Domuzlarda lomber spinal kateter yerleştirilmesi için cerrahi teknik, bir terminal kurulumunda tekal keseye sürekli erişim sağlar

Özet

Bir terminal araştırma protokolünün bir parçası olarak 3 aylık bir Danimarka Landrace domuzuna L4-L5 seviyesinde bir lomber spinal kateter yerleştirmek için bir teknik sunuyoruz ve tekal keseden sürekli infüzyon veya BOS örneklemesini mümkün kılıyoruz.

Özet

Domuzlar, domuz ve insan merkezi sinir sistemleri (CNS) arasındaki anatomik ve fizyolojik benzerlikler nedeniyle farmakolojik CNS araştırmaları için büyük bir hayvan modeli olarak giderek daha fazla kullanılmaktadır. Bununla birlikte, daha büyük domuz ırklarında beyin omurilik sıvısına (BOS) geleneksel lomber ponksiyon teknikleriyle erişim, spinal spinöz süreçlerin eğik oryantasyonu ve sınırlı bir interlaminar boşluk nedeniyle zor olabilir. Buna göre, domuzlarda L4/L5 seviyesinde sürekli BOS örneklemesi için bir lomber spinal kateter yerleştirmek için açık bir cerrahi prosedür bu çalışmada ayrıntılı olarak açıklanmaktadır. Domuzu konumlandırdıktan ve anatomik işaretleri belirledikten sonra, dikenli süreçleri ortaya çıkarmak için dorsal orta hat cerrahi insizyonu yapılır. Giriş iğnesini ilerleterek, spinal kateter, omurganın kemik yapılarını sağlam bırakırken spinal kanalın tekal kesesinin içine yerleştirilir. Bu yöntem, minimum kanama veya BOS sızıntısı ile domuz tekal kesesine sürekli infüzyona veya numune alınmasına izin verir. Prosedür basit, zaman açısından verimli ve farklı deney kurulumlarında tekrarlanabilir olup, farmakokinetik araştırma, cerrahi eğitim ve omurilik yaralanması modelleri dahil olmak üzere çeşitli klinik öncesi çalışmalar için önemli bir potansiyel sunar.

Giriş

Hayvan modelleri, etik veya pratik sınırlamalar, hastalıkları araştırmak veya cerrahi yöntemleri test etmek için insan deneklerin kullanılmasını engellediğinde gereklidir. Kemirgenler, düşük maliyetleri nedeniyle yaygın olarak kullanılırken, translasyonel alaka düzeyleri insanlardan önemli farklılıklarla sınırlıdır¹. Bununla birlikte, domuzlar, kemirgenlere kıyasla, insanlarla anatomik ve fizyolojik benzerlikler de dahil olmak üzere çeşitli avantajlar sunar - özellikle CNS araştırması^{bağlamında 1,2}. Köpek modelleri tarihsel olarak CNS araştırmaları için deneysel modeller olarak hizmet etmiştir, ancak etik hususlar son yıllarda köpeklerin kullanımını kısıtlamıştır³. Ayrıca, domuz organlarının insanla karşılaştırılabilir boyutları, cerrahi araştırmalarda ve prosedürel eğitimde kullanımlarını artırır⁴. Domuz CNS ve omurgası, beyin ve omurilik mimarisi ve işlevselliği ^1,5,6 ile benzerlikleri olan insanlarınkini yakından yansıtır. Daha da önemlisi, domuzlarda vertebral kolon ve omurilik kanalının boyutları, onları cerrahi prosedür eğitimi^7,8, ilaç penetrasyonu ^9,10, ilaç penetrasyonu 11,12,13 ve omurilik yaralanmaları ¹⁴ dahil olmak üzere çeşitli klinik öncesi çalışmalar için uygun hale getirir.

