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

Författarna vill erkänna Cen.Ri.S. (Centro di ricerche sperimentali) vid Università Cattolica del Sacro Cuore i Rom för tillstånd.

De studier som beskrivs i detta manuskript godkändes av den lokala djuriska kommittén (Università Cattolica del Sacro Cuore, Roma) och genomfördes i enlighet med det italienska hälsoministeriet.
1. Förberedelse av kanylen för införande i SMA: s proximala gren
<ol><li>Kapa den större kanylen på 0,93 mm O.D, 0,5 mm I.D. till önskad längd (ca 30 cm).</li>
	<li>Skär den mindre kanylen (0,4 mm O.D, 0,25 mm I.D.) till ca 5 cm lång och sätt in den 1 cm i den större kanylen.</li>
	<li>Fixera de två kanylerna tillsammans med cyanoakrylatlim och undvik ocklusion av lumen.</li>
	<li>Anslut den fria änden av större kanyl till en Luer stub-adapter (23 G) monterad på en 1 mL spruta fylld med saltlösning.</li>
	<li>Vässa den fria spetsen på den mindre kanylen med sax för att underlätta införandet av katetern i SMA-grenen.</li>
	<li>Kontrollera kanylens patency genom att spola med saltlösning. OBS: Kanylens vassa ände skadar inte artären under djurets rörelse eftersom den kommer att fixeras och inte glider längs kärlet.</li>
</ol>2. Förberedelse av råttan för det kirurgiska ingreppet
<ol><li>Utför intramuskulär anestesi med ketamin/xylazin (100/10 mg/kg). OBS: Tillräckligt anestesidjup bedöms av frånvaron eller nära frånvaron av tass-pinch reflexen.</li>
	<li>Raka pälsen från de kirurgiska regionerna: buken för grenen av SMA-kanylen och nackens baksida för kanylutgången.</li>
	<li>Rengör de kirurgiska regionerna aseptiskt med hjälp av en kirurgisk tassnypreflex. OBS: All beredning bör utföras med aseptisk teknik.</li>
	<li>skrubb eller lösning appliceras i en cirkulär rörelse, följt av steril saltlösning eller 70% etanol, 3 gånger.</li>
	<li>Placera djuret i en supin position, immobilisera de fyra extremiteterna.</li>
</ol>3. Kannulation av en proximal gren av SMA
<ol><li>Säkerställ korrekt bedövningsdjup genom att testa tassnypningsreflexen före snittet.</li>
	<li>Applicera ett sterilt kirurgiskt, vattenbeständigt draperi.</li>
	<li>Med ett skalpellblad, öppna bukväggen med ett rakt 3 cm snitt på mitten av mesogastric-regionen genom alla bukplan in i bukhinnan.</li>
	<li>Placera gasbindor, dränkta med saltlösning, runt laparotomisnittet ovanpå det kirurgiska draperin. Använd suturer för att hålla det kirurgiska snittet öppet. OBS: Alla svabbprover och kirurgiska instrument måste vara sterila.</li>
	<li>Använd bomullspinne för att identifiera och exponera tunntarmen. Följ dess naturliga disposition för att identifiera mesenteri. Extrahera mesenteri ur laparotomic cutten och lägg den nedåt på gasvävarna (figur 1A).</li>
	<li>Identifiera SMA genom att känna pulseringen.</li>
	<li>Använd bomullspinnarna för att "göra plats" mellan det mesenteriala fettet och avslöja SMA och 2-3 av dess proximala grenar.</li>
	<li>Välj en proximal gren av SMA tillräckligt stor för att tillåta kirurgiska manövrar av cannulation. Bind denna gren (med en 4-0 silkes sutur) 3-4 cm nedströms från sitt ursprung för att tillåta dess expansion att hålla suturändarna tillräckligt länge för att manipuleras senare.</li>
	<li>Placera ett styvt stöd under SMA:s gren. Handtaget på de kirurgiska tångarna är tillräckligt här.</li>
	<li>Håll änden av den mindre kanylen (kopplad till den större kanylen i motsatt ände) med den dominerande handen med tång och dra suturändarna med den andra handen för att spänna kärlet och underlätta kateterns inträde (figur 1B).</li>
	<li>Håll kanylens spets i 20° vinkel från kärlets plan i den riktning som är motsatt blodflödet.</li>
