Waiting
Login processing...

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

Medicine

Upprepad Orotracheal Intubation hos möss

doi: 10.3791/60844 Published: March 27, 2020

Summary

Målet med denna artikel är att beskriva en raffinerad metod för intubation av laboratoriemusen. Metoden är noninvasive och därför idealisk för studier som kräver seriell övervakning av andningsfunktion och/eller instillation av behandlingar i lungan.

Abstract

Litteraturen beskriver flera metoder för mus intubation som antingen kräver visualisering av glottis genom munhålan eller snitt i ventrala halsen för direkt bekräftelse av kanyl placering i luftstrupen. Den relativa svårigheten eller vävnadstrauma som orsakas av sådana förfaranden kan vara ett hinder för en prövares förmåga att utföra longitudinella studier. Denna artikel illustrerar en teknik där fysisk manipulering av musen efter användning av en hårborttagning för att ta bort hår från den ventrala halsen tillåter transkutan visualisering av luftstrupen för orotracheal intubation oavsett grad av hud Pigmentering. Denna metod är ofarlig för ämnet och lätt uppnås med en begränsad förståelse av murine anatomi. Detta förfinade tillvägagångssätt underlättar upprepad intubation, vilket kan vara nödvändigt för att övervaka sjukdomsprogression eller instillation av behandlingar. Med hjälp av denna metod kan resultera i en minskning av antalet djur och teknisk skicklighet som krävs för att mäta lungfunktion i musmodeller av luftvägssjukdom.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Laboratoriemusen är en vanlig djurmodell för sjukdomar i människans luftvägssjukdom. Således finns det flera publicerade metoder för mus intubation för både instillation av behandlingar och mätning av andningsmekanik. De flesta av de beskrivna förfarandena kräver visualisering av glottis genom munhålan med specialiserad utrustning såsom laryngoskop eller fiberoptisk ljuskälla1,2,3,4,5,6,7. Detta kan dock vara svårt när en relativt stor kanyl krävs, eftersom det kan skymma forskarens syn. Limjunyawong et al.8 har tagit upp denna oro med en metod för intubation där en liten testning snitt görs längs mittlinjen av ventrala halsen möjliggör visualisering av luftstrupen. Efter proceduren är snittet stängt med vävnadslim.

För studier som kräver frekventa upprepade intubations, kräver successiv inkubation och stängning av denna webbplats debridement av hudmarginalerna och vävnadstrauma till ventrala halsen. Syftet med den transkutana trakeal visualiseringsmetoden för oral intubation är att tillhandahålla en raffinerad, noninvasive teknik som är särskilt lämplig för upprepade intubationsstudier samt enskilda intubationshändelser hos möss.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Alla djuraktiviteter som beskrivs här har godkänts av Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) vid Ohio State University och genomfördes i AAALAC-ackrediterade anläggningar.

1. Förfarandeberedning

  1. Konstruera intubationsplattformen. För att uppnå lämplig plattformslutning, använd ett tretums (7,6 cm) 3-ringpärm. Vik en 15−20 cm längd av 3-0 silke eller annat gängmaterial på mitten och fäst trådens ändar till toppen av den lutande plattformen med tejp för att skapa en upphängningsslinga (figur 1).
  2. Välj en kanyl av lämplig storlek och längd.
    OBS: För en 20−30 g mus kan en 2,5−3,8 cm lång kateter på upp till 18 G användas för en 2,5–3,8 cm lång kateter upp till 18 G. För denna studie användes 18 veckor gamla balb/c och 10 veckor gamla C57BL/6 möss (n = 3 av varje stam). En ogenomskinlig vit kateterskid ger den bästa transkutana visualiseringen.
  3. Skär en avfasning på kateterns distala spets och släta ut den skurna ytan med slippapper för att skapa en rundad avfasningsspets. Skapa försiktigt en liten böj i kanylen ca 1 cm från avfasningen (figur 2).
    OBS: En ny kateter bör användas för varje mus.
  4. Bedöva musen med ketamin (5,4 mg/g kroppsvikt) och xyazin (16 μg/g kroppsvikt) administreras intraperitonealt.  Applicera steril oftalmisk salva på ögonen.
    OBS: Korrekt bedövningsdjup uppnås genom bristande svar från musen till en fast tå nypa.
  5. Häng upp musen i en bifällningsposition på intubationsplattformen genom att haka de övre framtänderna runt sidentråden högst upp på den vinklade ytan (figur 3). När musen är fyrkantigt placerad i dorsala recumbency, försiktigt förstå basen av svansen och dra tillbaka svansen mot bordet. Placera en bit tejp över basen av svansen för att säkra musen.
  6. Applicera hårborttagningskräm (Tabell av material) på ventrala livmoderhalscancer regionen för 30−45 s sedan ta bort alla hårborttagningskräm från livmoderhalscancer regionen med hjälp av en torr gasväv. Upprepa ansökningsprocessen om det behövs. Skölj huden noggrant med saltlösning eller destillerat vatten för att avlägsna eventuella rester och torka sedan torrt.