Domuz modellerinde BOS'a erişim, birçok deney düzeneğinde çok önemlidir. Lomber ponksiyon, tekil BOS örneklemesi veya intratekal ilaç uygulaması için bir yöntem sağlarken, tekrarlanan lomber ponksiyonlar pratik değildir. İntraspinal hematomlar, sinir hasarı ve kanla BOS kontaminasyonu için potansiyel bir risk oluştururlar. İnsan hastalarda, spinal mikrokateterler, anevrizmal subaraknoid kanamalarda sürekli lomber BOS drenajı için yaygın olarak kullanılır ve boyut benzerlikleri nedeniyle domuzlarda sürekli BOS örneklemesi için eşit derecede uygun olmalıdır. Bununla birlikte, domuzlardaki türe özgü anatomik farklılıklar, BOS erişimi için benzersiz zorluklar ortaya çıkarmaktadır. Örneğin, üst üste binen laminaların, kemikleşmiş bağların ve bol miktarda epidural yağ dokusunun varlığı, geleneksel perkütan lomber ponksiyon tekniklerini daha az güvenilir hale getirir¹⁵. Göttingen minipiglerinde, seri BOS örneklemesini mümkün kılan minimal invaziv bir perkütan yöntem kullanılmıştır¹⁶. Bu yöntem, lomber intervertebral boşlukların manuel olarak tanımlanmasına dayanır ve kateterizasyonun kendisi, introdüser görselleştirilmeden gerçekleştirilir. Bununla birlikte, vertebral boyuttaki anatomik farklılıklar, spinöz süreçler ve epidural yağ dokusu miktarı perkütan kateterizasyonu daha zor hale getirdiğinden, bu teknik daha büyük domuzlar için daha az uygundur¹⁵. Bu nedenle, güvenilir kateter yerleşimini sağlamak için daha büyük domuz modellerinde omurganın maruz kalmasını içeren daha invaziv yöntemler gerekebilir.

Bu yazının amacı, L4/L5 seviyesinde domuz tekal kesesine bir spinal kateter yerleştirilmesi için cerrahi prosedürü tanımlamaktır. Prosedür, deneğin konumlandırılmasını, anatomik işaretlere göre cerrahi insizyonun planlanmasını ve kateterizasyondan önce omurganın arka kemik yapılarına erişmeyi içerir.

Protokol

Denekler, Danimarka Hayvan Deneyleri Müfettişliği'nin onayı altında yerel düzenlemelere uygun olarak yerleştirildi (lisans no. 2020-15-0201-00401). Konu bilgisi: Evcil domuz, dişi, yaklaşık 40 kg, 3 aylık.

1. Denek barınma ve ameliyat öncesi oruç tutma

1. Uygun iklimlendirmeyi sağlamak ve stresi azaltmak için işlemden en az 14 gün önce onaylanmış muhafaza kalemlerinde 12 saatlik aydınlık / karanlık döngülerde gruplar halinde denekler oluşturun¹⁷.
2. Yetersizlik riskini azaltmak için deneklerin planlanan anesteziden 12 saat önce gıda yoksunluğu rejiminde olduğundan emin olun. Deneklerin diyeti yonca veya diğer saman türlerini içeriyorsa, mide boşalma süresini¹⁸ daha geciktirebileceğinden, işlemden 2-3 gün önce diyetten çıkarılmalıdır.

