleste dyrene. Infusjonen av antikoagulant kan forlenge dette tidsintervallet. Modellen tillater en pålitelig infusjon av legemidler selektivt i den mesenteriske regionen, rettet mot den lille tarmen og den proksimale delen av tykktarmen.
Flere trinn er avgjørende for teknikkens suksess. For å oppnå kannasjon i et svært lite fartøy er det viktig å velge rotter som veier minst 400 g; kjønn og alder er ikke relevant. Det er også viktig å velge riktige kirurgiske instrumenter og typen kanyle. Her settes en mindre polyuretankanyle (0,4 mm O.D, 0,25 mm I.D.) inn 1 cm inn i den større kanylen (0,93 mm O.D, 0,5 mm I.D.) for å oppnå et funksjonelt og nyttig kateter for å tillate begge tilkoblinger til den lille arterien og til det større infusjonssystemet.
Det første kirurgiske kritiske trinnet er rengjøring av SMA og grenen identifisert for kannasjon fra det omkringliggende fettvevet (trinn 3.5). Dette bidrar til å unngå innsetting av kanylen mellom vevet og arterien, noe som er en vanlig feil. Dette rengjøringstrinnet er imidlertid vanskelig, da den lille grenen av SMA er skjøre og lett å skade. Hvis grenen er skadet, er det mulig å stoppe blødningen ved ligatur og å velge en annen proksimal gren, for ikke å kaste bort dyret.
For å forhindre luftbobledannelse i kanylen og unngå gassemboli, må kanylen fylles med saltvann til spissen før innsetting i grenen. For å sikre kanylen på plass, må anvendelsen av kirurgisk tråd (4-0 silke) være mellom innsettingspunktet i arterien og kanylespissen, direkte på toppen av karet rundt kateteret. Den kirurgiske knuten må være stram nok til å fikse kanylen, men ikke for stram til å okkludere den (trinn 3.12).
Den beste måten å sikre riktig kanylering på er å se blodstrømmen tilbake gjennom kanylen (trinn 3.10). Når det gjelder feilsøking, hvis dette ikke finner sted, kan det skyldes følgende årsaker:
kanylen ble ikke riktig satt inn i arterien;
kanylen er inne i arterien, men okkludert av noden i feil posisjon;
kanylen er inne i arterien og en luftboble i kanylen bremser strømmen;
en blodpropp har dannet seg i kanylen.
Feil innsetting kan skyldes kanyleposisjonering i mellomrommet mellom arterien og fettvevet. I dette tilfellet er det nødvendig å sette inn på nytt. Når knuten over fartøyet okkluderer kanylen, er det mulig å løsne den veldig nøye og gjenskape den. Små luftbobler i kateteret går generelt ikke på akkord med kannasjonen og er ikke livstruende; men hvis det er en stor luftboble i kanylen, er det nødvendig å trekke tilbake på kanylen ved hjelp av sprøyten eller plassere kateteret i en annen gren. Vanligvis er det mulig å unngå blodproppdannelse og holde kanylepatentet ved å infundere 0,2 ml boluser saltvann en gang i blant under drift.
En begrensning av denne studien er en undervurdering av kanylens patency i lengre infusjonstider: her ble det utført en 24 timers infusjon mens rotter bodde i et metabolsk bur. For å oppnå en lengre infusjonsperiode kan det være nyttig å bruke antikoagulerende behandling, ikke administrert i denne studien. Men under infusjonen må rotten plasseres i metabolsk bur fordi det er den eneste som støtter infusjonssystemet. Dette stedet er ubehagelig for dyret som kan bli stresset hvis det behandles i en lengre periode. Videre ble bare saltoppløsning brukt til infusjon, så det er ingen resultater om spesifikk legemiddeladministrasjon. En begrensning ved metoden er umuligheten til å tilføre arterielle grener (hvis tilstede) over det som brukes til kateteret. Av denne grunn anbefales det å kanylere nærmeste gren fra aorta.
Ingen annen rotte SMA langsiktig infusjonsmodell for uhemmede dyr er til stede i litteraturen. Sammenlignet med IMA-kannasjonsmodellen beskrevet for mange år siden4, har den beskrevne teknikken her et bredere eksperimentelt mål fordi den tillater legemiddelinfusjon i SMA-perfusjonsområdet og ikke er begrenset til tykktarmen. Nylig, for første gang, ble selektiv kannkulasjon av en gren av SMA brukt til infusjon av botulinumtoksin direkte i arteriell mesenterisk region for å studere effekten på tarm glatt muskel10, men mange andre stoffer kan testes i fremtiden. For eksempel kan antikoagulantia infunderes for å studere mesenterisk trombose, eller legemidler med tarmmikrobiotavirkning11 eller til og med legemidler for inflammatoriske tarmsykdommer12. Intraarteriell infusjon er spesielt nyttig for tarmmetabolismestudier, fordi legemiddeleffekten er evaluerbar før blodet går gjennom portalsirkulasjonen der det er utsatt for levermetabolisme.
The authors have nothing to disclose.
Forfatterne vil gjerne anerkjenne Cen.Ri.S. (Centro di ricerche sperimentali) av Università Cattolica del Sacro Cuore i Roma for tillatelser.
Crile-Wood Needle Holder | 2Biological Instruments | Tip Shape: Straight; Tip Width: 2 mm; Clamping Length: 14 mm; Lock: Yes; Scissors: No; Alloy / Material: Stainless Steel; Length: 15 cm; Serrated: Yes | |
Extra Fine Graefe Forceps | 2Biological Instruments | Tip Width: 0.5 mm; Tip Dimensions: 0.5 x 0.5 mm; Alloy / Material: Stainless Steel; Length: 10 cm | |
Luer Stub Adapter | BD Intramedic | 23 gauge for use with 427410 tubing | |
Membrane valve | Biomed | Mod 617 | |
Poliurethane Catheter | ENKI | external diameter: 0.4 mm, internal diameter: 0.25 mm | |
Silastic Catheter Laboratory tubing | Healthcare industries | 508-002 | |
Spring Scissors | 2Biological Instruments | Tip Shape: Angled; Tips: Sharp; Alloy / Material: Stainless Steel | |
Student Surgical Scissors | 2Biological Instruments | Tip Shape: Straight; Alloy / Material: Student Stainless Steel; Serrated: No; Feature: Student Quality |