Method Article
Vascular accesses to measure hemodynamics, provide fluids and perform blood sampling are important to any small animal model study. We present a technique for implanting catheters into the carotid artery and the common jugular vein in an anesthetized rat for connecting to a system to perform monitoring, infusions and sampling.
ההצלחה של מודל חיה קטן ללמוד מחלה קריטית היא, בחלקו, תלויה ביכולתו של המודל כדי לדמות את מצבו של האדם. חיסון תוך-קנה הנשימה של כמות ידועה של חיידקים שמש בהצלחה לשחזר את פתוגנזה של דלקת ריאות אשר לאחר מכן מתפתחת לאלח דם. ניטור המודינמי פרמטרים ומתן טיפול קליני סטנדרטי כוללים עירוי של אנטיביוטיקה, נוזלים ותרופות לשמירה על לחץ דם היא קריטי כדי לדמות טיפול תומך שבשגרה במודל הזה, אבל לשם כך נדרש שני עורקים וכלי דם ורידי גישה. הווידאו מפרט את הטכניקה הניתוחית להשתלת עורק התרדמה וצנתרי וריד הצוואר נפוצים בעכברים מורדמים. בעקבות תקופת החלמה 72 שעות, בעלי החיים יהיו מחדש מורדמים ומחוברים להתקנה לקשור ומסתובבים צמודות לדיור המכרסמים המחבר את הצנתרים המושתלים למערכת הניטור המודינמי. התקנה זו מאפשרת תנועה חופשית שללהלשין במהלך המחקר תוך מעקב רציף לחצים, יציקת נוזלים ותרופות (אנטיביוטיקה, vasopressors) וביצוע דגימת דם.
צנתור עורקי ורידים של חולדות משמש כבר זמן רב במחקר במעבדה. 1, 2 צנתור יכול לשמש לניטור של פרמטרים המודינמית כוללים סיסטולי, דיאסטולי ואומר לחץ דם (MAP), קצב לב (HR) ולחץ ורידים מרכזי (CVP) . 3,4 בנוסף, צנתרים אלו מאפשרים לעירוי של טיפולים סטנדרטיים או טיפולים פוטנציאליים, כמו גם דגימת דם כדי לנתח את המנגנון הבסיסי של מחלה או לטיפול נוסף. לכן, יש גישה של כלי דם במודל חיה קטן הוא קריטי ללימוד מדדי ביצוע קליניים ושפעות טיפול.
כדי לחקור את הגורמים הבסיסיים של מחלה קריטית, חשוב ראשון לפתח מודל לדמות המצב האנושי. חיסון תוך-קנה הנשימה של כמות ידועה של חיידקים שמש בהצלחה לשחזר את פתוגנזה של דלקת ריאות, דלקת ריאות חמורה אשר לאחר מכן מתפתחת לאלח דם.3, 5 ניטור המודינמי אמצעים ומתן טיפול קליני סטנדרטי הוא קריטיים כדי לדמות טיפול תומך שבשגרה. טיפול קליני סטנדרטי כולל עירוי של אנטיביוטיקה אשר מסייעת בניקוי הזיהום הבסיסי והממשל של נוזלים וvasopressors, שני טיפולים מועסקים בחולים ספיגה כדי לשמור על לחץ דם. 5-7 גישת כלי דם, במיוחד השתלה של צנתרים פטנט חשובה במיוחד כאשר אנו לומדים טיפולים ניסיוניים לאלח דם.
במשך שנים רבות, את היכולת לנהל את הטיפול קליני סטנדרטי למכרסמים הייתה מוגבלת על ידי הזמינות של החומרים עם התכונות הנדרשות לבניית צנתרים מושתלים והיכולת של טכנולוגית העירוי כדי לספק כמויות קטנות באופן מדויק לאורך זמן. בנוסף, היכולת לעורר עירוי בתגובה לניטור הרציף של מידת hemodynamic ספציפית מאפשרת לעמדה עקבית ודירותמודל ארד טיפול בעת השימוש במדגם גדול יותר בגדלים אופייניים למחקרים במכרסמים. 8, 9 מגבלות טכנולוגיות אלה בחומרים ובחומרת דיוק היה להתגבר, אבל כדי לספק טיפולים שיגרתי בו-זמנית תוך ניטור פרמטרים המודינמית, שני עורקים וכלי דם ורידי גישה חייבים להיות זמינים.