2. Intubation förfarande

  1. Använd raka, platta pincett i den icke-dominerande handen för att försiktigt dra tillbaka tungan på ett sätt som tillräckligt öppnar munnen för införande av kanylen.
    OBS: Råtttandtångstång bör inte användas eftersom detta kommer att skada tungan.
  2. Med den dominerande handen, för kanylen in i munnen så att slutet som är distalt till den lilla böjen är mot taket på motivets mun.
  3. Släpp tungan och skjut den plana kanten av de slutna pincetten caudally längs den ventrala halsen tills manubriumet nås. Denna rörelse förskjuter sidled spottkörtlarna och plattar till muskeln som täcker luftstrupen. Luftstrupen visas transkutant som en vit linje (figur 3A). Om det behövs, rotera pincetten i en kraniodorsal riktning samtidigt som spänningen på huden i en caudal riktning för att orsaka de lateralt fördrivna spottkörtlarna till toppen. Denna manöver skapar mer kontrast runt luftstrupen (figur 3B).
    OBS: Undvik överdriven kraft på den ventrala halsen eftersom det kan kollapsa luftstrupen och försämra andningen.
  4. För fram kanylen samtidigt som du metar kanylens distala spets genom att supination av den dominerande handen med samtidig böjning av handleden.
  5. Den korrekta placeringen av kanylen indikeras genom visualisering av den ogenomskinliga kanylen i luftstrupen (figur 4B,D). Om kanylen har avancerat förbi nivån på ursprunget till tuggmuskeln och visualisering av kanylen i luftstrupen inte har bekräftats, dra tillbaka kanylen och sätt tillbaka manövern.
  6. Bekräfta korrekt kanylplacering genom att ansluta en lunginflation glödlampa till kanylen och observera bröst expansion med samtidig depression av enheten.
  7. Utan att förskjuta kanylen, försiktigt haka av incisorerna på musen från intubation plattformen. Flytta musen till en horisontell plattform (Tabell över material) och sätt in kanylen på adaptern på ventilatorn. Efter den djupa inflationen, ventilera musen för 60 s sedan mäta luftvägsbeständighet.

3. Återhämtning

  1. När proceduren är klar flyttar du musen till en uppvärmd plattform. Ge konstant stimulering via ljus tå eller svans klämmer för att uppmuntra spontan andning.
  2. Extubation kan uppstå när musen bara börjar tugga. Ta tag i kanylen i nivå med navet och dra försiktigt röret kranialt och bort från musen tills kanylen är helt bort från motivets mun.
    OBS: Det är att föredra att ge luftvägsstöd med den stela kanylen så länge som möjligt under återhämtningsprocessen.
  3. När extubated, överföra musen till en ren återhämtning bur med värme stöd. Övervaka musen kontinuerligt tills den är helt ambulatorisk och återhämtningen är klar.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Seriell övervakning av lungfunktionen vid baslinjen
Arton veckor gamla balb/c och 10 veckor gamla C57BL/6-möss (n = 3 av varje stam) intubers med den beskrivna metoden dag 0, 3, 10 och 17. Efter intubation på varje dag, var motivet ansluten till en mekanisk ventilator levereras med 100% syre (Tabell av material). Luftvägsresistens (Rrs) mättes med hjälp av forcerad svängning teknik för 60 s efter en djup inflation till 25 cm H2O höll i 5 s. Inga programvarufel i samband med denna ihållande andetag håll tillsammans med Rrs värden inom fysiologiska intervall ger ytterligare stöd för korrekt placering av kanylen. Data visade inga signifikanta skillnader mellan uppmätta Rrs som observerats mellan tidpunkter inom varje stam (figur 5). Det antas att frånvaron av en ökning av Rrs över tiden indikerar brist på trauma-associerade inflammation i andningsorganen under fyra på varandra följande tidpunkter.

