Hickman-kathetergebruik voor langdurige vasculaire toegang in een preklinisch varkensmodel
Summary
Er wordt een betrouwbare en reproduceerbare aanpak beschreven voor het inbrengen en onderhouden van een getunnelde Hickman-katheter voor langdurige vasculaire toegang bij varkens. Het plaatsen van een centraal veneuze katheter zorgt voor een gemakkelijke dagelijkse bemonstering van volbloed van wakkere dieren en intraveneuze toediening van medicatie en vloeistoffen.
Abstract
Centraal veneuze katheters (CVC’s) zijn van onschatbare waarde in groot dieronderzoek, omdat ze een breed scala aan medische toepassingen mogelijk maken, waaronder bloedmonitoring en betrouwbare intraveneuze toediening van vloeistoffen en geneesmiddelen. In het bijzonder wordt de getunnelde Hickman-katheter (HC) met meerdere lumen vaak gebruikt in varkensmodellen vanwege de lagere bevrijdings- en complicaties. Ondanks minder complicaties in vergelijking met andere CVC’s, vormt HC-gerelateerde morbiditeit een aanzienlijke uitdaging, omdat het lopende onderzoeken aanzienlijk kan vertragen of anderszins negatief kan beïnvloeden. Het correct inbrengen en onderhouden van HC’s is van het grootste belang om deze complicaties te voorkomen, maar er is geen consensus over best practices. Het doel van dit protocol is om een uitgebreide beschrijving te geven van een aanpak voor het inbrengen en onderhouden van een getunnelde HC bij varkens die HC-gerelateerde complicaties en morbiditeit vermindert. Het gebruik van deze technieken bij >100 varkens heeft geresulteerd in complicatievrije octrooilijnen tot 8 maanden en geen kathetergerelateerde mortaliteit of infectie van de ventrale operatieplaats. Dit protocol biedt een methode om de levensduur van de HC te optimaliseren en begeleiding bij het benaderen van problemen tijdens het gebruik.
Introduction
De onmisbare rol van centraal veneuze katheters (CVC’s) in de patiëntenzorg is te danken aan hun gemak, gunstige veiligheidsprofiel en veelzijdigheid. Functies van een CVC zijn onder meer betrouwbare toegang voor totale parenterale voeding, hematopoëtische stamceltransplantatie, plasmaferese/aferese en efficiënte toediening van vocht, bloed of co-geneesmiddelen2. In de diergeneeskunde minimaliseren CVC’s ook het ongemak bij dieren via de snelle verdunning van irriterende geneesmiddelen en bloedafname zonder herhaalde venapunctie3. Ondanks hun brede toepassingen brengt het gebruik van CVC’s in groot dieronderzoek nog steeds een aantal aanzienlijke uitdagingen met zich mee4.
Percutane CVC-plaatsing via een voerdraad of inbrengkatheter kan moeilijk zijn voor niet-veterinaire onderzoekers, vooral bij dieren met diepe veneuzestructuren5. Een onjuiste CVC-installatietechniek kan leiden tot onbedoelde plaatsing in nabijgelegen constructies, waardoor echogeleide plaatsing of een radiografie na de procedure van de positionering noodzakelijk is6. In vergelijking met menselijke operatiekamers zijn echografieën echter niet direct beschikbaar in veel grote laboratoria voor dierproeven. Verder kan langdurig gebruik van verblijfskatheters leiden tot knikken, punctie, infectie of bevrijding door dieren, met mogelijke verstoring van tijdige behandeling, klinische monitoring en onderzoeksresultaten 4,7. Vervanging van de CVC vereist extra middelen, waaronder materiaalinkoop, chirurgische planning, nuchtere tijd en radiografische toegang. CVC-gerelateerde complicaties kunnen daarom aanzienlijke technische en financiële barrières opwerpen of een verstoring van productief translationeel onderzoek, met name bij varkens. Besmetting door voedsel of uitwerpselen, krabben tegen kooiwanden en schoppen tegen plaatsen van irritatie kunnen een CVC in gevaar brengen, en het risico op CVC-gerelateerde complicaties wordt versterkt door langdurig gebruik. Veilig en ongecompliceerd onderhoud van een CVC bij varkens vereist dus een zorgvuldige afweging van CVC-keuze, plaatsing, beveiliging, bescherming, sanitaire voorzieningen en bewaking.
