שימוש בצנתר היקמן לגישה ארוכת טווח לכלי דם במודל חזירי פרה-קליני
Summary
מתוארת גישה אמינה וניתנת לשחזור להחדרה ותחזוקה של קטטר היקמן מנהור לגישה ארוכת טווח של כלי דם בחזירים. הצבת צנתר ורידי מרכזי מאפשרת דגימה יומית נוחה של דם שלם מבעלי חיים ערים ומתן תוך ורידי של תרופות ונוזלים.
Abstract
צנתרים ורידיים מרכזיים (CVC) הם מכשירים יקרי ערך במחקר בבעלי חיים גדולים מכיוון שהם מאפשרים מגוון רחב של יישומים רפואיים, כולל ניטור דם ומתן אמין של נוזלים תוך ורידיים ותרופות. באופן ספציפי, צנתר היקמן רב-לומן מנהור (HC) משמש בדרך כלל במודלים של חזירים בשל שיעורי החילוץ והסיבוכים הנמוכים יותר שלו. למרות פחות סיבוכים ביחס למחלות לב וכלי דם אחרות, תחלואה הקשורה ל-HC מהווה אתגר משמעותי, שכן היא יכולה לעכב באופן משמעותי או להשפיע לרעה באופן אחר על מחקרים מתמשכים. החדרה ותחזוקה נאותות של HCs הן בעלות חשיבות עליונה במניעת סיבוכים אלה, אך אין הסכמה על שיטות עבודה מומלצות. מטרת פרוטוקול זה היא לתאר באופן מקיף גישה להחדרה ותחזוקה של HC מנהור בחזירים המקל על סיבוכים ותחלואה הקשורים ל-HC. השימוש בטכניקות אלה ב->100 חזירים הביא לקווי פטנטים נטולי סיבוכים עד 8 חודשים וללא תמותה או זיהום הקשורים לצנתר באתר הניתוח הגחוני. פרוטוקול זה מציע שיטה למיטוב תוחלת החיים של HC והדרכה לטיפול בבעיות במהלך השימוש.
Introduction
התפקיד החיוני של צנתרים ורידיים מרכזיים (CVC) בטיפול בחולה נובע מהנוחות שלהם, פרופיל בטיחות חיובי ורבגוניות1. הפונקציות של CVC כוללות גישה אמינה לתזונה פרנטרלית כוללת, השתלת תאי גזע המטופויטיים, פלסמפרזיס / אפרזיס, וניהול יעיל של נוזלים, דם או תרופות משותפות2. ברפואה וטרינרית, CVC גם מפחיתים אי נוחות בבעלי חיים באמצעות דילול מהיר של תרופות מגרות ודגימת דם ללא ניקור חוזרונשנה 3. למרות היישומים הרחבים שלהם, השימוש ב-CVC במחקר בבעלי חיים גדולים עדיין מציב מספר אתגרים משמעותיים4.
מיקום CVC מלעורי באמצעות חוט מנחה או קטטר החדרה יכול להיות קשה עבור חוקרים שאינם וטרינריים, במיוחד בבעלי חיים עם מבנים ורידיים עמוקים5. טכניקת התקנה לא נכונה של CVC עלולה לגרום למיקום בשוגג במבנים סמוכים, מה שיחייב מיקום מונחה אולטרסאונד או רדיוגרפיה לאחר ההליך של המיקום6. עם זאת, בהשוואה לחדרי ניתוח אנושיים, אולטרסאונד אינו זמין במעבדות מחקר גדולות רבות בבעלי חיים. יתר על כן, שימוש ארוך טווח בצנתרים שוכנים עלול לגרום לקישוט קו, ניקוב, זיהום או חילוץ על ידי בעלי חיים, עם שיבוש אפשרי של טיפול בזמן, ניטור קליני ותוצאות מחקר 4,7. החלפת CVC דורשת משאבים נוספים, כולל רכישת חומרים, תזמון ניתוחים, זמן צום וגישה רדיוגרפית. סיבוכים הקשורים ל- CVC יכולים לפיכך ליצור חסמים טכניים ופיננסיים משמעותיים או הפרעה למחקר תרגומי פרודוקטיבי, במיוחד בחזירים. זיהום על ידי מזון או צואה, גירוד על קירות הכלוב ובעיטות באתרי גירוי עלולים לסכן CVC, והסיכון לסיבוכים הקשורים ל- CVC מוגבר על ידי שימוש ארוך טווח. לפיכך, תחזוקה בטוחה ולא מסובכת של CVC בחזירים דורשת שיקול דעת זהיר של בחירת CVC, מיקום, אבטחה, הגנה, תברואה ומעקב.
