괴팅겐 Minipig의 기본 외과 기술 : 삽관법, 방광의 Catheterization, 대퇴 선박 Catheterization, 그리고 Transcardial 재관류

미니 돼지가 수술을 위해 전신 마취를 받을 때는 기도 개방성을 유지하고 보조 환기를 가능하게 하며 흡인물로부터 기도를 보호하기 위해 반드시 기관 내 삽관을 시행해야 합니다. 미니 돼지는 다양한 자세에서 삽관이 가능하지만, 보조 환기 방법을 제외하면 기도의 모습이 인간과 유사하게 나타나므로 인간 삽관을 정기적으로 수행하는 사람에게는 동물을 똑바로 눕힌 자세가 더 수월한 경향이 있습니다. 기관 내 삽관에 필요한 장비는 입을 벌리기 위한 슬링, 뭉툭한 팁이 달린 저압 흡인기, 길이가 17~25 cm인 직선형 블레이드가 장착된 수의용 후두경, 공기가 충전된 스타일렛 주사기, 청진기 및 접착 테이프입니다.

성체 거세돈 및 미니 돼기용입니다. 5~7 mm 크기의 기관내 튜브가 적절합니다. 본 영상에서는 5.5 mm 튜브가 사용되었습니다.

미니 돼지를 등으로 눕히고 적절하게 지지합니다. 후두 통로가 직선으로 유지되도록 혀를 약간 밖으로 당기고 조수가 턱을 벌린 상태로 유지하게 합니다. 머리를 과하게 회전시키거나 과도하게 신전시키면 기도가 폐쇄되어 후두 개구부를 확인하기가 더 어려워질 수 있으므로 주의하십시오.

후두경을 사용하여 혀를 누르고, 흡입기의 팁을 사용하여 후두개물을 연구개로부터 밀어냅니다. 그런 다음 후두경의 팁으로 후두개물을 혀 뿌리 쪽으로 위로 밀어 올려 후두 입구를 노출시킵니다. 윤상연골이 열리며 성대가 보이면, 기관내관을 약간 회전시키면서 조심스럽게 기관 내로 삽입합니다.

호기 중에 튜브 커프를 제조사의 사양에 따라 팽창시킵니다. 기도의 부종과 부종을 유발할 수 있는 과도한 팽창을 피하도록 주의해야 하며, 돼지는 우측 전엽 폐를 환기시키는 기관지가 있습니다. 따라서 튜브를 기관 분기점 위에 배치하는 것이 중요합니다.

이는 적절한 크기의 튜브를 사용하고, 접착 테이프를 이용해 튜브의 근위단을 코 높이에서 고정함으로써 용이해집니다. 미니 돼지의 기관 삽관이 적절히 이루어지면, 튜브를 통해 공기가 자유롭게 통과하는 것이 느껴져야 하며, 흉부 청진 시 흉강의 좌우 양측 모두에서 호흡음이 들려야 합니다. 모니터링 시스템이 연결된 인공호흡기를 미니 돼지에게 연결하면, 생리학적 호기 이산화탄소 수치가 측정되어야 하며, 인공호흡기 설정에 따른 호흡 패턴을 따르는 이산화탄소 곡선을 관찰할 수 있습니다.

미니 피그의 기관 내 삽관은 후두 통로가 좁고 성대 점막이 쉽게 손상될 수 있어 까다로울 수 있습니다. 너무 큰 튜브를 사용하거나 과도한 힘을 가하게 될 경우, Xylocaine 스프레이나 근이완제를 사용하여 튜브 삽입을 원활하게 할 수 있습니다. 다만, 신경근 차단제의 사용은 해당 절차에 충분히 숙련된 인원에 의해서만 수행되어야 합니다.

방광 카테터 삽입은 소변 생성량을 모니터링하는 방법으로 사용될 수 있으며, 이는 장시간의 수술 과정 동안 수분 공급 상태뿐만 아니라 신장 및 심혈관 기능에 관한 유용한 정보를 제공할 수 있습니다. 요도를 통한 방광 카테터 삽입은 암컷 돼지에서 쉽게 수행됩니다. 성체 미니피그 수컷의 경우 이 절차가 매우 어렵거나 불가능할 수 있으나, 외요도의 곡률과 크기를 고려할 때 French size 8 또는 10의 Foley 카테터가 적절합니다.

스타이렛(stylet)이 포함된 카테터를 사용하는 것이 바람직합니다. 필요한 장비로는 질경(speculum), 둔단 포셉(blunt tip forceps), 식염수 윤활제가 담긴 주사기, 그리고 폐쇄형 소변 배액백이 있습니다. 카테터 삽입 시 외요도구를 가장 잘 관찰하기 위해, 미니돼지를 등 쪽으로 눕히고 요추 부위에 지지대를 받쳐 줍니다.

