Qui presentiamo un protocollo per somministrare in modo sicuro ed efficace gas anestetico ai topi utilizzando un sistema di anestesia digitale a basso flusso con ventilatore integrato e moduli di monitoraggio fisiologico.
I vaporizzatori digitali a basso flusso utilizzano comunemente una pompa per siringhe per somministrare direttamente anestetici volatili in un flusso di gas vettore. Secondo le raccomandazioni sul benessere degli animali, gli animali vengono riscaldati e monitorati durante le procedure che richiedono l’anestesia. Le attrezzature comuni per l’anestesia e il monitoraggio fisiologico includono serbatoi di gas, vaporizzatori e supporti anestetici, regolatori e pastiglie di riscaldamento, ventilatori meccanici e ossimetri a impulsi. Un computer è anche necessario per la raccolta dei dati e per l’esecuzione di software per apparecchiature. In spazi più piccoli o quando si esegue il lavoro sul campo, può essere difficile configurare tutte queste apparecchiature in uno spazio limitato.
L’obiettivo di questo protocollo è dimostrare le migliori pratiche per l’uso di un vaporizzatore digitale a basso flusso utilizzando sia ossigeno compresso che aria ambiente, insieme a un ventilatore meccanico integrato, un pulsossimetro e un lontano riscaldamento infrarosso come anestesia all-inclusive e suite di monitoraggio fisiologico ideale per i roditori.
La ricerca che coinvolge modelli animali richiede spesso attrezzature specializzate per la raccolta dei dati. Esistono due tipi comuni di vaporizzatore anestetico comunemente usato per la chirurgia di piccoli animali. I vaporizzatori anestetici tradizionali si basano sulla vaporizzazione passiva di anestetici volatili basati sulla pressione atmosferica e sul flusso di gas1,2,3,4,5,6,7,8,9,10. Sono progettati per funzionare a portate da 0,5 L / min a 10 L / min, rendendoli ideali per grandi modelli di animali11.
Recentemente abbiamo dimostrato gli effetti di un vaporizzatore digitale a basso flusso rispetto a un vaporizzatoretradizionale 12,13. Il sistema di anestesia digitale a basso flusso può essere utilizzato per mantenere un animale su un cono del naso a portate molto basse di 1,5-2,2 volte il volume minuto dell’animale14,15,16.
Ci sono numerosi vantaggi nell’utilizzo di un sistema di anestesia digitale. Incorpora una pompa integrata, che attinge aria ambiente da utilizzare come gas vettore. Ciò consente all’utente di somministrare l’anestesia senza l’uso di gas compresso. Recenti studi17,18 hanno suggerito che l’uso dell’aria al posto dell’ossigeno come gas vettore può essere utile per molte procedure.
Le capacità fisiologiche di monitoraggio e riscaldamento possono anche essere installate nel sistema digitale di anestesia a basso flusso. Nella maggior parte delle istituzioni, il riscaldamento degli animali e il monitoraggio fisiologico sono richiesti dai comitati istituzionali per la cura el’uso degli animali 19,20,21,22. Studi che confrontano gli effetti fisiologici degli agenti anestetici hanno mostrato una drastica depressione della temperatura corporea, della funzione cardiaca e della funzionerespiratoria 23,24,25. È spesso necessario posizionare l’animale su un tampone riscaldante per monitorare e mantenere una temperatura corporea normale. Ci sono molti metodi di riscaldamento degli animali disponibili, come scaldabagni caldi, pastiglie elettriche e lampade termiche, ma ognuno di questi ha svantaggi significativi. Negli studi che confrontano diversi metodi di riscaldamento animale, il riscaldamento infrarosso lontano è risultato essere il26 più vantaggioso. Il vaporizzatore digitale include il riscaldamento omeotermico lontano dall’infrarosso per mantenere una temperatura corporea animale specifica. Ciò elimina la necessità di eventuali controller di riscaldamento aggiuntivi.
Oltre a monitorare la temperatura corporea, l’ossimametria dell’impulso è un metodo popolare per monitorare la frequenza cardiaca e la saturazione dell’ossigeno dell’animale. Questo metodo non invasivo è semplice, accurato e fornisce una valutazione complessiva della capacità dell’animale di regolare i livelli di ossigenazione del sangue. Un sensore di zampa per l’ossimametria dell’impulso può essere collegato al sistema di anestesia, come abbiamo precedentementedimostrato 2.
