Summary

Hickman kateterbruk for langvarig vaskulær tilgang i en preklinisk svinemodell

Published: March 31, 2023
doi:

Summary

En pålitelig og reproduserbar tilnærming for innsetting og vedlikehold av et tunnelert Hickman-kateter for langvarig vaskulær tilgang hos svin er beskrevet. Plassering av sentralt venekateter muliggjør praktisk daglig prøvetaking av fullblod fra våkne dyr og intravenøs administrering av medisiner og væske.

Abstract

Sentrale venekatetre (CVC) er uvurderlige enheter i store dyreforsøk, da de letter et bredt spekter av medisinske applikasjoner, inkludert blodovervåking og pålitelig intravenøs væske- og legemiddeladministrasjon. Spesielt er det tunnelerte Hickman-kateteret (HC) ofte brukt i svinemodeller på grunn av lavere utryddelses- og komplikasjonsrater. Til tross for færre komplikasjoner i forhold til andre CVC-er, utgjør HC-relatert sykelighet en betydelig utfordring, da det kan forsinke eller på annen måte påvirke pågående studier negativt. Riktig innsetting og vedlikehold av HCer er avgjørende for å forhindre disse komplikasjonene, men det er ingen konsensus om beste praksis. Hensikten med denne protokollen er å beskrive en helhetlig tilnærming for innsetting og vedlikehold av en tunnelert HC hos svin som reduserer HC-relaterte komplikasjoner og sykelighet. Bruken av disse teknikkene hos >100 svin har resultert i komplikasjonsfrie patentlinjer opptil 8 måneder og ingen kateterrelatert dødelighet eller infeksjon på ventral kirurgisk sted. Denne protokollen tilbyr en metode for å optimalisere levetiden til HC og veiledning for å nærme seg problemer under bruk.

Introduction

Den uunnværlige rollen til sentrale venekatetre (SVK) i pasientomsorgen skyldes deres bekvemmelighet, gunstige sikkerhetsprofil og allsidighet1. Funksjonene til en CVC inkluderer pålitelig tilgang for total parenteral ernæring, hematopoietisk stamcelletransplantasjon, plasmaferese / aferese og effektiv væske-, blod- eller legemiddeladministrasjon2. I veterinærmedisin minimerer SVK også ubehag hos dyr via rask fortynning av irriterende stoffer og blodprøvetaking uten gjentatt venepunktur3. Til tross for bred anvendelse byr bruk av CVC i stordyreforsøk fortsatt på flere betydelige utfordringer4.

Perkutan CVC-plassering via ledetråd eller introduksjonskatetre kan være vanskelig for ikke-veterinære forskere, spesielt hos dyr med dype venestrukturer5. En feil CVC-installasjonsteknikk kan føre til utilsiktet plassering i nærliggende strukturer, noe som krever ultralydstyrt plassering eller en postprosedyreradiografi av posisjoneringen6. Imidlertid, sammenlignet med menneskelige operasjonsrom, er ultralyd ikke lett tilgjengelig i mange store dyreforsøkslaboratorier. Videre kan langvarig bruk av inneliggende katetre resultere i linjekinking, punktering, infeksjon eller frigjøring av dyr, med mulig forstyrrelse av rettidig behandling, klinisk overvåking og forskningsresultater 4,7. Utskifting av CVC krever ytterligere ressurser, inkludert materialinnkjøp, kirurgisk planlegging, fastetid og radiografisk tilgang. CVC-relaterte komplikasjoner kan derfor skape betydelige tekniske og økonomiske barrierer eller en forstyrrelse av produktiv translasjonsforskning, spesielt hos svin. Forurensning av mat eller avføring, riper mot burvegger og sparkesteder for irritasjon kan kompromittere en CVC, og risikoen for CVC-relaterte komplikasjoner forsterkes ved langvarig bruk. Sikkert og ukomplisert vedlikehold av en CVC hos svin krever derfor nøye vurdering av CVC-valg, plassering, sikring, beskyttelse, sanitet og overvåking.

