Summary
We beschrijven een techniek van endotracheale intubatie bij pasgeboren konijnen na slokdarmkatheterisatie met een maagsonde.
Abstract
Het pasgeboren konijn is een nuttig diermodel voor verschillende pathologieën en procedures. Luchtwegbeheer van het konijn is complex vanwege de anatomische kenmerken, wat verder ingewikkeld is in het geval van de pasgeborene. Van de verschillende methoden voor geavanceerd luchtwegbeheer is endotracheale intubatie minder agressief dan tracheostoma en is het haalbaarder dan supraglottisch beheer gezien het ontbreken van supraglottische apparaten van zo'n kleine omvang. Omdat directe glottisvisualisatie erg moeilijk is bij dieren van deze grootte, wordt dit blinde intubatiemodel gepresenteerd als een effectief alternatief, vooral voor experimenten die langdurige anesthesie vereisen. Met behulp van deze methode hebben we blinde intubaties uitgevoerd met een slagingspercentage van 90%.
Introduction
De eigenaardige anatomie van het ademhalingssysteem van het konijn maakt endotracheale intubatie ingewikkeld. De mondholte is diep en smal met een beperkt bereik van mondopening en een relatief grote tong, waardoor directe visualisatie van het strottenhoofd moeilijk is, zelfs met het gebruik van een strottenhoofd1,2. Bovendien is intubatie van het pasgeboren konijn, dat 10-20 keer kleiner is dan de volwassene, nog meer een uitdagende procedure. Naast deze anatomische kenmerken zijn konijnen gevoelig voor laryngospasme secundair aan manipulatie van de luchtwegen.
In de literatuur zijn verschillende intubatietechnieken beschreven, zoals laryngoscope tracheale intubatie, blinde intubatie, otoscoopintubatie, retrograde intubatie, endoscoopintubatie, tracheostoma en supraglottische apparaatventilatie3,4,5,6,7,8,9. Al deze technieken zijn met succes uitgevoerd bij volwassen konijnen; er zijn echter weinig publicaties met betrekking tot geavanceerd luchtwegbeheer bij het pasgeboren konijn10. Een studie beschrijft het uitvoeren van tracheostomieën bij dieren van deze leeftijd om ademhalingsmechanica en longvolumes te beoordelen, hoewel dit een agressieve en onomkeerbare techniek is11. Deze methode voor endotracheale intubatie is een effectieve en goedkope methode voor luchtwegbeheer bij pasgeboren konijnen gebleken.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
De hieronder beschreven intubatieprocedure werd goedgekeurd door het Comité voor institutionele dierverzorging en -gebruik van de Universiteit van Barcelona (CEEA 180/19)
1. Experimentele voorbereiding
- Verkrijg de volgende materialen: 2 mm diameter polyvinylchloride (PVC) endotracheale buis, 6 Franse (Fr) polyurethaan voedingsbuis, vlakke en brede tip dissectie tang en steriel smeermiddel (Figuur 1).
- Houd tijdens de intubatie- en operatieprocessen steriele omstandigheden aan.
2. Anesthesie
- Verdoof het dier met 5 mg/kg xylazine en 25 mg/kg ketamine die intramusculair samen worden aangebracht in de vastus lateralis van de femorale quadriceps. Alpha-2 agonisten zoals dexmedetomidine kunnen ook worden gebruikt in plaats van xylazine.
- Laat 3-5 minuten voor de medicatie effect bereiken.
- Lees dezelfde dosis totdat diepe anesthesie is bereikt (negatief pedaal, palpebraal en hoornvliesreflexen). Idealiter zal het konijn spontane ademhaling behouden tot intubatie.
3. Endotracheale intubatie
- Leg het konijn op een thermische deken bij 37 °C. Plaats het dier in dorsale ligfiets met het hoofd in hyperextensie. Lijn het hoofd zo recht en middellijn mogelijk uit. Een rol van vier centimeter gemaakt van steriel gaas dat in het dorsale gebied van de nek wordt geplaatst, kan nuttig zijn om ten minste 45° verlenging te bereiken (figuur 2).
- Gebruik een vlakke en brede tipdissectie tang om de mondholte ongeveer een centimeter breed te openen. Gebruik een tang met een stomp en breed uiteinde om mondtrauma te voorkomen.