Statistisk analys
Beskrivande statistik (medelvärde och standardfel) beräknades med hjälp av statistisk analysprogramvara (Tabell över material). Kolmogorov-Smirnov-metoden användes för att verifiera gaussiska datadistributionen. Statistiska analyser av datamängder gjordes av opröva ANOVA, med en post hoc Tukey-Kramer flera jämförelse efter test. Alla data presenteras som medelvärde ± SEM. P < 0,05 ansågs statistiskt signifikant.

Figure 1
Figur 1: Intubationsplattform. Intubationsplattformen består av en treringspärm med en slinga av silkestråd som fästs på pärmens ovankant för att skapa en upphängningsslinga. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2: Kanylberedning. (A) Lateral bild av den förberedda kanylen. Observera den milda vinkel som skapats ca 1 cm från den rundade avfasningen vid kateterns distala ände och kanylvinkelns orientering i förhållande till avfasningen. ( B)Dorsoventral syn på den förberedda kanylen. Notera avfasningens rundade och jämnade kant. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3: Trakeal visualisering. (A) Pincett placeras på ventral hals och huden är försiktigt indragen caudally att i sidled tränga undan spottkörtlarna och ge visualisering av luftstrupen som en vit struktur på ventrala mittlinjen (svart pil). (B)Kraniodorsal rotation av pincett på ventral hals skapar en utskjutande av spottkörtlarna (*). Luftstrupen visualiseras som den vita linjära strukturen på ventrala mittlinjen mellan spottkörtlarna (svart pil). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 4
Figur 4: Korrekt kanylplacering. (A)C57BL/6 mus placerad på intubationsplattformen med kanylen förs in i proximala munhålan. (B)C57BL/6 mus med kanylen ordentligt placerad i luftstrupen. Observera att kanylen lätt kan visualiseras som den vita strukturen i luftstrupen (vit pil). (C)BALB/c mus placerad på intubationskortet med kanylen förs in i proximala munhålan. (D)BALB/c mus med kanylen ordentligt placerad i luftstrupen. Den vita kanylen kan lätt visualiseras i luftstrupen (svart pil). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 5
Figur 5: Seriell mätning av resistens. Inga signifikanta skillnader av uppmätta Rrs observerade mellan tidpunkter inom varje stam. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Intubation med hjälp av transkutan trakeal visualisering teknik erbjuder en raffinerad inställning till standard hud snitt metod. Med särskild uppmärksamhet på flera viktiga steg kan intubation enkelt och snabbt uppnås. Djuret måste placeras rakt i dorsala recumbency på intubation plattform med musen säkrad i mild upprullning. Detta kommer att utvidga djuret i vertikal anpassning och korrekt placering för intubation. Dessutom bör hårborttagningskrämen inte vara i kontakt med djurets hud längre än 30−45 s och bör sköljas noggrant för att avlägsna alla rester. Utökad hudkontakt med hårborttagningskrämen kommer att orsaka onödig smärta för djuret och sår kan hindra utsikten över luftstrupen9. Det är absolut nödvändigt att använda rätt handled rörelse som den dominerande handen introducerar katetern i glottis. Den dominerande handleden bör flex medan handen rör sig i en supination rörelse. Det är också viktigt att övervaka motivet noga som den platta kanten av pincetten pressas på den ventrala halsen för att visualisera luftstrupen. Trycket från pincetterna kommer att ockludera luftstrupen och orsaka hypoxi om den bibehålls under en längre tid. Om patienten verkar cyanotisk, låt en kort paus för slemhinnor att återgå till en rosa färg och för andning att stabiliseras innan upprepa försök.

Omfattande mus intubation erfarenhet var inte nödvändigt att utföra denna teknik. De vanligaste komplikationerna i oerfarna individer inkluderar laryngeal trauma och övre luftvägarna inflammation på grund av att flera intubation försök. Noggrann övervakning är nödvändig under återvinning av dessa patienter som medicinsk intervention med nonsteroidal antiinflammatoriska medel kan anges. Upprepade misslyckade intubationsförsök kan resultera i vävnadstrauma och inflammation i den distala munhålan, vilket kan resultera i övre luftvägsljud, dyspné, hypoxemi, långvarig återhämtning, oförmåga att utföra upprepad intubation eller död.

