Adgang til langvarig infusion i den overlegne mesenteriske arterie (SMA) af rotter er en kirurgisk procedure, der består af cannulation af en proksimalt gren af SMA. Kanylen kommer ud af mavesåret og tunnelerer gennem det subkutane rum tilbage til den interscapulære fold.
Den overlegne mesenteriske arterie kan cannulated hos mennesker gennem minimalt invasiv radiologisk kateterisering af lårben eller aksillære arterie. SMA cannulation er vanskeligere hos rotter på grund af små anatomiske dimensioner. Formålet med undersøgelsen er at beskrive en kirurgisk teknik til cannulation af SMA hos rotter til at udføre langvarig infusion af lægemidler i SMA vaskulær seng i ubegrænsede dyr, hvilket vil resultere i en høj grad af kateter patency efter post kirurgisk opsving i 24 timer.
For at undgå risikoen for SMA-trombose eller blødning fra direkte adgang isoleres en proksimale gren af SMA, ligated distally og kanydes med et 0,25 mm polyurethan kapillært rør, hvis spids er avanceret tæt på SMA’s oprindelse fra aortaen. Kanylen tunnelledes derefter subkutant til bagsiden af dyrets hals og gennem huden via en kunstig ventil. Den udvendige del af kanylen indsættes i et halvstivt støttesystem og tilsluttes den kontinuerlige infusionspumpe uden for buret, hvor rotten frit kan bevæge sig.
Korrekt positionering af kanylen blev demonstreret ved post-kirurgisk angiografi og obduktionsresultater. Kateterpatency efter 24 timers saltvandsinfusion i SMA-regionen blev sikret hos de fleste rotter ved den samlede udledning af pumpen og anerkendelse af en funktionel kanyle til blodprøvetagning eller saltvandsinfusion.
Den overlegne mesenteriske arterie (SMA) hos mennesker som i rotter stammer fra abdominal aorta og forsyner tarmen med arteriel blod fra duodenum til den proksimale tværgående kolon. SMA giver anledning til mange filialer.
Efter kapillær perfusion drænes den mesenteriske cirkulation gennem portalvenen til leveren, hvor den gennemgår levermetabolisme, før den bliver genindlagt i den systemiske cirkulation. Cannulation af SMA er nyttig til diagnostiske formål, terapeutisk embolisering og lægemiddelinfusion på en selektiv eller kontinuerlig måde for at evaluere effekten på tarmen eller vigtigst af alt levermetabolismen og kemisk clearance. Hos mennesker udføres minimalt invasiv radiologisk kateterisering af SMA til endovaskulær behandling1 eller selektiv lægemiddelinfusion2 ved hjælp af flere perkutane tilgange som transfemoralsk eller transaxillarypunktur og cannulation.
Der er litteraturrapporter om forskellige teknikker til cannulation af de små abdominale fartøjer: den overlegne mesenteriske vene (SMV)3, den ringere mesenteriske arterie (IMA)4, den mesenteriske lymfekanal5, hepatisk arterie6 eller undersøgelser for ex vivo på tarmperfusion7 hos rotter. I sammenligning med den venøse side er cannulation af SMA hos rotter meget mere krævende på grund af de samtidige risici for trombose og blødning, forudsat at dens høje tryk. Især opstår der problemer, hvis cannulationen er i drift, når rotten vågner fra anæstesi på operationssengen og mere, hvis eksperimentet kræver et frit dyr i et bur efter operationen.
En nylig papir har beskrevet SMA cannulation som en del af eksperimentet (blodtryk foranstaltning) i et dyr under anæstesi8. Der er dog ingen teknik beskrevet på den kirurgiske cannulation af SMA for langvarig infusion hos et ubegrænset dyr. Formålet med dette manuskript er at beskrive trin for trin en kirurgisk teknik til langsigtet cannulation af SMA gennem en proksimale gren, som giver mulighed for selektiv infusion af lægemidler i mesenterisk seng i mindst 24 timer (og derover). Da en stabil og robust cannulation kræver permanent ligation og lukning af det fartøj, hvor kateteret indsættes, undgår denne teknik i stedet at indsætte kateteret direkte i SMA9 og nærmer sig fartøjet gennem cannulation af en proksimale gren, så proksimale som muligt til selve SMA’s oprindelse fra aorta. Proksimale infusion gør det muligt for det infunderede lægemiddel at nå den bredest mulige anatomiske seng uden at lukke blodgennemstrømningen gennem hovedbeholderen.
Rotten SMA cannulation teknik har mange anvendelser. Det ville være muligt at administrere lægemidler selektivt i mesenterisk arteriel rum for at opnå lokal handling på mave-tarm-niveau og for at undgå systemiske virkninger og levermedicin metabolisme. SMA-cannulated rottemodellen har fordele i forhold til større dyremodeller: det er billigere, det er etisk acceptabelt, og det er lettere at udføre og lære. SMA cannulation kirurgi er også lettere at udføre i rotte model i forhold til musen model.
Den største fordel ved denne rotte SMA infusionsmodel er dens standhaftighed og holdbarhed i mindst 24 timer i langt de fleste dyr. Infusionen af anti-koagulant kan forlænge dette tidsinterval. Modellen giver mulighed for en pålidelig infusion af lægemidler selektivt i mesenteriske region, rettet mod tyndtarmen og den proksimale del af tyktarmen.
Flere trin er afgørende for teknikkens succes. For at opnå cannulation i et meget lille fartøj er det vigtigt at vælge rotter, der vejer mindst 400 g; køn og alder ikke er relevante. Det er også vigtigt at vælge de rigtige kirurgiske instrumenter og typen af kanyle. Her indsættes en mindre polyurethan kanyle (0,4 mm O.D, 0,25 mm I.D.) 1 cm i den større kanyle (0,93 mm O.D, 0,5 mm I.D.) for at opnå et funktionelt og nyttigt kateter, så begge forbindelser til den lille arterie og til det større infusionssystem.
