استهداف الأمعاء الدقيقة للفئران: التسريب طويل الأجل في الشريان السينتيري المتفوق
Summary
الوصول إلى التسريب على المدى الطويل في الشريان المتوسط المتفوق (SMA) للفئران هو إجراء جراحي يتكون من تعريب فرع قريب من SMA. تخرج القنية من جرح البطن ويتم حفر نفق عبر الفضاء تحت الجلد مرة أخرى إلى الحظيرة بين الكتفين.
Abstract
يمكن تعاويذ الشريان المتوسطي المتفوق على البشر من خلال القسطرة الإشعاعية طفيفة التوغل في الشريان الفخذي أو الشريان الإبطي. علبة SMA أكثر صعوبة في الفئران بسبب الأبعاد التشريحية الصغيرة. والهدف من الدراسة هو وصف تقنية جراحية لتعريب SMA في الفئران لإجراء ضخ طويل الأجل من الأدوية في سرير الأوعية الدموية SMA في الحيوانات غير المقيدة ، مما سيؤدي إلى ارتفاع معدل القسطرة بعد الشفاء الجراحي لمدة 24 ساعة.
لتجنب خطر تجلط SMA أو النزيف من الوصول المباشر ، يتم عزل فرع قريب من SMA ، وربطه distally ومعلبة مع أنبوب شعري بولي يوريثين 0.25 مم الذي يتم تقديم طرفه بالقرب من أصل SMA من الشريان الأورطي. ثم يتم حفر القنية تحت الجلد إلى الجزء الخلفي من رقبة الحيوان وعبر الجلد عبر صمام اصطناعي. يتم إدخال الجزء الخارجي من القنية في نظام دعم شبه جامد ومتصل بمضخة التسريب المستمر خارج القفص حيث يكون الجرذ حرا في التحرك.
وقد تجلى تحديد المواقع الصحيحة للقنية من خلال تصوير الأوعية بعد الجراحة ونتائج تشريح الجثة. تم ضمان التنبت القسطرة بعد 24 ساعة من ضخ المالحة في منطقة SMA في معظم الفئران من خلال التفريغ الكلي للمضخة والتعرف على قنية وظيفية لأخذ عينات الدم أو ضخ المالحة.
Introduction
الشريان السينتيري المتفوق (SMA) في البشر كما هو الحال في الفئران ينبع من الشريان الأورطي البطني ويزود الأمعاء بالدم الشرياني من الاثني عشر إلى القولون العرضي القريب. SMA يؤدي إلى العديد من الفروع.
بعد التخثر الشعري ، يتم تصريف الدورة الدموية mesenteric من خلال الوريد البوابة إلى الكبد ، حيث يخضع لعملية التمثيل الغذائي الكبدي قبل أن يتم إعادة إدخاله إلى الدورة الدموية الجهازية. Cannulation من SMA مفيد لأغراض التشخيص، والانصمام العلاجي وضخ المخدرات بطريقة انتقائية أو مستمرة لتقييم تأثير على الأمعاء أو، والأهم من ذلك، استقلاب الكبد والإزالة الكيميائية. في البشر ، يتم إجراء القسطرة الإشعاعية طفيفة التوغل في SMA لعلاج الأوعية الدموية الداخلية1 أو التسريب الانتقائي للأدوية2 باستخدام العديد من النهج عن طريق الجلد مثل ثقب عبر الوريد أو عبر الشرايين والتعشيش.
هناك تقارير الأدب من تقنيات مختلفة من تعاويذ الأوعية البطنية الصغيرة: الوريد المتوسط متفوقة (SMV)3، الشريان المتوسط أدنى (IMA)4، القناة الليمفاوية mesenteric5، الشريان الكبدي6 أو دراسات لفيفو السابقين على perfusion7 الأمعاء في الفئران. بالمقارنة مع الجانب الوريدي ، فإن علبة SMA في الفئران أكثر تطلبا بسبب المخاطر المتزامنة للتجلط والنزيف ، شريطة أن يكون ضغطها العالي. على وجه الخصوص ، تنشأ مشاكل في حالة التمكن هو في العملية عندما يستيقظ الجرذ من التخدير على السرير الجراحي وأكثر إذا كانت التجربة تتطلب حيوانا حرا في قفص بعد الجراحة.
وقد وصفت ورقة حديثة التكنيم SMA كجزء من التجربة (قياس ضغط الدم) في تحت التخدير8. ومع ذلك ، لا يتم وصف أي تقنية على العلبة الجراحية للSMA للتسريب على المدى الطويل في غير مقيد. الهدف من هذه المخطوطة هو وصف خطوة بخطوة تقنية جراحية لتكرير SMA على المدى الطويل من خلال فرع قريب ، والذي يسمح بالضخ الانتقائي للأدوية في السرير المتوسط لمدة 24 ساعة على الأقل (وأكثر). كما cannulation ثابت وقوي يتطلب الربط الدائم وإغلاق السفينة حيث يتم إدخال القسطرة، وهذه التقنية بدلا من ذلك يتجنب إدخال القسطرة مباشرة في SMA9 ويقترب من السفينة من خلال علبة فرع قريب، أقرب ما يمكن إلى أصل SMA جدا من الشريان الأورطي. يسمح التسريب المباشر للدواء المشبع بالوصول إلى أوسع سرير تشريحي ممكن ، دون إغلاق تدفق الدم عبر السفينة الرئيسية.
تقنية قنية علبة الفئران SMA لديها العديد من التطبيقات. سيكون من الممكن إعطاء الأدوية بشكل انتقائي في مقصورة الشريانية mesenteric للحصول على عمل محلي على مستوى الجهاز الهضمي وتجنب الآثار الجهازية والتمثيل الغذائي للدواء الكبدي. نموذج الفئران SMA cannulated له مزايا على نماذج حيوانية أكبر: فهو أقل تكلفة، ومقبول أخلاقيا، وأنه من الأسهل لأداء والتعلم. جراحة التكني SMA هو أيضا أسهل لأداء في نموذج الفئران مقارنة مع نموذج الماوس.
Protocol
Representative Results
Discussion
الميزة الرئيسية لهذا النموذج ضخ الفئران SMA هو صموده والمتانة لمدة 24 ساعة على الأقل في الغالبية العظمى من الحيوانات. ضخ المضادة للتخثر قد تطول هذه الفترة الزمنية. يسمح النموذج بضخ موثوق للأدوية بشكل انتقائي في المنطقة المتوسطة ، مستهدفا الأمعاء الدقيقة والجزء القريب من القولون.
العديد من الخطوات حاسمة لنجاح هذه التقنية. لتحقيق العلبة في وعاء صغير جدا من المهم اختيار الفئران التي تزن 400 غرام على الأقل. الجنس والعمر ليست ذات صلة. من المهم أيضا اختيار الأدوات الجراحية الصحيحة ونوع القنية. هنا، يتم إدخال قنية بولي يوريثان أصغر (0.4 مم أو دي، 0.25 مم I.D.) 1 سم في القنية الأكبر (0.93 مم أو دي، 0.5 مم الهوية) للحصول على قسطرة وظيفية ومفيدة للسماح لكل من الاتصالات إلى الشريان الصغير ونظام التسريب الأكبر.
الخطوة الحرجة الجراحية الأولى هي تنظيف SMA والفرع المحدد للتلقيح من الأنسجة الدهنية المحيطة (الخطوة 3.5). وهذا يساعد على تجنب إدخال القنية بين الأنسجة والشريان، وهو خطأ شائع. ومع ذلك ، فإن خطوة التنظيف هذه صعبة لأن الفرع الصغير من SMA هش وسهل الضرر. إذا أصيب الفرع ، فمن الممكن وقف النزيف عن طريق الرباط واختيار فرع قريب مختلف ، حتى لا يضيع الحيوان.
لمنع تكوين فقاعة الهواء داخل القنية وتجنب انسداد الغاز ، يجب ملء القنية بالمحلول الملحي حتى الطرف قبل الإدراج في الفرع. لتأمين القنية في مكانها ، يجب أن يكون تطبيق الخيط الجراحي (4-0 silk) بين نقطة الإدراج في الشريان وطرف القنية ، مباشرة فوق السفينة حول القسطرة. يجب أن تكون العقدة الجراحية ضيقة بما يكفي لإصلاح القنية ولكن ليس ضيقا جدا لمنعها (الخطوة 3.12).
أفضل طريقة لضمان العلبة الصحيحة هي رؤية تدفق الدم مرة أخرى عبر القنية (الخطوة 3.10). من حيث استكشاف الأخطاء وإصلاحها، إذا لم يحدث ذلك، قد يكون ذلك بسبب الأسباب التالية:
لم يتم إدخال القنية بشكل صحيح في الشريان.
القنية داخل الشريان ولكن انسداد العقدة في موقف غير صحيح;
القنية داخل الشريان وفقاعة الهواء في القنية يبطئ تدفق;
جلطة تشكلت داخل القنية.
قد يكون الإدراج غير الصحيح بسبب وضع القنية في المسافة بين الشريان والأنسجة الدهنية. في هذه الحالة إعادة الإدراج ضروري. عندما عقدة فوق السفينة يحجب القنية، فمن الممكن لفك بعناية فائقة وإعادة تشكيله. فقاعات الهواء الصغيرة في القسطرة عموما لا تعرض للخطر cannulation ولا تهدد الحياة; ولكن إذا كان هناك فقاعة الهواء كبيرة في القنية فمن الضروري أن يوجه مرة أخرى على القنية باستخدام حقنة أو إعادة وضع القسطرة في فرع مختلف. عادة، فمن الممكن لتجنب تشكيل جلطة والحفاظ على براءة اختراع القنية عن طريق غرس 0.2 مل boluses من المالحة مرة واحدة في حين أثناء العملية.