보조자가 뒷다리를 머리 쪽으로 당기는 동안, 암컷의 외요도구는 질 바닥에서 자궁경부까지 거리의 약 3분의 1에서 2분의 1 지점에 위치해 있습니다. 하지만 동물이 등을 대고 누운 자세이므로 요도구의 위치가 반전되어 보일 것입니다. 카테터는 뭉툭한 팁 포셉으로 조절하여, 카테터의 팁이 포셉의 연장선상에 오도록 합니다.

카테터를 요도구에 조심스럽게 삽입하십시오. 카테터 삽입 시 과도한 힘을 가하면 요도에 쉽게 외상이 생길 수 있으나, 카테터가 외요도괄약근을 통과하기 전까지는 처음에는 약간의 저항이 느껴질 수 있습니다. 이러한 문제가 지속된다면, 이는 동물이 충분히 진정되지 않았음을 나타낼 수 있습니다.

해결 방법은 잠시 기다려 마취제가 효과를 나타내도록 하는 것입니다. 카테터가 방광에 도달하면 스타일을 제거하며, 이때 소변이 흘러나오는 것을 확인할 수 있습니다. 제조사의 사양에 따라 식염수로 벌룬을 팽창시킨 후, 벌룬이 방광경부에 걸릴 때까지 카테터를 부드럽게 잡아당깁니다.

폐쇄형 시스템 소변 배출백을 부착하고, 카테터가 우연히 이탈되지 않도록 꼬리 부분에 카테터를 테이프로 고정하십시오. 적절한 훈련과 경험을 통해 동물을 다룰 때, 요도를 통한 방광 카테터 삽입은 큰 어려움 없이 수행될 수 있습니다. 이 최소 침습적 절차는 정밀한 의료 기술 장비의 오염과 통증을 유발하는 방광 확장을 방지할 수 있으며, 이는 미주신경 긴장도 증가 및 생리학적 파라미터의 변화로 인해 동물에게 해를 끼치고 실험에 영향을 줄 수 있습니다.

동맥 및 정맥 카테터 삽입술은 반복적인 혈액 샘플 채취와 다양한 생리학적 파라미터를 모니터링하는 데 유용합니다. 생존 연구에서 혈관 카테터 삽입을 수행할 때는 감염을 방지하기 위해 엄격한 무균 기술을 적용해야 합니다. 필요한 장비로는 메스, 뭉툭한 팁, 수술용 가위, 조직 포셉, 소형 뭉툭한 팁, 수술용 포셉, 소형 자가 유지 조직 견인기, 니들 홀더, 수술용 스왑, 바늘이 달린 봉합사와 카테터의 개방성을 유지하기 위한 세척액인 헤파린 식염수가 포함됩니다.

18 gauge IV 캐뉼라 2개, 인트로듀서와 셀딩거 G-와이어가 포함된 4 French bright tip 쉬스 2개를 준비합니다. 마취 깊이는 지간 통증 반사를 통해 평가합니다. 미니 돼지를 배와이하게 눕히고 뒷다리를 외측으로 견인하여 대퇴동맥과 대퇴정맥에 접근합니다.

박근(gracilis muscle)과 봉지근(sartorius muscle) 사이의 피부 주름에서 내측 복제정맥 동맥(medial saphenous artery) 표층의 박동이 사라지는 지점을 확인하십시오. 이 지점의 두측(cranial) 방향으로 종방향의 표층 피부 절개를 실시하여, 내측 복제정맥 혈관을 실수로 손상시키는 것을 방지하십시오. 뭉툭한 끝의 가위(blunt tip scissors)를 사용하여 하부의 피하 조직을 박리하십시오.

봉제근(sartorius)과 박근(gracilis)의 근막 분할은 내측 복제정맥 혈관의 관통 부위보다 두측(cranial)에서 이루어집니다. 먼저 작은 뭉툭한 팁의 외과용 포셉을 사용하고, 이어서 손가락을 이용하여 두 근육군을 분리하며, 이때 대퇴신경과 혈관이 손상되지 않도록 주의하면서 소형 자가 유지 조직 견인기로 고정하고 동맥을 약 1~2 cm 길이로 분리합니다. 둔성 박리를 통해 베벨 모양의 ven flon 바늘을 회전시켜 루멘(lumen)이 위를 향하게 합니다.

바늘이 혈관의 곡선을 더 쉽게 따라갈 수 있도록 약간 구부립니다. 바늘이 여전히 앞뒤로 움직일 수 있는지 확인하는 것을 잊지 마십시오. 동맥 천자를 수행합니다.

바늘을 후퇴시키고 셀딩거 가이드 와이어를 벤톤 튜브를 통해 삽입합니다. G 와이어가 잘 고정되도록 동맥에 가볍게 압력을 가하면서 벤플론 튜브를 제거합니다. 인트로듀서가 포함된 시스(sheath)를 셀터 와이어 위로 삽입하여 원하는 위치까지 전진시킨 후, 인트로듀서와 세이잉 와이어를 제거합니다.