De Hickman-katheter (HC) die in dit protocol wordt gebruikt, is een getunnelde CVC met een polyester manchet en één tot drie lumen, die vaak wordt gebruikt voor langdurige intraveneuze toegang bij mens en dier 1,4,8,9. De getunnelde katheterbenadering is in verband gebracht met lagere complicaties en onderhoudskosten in vergelijking met niet-getunnelde variaties10,11,12. De manchet vermindert de HC-bevrijding door deze op te nemen in de onderhuidse weefsels rond de plaats waar de huid de huid uitlaat. Het ontwerp met meerdere lumen maakt het ook mogelijk om medicatietoediening en bloedafname te scheiden, waardoor besmetting en onnauwkeurigheid van bloedmonsters tot een minimum worden beperkt. Desondanks is het gebruik van HC niet zonder uitdagingen, waarvan de meest voorkomende fracturen, migratie, occlusie en infectie zijn13,14,15,16. Een goede installatie en onderhoud van een HC zijn daarom onmisbare vaardigheden bij translationeel onderzoek. De huidige literatuur biedt echter weinig houvast voor best practices voor HC-gebruik bij varkens tijdens langetermijnproeven 5,6,17.
Het doel van deze studie is om een geoptimaliseerde aanpak te schetsen voor het inbrengen van HC in de interne halsader (IJV), huidbevestiging en duurzame bescherming die langdurige kathetergerelateerde complicaties en ongemak bij varkens minimaliseert. Een bespreking van de belangrijke overwegingen voor HC-gebruik, mogelijke uitdagingen die kunnen worden ondervonden en wijzigingen die de kwaliteit van deze aanpak kunnen verbeteren, is inbegrepen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Hoewel CVC’s een spectrum van functies vervullen in groot dieronderzoek, ontbreekt het in de huidige literatuur aan een consensusbenadering voor veilig en duurzaam gebruik in langetermijnonderzoeken gedurende 30 dagen. De stapsgewijze procedure van dit protocol voor het inbrengen van HC, het vastzetten van de huid en het bewaren in een handgemaakt zakje heeft aanzienlijke aanpassingen ondergaan voor kwaliteitsverbetering. Als zodanig presenteert dit protocol een techniek voor HC-gebruik die efficiënte en effectieve intr…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We willen graag de steun erkennen van het leger, de marine NIH, de luchtmacht, VA en gezondheidszaken met betrekking tot de AFIRM II-inspanning onder toekenning CTA05: W81XWH-13-2-0052 en CTA06: W81XWH-13-2-0053. De U.S. Army Medical Research Acquisition Activity, 820 Chandler Street, Fort Detrick MD 21702-5014, is het toekennende en beherende acquisitiekantoor. Meningen, interpretaties, conclusies en aanbevelingen zijn die van de auteur en worden niet noodzakelijkerwijs onderschreven door het ministerie van Defensie. Daarnaast willen we de steun erkennen van het Department of Defense Congressionally Directed Medical Research Programs (CDMRP), Reconstructive Transplantation Research Program (RTRP), door middel van onderscheidingen W81XWH-17-1-0280, W81XWH-17-1-0624, W81XWH-17-1-0287 en W81XWH18-1-0795. We willen ook de afdeling Plastische en Reconstructieve Chirurgie en de Johns Hopkins University School of Medicine erkennen. Daarnaast willen we de hele veterinaire staf bedanken, waaronder Melanie Adams, Karen Goss, Haley Smoot, Kayla Schonvisky en 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 |
Riferimenti
- 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).