Hickman-kateteret (HC) som brukes i denne protokollen er en tunnelert CVC med en polyestermansjett og en til tre lumen, som vanligvis brukes til langvarig intravenøs tilgang hos mennesker og dyr 1,4,8,9. Tunnelkatetertilnærmingen har vært assosiert med lavere komplikasjonsrater og vedlikeholdskostnader i forhold til ikke-tunnelerte variasjoner10,11,12. Mansjetten reduserer HC-frigjøring ved å innlemme i det subkutane vevet som omgir hudens utgangssted. Multi-lumen-designen muliggjør også separasjon av medisinadministrasjon og blodtrekk, og minimerer dermed blodprøveforurensning og unøyaktighet. Til tross for dette er HC-bruk ikke uten utfordringer, hvorav de vanligste inkluderer brudd, migrasjon, okklusjon og infeksjon13,14,15,16. Riktig installasjon og vedlikehold av en HC er derfor uunnværlige ferdigheter når de brukes i translasjonsforskning. Imidlertid gir den nåværende litteraturen liten veiledning for beste praksis for HC-bruk hos svin under langsiktige forsøk 5,6,17.

Formålet med denne studien er å skissere en optimalisert tilnærming for HC-innsetting i den indre halsvenen (IJV), hudsikring og holdbar beskyttelse som minimerer langsiktige kateterrelaterte komplikasjoner og ubehag hos svin. En drøfting av viktige hensyn ved HC-bruk, potensielle utfordringer som kan oppstå og modifikasjoner som kan forbedre kvaliteten på denne tilnærmingen er inkludert.

Protocol

Alle dyreprosedyrer ble utført i samsvar med en dyreprotokoll godkjent av Johns Hopkins University Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC). Stammer av mannlige og kvinnelige svin som gjennomgår HC-plassering inkluderer miniatyrsvin fra Massachusetts General Hospital (MGH) svinekoloni, Yucatan-svin og Yorkshire-krysset svin fra en landbruksleverandør (20-40 kg). Svin varierte fra 3-10 måneders alder da HC ble plassert. HC kan plasseres når som helst i forhold til dyrets eksperimentelle prosedyre. Det anbe…

Representative Results

Over 100 svin har gjennomgått vellykket HC-innsetting i laboratoriet vårt. HC kan trygt og riktig plasseres og sikres på under 1 time med kirurg, assistent, sirkulasjonspumpe og anestesilege. Kateterposen tar omtrent 15-20 min å lage. Teknikken er enkel og enkel å lære og har blitt utført av veterinærer, kirurgiske beboere og medisinske studenter etter veiledede instruksjoner. HCs har holdt seg på plass uten komplikasjoner eller revisjon i opptil 8 måneder. I en nylig representativ k…

Discussion

Mens CVC-er tjener et spekter av funksjoner i store dyreforsøk, mangler dagens litteratur en konsensustilnærming for sikker og bærekraftig bruk i langsiktige forsøk over 30 dager. Denne protokollens trinnvise prosedyre for HC-innsetting, hudsikring og oppbevaring i en håndlaget veske har gjennomgått betydelige justeringer for kvalitetsforbedring. Som sådan presenterer denne protokollen en teknikk for HC-bruk som tillater effektiv og effektiv intravenøs tilgang samtidig som dyrevelferden sikres og komplikasjoner m…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Vi ønsker å anerkjenne støtten fra hæren, marinen NIH, Air Force, VA og helsesaker angående AFIRM II-innsatsen under tildeling CTA05: W81XWH-13-2-0052 og CTA06: W81XWH-13-2-0053. US Army Medical Research Acquisition Activity, 820 Chandler Street, Fort Detrick MD 21702-5014, er tildelings- og administrasjonskontoret. Meninger, tolkninger, konklusjoner og anbefalinger er forfatterens og er ikke nødvendigvis godkjent av Forsvarsdepartementet. I tillegg ønsker vi å anerkjenne støtte fra Department of Defense Congressionally Directed Medical Research Programs (CDMRP), Reconstructive Transplantation Research Program (RTRP), gjennom priser W81XWH-17-1-0280, W81XWH-17-1-0624, W81XWH-17-1-0287 og W81XWH18-1-0795. Vi ønsker også å anerkjenne Institutt for plastisk og rekonstruktiv kirurgi og Johns Hopkins University School of Medicine. I tillegg vil vi gjerne anerkjenne hele veterinærpersonalet, inkludert Melanie Adams, Karen Goss, Haley Smoot, Kayla Schonvisky og Victoria Manahan.