- Meet de afstand tussen de mond en het gebied van de maag (eerste rib). Breng een gesmeerde 6 Franse (Fr) polyurethaan maagbuis aan op het voorgemeten merkteken (figuur 3-4).
- Verplaats de voedingsbuis naar links en bevestig met plakband aan het chirurgische veld.
- Introduceer de PVC-endotracheale buis met een diameter van 2 mm, bedekt met steriel smeermiddel tot de 3 cm-markering.
- Als er problemen zijn bij het oprukken van de buis, beweeg deze dan volledig en reattempt totdat een soepele glijbeweging is bereikt. Het risico op trauma aan het strottenhoofd en epiglottis is aanzienlijk bij meerdere intubatiepogingen. Bevestig de buis met plakband aan het chirurgische veld(figuur 5-6).
- Sluit de endotracheale buis aan op de ventilator met de volgende instellingen: Getijdenvolume - 10 ml/kg; ademhalingsfrequentie: 40 ademhalingen/min; FiO2 100%, KIJKP 6.
- Bevestig de juiste positie van de buis door de detectie van CO2 in uitgeademde lucht (ETCO2),directe visualisatie van thoracale uitzetting en verneveling van de buis. Monitoring van het dier door pulsoximetrie en longauscultatie kan ook nuttig zijn (figuur 7).
- Gebruik aan het einde van het experiment een gestandaardiseerd euthanasieprotocol dat bestaat uit intraveneuze toediening van pentobarbital 120-240 mg/kg. Herhaal doses tot adembeëindiging, reflexverzuim en asystole worden bereikt.
OPMERKING: In de chirurgische experimenten leeft het dier tijdens het ventilatieproces en wordt het uiteindelijk geëuthanaseerd.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
In het laboratorium wordt deze techniek uitgevoerd door medisch personeel met ervaring in het experimenteren met Nieuw-Zeelandse konijnen en expertise in pediatrische luchtwegbeheer. De procedure is uitgevoerd door een onderzoeker op 10 dieren met een wereldwijd slagingspercentage van 90%. Eerder had een andere onderzoeker geoefend met het optimaliseren van zowel de positie van het dier als de juiste buisfixatielengte. Geen van de dieren was geïntubeerd in slokdarm. Slechts één poging (10%) door de extreem kleine omvang van het dier (tabel 1). Zodra blinde intubatie is geoefend, wordt succes bereikt bij de eerste poging in de meeste gevallen, zelfs als de procedure wordt uitgevoerd door personeel dat niet eerder is opgeleid in het beheer van konijnenluchtwegen. We bereikten een slagingspercentage van 100% intubatie bij een of twee pogingen bij dieren met een gewicht van gelijk aan of groter dan 120 g.
Figuur 1: Materialen die nodig zijn voor het experiment: Dissectie tang, voedingsbuis, endotracheale buis, steriel smeermiddel. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: Positie van het dier voor intubatie: Dorsale ligfiets en milde hyperextensie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3: Mondopening met dissectie tang. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4: De voedingsbuis wordt in de maag gebracht. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 5-6: De endotracheale buis wordt 3 cm blind en vast, samen met de voedingsbuis, in het chirurgische veld gebracht. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 6: De vaste endotracheale buis en voedingsbuis. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 7: Het dier is aangesloten op de beademingsapparaat. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
| DIERNUMMER | GEWICHT (g) | Succes | Pogingen | Dood |
| 1 | 150 | + | 1 | - |
| 2 | 125 | + | 2 | - |
| 3 | 180 | + | 1 | - |
| 4 | 210 | + | 1 | - |
| 5 | 120 | + | 2 | - |
| 6 | 140 | + | 2 | - |
| 7 | 200 | + | 1 | - |
| 8 | 190 | + | 1 | - |
| 9 | 180 | + | 1 | - |
| 10 | 110 | - | 3 | + |
| Totale | 160.5 | 90% | 1.5 | 10% |
Tabel 1: Kenmerken van dierenmonsters en endotracheale intubatiepogingen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Konijnen worden veel gebruikt in dierproeven vanwege hun beschikbaarheid, hoge reproductiesnelheid met korte intergenerationele tijden en eenvoudige hantering2. In ons centrum gebruiken we 5-7-daagse oude Nieuw-Zeelandse konijnen(Oryctolagus cuniculus)als neonatale model om de neurologische gevolgen van extracorporale chirurgie op de zich ontwikkelende hersenen te bestuderen. Als gevolg hiervan gebruiken we procedures die diepe anesthesie vereisen en endotracheale intubatie moeten gebruiken voor perioden van tijd tot een uur.
