Summary
Vi beskriver en teknik för endotracheal intubation hos nyfödda kaniner efter matstrupe catheterization med ett magrör.
Abstract
Den nyfödda kaninen är en användbar djurmodell för olika patologier och procedurer. Luftvägshantering av kaninen är komplex på grund av dess anatomiska egenskaper, vilket är ytterligare komplicerat när det gäller nyfödda. Av de olika metoderna för avancerad luftvägarna förvaltning, endotracheal intubation är mindre aggressiv än tracheostomy, och är mer genomförbar än supraglottic förvaltning med tanke på bristen på supraglottic enheter av så liten storlek. Eftersom direkt glottis visualisering är mycket svår hos djur i denna storlek, presenteras denna blinda intubation modell som ett effektivt alternativ, särskilt för experiment som kräver långvarig anestesi. Med den här metoden utförde vi blinda intuberingar med en 90% framgångsgrad.
Introduction
Den märkliga anatomin i kaninens andningsorgan gör endotracheal intubation komplicerad. Munhålan är djup och smal med ett begränsat utbud av munöppning och en relativt stor tunga, vilket gör direkt visualisering av struphuvudet svår även med hjälp av ett struphuvud1,2. Dessutom är intubering av den nyfödda kaninen, som är 10-20 gånger mindre än den vuxna, ännu mer av ett utmanande förfarande. Förutom dessa anatomiska egenskaper är kaniner benägna att laryngospasm sekundärt till manipulering av luftvägarna.
Flera intubation tekniker har beskrivits i litteraturen, såsom laryngoscope trakeal intubation, blind intubation, otoscope intubation, retrograd intubation, endoskop intubation, tracheostomy och supraglottic enhet ventilation3,4,5,6,7,8,9. Alla dessa tekniker har utförts framgångsrikt hos vuxna kaniner; det finns dock få publikationer om avancerad luftvägshantering i den nyfödda kaninen10. En studie beskriver utför trakeostomier hos djur i denna ålder för att bedöma andningsmekanik och lungvolymer, även om detta är en aggressiv och irreversibel teknik11. Denna metod för endotracheal intubation har visat sig vara en effektiv och billig metod för luftvägshantering hos nyfödda kaniner.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Det intuberingsförfarande som beskrivs nedan godkändes av Barcelona University Institutional Animal Care and Use Committee (CEEA 180/19)
1. Experimentell förberedelse
- Skaffa följande material: 2 mm diameter polyvinylklorid (PVC) endotrakealrör, 6 franska (Fr) polyuretanmatningsrör, plana och breda spetsdesektionstångar och sterilt smörjmedel (Figur 1).
- Under intuberings- och kirurgiprocesserna, upprätthålla sterila förhållanden.
2. Anestesi
- Bedöva djuret med 5 mg/kg xyzin och 25 mg/kg ketamin appliceras intramuskulärt i de stora lateralierna av femorala quadriceps. Alfa-2 agonister såsom dexmedetomidine kan också användas istället för xylazin.
- Låt 3-5 minuter för medicinen att nå effekt.
- Readminister samma dos tills djup anestesi uppnås (negativ pedal, palpebral och hornhinnans reflexer). Helst kommer kaninen att upprätthålla spontan andning tills intubering.
3. Endotracheal intubation
- Placera kaninen på en termisk filt vid 37 °C. Placera djuret i dorsal recumbency med huvudet i hyperextension. Rikta in huvudet så rakt och mittlinjen som möjligt. En fyra centimeter lång rulle av steril gasväv placerad i nackens ryggområde kan vara till hjälp för att uppnå minst 45° förlängning (figur 2).
- Använd platta och breda spetsdesektionstång för att öppna munhålan ungefär en centimeter bred. Använd tång med trubbig och bred ände för att undvika muntrauma.
- Mät avståndet mellan munnen och magregionen (första revbenet). För in ett smörjt 6 franskt (Fr) polyuretangasrör till det för uppmätta märket (figur 3-4).
- Flytta matningsröret till vänster och fixera med tejp till operationsfältet.
- Introducera PVC endotrachealröret med diametern 2 mm, täckt med sterilt smörjmedel till 3 cm-märket.