Materials

#10 blade Medline MDS15110
0.9% Sterile Sodium Chloride Baxter  2F7123
0-0 Coated and Braided Nonabsorbable Suture Covidien S-196
0-0 Synthetic, Monofilament, Nonabsorbable Polypropylene Suture Ethicon 8690H
1 inch Medical Tape 3M 1548S-1
10 USP units/mL Heparin flush Becton, Dickinson and Company 306424
3-0 Braided Absorbable Suture Covidien SL-636 (cutting needle), GL-122 (taper needle)
3-0 Monofilament Absorbable Suture Covidien SM-922 (cutting needle), CM-882 (taper needle)
4-0 Coated and Braided Non-absorbable Suture Ties Ethicon A303H
70% Ethanol Vedco VINV-IPA7
Adson tissue forceps MPM Medical Supply 132-508
Adson-Brown forceps MPM Medical Supply 106-2572
Air warming blanket and pad 3M Bair Hugger UPC 00608223595770
Backhaus towel clamp MPM Medical Supply 117-5508
Brown needle holder MPM Medical Supply 110-1513
Buprenorphine PAR Pharmaceutical 3003408B
Cefazolin Hikma Farmacuetica (Portugal) PLB 133-WES/1
Chlorhexidine Vet One 501027
Clave Baxter 7N8399
Cotton Padding Medline NON6027
Debakey forceps MPM Medical Supply 106-5015
Elastic Adhesive Bandage Tape 3M XH002016489
Halstead mosquito forceps MPM Medical Supply 115-4612
Hickman Catheter Bard Access Systems 603710
Hickman Catheter Repair Kit, 7Fr, Red and White Connectors Bard Access Systems 0601690 (red), 0601680 (white), 502017
Kelly hemostatic forceps MPM Medical Supply 115-7014
Ketamine Vet One 383010-03
Lactated Ringers Baxter 2B2324X
Maropitant Citrate Zoetis 106
Mayo scissors MPM Medical Supply 103-5014
Metzenbaum scissors MPM Medical Supply 132-711
Pantoprazole JH Pharmacy NDC 0143-9284-10
Scalpel blade handle Medline MDS10801
Vein Pick SAI infusion technologies VP-10
Veterinary Ophthalmic Ointment Dechra IS4398
Xylazine Vet One 510004

