Grundlegende chirurgische Techniken in der Göttinger Miniaturschwein: Intubation, Blasenkatheter, Femoral Schiff Katheterisierung und Transcardial Perfusion

Die endotracheale Intubation sollte immer dann durchgeführt werden, wenn ein Minischwein sich einer Vollnarkose zur Durchführung einer Operation unterzieht, da sie einen freien Atemweg sicherstellt, eine assistierte Beatmung ermöglicht und die Atemwege vor Aspiration schützt. Minischweine können in verschiedenen Positionen intubiert werden, doch die Rückenlage des Tieres erweist sich für Personen, die regelmäßig menschliche Intubationen durchführen, als einfacher, da der Atemweg ähnlich präsentiert wird und zudem die assistierte Beatmung erleichtert wird. Die für die endotracheale Intubation benötigte Ausrüstung umfasst Gurte zum Öffnen des Mauls, eine Niedrigdruckabsaugung mit stumpfem Ende, einen tiermedizinischen Laryngoskop mit geradem Blatt zwischen 17 und 25 Zentimetern Länge, einen Stylet, eine Spritze mit Luft, ein Stethoskop und Klebeband.

Für das Ausnehmen von erwachsenen Tieren und Minischweine. Ein endotrachealer Tubus mit einem Durchmesser von fünf bis sieben Millimetern ist geeignet. In diesem Video wurde ein Tubus mit 5,5 Millimetern verwendet.

Das Minischwein wird auf den Rücken gelegt und ordnungsgemäß abgestützt. Um sicherzustellen, dass der laryngeale Durchgang gerade bleibt, wird die Zunge leicht herausgezogen und der Kiefer von einem Assistenten geöffnet gehalten. Eine Überstreckung der Kopfdrehung oder übermäßige Extension des Kopfes kann die Atemwege verlegen und die Identifizierung der laryngealen Öffnung erschweren.

Der Laryngoskop wird verwendet, um die Zunge herabzudrücken, und die Spitze des Absaugrohrs dient dazu, die Epiglottis vom weichen Gaumen wegzuschieben. Anschließend wird mit der Spitze des Laryngoskops die Epiglottis nach oben in Richtung Zungenwurzel gedrückt, wodurch die laryngeale Öffnung freigelegt wird. Beim Öffnen der Retinoidknorpel werden die Stimmbänder sichtbar, und der endotracheale Tubus wird vorsichtig unter leichtem Drehen in die Luftröhre vorgeschoben.

Während der Exspiration wird der Tubus-Manschette gemäß den Herstellerangaben aufgepumpt. Dabei ist darauf zu achten, eine Überdehnung zu vermeiden, da diese Schwellung und Ödeme der Atemwege verursachen kann. Schweine besitzen einen Bronchus zur Beatmung des kranialen rechten Lungenlappens. Daher ist es wichtig, den Tubus oberhalb der Trachealgabelung zu platzieren.

Dies wird durch die Verwendung der richtigen Tubusgröße und durch Befestigung des proximalen Tubusendes auf Höhe der Schnauze mit Klebeband erleichtert. Bei korrekter Intubation des Minischweins muss ein freier Luftdurchgang durch den Tubus spürbar sein, und die Auskultation des Brustkorbs sollte Atemgeräusche sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite des Thorax zeigen. Nach Anschluss des Beatmungsgeräts mit Überwachungssystem an das Minischwein sollten physiologische Werte des ausgeatmeten Kohlendioxids messbar sein, und die dem durch die Einstellungen des Beatmungsgeräts bestimmten Atemmuster folgende Kohlendioxid-Kurve kann beobachtet werden.

Die endotracheale Intubation von Minischweinen kann herausfordernd sein, da der laryngeale Durchgang eng ist und die Schleimhaut der Stimmbänder leicht verletzt werden kann. Wenn ein zu großes Tubus oder übermäßige Kraft verwendet wird, kann die Anwendung eines Xylocain-Sprays oder eines Muskelrelaxans die Einführung des Tubus erleichtern. Die Verwendung von neuromuskulären Blockern sollte jedoch nur durch Personal durchgeführt werden, das gut in solche Verfahren geschult ist.

