Summary

Uso do cateter de Hickman para acesso vascular de longa permanência em modelo pré-clínico de suínos

Published: March 31, 2023
doi:

Summary

Uma abordagem confiável e reprodutível para a inserção e manutenção de um cateter de Hickman tunelizado para acesso vascular de longa permanência em suínos é descrita. A colocação de um cateter venoso central permite uma conveniente amostragem diária de sangue total de animais acordados e administração intravenosa de medicamentos e fluidos.

Abstract

Os cateteres venosos centrais (CVCs) são dispositivos inestimáveis na pesquisa com grandes animais, pois facilitam uma ampla gama de aplicações médicas, incluindo monitoramento sanguíneo e administração confiável de fluidos intravenosos e medicamentos. Especificamente, o cateter de Hickman tunelizado multilúmen (HC) é comumente usado em modelos suínos devido às suas menores taxas de destravamento e complicações. Apesar de menos complicações em relação a outros CVCs, a morbidade relacionada à CH apresenta um desafio significativo, pois pode atrasar significativamente ou impactar negativamente os estudos em andamento. A inserção e manutenção adequadas dos CS são primordiais na prevenção dessas complicações, mas não há consenso sobre as melhores práticas. O objetivo deste protocolo é descrever de forma abrangente uma abordagem para a inserção e manutenção de HC tunelizado em suínos que atenue as complicações e morbidade relacionadas à HC. O uso dessas técnicas em suínos >100 resultou em linhagens patentes livres de complicações até 8 meses e sem mortalidade relacionada ao cateter ou infecção do sítio cirúrgico ventral. Este protocolo oferece um método para otimizar a vida útil do HC e orientação para abordar problemas durante o uso.

Introduction

O papel indispensável do cateter venoso central (CVC) no cuidado ao paciente deve-se à sua conveniência, perfil de segurança favorável e versatilidade1. As funções de um CVC incluem acesso confiável para nutrição parenteral total, transplante de células-tronco hematopoéticas, plasmaférese/aférese e administração eficiente de fluidos, sangue ou co-fármacos2. Na medicina veterinária, os CVCs também minimizam o desconforto animal por meio da rápida diluição de drogas irritantes e da coleta de sangue sem punção venosa repetida3. Apesar de suas amplas aplicações, o uso de CVCs em pesquisas com animais de grande porte ainda apresenta vários desafiosconsideráveis4.

A colocação percutânea de CVC por meio de fio-guia ou cateter introdutor pode ser difícil para pesquisadores não veterinários, particularmente em animais com estruturas venosas profundas5. Uma técnica inadequada de instalação do CVC pode resultar em colocação inadvertida em estruturas próximas, necessitando de colocação guiada por ultrassom ou radiografia pós-procedimento do posicionamento6. No entanto, em comparação com salas de cirurgia humanas, os ultrassons não estão prontamente disponíveis em muitos grandes laboratórios de pesquisa animal. Além disso, o uso prolongado de cateteres de demora pode resultar em acotovelamento, punção, infecção ou desencarceramento por animais, com a possível interrupção do tratamento oportuno, do monitoramento clínico e dos resultados da pesquisa 4,7. A substituição do CVC requer recursos adicionais, incluindo captação de materiais, programação cirúrgica, tempo de jejum e acesso radiográfico. As complicações relacionadas ao CVC podem, portanto, criar barreiras técnicas e financeiras significativas ou interromper a pesquisa translacional produtiva, particularmente em suínos. Contaminação por alimentos ou fezes, arranhões contra as paredes da gaiola e chutes locais de irritação podem comprometer o CVC, e o risco de complicações relacionadas ao CVC é amplificado pelo uso prolongado. Assim, a manutenção segura e descomplicada de um CVC em suínos requer uma consideração cuidadosa da escolha, colocação, segurança, proteção, saneamento e vigilância do CVC.

