שימוש במכשיר אידוי משולב בעל זרימה נמוכה, מאוורר ומערכת ניטור פיזיולוגית למכרסמים
Summary
כאן, אנו מציגים פרוטוקול לניהול בטוח ויעיל של גז הרדמה לעכברים באמצעות מערכת הרדמה דיגיטלית בזרימה נמוכה עם מודולי הנשמה וניטור פיזיולוגי משולבים.
Abstract
מכשירי אידוי דיגיטליים בזרימה נמוכה משתמשים בדרך כלל במשאבת מזרק כדי לנהל ישירות הרדמה נדיפה לזרם של גז נושא. בהתאם להמלצות לרווחת בעלי החיים, בעלי החיים מחוממים ומנוטרים במהלך הליכים הדורשים הרדמה. הרדמה נפוצה וציוד ניטור פיזיולוגי כוללים מיכלי גז, מכשירי אידוי הרדמה ודוכנים, בקרי חימום ורפידות, מכונות הנשמה מכניות ואוקסימטרים דופק. מחשב נחוץ גם לאיסוף נתונים ולהפעלת תוכנת ציוד. בחללים קטנים יותר או בעת ביצוע עבודת שטח, זה יכול להיות מאתגר להגדיר את כל הציוד הזה בחלל מוגבל.
מטרת פרוטוקול זה היא להדגים שיטות עבודה מומלצות לשימוש באידוי דיגיטלי בזרימה נמוכה באמצעות חמצן דחוס ואוויר בחדר, יחד עם מאוורר מכני משולב, אוקסימטר דופק והתחממות אינפרא אדום רחוקה כהרדמה כוללת וחבילת ניטור פיזיולוגית אידיאלית למכרסמים.
Introduction
מחקר המערב מודלים של בעלי חיים דורש לעתים קרובות ציוד איסוף נתונים מיוחד. ישנם שני סוגים נפוצים של מאדה הרדמה נפוץ עבור ניתוח בעלי חיים קטנים. מכשירי אידוי הרדמה מסורתיים מסתמכים על אידוי פסיבי של חומרי הרדמה נדיפים המבוססים על לחץ אטמוספרי וזרימת גז1,2,3,4,5,6,7,8,9,10. הם נועדו לפעול בקצבי זרימה של 0.5 L / min עד 10 L / min, מה שהופך אותם אידיאליים עבור מודלים בעלי חיים גדולים11.
לאחרונה הדגמנו את ההשפעות של מאדה דיגיטלי בזרימה נמוכה בהשוואה לאייד מסורתי12,13. מערכת הרדמה דיגיטלית בזרימה נמוכה יכולה לשמש לתחזוקת בעל חיים על חרוט אף בשיעורי זרימה נמוכים מאוד של פי 1.5-2.2 מנפח הדקה של החיה14,15,16.
ישנם יתרונות רבים לשימוש במערכת הרדמה דיגיטלית. הוא משלב משאבה מובנית, אשר שואבת אוויר הסביבה להשתמש כגז נושאת. זה מאפשר למשתמש לנהל הרדמה ללא שימוש בגז דחוס. מחקרים שנעשו לאחרונה17,18 הראו כי שימוש באוויר במקום חמצן כגז נושא עשוי להיות מועיל עבור הליכים רבים.
ניתן להתקין יכולות ניטור וחימום פיזיולוגיות גם במערכת ההרדמה הדיגיטלית בעלת הזרימה הנמוכה. ברוב המוסדות, התחממות בעלי חיים וניטור פיזיולוגי נדרשים על ידי ועדות טיפול ושימוש בבעלי חיים מוסדיים19,20,21,22. מחקרים המשווים את ההשפעות הפיזיולוגיות של חומרי הרדמה הראו דיכאון דרסטי של טמפרטורת הגוף, תפקוד הלב ותפקוד הנשימה23,24,25. לעתים קרובות יש להניח את החיה על כרית חימום כדי לפקח ולשמור על טמפרטורת גוף נורמלית. ישנן שיטות רבות לחימום בעלי חיים זמינות, כגון תנורי מים חמים, רפידות חימום חשמליות ומנורות חום, אך לכל אחת מהן יש חסרונות משמעותיים. במחקרים המשווים שיטות שונות של התחממות בעלי חיים, התחממות אינפרא אדום רחוק נמצאה להיות מועיל ביותר26. מאדה דיגיטלי כולל בנוי התחממות אינפרא אדום הומיותרמית רחוקה כדי לשמור על טמפרטורת גוף בעלי חיים ספציפית. זה מבטל את הצרכים של כל בקרי כרית חימום נוספים.
בנוסף לניטור טמפרטורת הגוף, אוקסימטריית דופק היא שיטה פופולרית לניטור קצב הלב של החיה ורווית החמצן. שיטה לא פולשנית זו היא פשוטה, מדויקת, ומספקת הערכה כוללת של יכולתו של בעל החיים לווסת את רמות החמצון בדם. חיישן כפות רגליים עבור אוקסימטריה דופק יכול להיות מחובר למערכת ההרדמה, כפי שהדגמנו בעבר2.