Flera ändringar rekommenderas i händelse av att intubation inte lyckas. Först, se till att avfasningen av kanylen är slät, rundad och skuren till lämplig längd för djurets storlek. Avfasningskanten kan jämnas med slippapper för att minimera vävnadstrauma och underlätta intubation7. Kontrollera dessutom att kanylen uppvisar en liten kurva på cirka 15° på en tredjedels avstånd från avfasningen och kanylens spets avfasas i en 45° vinkel enligt beskrivningen i Brown et al.6. Kontrollera alltid att katetern är i rätt riktning före och när du utför denna procedur.

För denna studie intuberades möss för upprepade lungfunktionstester med hjälp av ett mekaniskt ventilationssystem för att registrera lungfunktionsmätningar. En stor, 18 G kanyl användes för att skapa en tät tätning. För att utföra upprepade lungfunktionsstudier på möss med en mindre trakealdiameter på grund av ålder eller stam kan det vara svårt att placera en större kanyl. Om en mindre kanyl väljs för användning, se till att en korrekt tätning fortfarande kan uppnås och att kanylens motstånd inte är högre än motstånd hos försökspersonens luftväg10. En lyckad djup inflationspertation är tillräcklig bekräftelse av en lämplig tätning. Observera att en sådan tätning är onödig om endast installation av behandlingar i lungan önskas.

Även om den beskrivna metoden har gjort ändringar som förhindrar yttre vävnad skador, den övre gränsen för frekvensen av intubation är fortfarande en funktion av kumulativa trauma till glottis och luftstrupe på grund av överdriven införandet av kanylen. Samtidig övervakning av en kontrollgrupp för signifikant ökning av luftvägsresistens under en studie rekommenderas eftersom vävnadstrauma åtföljs av inflammation som kommer att resultera i minskad luminaldiameter av luftstrupen. Signifikanta ökningar av luftvägsresistens under loppet av upprepade intubationsförfaranden observerades inte i den aktuella studien. Möss förblev kliniskt normala under studietiden och brutto obduktion av övre luftvägarna strukturer var alldaglig vid studiens slutsats i alla djur.

Sammanfattningsvis erbjuder den beskrivna intubationstekniken en noninvasive metod för att placera endotrakeal kanyllar med minimal utrustning inklusive en lutande yta, pincett, en polypropylen kanyl och hårborttagning leveranser. Denna raffinerade metod möjliggör upprepade intubation händelser utan återkommande vävnad trauma och smärta i samband med en testning snitt webbplats på ventrala halsen eller en trakeotomi förfarande. Dessutom minskar denna metod antalet möss som krävs eftersom enskilda möss kan upprepade gånger intuberas under hela studien. Det eliminerar också behovet av särskilt utformade intubation fasthållningsanordningar, omfattningar eller transilluminating utrustning för luftvägarna visualisering. BALB/c- och C57BL/6-stammar användes i denna studie för att visa teknikframgång i både ljusa och mörka pigmenterade stammar och djur av relativt ung ålder och liten storlek (10−20 veckor gamla möss). Denna raffinerade teknik är lämplig för enkel eller upprepad intratrakeal instillation av föreningar, bronchoalveolar lavage, bildframställning eller lungfunktion testning. Denna minimalt invasiva, mångsidig metod kan implementeras för praktiskt taget alla förfaranden som kräver tillgång till de nedre luftvägarna.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har inget att avslöja.

