Tillgång till långvarig infusion i den överlägsna mesenteri gatan (SMA) hos råttor är ett kirurgiskt ingrepp som består av kannulation av en proximal gren av SMA. Kanylen går ut ur buksåret och tunnlas genom det subkutana utrymmet tillbaka till den interscapular viken.
Överlägsen mesenteri gatan kan kanyleras hos människor genom minimalt invasiva radiologiska catheterization av femorala eller axillary gatan. SMA-kannulation är svårare hos råttor på grund av små anatomiska dimensioner. Syftet med studien är att beskriva en kirurgisk teknik för cannulation av SMA hos råttor för att utföra långvarig infusion av läkemedel i SMA vaskulär säng i obegränsade djur, vilket kommer att resultera i en hög grad av kateter patency efter den postkirurgiska återhämtningen i 24 timmar.
För att undvika risken för SMA-trombos eller blödning från direkt åtkomst isoleras en proximal gren av SMA, ligeras distally och kanyleras med ett 0,25 mm polyuretankapillärrör vars spets är avancerad nära SMA: s ursprung från aortan. Kanylen tunnlas sedan subkutant till baksidan av djurets nacke och genom huden via en konstgjord ventil. Den yttre delen av kanylen sätts in i ett halvstyvt stödsystem och ansluts till den kontinuerliga infusionspumpen utanför buret där råttan är fri att röra sig.
Korrekt positionering av kanylen visades av post-surgical angiography och obduktion resultaten. Kateter patency efter 24 timmars saltlösning infusion i SMA regionen försäkrades hos de flesta råttor genom total urladdning av pumpen och erkännande av en funktionell kanyl för blodprov eller saltlösning infusion.
Den överlägsna mesenteric gatan (SMA) hos människor som hos råttor härstammar från buken stora kroppspulsådern och förser tarmen med arteriellt blod från tolvfingertarmen till proximala tvärgående kolon. SMA ger upphov till många grenar.
Efter kapillärperfusion dräneras den mesentericirkulationen genom portalvenen till levern, där den genomgår levermetabolism innan den återänds till systemcirkulationen. Cannulation av SMA är användbart för diagnostiska ändamål, terapeutisk embolisering och läkemedelsinfusion på ett selektivt eller kontinuerligt sätt för att utvärdera effekten på tarmen eller, viktigast av allt, levermetabolismen och kemisk clearance. Hos människor utförs minimalt invasiv radiologisk catheterization av SMA för endovaskulär behandling1 eller selektiv läkemedelsinfusion2 med flera perkutana metoder som transfemoral eller transaxililry punktering och kannulation.
det finns litteratur rapporter om olika tekniker för cannulation av de små buken fartyg: överlägsen mesenteric ven (SMV)3, sämre mesenteric gatan (IMA)4, den mesenterily lymfa trumman5, lever gatan6 eller studier för ex vivo på tarm perfusion7 hos råttor. I jämförelse med den venösa sidan är cannulation av SMA hos råttor mycket mer krävande på grund av de samtidiga riskerna för trombos och blödning, förutsatt att det är högt tryck. I synnerhet uppstår problem om kannulationen är i drift när råttan vaknar från anestesi på operationsbädden och mer om experimentet kräver ett fritt djur i en bur efter operationen.
En ny artikel har beskrivit SMA-cannulation som en del av experimentet (blodtrycksmått) hos ett djur under anestesi8. Ingen teknik beskrivs dock på kirurgiska cannulation av SMA för långsiktiga infusion i ett obegränsat djur. Syftet med detta manuskript är att steg för steg beskriva en kirurgisk teknik för långsiktig kannulation av SMA genom en proximal gren, vilket möjliggör selektiv infusion av droger i den mesenteriala sängen i minst 24 timmar (och över). Eftersom en stadig och robust kannulation kräver permanent ligatur och stängning av kärlet där katetern sätts in, undviker denna teknik istället att sätta in katetern direkt i SMA9 och närmar sig kärlet genom kannulation av en proximal gren, så proximal som möjligt till själva ursprunget till SMA från aorta. Proximal infusion gör det möjligt för det infunderade läkemedlet att nå den bredaste anatomiska sängen som möjligt, utan att stänga blodflödet genom huvudkärlet.
Råtta SMA-kannulationstekniken har många applikationer. Det skulle vara möjligt att administrera läkemedel selektivt i det mesenteriala arteriella utrymmet för att få lokala åtgärder på mag-tarmnivå och för att undvika systemiska effekter och lever läkemedelsmetabolism. Den SMA-kanylerade råttmodellen har fördelar jämfört med större djurmodeller: det är billigare, det är etiskt acceptabelt och det är lättare att utföra och lära sig. SMA-kannulationskirurgi är också lättare att utföra i råttmodellen jämfört med musmodellen.