הווידאו מפרט את הטכניקה הניתוחית להשתלת עורק התרדמה וצנתרי וריד הצוואר נפוצים בעכברים מורדמים. בעקבות תקופת החלמה 72 שעות, בעלי החיים יהיו מחדש מורדמים ומחוברים להתקנה לקשור ומסתובבים צמודות לדיור המכרסם המשמש לחיבור הצנתרים המושתלים למערכת הניטור המודינמי. במהלך המחקר, המערכת מאפשרת לעירוי נוזלים המבוסס על שני מספקים נפח נתון בקצב עירוי מסוים או מערכת אוטומטית המספקת קצב עירוי בהתאם ללחץ הדם הממוצע זוהה לשמור על טווח לחץ נתון. מערכת עירוי הנוזליםמשתמש מזרק לתכנות משאבות ממשק שעם יציאות הדיגיטליות של נתוני מערכת הרכישה ונשלטים על ידי תוכנת ניטור MAP. ההתקנה לקשור ומסתובבים מאפשרת תנועה חופשית של העכברוש במהלך המחקר תוך ניטור לחצים, יציקת נוזלים וvasopressors, וביצוע דגימת דם ללא צורך לתפעל את בעלי החיים. ניטור סימולטני של עד 12 בעלי חיים instrumented עם 2 צנתרים כל אחת (בהגדרה שלנו) עם החומרה להרחבה עד 24 ניטור בעלי החיים instrumented מאפשר גמישות רבה ללימוד קבוצות מרובדת מרובות בכל ניסוי.
בצנתור זה יכול להיות מועיל למתקני מחקר המשתמשים במודלים של מכרסמים דומים הדורשים גישה של כלי דם לניטור, דיגום וטיפול לתקופה של עד 11 ימים. אם מתקן המחקר שוקל הליך זה יש לו ניסיון עם מכרסמים ומבנה תמיכה נאות לשמירה על בעלי חיים אלה אז developing מיומנויות אלה יכולים לספק חיסכון משמעותי בעלויות, להפחית את העלות הכוללת לכל חולדה צינתור מיותר מ -180 דולרים לפחות מ -50 דולרים (כוללים עכברוש נאיבי, רכיבי קטטר ועלויות טכניות) והגדלת גמישות תזמון (חולדות נאיביות הם מוכנה לעומת לוח זמנים משלוח חברה של מושתל חולדות). ההצלחה של הליך זה תלויה בכישוריו של פרט ביצוע הצנתורים. בעלי החיים ההכשרה הנדרשים כדי להיות מיומן בהליך זה נע 20-40 חולדות עם שיעור patency קטטר וכתוצאה מכך של> 90%.
הנהלים המפורטים להלן בוצעו כחלק מפרוטוקול שאושר על ידי ועדת הטיפול ושימוש בבעלי חיים במרכז הקליני במכון הלאומי לבריאות.
1. הכנה לניתוח
2. מכינים את קטטרים
3. להכין אספטי Workstation
4. הכן חולדות לכירורגיה
5. צנתר השרשה
6. ימיןהצוואר וריד צנתור
צנתור עורקי תרדמת 7. שמאל
8. שימוש בhemostat ישר, מנהרת Tube 5 סנטימטרים מתחת לעור מאחורי האוזן ודרך החתך בין ההשכמות. Exteriorize קטטרים דרך הצינור ולהסיר את הצינור.
9. לסגור את חתך הגחון עם קליפים פצע שלוש נירוסטה, והחתך הגבי עם 4-0 תפרי משי להבטחת קטטרים exteriorized במקום.
צג וטיפוח 10. לאחר ניתוח
11. חיבור למערכת המודינמית
12. דגימת דם, ניטור לחץ ומנהל תרופות
שינויים בלחץ בכלי דם מועברים דרך הצנתרים נוזל מלא (איור 1) והמירו לאותות חשמליים המיוצגת על ידי הגל המודינמית (איורים 2, 3). ללא גישה של כלי דם, אמצעים אלה לא יכלו להתבצע. הזרמה של צורות הגל בזמן אמת מאפשרת זיהוי וניתוח של שינויים בקצב להכות בסיס (איור 2). דחיסת הסולם של צורות הגל הזמן מאפשרת לכימות שינויים המתרחשים על פני יותר זמן (דקות ליום) (איור 3, 4 צורות גל עליון) שיכול להיות מתואם עם שינויים בשערי עירוי vasopressor (איור 3, 4 צורות גל נמוכים יותר).
