Methoden voor intraveneuze toediening Zelf in een muismodel
8 december 2012
De intraveneuze zelftoediening (IVSA) paradigma wordt beschouwd als de gouden standaard bij de behandeling van de versterkende eigenschappen van drugs bij knaagdieren zijn. Dit manuscript beschrijft de experimentele procedures en chirurgische technieken die nodig zijn om betrouwbare IVSA gegevens te verkrijgen. Met name zorgvuldige catheter implantatie en onderhoud gemarkeerd.
Hallo, mijn naam is Elizabeth Kotick en ik kom uit het laboratorium van Dr. Katherine Gill bij de verslavingsunit van het McGill University Health Center. Vandaag ga ik u laten zien hoe u de katheterisatiechirurgie uitvoert die nodig is voor het conducting van studies naar intraveneuze zelftoediening. Ik zal u laten zien hoe u de katheter plaatst, samen met enkele tips voor het behouden van de doorgankelijkheid van de katheter.
Tijdens de sessies van intraveneuze zelftoediening van nicotine worden de dieren via plastic slangetjes aangesloten op Tai, waarbij nicotine-infusies worden toegediend door de gekoppelde infusiepompen. De operante boxen zijn aangeschaft bij Med Associates. Elke box is uitgerust met twee ultrasensitieve muishendels.
Er zijn enkele zaken die voorafgaand aan de operatie voorbereid moeten worden om de katheter in de ader in te brengen. Een naald van 20 gauge moet worden aangepast om de slang in de ader te kunnen schuiven. Schaaf ongeveer twee centimeter van het bovenste gedeelte van de naaldschacht af, waardoor een kanaal ontstaat dat wordt gebruikt om de katheterslang in de ader te geleiden.
Bereid vervolgens de spuiten voor om de katheter door te spoelen en te controleren. Aan één uiteinde van een slangetje van 12 centimeter is een naald van 26 gauge bevestigd, terwijl het andere uiteinde over een naald van 23 gauge is getrokken. Om het slangetje gemakkelijker aan de kathetercanule te kunnen bevestigen, heeft u twee spuiten nodig zoals deze: één gevuld met de geheparineerde T carcin-oplossing en de andere met fysiologische zoutoplossing.
Bereid tot slot het dopje voor de kathetercannule voor. De kathetercannule moet worden afgedekt om te voorkomen dat er vuil in komt. Deze dopjes worden gemaakt door plastic slangetjes over naalden van 23 gauge te trekken.
De slang wordt op één centimeter van de naaldpunt doorgeknipt en het open uiteinde wordt gesmolten om de slang af te dichten. Saline wordt door de naald gespoten om er zeker van te zijn dat de doppen lekdicht zijn. De muiscatheters zijn verkregen van Cam Cs in het Verenigd Koninkrijk. Knip het overtollige stuk slang van de catheter af, zodat er 1,2 centimeter overblijft vanaf het uiteinde van de catheterballon.
Bevestig vervolgens de spuit met fysiologische zoutoplossing aan de externe metalen canule van de katheter en spoel door om op lekken te controleren. Muizen worden geanestheseerd met isofluraangas gemengd met zuurstof en blijven gedurende de gehele operatie onder anesthesie. Met behulp van een beademingsbuis worden de zuurstof- en isofluraanniveaus ingesteld op basis van het lichaamsgewicht van het dier en indien nodig tijdens de operatie aangepast; controleer of het dier correct is geanestheseerd door met de pincet in de achterpoten te knijpen en monitor de muis gedurende de hele operatie op respiratoire distress en de diepte van de anesthesie.
Aangezien de operatie tussen de 20 en 30 minuten duurt, wordt er een ooglubricant in beide ogen aangebracht. De muis wordt vóór de operatie geschoren. Maak een plek vrij voor de basis van de katheter op de rug van het dier.
Trek de huid op de rug van het dier voorzichtig omhoog en maak een kleine longitudinale incisie in het midden van de scapula van ongeveer twee centimeter lang. Begin in het midden van de rug en breid dit uit tot net onder de nek. Scheid het bindweefsel met kracht om ruimte te maken voor de basis van de katheter en breng zoutoplossing aan op de incisie.
Trek de huid aan beide zijden van de incisie voorzichtig naar elkaar toe en draai het dier om. De rechter tegularvene bevindt zich oppervlakkig onder de huid van de nek en kan worden blootgelegd door een ondiepe incisie te maken. Maak een diagonale snede van ongeveer één tot twee centimeter lang, beginnend rond het rechter sleutelbeen en naar boven lopend in richting de kaak van het dier.
De slang vanuit de basis van de katheter moet via de ventrale incisie in de nek worden doorgevoerd, zodat deze toegankelijk is voor inbrengen in de vene. Leid de pincet onder de huid van de schouders en breek door het bindweefsel heen. Om de rugincisie te bereiken, trekt u de slang door de huid naar de ventrale opening rond de nek van het dier.