- Om det finns några svårigheter att föra röret framåt, flytta det helt och sätt tillbaka tills en jämn glidning uppnås. Risken för trauma till struphuvudet och epiglottis är betydande med flera intubation försök. Fäst röret med tejp på operationsfältet (figur 5-6).
- Anslut endotrakealröret till fläkten med följande inställningar: Tidvattenvolym - 10 ml/kg; andningshastighet: 40 andetag/min; FiO2 100%, PEEP 6.
- Bekräfta rörets korrekta position genom detektion av CO2 i utandningsluft (ETCO2),direkt visualisering av bröstexpansion och dimring av röret. Övervakning av djuret genom pulsoximetri och lungauskultation kan också vara till hjälp (figur 7).
- När försöket är klart, använd ett standardiserat dödshjälpsprotokoll som består av intravenös administrering av pentobarbital 120-240 mg/kg. Upprepa doserna tills andningsavvänjningen, reflexfrånvaron och asystolen uppnås.
OBS: I de kirurgiska experimenten lever djuret under ventilationsprocessen och avlivas slutligen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
I laboratoriet utförs denna teknik av medicinsk personal med erfarenhet av experiment med nyazeeländska kaniner och expertis inom pediatrisk luftvägshantering. Förfarandet har utförts av en utredare av 10 djur med en global framgångsgrad på 90%. Tidigare hade en annan forskare övat på att optimera både djurets position och rätt rörfixeringslängd. Inget av djuren var intubererade i matstrupen. Endast ett försök (10 %) på grund av djurets extremt ringa storlek (tabell 1). När blind intubation har praktiserats uppnås framgång på det första försöket i de flesta fall, även om proceduren utförs av personal som inte tidigare tränats i förvaltning av kaninvägar. Vi uppnådde en 100% intubation framgångsgrad i ett eller två försök hos djur som väger lika med eller större än 120 g.
Bild 1:Material som behövs för försöket: Dissekeringstångar, matningsrör, endotrakealrör, sterilt smörjmedel.
Bild 2: Djurets position före intubering: Dorsal recumbency och mild hyperextension. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Bild 3:Munöppning med dissekeringstång. Klicka här för att se en större version av den här figuren.
Bild 4:Matningsröret förs in i magen.
Bild 5-6: Endotrachealröret introduceras 3 cm blint och fixeras, tillsammans med matningsröret, till operationsfältet.
Bild 6:Det fasta endotrakealröret och matningsröret. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Bild 7:Djuret är anslutet till respiratorn. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
| DJURNUMMER | VIKT (g) | Framgång | Försök | Död |
| 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 | + |
| Totala | 160.5 | 90% | 1.5 | 10% |
Tabell 1: Djurprovsegenskaper och intuberingsförsök.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Kaniner används ofta i djurförsök på grund av deras tillgänglighet, hög reproduktionshastighet med korta tider mellan generationerna och enkel hantering2. I vårt centrum använder vi 5-7-dagars gamla nyazeeländska kaniner (Oryctolagus cuniculus) som en neonatal modell för att studera de neurologiska återverkningarna av extrakorpooreal kirurgi på den utvecklande hjärnan. Som ett resultat använder vi procedurer som kräver djup anestesi och måste använda endotracheal intubation under tidsperioder upp till en timme.
I den vuxna kaninen har flera luftvägarna förvaltning tekniker beskrivits, vanligtvis i ett kirurgiskt sammanhang. När vi försökte extrapolera dessa tekniker till kaninsatserna uppstod flera problem. Kaninerna väger mellan 110 och 210 gram och har ett maximalt munöppningsområde på 1 cm. Dessa egenskaper gör direkt visualisering av struphuvudet svår och det är komplicerat att hitta endoskopiskt material tillräckligt litet. Ett annat alternativ som beskrivs i litteraturen är att placera ett otoscope i munhålan och använda det som en guide för att införa PVC-röret7. Hos nyfödda kaniner gör både närvaron av tungan och munnens lilla storlek direkt visualisering av glottis svårt. Dessutom finns det inga supraglottiska enheter med tillräckliga dimensioner för nyfödda.