איור 1. צנתר עיצוב: פרטים של הרכיבים של הצנתרים עורקים וורידי PU, פוליאוריטן;. PE, פוליאתילן (אורך קטע) אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 2. גל MAP בזמן אמת של 4 מכרסמים אופייניים 7 ימים לאחר צנתור-מעל 7 שניות. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 3. גל-דחוס זמן MAP של 4 מכרסמים טיפוסיים (עליון 4 צורות גל) 7 ימים לאחר צנתור מעל 1 שעה. כאשר המפה היא בממוצע (4 צורות גל נמוכים יותר), ערך המשמש להדק מוסיף גבוה (<90 מ"מ כספית) , נמוך (<100 מ"מ כספית) או להפסיק (> 11זרימת תגובה ממשאבת העירוי 0). אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
חוקרת גישות טיפוליות למודל קליני של מחלה מחייבת את היכולת לבצע באופן מדויק ניטור המודינמי, וכן הוא מחייב גישה של כלי דם. במודל של אלח דם שלנו, צנתור עורקים מספק ניטור לחץ מערכתי וצנתור ורידים מאפשר ליישום של טיפול קליני סטנדרטי. טיפול סטנדרטי עבור אלח דם כולל העירוי של אנטיביוטיקה לטיפול בזיהום בקטריאלי ועירוי נוזלים וvasopressors כדי לשמור על לחץ דם בטווח הרצוי. שני הצנתרים משמשים לדגימת דם. בעיצוב זה, היישום של עירוי לתכנות משאבות עם מפעילה אוטומטית של קצב עירוי vasopressor מבוסס על זמן אמת מתכוונים לחצים עורקים הוא מראש על ההגדרה הקלינית שדורשת טיטרציה ידנית על ידי צוות הרפואי ובהגדרה פרה-הקלינית גורמת שימוש בשיטת טיפול זו ניתן ללימוד מספרים גדולים של בעלי חיים.
. E_content "> סיבוכים חלקם חוו בשלב המוקדם של פיתוח המודל אלה כללו חסימה חלקית של שני עורקים וורידי צנתרים מרחבי הידוק, קשרים על רכיבי PU2 וPU3, (1-2%); מיקום שגוי של צנתר ורידי הצוואר ל סניף קטן, (<1%); מוות פתאומי בלתי מוסבר לאחר התאוששות (לא פקיק ריאתי או נזק לאיברים אחרים ניכר), (1-2%) נפתר על ידי שמירה על ריכוז isoflurane 2-3.5% עם 2 קצב זרימת O של 2 L / min . סיבוכים ניתוחיים נפוצים אחרים של דימום, זיהום מקומי וניזק עצמי לא נצפו. ברגע שמיומנות כירורגית מושגת, כל הליך אמורה להיות מסוגל להשלים בשום דקות יותר מ 15. שיעור הצלחה של נמדד כהתאוששות בריאה ו צנתרים פטנט, ניתן לצפות ליעלו על 90% פעם אחת מאומן היטב. בעלי חיים נוספים כלולים בכל מחקר על מנת למזער את אובדן נתונים, ומספר הכולל של בעלי החיים הדרושים וחשבון לקטטר כושל שיכול להיות "בהיתוך רק "או תמותה עקב סיבוכים.השלב הקריטי ביותר בהליך זה הוא העיצוב ומיקום של הצנתרים. החומרים צריכים להיות רך בקצה כדי שלא לנקב את קיר הכלי ללא crimping בקלות רבה מדי. הגוף של הצנתר צריך להיות (מהקצה) נוקשה כדי להיות מסוגל להתקדם לכלי מספיק ולהיות מאובטח במקום. איור 1 מציג את 3 קטרים של צינורות המחוברים לקטטר העורקים וצינורות בקוטר 2 שונים מחובר לצנתרים ורידיים. רכיבים אלה החליקו בתוך אחד את השני כדי להפחית קוטר קטטר בקצה ודבוקים יחד עם עוגנים הוסיפו כדי להבטיח מיקום של הצנתר בכלי השיט או לב נשמר.
