Hickman-kateter anvendes til langvarig vaskulær adgang i en præklinisk svinemodel
Summary
En pålidelig og reproducerbar tilgang til indsættelse og vedligeholdelse af et tunneleret Hickman-kateter til langvarig vaskulær adgang hos svin er beskrevet. Placering af et centralt venekateter muliggør bekvem daglig prøveudtagning af fuldblod fra vågne dyr og intravenøs administration af medicin og væsker.
Abstract
Centrale venekatetre (CVC’er) er uvurderlige enheder i forskning med store dyr, da de letter en bred vifte af medicinske anvendelser, herunder blodovervågning og pålidelig intravenøs væske- og lægemiddeladministration. Specifikt anvendes det tunnelerede multilumen Hickman-kateter (HC) almindeligvis i svinemodeller på grund af dets lavere extrications- og komplikationshastigheder. På trods af færre komplikationer i forhold til andre CVC’er udgør HC-relateret sygelighed en betydelig udfordring, da det kan forsinke eller på anden måde påvirke igangværende undersøgelser betydeligt. Korrekt indsættelse og vedligeholdelse af HC’er er afgørende for at forhindre disse komplikationer, men der er ingen konsensus om bedste praksis. Formålet med denne protokol er at beskrive en omfattende beskrivelse af en fremgangsmåde til indsættelse og vedligeholdelse af en tunneleret HC hos svin, der afbøder HC-relaterede komplikationer og sygelighed. Anvendelsen af disse teknikker i >100 svin har resulteret i komplikationsfrie patentlinjer i op til 8 måneder og ingen kateterrelateret dødelighed eller infektion på det ventrale kirurgiske sted. Denne protokol tilbyder en metode til at optimere HC’s levetid og vejledning til at nærme sig problemer under brug.
Introduction
Den uundværlige rolle, som centrale venekatetre (CVC’er) spiller i patientplejen, skyldes deres bekvemmelighed, gunstige sikkerhedsprofil og alsidighed1. Funktioner af en CVC omfatter pålidelig adgang til total parenteral ernæring, hæmatopoietisk stamcelletransplantation, plasmaferese / aferese og effektiv væske-, blod- eller co-drug administration2. I veterinærmedicin minimerer CVC’er også ubehag hos dyr via hurtig fortynding af irriterende lægemidler og blodprøvetagning uden gentagen venipunktur3. På trods af deres brede anvendelse giver brugen af CVC’er i store dyreforsøg stadig flere betydelige udfordringer4.
Perkutan CVC-placering via en guidewire eller introduktionskateter kan være vanskelig for ikke-veterinære forskere, især hos dyr med dybe venøse strukturer5. En forkert CVC-installationsteknik kan resultere i utilsigtet placering i nærliggende strukturer, hvilket kræver ultralydstyret placering eller en postprocedureradiografi af positioneringen6. Men sammenlignet med menneskelige operationsstuer er ultralyd ikke let tilgængelige i mange store dyreforskningslaboratorier. Endvidere kan langvarig brug af indlagte katetre resultere i linjeknækning, punktering, infektion eller udløsning af dyr med mulig forstyrrelse af rettidig behandling, klinisk overvågning og forskningsresultater 4,7. Udskiftning af CVC kræver yderligere ressourcer, herunder materialeindkøb, kirurgisk planlægning, fastetid og radiografisk adgang. CVC-relaterede komplikationer kan derfor skabe betydelige tekniske og finansielle hindringer eller en afbrydelse af produktiv translationel forskning, især inden for svin. Forurening med mad eller afføring, ridser mod burvægge og sparkende irritationssteder kan kompromittere en CVC, og risikoen for CVC-relaterede komplikationer forstærkes ved langvarig brug. Således kræver sikker og ukompliceret vedligeholdelse af en CVC i svin nøje overvejelse af CVC-valg, placering, sikring, beskyttelse, sanitet og overvågning.
Hickman-kateteret (HC), der anvendes i denne protokol, er en tunneleret CVC med en polyestermanchet og et til tre lumen, der almindeligvis anvendes til langvarig intravenøs adgang hos mennesker og dyr 1,4,8,9. Tunnelkatetermetoden har været forbundet med lavere komplikationsrater og vedligeholdelsesomkostninger i forhold til variationer uden tunneler10,11,12. Manchetten reducerer HC-extrication ved at inkorporere i det subkutane væv, der omgiver hududgangsstedet. Multilumendesignet muliggør også adskillelse af medicinadministration og blodprøver, hvilket minimerer forurening og unøjagtighed af blodprøver. På trods af dette er HC-brug ikke uden udfordringer, hvoraf de mest almindelige inkluderer brud, migration, okklusion og infektion13,14,15,16. Korrekt installation og vedligeholdelse af en HC er derfor uundværlige færdigheder, når de anvendes i translationel forskning. Den nuværende litteratur giver imidlertid kun lidt vejledning til bedste praksis for HC-brug hos svin under langvarige forsøg 5,6,17.
Formålet med denne undersøgelse er at skitsere en optimeret tilgang til HC-indsættelse i den indre jugularvene (IJV), hudsikring og holdbar beskyttelse, der minimerer langsigtede kateterrelaterede komplikationer og ubehag hos svin. En diskussion af de vigtige overvejelser for HC-brug, potentielle udfordringer, der kan opstå, og ændringer, der kan forbedre kvaliteten af denne tilgang, er inkluderet.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mens CVC’er tjener et spektrum af funktioner i store dyreforsøg, mangler den nuværende litteratur en konsensustilgang til sikker og bæredygtig brug i langsigtede forsøg over 30 dage. Denne protokols trinvise procedure for HC-indsættelse, hudsikring og opbevaring i en håndlavet pose har gennemgået betydelige justeringer for kvalitetsforbedring. Som sådan præsenterer denne protokol en teknik til HC-brug, der tillader effektiv og effektiv intravenøs adgang, samtidig med at dyrevelfærd sikres og komplikationer min…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi vil gerne anerkende støtten fra hæren, flåden NIH, luftvåbenet, VA og sundhedsanliggender vedrørende AFIRM II-indsatsen under tildeling CTA05: W81XWH-13-2-0052 og CTA06: W81XWH-13-2-0053. U.S. Army Medical Research Acquisition Activity, 820 Chandler Street, Fort Detrick MD 21702-5014, er det tildelende og administrerende erhvervelseskontor. Udtalelser, fortolkninger, konklusioner og anbefalinger er forfatterens og er ikke nødvendigvis godkendt af forsvarsministeriet. Derudover vil vi gerne anerkende støtte fra Department of Defense Congressionally Directed Medical Research Programs (CDMRP), Reconstructive Transplantation Research Program (RTRP) gennem priser W81XWH-17-1-0280, W81XWH-17-1-0624, W81XWH-17-1-0287 og W81XWH18-1-0795. Vi vil også gerne anerkende Institut for Plastik og Rekonstruktiv Kirurgi og Johns Hopkins University School of Medicine. Derudover vil vi gerne takke hele veterinærpersonalet, herunder 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
- 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).
