Vascular accesses to measure hemodynamics, provide fluids and perform blood sampling are important to any small animal model study. We present a technique for implanting catheters into the carotid artery and the common jugular vein in an anesthetized rat for connecting to a system to perform monitoring, infusions and sampling.
小动物模型的成功,研究重大疾病,在某种程度上,依赖模型来模拟人类状况的能力。气管内接种细菌的已知量的已被成功地用于再现肺炎,然后发育成脓毒症的发病机制。监测血液动力学参数,并提供标准的临床治疗,包括输注抗生素,流体和药物维持血压是至关重要的模拟在这个模型,但做常规的支持治疗有此需要动脉和静脉血管通路。该视频详细介绍了手术技术植入颈总动脉和颈总静脉导管在麻醉的老鼠。以下一个72小时的恢复期,动物将被重新麻醉,并连接到附连到所述壳体的啮齿动物相连接的植入导管的血液动力学监测系统的系绳和旋转设置。这种设置允许自由流动在研究过程中大鼠,而连续监控的压力,注入液体和药物(抗生素,升压药),并进行采血。
大鼠的动脉和静脉导管早已用于在实验室研究1,2导管可用于监测血液动力学参数,包括收缩压,舒张压和平均动脉压(MAP),心脏速率(HR)和中心静脉压(CVP) 3,4此外,这些导管允许的标准疗法或潜在疗法输注以及血液取样,以进一步分析的疾病或治疗的作用机制。因此,具有在小动物模型的血管通路是用于研究的措施的临床表现和治疗效果的关键。
研究重大疾病的根本原因,首先建立一个模型来模拟人的条件是很重要的。气管内接种细菌的已知量的已被成功地用于重现肺炎的发病机制,一个严重肺部感染,然后发育成败血症。3,5血流动力学监测措施,并提供标准的临床治疗关键是要模拟常规支持治疗。标准的临床治疗包括输液抗生素,它有助于清除潜在的感染和体液和升压药的管理,两种治疗采用脓毒症患者维持血压。5-7血管通路,特别是当我们研究的专利导管植入尤为重要研究性治疗败血症。
多年,来管理标准的临床治疗的啮齿动物的能力通过用用于构造可植入导管和输注技术来准确地随着时间的推移递送小体积的能力所需要的特性的材料的可用性是有限的。此外,触发输注响应于连续监测的特定的血流动力学度量的能力允许以一致和可再现的立场在使用较大的样本量典型的啮齿动物的研究ARD治疗模式8,9这些技术限制在材料和精密的 硬件已经克服,但同时提供常规治疗,同时监测血流动力学参数,动脉和静脉血管通路必须是可用的。
该视频详细介绍了手术技术植入颈总动脉和颈总静脉导管在麻醉的老鼠。以下一个72小时的恢复期,动物将被重新麻醉,并连接到附连到用于将植入导管连接到血液动力学监测系统中的啮齿动物壳体的系绳和旋转设置。在研究过程中,系统允许用于流体输注根据任一提供一个给定的体积在一定的输注速率或自动化系统,可提供根据所检测到保持给定的压力范围内的平均动脉压的输注速率。补液系统采用可编程注射器泵与数据采集系统的数字输出,接口和由软件监视所述MAP进行控制。系绳和旋转设置允许在研究期间大鼠可以自由流动,同时监测压力,注入液体和升压药,而无需操纵动物进行血液取样。与每个2导管(在我们的设置)与硬件可扩展至监测仪表24的动物同时监视多达12仪表化动物允许很大的灵活性,用于研究多个分层组在每个实验中。
该导管法可以是使用类似的啮齿类动物模型需要血管通路的监测,取样和治疗长达11天的研究设施是有益的。如果研究机构在考虑这个程序与啮齿类动物为维持这些动物然后developin经验和适当的支撑结构克这些技能可以提供显著节省成本,减少每个插管大鼠总成本从约1,800至不到50美元(包括天真大鼠,导管组件和技术成本),提高调度的灵活性(天真的老鼠都是现成的与公司的交付时间表植入老鼠)。这个过程的成功依赖于执行导尿个体的技能。精通此过程中所需的培训动物已经从20至40不等的大鼠与> 90%导致导管通畅率。
调查治疗方法的疾病的临床模型就必须准确地执行血液动力学监测,因此需要血管通路的能力。在我们的脓毒症模型,动脉导管提供了系统性压力监测和静脉插管允许的标准临床治疗中的应用。标准治疗脓毒症,包括抗生素输液治疗细菌感染和流体和升压药的输注以保持在所需范围内的动脉压力。两个导管用于采血。在此设计中,可编程输注应用与自动触发基于实时的血管加压输注速率的泵平均动脉压是预先在临床环境,需要手动滴定由医务人员和在临床前设置使使用这种治疗方式可能用于研究大量动物的。
。e_content“>一些并发症模型的发展经历了早期的这些包括动脉和来自紧缩静脉导管,对PU2和PU3成分的关系,(1-2%)的部分遮挡;颈静脉导管错位成小支,(<1%);恢复(无肺动脉血栓或其他器官损伤明显)后,不明原因猝死,(1-2%)通过保持异氟醚浓度2-3.5%与2升/分钟O 2流量解析。没有观察到出血,局部感染和自身造成损伤的其他常见的手术并发症。一旦外科熟练度达到后,每个过程应该能够在不超过15分钟完成。成功的测量作为健康恢复的速率和专利导管,可以预计,在超过一次充分训练。一个附加的动物被包含在每个研究的90%,以减少数据的丢失,需要的动物的总数和帐户失败导管可以是“只有融合“或死亡,由于并发症。在此过程中最关键的步骤是将导管的设计和布局。该材料必须是柔软的尖端,以便不以刺穿血管壁无卷曲过于容易。导管的主体具有要更硬(比前端),以便能够提前到容器充分且在适当的位置固定。 图1显示管子的直径3被连接于动脉导管和2个不同直径的管子连接为静脉导管。这些部件滑动内彼此以减少导管直径在前端并与加入,以确保在容器或心脏导管的放置被保持锚粘在一起。