Die Blasenkatheterisierung kann dazu verwendet werden, die Harnproduktion zu überwachen, was nützliche Informationen über den Hydratationszustand sowie die Nieren- und Herz-Kreislauf-Funktion während längerer chirurgischer Eingriffe liefern kann. Die Katheterisierung der Harnblase über die Harnröhre ist bei weiblichen Schweinen leicht durchführbar. Während dieses Verfahren bei erwachsenen männlichen Minischweinen äußerst schwierig, möglicherweise unmöglich ist, eignet sich ein Foley-Katheter der Franch-Größe acht oder 10 aufgrund der Krümmung und Größe der äußeren Harnröhre.

Das Öffnen eines Katheters mit einem Drahtführer ist vorzuziehen. Erforderliche Ausrüstung umfasst einen Spekulum, stumpfe Pinzette, eine Spritze mit Salzlösung als Gleitmittel und einen geschlossenen Urinsammelbeutel. Um die äußere Harnröhrenmündung während der Katheterisierung optimal sichtbar zu machen, wird das Minischwein auf den Rücken gelegt, wobei der Lendenbereich abgestützt wird.

Während ein Assistent die Hinterbeine kranial zieht, befindet sich die äußere Harnröhrenmündung des Weibchens im Vaginalboden, ungefähr ein Drittel bis die Hälfte der Strecke zum Gebärmutterhals. Da das Tier jedoch auf dem Rücken liegt, erscheint die Position der Harnröhrenmündung umgekehrt. Der Katheter wird mit einer stumpfen Pinzette geführt, sodass die Katheterspitze eine Fortsetzung der Pinzette bildet.

Führen Sie den Katheter vorsichtig in die Harnröhrenöffnung ein. Die Harnröhre kann leicht verletzt werden, wenn beim Katheterisieren zu viel Kraft aufgewendet wird. Allerdings kann zunächst ein geringer Widerstand spürbar sein, bis der Katheter den äußeren Harnblinkersphinkter passiert hat. Wenn dieses Problem anhält, deutet dies möglicherweise darauf hin, dass das Tier nicht ausreichend tief sediert ist.

Die Lösung besteht darin, eine Weile zu warten und die Anästhesie wirken zu lassen. Wenn der Katheter die Blase erreicht, entfernen Sie den Stilet, und Urin tritt sichtbar aus. Befüllen Sie den Ballon gemäß den Herstellerangaben mit Kochsalzlösung und ziehen Sie den Katheter vorsichtig heraus, bis der Ballon am Blasenhals anliegt.

Befestigen Sie den Urinabnahmesack mit geschlossenem System und fixieren Sie den Katheter mit Klebeband am Schwanz, um eine versehentliche Verlagerung des Katheters zu vermeiden. Bei sachgemäßer Handhabung des Tieres mit entsprechender Ausbildung und Erfahrung kann die transurethrale Blasenkatheterisierung problemlos durchgeführt werden. Dieses minimalinvasive Verfahren kann eine Kontamination empfindlicher medizintechnischer Geräte sowie eine schmerzhafte Blasendehnung verhindern, die das Tier schädigen und das Experiment durch erhöhte vagale Tonuslage und veränderte physiologische Parameter beeinflussen könnte.

Die arterielle und venöse Katheterisierung ist nützlich für die Gewinnung wiederholter Blutproben und die Überwachung verschiedener physiologischer Parameter. Bei der Durchführung der Gefäßkatheterisierung in Langzeitstudien muss eine strenge aseptische Technik angewendet werden, um Infektionen zu vermeiden. Erforderliche Ausrüstung umfasst ein Skalpell, stumpfe Spitze, chirurgische Schere, Gewebepinzette, kleine stumpfe Spitze, chirurgische Pinzette, kleinen selbsthaltenden Geweberetraktor, Nadelhalter, chirurgische Tupfer, Nahtmaterial mit Nadel und heparinisierte Kochsalzlösung als Spülflüssigkeit zur Aufrechterhaltung der Katheterpatenz.