Det første kirurgiske kritiske trin er rengøring af SMA og den gren, der er identificeret for cannulation fra det omgivende fedtvæv (trin 3.5). Dette hjælper med at undgå indsættelse af kanylen mellem vævet og arterien, hvilket er en almindelig fejl. Dette rengøringstrin er dog vanskeligt, da den lille gren af SMA er skrøbelig og let at beskadige. Hvis grenen er skadet, er det muligt at stoppe blødningen ved ligatur og vælge en anden proksimale gren, for ikke at spilde dyret.
For at forhindre luftbobledannelse i kanylen og undgå gasemboli skal kanylen fyldes med saltvand, indtil spidsen før indsættelse i grenen. For at sikre kanylen på plads skal anvendelsen af kirurgisk tråd (4-0 silke) være mellem indsætningspunktet i arterien og kanylespidsen direkte oven på beholderen omkring kateteret. Den kirurgiske knude skal være stram nok til at fastgøre kanylen, men ikke for stram til at okkludre den (trin 3.12).
Den bedste måde at sikre en korrekt cannulation er at se blodgennemstrømningen tilbage gennem kanylen (trin 3.10). Med hensyn til fejlfinding kan det skyldes følgende årsager, hvis dette ikke finder sted:
kanylen ikke blev korrekt indsat i arterien;
kanylen er inde i arterien, men okkluderet af noden i en forkert position;
kanylen er inde i arterien og en luftboble i kanylen bremser strømmen;
en blodprop er dannet i kanylen.
En forkert indsættelse kan skyldes kanyle positionering i rummet mellem arterien og fedtvævet. I dette tilfælde er det nødvendigt at indsætte igen. Når knuden over beholderen okkluderer kanylen, er det muligt at løsne den meget omhyggeligt og genindspilning den. Små luftbobler i kateteret generelt ikke kompromittere cannulation og er ikke livstruende; men hvis der er en stor luftboble i kanylen, er det nødvendigt at trække tilbage på kanylen ved hjælp af sprøjten eller genplacere kateteret i en anden gren. Normalt er det muligt at undgå blodprop dannelse og holde kanylen patent ved infusion 0,2 mL boluses af saltvand en gang imellem under drift.
En begrænsning af denne undersøgelse er en undervurdering af kanylens patency i længere infusionstider: her blev der udført en 24 timers infusion, mens rotter hvor de var anbragt i et metabolisk bur. For at opnå en længere infusionsperiode kan det være nyttigt at bruge antikoagulant behandling, der ikke administreres i denne undersøgelse. Under infusion skal rotten dog være anbragt i metabolisk bur, fordi det er den eneste, der understøtter infusionssystemet. Denne placering er ubehagelig for dyret, som kan stresse, hvis det behandles i en længere periode. Desuden blev der kun anvendt saltvandsopløsning til infusion, så der er ingen resultater om specifik lægemiddeladministration. En begrænsning af metoden er umuligheden at indgyde i arteriel grene (hvis til stede) over, der anvendes til kateteret. Af denne grund anbefales det at cannulate den nærmeste gren fra aorta.
Ingen anden rotte SMA langsigtet infusion model for uhæmmet dyr er til stede i litteraturen. Sammenlignet med IMA cannulation model beskrevet for mange år siden4, den beskrevne teknik her har et bredere eksperimentelt mål, fordi det giver mulighed for lægemiddelinfusion i SMA perfusion område og er ikke begrænset til tyktarmen. For nylig blev selektiv cannulation af en gren af SMA for første gang brugt til infusion af botulinum toksin direkte i arteriel mesenterisk region for at studere effekten på tarmglat muscle10, men mange andre lægemidler kunne testes i fremtiden. For eksempel kan antikagulanter infunderes for at studere mesenterisk trombose eller lægemidler med en intestinal mikrobiotahandling11 eller endda lægemidler til inflammatoriske tarmsygdomme12. Intraarteriein infusion er nyttig til tarmmetabolismeundersøgelser i særdeleshed, fordi lægemiddeleffekten er evaluerbar, før blodet går gennem portalcirkulationen, hvor den er underlagt levermetabolisme.
The authors have nothing to disclose.
Forfatterne vil gerne anerkende Cen.Ri.S. (Centro di ricerche sperimentali) fra Università Cattolica del Sacro Cuore i Rom for tilladelser.
Crile-Wood Needle Holder | 2Biological Instruments | Tip Shape: Straight; Tip Width: 2 mm; Clamping Length: 14 mm; Lock: Yes; Scissors: No; Alloy / Material: Stainless Steel; Length: 15 cm; Serrated: Yes | |
Extra Fine Graefe Forceps | 2Biological Instruments | Tip Width: 0.5 mm; Tip Dimensions: 0.5 x 0.5 mm; Alloy / Material: Stainless Steel; Length: 10 cm | |
Luer Stub Adapter | BD Intramedic | 23 gauge for use with 427410 tubing | |
Membrane valve | Biomed | Mod 617 | |
Poliurethane Catheter | ENKI | external diameter: 0.4 mm, internal diameter: 0.25 mm | |
Silastic Catheter Laboratory tubing | Healthcare industries | 508-002 | |
Spring Scissors | 2Biological Instruments | Tip Shape: Angled; Tips: Sharp; Alloy / Material: Stainless Steel | |
Student Surgical Scissors | 2Biological Instruments | Tip Shape: Straight; Alloy / Material: Student Stainless Steel; Serrated: No; Feature: Student Quality |