一旦回收,并连接到旋转和系绳,所述MAP和CVP波形应类似于图2中所表示的数据是为了保持动脉导管patenc监测过程中Y,每小时肝素盐水冲洗(0.05毫升),应执行。连续输液保持静脉导管通畅。在线路连接和冲洗,密切一定要注意,以确保没有气泡就行了。 ≥0.1ml的气泡可导致肺,脑或其他器官的栓塞。血液动力学波形记录和在研究过程中进行分析。当在x轴压缩时, 图3示出了在1小时的过程中的变化,MAP和CVP以及变化率和血管加压输注效果。
该程序有几个潜在的局限性。在我们的研究中,导管留专利长达11天。它是未知多久导管将保持专利超过这个期限。到所述适合的导管,有一个最小的血管的大小,这大致与啮齿动物的重量相关的,需要的动物纳入本研究为大于200克。使用更小的导管直径将导致增加的电阻,以减小流动通畅。达到中心静脉压措施,需要在研究期间的心房足以帐户大小和生长精确导管放置,并且可以是一个挑战。
一旦掌握,动脉和血管导管可提供依据各种啮齿动物模型需要血液动力学监测流体或疗法,血液采样,并输注同时最小化任何疼痛和痛苦的仪器中或处理后回收的。事实上,在与股静脉的先前JOVE出版物10描述导尿结合,我们已经成功地执行了此模型用3植入导管。
The authors have nothing to disclose.
Intramural NIH program supported the development of this model. Publication support was provided by Harvard Apparatus Inc. and ADInstruments Inc. The work by the authors was done as part of US government–funded research; however, the opinions expressed are not necessarily those of the National Institutes of Health.
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
straight micro dissecting forceps | Roboz | RS-8102 | surgical instrument |
delicate straight hemostatic forceps | Roboz | RS-7114 | surgical instrument |
delicate curved hemostatic forceps | Miltex | 7-4 | surgical instrument |
serrefine curved, very delicate micro clamp | Roboz | RS-5471 | surgical instrument |
micro dissecting hook | Miltex | 19-220 | surgical instrument |
angled on edge micro dissecting spring scissor | Roboz | RS-5618 | surgical instrument |
light operating scissor | Roboz | RS-6750 | surgical instrument |
scalpel handle and blade (#10) | Cincinnati Surgical | RS-9843 | surgical instrument |
pack of 4-0 silk suture with curved needle | Ethicon | FS-2 | surgical instrument |
straight micro suturing needle holder | Roboz | RS-6410 | surgical instrument |
wound clip | Stoelting | 59027 | surgical instrument |
sterile gauze 2"x2" | Dynarex | 3362 | consumable |
gauze 4"x4" | Covidien | 2556 | consumable |
Anesthesia vaporizer | Surgivet | V703001 | equipment |
lucite box | Custom | equipment | |
isoflurane | Baxter | equipment | |
downdraft Table | Airscience | equipment | |
table top surgical platform | Custom | equipment | |
arterial Catheter | Custom | consumable | |
venous Catheter | Custom | consumable | |
Data Acquisition System | ADInstruments | Powerlab 16/30 | equipment |
Data Analysis software | ADInstruments | LabChart v7.3 | equipment |
Programmable infusion pumps | Harvard Apparatus | PHD Ultra | equipment |