2. Anestezi ve monitörizasyon

1. Ketamin 6.25 mg / mL, Zolazepam 6.25 mg / mL, Litamin 6.25 mg / mL, butorphanol 1.25 mg / mL ve ksilazin 6.25 mg / mL (Zoletil) karışımının 2 mL / 10 kg vücut ağırlığı intramüsküler enjeksiyonu ile deneği uyuşturun.
2. Termoregülasyonu desteklemek için deneği bir ısıtma battaniyesinin üzerine sırtüstü pozisyonda yerleştirin.
3. Deneği 6.5 tüp¹⁹ boyutunda entübe edin ve nemlendirilmemiş hava, 8-10 mL/kg tidal hacim ve ekspiratuar end-tidal CO₂ konsantrasyonlarına göre 16-22 nefes/dk solunum hızı ile mekanik olarak havalandırın < 6.0 kPa.
   NOT: CO₂ okumaları, tüpün doğru intratrakeal konumunu doğrular.
4. % 3 -% 4 buharlaştırılmış sevofluran solunarak anesteziyi koruyun¹⁸.
5. Anestezi sırasında kuruluğu önlemek için oftalmik merhemleri dikkatlice iki taraflı olarak uygulayın.
6. Her 10^{dakikada bir} kas gevşemesi ve palpebral hareketin olmadığını kontrol ederek yeterli derecede anestezi sağlayın¹⁸.
7. Sıcaklığı izlemek ve idrarı uygun bir kateter torbasında toplamak için üretra¹⁹ yoluyla deneğin mesanesine termometreli bir mesane kateteri yerleştirin.
8. Periferik venöz kateteri perkütan ponksiyon ile uygun bir yüzeyel kulak damarına yerleştirin ve çalışmanın sonunda sürekli salin (NaCl, %0.9) infüzyonu, ilaç infüzyonu ve ötenazi için kullanın.
9. Perkütan bir ponksiyon yoluyla sağ femoral artere bir femoral arter kateteri (6 Fr levha) yerleştirin. Sürekli invaziv kan basıncı izleme için bu erişimi kullanın.
10. İşlem boyunca her 5 dakikada bir deneğin yaşamsal belirtilerini izleyin.
    NOT: Hayati belirtiler nabız, sürekli invaziv arteriyel kan basıncı, intravezikal sıcaklık ve gelgit sonu CO₂ konsantrasyonunu içerir.

3. Hayvan konumlandırma

1. Deneği ameliyat masasının merkezinde yüzüstü pozisyona getirin. Herhangi bir skolyozu önlemek için deneğin omurgasının düz olduğundan emin olun.
2. Laminalar arasındaki açılanmayı artırmak için omurganın bel yönünün altına bir kum torbası yerleştirin.
3. Ameliyat bölgesindeki saçları bir düzeltici ile tıraş edin.
4. İyot çözeltisini cerrahi bölgeye santrifüj şeklinde uygulayın. Tüm ameliyat bölgesi kaplanana kadar bu işlemi tekrarlayın.
5. Nesneyi hafifçe dik konuma getirin.

4. Cerrahi ekipmanın hazırlanması

1. Malzeme Tablosunda listelenen cerrahi ekipmanı hazırlayın.

5. Temel anatomik işaretlerin tanımlanması

1. Deneğin lomber omurgasının her iki yanındaki iliak kresti tanımlayın ve sakrum tanımlanana kadar konturları medial olarak takip edin (Şekil 1).
2. Sakrumun kraniyal yönü ile L6'nın spinöz süreci arasındaki orta hattaki intervertebral boşluğu tanımlayın.
3. L6, L5 ve L4'ün dikenli süreçlerini tanımlayın (Şekil 1, Şekil 2).

6. Dikenli süreçlerin açığa çıkarılması

1. 24 numaralı neşteri kullanarak L4-L6 spinöz süreçleri boyunca orta hat insizyonu yapın, cildi ve subkutisi kesin.
2. Yüzeysel damarlardan ve arteriyollerden küçük kanamayı koterize etmek için bir monopolar kullanın.
3. Kanı cerrahi bir bataklıkla silin ve aktif kanama olup olmadığını kontrol edin; Monopolar'ı buna göre kullanın.
   NOT: Hematomları önlemek için küçük kanamaları bile durdurmak önemlidir.
4. Cerrahi ekartörü yerleştirin ve açıklığı genişletin.
5. Dikenli süreçlere dorsal supraspinöz ligamenti tanımlayın.
6. İnsizyonu, spinöz süreçlerin yaklaşık 1 cm'si görünene kadar spinöz süreçlerin lateral yönü boyunca monopolar ile kademeli olarak genişletin (Şekil 3).
   NOT: Prosedürü uygulayan kişi sağ elini kullanıyorsa, daha sonra tanıtıcının yerleştirilmesini kolaylaştırmak için deneğin spinöz sürecin sağ yan yönünü takip etmeyi düşünmelidir.
7. L4 / L5 arasındaki interspinöz bağı tanımlayın (Şekil 3).
8. Aktif kanamayı kontrol edin ve buna göre koterizasyon için monopolar uygulayın.

