Sıçanın İnce Bağırsaklarını Hedeflemek: Üstün Mezenterik Artere Uzun Süreli infüzyon
Summary
Sıçanların üstün mezenterik arterinde (SMA) uzun süreli infüzyona erişim, SMA’nın proksimal bir dalının kanülasyonundan oluşan cerrahi bir işlemdir. Kanolün karın yarasından çıkar ve deri altı boşluğundan kesitler arası kıvrıma kadar tünellanır.
Abstract
Üstün mezenterik arter, femoral veya aksiller arterin minimal invaziv radyolojik kateterizasyonu ile insanlarda kanüle edilebilir. SMA cannülasyonu, küçük anatomik boyutlar nedeniyle sıçanlarda daha zordur. Çalışmanın amacı, sınırsız hayvanlarda SMA vasküler yatağına uzun süreli ilaç infüzyonu yapmak için sıçanlarda SMA’nın kanülasyonu için cerrahi bir teknik tanımlamaktır, bu da 24 saat boyunca cerrahi iyileşme sonrası yüksek oranda kateter açıklığı ile sonuçlanacaktır.
SMA trombozu veya kanama riskini doğrudan erişimden önlemek için, SMA’nın proksimal bir dalı izole edilir, distal olarak liglenir ve ucu aorttan SMA’nın kökenine yakın ilerlemiş 0,25 mm poliüretan kılcal tüp ile kanüle edilir. Daha sonra kanol, yapay bir kapak aracılığıyla hayvanın boynunun arkasına ve deriden deri altından tünellendirilir. Kanüllerin dış kısmı yarı sert bir destek sistemine yerleştirilir ve sıçanın hareket etmek için serbest olduğu kafesin dışındaki sürekli infüzyon pompasına bağlanır.
Ameliyat sonrası anjiyografi ve otopsi bulguları ile külüllerin doğru konumlandırılması gösterildi. SMA bölgesine 24 saatlik tuzlu infüzyondan sonra kateter açıklığı, çoğu sıçanda pompanın toplam deşarjı ve kan örneklemesi veya salin infüzyonu için fonksiyonel bir kanül tanınması ile güvence altına alınmıştır.
Introduction
Sıçanlarda olduğu gibi insanlarda da üstün mezenterik arter (SMA) abdominal aorttan kaynaklanır ve bağırsağı duodenumdan proksimal enine kolona arteriyel kan ile sağlar. SMA çok sayıda şubeye yol açar.
Kılcal perfüzyondan sonra, mezenterik dolaşım portal damardan karaciğere boşaltılır ve burada sistemik dolaşıma geri alınmadan önce hepatik metabolizmaya tabir edilir. SMA’nın kanülasyonu, bağırsak üzerindeki etkiyi veya en önemlisi karaciğer metabolizmasını ve kimyasal boşluğu değerlendirmek için seçici veya sürekli bir şekilde tanısal amaçlar, terapötik embolizasyon ve ilaç infüzyonu için yararlıdır. İnsanlarda, endovasküler tedavi1 veya selektif ilaç infüzyonu2 için transfemoral veya transaksiller delinme ve kanülasyon gibi çeşitli perkütan yaklaşımlar kullanılarak SMA’nın minimal invaziv radyolojik kateterizasyonu gerçekleştirilir.
Küçük karın damarlarının farklı kanülasyon tekniklerinin literatür raporları vardır: üstün mezenterik damar (SMV)3, alt mezenterik arter (IMA)4, mezenterik lenf kanalı5, hepatik arter6 veya sıçanlarda bağırsak perfüzyonu üzerine ex vivo çalışmaları7 . Venöz tarafa kıyasla, sıçanlarda SMA’nın kanülasyonu, yüksek basıncı koşuluyla aynı anda tromboz ve kanama riskleri nedeniyle çok daha talep edicidir. Özellikle, sıçan cerrahi yatakta anesteziden uyandığında kanülasyonun faaliyette olması durumunda ve deney ameliyattan sonra bir kafeste serbest bir hayvan gerektiriyorsa daha fazla sorun ortaya çıkar.