אוורור מכני נדרש לעתים קרובות כאשר החיה נמצאת תחת תקופות ארוכות יותר של הרדמה, או בכל פעם שיש לשלוט בדפוס הנשימה של החיה. לאייד הדיגיטלי בעל הזרימה הנמוכה יש את היכולת לספק נשימות מבוקרות בלחץ או בבקרת נפח. מאוורר משולב מבטל את הצורך בהנשמה חיצונית ובדרישות להתקנת צינורות עודפים.
מכיוון שכל הצגים והתכונות הנפוצים האלה משולבים בחתיכת ציוד אחת, הגדרת הצינור מפושטת באופן משמעותי. מטרת פרוטוקול זה היא להדגים את ההתקנה והשימוש במערכת הרדמה דיגיטלית כוללת.
Protocol
Representative Results
Discussion
מערכת הרדמה דיגיטלית זו בעלת זרימה נמוכה משלבת מערכות הרדמה, אוורור, התחממות וניטור פיזיולוגי בפיסת ציוד אחת. בנוסף, המערכת מכילה משאבה פנימית, המאפשרת לה למשוך אוויר סביבתי לשימוש כגז נושא, ומבטלת את הצורך במקור של גז דחוס.
בהליך זה, המערכת משמשת כחתיכת ציוד יחידה להחלפת מאדה הרדמה, מאוורר מכני, אוקסימטר דופק וכיתת חימום. הדגמנו בעבר מסירת הרדמה בקצב זרימה של 100 מ”ל / דקה2. הגדרות קצב הזרימה הן קריטיות עבור טכניקת מסירה הרדמה זו, כמו קצב הזרימה שולט ישירות על נפח ההרדמה הנוזלית בשימוש. הדגמנו גם בעבר כיצד שימוש בשיעורי זרימה נמוכים חוסך נוזל הרדמה1,2. כאשר מכשיר אידוי מסורתי מחובר לאוורור מכני, מכשיר האידוי חייב לפעול ברציפות בזמן שמפרצון ההנשמה דגימות מזרם הגז. במקרה של מאדה דיגיטלי עם מאוורר משולב, רק הגז הדרוש להנשמה הוא פלט על ידי מאוורר. פעולה זו מפחיתה את העלויות הכרוכות בנוזל הרדמה, גזי נושא ומסנני פחם.
למרות שיש יתרונות רבים לשימוש באידוי דיגיטלי בזרימה נמוכה, יש גם מגבלות. מערכת זו מתוכננת לפעול בקצב זרימה נמוך אידיאלי עבור מכרסמים ויונקים קטנים אחרים, אך אינה מספקת הרדמה מעל קצבי זרימה של 1000 מ”ל / דקה. לפיכך, מערכת מסוימת זו מתאימה רק למינים קטנים של בעלי חיים. אוקסימטר הדופק המשולב כולל חיישן לשימוש כפות רגליים בלבד. החיישן אינו מומלץ לשימוש על הזנב, אשר עשוי להיות מגבלה עבור הליכים כירורגיים מסוימים. יתר על כן, בעוד קצב הנשימה ניתן לפקח באמצעות מערכת זו באמצעות חיישן הכפות, זה יכול להיות קשה להשיג הקלטות נשימתיות עקביות על פני תקופה ארוכה של זמן. לבסוף, שלא כמו מאדה מסורתי, מערכת דיגיטלית זו דורשת חשמל. סוללות זמינות לשימוש במקרים שבהם חשמל אינו זמין או במקרה של הפסקת חשמל, ויכול להפעיל את המערכת באמצעות מספר שעות של שימוש.
התקנה ופרוטוקול אלה מדגימים שימוש בטוח ויעיל במערכת הרדמה דיגיטלית בזרימה נמוכה עם מכונות הנשמה משולבות ומודולי ניטור פיזיולוגיים. התקנה זו תהיה שימושית עבור כל מעבדות עם חללי ספסל מוגבלים, או כאשר זה לא ריאלי לאכסן חתיכות מרובות של ציוד צינורות ליד שדה כירורגי. ישנם יתרונות רבים למערכת All-in-One, כולל חיסול מיכלי גז דחוסים וציוד ניטור פיזיולוגי נפרד. בסך הכל, מערכת משולבת זו יכולה להיחשב על ידי קבוצות שבהן השימוש באידוי מסורתי אינו אידיאלי.
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
למחברים אין אישורים.