أحد قيود هذه الدراسة هو نقص في تقييم ثبات القنية في أوقات التسريب الأطول: هنا ، تم إجراء ضخ على مدار 24 ساعة أثناء وجود الفئران في قفص التمثيل الغذائي. للحصول على فترة ضخ أطول، قد يكون من المفيد استخدام العلاج المضاد للتخثر، الذي لا يعطى في هذه الدراسة. ومع ذلك ، أثناء التسريب ، يجب أن يكون الجرذ موجودا في القفص الأيضي لأنه الوحيد الذي يدعم نظام التسريب. هذا الموقع غير مريح للحيوان الذي قد يكون وشدد إذا عولج لفترة أطول. وعلاوة على ذلك، تم استخدام محلول ملحي فقط للتسريب، لذلك لا توجد نتائج حول إدارة أدوية محددة. أحد قيود الطريقة هو استحالة غرسها في فروع الشرايين (إذا كانت موجودة) أعلاه التي تستخدم للقسطرة. لهذا السبب فمن المستحسن أن cannulate أقرب فرع من الشريان الأورطي.
لا يوجد نموذج ضخ آخر على المدى الطويل للفئران للحيوانات غير المقيدة في الأدب. بالمقارنة مع نموذج IMA cannulation الموصوف منذ سنوات عديدة4 ، فإن التقنية الموصوفة هنا لديها هدف تجريبي أوسع لأنها تسمح بضخ المخدرات في منطقة التخثر SMA ولا تقتصر على القولون. في الآونة الأخيرة ، لأول مرة ، تم استخدام التكنيم الانتقائي لفرع من SMA لضخ توكسين البوتولينوم مباشرة في منطقة القحف الشرياني لدراسة التأثير على العضلات الملساء المعوية10 ، ولكن يمكن اختبار العديد من الأدوية الأخرى في المستقبل. على سبيل المثال ، يمكن غرس مضادات التخثر لدراسة تجلط الدم الميسينتيري ، أو الأدوية ذات الكائنات الحية الدقيقة المعوية action11 أو حتى أدوية لأمراض الأمعاء الالتهابية12. التسريب داخل الشرايين مفيد لدراسات التمثيل الغذائي المعوي على وجه الخصوص ، لأن تأثير الدواء لا يقدر بثمن قبل أن يمر الدم عبر الدورة الدموية للبوابة حيث يخضع لعملية التمثيل الغذائي الكبدي.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ويود أصحاب البلاغ الاعتراف ب Cen.Ri.S. (سنترو دي رايسرش سبيريمنتالي) من جامعة كاتوليكا ديل ساكرو كوري في روما للحصول على تصاريح.
Materials
| 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 |
References
- Zhang, Z., Chen, X., Zhu, R. Percutaneous mechanical thrombectomy treatment of acute superior mesenteric artery embolism. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery Short Reports. 34, 17-20 (2017).
- Wang, M. Q., et al. Transradial approach for transcatheter selective superior mesenteric artery urokinase infusion therapy in patients with acute extensive portal and superior mesenteric vein thrombosis. Cardiovascular and Interventional Radiology. 33 (1), 80-89 (2010).
- Zammit, M., Toledo-Pereyra, L. H., Malcom, S., Konde, W. N. Long-term cranial mesenteric vein cannulation in the rat. Laboratory Animal Science. 29 (3), 364-366 (1979).
- Aguiar, J. L. A., et al. Technique for long-term infusion into the inferior mesenteric artery of unrestrained rats. Laboratory Animals. 22 (2), 173-176 (1988).
- Trevaskis, N. L., Hu, L., Caliph, S. M., Han, S., Porter, C. J. The mesenteric lymph duct cannulated rat model: application to the assessment of intestinal lymphatic drug transport. Journal of Visualized Experiments. (97), e52389 (2015).
- Leivestad, O., Malt, R. A. Continuous infusion into the hepatic artery and vena cava of the rat. Surgery. 74 (3), 401-404 (1973).
- Eloy, R., et al. Ex vivo vascular perfusion of the isolated rat small bowel. Importance of the intestinal brush border enzyme-release in basal conditions. European Surgical Research. 9 (2), 96-112 (1977).
- Liu, R. N., Wei, X. J., Li, S. P., Jiang, C., Zhao, Y. Comparison of invasive dynamic blood pressure between superior mesenteric artery and common carotid artery in rats. World Journal of Emergency Medicine. 11 (2), 102-108 (2020).
- Leung, F. W., et al. Superior mesenteric artery is more important than inferior mesenteric artery in maintaining colonic mucosal perfusion and integrity in rats. Digestive Diseases and Sciences. 37 (9), 1329-1335 (1992).
- Gui, D., et al. Mesenteric artery botulinum toxin (BoNT/A1) infusion selectively blocks bowel peristalsis in rats. Journal of the American Chemical Society. 231 (4), 19-20 (2020).
- Lecomte, V., et al. Changes in gut microbiota in rats fed a high fat diet correlate with obesity-associated metabolic parameters. PLoS One. 10 (5), 0126931 (2015).
- Hajj Hussein, I. A., et al. Inflammatory bowel disease in rats: bacterial and chemical interaction. World Journal of Gastroenterology. 14 (25), 4028-4039 (2008).