7. Tekal keseye erişim

1. Manuel palpasyon ile spinöz süreçlerin laminaları arasındaki L4 / L5 intervertebral boşluğu tanımlayın.
2. Tanıtıcıyı, eğimi ve lümeni L4/L5 intralaminar boşluğa doğru açılı bir kraniyal yönde yönlendirilecek şekilde yerleştirin (Şekil 2, Şekil 4, Şekil 5).
3. Tanıtıcının 30° yatay ve 45° kraniyal eğimde tutulduğundan emin olun (Şekil 5).
   NOT: L4/L5 arasındaki intralaminar boşluğa doğru nişan alın.
4. Hafif bir direnç hissedilene kadar tanıtıcıyı kademeli olarak ilerletin; Bu, ligamentum flavum'u temsil eder.
   NOT: Künt direnç hissi, introdüstratörün dikenli işlem tarafından durdurulduğunu gösterir. Böyle bir durumda, tanıtıcıyı 1 cm geri çekin ve biraz farklı bir eğimle tekrar ilerletin.
5. Sıkı ama çok dikkatli bir baskı uygulayın ve ani bir direnç kaybı hissedilene kadar introdüseri flavum ligament boyunca mililitre mililitre ilerletin.
   NOT: Denek bel kaslarında veya arka bacaklarda motor refleksler sergiliyorsa, bunun nedeni sinir kökleri ile doğrudan temastır ve yetersiz anestezi değildir.
6. Görünür BOS akışını kontrol etmek için trokarı çıkararak tanıtıcının her ilerlemesini takip edin.
7. Ligamentum flavuma ve ardından dura mater'e nüfuz ettikten sonra introdüstreden BOS akışının görsel olarak onaylanmasıyla introdüstrünün spinal kanal içine doğru yerleştirildiğini onaylayın.
   NOT: BOS'un spontan akışı yavaş olabilir. Onay, tanıtıcıyı steril salinle doldurarak ve nabız atışını gözlemleyerek hızlandırılabilir.
8. Kateteri hazırlarken aşırı BOS kaybını önlemek için trokarı introdüsere tekrar yerleştirin.

8. Kateterin tekal kese içine yerleştirilmesi

1. Kılavuz teli kateterin içine yerleştirin.
2. Trokarı tanıtıcıdan çıkarın.
3. Kılavuz teli içeren kateteri, hafif bir direnç hissedilene kadar tanıtıcıya yerleştirin.
4. Tanıtıcıdan distal olarak 5 cm ölçün ve cerrahi işaretleyici ile bir işaret koyun.
5. Kateter tekal kese içine ilerletilirken, daha önce ölçülen işaret introdüsere ulaşana kadar hafif ama sıkı bir basınç uygulayın.
   NOT: Medüller refleksler nedeniyle, denek yeterince anestezi almasına rağmen seğirebilir/hareket edebilir.
6. Kateteri yerinde tutarken introdüseri dikkatlice geri çekin.
   NOT: Introdüser çıkarılırken yanlış yerleştirmeyi önlemek için kateter cildin üzerinde görünür görünmez katetere sıkıca tutun.
7. Kateteri cilt seviyesinde sıkıca tutarken kılavuz teli çıkarın (Şekil 6).
8. Katetere 2 mL tek kullanımlık plastik şırınga takın.
9. Kateterden BOS aspirasyonu ile omurilik kanalı içindeki yeri doğrulayın.
10. Şırıngada BOS eksikliği olması durumunda, açıklığı sağlamak için kateteri birkaç milimetre yavaşça geri çekin.
11. Yanlış yerleştirmeyi önlemek için spinal kateteri cerrahi ekartöre ve cilde bantla sabitleyin.