Materials
| Intubation Kit | Kent Scientific Corporation | ETM-MSE | Includes intubation stage, intubation tube, LED light |
| Isoflurane Liquid Inhalation 99.9% | Henry Schein, Inc. | 1182097 | Glass bottle 250mL |
| MouseSTAT Pulse Oximeter | Kent Scientific Corporation | SS-03 | Integrated into SomnoSuite |
| Oxygen Tank | Indiana Oxygen Company | 23-160246 | Medical Grade O2 99% |
| RoVent Automatic Ventilator | Kent Scientific Corporation | SS-04 | Integrated into SomnoSuite |
| SomnoSuite Low Flow Digital Anesthesia System | Kent Scientific Corporation | SS-01 | Includes RightTemp Homeothermic Warming control, pad, and temperature sensors |
| SomnoSuite Mouse Starter Kit | Kent Scientific Corporation | SOMNO-MSEKIT | Includes nose cone, syringes, induction chamber, and charcoal canister |
Referenzen
- El-Attar, A. M. Guided isoflurane injection in a totally closed circuit. Anaesthesia. 46 (12), 1059-1063 (1991).
- Lockwood, G., Chakrabarti, M. K., Whitwam, J. G. A computer-controller closed anaesthetic breathing system. Anaesthesia. 48 (8), 690-693 (1993).
- Lowe, H. J., Cupic, M. Dose-regulated automated anesthesia (Abstract). British Journal of Clinical Pharmacologyl. 12 (2), 281-282 (1971).
- Walker, T. J., Chackrabarti, M. K., Lockwood, G. G. Uptake of desflurane during anaesthesia. Anaesthesia. 51 (1), 33-36 (1996).
- Weingarten, M., Lowe, H. J. A new circuit injection technic for syringe-measured administration of methoxyflurane: a new dimension in anesthesia. Anesthesia & Analgesia. 52 (4), 634-642 (1973).
- Enlund, M., Wiklund, L., Lambert, H. A new device to reduce the consumption of a halogenated anaesthetic agent. Anaesthesia. 56 (5), 429-432 (2001).
- Kelly, J. M., Kong, K. L. Accuracy of ten isoflurane vaporisers in current clinical use. Anaesthesia. 66 (8), 682-688 (2011).
- Matsuda, Y., et al. NARCOBIT – A newly developed inhalational anesthesia system for mice. Experimental Animals. 56 (2), 131-137 (2007).
- Soro, M., et al. The accuracy of the anesthetic conserving device (Anaconda) as an alternative to the classical vaporizer in anesthesia. Anesthesia & Analgesia. 111 (5), 1176-1179 (2010).
- Ward, C. S. . Physical principles and maintenance. Anaesthetic equipment. , (1985).
- Ambrisko, T. D., Klide, A. M. Evaluation of isoflurane and Sevoflurane vaporizers over a wide range of oxygen flow rates. American Journal of Veterinary Research. 67 (6), 936-940 (2006).
- Damen, F. W., Adelsperger, A. R., Wilson, K. E., Goergen, C. J. Comparison of traditional and integrated digital anesthetic vaporizers. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 54 (6), 756-762 (2015).
- Adelsperger, A. R., Bigiarelli-Nogas, K. J., Toore, I., Goergen, C. J. Use of a Low-flow Digital Anesthesia System for Mice and Rats. Journal of Visualized Experiments. (115), e54436 (2016).
- Flecknell, P. . Laboratory animal anaesthesia. , (2009).
- Mapleson, W. W. The elimination of rebreathing in various semiclosed anaesthetic systems. British Journal of Anaesthesia. 26 (5), 323-332 (1954).
- Chakravarti, S., Basu, S. Modern Anaesthesia Vapourisers. Indian Journal of Anaesthesia. 57 (5), 464-471 (2013).
- Mullin, L., et al. Effect of anesthesia carrier gas on in vivo circulation times of ultrasound microbubble contrast agents in rats. Contrast Media & Molecular Imaging. 6 (3), 126-131 (2011).
- Flores, J. E., et al. The effects of anesthetic agent and carrier gas on blood glucose and tissue uptake in mice undergoing dynamic FDG-PET imaging: sevoflurane and isoflurane compared in air and in oxygen. Molecular Imaging and Biology. 10 (4), 192 (2008).
- Carroll, G. . Small Animal Anesthesia and Analgesia. , (2008).
- Thomas, J., Lerche, P. . Anesthesia and Analgesia for Veterinary Technicians, 4th ed. 335, (2011).
- McKelvey, D. H. . Veterinary Anesthesia and Analgesia. , (2003).
- Tranquilli, W. J., Thurmon, J. C., Grimm, K. A. . Lumb and Jones’ veterinary anesthesia and analgesia. , 23-86 (2013).
- Matsuda, Y., et al. Comparison of newly developed inhalation anesthesia system and intraperitoneal anesthesia on the hemodynamic state in mice. Biological and Pharmaceutical Bulletin. 30 (9), 1716-1720 (2007).
- Garber, J., et al. . Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. 8th edn. , (2011).
- Zarndt, B. S., et al. Use of a far-infrared active warming device in Guinea pigs (Cavia porcellus). Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 54 (6), 779-782 (2015).
- Wolforth, J., Dyson, M. C. Flushing induction chambers used for rodent anesthesia to reduce waste anesthetic gas. Lab Animal. 40 (3), 76-83 (2011).