צנתר היקמן (HC) המשמש בפרוטוקול זה הוא CVC מנהור עם שרוול פוליאסטר ואחד עד שלושה לומן, המשמש בדרך כלל לגישה תוך ורידית ארוכת טווח בבני אדם ובבעלי חיים 1,4,8,9. גישת הצנתר המנהור נקשרה לשיעורי סיבוכים נמוכים יותר ועלויות תחזוקה נמוכות יותר ביחס לווריאציות שאינן מנהור10,11,12. השרוול מפחית את חילוץ HC על ידי שילוב ברקמות התת עוריות המקיפות את אתר היציאה של העור. העיצוב הרב-לומן מאפשר גם הפרדה בין מתן התרופות לבין שאיבת הדם, ובכך ממזער את הזיהום וחוסר הדיוק בדגימות הדם. למרות זאת, השימוש ב- HC אינו נטול אתגרים, הנפוצים שבהם כוללים שבר, נדידה, חסימה וזיהום13,14,15,16. התקנה ותחזוקה נאותות של HC הן אפוא מיומנויות חיוניות כאשר משתמשים בהן במחקר תרגומי. עם זאת, הספרות הנוכחית מציעה מעט הנחיות לגבי שיטות עבודה מומלצות לשימוש ב-HC בחזירים במהלך ניסויים ארוכי טווח 5,6,17.
מטרת מחקר זה היא להתוות גישה אופטימלית להחדרת HC לווריד הצוואר הפנימי (IJV), אבטחת העור והגנה עמידה הממזערת סיבוכים ואי נוחות ארוכי טווח הקשורים לצנתר בחזירים. נכלל דיון בשיקולים החשובים לשימוש ב-HC, אתגרים פוטנציאליים שעלולים להיתקל בהם ושינויים שעשויים לשפר את איכות הגישה הזו.
Protocol
Representative Results
Discussion
בעוד CVC משרתים מגוון רחב של פונקציות במחקר גדול בבעלי חיים, הספרות הנוכחית חסרה גישה מוסכמת לשימוש בטוח ובר קיימא בניסויים ארוכי טווח במשך 30 יום. ההליך ההדרגתי של פרוטוקול זה להחדרת HC, אבטחת העור ואחסון בשקיק בעבודת יד עבר התאמות משמעותיות לשיפור האיכות. ככזה, פרוטוקול זה מציג טכניקה לשימו?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ברצוננו להכיר בתמיכת הצבא, הצי NIH, חיל האוויר, VA וענייני בריאות בנוגע למאמץ AFIRM II תחת הפרס CTA05: W81XWH-13-2-0052 ו- CTA06: W81XWH-13-2-0053. פעילות רכש המחקר הרפואי של צבא ארה”ב, רחוב צ’נדלר 820, פורט דטריק MD 21702-5014, היא משרד הרכש המעניק ומנהל. דעות, פרשנויות, מסקנות והמלצות הן של המחבר ואינן בהכרח מאושרות על ידי משרד ההגנה. בנוסף, ברצוננו להודות על תמיכת תוכניות המחקר הרפואי המכוונות על ידי הקונגרס של משרד ההגנה (CDMRP), תוכנית המחקר להשתלות משחזרות (RTRP), באמצעות פרסים W81XWH-17-1-0280, W81XWH-17-1-0624, W81XWH-17-1-0287 ו- W81XWH18-1-0795. ברצוננו גם להכיר במחלקה לכירורגיה פלסטית ומשחזרת ובבית הספר לרפואה של אוניברסיטת ג’ונס הופקינס. בנוסף, ברצוננו להודות לכל הצוות הווטרינרי, כולל מלאני אדמס, קארן גוס, היילי סמוט, קיילה שונביסקי וויקטוריה מנהן.
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).
