Использование катетера Хикмана для долгосрочного сосудистого доступа в доклинической модели свиней
Summary
Описан надежный и воспроизводимый подход к введению и поддержанию туннельного катетера Хикмана для длительного сосудистого доступа у свиней. Установка центрального венозного катетера позволяет удобно проводить ежедневный забор цельной крови у бодрствующих животных и внутривенное введение лекарств и жидкостей.
Abstract
Центральные венозные катетеры (ЦВК) являются бесценными устройствами в исследованиях на крупных животных, поскольку они облегчают широкий спектр медицинских применений, включая мониторинг крови и надежное внутривенное введение жидкостей и лекарств. В частности, туннельный многопросветный катетер Хикмана (HC) обычно используется в свиноводческих моделях из-за его более низкой частоты извлечения и осложнений. Несмотря на меньшее количество осложнений по сравнению с другими ЦВК, заболеваемость, связанная с ГЦ, представляет собой серьезную проблему, поскольку она может значительно задержать или иным образом негативно повлиять на текущие исследования. Правильное введение и поддержание ГЦ имеет первостепенное значение для предотвращения этих осложнений, но единого мнения о передовой практике нет. Целью данного протокола является всестороннее описание подхода к введению и поддержанию туннельного ГЦ у свиней, который смягчает осложнения и заболеваемость, связанные с ГЦ. Использование этих методов на свиньях >100 привело к получению патентных линий без осложнений в течение 8 месяцев и отсутствию смертности, связанной с катетером, или инфекции вентральной области хирургического вмешательства. Этот протокол предлагает метод оптимизации срока службы HC и рекомендации по решению проблем во время использования.
Introduction
Незаменимая роль центральных венозных катетеров (ЦВК) в уходе за пациентами обусловлена их удобством, благоприятным профилем безопасности и универсальностью1. Функции ЦВК включают надежный доступ для полного парентерального питания, трансплантации гемопоэтических стволовых клеток, плазмафереза/афереза и эффективного введения жидкости, крови или сопутствующих препаратов2. В ветеринарии ЦВК также сводят к минимуму дискомфорт животных за счет быстрого разведения раздражающих препаратов и забора крови без повторной венепункции3. Несмотря на их широкое применение, использование ЦВК в исследованиях на крупных животных по-прежнему сопряжено с рядом серьезных проблем4.
Чрескожное введение ЦВК через проводник или вводящий катетер может быть затруднительным для исследователей, не являющихся ветеринарами, особенно у животных с глубокими венозными структурами5. Неправильная техника установки ЦВК может привести к непреднамеренному размещению в близлежащих конструкциях, что потребует установки под контролем УЗИ или рентгенографии положенияпосле процедуры 6. Однако, по сравнению с человеческими операционными, ультразвук не всегда доступен во многих крупных исследовательских лабораториях на животных. Кроме того, длительное использование постоянных катетеров может привести к перегибу катетера, проколу, инфицированию или удалению животными с возможным нарушением своевременного лечения, клинического мониторинга и результатов исследований 4,7. Замена ЦВК требует дополнительных ресурсов, включая закупку материалов, планирование хирургического вмешательства, время голодания и рентгенологический доступ. Таким образом, осложнения, связанные с CVC, могут создавать значительные технические и финансовые барьеры или препятствовать продуктивным трансляционным исследованиям, особенно в свиноводстве. Загрязнение пищей или фекалиями, царапины о стенки клетки и удары ногами по местам раздражения могут поставить под угрозу ЦВК, а риск осложнений, связанных с ЦВК, усиливается при длительном использовании. Таким образом, безопасное и несложное содержание ЦВК у свиней требует тщательного рассмотрения выбора, размещения, защиты, санитарии и наблюдения за ЦВК.
Катетер Хикмана (HC), используемый в этом протоколе, представляет собой туннельный CVC с манжетой из полиэстера и от одного до трех просветов, который обычно используется для длительного внутривенного доступа у людей и животных 1,4,8,9. Туннельный катетерный подход связан с более низкой частотой осложнений и затратами на техническое обслуживание по сравнению с нетуннельными вариантами10,11,12. Манжета уменьшает удаление HC, встраиваясь в подкожные ткани, окружающие место выхода кожи. Многопросветная конструкция также позволяет разделять введение лекарств и забор крови, тем самым сводя к минимуму загрязнение образца крови и неточность. Несмотря на это, использование ГЦ не обходится без проблем, наиболее распространенными из которых являются перелом, миграция, окклюзия и инфекция13,14,15,16. Таким образом, правильная установка и обслуживание HC являются незаменимыми навыками при использовании в трансляционных исследованиях. Тем не менее, в современной литературе содержится мало рекомендаций по передовой практике применения ГЦ у свиней во время длительных испытаний 5,6,17.
