Here, we present a protocol to more safely and efficiently administer anesthetic gas to mice using a digital, low flow anesthesia system utilizing a syringe-driven direct injection vaporizer.
A traditional vaporizer depends on flowing gas and atmospheric pressure for passive anesthetic vaporization. Newly developed direct injection vaporizers utilize a syringe pump to directly administer volatile anesthetics into a gas stream. Unlike a traditional vaporizer, it can be used at very low flow rates, making it ideal for use on mice and rats.
The equipment’s capability to use low flow rates could result in a substantial cost savings due to the reduced need for anesthetic agents, compressed gas, and charcoal scavenging filters1. A lower flow rate means less waste of anesthetic gas and likely reduces the risk of anesthetic exposure to laboratory personnel. Thus, the high levels of precision and safety associated with direct injection vaporizers, along with a reduced need for anesthetic agents, compressed gas, and charcoal filters are beneficial for research requiring small animal anesthesia.
The goal of this protocol is to demonstrate the use of a syringe-driven direct injection vaporizer as part of a digital, low-flow anesthesia system. The direct injection vaporizer is capable of accurately delivering anesthesia at very low flow rates compared to a traditional vaporizer, making it a promising alternative for controlled gas anesthetic delivery to rodents.
Есть много прецизионных испарители доступны для ветеринарного применения , которые действуют между расходом 0,5-10 л / мин 2. Эти скорости потока не являются идеальными для грызунов, так как диапазон высок по сравнению с их небольшим минутного объема дыхания. Высокие скорости потока не рекомендуется использовать в ветеринарной практике из – за их продвижение гипотермии и сушки 3,4 дыхательных путей. Кроме того, многие общие ветеринарные руководства испарителем производитель предупреждают, что высокие скорости потока, может привести к увеличению возникновения колебаний противодавления. Кроме того , было показано , что многие стандартные испарители становятся неточными ниже скорости потока 500 мл / мин, и этот показатель рассматривается как минимальная скорость потока в области ветеринарии 5-7.
Животное может поддерживаться на Т-образный контур или модифицированный Bain схему с использованием скорости потока , как низко как минутный объем 1,5-2,2 раза животного 8-10. Эти скорости потока считаются sufficienт , чтобы предотвратить возвратное дыхание с истекшим сроком годности газов и предотвратить увеличение концентрации двуокиси углерода в крови 8. Используя эту рекомендацию скорости потока 30 г мыши может поддерживаться при скорости потока, как низко как 52 мл / мин, почти в десять раз меньше принятого мл / мин минимум традиционного испарителем 500.
В то время как традиционный испарителем зависит от потока газа и атмосферного давления для пассивного анестетика парообразования, прямая инъекция испарителем измеряет общий поток свежего газа и впрыскивает пар непосредственно в газовый поток 2. Некоторые испарители с прямым впрыском используют шприцевой насос для введения анестетика в газовый поток. Компьютеризованного управления позволяют этим системам автоматически регулировать скорость впрыскивающего впрыскивать объем жидкого агента, необходимого для достижения желаемой концентрации анестезирующего средства. Шприцем, приводимым испарители доступны и одобрены для клинического применения в педиатрии и, и многие подобные конфигурации рассматриваются какэстетическая сохранения устройств в клинической практике 11-16. Вскоре после их утверждения, анестезирующие CONSERVING устройства с испарителей шприцевой насос были адаптированы для использования в исследованиях на животных 8,17,18. В отличие от традиционного испарителем, прямая система впрыска с использованием шприцевой насос не ограничен минимальным расходом, чтобы поддерживать точность. По этой причине, эта технология идеально подходит для использования в грызуна анестезии и других случаях, когда низкие скорости потока необходимы. Преимущества и потенциальная экономия затрат , связанных с этим проектом испарителем вдохновил разработку новых систем анестезии , разработанных специально для грызунов 1,19,20. Эта новая система также включает в себя встроенный воздушный насос, что позволяет пользователю управлять анестезией, не требуя источника сжатого газа. В качестве дополнительного преимущества, система предварительно откалиброван для использования как с изофлуран и севофлурана. С введением этой испарительной технологии в области лабораторных животных, ят теперь можно давать наркоз мелких лабораторных животных при скорости потока ближе к рекомендуемым уровням без необходимости в сжатом газе.
Цифровая система анестезии с низким потоком позволяет пользователю эффективно обезболить мышей при очень низких скоростях потока без использования какого-либо сжатого газа. Это в значительной степени отличается от стандартных пассивных испарители, большинство из которых требуют источника сжатого газа при минимальных расходе около 500 мл / мин. Стандартные испарители используют циферблаты, которые испытывают недостаток точности между градациями, и они должны обслуживаться ежегодно для поддержания точности. Шприц система, управляемая анестетика может обеспечить определенную концентрацию анестетика со скоростью потока набора рассчитать точную необходимую скорость насоса шприца. Обычные калибровок не нужны, что приводит к дополнительным затрат и экономии времени.
Рекомендуемый минимальный расход для поддержания животного на цепи без возвратного дыхания в 1,5-2,2 раза минутный объем животного. Скорость потока 100 мл / мин, используемых в данном исследовании, превышала этот минимум, чтобы доставить достаточное количество анестезирующего средства для животных. Настрой скорость потокаГ.С. имеют решающее значение для этой техники анестезии доставки, так как скорость потока напрямую связана с количеством изофлуран, используемой для заданного периода времени. При использовании при низких скоростях потока, этот метод может значительно уменьшить количество необходимого изофлуран во время использования, в то время как животное до сих пор эффективно 1,19-21 под наркозом.