La ventilazione meccanica è spesso necessaria quando l’animale si trova in periodi più lunghi di anestesia o ogni volta che il modello di respirazione dell’animale deve essere controllato. Il vaporizzatore digitale a basso flusso ha la capacità di fornire respiri controllati sotto il controllo della pressione o del volume. Un ventilatore integrato elimina la necessità di un ventilatore esterno e di requisiti di configurazione dei tubi in eccesso.
Poiché tutti questi monitor e funzionalità comuni sono combinati in un’unica apparecchiatura, la configurazione dei tubi è sostanzialmente semplificata. Lo scopo di questo protocollo è dimostrare la configurazione e l’uso di un sistema di anestesia digitale all-in-one.
Questo sistema digitale di anestesia a basso flusso integra sistemi di anestesia, ventilazione, riscaldamento e monitoraggio fisiologico in un’unica apparecchiatura. Inoltre, il sistema contiene una pompa interna, che gli consente di attingere aria ambiente per l’uso come gas vettore, eliminando la necessità di una fonte di gas compresso.
In questa procedura, il sistema viene utilizzato come unica apparecchiatura per sostituire un vaporizzatore anestetico, un ventilatore meccanico, un pulsossimetro e un pad riscaldante. In precedenza abbiamo dimostrato la consegna anestetica ad una portata di 100mL / min2. Le impostazioni della portata sono fondamentali per questa tecnica di erogazione anestetica, poiché la portata controlla direttamente il volume dell’anestetico liquido utilizzato. In precedenza abbiamo anche dimostrato come l’utilizzo di basse portate consente di risparmiare liquido anestetico1,2. Quando un vaporizzatore tradizionale è collegato a un ventilatore meccanico, il vaporizzatore deve funzionare continuamente mentre il ventilatore ineleva campioni dal flusso di gas. Nel caso del vaporizzatore digitale con ventilatore integrato, solo il gas necessario per la ventilazione viene prodotto dal ventilatore. Ciò riduce i costi associati al liquido anestetico, ai gas portanti e ai filtri a carbone.
Sebbene ci siano molti vantaggi nell’utilizzo di un vaporizzatore digitale a basso flusso, ci sono anche limitazioni. Questo sistema è progettato per funzionare a basse portate ideali per roditori e altri piccoli mammiferi, ma non fornisce anestesia al di sopra delle portate di 1000 mL / min. Questo particolare sistema è quindi adatto solo per piccole specie animali. L’ossimetro a impulsi integrato include un sensore solo per l’uso della zampa. Il sensore non è raccomandato per l’uso sulla coda, il che potrebbe essere un limite per alcune procedure chirurgiche. Inoltre, mentre il tasso di respirazione può essere monitorato attraverso questo sistema tramite il sensore della zampa, può essere difficile ottenere registrazioni respiratorie coerenti per un lungo periodo di tempo. Infine, a differenza di un vaporizzatore tradizionale, questo sistema digitale richiede elettricità. Le batterie sono disponibili per l’uso nei casi in cui l’energia elettrica non è disponibile o in caso di interruzione dell’alimentazione e possono alimentare il sistema attraverso diverse ore di utilizzo.
Questa configurazione e protocollo dimostrano l’uso sicuro ed efficace di un sistema di anestesia digitale a basso flusso con ventilatore integrato e moduli di monitoraggio fisiologico. Questa configurazione sarà utile per tutti i laboratori con spazi di banco limitati, o dove non è possibile ospitare più pezzi di attrezzature e tubi vicino a un campo chirurgico. Ci sono numerosi vantaggi per un sistema all-in-one, tra cui l’eliminazione dei serbatoi di gas compresso e apparecchiature di monitoraggio fisiologico separate. Nel complesso, questo sistema integrato potrebbe essere considerato da gruppi in cui l’uso di un vaporizzatore tradizionale non è l’ideale.
The authors have nothing to disclose.
Gli autori non hanno riconoscimenti.
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 |