Zwei 18-Gauge-IV-Kanülen, zwei vierfranzige Bright-Tip-Schleusen mit Einführhilfe und Seldinger-G-Draht. Die Anästhesietiefe wird durch Prüfung des interdigitalen Schmerzreflexes beurteilt. Die A. und V. femoralis werden angesprochen, wobei das Minischwein in Rückenlage positioniert ist und das Hinterbein seitlich abduziert wird.

Identifizieren Sie die Stelle in der Hautfalte zwischen dem Musculus gracilis und dem Musculus sartorius, an der die Pulsation des oberflächlichen Teils der Vena saphena medialis verschwindet. Führen Sie einen longitudinalen, oberflächlichen Hautschnitt kranial zu diesem Punkt durch, um versehentliche Schädigungen der Vena saphena medialis zu vermeiden. Verwenden Sie eine stumpfe Schere, um das darunterliegende subkutane Gewebe zu dissezieren.

Die Faszienspaltung des Musculus sartorius und des Musculus gracilis erfolgt kranial zur Durchtrittsstelle der vena saphena medialis. Zunächst mit einer kleinen stumpfen Pinzette und anschließend digital werden die beiden Muskelgruppen mit einem kleinen selbsthaltenden Geweberelevator getrennt, wobei darauf geachtet wird, den Nervus femoralis sowie die Gefäße nicht zu beschädigen. Die Arterie wird über eine Strecke von etwa ein bis zwei Zentimetern freigelegt. Unter Verwendung einer stumpfen Präparation wird die abgeschrägte Venenflon-Kanüle so gedreht, dass das Lumen nach oben weist.

Biegen Sie die Nadel leicht, damit sie der Krümmung des Gefäßes leichter folgen kann. Denken Sie daran, zu überprüfen, ob sich die Nadel immer noch vorwärts und rückwärts bewegen lässt. Die Arterie wird punktiert.

Die Nadel wird zurückgezogen und der Seldinger-Führungsdraht durch die Venton-Sonde eingeführt. Entfernen Sie die Venflon-Sonde, während Sie vorsichtig Druck auf die Arterie ausüben, um die Fixierung des G-Drahts sicherzustellen. Die Hülse mit Einführhilfe wird über den Salter-Draht vorgeschoben und bis zur gewünschten Position vorwärtsbewegt, danach werden die Einführhilfe sowie der Seing-Draht oder Draht entfernt.

Die Vena femoralis befindet sich direkt unterhalb und medial zur Arterie. Nachdem die Vene mittels stumpfer Dissektion freigelegt wurde, wird sie wie zuvor für die Arterie beschrieben katheterisiert. Um sicherzustellen, dass sowohl Arterie als auch Vene korrekt katheterisiert sind, entnehmen Sie Blut aus beiden Hülsen und vergleichen die Farbe der Proben.

Beim Entnehmen einer Blutprobe muss stets daran gedacht werden, die Katheter anschließend mit heparinisiertem Kochsalzlösung zu spülen. Um die Durchgängigkeit der Katheter zu erhalten, werden diese befestigt und die Haut verschlossen. Mit einigen Nähten kann eine Vesselschleife um die Arterie und Vene gelegt werden, um die Gefäße vor der Punktion zu fixieren.

Trotz seiner Vorteile vermeiden wir diesen zusätzlichen Schritt im Allgemeinen, da er eine übermäßige Dissektion der Gefäße erfordert und das Risiko erhöht, die lateralen und tiefen Äste zu beschädigen. Das vorliegende Filmmaterial zeigt, wie die femoralen Gefäße katheterisiert werden. Die Katheterisierung der femoralen Gefäße ist aufgrund der einfacheren Zugänglichkeit der Katheterisierung der Gefäße des Halses vorzuziehen.

