ゲッティンゲンミニ豚の基本的な手術テクニック：挿管、膀胱へのカテーテル挿入、大腿血管カテーテル法、およびTranscardial灌流

ミニピッグに全身麻酔をかけて手術を行う際は、気道を確保し、補助換気を可能にし、また誤嚥から気道を保護するために、常に気管挿管を行う必要があります。ミニピッグへの挿管はさまざまな体位で行うことができますが、動物を仰臥位にすると、補助換気の手段こそ異なりますが、気道の提示方法がヒトの挿管と同様になるため、日常的にヒトへの挿管を行っている者にとっては容易な傾向にあります。気管挿管に必要な器具は、口を開かせるためのスリング、鈍端チップ付きの低圧吸引器、長さ17～25 cmの直線型ブレードを備えた獣医用喉頭鏡、空気入りのシリンジ、聴診器、および粘着テープです。

成体およびミニピッグに適用します。内径 5〜7 mm の気管内チューブが適切です。本ビデオでは 5.5 mm のチューブを使用しました。

ミニブタを仰向けに寝かせ、適切に固定します。喉頭腔を直線的に保つため、助手に舌を軽く引き出させ、顎を開いた状態で保持させます。頭部の回転をさせすぎたり、過度に伸展させたりすると、気道が閉塞し、喉頭開口部の特定が困難になる可能性があります。

喉頭鏡を用いて舌を圧下し、吸引管の先端で会蓋を軟口蓋からずらします。次に、喉頭鏡の先端で会蓋を舌根方向へ上方へ押し上げ、喉頭開口部を露出させます。披裂軟骨が開いて声帯が視認できたら、気管内チューブをわずかに回転させながら、慎重に気管内へと挿入します。

呼気時に、チューブカフを製造業者の仕様に従って膨らませます。気道の腫脹や浮腫の原因となる過剰膨張を避けるよう注意してください。ブタは右前肺葉を換気するための気管支を持っているため、チューブを気管分岐点より上に配置することが重要です。

これは、適切なサイズのチューブを使用し、チューブの近位端を粘着テープで鼻面レベルに固定することで容易になります。ミニピッグの挿管が適切に行われている場合、チューブを通して空気が自由に通過することが感じられ、胸部の聴診により胸腔の左右両側で呼吸音が確認できるはずです。モニタリングシステム付きの人工呼吸器をミニピッグに接続すると、生理的な呼気二酸化炭素値が測定可能となり、人工呼吸器の設定によって決定された呼吸パターンに従う二酸化炭素曲線が観察されます。

ミニブタの気管内挿管は、喉頭通路が狭く、声帯の粘膜が損傷しやすいため、困難な場合があります。チューブが大きすぎる場合や過度な力がかかる場合は、キシロカインスプレーや筋弛緩剤の使用によってチューブの挿入を容易にできます。ただし、神経筋遮断薬の使用は、そのような処置に十分に習熟した人員のみが行う必要があります。

膀胱カテーテル挿入は、尿量のモニタリング手段として利用でき、長時間の外科的手術中における水分状態ならびに腎機能および心血管機能に関する有用な情報を提供します。雌豚では、尿道を介した膀胱へのカテーテル挿入は容易に行えます。一方、成体ミニピッグの雄ではこの処置は非常に困難、あるいは不可能に近いですが、外尿道の湾曲とサイズを考慮すると、フレンチサイズ8または10のフォーリーカテーテルが適切です。

スタイレット付きカテーテルの使用が望ましい。必要な器具は、スペキュラム、鈍的先端鉗子、生理食塩水潤滑剤を入れたシリンジ、および閉鎖式尿 drainage バッグである。カテーテル挿入時に外尿道口を最大限に可視化するため、ミニブタを背臥位にし、腰部にサポートを配置する。

助手が後肢を頭側へ牽引している間、雌の外尿道口は腟底の、子宮頸部までのおよそ3分の1から2分の1の距離に位置しています。ただし、動物を背臥位にしているため、尿道口の位置は反転しているように見えます。カテーテルは鈍端鑷子で保持し、カテーテルの先端が鑷子の延長線上になるようにします。

カテーテルを尿道口に慎重に挿入します。カテーテル挿入時に過度な力を加えると尿道を損傷しやすくなりますが、カテーテルが外尿道括約筋を通過するまでは、最初はわずかな抵抗が感じられる場合があります。この抵抗が続く場合は、動物の鎮静が十分に深くない可能性があります。

解決策は、しばらく待って麻酔が効くまで待機することです。カテーテルが膀胱に到達したら、スタイルを除去すると尿が流れ出ます。メーカーの仕様に従って生理食塩水でバルーンを膨らませ、バルーンが膀胱頸部に固定されるまで、カテーテルをゆっくりと引き出します。

閉鎖式尿路ドレナージバッグを装着し、カテーテルの不意な脱落を防ぐためにカテーテルを尾にテープで固定します。適切なトレーニングと経験があれば、経尿道的な膀胱カテーテル挿入はそれほど困難ではありません。この低侵襲な処置により、精密な医療技術機器の汚染や、動物に危害を及ぼし、迷走神経緊張の亢進や生理学的パラメータの変化を通じて実験に影響を与える可能性のある、痛みを伴う膀胱拡張を防ぐことができます。

動脈および静脈へのカテーテル留置は、繰り返し血液サンプルを採取したり、さまざまな生理学的パラメータをモニタリングしたりするのに有用です。生存研究において血管カテーテル留置を行う際は、感染を避けるために厳格な無菌操作を用いなければなりません。必要な器具には、メス、鈍端剪刀、手術用鋏、組織鉗子、小型鈍端鉗子、小型自立式組織開創器、針保持器、手術用綿球、針付き縫合糸、およびカテーテルの開通性を維持するためのフラッシュ液としてのヘパリン生理食塩水が含まれます。