Целью данного исследования является определение оптимального подхода к введению ГК во внутреннюю яремную вену (IJV), обеспечению безопасности кожи и длительной защите, которая сводит к минимуму долгосрочные осложнения и дискомфорт, связанные с катетером, у свиней. В книгу включено обсуждение важных соображений по использованию УВ, потенциальных проблем, с которыми можно столкнуться, и модификаций, которые могут улучшить качество этого подхода.
Protocol
Representative Results
Discussion
Несмотря на то, что ЦВК выполняют целый ряд функций в исследованиях на крупных животных, в современной литературе отсутствует консенсусный подход к безопасному и устойчивому использованию в долгосрочных испытаниях продолжительностью более 30 дней. Поэтапная процедура этого протокола…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы хотели бы выразить признательность за поддержку со стороны армии, военно-морского флота, национальных институтов здравоохранения, военно-воздушных сил, штата Вирджиния и министерства здравоохранения в отношении усилий AFIRM II в рамках грантов CTA05: W81XWH-13-2-0052 и CTA06: W81XWH-13-2-0053. Отдел закупок медицинских исследований армии США, 820 Chandler Street, Fort Detrick MD 21702-5014, является отделом по присуждению и администрированию закупок. Мнения, интерпретации, выводы и рекомендации принадлежат автору и не обязательно одобряются Министерством обороны. Кроме того, мы хотели бы выразить признательность за поддержку со стороны Программ медицинских исследований (CDMRP) Министерства обороны США, Исследовательской программы реконструктивной трансплантации (RTRP) в виде грантов W81XWH-17-1-0280, W81XWH-17-1-0624, W81XWH-17-1-0287 и W81XWH18-1-0795. Мы также хотели бы выразить признательность кафедре пластической и реконструктивной хирургии и Медицинской школе Университета Джонса Хопкинса. Кроме того, мы хотели бы поблагодарить весь ветеринарный персонал, включая Мелани Адамс, Карен Госс, Хейли Смут, Кайлу Шонвиски и Викторию Манахан.
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
- Pontes, L., et al. Incidents related to the Hickman® catheter: identification of damages. Revista Brasileira de Enfermagem. 71 (4), 1915-1920 (2018).
- Kolikof, J., Peterson, K., Baker, A. M. Central Venous Catheter. StatPearls. , (2022).
- Central venous catheters: how, when, why? (Proceedings). DVM 360 Available from: https://www.dvm360.com/view/central-venous-catheters-how-when-why-proceedings (2011)
- 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).
- 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).
- . Central Venous Catheter Placement: Modified Seldinger Technique Available from: https://www.cliniciansbrief.com/article/central-venous-catheter-placement-modified-seldinger-technique (2015)
- Perondi, F., et al. Bacterial colonization of non-permanent central venous catheters in hemodialysis dogs. Heliyon. 6 (1), e03224 (2020).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Landoy, Z., Rotstein, C., Lucey, J., Fitzpatrick, J. Hickman-Broviac catheter use in cancer patients. Journal of Surgical Oncology. 26 (4), 215-218 (1984).
- Bawazir, O. A., Altokhais, T. I. Hickman central venous catheters in children: open versus percutaneous technique. Annals of Vascular Surgery. 68, 209-216 (2020).
- Cappello, M., et al. Central venous access for haemodialysis using the Hickman catheter. Nephrology Dialysis Transplantation. 4 (11), 988-992 (1989).
- 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).
- Smith, A. C., Swindle, M. M. Preparation of swine for the laboratory. ILAR Journal. 47 (4), 358-363 (2006).
- 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).
- Hughes, H. C. Swine in cardiovascular research. Laboratory Animal Science. 36 (4), 348-350 (1986).
- Svendsen, O. The minipig in toxicology. Experimental and Toxicologic Pathology. 57 (5-6), 335-339 (2006).
- Tumbleson, M. E., Schook, L. B. . Advances in Swine in Biomedical Research. 2, (1996).
- Jensen-Waern, M., Kruse, R., Lundgren, T. Oral immunosuppressive medication for growing pigs in transplantation studies. Laboratory Animals. 46 (2), 148-151 (2012).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