	<li>Tryck lätt på spetsen för att penetrera artärväggen och sätt in kanylen. OBS: Cannulation utförs utan att skära artären; kateterns spets kommer att bryta kärlväggen och underlätta inträdet. Blod som strömmar tillbaka in i kanylen bekräftar rätt insättning.</li>
	<li>Fortsätt införandet av kanylen i ytterligare 1 cm i arteriell gren nära ursprunget från SMA.</li>
	<li>Fäst kanylen på artären med en kirurgisk knut (4-0 silke) och verifiera dess korrekta funktion genom att spola 1 ml steril saltlösning eller med en blodprov.</li>
</ol>4. Tunneling av kanylen och placering i infusionsstödsystemet
<ol><li>Placera ett sterilt kirurgiskt draperi på snittet innan du ändrar djurets position. OBS: Tunnel från rygg till buk skapas genom att utöva tryck i det subkutana utrymmet med ett spetsigt kirurgiskt instrument. Ett sterilt kirurgiskt draperi på buken och ryggsnitt bör användas.</li>
	<li>Gör ett 1 cm snitt av nackens bakre region och passa en sfärisk ventil.</li>
	<li>För bort kanylen från laparotomins åtkomst till ventilen som placerats i nacken genom subkutana vävnader (figur 2A). Stäng kanylens distala extremitet med en kateterplugg för att undvika luftflöde.</li>
	<li>Byt ut den lilla tarmen i bukhålan. Stäng bukväggen och stäng hudsnitten med en kontinuerlig 3-0 silkes sutur.</li>
	<li>Fäst ventilen på nackhuden med stygn. Stäng hudsnitten med en kontinuerlig 3-0 silkes sutur.</li>
</ol>5. Postoperativ ledning
<ol><li>Klä råttan med en jacka för att skydda knappventilen. Skydda kanylens exponerade del med en stålstång under infusionen och fäst den på ventilen (figur 2B). OBS: Eftersom kirurgi utförs under aseptisk teknik, antibiotika anges inte. NSAID ska administreras preoperativt för smärtkontroll (5 mg/ml Meloxicam injicerbart, 1 mg/kg en gång dagligen i upp till 3 dagar). Efter operation stabilisera råttan i en metabolisk bur för infusionstiden (24h). Bedöva sedan råttan med isofluraninandning under den tid som krävs för att demontera infusionssystemet. Därefter är det möjligt att hysa råttan i en normal bur med en 12-timmars ljus / mörk cykel och fri tillgång till mat och vatten.</li>
	<li>Stabilisera råttan i en metabolisk bur för infusionstiden. Råttan är nu vaken och fri att röra sig och äta i buret.</li>
	<li>Anslut kanylens distala extremitet till en elastomerisk pump (100 ml volym max, 5,0 ml/h flöde) fylld med 50 ml steril koksaltlösning. Fortsätt med infusionen i 24 timmar (figur 2C).</li>
	<li>På den första dagen, administrera intramuskulära antibiotika (enrofloxacin 10 mg/kg under de första 24 h) och sedan passera till oral administrering (enrofloxacin 100 mg i 500 ml i dricksvatten). Dispensera smärtstillande behandling intramuskulärt under uppvaknandet (ketoprofen 5,0 mg/kg) och under de följande dagarna oralt (paracetamol 200 mg i dricksvatten). OBS: Späd oral terapi som administreras i dricksvatten för att få en uthärdlig smak. Övervaka kroppsviktsmätning och hydrering.</li>
	<li>I slutet av infusionstiden (24 timmar) demontera djurets externa infusionssystem genom att ta bort pumpen, jackan, stålstången och ventilen från råttan. Stäng och skär kanylen när den kommer ut ur nacken och lämna denna extremitet under nacken efter sårs sutur. OBS: I denna fas kan det vara nödvändigt att bedöva råttor i några minuter genom isofluoraninandning.</li>
	<li>Hus råttan, individuellt, i en normal bur med en 12-timmars ljus / mörk cykel och fri tillgång till mat och vatten. OBS: Utgångsvärdet post-op födointag är ca 30 g./dag Baslinjen vattenintag är ca 50 ml/dag. Medelvikten bör vara ca 400 mg.</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>

Författarna har inget att avslöja.

Den största fördelen med denna råtta SMA infusionsmodell är dess ståndaktighet och hållbarhet i minst 24 timmar hos de allra flesta djuren. Infusionen av antikoagulantia kan förlänga detta tidsintervall. Modellen möjliggör en tillförlitlig infusion av droger selektivt i den mesenteriala regionen, riktad mot den lilla tarmen och den proximala delen av tjocktarmen.
Flera steg är avgörande för teknikens framgång. För att uppnå kannulation i ett mycket litet kärl är det viktigt att välja råttor som väger minst 400 g; kön och ålder inte är relevanta. Det är också viktigt att välja rätt kirurgiska instrument och typ av kanyl. Här sätts en mindre polyuretankanyl (0,4 mm O.D, 0,25 mm I.D.) in 1 cm i den större kanylen (0,93 mm O.D, 0,5 mm ID) för att få en funktionell och användbar kateter för att möjliggöra både anslutningar till den lilla artären och till det större infusionssystemet.
Det första kirurgiska kritiska steget är rengöring av SMA och den gren som identifierats för cannulation från den omgivande fettvävnaden (steg 3,5). Detta hjälper till att undvika införandet av kanylen mellan vävnaden och artären, vilket är ett vanligt misstag. Detta rengöringssteg är dock svårt eftersom SMA:s lilla gren är ömtålig och lätt att skada. Om grenen skadas är det möjligt att stoppa blödningen genom ligatur och att välja en annan proximal gren, för att inte slösa djuret.
För att förhindra luftbubblabildning i kanylen och undvika gasemboli måste kanylen fyllas med saltlösning fram till spetsen innan den sätts in i grenen. För att säkra kanylen på plats måste appliceringen av kirurgisk tråd (4-0 silke) vara mellan insättningspunkten i artären och kanylspetsen, direkt ovanpå kärlet runt katetern. Den kirurgiska knuten måste vara tillräckligt tät för att fixa kanylen men inte för tätt för att täppa till den (steg 3.12).
Det bästa sättet att säkerställa en korrekt kanylering är att se blodflödet tillbaka genom kanylen (steg 3.10). När det gäller felsökning, om detta inte sker, kan det bero på följande skäl:
kanylen inte sattes in korrekt i artären;
kanylen är inne i artären men ockluserad av noden i ett felaktigt läge;
kanylen är inuti artären och en luftbubbla i kanylen saktar ner flödet;
en blodpropp har bildats i kanylen.
En felaktig insättning kan bero på kanylpositionering i utrymmet mellan artären och fettvävnaden. I det här fallet är återinsättning nödvändig. När knuten ovanför kärlet ockluserar kanylen är det möjligt att lossa den mycket noggrant och göra om den. Små luftbubblor i katetern äventyrar i allmänhet inte kannulationen och är inte livshotande; men om det finns en stor luftbubbla i kanylen är det nödvändigt att dra tillbaka på kanylen med sprutan eller placera katetern i en annan gren. Vanligtvis är det möjligt att undvika koagelbildning och hålla kanylpatentet genom att ingjuta 0,2 ml bolus av saltlösning då och då under drift.
En begränsning av denna studie är en underutvärdering av kanylens patency i längre infusionstider: här utfördes en 24-timmars infusion medan råttor var inrymda i en metabolisk bur. För att få en längre infusionsperiod kan det vara användbart att använda antikoagulantiabehandling, som inte administreras i denna studie. Men under infusionen måste råttan hållas i den metaboliska buren eftersom det är den enda som stöder infusionssystemet. Denna plats är obekväm för djuret som kan vara stressat om det behandlas under en längre period. Dessutom användes endast saltlösning för infusion, så det finns inga resultat om specifik läkemedelsadministration. En begränsning av metoden är omöjligheten att infusera i artärgrenarna (om de finns) ovanför den som används för katetern. Av denna anledning rekommenderas att kanylera den närmaste grenen från aortan.
Ingen annan råtta SMA långsiktiga infusion modell för obegränsade djur finns i litteraturen. Jämfört med IMA kannulation modell beskrivs för många år sedan4, den beskrivna tekniken här har ett bredare experimentellt mål eftersom det tillåter drog infusion i SMA perfusion område och är inte begränsad till kolon. Nyligen användes selektiv cannulation av en gren av SMA för infusion av botulinumtoxin direkt i den arteriella mesenteriregionen för att studera effekten på tarmens glatta muskel10, men många andra läkemedel kan testas i framtiden. Till exempel kan antikoagulantia infunderas för att studera mesenteriisk trombos, eller läkemedel med en intestinal mikrobiotaverkan11 eller till och med läkemedel för inflammatoriska tarmsjukdomar12. Intraartär infusion är användbar för tarmmetabolismstudier i synnerhet, eftersom läkemedelseffekten är utvärdbar innan blodet går igenom portalcirkulationen där det är föremål för levermetabolism.

Den överlägsna mesenteric gatan (SMA) hos människor som hos råttor härstammar från buken stora kroppspulsådern och förser tarmen med arteriellt blod från tolvfingertarmen till proximala tvärgående kolon. SMA ger upphov till många grenar.
Efter kapillärperfusion dräneras den mesentericirkulationen genom portalvenen till levern, där den genomgår levermetabolism innan den återänds till systemcirkulationen. Cannulation av SMA är användbart för diagnostiska ändamål, terapeutisk embolisering och läkemedelsinfusion på ett selektivt eller kontinuerligt sätt för att utvärdera effekten på tarmen eller, viktigast av allt, levermetabolismen och kemisk clearance. Hos människor utförs minimalt invasiv radiologisk catheterization av SMA för endovaskulär behandling1 eller selektiv läkemedelsinfusion2 med flera perkutana metoder som transfemoral eller transaxililry punktering och kannulation.
det finns litteratur rapporter om olika tekniker för cannulation av de små buken fartyg: överlägsen mesenteric ven (SMV)3, sämre mesenteric gatan (IMA)4, den mesenterily lymfa trumman5, lever gatan6 eller studier för ex vivo på tarm perfusion7 hos råttor. I jämförelse med den venösa sidan är cannulation av SMA hos råttor mycket mer krävande på grund av de samtidiga riskerna för trombos och blödning, förutsatt att det är högt tryck. I synnerhet uppstår problem om kannulationen är i drift när råttan vaknar från anestesi på operationsbädden och mer om experimentet kräver ett fritt djur i en bur efter operationen.
En ny artikel har beskrivit SMA-cannulation som en del av experimentet (blodtrycksmått) hos ett djur under anestesi8. Ingen teknik beskrivs dock på kirurgiska cannulation av SMA för långsiktiga infusion i ett obegränsat djur. Syftet med detta manuskript är att steg för steg beskriva en kirurgisk teknik för långsiktig kannulation av SMA genom en proximal gren, vilket möjliggör selektiv infusion av droger i den mesenteriala sängen i minst 24 timmar (och över). Eftersom en stadig och robust kannulation kräver permanent ligatur och stängning av kärlet där katetern sätts in, undviker denna teknik istället att sätta in katetern direkt i SMA9 och närmar sig kärlet genom kannulation av en proximal gren, så proximal som möjligt till själva ursprunget till SMA från aorta. Proximal infusion gör det möjligt för det infunderade läkemedlet att nå den bredaste anatomiska sängen som möjligt, utan att stänga blodflödet genom huvudkärlet.
Råtta SMA-kannulationstekniken har många applikationer. Det skulle vara möjligt att administrera läkemedel selektivt i det mesenteriala arteriella utrymmet för att få lokala åtgärder på mag-tarmnivå och för att undvika systemiska effekter och lever läkemedelsmetabolism. Den SMA-kanylerade råttmodellen har fördelar jämfört med större djurmodeller: det är billigare, det är etiskt acceptabelt och det är lättare att utföra och lära sig. SMA-kannulationskirurgi är också lättare att utföra i råttmodellen jämfört med musmodellen.

<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

Överlägsen mesenteri gatan kan kanyleras hos människor genom minimalt invasiva radiologiska catheterization av femorala eller axillary gatan. SMA-kannulation är svårare hos råttor på grund av små anatomiska dimensioner. Syftet med studien är att beskriva en kirurgisk teknik för cannulation av SMA hos råttor för att utföra långvarig infusion av läkemedel i SMA vaskulär säng i obegränsade djur, vilket kommer att resultera i en hög grad av kateter patency efter den postkirurgiska återhämtningen i 24 timmar. 
För att undvika risken för SMA-trombos eller blödning från direkt åtkomst isoleras en proximal gren av SMA, ligeras distally och kanyleras med ett 0,25 mm polyuretankapillärrör vars spets är avancerad nära SMA: s ursprung från aortan. Kanylen tunnlas sedan subkutant till baksidan av djurets nacke och genom huden via en konstgjord ventil. Den yttre delen av kanylen sätts in i ett halvstyvt stödsystem och ansluts till den kontinuerliga infusionspumpen utanför buret där råttan är fri att röra sig. 
Korrekt positionering av kanylen visades av post-surgical angiography och obduktion resultaten. Kateter patency efter 24 timmars saltlösning infusion i SMA regionen försäkrades hos de flesta råttor genom total urladdning av pumpen och erkännande av en funktionell kanyl för blodprov eller saltlösning infusion.

I denna studie utfördes proceduren på 15 råttor. I slutet av 24 timmars saltlösning har inga tecken på saltlösning eller blodförlust observerats i de metaboliska burarna och buksåret var rent hos alla djur liksom burarna.
I de normala burarna observerades råttor i 5 dagar med daglig övervakning av vikt och vatten/ matintag. Under denna period var djurens allmänna tillstånd vid bruttoundersökning bra utan tecken på beteendemässiga avvikelser. Alla råttor omedelbart efter operationen började mata igen. Det genomsnittliga dagliga mat- och vattenintaget ökade gradvis fram till det normala efter 3 dagar, vilket visas i figur 3A respektive 3B . I figur 3C är det möjligt att se att viktökningen var regelbunden och gradvis ökade fram till slutet av observationsperioden. Inga förändringar av tarm rörelser ägde rum och dagliga avföring och urin produktionen var normala.
Efter 24 timmar fanns det saltlösningsrester (respektive 40 ml respektive 20 ml) i endast 2 pumpar fyllda med 50 ml saltlösning medan alla andra (86,7%) var tomma. Efter denna infusionsperiod var dessutom 12 kanyler (80%) fortfarande funktionella för både blodprov och saltlösning infusion (5 ml), medan 3 kanyler inte var patent längre (2 av dessa var kanylerna anslutna till pumparna med rester) (tabell 1).
Vid obduktionen var 100% av kanylerna (n=15) fortfarande belägna i SMA-grenen och inga råttor hade tecken på tarm ischemi (figur 4B) eller intrabdominal blödning. De 3 ockluserade kanylerna hittades kinked respektive 0,5 cm, 1 cm och 1,5 cm från införandet i SMA grenen. Detta fenomen beror förmodligen på djurens rörelser i burarna.
Hos 5 råttor injicerades omedelbart efter proceduren och före pumpanslutningen 2 ml joderat kontrastmedium i den mesenteriala kanylen för att få en angiografi genom en bildförstärkare (angiografi utfördes intraoperativt). I varje råtta (n=5) var det möjligt att se den mesenteriala arteriell cirkeln och SMA och dess huvudgrenar utan kontrastmedel som sprider sig i buken som visas i figur 4A. Detta bekräftade att kanylen var väl placerad och fastsatt på SMA: s gren.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60787/60787fig01.jpg"> Bild 1: Experimentella fotografier. A) Tunntarmen efter dess naturliga disposition på en gasväv (det är möjligt att visualisera SMA med alla grenar); B) Operatören som för in kanylen i SMA-grenen. Det är nödvändigt att ha ett fast stöd under kärlet för att garantera att röret sätts in. Den distala silkes suturen stänger kärlet och den proximala fixar katetern inuti grenen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60787/60787fig01large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av den här figuren.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60787/60787fig02.jpg"> Figur 2: Infusionsstödsystem. A) När kanylen har tunnats under en del av tanken kommer den ut ur nackens bakre del genom den vita ventilen. B) En råtta som bär en jacka för att stabilisera den vita ventilen. En stålstav skyddar katetern under infusionen. C) Diagramatisk representation av en råtta som är inhyst i en metabolisk bur under infusion av saltlösning med en elastomerisk pump ansluten till kanylen som lämnar stålstången. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60787/60787fig02large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av den här figuren.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60787/60787fig03.jpg"> Figur 3: Representativa uppgifter för födointag, vattenintag och viktökning hos råttor (n=15) under en observationsperiod på 5 dagar. Det genomsnittliga dagliga matintaget (A) och vatten (B) ökar gradvis, och det stabiliseras på fysiologiska nivåer efter 3 dagar. Den genomsnittliga viktökningen (C) ökar gradvis fram till slutet av observationsperioden. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60787/60787fig03large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av den här figuren.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60787/60787fig04.jpg"> Figur 4: Fotografier av (A) kontrastangiografin i den mesenteriala arteriella regionen efter kontrastinfusion genom kanylen (bevis på tillräckligt placerad kanyl) och (B) kanylen fortfarande väl placerad under obduktionen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60787/60787fig04large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna figur.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td colspan="2">Elastomerisk pump</td>
			<td colspan="2">Kanyl</td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td>Tom</td>
			<td>Med rester</td>
			<td>Patent</td>
			<td>Inte 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>Tabell 1: Elastomerisk pumpurladdning och kanylpatens efter 24 timmars saltlösning. Patency testades genom att dra blod med en spruta och ingjuta 5 ml saltlösning i kanylen.

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

Tillgång till långvarig infusion i den överlägsna mesenteri gatan (SMA) hos råttor är ett kirurgiskt ingrepp som består av kannulation av en proximal gren av SMA. Kanylen går ut ur buksåret och tunnlas genom det subkutana utrymmet tillbaka till den interscapular viken.

Inriktning på råttans små tarm: Långsiktig infusion i den överlägsna mesenteriartären

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

Överlägsen mesenteri kannulation i råttan är svårt och det används inte ofta som en experimentell modell. Denna teknik gör det möjligt att utföra en funktionell cannulation och öppnar ett fält av experiment med första passage effekter av intra-arteriella läkemedel. Denna metod undviker blödning och trombos samtidigt som man samtycker till kannulation av den överlägsna mesenteri gatan.Och möjliggör långsiktig infusion av droger i ett relativt fritt djur som kan äta och flytta. Farmakologisk forskning om läkemedel som är aktiva på tarmen kan ha stor nytta av denna teknik. Det finns inget alternativ att studera effekten av en direkt enda passage av läkemedlet.Börja med att skära den större kanylen. Skär sedan den mindre kanylen och sätt in den en centimeter i den större kanylen. Fixera de två kanylerna tillsammans med cyanoakrylatlim för att undvika ocklusion av lumen.Anslut sedan den större kanylens fria extremitet till en luerstubbadapter monterad på en en milliliter spruta fylld med saltlösning. Vässa den fria spetsen på den mindre kanylen med sax för att underlätta införandet av katetern i grenen av den överlägsna mesenteriartären. Kontrollera kanylens patency genom att spola med saltlösning.Raka pälsen från de kirurgiska regionerna av den sövda råttan, inklusive buken för grenen av den överlägsna mesenteriartären eller SMA-kanylen och nackens baksida för kanylutgången. Rengör de kirurgiska regionerna aseptiskt. Och placera djuret i en supin position immobilisera de fyra extremiteterna.Använd ett skalpellblad för att öppna bukväggen med ett rakt tre centimeter snitt på mittlinjen i meso magregionen genom alla bukplan in i bukhinnan. Placera gasvävar dränkta med saltlösning runt laparotomy-snittet, med suturer för att hålla det kirurgiska snittet öppet. Använd bomullspinne för att identifiera och exponera tunntarmen och extrahera mesenteri ur laparotomin-snittet och lägg det nedåt på gasvävarna.Identifiera SMA genom att känna pulsering. Använd bomullspinne, separera det mesenteriiska fettet och avslöja SMA och två till tre av dess proximala grenar. Välj en proximal gren av SMA som är tillräckligt stor för att tillåta kirurgiska manövrar av kannulation.Bind denna gren tre till fyra centimeter nedströms från sitt ursprung för att tillåta dess expansion genom att hålla suturändarna tillräckligt länge för att manipuleras senare. Placera ett styvt stöd under SMA-grenen och håll änden av den mindre kanylen med tång och dra sedan suturändarna med den andra handen för att spänna kärlet och underlätta kateterns inträde. Håll kanylens spets i 20 graders vinkel från kärlets plan i motsatt riktning mot blodflödet.Tryck sedan lätt på spetsen för att penetrera artärväggen och sätt in kanylen. Fortsätt införandet av kanylen för en centimeter i arteriell gren nära ursprunget från SMA. Fäst kanylen på artären med en kirurgisk knut och kontrollera dess korrekta funktion genom att spola en milliliter steril saltlösning eller genom blodprov.Gör ett snitt på en centimeter i nackens bakre del och passa en sfärisk ventil. Passera sedan kanylen från laparotomins åtkomst till ventilen som placeras i nacken