O cateter de Hickman (HC) utilizado nesse protocolo é um CVC tunelizado com manguito de poliéster e um a três lúmens, comumente utilizado para acesso intravenoso de longa duração em humanos e animais 1,4,8,9. A abordagem por cateter tunelizado tem sido associada a menores taxas de complicações e custos de manutenção em relação às variações não tunelizadas10,11,12. O manguito reduz o desencarceramento da HC incorporando-se aos tecidos subcutâneos ao redor do local de saída da pele. O design multilúmen também permite a separação entre a administração de medicamentos e as coletas de sangue, minimizando a contaminação e a imprecisão das amostras de sangue. Apesar disso, o uso da HC não é isento de desafios, sendo os mais comuns fratura, migração, oclusão e infecção13,14,15,16. A instalação e a manutenção adequadas de um HC são, portanto, habilidades indispensáveis quando utilizadas em pesquisa translacional. No entanto, a literatura atual oferece pouca orientação para as melhores práticas para o uso de HC em suínos durante estudos de longo prazo 5,6,17.

O objetivo deste estudo é traçar uma abordagem otimizada para a inserção da HC na veia jugular interna (VJI), segurança da pele e proteção durável que minimize as complicações e desconfortos relacionados ao cateter de longa permanência em suínos. Uma discussão sobre as considerações importantes para o uso do CD é incluída, os desafios potenciais que podem ser encontrados e as modificações que podem melhorar a qualidade dessa abordagem é incluída.

Protocol

Todos os procedimentos com animais foram conduzidos de acordo com um protocolo animal aprovado pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais da Universidade Johns Hopkins (IACUC). As cepas de suínos machos e fêmeas submetidos à colocação de HC incluem suínos em miniatura da colônia de suínos do Hospital Geral de Massachusetts (MGH), suínos de Yucatán e suínos cruzados de Yorkshire de um vendedor agrícola (20-40 kg). A idade dos suínos variou de 3 a 10 meses quando o HC foi colocado. O HC pode ser c…

Representative Results

Mais de 100 suínos foram submetidos com sucesso à inserção de HC em nosso laboratório. O HC pode ser colocado e fixado de forma segura e correta em menos de 1 h com cirurgião, assistente, circulador e anestesista. A bolsa do cateter leva aproximadamente 15-20 minutos para fazer. A técnica é simples e fácil de ensinar e tem sido realizada por veterinários, residentes de cirurgia e estudantes de medicina seguindo instruções supervisionadas. Os HCs permaneceram no local sem complicaç…

Discussion

Embora os CVCs sirvam a um espectro de funções em pesquisas com grandes animais, a literatura atual carece de uma abordagem consensual para uso seguro e sustentável em ensaios de longo prazo ao longo de 30 dias. O procedimento passo a passo desse protocolo para inserção do HC, fixação da pele e armazenamento em bolsa artesanal passou por ajustes significativos para melhoria da qualidade. Dessa forma, este protocolo apresenta uma técnica para uso de HC que permite acesso intravenoso eficiente e eficaz, garantindo …

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Gostaríamos de agradecer o apoio do Exército, Marinha NIH, Força Aérea, VA e Assuntos de Saúde em relação ao esforço AFIRM II sob o prêmio CTA05: W81XWH-13-2-0052 e CTA06: W81XWH-13-2-0053. A U.S. Army Medical Research Acquisition Activity, 820 Chandler Street, Fort Detrick MD 21702-5014, é o escritório de aquisição de prêmios e administração. Opiniões, interpretações, conclusões e recomendações são do autor e não são necessariamente endossadas pelo Departamento de Defesa. Além disso, gostaríamos de agradecer o apoio dos Programas de Pesquisa Médica Dirigidos pelo Congresso do Departamento de Defesa (CDMRP), Programa de Pesquisa em Transplante Reconstrutivo (RTRP), através dos prêmios W81XWH-17-1-0280, W81XWH-17-1-0624, W81XWH-17-1-0287 e W81XWH18-1-0795. Também gostaríamos de agradecer ao Departamento de Cirurgia Plástica e Reconstrutiva e à Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins. Além disso, gostaríamos de agradecer toda a equipe veterinária, incluindo Melanie Adams, Karen Goss, Haley Smoot, Kayla Schonvisky e 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

  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/it/65221?article_type=t

Play Video

Citazione di questo articolo
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