Bij het volwassen konijn zijn verschillende luchtwegbeheertechnieken beschreven, meestal in een chirurgische context. Toen we probeerden deze technieken te extrapoleren naar de konijnenkits, ontstonden er verschillende problemen. De konijnen wegen tussen de 110 en 210 gram en hebben een maximaal mondopeningsbereik van 1 cm. Deze kenmerken maken directe visualisatie van het strottenhoofd moeilijk en het is ingewikkeld om endoscopisch materiaal klein genoeg te vinden. Een andere optie die in de literatuur wordt beschreven, is om een otoscoop in de mondholte te plaatsen en deze te gebruiken als een gids om de PVC-buis7te introduceren. Bij pasgeboren konijnen maken zowel de aanwezigheid van de tong als de kleine omvang van de mond directe visualisatie van de glottis moeilijk. Bovendien zijn er geen supraglottische apparaten van voldoende afmetingen voor pasgeborenen.
Vanwege de hierboven genoemde omstandigheden zijn er twee fundamentele mechanismen om de luchtweg van het zeer kleine konijn te beveiligen: tracheostoma en blinde intubatie. Tracheostomie is een invasieve benadering die is gebruikt bij zowel volwassen als pasgeboren konijnen10,12. Het heeft het voordeel van directe tracheale visualisatie, waardoor de proceduralist de exacte locatie van de endotracheale buis kan identificeren. Er is echter een hoog risico op mechanische complicaties en infectie van het incisiegebied, naast een verminderde overlevingskans van de dieren zodra de procedures zijn voltooid13. Endoscopische/fiberoptische intubatie is een methode die directe visualisatie zonder operatie mogelijk zou maken5. Een andere optie om laryngeale trauma's te voorkomen, is het gebruik van een nauwsluitend gezichtsmasker, dat enkele extra nadelen heeft, zoals suboptimale ventilatie en opgezette maag.
In het laboratorium wordt blinde intubatie gebruikt om de luchtwegen van pasgeboren konijnen te beheren. Deze methode is bij het volwassen konijn beschreven als een haalbare techniek met een hoge succesindex6. In de eerste experimenten probeerden we deze techniek uit te voeren zonder occlusie van het spijsverteringskanaal. Het resultaat was een hoge mate van introductie van de endotracheale buis in de slokdarm. Met het inbrengen van de maagbuis vóór intubatie werd in 90% van de gevallen echter een succesvolle intubatie bereikt. Wat de grootte van de endotracheale buis betreft, hebben we in eerste instantie geprobeerd perifere veneuze katheters met een diameter van maximaal 14 meter te gebruiken, waarbij we problemen waarnemen bij zowel het inbrengen (grotere stijfheid) als ventilatie (diameter te klein en moeite met aansluiten op de ventilator). In onze ervaring is het gebruik van endotracheale buizen met een inwendige diameter van 2 mm die op een diepte van niet meer dan 3 cm zijn geïntroduceerd, het meest effectief geweest bij het ventileren van kleine konijnen, aangetoond door de juiste gasometrische en ETCO2-waarden. Hoewel intubatie bij volwassen konijnen over het algemeen hyperextensie van het hoofd vereist tot in wezen een hoek van 90° ten opzichte van het horizontale oppervlak van de tafel, konden we de procedure uitvoeren met slechts een milde hoofdverlenging.
Een van de belangrijke elementen waar rekening mee moet worden gehouden bij het uitvoeren van deze procedure is de brokkelige aard van de pasgeboren konijnenpijp. Om dit in gedachten te houden, introduceren we de voorgesmeerde buis langzaam en voorzichtig om tracheale perforatie te voorkomen. We raden aan om de buis niet verder dan 3 cm in te brengen, omdat dit de optimale lengte bleek te zijn tijdens oefenpogingen en de intubatie te stoppen als de procedurele tegenstand ondervond; in deze situatie verdient het de voorkeur om de buis te verwijderen en opnieuw te beginnen. We ervoeren één geval van waarschijnlijke tracheale perforatie bij het kleinste dier in het cohort.