9. Lipopolisakkarit uygulaması

1. Merkezi venöz tabakaya 400 μg E. coli lipopolisakkarit (LPS) (OH: 143) uygulayın.
2. Bir zamanlayıcı başlatın.

10. BOS örneklemesi

1. Toplam lökosit sayısını, BOS albüminini ve BOS IgG'yi ölçmek için takip eden 24 saat boyunca saatlik olarak BOS örnekleri alın. Her numuneye maksimum 0,5 mL BOS çizin.

11. Ötenazi

1. Periferik venöz kateterden bir bolus pentobarbital (50 mg / kg) uygulayın.
2. Kardiyak arrestin bir teyidi olarak solunum cihazındaki nabız, kan basıncı ve gelgit sonu CO₂ konsantrasyon eğrilerini düz çizgi için gözlemleyin.

Sonuçlar

Domuzun yüzüstü konumlandırılması, bel omurlarına cerrahi erişimi optimize eder. Destekleyici kum torbalarının kullanılması, bitişik lomber spinöz süreçler arasındaki açılanmayı arttırır, böylece omurilik kanalına erişimi iyileştirir.

Bu çalışmada E. coli lipopolisakkarit ile intraventriküler inokülasyonu takiben BOS kompartmanı içindeki inflamatuar yanıtın araştırılması amaçlanmıştır. Toplam 10 domuz prosedüre tabi tutuldu ve sonraki BOS analizleri, ortalama toplam BOS lökositinde 0 ...

Tartışma

Domuzlarda sürekli BOS örneklemesi için lomber kateter yerleştirilmesi için gösterilen prosedür birkaç önemli adımı içerir. İlk olarak, başarılı bir kateterizasyon için en uygun koşulları sağlamak için doğru vertebral seviyeye maruz kalınmalıdır. Domuz omuriliği, insanlara kıyasla kaudal olarak daha fazla uzanır ve L1-L2 seviye 20'de sonlanan insan konus medullaris'in aksine, S2-S3 seviye^15'e ulaşır. Sonuç olarak, BOS örneklemesi için bel s...

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi

Ad	Şirket	Katalog numarası	Yorumlar
Ayarlanabilir ameliyat masası	N/A	N/A
Bair Hugger ısıtıcı	3M
Bair Hugger ısıtma battaniyesi	3M	B5005241003
Endotrakeal tüp boyutu 6.5	DVMed	DVM-107860	Manşetli endotrakeal tüp
Euthasol Veteriner	Dechra Veteriner Ürünleri A / S	380019	ötenazi için fentobarbital, 400mg / mL & nbsp;
Foley Kateter 12F	Becton, Dickinson and Company	D175812E	Dahili termosensörlü kateter
İntravenöz periferik kateter	Avantor	BDAM381344	Boyut G18
İntravenöz kılıf	Coris Avanti Avanti		Cordis Femoral Kılıf 6F
Monopolar, ForceTriad Sistem	Medtronic
Plastik Şırınga, 2 mL	Becton, Dickinson and Company	300928
Primus solunum cihazı	Drä ger		Ek Sevofluran anestezisi için dahili buharlaştırıcılı solunum cihazı
501722	kendinden tutmalı ekartör	World Precission Instruments	, kendinden tutmalı, 14 cm künt;
Silikon Lomber Kateter, Introducer	Integra	NL8508330
Steril Salin dahil	Fresnius Kabi	805541	1000 mL
Steril cerrahi takaslar
Cerrahi neşter no 24	Swann Morton	5.03396E+12	Swann Morton Steril Tek Kullanımlık Neşter No. 24
Zoletil Vet	Anestezi indüksiyonu için	Virbac