ברגע שהתאושש ומחוברים לסיבוב ולקשור, גל MAP וCVP אמור להופיע דומה לנתונים מיוצגים באיור 2. כדי לשמור על patenc צנתר עורקיםy במהלך ניטור, סומק לשעה מלוח הפרין (0.05 מיליליטר) יש לבצע. עירוי מתמשך שומר patency צנתר הוורידים. במהלך חיבור קו וסומק, קרוב יש לשים לב כדי להבטיח שאין בועות אוויר בקו. בועת אוויר של ≥0.1ml יכולה לגרום לתסחיף הריאה, המוח או לאיברים אחרים. גל המודינמית נרשם ונותח במהלך המחקר. בעת דחיסת זמן בציר x, איור 3 מציג את השינויים במפה וCVP במהלך שעה 1, כמו גם שינויים בשער והשפעת עירוי vasopressor.
יש הנוהל מספר מגבלות פוטנציאליות. במחקרים שלנו, הצנתרים להישאר פטנט לתקופה של עד 11 ימים. לא ידוע כמה זמן הצנתרים יישארו פטנט מעבר לתקופה זו. כדי להתאים את הצנתרים כפי שתואר, יש גודל כלי דם מינימאלי, אשר בערך בקורלציה עם משקל מכרסמים, דורשים בעלי חיים נרשמו במחקר זה להיות גדול יותר מ200 גרם. השימוש בקוטר קטן יותר קטטר יביא הגדלת התנגדויות לזרום הפחתת patency. השגת אמצעי לחץ ורידים מרכזיים דורשת מיקום מדויק קטטר באטריום המספיק לחשבון לגודל וצמיחה במהלך תקופת המחקר ויכול להיות אתגר.
ברגע שמשתלטים עליו, עורקים וכלי דם צנתור יכולים לספק את הבסיס למגוון רחב של מודלים של מכרסמים הדורשים ניטור המודינמי, דגימת דם, ועירוי של נוזלים או טיפולים תוך מזעור כאב ומצוקה במהלך מכשור או טיפול התאושש פעם. למעשה, בשיתוף עם צנתור קודם פרסום יופיטר 10 המתאר את וריד הירך, יש לנו לבצע בהצלחה את המודל הזה עם 3 צנתרים מושתלים.
The authors have no potential conflicts of interest.
Intramural NIH program supported the development of this model. Publication support was provided by Harvard Apparatus Inc. and ADInstruments Inc. The work by the authors was done as part of US government–funded research; however, the opinions expressed are not necessarily those of the National Institutes of Health.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Straight micro dissecting forceps | Roboz | RS-8102 | surgical instrument |
Delicate straight hemostatic forceps | Roboz | RS-7114 | surgical instrument |
Delicate curved hemostatic forceps | Miltex | 7-4 | surgical instrument |
Serrefine curved, very delicate micro clamp | Roboz | RS-5471 | surgical instrument |
Micro dissecting hook | Miltex | 19-220 | surgical instrument |
Angled on edge micro dissecting spring scissor | Roboz | RS-5618 | surgical instrument |
Light operating scissor | Roboz | RS-6750 | surgical instrument |
Scalpel handle and blade (#10) | Cincinnati Surgical | RS-9843 | surgical instrument |
Pack of 4-0 silk suture with curved needle | Ethicon | FS-2 | surgical instrument |
Straight micro suturing needle holder | Roboz | RS-6410 | surgical instrument |
Wound clip | Stoelting | 59027 | surgical instrument |
Sterile gauze 2"x2" | Dynarex | 3362 | consumable |
Gauze 4"x4" | Covidien | 2556 | consumable |
Anesthesia vaporizer | Surgivet | V703001 | equipment |
Lucite box | Custom | equipment | |
Isoflurane | Baxter | equipment | |
Downdraft Table | Airscience | equipment | |
Table top surgical platform | Custom | equipment | |
Arterial Catheter | Custom - Scientific Commodities Inc. | consumable | |
Venous Catheter | Custom - Scientific Commodities Inc. | consumable | |
Data acquisition system | ADInstruments | Powerlab 16/30 | equipment |
Data analysis software | ADInstruments | LabChart v7.3 | equipment |
Programmable infusion pumps | Harvard Apparatus | PHD Ultra | equipment |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved