Name: targeting the rat's small bowel: long-term infusion into the superior mesenteric artery
Uploaded: 2021-04-08T13:00:00
Duration: 7 min 12 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Targeting the Rat's Small Bowel: Long-Term Infusion into the Superior Mesenteric Artery at JoVE.com

De auteurs willen graag de Cen.Ri.S. (Centro di ricerche sperimentali) van Università Cattolica del Sacro Cuore in Rome voor vergunningen.

De studies beschreven in dit manuscript werden goedgekeurd door de lokale ethische commissie voor dieren (Università Cattolica del Sacro Cuore, Roma) en werden uitgevoerd in overeenstemming met het Italiaanse ministerie van Volksgezondheid.
1. Voorbereiding van de canule voor inbrenging in de proximale tak van de SMA
<ol><li>Snijd de grotere canule van 0,93 mm O.D, 0,5 mm I.D. tot de gewenste lengte (ongeveer 30 cm).</li>
	<li>Snijd de kleinere canule (0,4 mm O.D, 0,25 mm I.D.) tot ongeveer 5 cm lengte en steek deze 1 cm in de grotere canule.</li>
	<li>Bevestig de twee canules aan elkaar met cyanoacrylaatlijm, waardoor occlusie van het lumen wordt vermeden.</li>
	<li>Sluit het vrije uiteinde van de grotere canule aan op een Luer stubadapter (23 G) die is gemonteerd op een spuit van 1 ml gevuld met zoutoplossing.</li>
	<li>Slijp de vrije punt van de kleinere canule met een schaar om het inbrengen van de katheter in de tak van de SMA te vergemakkelijken.</li>
	<li>Controleer de doorgankelijkheid van de canule door te spoelen met zoutoplossing. OPMERKING: Het scherpe uiteinde van de canule zal de slagader niet beschadigen tijdens de beweging van het dier, omdat deze zal worden gefixeerd en niet langs het vat zal glijden.</li>
</ol>2. Voorbereiding van de rat op de chirurgische ingreep
<ol><li>Voer intramusculaire anesthesie uit met ketamine/xylazine (100/10 mg/kg). OPMERKING: Voldoende verdovingsdiepte wordt beoordeeld aan de hand van de afwezigheid of bijna-afwezigheid van de pootknijperreflex.</li>
	<li>Scheer de vacht van de chirurgische regio's: de buik voor de tak van de SMA-cannulatie en de achterkant van de nek voor de canule-uitgang.</li>
	<li>Reinig de chirurgische regio's aseptisch met behulp van een chirurgische knijpreflex. OPMERKING: Alle bereidingen moeten worden uitgevoerd met een aseptische techniek.</li>
	<li>scrub of oplossing aangebracht in een cirkelvormige beweging, gevolgd door steriele zoutoplossing of 70% ethanol, 3 keer.</li>
	<li>Plaats het dier in rugligging en immobiliseer de vier ledematen.</li>
</ol>3. Cannulatie van een proximale tak van de SMA
<ol><li>Zorg voor een goede verdovingsdiepte door de knijpreflex van de poot te testen voorafgaand aan de incisie.</li>
	<li>Breng een steriel chirurgisch, waterbestendig gordijn aan.</li>
	<li>Open met een scalpelmes de buikwand met een rechte incisie van 3 cm op de middellijn van het mesogastrische gebied door alle buikvlakken in het peritoneum.</li>
	<li>Plaats gaasjes, gedrenkt in zoutoplossing, rond de laparotomie-incisie bovenop het chirurgische gordijn. Gebruik hechtingen om de chirurgische incisie open te houden. OPMERKING: Alle swabs en chirurgische instrumenten moeten steriel zijn.</li>
	<li>Gebruik wattenstaafjes om de dunne darm te identificeren en bloot te leggen. Volg zijn natuurlijke aanleg om het mesenterium te identificeren. Haal het mesenterium uit de laparotomic cut en leg het naar beneden op de gaasjes (figuur 1A).</li>
	<li>Identificeer de SMA door de pulsatie te voelen.</li>
	<li>Gebruik de wattenstaafjes om "plaats te maken" tussen het mesenterische vet en ontdek de SMA en 2-3 van de proximale takken.</li>
	<li>Kies een proximale tak van de SMA die groot genoeg is om de chirurgische manoeuvres van cannulatie mogelijk te maken. Bind deze tak (met een 4-0 zijden hechtdraad) 3-4 cm stroomafwaarts van zijn oorsprong om de uitzetting mogelijk te maken en de hechteinden lang genoeg te houden om later te worden gemanipuleerd.</li>
	<li>Plaats een stijve steun onder de tak van de SMA. Het handvat van de chirurgische tang is hier voldoende.</li>
	<li>Houd het uiteinde van de kleinere canule (gekoppeld aan de grotere canule aan de andere extremiteit) met de dominante hand vast met behulp van een tang en trek met de andere hand aan de hechteinden om het vat te belasten en het binnendringen van de katheter te vergemakkelijken (figuur 1B).</li>
	<li>Houd de punt van de canule in een hoek van 20° van het vlak van het vat in de richting die tegengesteld is aan de bloedstroom.</li>
	<li>Druk lichtjes op de punt om de slagaderwand binnen te dringen en plaats de canule. OPMERKING: Cannulatie wordt uitgevoerd zonder de slagader door te snijden; de punt van de katheter zal de vaatwand breken en de toegang vergemakkelijken. Bloed dat terugstroomt in de canule bevestigt de juiste inbrenging.</li>
	<li>Ga door met het inbrengen van de canule gedurende nog eens 1 cm in de arteriële tak dicht bij de oorsprong van de SMA.</li>
	<li>Bevestig de canule aan de slagader met een chirurgische knoop (4-0 zijde) en controleer de juiste werking ervan door 1 ml steriele zoutoplossing te spoelen of met een bloedafname.</li>
</ol>4. Tunneling van de canule en plaatsing in het infusieondersteuningssysteem
<ol><li>Plaats een steriel chirurgisch gordijn op de incisie voordat u de positie van het dier verandert. OPMERKING: Tunnel van rug naar buik wordt gecreëerd door druk uit te oefenen in de onderhuidse ruimte met een puntig chirurgisch instrument. Een steriel chirurgisch gordijn op de buik en rugincisies moet worden gebruikt.</li>
	<li>Maak een incisie van 1 cm van het achterste deel van de nek en plaats een bolvormige klep.</li>
	<li>Passeer de canule vanaf de laparotomietoegang tot de in de nek geplaatste klep door onderhuidse weefsels (figuur 2A). Sluit de distale extremiteit van de canule met een katheterplug om luchtinstroom te voorkomen.</li>
	<li>Vervang de dunne darm in de buikholte. Sluit de buikwand en sluit de huidincisies met een continue 3-0 zijden hechting.</li>
	<li>Bevestig de klep aan de nekhuid met hechtingen. Sluit de huidincisies met een continue 3-0 zijden hechting.</li>
</ol>5. Postoperatief beheer
<ol><li>Kleed de rat aan met een jasje om de knoopklep te beschermen. Bescherm het blootgestelde deel van de canule tijdens de infusie met een stalen staaf en bevestig deze aan de klep (figuur 2B). OPMERKING: Aangezien een operatie wordt uitgevoerd onder aseptische techniek, zijn antibiotica niet geïndiceerd. NSAID moet preoperatief worden toegediend voor pijnbestrijding (5 mg/ml Meloxicam injecteerbaar, 1 mg/kg eenmaal daags gedurende maximaal 3 dagen). Stabiliseer de rat na de operatie in een metabole kooi voor de tijd van infusie (24 uur). Verdoof de rat vervolgens opnieuw met isofluraaninhalatie gedurende de tijd die nodig is om het infusiesysteem te demonteren. Vervolgens is het mogelijk om de rat te huisvesten in een normale kooi met een licht/donker cyclus van 12 uur en vrije toegang tot voedsel en water.</li>
	<li>Stabiliseer de rat in een metabole kooi voor de tijd van infusie. De rat is nu wakker en vrij om te bewegen en te eten in de kooi.</li>
	<li>Sluit de distale extremiteit van de canule aan op een elastomeerpomp (100 ml volume max, 5,0 ml / h debiet) gevuld met 50 ml steriele zoutoplossing. Ga door met infusie gedurende 24 uur (figuur 2C).</li>
	<li>Dien op de eerste dag intramusculaire antibiotica toe (enrofloxacine 10 mg / kg gedurende de eerste 24 uur) en ga vervolgens over op orale toediening (enrofloxacine 100 mg in 500 ml in drinkwater). Doseer pijnstillende therapie intramusculair tijdens het ontwaken (ketoprofen 5,0 mg / kg) en in de volgende dagen oraal (paracetamol 200 mg in drinkwater). OPMERKING: Verdun orale therapie toegediend in drinkwater om een draaglijke smaak te verkrijgen. Controleer het meten van het lichaamsgewicht en de hydratatie.</li>
	<li>Aan het einde van de infusietijd (24 uur) demonteer het externe infusiesysteem van het dier door de pomp, de mantel, de stalen staaf en de klep van de rat te verwijderen. Sluit en snijd de canule als deze uit de nek komt, waardoor deze extremiteit onder de huid van de nek achterblijft na de wond hechting. OPMERKING: In deze fase kan het nodig zijn om ratten gedurende enkele minuten te verdoven door isofluoraaninhalatie.</li>
	<li>Huisvest de rat individueel in een normale kooi met een licht/ donkercyclus van 12 uur en vrije toegang tot voedsel en water. OPMERKING: Baseline post-op voedselinname is ongeveer 30 g./dag Baseline waterinname is ongeveer 50 ml/dag. Gemiddeld gewicht moet ongeveer 400 mg zijn.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Zhang, Z., Chen, X., Zhu, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Percutaneous+mechanical+thrombectomy+treatment+of+acute+superior+mesenteric+artery+embolism.">Percutaneous mechanical thrombectomy treatment of acute superior mesenteric artery embolism.</a> European Journal of Vascular and Endovascular Surgery Short Reports. 34, 17-20 (2017).</li><li>Wang, M. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transradial+approach+for+transcatheter+selective+superior+mesenteric+artery+urokinase+infusion+therapy+in+patients+with+acute+extensive+portal+and+superior+mesenteric+vein+thrombosis.">Transradial approach for transcatheter selective superior mesenteric artery urokinase infusion therapy in patients with acute extensive portal and superior mesenteric vein thrombosis.</a> Cardiovascular and Interventional Radiology. 33 (1), 80-89 (2010).</li><li>Zammit, M., Toledo-Pereyra, L. H., Malcom, S., Konde, W. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+cranial+mesenteric+vein+cannulation+in+the+rat.">Long-term cranial mesenteric vein cannulation in the rat.</a> Laboratory Animal Science. 29 (3), 364-366 (1979).</li><li>Aguiar, J. L. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Technique+for+long-term+infusion+into+the+inferior+mesenteric+artery+of+unrestrained+rats.">Technique for long-term infusion into the inferior mesenteric artery of unrestrained rats.</a> Laboratory Animals. 22 (2), 173-176 (1988).</li><li>Trevaskis, N. L., Hu, L., Caliph, S. M., Han, S., Porter, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mesenteric+lymph+duct+cannulated+rat+model:+application+to+the+assessment+of+intestinal+lymphatic+drug+transport.">The mesenteric lymph duct cannulated rat model: application to the assessment of intestinal lymphatic drug transport.</a> Journal of Visualized Experiments. (97), e52389 (2015).</li><li>Leivestad, O., Malt, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+infusion+into+the+hepatic+artery+and+vena+cava+of+the+rat.">Continuous infusion into the hepatic artery and vena cava of the rat.</a> Surgery. 74 (3), 401-404 (1973).</li><li>Eloy, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ex+vivo+vascular+perfusion+of+the+isolated+rat+small+bowel.+Importance+of+the+intestinal+brush+border+enzyme-release+in+basal+conditions.">Ex vivo vascular perfusion of the isolated rat small bowel. Importance of the intestinal brush border enzyme-release in basal conditions.</a> European Surgical Research. 9 (2), 96-112 (1977).</li><li>Liu, R. N., Wei, X. J., Li, S. P., Jiang, C., Zhao, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+invasive+dynamic+blood+pressure+between+superior+mesenteric+artery+and+common+carotid+artery+in+rats.">Comparison of invasive dynamic blood pressure between superior mesenteric artery and common carotid artery in rats.</a> World Journal of Emergency Medicine. 11 (2), 102-108 (2020).</li><li>Leung, F. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superior+mesenteric+artery+is+more+important+than+inferior+mesenteric+artery+in+maintaining+colonic+mucosal+perfusion+and+integrity+in+rats.">Superior mesenteric artery is more important than inferior mesenteric artery in maintaining colonic mucosal perfusion and integrity in rats.</a> Digestive Diseases and Sciences. 37 (9), 1329-1335 (1992).</li><li>Gui, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mesenteric+artery+botulinum+toxin+(BoNT/A1)+infusion+selectively+blocks+bowel+peristalsis+in+rats.">Mesenteric artery botulinum toxin (BoNT/A1) infusion selectively blocks bowel peristalsis in rats.</a> Journal of the American Chemical Society. 231 (4), 19-20 (2020).</li><li>Lecomte, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+gut+microbiota+in+rats+fed+a+high+fat+diet+correlate+with+obesity-associated+metabolic+parameters.">Changes in gut microbiota in rats fed a high fat diet correlate with obesity-associated metabolic parameters.</a> PLoS One. 10 (5), 0126931 (2015).</li><li>Hajj Hussein, I. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflammatory+bowel+disease+in+rats:+bacterial+and+chemical+interaction.">Inflammatory bowel disease in rats: bacterial and chemical interaction.</a> World Journal of Gastroenterology. 14 (25), 4028-4039 (2008).</li></ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Het belangrijkste voordeel van dit rat SMA-infusiemodel is de standvastigheid en duurzaamheid gedurende ten minste 24 uur bij de overgrote meerderheid van de dieren. De infusie van antistollingsmiddel kan dit tijdsinterval verlengen. Het model maakt een betrouwbare infusie van geneesmiddelen selectief mogelijk in het mesenteriale gebied, gericht op de dunne darm en het proximale deel van de dikke darm.
Verschillende stappen zijn van cruciaal belang voor het succes van de techniek. Om cannulatie in een zeer klein vat te bereiken, is het belangrijk om ratten te selecteren die minstens 400 g wegen; het geslacht en de leeftijd zijn niet relevant. Het is ook belangrijk om de juiste chirurgische instrumenten en het type canule te kiezen. Hier wordt een kleinere polyurethaan canule (0,4 mm O.D, 0,25 mm I.D.) 1 cm in de grotere canule (0,93 mm O.D, 0,5 mm I.D.) geplaatst om een functionele en nuttige katheter te verkrijgen die zowel verbindingen met de kleine slagader als met het grotere infusiesysteem mogelijk maakt.
De eerste chirurgische kritieke stap is het reinigen van de SMA en de tak die is geïdentificeerd voor cannulatie uit het omliggende vetweefsel (stap 3.5). Dit helpt het inbrengen van de canule tussen het weefsel en de slagader te voorkomen, wat een veelgemaakte fout is. Deze reinigingsstap is echter moeilijk omdat het kleine takje van de SMA kwetsbaar is en gemakkelijk te beschadigen. Als de tak gewond is, is het mogelijk om het bloeden te stoppen door ligatuur en een andere proximale tak te kiezen, om het dier niet te verspillen.
Om luchtbelvorming in de canule te voorkomen en gasembolie te voorkomen, moet de canule worden gevuld met zoutoplossing tot de punt voordat deze in de tak wordt ingebracht. Om de canule op zijn plaats te houden, moet de toepassing van chirurgische draad (4-0 zijde) zich tussen het inbrengen in de slagader en de canulepunt bevinden, direct bovenop het vat rond de katheter. De chirurgische knoop moet strak genoeg zijn om de canule te bevestigen, maar niet te strak om deze af te sluiten (stap 3.12).
De beste manier om te zorgen voor een juiste cannulatie is om het bloed terug te zien stromen door de canule (stap 3.10). In termen van probleemoplossing, als dit niet plaatsvindt, kan dit te wijten zijn aan de volgende redenen:
de canule was niet correct in de slagader ingebracht;
de canule bevindt zich in de slagader, maar wordt afgesloten door het knooppunt in een onjuiste positie;
de canule bevindt zich in de slagader en een luchtbel in de canule vertraagt de stroom;
een stolsel heeft zich gevormd in de canule.
Een onjuiste inbrenging kan te wijten zijn aan de positionering van de canule in de ruimte tussen de slagader en het vetweefsel. In dit geval is opnieuw inbrengen noodzakelijk. Wanneer de knoop boven het vat de canule afsluit, is het mogelijk om deze heel voorzichtig los te maken en opnieuw te maken. Kleine luchtbelletjes in de katheter brengen over het algemeen de cannulatie niet in gevaar en zijn niet levensbedreigend; maar als er een grote luchtbel in de canule zit, is het noodzakelijk om met de spuit terug te zuigen op de canule of de katheter in een andere tak te plaatsen. Meestal is het mogelijk om stolselvorming te voorkomen en de canule patent te houden door af en toe tijdens de operatie 0,2 ml zoutoplossing te injecteren.
Een beperking van deze studie is een onderevaluatie van de doorgankelijkheid van de canule bij langere infusietijden: hier werd een 24-uursinfusie uitgevoerd terwijl ratten in een metabole kooi werden gehuisvest. Om een langere infusieperiode te verkrijgen, kan het nuttig zijn om antistollingstherapie te gebruiken die in dit onderzoek niet wordt toegediend. Tijdens de infusie moet de rat echter in de metabole kooi worden gehuisvest, omdat dit de enige is die het infusiesysteem ondersteunt. Deze locatie is ongemakkelijk voor het dier dat gestrest kan zijn als het voor een langere periode wordt behandeld. Bovendien werd alleen zoutoplossing gebruikt voor infusie, dus er zijn geen resultaten over specifieke toediening van geneesmiddelen. Een beperking van de methode is de onmogelijkheid om te infunderen in de arteriële takken (indien aanwezig) boven die welke voor de katheter worden gebruikt. Om deze reden wordt aanbevolen om de dichtstbijzijnde tak van de aorta te cannuleren.
Er is geen ander SMA-langetermijninfusiemodel voor ongeremde dieren in de literatuur aanwezig. Vergeleken met het IMA-cannulatiemodel dat vele jaren geleden werd beschreven4, heeft de beschreven techniek hier een breder experimenteel doelwit omdat het medicijninfusie in het SMA-perfusiegebied mogelijk maakt en niet beperkt is tot de dikke darm. Onlangs werd voor het eerst selectieve cannulatie van een tak van de SMA gebruikt voor infusie van botulinetoxine direct in het arteriële mesenterische gebied om het effect op de darm gladde spier te bestuderen10, maar veel andere geneesmiddelen kunnen in de toekomst worden getest. Anticoagulantia kunnen bijvoorbeeld worden toegediend om mesenterische trombose te bestuderen, of geneesmiddelen met een intestinale microbiota-werking11 of zelfs geneesmiddelen voor inflammatoire darmziekten12. Intra-arteriële infusie is met name nuttig voor darmmetabolismestudies, omdat het geneesmiddeleffect evalueerbaar is voordat het bloed door de portaalcirculatie gaat waar het onderhevig is aan levermetabolisme.

De superieure mesenteriale slagader (SMA) bij mensen zoals bij ratten is afkomstig van de abdominale aorta en voorziet de darm van arterieel bloed van de twaalfvingerige darm naar de proximale transversale dikke darm. SMA geeft aanleiding tot tal van branches.
Na capillaire perfusie wordt de mesenteriale circulatie via de poortader naar de lever afgevoerd, waar het levermetabolisme ondergaat voordat het opnieuw wordt opgenomen in de systemische circulatie. Cannulatie van de SMA is nuttig voor diagnostische doeleinden, therapeutische embolisatie en medicijninfusie op een selectieve of continue manier om het effect op de darm of, belangrijker nog, het levermetabolisme en de chemische klaring te evalueren. Bij mensen wordt minimaal invasieve radiologische katheterisatie van de SMA uitgevoerd voor endovasculaire behandeling1 of selectieve geneesmiddelinfusie2 met behulp van verschillende percutane benaderingen zoals transfemorale of transaxillaire punctie en cannulatie.
Er zijn literatuurrapporten van verschillende technieken voor cannulatie van de kleine buikvaten: de superieure mesenteriale ader (SMV)3, de inferieure mesenteriale slagader (IMA)4, de mesenteriale lymfekanalen5, de leverslagader6 of studies voor ex vivo op darmperfusie7 bij ratten. In vergelijking met de veneuze kant is cannulatie van de SMA bij ratten veel veeleisender vanwege de gelijktijdige risico's van trombose en bloedingen, mits de hoge druk. In het bijzonder doen zich problemen voor als de cannulatie in werking is wanneer de rat ontwaakt uit anesthesie op het operatiebed en meer als het experiment na de operatie een vrij dier in een kooi vereist.
Een recent artikel heeft SMA-cannulatie beschreven als onderdeel van het experiment (bloeddrukmeting) bij een dier onder narcose8. Er wordt echter geen techniek beschreven over de chirurgische cannulatie van de SMA voor langdurige infusie bij een onbeperkt dier. Het doel van dit manuscript is om stap voor stap een chirurgische techniek te beschrijven voor langdurige cannulatie van de SMA door middel van een proximale tak, die de selectieve infusie van geneesmiddelen in het mesenteriale bed gedurende ten minste 24 uur (en meer) mogelijk maakt. Aangezien een stabiele en stevige cannulatie permanente ligatie en sluiting van het vat vereist waar de katheter wordt ingebracht, vermijdt deze techniek in plaats daarvan het inbrengen van de katheter rechtstreeks in de SMA9 en benadert het vat door de cannulatie van een proximale tak, zo proximaal mogelijk naar de oorsprong van de SMA uit aorta. Proximale infusie zorgt ervoor dat het geïnfundeerde geneesmiddel het breedst mogelijke anatomische bed bereikt, zonder de bloedstroom door het hoofdvat te sluiten.
De rat SMA cannulatie techniek kent vele toepassingen. Het zou mogelijk zijn om geneesmiddelen selectief toe te dienen in het mesenteriale arteriële compartiment om lokale actie op gastro-intestinaal niveau te verkrijgen en systemische effecten en het metabolisme van levergeneesmiddelen te voorkomen. Het SMA-cannulated rat-model heeft voordelen ten opzichte van grotere diermodellen: het is minder duur, het is ethisch aanvaardbaar en het is gemakkelijker uit te voeren en te leren. SMA-cannulatiechirurgie is ook gemakkelijker uit te voeren in het rattenmodel in vergelijking met het muismodel.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Crile-Wood Needle Holder</td>
			<td>2Biological Instruments</td>
			<td></td>
			<td>Tip Shape: Straight; Tip Width: 2 mm; Clamping Length: 14 mm; Lock: Yes; Scissors: No; Alloy / Material: Stainless Steel; Length: 15 cm; Serrated: Yes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extra Fine Graefe Forceps</td>
			<td>2Biological Instruments</td>
			<td></td>
			<td>Tip Width: 0.5 mm; Tip Dimensions: 0.5 x 0.5 mm; Alloy / Material: Stainless Steel; Length: 10 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer Stub Adapter</td>
			<td>BD Intramedic</td>
			<td></td>
			<td>23 gauge for use with 427410 tubing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Membrane valve</td>
			<td>Biomed</td>
			<td>Mod 617</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poliurethane Catheter</td>
			<td>ENKI</td>
			<td></td>
			<td>external diameter: 0.4 mm, internal diameter: 0.25 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silastic Catheter Laboratory tubing</td>
			<td>Healthcare industries</td>
			<td>508-002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spring Scissors</td>
			<td>2Biological Instruments</td>
			<td></td>
			<td>Tip Shape: Angled; Tips: Sharp; Alloy / Material: Stainless Steel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Student Surgical Scissors</td>
			<td>2Biological Instruments</td>
			<td></td>
			<td>Tip Shape: Straight; Alloy / Material: Student Stainless Steel; Serrated: No; Feature: Student Quality</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

targeting the rat's small bowel: long-term infusion into the superior mesenteric artery

De superieure mesenteriale slagader kan bij mensen worden gekannuleerd door minimaal invasieve radiologische katheterisatie van de femorale of okselslagader. SMA-cannulatie is moeilijker bij ratten vanwege kleine anatomische afmetingen. Het doel van de studie is het beschrijven van een chirurgische techniek voor cannulatie van de SMA bij ratten om langdurige infusie van geneesmiddelen in het SMA-vaatbed uit te voeren bij onbeperkte dieren, wat zal resulteren in een hoge mate van katheterdoorgankelijkheid na het postoperatieve herstel gedurende 24 uur. 
Om het risico op SMA-trombose of bloedingen door directe toegang te voorkomen, wordt een proximale tak van de SMA geïsoleerd, disstaal geligeerd en gecannuleerd met een 0,25 mm polyurethaan capillaire buis waarvan de punt dicht bij de oorsprong van de SMA uit de aorta is gevorderd. De canule wordt vervolgens subcutaan naar de achterkant van de nek van het dier en via een kunstklep door de huid getunneld. Het externe deel van de canule wordt in een semi-stijf ondersteuningssysteem ingebracht en aangesloten op de continue infusiepomp buiten de kooi waar de rat vrij kan bewegen. 
De juiste positionering van de canule werd aangetoond door postoperatieve angiografie en autopsiebevindingen. De doorgankelijkheid van de katheter na 24 uur zoutinfusie in het SMA-gebied werd bij de meeste ratten verzekerd door de totale afvoer van de pomp en de herkenning van een functionele canule voor bloedafname of zoutoplossinginfusie.

In deze studie werd de procedure uitgevoerd op 15 ratten. Aan het einde van 24 uur zoutinfuus zijn er geen tekenen van zoutoplossing of bloedverlies waargenomen in de metabole kooien en was de buikwond schoon bij alle dieren, net als bij de kooien.
In de normale kooien werden gedurende 5 dagen ratten waargenomen met dagelijkse controle van gewicht en water/ voedselinname. Gedurende deze periode was de algemene conditie van de dieren bij grof onderzoek goed zonder aanwijzingen voor gedragsafwijkingen. Alle ratten begonnen direct na de operatie weer met eten. De gemiddelde dagelijkse inname van voedsel en water nam geleidelijk toe tot normaal na 3 dagen, zoals weergegeven in respectievelijk figuur 3A en 3B . In figuur 3C is te zien dat de gewichtstoename regelmatig was en geleidelijk toenam tot het einde van de observatieperiode. Er vonden geen veranderingen in de stoelgang plaats en de dagelijkse ontlasting en urineproductie waren normaal.
Na 24 uur was er zout residu (respectievelijk 40 ml en 20 ml) in slechts 2 pompen gevuld met 50 ml zoutoplossing, terwijl alle andere (86,7%) leeg waren. Bovendien waren na deze infusieperiode 12 canules (80%) nog steeds functioneel voor zowel bloedafname als zoutoplossinginfusie (5 ml), terwijl 3 canules niet meer gepatenteerd waren (2 hiervan waren de canules die met residu op de pompen waren aangesloten) (tabel 1).
Bij obductie bevond 100% van de canules (n=15) zich nog steeds in de SMA-tak en geen enkele rat had tekenen van darmischemie (figuur 4B) of intrabdominale bloedingen. De 3 afgesloten canules werden geknikt gevonden op respectievelijk 0,5 cm, 1 cm en 1,5 cm van het inbrengen in de SMA-tak. Dit fenomeen is waarschijnlijk te wijten aan de bewegingen van de dieren in de kooien.
Bij 5 ratten werd onmiddellijk na de procedure en vóór de pompaansluiting 2 ml gejodeerd contrastmiddel in de mesenteriale canule geïnjecteerd om een angiografie te verkrijgen via een beeldversterker (angiografie werd intraoperatief uitgevoerd). Bij elke rat (n=5) was het mogelijk om de mesenteriale arteriële cirkel en de SMA en zijn hoofdtakken te zien zonder contrastmiddel dat zich in de buik verspreidde, zoals weergegeven in figuur 4A. Dit bevestigde dat de canule goed geplaatst was en bevestigd aan de tak van de SMA.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60787/60787fig01.jpg"> Figuur 1: Experimentele foto's. (A) De dunne darm volgt zijn natuurlijke dispositie op een gaas (het is mogelijk om de SMA met alle takken te visualiseren); B) De bediener die de canule in de SMA-tak steekt. Het is noodzakelijk om een solide ondersteuning onder het vat te hebben om het inbrengen van de buis te garanderen. De distale zijden hechting sluit het vat en de proximale hechting fixeert de katheter in de tak. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60787/60787fig01large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60787/60787fig02.jpg"> Figuur 2: Infuusondersteuningssysteem. (A) Eenmaal subcutaan getunneld, komt de canule door de witte klep uit het achterste deel van de nek; (B) Een rat die een jas draagt om de witte klep te stabiliseren. Een stalen staaf beschermt de katheter tijdens de infusie. (C) Schematische weergave van een rat die tijdens de infusie van zoutoplossing in een metabole kooi is gehuisvest met een elastomeerpomp die is aangesloten op de canule die de stalen staaf verlaat. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60787/60787fig02large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60787/60787fig03.jpg"> Figuur 3: Representatieve gegevens voor voedselinname, waterinname en gewichtstoename van ratten (n=15) in observatieperiode van 5 dagen. De gemiddelde dagelijkse inname van voedsel (A) en water (B) neemt geleidelijk toe en stabiliseert zich na 3 dagen op fysiologische niveaus. De gemiddelde gewichtstoename (C) neemt geleidelijk toe tot het einde van de observatieperiode. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60787/60787fig03large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60787/60787fig04.jpg"> Figuur 4: Foto's van (A) de contrastangiografie van het mesenteriale arteriële gebied na contrastinfusie door de canule (bewijs van voldoende geplaatste canule) en (B) de canule nog goed gepositioneerd tijdens autopsie. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60787/60787fig04large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td colspan="2">Elastomeerpomp</td>
			<td colspan="2">Canule</td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td>Leeg</td>
			<td>Met residu</td>
			<td>Octrooi</td>
			<td>Geen patent</td>
		</tr>
<tr>
<td>n=15</td>
			<td>13</td>
			<td>2</td>
			<td>12</td>
			<td>3</td>
		</tr>
<tr>
<td>%</td>
			<td>86.7</td>
			<td>13.3</td>
			<td>80</td>
			<td>20</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 1: Elastomeerpompafvoeren canuledoorgankelijkheid na 24 uur zoutinfusie. De doorgankelijkheid werd getest door bloed af te nemen met een spuit en 5 ml zoutoplossing in de canule te injecteren.

Watch this Scientific Journal Video about Targeting the Rat's Small Bowel: Long-Term Infusion into the Superior Mesenteric Artery at JoVE.com

Targeting the Rat's Small Bowel: Long-Term Infusion into the Superior Mesenteric Artery

Toegang voor langdurige infusie in de superieure mesenteriale slagader (SMA) van ratten is een chirurgische procedure die bestaat uit cannulatie van een proximale tak van de SMA. De canule verlaat de buikwond en wordt door de onderhuidse ruimte terug naar de interscapulaire plooi getunneld.

Gericht op de dunne darm van de rat: langdurige infusie in de superieure mesenteriale slagader

The superior mesenteric artery can be cannulated in humans through minimally invasive radiological catheterization of the femoral or axillary artery. SMA ...

Superieure mesenterische arterie cannulatie bij de rat is moeilijk en het wordt niet vaak gebruikt als een experimenteel model. Deze techniek maakt het mogelijk om een functionele cannulatie uit te voeren en opent een experimenteerveld met eerste passage-effecten van intra-arteriële geneesmiddelen. Deze methode voorkomt bloedingen en trombose terwijl de cannulatie van de superieure mesenteriale slagader wordt goedgekeurd.En het mogelijk maken van langdurige infusie van medicijnen in een relatief vrij dier dat kan eten en bewegen. Farmacologisch onderzoek naar geneesmiddelen die actief zijn op de darm kan veel baat hebben bij deze techniek. Er is geen alternatief om het effect van een directe enkele passage van het medicijn te bestuderen.Begin met het snijden van de grotere canule. Snijd vervolgens de kleinere canule en steek deze een centimeter in de grotere canule. Bevestig de twee canules samen met cyanoacrylaatlijm om occlusie van het lumen te voorkomen.Sluit daarna het vrije uiteinde van de grotere canule aan op een luer stub-adapter die is gemonteerd op een spuit van één milliliter gevuld met zoutoplossing. Slijp de vrije punt van de kleinere canule met een schaar om het inbrengen van de katheter in de tak van de superieure mesenteriale slagader te vergemakkelijken. Controleer de doorgankelijkheid van de canule door te spoelen met zoutoplossing.Scheer de vacht van de chirurgische gebieden van de verdoofde rat, inclusief de buik voor de tak van de superieure mesenteriale slagader of SMA-cannulatie, en de achterkant van de nek voor de canule-uitgang. Reinig de chirurgische gebieden aseptisch. En plaats het dier in rugligging en immobiliseer de vier ledematen.Gebruik een scalpelmes om de buikwand te openen met een rechte incisie van drie centimeter op de middellijn van het mesogastrische gebied door alle buikvlakken in het peritoneum. Plaats gaasjes gedrenkt met zoutoplossing rond de laparotomie-incisie, met behulp van hechtingen om de chirurgische incisie open te houden. Gebruik wattenstaafjes om de dunne darm te identificeren en bloot te leggen en haal het mesenterium uit de laparotomiesnede en leg het naar beneden op de gaasjes.Identificeer de SMA door pulsatie te voelen. Gebruik wattenstaafjes, scheid het mesenteriale vet en ontdek de SMA en twee tot drie van de proximale takken. Kies een proximale tak van de SMA die groot genoeg is om de chirurgische manoeuvres van cannulatie mogelijk te maken.Bind deze tak drie tot vier centimeter stroomafwaarts van zijn oorsprong om zijn uitzetting mogelijk te maken door de hechteinden lang genoeg te houden om later te worden gemanipuleerd. Plaats een stijve steun onder de tak van de SMA en houd de extremiteit van de kleinere canule vast met een tang en trek vervolgens met de andere hand aan de hechteinden om het vat te belasten en het binnendringen van de katheter te vergemakkelijken. Houd de punt van de canule in een hoek van 20 graden van het vlak van het vat in de richting tegenovergesteld aan de bloedstroom.Druk vervolgens lichtjes op de punt om de slagaderwand te penetreren en de canule in te brengen. Ga door met het inbrengen van de canule gedurende één centimeter in de arteriële tak dicht bij de oorsprong van de SMA. Bevestig de canule aan de slagader met een chirurgische knoop en controleer de juiste werking door één milliliter steriele zoutoplossing te spoelen of door bloedafname.Maak een incisie van één centimeter in het achterste deel van de nek en plaats een bolvormige klep. Passeer vervolgens de canule van de laparotomietoegang tot de in de nek geplaatste klep door onderhuidse weefsels en sluit de distale extremiteit van de canule met een katheterplug om luchtinstroom te voorkomen. Vervang de kleine klep in de buikholte en sluit de buikwand.Bevestig vervolgens de klep op de volgende huid met hechtingen. Kleed de rat aan met een jasje om de knoopklep te beschermen. Bescherm het blootgestelde deel van de canule met een stalen staaf tijdens de infusie en bevestig het aan de klep.Sluit de distale extremiteit van de canule aan op een elastomeerpomp gevuld met 50 milliliter steriele zoutoplossing en ga door met infusie gedurende 24 uur. Na de infusie, demonteer het externe infusiesysteem van het dier door de pomp, de mantel, de stalen staaf en de klep van de rat te verwijderen. Sluit en snijd de canule als deze uit de nek, waardoor de extremiteit onder de huid van de nek achterblijft na de wond hechting.In deze studie werden 15 ratten onderworpen aan deze procedure en de gemiddelde dagelijkse voedsel- en waterinname nam geleidelijk toe tot normaal na drie dagen. De gewichtstoename was ook regelmatig en nam geleidelijk toe tot het einde van de observatieperiode. Na 24 uur was er zout residu in slechts twee ballonpompen, terwijl de andere 13 volledig leeg waren.Bovendien waren na de infusieperiode nog 12 canules functioneel voor zowel bloedafname als zoutoplossinginfusie, terwijl drie canules niet meer gepatenteerd waren. Bij obductie bevond 100% van de canules zich in de SMA-vestiging. En geen ratten hadden tekenen van darmischemie of intraabdominale bloedingen.Een angiografie werd verkregen bij vijf ratten door het injecteren van gejodoneerd contrastmiddel in de mesenteriale canule. De mesenteriale arteriële cirkel, met name de SMA en zijn hoofdtakken, werden waargenomen zonder contrastmiddel dat zich in de buik verspreidde, wat bevestigde dat de canule goed was geplaatst en aan de tak van de SMA was bevestigd. Patent, een nauwgezette verlatenheid van de tak om de ligatuur van het vat stroomafwaarts te cannuleren die de hechting onder het vat passeert en het kiezen van de meest geschikte positie om de canule te doorboren en in te brengen, zijn de belangrijkste aspecten van dit protocol.Fouten zijn niet te corrigeren.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Experimental Investigation of Secondary Flow Structures Downstream of a Model Type IV Stent Failure in a 180&#176; Curved Artery Test Section

Experimental Investigation of Secondary Flow Structures Downstream of a Model Type IV Stent Failure in a 180Ãƒâ€šÃ‚Â° Curved Artery Test Section

Experimenteel onderzoek van secundaire Flow Structures Stroomafwaarts van een Model Type IV Stent Niet in een 180 ° Gebogen Artery proefvak

The arterial network in the human vasculature comprises of ubiquitously present blood vessels with complex geometries (branches, curvatures and ...

Long-term Intravital Immunofluorescence Imaging of Tissue Matrix Components with Epifluorescence and Two-photon Microscopy

Langdurige Intravitale Immuunfluorescentie beeldvorming van Tissue Matrix Bestanddelen met Epifluorescentie en twee-foton microscopie

Besides being a physical scaffold to maintain tissue morphology, the extracellular matrix (ECM) is actively involved in regulating cell and tissue ...

The Multi-organ Chip - A Microfluidic Platform for Long-term Multi-tissue Coculture

De Multi-orgel Chip - Een Microfluïdische platform voor lange termijn Multi-weefsel Coculture

The ever growing amount of new substances released onto the market and the limited predictability of current in vitro test systems has led to a high need ...

Solid Lipid Nanoparticles (SLNs) for Intracellular Targeting Applications

Solid Lipid Nanoparticles SLNs for Intracellular Targeting Applications

Solid lipidenanodeeltjes (SLN) voor intracellulaire targeting Toepassingen

Nanoparticle-based delivery vehicles have shown great promise for intracellular targeting applications, providing a mechanism to specifically alter ...

Delivery of Proteins, Peptides or Cell-impermeable Small Molecules into Live Cells by Incubation with the Endosomolytic Reagent dfTAT

Levering van eiwitten, peptiden of Cell-ondoordringbare Kleine moleculen in levende cellen door incubatie met de endosomolytisch reagens dfTAT

Macromolecular delivery strategies typically utilize the endocytic pathway as a route of cellular entry. However, endosomal entrapment severely limits the ...

A Rapid and Quantitative Fluorimetric Method for Protein-Targeting Small Molecule Drug Screening

Een snelle en kwantitatieve Fluorimetrische Methode voor-eiwit targeting Small Molecule drugscontrole

We demonstrate a new drug screening method for determining the binding affinity of small drug molecules to a target protein by forming fluorescent gold ...

Long-term Live Imaging Device for Improved Experimental Manipulation of Zebrafish Larvae

Op lange termijn levende Imaging Device voor verbeterde experimentele manipulatie van zebravis larven

The zebrafish larva is an important model organism for both developmental biology and wound healing. Further, the zebrafish larva is a valuable system for ...

Protocol for MicroRNA Transfer into Adult Bone Marrow-derived Hematopoietic Stem Cells to Enable Cell Engineering Combined with Magnetic Targeting

Protocol voor MicroRNA overdracht naar volwassen beenmerg-afgeleide hematopoietische stamcellen om cel Engineering gecombineerd met magnetische Targeting

While CD133+ hematopoietic stem cells (SCs) have been proven to provide high potential in the field of regenerative medicine, their low retention rates ...

Screening and Identification of Small Peptides Targeting Fibroblast Growth Factor Receptor2 using a Phage Display Peptide Library

Screening en identificatie van kleine peptiden gericht op fibroblast groei factor Receptor2 met behulp van een Phage display peptide Library

The human Fibroblast Growth Factor Receptor (FGFR) family comprises four members, namely, FGFR1, FGFR2, FGFR3, and FGFR4, that are involved in various ...

Automated Counterflow Centrifugal System for Small-Scale Cell Processing

Geautomatiseerd centrifugale systeem voor kleinschalige Celverwerking

Successful commercialization of gene and cell-based therapies requires manufacturing processes that are cost-effective and scalable. Buffer exchange and ...