De belangrijkste beperking van deze techniek is de moeilijkheid om de juiste positie van de endotracheale buis te detecteren zodra deze is geïntroduceerd. In onze ervaring zijn de vooruitgang van het apparaat zonder weerstand, de detectie van geschikte ETCO2,de verneveling van de buis en visualisatie van thoracale expansie tijdens ventilatie, evenals het onderhoud van vitale functies voldoende geweest om de geschiktheid van de procedure in alle gevallen te bevestigen. Bij sommige experimentele proefpersonen werden arteriële gasometrieën uitgevoerd tijdens de ventilatie met voldoende kooldioxide- en zuurstofconcentratie. Bovendien, hoewel histopathologieanalyse niet werd uitgevoerd, heeft eerder gepubliceerde literatuur slijmvliesletsel aan de luchtpijp beschreven bij afwezigheid van klinische veranderingen secundair aan intubatie14.
Kortom, het model van intubatie bij pasgeboren konijnen dat we hebben beschreven, is een snelle techniek die basisbenodigdheden gebruikt en effectieve ventilatie mogelijk maakt. Wij geloven dat deze techniek kan worden opgenomen in het bewapeningsarium van luchtwegbeheer van neonatale konijnen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
Dit werk werd ondersteund door subsidies van het Instituto de Salud Carlos III [PFIS2017-0224], "Beca Ruza" van de Sociedad Española de Cuidados Intensivos Pediátricos en het Vanderbilt Medical Scholars Program.
De sponsors waren niet betrokken bij het verzamelen, analyseren of interpreteren van de gegevens.
We willen Isabel Salas bedanken voor de hulp die is geboden in het dierenlaboratorium en de heer Carles Fábrega en mevrouw Gemma Fernandez-Asensio van het audiovisueel techincal-team van het Sant Joan de Déu-ziekenhuis voor hun technische ondersteuning bij de video-opname en -productie.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 2 mm diameter Polyvinyl Chloride (PVC) endotracheal tube | Vygon | 520.20 | |
| 6 French polyurethane feeding tube | Vygon | 310.06 | |
| Anesthesia (Ketamine and Xylazine) | |||
| Multiparameter monitor Intellivue MP5 | Phillips | ||
| Plain and wide tip dissection forceps | LensforVision | AK005 | |
| Sterile lubricant (Silkospray) | Rush | ||
| Ventilator Servo 900c | Maquet |
References
- Gilroy, B. A. Endotracheal intubation of rabbits and rodents. Journal of the American Veterinary Medical Association. 179 (11), 1295 (1981).
- Graham, J.
- Fick, T. E., Schalm, S. W. A simple technique for endotracheal intubation in rabbits. Laboratory Animals. 21 (3), 265-266 (1987).
- Conlon, K. C., et al. Atraumatic endotracheal intubation in small rabbits. Laboratory Animal Science. 40 (2), 221-222 (1990).
- Johnson, D. H. Endoscopic intubation of exotic companion mammals. The Veterinary Clinics of North America. Exotic Animal Practice. 13 (2), 273-289 (2010).
- Falcão, S. C., et al. Technique of blind tracheal intubation in rabbits (Oryctolagus cuniculi) supported by previous maneuver of esophageal cannulization. Acta Cirurgica Brasileira. 26 (5), 352-356 (2011).
- Miura, H., et al.
- Thompson, K. L., et al. Endotracheal Intubation of Rabbits Using a Polypropylene Guide Catheter. Journal of Visualized Experiments. (129), (2017).
- Comolli, J., et al. Comparison of endoscopic endotracheal intubation and the v-gel supraglottic airway device for spontaneously ventilating New Zealand white rabbits undergoing ovariohysterectomy. Veterinary Record. , 1-8 (2020).
- Hua, S., et al. Effects of different ventilation strategies on lung injury in newborn rabbits. Pediatric Pulmonology. 47 (11), 1103-1112 (2012).
- Kitchen, M. J., et al. The role of lung inflation and sodium transport in airway liquid clearance during lung aeration in newborn rabbits. Pediatric Research. 73 (4-1), 443-449 (2012).
- Boon, M. S., et al. Tubeless tracheotomy for survival airway surgery in the leporine model. The Laryngoscope. 125 (3), 680-684 (2015).
- Dion, G. R., et al. Morbidity and mortality associated with preclinical tracheostomy models. The Laryngoscope. 128 (2), 68-71 (2018).
- Phaneuf, L. R., et al. Tracheal injury after endotracheal intubation and anesthesia in rabbits. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 45 (6), 67-72 (2006).