Bei Experimenten, die eine rahmenbasierte stereotaktische Neurochirurgie und Bildgebung des Gehirns beinhalten, ist die transkardiale Perfusion die effektivste Fixierungsmethode und liefert hervorragende Ergebnisse. Bei der Vorbereitung von Organen des Minischweins für die Histologie und Histochemie werden für den Eingriff folgende Geräte benötigt: Perfusionssystem, relevante Perfusionsflüssigkeiten, intravenöse Kanüle, Spritze, Pentobarbital, Skalpell, stumpfe Spitze, chirurgische Schere, Knochenschere und zwei große selbsthaltende Pinzetten, von denen mindestens eine eine gebogene Spitze aufweist.

Ein selbsthaltender Sternumretraktor ist nicht unbedingt erforderlich, erleichtert jedoch das Verfahren erheblich. Die transkardiale Perfusion muss in einem gut belüfteten Raum mit einem leistungsstarken Abzugssystem durchgeführt werden, und es müssen Einrichtungen vorhanden sein, um größere Flüssigkeits- und Blutmengen aufzufangen, um sie anschließend sicher zu entsorgen. Nach der Injektion einer tödlichen Dosis Pentobarbital testen Sie den interdigitalen Schmerzreflex.

Der beste Zugang zum Herzen und zur Aorta erfolgt über eine mediale Sternotomie. Führen Sie einen tiefen longitudinalen Hautschnitt aus, der sich vom Schwertfortsatz bis zum Brustbeinfortsatz erstreckt. Erhalten Sie Zugang zur Brusthöhle, indem Sie einen kleinen Schnitt im Zwerchfell knapp unterhalb des Schwertfortsatzes anlegen.

Setzen Sie die Knochenscheren in die Brusthöhle ein und halbieren Sie das Brustbein. Bei diesem Vorgang ist Vorsicht geboten, da das Herz an manchen Stellen an der Innenseite des Brustbeins anhaften kann. Nachdem das Brustbein geteilt wurde, setzen Sie den selbsthaltenden Sternumretraktor ein und öffnen die Brusthöhle. Falls noch intakt, führen Sie einen kleinen Einschnitt im Perikard an der Herzspitze durch und öffnen Sie die Perikardhöhle dann digital. Identifizieren Sie den linken Ventrikel, das rechte Atrium und die Aorta.

Zusammen mit der oberen Hohlvene einen kleinen oberflächlichen Schnitt nahe der Herzspitze machen und durch Perforation des Myokards mit einem stumpfen Instrument in den linken Ventrikel vordringen. Die Perfusionskanüle in den linken Ventrikel einführen und die Kanülenspitze kranial in die Aorta vorrücken. Wenn die Kanüle zwischen dem zweiten und dritten Finger in der Aorta ertastet wird, die Kanüle fixieren.

Unter Verwendung der selbsthaltenden gekrümmten Pinzette einen Schnitt in das rechte Atrium vornehmen und mit der Injektion des Fixativs über die Perfusionskanüle beginnen. Der starke Durchfluss von Blut in der Aorta ist fühlbar, und Blut tritt durch das eingeschnittene rechte Atrium aus, während die Perfusionsflüssigkeit weiterhin in die Gefäße des Minischweins strömt. Beobachten Sie, wie die systemische Perfusion mit Paraformaldehyd eine Hyperextension der Gliedmaßen und ein Zucken der oberflächlichen Muskulatur hervorruft, verursacht durch die Aldehyd-Quervernetzung von Nerven und Muskeln.

Bei Verwendung eines Perfusionsystems, das mit Druckluft betrieben wird, muss die Kanüle entfernt oder der durchsichtige Silikonschlauch geklemmt werden, bevor das Gefäß leer ist, um zu verhindern, dass Luft in das Gefäßsystem gelangt. In dem vorliegenden Video verwenden wir ein Perfusionsystem, das mit Druckluft anstelle von Schwerkraft betrieben wird. Der Vorteil von Systemen, die Druckluft nutzen, liegt darin, dass der hydrostatische Druck während des gesamten Vorgangs konstant bleibt und somit die beste Organperfusion gewährleistet wird.