Новые расходы на оборудование между традиционными испарителей и низкого потока цифровых испарителей сравнимы. Тем не менее, цифровая система анестезии с низким потоком имеет возможность поставлять либо изофлуран или севофлурана. Это устраняет необходимость в назначенный изофлуран и Севофлюран прецизионных испарителей, уменьшая первоначальные затраты на оборудование для групп с использованием как анестетики. Недавно опубликованные сравнения между испарителей технологий предполагают экономию затрат в течение долгого времени при использовании низкого потока цифрового испарителя 1,19,20. Результаты этих сравнений могут быть использованы для аппроксимации потенциальной экономии затрат в течение года. В видетая типичные параметры использования, выполняемые с шагом 2 часа, 5 дней в неделю в течение 52 недель, традиционный изофлуран испаритель будет потреблять 3,8 л изофлуран, или двенадцать 250 мл бутылки. Цифровой испаритель низкого расхода используется на той же частоте будет потреблять только 0,32 л или две 250 мл бутылки. Расход Угольный фильтр также снижается. Если предположить, что каждый имеет канистра 50 г на снятую отходящего газа, традиционный испаритель заполнит примерно 21 древесный уголь канистры в течение года. По сравнению с этим цифровым испарителем с малым расходом потребуется 6 или менее. Традиционный испаритель потребует около 5 больших газовых баллонов в год, каждый с мощностью 9,500 L. Внутренний воздушный насос, в некоторых моделях цифровых испарителей с низким расходом воды, устраняет потребность в сжатом газе. Если сжатый газ должны были быть использованы, система будет использовать только один цилиндр за 1 год.
Этот метод может быть изменен в зависимости от необходимости. Низкий поток цифровых vaporizERS позволяют пользователю регулировать глубину анестезирующего быстро и точно. Если анестетик глубина должна быть увеличена или уменьшена, пользователь может увеличить концентрацию анестезирующего средства с шагом 0,1% с помощью диска на верхней части системы. Скорость потока можно регулировать по мере необходимости в течение всей процедуры. Этот протокол использует 2 мл шприц, хотя и более крупные размеры шприцев доступны для более длительных процедур. Внутренний воздушный насос предлагает пользователям возможность обезболить животных, не требуя источника сжатого газа. Для процедур, требующих сжатого газа или дополнительного кислорода, пользователь имеет возможность подключить источник газа к системе низкого расхода, а не использовать окружающий воздух. Пользователь может продолжать передавать выбранный источник воздуха в течение всей процедуры, или может переключаться между внутренним насосом и источником сжатого газа, в случае необходимости. Например, пользователь может установить систему таким образом, чтобы доставить воздуха из помещения во время индукции и поддержания с помощью внутреннего насоса, но обеспечивают дополнительный окси-поколения во время восстановления.
Хотя есть много преимуществ для использования цифрового испарителем низкого потока, существуют ограничения, а также. Поскольку промывочный клапан не входит, вручную промывка камеры с чистым воздухом перед открытием является единственным способом, чтобы очистить камеру индукции. Эта система предназначена для работы на только низких скоростях потока и не обеспечивает анестезию выше скорости потока 800 мл / мин, где традиционные испарители могут быть использованы с расходом до 10 л / мин. Эта конкретная система поэтому подходит только для небольших видов животных. Кроме того, система имеет меньше анестетик по сравнению с традиционным испарителем. Там могут быть ситуации, когда шприц должен быть пополнен во время процедуры. Тем не менее, задержки во время заправки может быть уменьшена путем предварительного заполнения второй шприц рядом, чтобы заменить пустой шприц. размеры шприцов до 10 мл доступны, чтобы уменьшить потребность пополнить шприцы в середине процедуры. И, наконец, в отличие от традиционного испарителем, низко-флвл цифровой испарителем требует электричества. Батареи доступны для использования в тех случаях, когда электроэнергия отсутствует или в случае отключения электроэнергии.
Предыдущие исследования показали , что низкий поток цифровых систем потребляют меньше изофлуран, газ – носитель, и древесный уголь канистры по сравнению с традиционной системой анестезии 1,19,20. Снижение продуваемых анестезирующего газа также может определить сокращение отходов анестезирующего газа, хотя и необходима дальнейшая работа в этих областях. ИК-спектроскопия газов может быть использован для контроля производства изофлуран отходов, а также дозиметр значки могут быть использованы для количественной оценки воздействия изофлуран персонала лаборатории в будущих сравнений.
Таким образом, этот метод для доставки анестетика будет полезным для групп, осуществляющих грызуна анестезии из-за повышения уровня безопасности, эффективности и точности по сравнению с традиционными системами.
The authors have nothing to disclose.
The authors have no acknowledgements.
Anesthetic Equipment | |||
SomnoSuite Low-Flow Digital Anesthesia System | Kent Scientific Corporation | SOMNO | Includes anti-spill, anti-vapor bottle top adapter; Y adapter tubing; charcoal scavenging filter |
MouseSTAT Pulse Oximeter & Heart Rate Monitor | Kent Scientific Corporation | SS-MSTAT-Module | Integrated into SomnoSuite |
MouseSTAT Mouse Paw Sensor | Kent Scientific Corporation | MSTAT-MSE | |
2mL Glass Syringe | Kent Scientific Corporation | SOMNO-2ML | |
Low-Cost Induction Chamber, 0.5L | Kent Scientific Corporation | SOMNO-0705 | |
Low Profile Facemask, x-small | Kent Scientific Corporation | SOMNO-0304 | |
Animal Warming | |||
PhysioSuite Physiological Monitoring System with RightTemp Homeothermic Warming | Kent Scientific Corporation | PS-RT | Includes infrared warming pad, rectal probe, and pad temperature probe |
Anesthetic Agents and Medications |
|||
Isoflurane (250mL bottle) | Piramal Healthcare | ||
Puralube Opthalmic Ointment | Perrigo |