På grund av de omständigheter som nämns ovan finns det två grundläggande mekanismer för att säkra luftvägarna hos den mycket lilla kaninen: trakeostomi och blind intubation. Trakeostomi är ett invasivt tillvägagångssätt som har använts hos både vuxna och nyfödda kaniner10,12. Det har fördelen av direkt trakeal visualisering, så att proceduralisten kan identifiera den exakta platsen för endotracheal röret. Det finns dock en hög risk för mekaniska komplikationer och infektion i snittområdet, förutom en minskad överlevnadsgrad för djuren när procedurerna är klara13. Endoskopisk/fiberoptisk intubering är en metod som skulle möjliggöra direkt visualisering utan kirurgi5. Ett annat alternativ för att förhindra laryngeal trauma är användningen av en tätt passande ansiktsmask, som har några ytterligare nackdelar som suboptimal ventilation och magdistension.
I laboratoriet används blind intubation för att hantera nyfödda kaninvägar. Denna metod har beskrivits i den vuxna kaninen som en genomförbar teknik med högt framgångsindex6. I de första experimenten försökte vi utföra denna teknik utan ocklusion av matsmältningssystemet. Resultatet var en hög grad av införandet av endotracheal röret i matstrupen. Med införandet av mag röret före intubation uppnåddes dock framgångsrik intubation i 90% av fallen. När det gäller storleken på endotrakealröret försökte vi ursprungligen använda perifera venkatetrar upp till 14 gauge i diameter, observera svårigheter i både införing (större styvhet) och ventilation (diameter för liten och svårigheter att ansluta till fläkten). Enligt vår erfarenhet har användningen av 2 mm inre diameter endotrakeal rör som introducerats till ett djup inte mer än 3 cm varit den mest effektiva för att ventilera små kaniner, vilket visas av korrekta gasometriska och ETCO2-värden. Medan intubation hos vuxna kaniner i allmänhet kräver hyperextension av huvudet till i huvudsak en 90° vinkel mot bordets horisontella yta, kunde vi utföra proceduren med endast en mild huvudförlängning.
Ett av de viktiga elementen som ska beaktas när man utför detta förfarande är den nyfödda kanintrakeas spröda natur. Med detta åtanke introducerar vi det försmorda röret långsamt och noggrant för att undvika trakealperforering. Vi rekommenderar att du inte sätter in röret längre än 3 cm, eftersom detta konstaterades vara den optimala längden under övningsförsök, och stoppa intubering om procedureisten stöter på något motstånd; i denna situation är det att föredra att ta bort röret och börja om. Vi upplevde ett fall av sannolika trakeal perforering i det minsta djuret i kohorten.
Den huvudsakliga begränsningen av denna teknik är svårigheten att upptäcka rätt position för endotrakealröret när det väl har införts. Enligt vår erfarenhet har utvecklingen av enheten utan motstånd, detektion av lämplig ETCO2, fogging av röret och visualisering av bröstexpansion under ventilation, liksom underhåll av vitala tecken varit tillräckligt för att bekräfta förfarandets lämplighet i alla fall. I några av försökspersonerna utfördes arteriell gasometrier under ventilation som visade tillräckliga nivåer av koldioxid och syrekoncentration. Dessutom, även om histopatologi analys utfördes inte, tidigare publicerad litteratur har beskrivit mucosal skada på luftstrupen i avsaknad av kliniska förändringar sekundärt till intubation14.
Sammanfattningsvis är modellen för intubation hos nyfödda kaniner som vi har beskrivit en snabb teknik som använder grundläggande förnödenheter och möjliggör effektiv ventilation. Vi tror att denna teknik kan införlivas i armamentarium av luftvägarna förvaltning av neonatal kaniner.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inget att avslöja.
Acknowledgments
Detta arbete stöddes av bidrag från Instituto de Salud Carlos III [PFIS2017-0224], "Beca Ruza" från Sociedad Española de Cuidados Intensivos Pediátricos och Vanderbilt Medical Scholars Program.
Sponsorerna var inte involverade i insamling, analys eller tolkning av uppgifterna.
Vi vill tacka Isabel Salas för hjälpen från djurlaboratoriet och Carles Fábrega och Gemma Fernandez-Asensio från Audio-Visual Techincal Team från Sant Joan de Déu Hospital för deras tekniska stöd med videoinspelning och produktion.
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).