Yakın tarihli bir makale, anestezi altındaki bir hayvanda SMA kanülasyonunu deneyin bir parçası (kan basıncı ölçümü) olarak tanımlamıştır8. Bununla birlikte, sınırsız bir hayvanda uzun süreli infüzyon için SMA’nın cerrahi kanülasyonunda herhangi bir teknik tanımlanmaz. Bu makalenin amacı, ilaçların mezenterik yatağa en az 24 saat (ve üzeri) seçici infüzyonunu sağlayan proksimal bir dal aracılığıyla SMA’nın uzun süreli kanülasyonu için cerrahi bir tekniği adım adım tanımlamaktır. Sabit ve sağlam bir cannülasyon, kateterin yerleştirildiği damarın kalıcı ligasyonunu ve kapatılmasını gerektirdiğinden, bu teknik bunun yerine kateteri doğrudan SMA9’a sokmaktan kaçınır ve damara, Aorttan SMA’nın kökenine mümkün olduğunca proksimal bir daldan yaklaşır. Proksimal infüzyon, infüze edilen ilacın ana damardan kan akışını kapatmadan mümkün olan en geniş anatomik yatağa ulaşmasını sağlar.
Sıçan SMA cannülasyon tekniğinin birçok uygulaması vardır. Gastrointestinal düzeyde lokal etki elde etmek ve sistemik etkilerden ve hepatik ilaç metabolizmasını önlemek için mezenterik arteriyel bölmede ilaçları seçici olarak uygulamak mümkündür. SMA tarafından konserve sıçan modelinin daha büyük hayvan modellerine göre avantajları vardır: daha ucuzdur, etik olarak kabul edilebilir ve gerçekleştirmek ve öğrenmek daha kolaydır. Fare modelinde fare modeline göre SMA canülasyon ameliyatının yapılması da daha kolaydır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu sıçan SMA infüzyon modelinin ana avantajı, hayvanların büyük çoğunluğunda en az 24 saat boyunca kararlılığı ve dayanıklılığıdır. Pıhtı önleyici infüzyon bu zaman aralığını uzatabilir. Model, mezenterik bölgede, ince bağırsağı ve kolonun proksimal kısmını hedef alan, seçici olarak ilaçların güvenilir bir infüzyonunu sağlar.
Tekniğin başarısı için birkaç adım kritik öneme sahiptir. Çok küçük bir kapta canülasyon elde etmek için en az 400 g ağırlığında sıçanların seçilmesi önemlidir; seks ve yaş alakalı değildir. Doğru cerrahi aletleri ve kanül tipini seçmek de önemlidir. Burada, küçük artere ve daha büyük infüzyon sistemine her iki bağlantıya izin vermek için fonksiyonel ve kullanışlı bir kateter elde etmek için daha küçük bir poliüretan kanül (0,4 mm O.D, 0,25 mm I.D.) daha büyük kanüle (0,93 mm O.D, 0,5 mm I.D.) 1 cm yerleştirilir.
İlk cerrahi kritik adım, SMA’yı ve canülasyon için tanımlanan dalı çevredeki yağ dokusundan temizlemektir (adım 3.5). Bu, kanüllerin doku ve arter arasına yerleştirilmesini önlemeye yardımcı olur, bu yaygın bir hatadır. Ancak, SMA’nın küçük dalı kırılgan ve hasar görmesi kolay olduğu için bu temizleme adımı zordur. Dal yaralanırsa, hayvanı israf etmemek için kanamayı bağ yoluyla durdurmak ve farklı bir proksimal dal seçmek mümkündür.
Kanül içinde hava kabarcığı oluşumunu önlemek ve gaz embolisinden kaçınmak için, kanül dal içine sokulmadan önce ucuna kadar salin ile doldurulmalıdır. Kanülleri yerinde sabitlemek için, cerrahi iplik (4-0 ipek) uygulaması, kateterin etrafındaki damarın doğrudan üstünde, artere yerleştirme noktası ile kanül ucu arasında olmalıdır. Cerrahi düğüm, damarı sabitlemek için yeterince sıkı olmalı, ancak tıkanmak için çok sıkı olmamalıdır (adım 3.12).