genom subkutana vävnader och stäng kanylens distala extremitet med en kateterplugg för att undvika luftflöde. Byt ut den lilla ventilen i bukhålan och stäng bukväggen.Fäst sedan ventilen på nästa hud med stygn. Klä råttan med en jacka för att skydda knappventilen. Skydda den exponerade delen av kanylen med en stålstång under infusionen och fäst den på ventilen.Anslut kanylens distala extremitet till en elastomerisk pump fylld med 50 ml steril saltlösning och fortsätt med infusion i 24 timmar. Efter infusionen, demontera djurets externa infusionssystem genom att ta bort pumpen, jackan, stålstången och ventilen från råttan. Stäng och skär kanylen när den är ur nacken och lämna änden under nacken efter sårs sutur.I denna studie utsattes 15 råttor för detta förfarande och det genomsnittliga dagliga mat- och vattenintaget ökade gradvis fram till det normala efter tre dagar. Viktökningen var också regelbunden och gradvis ökande fram till slutet av observationsperioden. Efter 24 timmar fanns det saltlösningsrester i bara två ballongpumpar, medan de andra 13 var helt tomma.Dessutom, efter infusionsperioden, 12 kanyler fortfarande funktionella för både blodprov och saltlösning infusion, medan tre kanyler inte var patent längre. Vid obduktionen var 100% av kanylerna belägna i SMA-grenen. Och inga råttor hade tecken på tarm ischemi eller intraabdominal blödning.En angiografi erhölls i fem råttor genom att injicera iodonated kontrast medium i den mesenteri cannula. Den mesenteriska arteriell cirkeln, särskilt SMA och dess huvudgrenar observerades utan kontrast medium spridning i buken, bekräftar att kanylen var väl placerad och fastsatt på grenen av SMA. Patent, en noggrann ödslighet av grenen för att kanylera ligaturen av fartyget nedströms passerar suturen under fartyget och väljer den lämpligaste positionen för att punktera och sätta in kanylen är de viktigaste aspekterna av detta protokoll.Fel är okorrigerbara.

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

Experimentell undersökning av sekundärflöde strukturer nedströms en modell av typ IV Stent Misslyckande i en 180 ° Böjd Artery testsektionen

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

Långsiktig Intravital Immunofluorescence avbildning av Tissue Matrix Komponenter med epifluorescens och Två-foton mikroskopi

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

Multi-orgeln Chip - En mikroflödes Plattform för Långsiktig Flervävnads 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 lipid Nanopartiklar (SLNs) för Intracellulär Targeting Tillämpningar

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

Leverans av proteiner, peptider eller cellimpermeabel Små molekyler i levande celler genom inkubation med Endosomolytic 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

En snabb och kvantitativ Fluorimetrisk metod för Protein-inriktning Small Molecule drogundersökning

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

Långsiktiga levande Imaging enhet för förbättrad experimentella Manipulation av zebrafisk larver

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

Protokoll för mikroRNA överföring till benmärgen-härrör hematopoetiska stamceller att aktivera Cell teknik kombinerat med magnetiska inriktning

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 och identifiering av små peptider riktade fibroblast tillväxtfaktor Receptor2 använda en phage display peptid bibliotek

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

Automatiserat Counterflow Centrifugalsystem för småskaliga cell bearbetning

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