Acknowledgments

Författarna tackar Lucia Rosas, Lauren Doolittle, Lisa Joseph och Lindsey Ferguson för deras tekniska hjälp och University Laboratory Animal Resources för deras stöd för djurvård. Detta arbete finansieras av NIH T35OD010977 och R01-HL102469.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
18 G x 1 1/4" intravenous catheter, Safelet Fisher Scientific #14-841-14 Cannula for intubation
70% ethanol, 10 L Fisher Scientific 25467025 Cleaning cannula
Abrasive paper (sandpaper) Porter-Cable 74001201 Cannula preparation
AnaSed (xylazine sterile solution) injection (100 mg/mL) Akorn Animal Health NDC# 59399-111-50 Anesthesia
Blue labeling tape (0.5 in x 14 yds) Fisher Scientific 15966 Restraint on intubation platform
Braided silk suture without needle, nonsterile, (3-0) Henry Schein Item #1007842 Intubation platform
Deltaphase Isothermal Pad Braintree Scientific 39DP Mouse thermoregulation and recovery
Deltaphase Operating Board Braintree Scientific 39OP Mouse recovery (prior to extubation)
Distilled water ThermoFisher 15230253 Cleaning mouse following depilation
Eye Scissors, angled, sharp/sharp Harvard Apparatus 72-8437 Cannula preparation
FlexiVent (FX Module 2) Scireq N/A Record lung function data (not required to perform procedure, used in this study to validate procedure)
Gauze sponges Fisher scientific 13-761-52 Hair removal
Heavy-Duty 3" 3-Ring View Binders Staples 24690CT Intubation platform
Instat Software Graphpad N/A Statistical analysis software
Insulin syringe (0.5 cc, U100) Fisher Scientific 329461 Anesthesia administration
Ketamine HCl Injection, USP (100 mg/mL) Llyod Laoratories List No. 4871 Anesthesia
Lung inflation bulb Harvard Apparatus 72-9083 Confirm cannula placement
Micro Forceps, Curved, Smooth Harvard Apparatus 72-0445 Retract tongue and create tension on neck for cannula visualization
Nair (hair removal lotion), 9 oz bottle Church & Dwight 42010440 Hair removal
Sterile saline (0.9%), 10 mL Fisher Scientific NC9054335 Anesthesia, cleaning skin following hair removal

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Spoelstra, E. N., et al. A novel and simple method for endotracheal intubation of mice. Laboratory Animals. 41, (1), 128-135 (2007).
  2. Rivera, B., Miller, S. R., Brown, E. M., Price, R. E. A Novel Method for Endotracheal Intubation of Mice and Rats Used in Imaging Studies. Contemporary Topics in Laboratory Animal Science. 44, (2), 52-55 (2005).
  3. Sparrowe, J., Jimenez, M., Rullas, J., Martinez, A. E., Ferrer, S. Refined Intratracheal Intubation Technique in the Mouse, Complete Protocol Description for Lower Airway Models. Global Journal of Animal Scientific Research. 3, (2), 363-369 (2015).
  4. Deyo, D. J., Wei, J. A Novel Method of Intubation and Ventilation in Mice. Anesthesia & Analgesia. 88, (2), 179 (1999).
  5. Vergari, A., et al. A new method of orotracheal intubation in mice. European Review for Medical and Pharmacological Sciences. 8, (3), 103-106 (2004).
  6. Brown, R. H., Walters, D. M., Greenberg, R. S., Mitzner, W. A method of endotracheal intubation and pulmonary functional assessment for repeated studies in mice. Journal of Applied Physiology. 87, (6), 2362-2365 (1999).
  7. Das, S., MacDonald, K., Chang, H. S., Mitzner, W. A Simple Method of Mouse Lung Intubation. Journal of Visualized Experiments. (73), e50318 (2013).
  8. Limjunyawong, N., Mock, J., Mitzner, W. Instillation and Fixation Methods Useful in Mouse Lung Cancer Research. Journal of Visualized Experiments. (102), e52964 (2015).
  9. Qin, W., Baran, U., Wang, W. Lymphatic response to depilation-induced inflammation assessed with label-free optical lymphangiography. Lasers in Surgery and Medicine. 47, (8), 669-676 (2015).
  10. McGovern, T. K., Robichaud, A., Fereydoonzad, L., Schuessler, T. F., Martin, J. G. Evaluation of Respiratory System Mechanics in Mice using the Forced Oscillation Technique. Journal of Visualized Experiments. (75), e50107 (2013).
Upprepad Orotracheal Intubation hos möss
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Nelson, A. M., Nolan, K. E., Davis, I. C. Repeated Orotracheal Intubation in Mice. J. Vis. Exp. (157), e60844, doi:10.3791/60844 (2020).More

Nelson, A. M., Nolan, K. E., Davis, I. C. Repeated Orotracheal Intubation in Mice. J. Vis. Exp. (157), e60844, doi:10.3791/60844 (2020).

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