18ゲージのIVカニューレ2本、2-4 Frenchのブライトチップシース（イントロデューサーおよびSeldinger Gガイドワイヤー付き）を用意します。麻酔深度は指間痛反射によって評価します。ミニブタを仰臥位にし、後肢を外側に牽引して大腿動脈および大腿静脈にアプローチします。

薄筋と縫工筋の間の皮膚のひだにおいて、内側伏在動脈の浅層部の拍動が消失する部位を特定します。この部位よりも頭側に縦方向に浅い皮膚切開を加えることで、内側伏在血管を誤って損傷させるのを避けます。鈍端の剪刀を用いて、下層の皮下組織を剥離します。

縫工筋と薄筋の筋膜を、内側伏在静脈の穿刺部位よりも頭側で切開します。まず、先端の丸い外科用ピンセットを用いて、次に指で2つの筋群を分離し、小型の自動組織開創器で保持します。その際、大腿神経および血管を損傷しないよう注意しながら、動脈を約1～2 cmの長さにわたって露出させます。鈍的剥離を行い、ベベル付きVenflon針を回転させて、ルーメンが上を向くように調整します。

血管の湾曲に沿わせやすくするため、針を軽く曲げます。針が引き続き前後に動くかを確認することを忘れないでください。これで動脈への穿刺が完了します。

針を抜き、セルディンガーガイドワイヤーをヴェンフロンチューブを通して挿入します。Gワイヤーが確実に固定されるよう、動脈を軽く圧迫しながらヴェンフロンチューブを抜去します。イントロデューサー付きシースをガイドワイヤーに沿って挿入し、目的の位置まで進めた後、イントロデューサーとガイドワイヤーを抜去します。

大腿静脈は、大腿動脈の直下かつ内側に位置しています。鈍的剥離を用いて静脈を単離した後、動脈と同様の手順で静脈にカニューレを挿入します。動脈と静脈の両方に正しくカテーテルが留置されているかを確認するため、両方のシースから採血し、サンプルの色を比較してください。

採血を行う際は、その後必ずヘパリン生理食塩水でカテーテルをフラッシュしてください。カテーテルの開通性を維持するため、カテーテルを固定し、皮膚を閉鎖します。穿刺前に血管を固定するため、数本の縫合糸を用いて、動脈と静脈の周囲にベッセルループを配置することができます。

多くの利点があるものの、血管の過剰な剥離が必要となり、外側枝や深層枝を損傷させるリスクが高まるため、一般的にこの追加工程は避けます。本映像では、大腿血管へのカテーテル挿入方法を実演します。アクセスが容易であるため、頸部血管よりも大腿血管へのカテーテル挿入が推奨されます。

フレームを用いた定位脳手術および脳イメージングを伴う実験を行う際、経心腔灌流は最も効果的な固定法であり、優れた結果をもたらします。組織学および組織化学のためのミニブタの臓器を調製する場合、本手順には以下の器具が必要です。灌流システム、適切な灌流液、静脈カニューレ、注射器、ペントバルビタール、メス、鈍端鉗子、手術用鋏、骨剪刀、および少なくとも1つが曲がった先端を持つ2つの大型セルフホールディング鉗子です。

自己保持式胸骨開創器は絶対的に必要ではありませんが、使用することで処置が大幅に容易になります。経心灌流は、強力な排気システムを備えた換気の良い部屋で、また大量に流出する液体および血液を回収し、その後に安全に廃棄できる設備がある環境で実施しなければなりません。ペントバルビタールを致死量投与した後、指間痛反射を確認してください。

心臓および大動脈への最適なアプローチは、正中胸骨切開によって得られます。胸骨柄から剣状突起まで、皮膚に深い縦切開を加えます。剣状突起の直下にある横隔膜に小さな切開を加え、胸腔内に到達します。

骨剪刀を胸腔に挿入し、胸骨を二分します。この操作を行う際は、心臓が胸骨の内側に癒着している可能性があるため、十分に注意してください。胸骨を分割した後、自己保持式胸骨開創器を装着して胸腔を開きます。心膜がまだ閉じている場合は、心尖部の心膜に小さな切開を加え、指で心嚢を開きます。左心室、右心耳、および大動脈を確認します。

上大静脈とともに、心尖部の近くで浅い小さな切開を行い、鈍端の器具で心筋を穿刺して左心室に到達します。灌流カニューレを左心室内に挿入し、カニューレの先端を大動脈に向かって頭側に進めます。大動脈内でカニューレが第2指と第3指の間に触れたところで、カニューレをクランプして固定します。

曲鉗を用いて右心耳を切開し、灌流カニューレから固定液の注入を開始します。大動脈内での十分な灌流流速が確認でき、ミニピッグの血管への灌流が継続されるにつれて、切開した右心耳から血液が流出します。パラホルムアルデヒドによる全身灌流を行うと、アルデヒドによる神経および筋肉の架橋形成により、四肢の過伸展と表層筋の痙攣が誘発されることに注意してください。

圧縮空気で駆動する灌流システムを使用する場合、血管系に空気が混入するのを防ぐため、キャニスターが空になる前にカニューレを取り外すか、透明なシリコンチューブをクランプしてください。本ビデオでは、重力の代わりに圧縮空気で駆動する灌流システムを使用しています。圧縮空気を利用するシステムの利点は、プロセス中に加えられる静水圧が一定であるため、最終的に最適な臓器灌流が得られることです。