Den största fördelen med denna råtta SMA infusionsmodell är dess ståndaktighet och hållbarhet i minst 24 timmar hos de allra flesta djuren. Infusionen av antikoagulantia kan förlänga detta tidsintervall. Modellen möjliggör en tillförlitlig infusion av droger selektivt i den mesenteriala regionen, riktad mot den lilla tarmen och den proximala delen av tjocktarmen.
Flera steg är avgörande för teknikens framgång. För att uppnå kannulation i ett mycket litet kärl är det viktigt att välja råttor som väger minst 400 g; kön och ålder inte är relevanta. Det är också viktigt att välja rätt kirurgiska instrument och typ av kanyl. Här sätts en mindre polyuretankanyl (0,4 mm O.D, 0,25 mm I.D.) in 1 cm i den större kanylen (0,93 mm O.D, 0,5 mm ID) för att få en funktionell och användbar kateter för att möjliggöra både anslutningar till den lilla artären och till det större infusionssystemet.
Det första kirurgiska kritiska steget är rengöring av SMA och den gren som identifierats för cannulation från den omgivande fettvävnaden (steg 3,5). Detta hjälper till att undvika införandet av kanylen mellan vävnaden och artären, vilket är ett vanligt misstag. Detta rengöringssteg är dock svårt eftersom SMA:s lilla gren är ömtålig och lätt att skada. Om grenen skadas är det möjligt att stoppa blödningen genom ligatur och att välja en annan proximal gren, för att inte slösa djuret.
För att förhindra luftbubblabildning i kanylen och undvika gasemboli måste kanylen fyllas med saltlösning fram till spetsen innan den sätts in i grenen. För att säkra kanylen på plats måste appliceringen av kirurgisk tråd (4-0 silke) vara mellan insättningspunkten i artären och kanylspetsen, direkt ovanpå kärlet runt katetern. Den kirurgiska knuten måste vara tillräckligt tät för att fixa kanylen men inte för tätt för att täppa till den (steg 3.12).
Det bästa sättet att säkerställa en korrekt kanylering är att se blodflödet tillbaka genom kanylen (steg 3.10). När det gäller felsökning, om detta inte sker, kan det bero på följande skäl:
kanylen inte sattes in korrekt i artären;
kanylen är inne i artären men ockluserad av noden i ett felaktigt läge;
kanylen är inuti artären och en luftbubbla i kanylen saktar ner flödet;
en blodpropp har bildats i kanylen.
En felaktig insättning kan bero på kanylpositionering i utrymmet mellan artären och fettvävnaden. I det här fallet är återinsättning nödvändig. När knuten ovanför kärlet ockluserar kanylen är det möjligt att lossa den mycket noggrant och göra om den. Små luftbubblor i katetern äventyrar i allmänhet inte kannulationen och är inte livshotande; men om det finns en stor luftbubbla i kanylen är det nödvändigt att dra tillbaka på kanylen med sprutan eller placera katetern i en annan gren. Vanligtvis är det möjligt att undvika koagelbildning och hålla kanylpatentet genom att ingjuta 0,2 ml bolus av saltlösning då och då under drift.
En begränsning av denna studie är en underutvärdering av kanylens patency i längre infusionstider: här utfördes en 24-timmars infusion medan råttor var inrymda i en metabolisk bur. För att få en längre infusionsperiod kan det vara användbart att använda antikoagulantiabehandling, som inte administreras i denna studie. Men under infusionen måste råttan hållas i den metaboliska buren eftersom det är den enda som stöder infusionssystemet. Denna plats är obekväm för djuret som kan vara stressat om det behandlas under en längre period. Dessutom användes endast saltlösning för infusion, så det finns inga resultat om specifik läkemedelsadministration. En begränsning av metoden är omöjligheten att infusera i artärgrenarna (om de finns) ovanför den som används för katetern. Av denna anledning rekommenderas att kanylera den närmaste grenen från aortan.
Ingen annan råtta SMA långsiktiga infusion modell för obegränsade djur finns i litteraturen. Jämfört med IMA kannulation modell beskrivs för många år sedan4, den beskrivna tekniken här har ett bredare experimentellt mål eftersom det tillåter drog infusion i SMA perfusion område och är inte begränsad till kolon. Nyligen användes selektiv cannulation av en gren av SMA för infusion av botulinumtoxin direkt i den arteriella mesenteriregionen för att studera effekten på tarmens glatta muskel10, men många andra läkemedel kan testas i framtiden. Till exempel kan antikoagulantia infunderas för att studera mesenteriisk trombos, eller läkemedel med en intestinal mikrobiotaverkan11 eller till och med läkemedel för inflammatoriska tarmsjukdomar12. Intraartär infusion är användbar för tarmmetabolismstudier i synnerhet, eftersom läkemedelseffekten är utvärdbar innan blodet går igenom portalcirkulationen där det är föremål för levermetabolism.
The authors have nothing to disclose.
Författarna vill erkänna Cen.Ri.S. (Centro di ricerche sperimentali) vid Università Cattolica del Sacro Cuore i Rom för tillstånd.
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 |