대퇴정맥은 동맥의 바로 아래쪽 및 내측에 위치합니다. 둔성 박리를 통해 정맥을 분리한 후, 앞서 동맥에 적용했던 것과 동일한 방식으로 정맥에 캐뉼라를 삽입합니다. 동맥과 정맥 모두 카테터가 정확하게 삽입되었는지 확인하려면, 두 시스(sheath)에서 혈액을 채취하여 샘플의 색상을 비교하십시오.

혈액 샘플을 채취할 때마다 이후에 카테터를 헤파린 처리된 식염수로 세척해야 함을 기억하십시오. 카테터의 개통성을 유지하기 위해 카테터를 고정하고 피부를 봉합합니다. 몇 개의 봉합사를 사용하여, 천자 전 혈관을 고정하기 위해 동맥과 정맥 주변에 베셀 루프(vessel loop)를 배치할 수 있습니다.

이러한 장점에도 불구하고, 혈관의 과도한 박리가 필요하고 외측 및 심부 분지(lateral and deep branches)를 손상시킬 위험이 증가하기 때문에 일반적으로 이 추가 단계는 피합니다. 본 영상에서는 대퇴 혈관에 카테터를 삽입하는 방법을 보여줍니다. 접근성이 용이하므로 경부 혈관보다 대퇴 혈관에 카테터를 삽입하는 것이 더 바람직합니다.

프레임 기반의 정위적 신경외과 수술 및 뇌 영상 촬영을 포함하는 실험을 수행할 때, 경심장 관류법은 가장 효과적인 고정 방법이며 최상의 결과를 제공합니다. 조직학 및 조직 화학 분석을 위해 미니 돼지의 장기를 준비할 때, 해당 절차에는 다음과 같은 장비가 필요합니다. 관류 시스템, 관련 관류액, IV 캐뉼라, 주사기, 펜토바르비탈, 메스, 둔형 팁, 외과용 가위, 골절단 가위, 그리고 최소 하나는 팁이 굽은 형태인 대형 자가 유지 포셉 2개가 필요합니다.

자가 고정식 흉골 견인기가 반드시 필요한 것은 아니지만, 이를 사용하면 시술 과정이 상당히 수월해집니다. 심장 관류는 고성능 흄 추출 시스템과 다량의 체액 및 혈액을 수집하여 추후 안전하게 폐기할 수 있는 시설을 갖춘 환기가 잘 되는 방에서 수행해야 합니다. 펜토바비탈(Penta Barbital)을 치사량으로 투여한 후, 지간 통증 반사를 확인하십시오.

심장과 대동맥에 가장 효과적으로 접근하려면 정중 흉골 절개술을 시행합니다. 흉골의 흉골병에서 검상돌기까지 이어지는 깊은 종적 피부 절개를 만듭니다. 검상돌기 바로 아래의 횡격막에 작은 절개를 넣어 흉강에 접근합니다.

흉강에 골절단기를 삽입하고 흉골을 이분합니다. 이때 심장이 흉골 내측 일부에 유착되어 있을 수 있으므로 주의하여 수행해야 합니다. 흉골을 분리한 후, 자가 고정식 흉골 견인기를 배치하여 흉강을 개방합니다. 심낭이 여전히 온전하다면 심장 정점에서 심낭에 작은 절개를 가한 후, 손가락을 이용해 심낭낭을 엽니다. 좌심실, 우심방 및 대동맥을 확인합니다.

상대정맥과 함께 심장 정점 부근의 표면을 작게 절개하고, 뭉툭한 팁의 도구로 심근을 천자하여 좌심실에 접근합니다. 관류 캐뉼라를 좌심실 내부에 삽입하고 캐뉼라 팁을 대동맥 방향으로 전상방으로 이동시킵니다. 대동맥 내에서 두 번째와 세 번째 손가락 사이에서 캐뉼라가 느껴지면, 캐뉼라를 고정 클램프로 고정합니다.

곡선 핀셋을 사용하여 오른쪽 심방을 절개하고 관류 캐뉼라를 통해 고정액을 주입하기 시작합니다. 대동맥에서 강한 박동이 느껴지며, 미니피그 혈관으로의 관류가 계속됨에 따라 절개된 오른쪽 심방을 통해 혈액이 쏟아져 나올 것입니다. 파라포름알데히드를 이용한 전신 관류 시, 신경과 근육의 알데히드 교차 결합으로 인해 사지의 과신전과 표층 근육의 경련이 유도되는 것을 확인하십시오.

압축 공기로 구동되는 관류 시스템을 사용할 때는, 공기가 혈관계로 유입되는 것을 방지하기 위해 캐니스트가 비기 전에 캐뉼라를 제거하거나 투명 실리콘 튜브를 클램프로 잠가야 합니다. 본 영상에서는 중력 대신 압축 공기로 구동되는 관류 시스템을 사용합니다. 압축 공기를 이용하는 시스템의 장점은 과정 동안 가해지는 정수압이 일정하게 유지되어, 결과적으로 최적의 장기 관류를 제공한다는 점입니다.