References

  1. Pontes, L., et al. Incidents related to the Hickman® catheter: identification of damages. Revista Brasileira de Enfermagem. 71 (4), 1915-1920 (2018).
  2. Kolikof, J., Peterson, K., Baker, A. M. Central Venous Catheter. StatPearls. , (2022).
  3. Central venous catheters: how, when, why? (Proceedings). DVM 360 Available from: https://www.dvm360.com/view/central-venous-catheters-how-when-why-proceedings (2011)
  4. Abrams-Ogg, A. C., et al. The use of an implantable central venous (Hickman) catheter for long-term venous access in dogs undergoing bone marrow transplantation. Canadian Journal of Veterinary Research. 56 (4), 382-386 (1992).
  5. Florescu, M. C., et al. Surgical technique of placement of an external jugular tunneled hemodialysis catheter in a large pig model. The Journal of Vascular Access. 19 (5), 473-476 (2018).
  6. . Central Venous Catheter Placement: Modified Seldinger Technique Available from: https://www.cliniciansbrief.com/article/central-venous-catheter-placement-modified-seldinger-technique (2015)
  7. Perondi, F., et al. Bacterial colonization of non-permanent central venous catheters in hemodialysis dogs. Heliyon. 6 (1), e03224 (2020).
  8. Faulkner, R. T., Czajkowski, W. P., Rayfield, E. J., Hickman, R. L. Technique for portal catheterization in rhesus monkeys (Macaca mulatta). American Journal of Veterinary Research. 37 (4), 473-475 (1976).
  9. Moss, J. G., et al. Central venous access devices for the delivery of systemic anticancer therapy (CAVA): a randomised controlled trial. Lancet. 398 (10298), 403-415 (2021).
  10. Dai, C., et al. Effect of tunneled and nontunneled peripherally inserted central catheter placement: A randomized controlled trial. The Journal of Vascular Access. 21 (4), 511-519 (2020).
  11. Wu, X., et al. Tunneled peritoneal catheter vs repeated paracenteses for recurrent ascites: a cost-effectiveness analysis. Cardiovascular and Interventional Radiology. 45 (7), 972-982 (2022).
  12. Onwubiko, C., et al. Small tunneled central venous catheters as an alternative to a standard hemodialysis catheter in neonatal patients. Journal of Pediatric Surgery. 56 (12), 2219-2223 (2021).
  13. da Silva, S. R., Reichembach, M. T., Pontes, L., de Souza, G. d. e. P. E. S. C. M., Kusma, S. Heparin solution in the prevention of occlusions in Hickman® catheters a randomized clinical trial. Revista Latino-Americana de Enfermagem. 29, e3385 (2021).
  14. Landoy, Z., Rotstein, C., Lucey, J., Fitzpatrick, J. Hickman-Broviac catheter use in cancer patients. Journal of Surgical Oncology. 26 (4), 215-218 (1984).
  15. Bawazir, O. A., Altokhais, T. I. Hickman central venous catheters in children: open versus percutaneous technique. Annals of Vascular Surgery. 68, 209-216 (2020).
  16. Cappello, M., et al. Central venous access for haemodialysis using the Hickman catheter. Nephrology Dialysis Transplantation. 4 (11), 988-992 (1989).
  17. Shastri, L., Kjærgaard, B., Rees, S. E., Thomsen, L. P. Changes in central venous to arterial carbon dioxide gap (PCO2 gap) in response to acute changes in ventilation. BMJ Open Respiratory Research. 8 (1), e000886 (2021).
  18. Smith, A. C., Swindle, M. M. Preparation of swine for the laboratory. ILAR Journal. 47 (4), 358-363 (2006).
  19. Swindle, M. M., Makin, A., Herron, A. J., Clubb, F. J., Frazier, K. S. Swine as models in biomedical research and toxicology testing. Veterinary Pathology. 49 (2), 344-356 (2012).
  20. Hughes, H. C. Swine in cardiovascular research. Laboratory Animal Science. 36 (4), 348-350 (1986).
  21. Svendsen, O. The minipig in toxicology. Experimental and Toxicologic Pathology. 57 (5-6), 335-339 (2006).
  22. Tumbleson, M. E., Schook, L. B. . Advances in Swine in Biomedical Research. 2, (1996).
  23. Jensen-Waern, M., Kruse, R., Lundgren, T. Oral immunosuppressive medication for growing pigs in transplantation studies. Laboratory Animals. 46 (2), 148-151 (2012).
  24. Ibrahim, Z., et al. A modified heterotopic swine hind limb transplant model for translational vascularized composite allotransplantation (VCA) research. Journal of Visualized Experiments. (80), e50475 (2013).
  25. Nordström, C. -. H., Jakobsen, R., Mølstrøm, S., Nielsen, T. H. Cerebral venous blood is not drained via the internal jugular vein in the pig. Resuscitation. 162, 437-438 (2021).
  26. Habib, C. A., et al. MR imaging of the yucatan pig head and neck vasculature. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 38 (3), 641-649 (2013).
  27. Flournoy, W. S., Mani, S. Percutaneous external jugular vein catheterization in piglets using a triangulation technique. The International Journal of Laboratory Animals. 43 (4), 344-349 (2009).
  28. Kotsougiani, D., et al. Surgical angiogenesis in porcine tibial allotransplantation: a new large animal bone vascularized composite allotransplantation model. Journal of Visualized Experiments. (126), e55238 (2017).
  29. Chuang, M., et al. Comparison of external catheters with subcutaneous vascular access ports for chronic vascular access in a porcine model. Contemporary Topics in Laboratory Animal Science. 44 (2), 24-27 (2005).
check_url/fr/65221?article_type=t

Play Video

Citer Cet Article
Girard, A. O., Muss, T. E., Loftin, A. H., Kalsi, R., Bodine, A. K., Lopez, C. D., Furtmüller, G. J., Etra, J. W., Izzi, J., Plunkard, J., Brown, M. G., Oh, B. C., Brandacher, G. Hickman Catheter Use for Long-Term Vascular Access in a Preclinical Swine Model. J. Vis. Exp. (193), e65221, doi:10.3791/65221 (2023).

View Video