Doğru bir kanülasyon sağlamanın en iyi yolu kanülden kan akışını görmektir (adım 3.10). Sorun giderme açısından, bu gerçekleşmezse, aşağıdaki nedenlerden kaynaklanabilir:
kanül artere doğru şekilde sokulmamıştır;
kanül arterin içindedir, ancak düğüm tarafından yanlış bir konumda tıkanır;
kanül atardamarın içindedir ve kanüldeki bir hava kabarcığı akışı yavaşlatır;
kanın içinde bir pıhtı oluştu.
Yanlış bir ekleme, arter ve yağ dokusu arasındaki boşlukta kanül konumlandırmasına bağlı olabilir. Bu durumda yeniden ekleme gereklidir. Damarın üzerindeki düğüm damarı tıkadığında, çok dikkatli bir şekilde çözüp yeniden yapmak mümkündür. Kateterdeki küçük hava kabarcıkları genellikle canülasyondan ödün vermez ve hayatı tehdit etmez; ancak kanülde büyük bir hava kabarcığı varsa, şırındıcı kullanarak kanüle geri çekilmek veya kateteri farklı bir dalda yeniden konumlandırmak gerekir. Genellikle operasyon sırasında arada bir 0,2 mL salin boluses aşılayarak pıhtı oluşumundan kaçınmak ve kanül patentini korumak mümkündür.
Bu çalışmanın bir sınırlaması, kanüllerin daha uzun infüzyon sürelerinde açıklığının eksik bir değerlendirmesidir: burada, metabolik bir kafeste bulunan sıçanlar sırasında 24 saatlik bir infüzyon yapıldı. Daha uzun bir infüzyon süresi elde etmek için, bu çalışmada uygulanmayan pıhtı önleyici tedavinin kullanılması yararlı olabilir. Bununla birlikte, infüzyon sırasında, sıçan metabolik kafeste barındırılmalıdır, çünkü infüzyon sistemini destekleyen tek kişidir. Bu konum, daha uzun süre tedavi edilirse strese sokabilecek hayvan için rahatsız edicidir. Ayrıca, infüzyon için sadece tuzlu su çözeltisi kullanılmıştır, bu nedenle spesifik ilaç kullanımı hakkında sonuç yoktur. Yöntemin bir sınırlaması, kateter için kullanılanın üzerindeki arteriyel dallarda (varsa) demlen imkansızlıktır. Bu nedenle en yakın dalın aorttan yalıttırülmeleri önerilir.
Edebiyatta sınırsız hayvanlar için başka bir sıçan SMA uzun vadeli infüzyon modeli yoktur. Yıllar önce açıklanan IMA kanülasyon modeli ile karşılaştırıldığında4, burada açıklanan teknik daha geniş bir deneysel hedefe sahiptir, çünkü SMA perfüzyon alanında ilaç infüzyonunu sağlar ve kolon ile sınırlı değildir. Son zamanlarda, ilk kez, SMA’nın bir dalının seçici kanülasyonu, bağırsak düz kası üzerindeki etkisini incelemek için doğrudan arteriyel mezenterik bölgede botulinum toksini infüzyonu için kullanıldı10, ancak gelecekte diğer birçok ilaç test edilebilir. Örneğin, antikoagülanlar mezenterik trombozu veya bağırsak mikrobiyotası etkisi olan ilaçları incelemek için aşılanabilir11 ve hatta enflamatuar bağırsak hastalıkları için ilaçlar12. İntra-arteriyel infüzyon özellikle bağırsak metabolizması çalışmaları için yararlıdır, çünkü kan hepatik metabolizmaya maruz kaldığı portal dolaşımdan geçmeden önce ilaç etkisi değerlidir.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar Cen.Ri.S.’i kabul etmek istiyor. (Centro di ricerche sperimentali) Università Cattolica del Sacro Cuore roma izinler için.
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).