Klem het uiteinde van de slang af met arterieklemmen en laat deze geklemd aan de rechterzijde van het dier. Breng fysiologische zoutoplossing aan op de incisie en isoleer de rechter vena jugularis. Verwijder zeer voorzichtig eventueel bindweefsel en vetweefsel dat het zicht kan belemmeren en lokaliseer de vene.
Til de ader aan de bovenkant voorzichtig op en gebruik de gebogen pincet om vetweefsel en bindweefsel rondom en onder de ader te scheiden. Plaats de gebogen pincet onder de ader en open deze met uw vrije hand. Schuif een steriele kunststof staaf onder de ader.
Zodra de ader is blootgelegd, verwijdert u net genoeg vet om een duidelijk en ongehinderd zicht op de ader te verkrijgen. Druppel periodiek zoutoplossing op de blootgestelde ader om deze vochtig te houden. Bereid hechtnoden rond de ader voor om de kathetertubing te kunnen vastzetten zodra deze in de vena jugularis is geplaatst.
Zet hechtingen onder de ader bij beide uiteinden en maak aan elk uiteinde een enkele, zeer losse open knoop. Leid de katheterleiding door de bovenste knoop en lus deze over de hechtingsdraad naar de overige zijde over de rechter schouder. Spuit ownzoutoplossing door de katheter om de leiding te verzwaren voor het inbrengen van de katheterleiding in de vena jugularis.
De gemodificeerde 20 gauge naald wordt gebruikt om de ader door te prikken; bevochtig zowel de ader als de insertienaald met saline om de wrijving tijdens de insertie te verminderen, trek voorzichtig aan de plastic staaf en voer de naald in vlakbij het onderste gedeelte van de ader. Voeg net genoeg in zodat een halve centimeter van de naald is ingebracht. Schuif de cathetertubing over de naald en in de ader.
Er mag geen weerstand voelbaar zijn. Weerstand zou erop wijzen dat u zich in het bindweefsel bevindt. Om er zeker van te zijn dat u zich in de ader bevindt, probeert u terug te trekken aan de katheterspuit om te controleren of u bloed kunt aspireren.
Zodra de slang is geplaatst, verwijdert u de naald en duwt u het katheterballonnetje naar het insteekpunt. Knoop het onderste uiteinde vast en zorg ervoor dat de katheterslang strak tegen de stang aanligt voordat u de tweede knoop direct boven het ballonnetje legt. Hiermee wordt de katheter stevig op zijn plaats gefixeerd.
Verwijder de staaf en maak aan elk uiteinde een tweede knoop. Duw de katheterslang en de hechtdraden onder de huid voordat u hecht. Gebruik de arterieklem om de hechtnald door de huid te leiden en sluit de incisie.
Het aantal hechtingen zal variëren afhankelijk van de grootte van de incisie. Met het dier op zijn buik. Positioneer de basis van de katheter op de rug van het dier. Breng fysiologische zoutoplossing aan op de incisie en schuif de basis van de katheter onder de huid.
Zorg ervoor dat de slang minimaal is gelust en zich onder de basis bevindt om de kans op doorboring te minimaliseren. Hecht de huid rond de basis van de katheter. Het aantal hechtingen is afhankelijk van de grootte van de incisie.
Gewoonlijk zijn drie tot vier hechtingen voldoende. Controleer of er nog steeds bloed uit de katheter kan worden getrokken. Spoel tot slot de katheter door met de gehepariniseerde oplossing om infecties en de vorming van bloedstolsels te voorkomen.
Maak de slang los die aan de canule van de katheter is verbonden. Verwijder vervolgens de zoutoplossingsslang en vervang deze snel door de slang van de spuit met de geheparineerde T Carin-oplossing. Spoel de katheter door met 0,03 tot 0,05 ccs van de oplossing.
Maak opnieuw de slang los die aan de canule is verbonden. Pak de katheterdop vast met de pincet en verwijder in één vloeiende beweging de slang van de canule en vervang deze door de katheterdop. Deze stap moet snel worden uitgevoerd om te voorkomen dat er bloed naar boven komt.
Draai de witte katheterkap vast en zorg ervoor dat de kap stevig zit zonder de punt van de canule te doorprikken. Dien bij de muis subcutane injecties van een analgeticum en een antibioticum toe. Injecteer het analgeticum ketoprofen aan één zijde in een dosis van 5 mg/kg en het antibioticum amikacine aan de andere zijde in een dosis van 10 mg/kg.
Laat de muis na het beëindigen van de anesthesie herstellen in een schone kooi met gemakkelijke toegang tot voedsel en water. Betrouwbare gegevens over intraveneuze zelftoediening kunnen worden verkregen door de technieken te volgen die in deze video worden gepresenteerd. Het is echter belangrijk om de doorgankelijkheid van de katheter te behouden.
Dit wordt bereikt door zorgvuldige plaatsing van de katheter in het rechteratrium, dagelijks spoelen van de katheter voor en na de operatiesessies, en door ervoor te zorgen dat de kathetercanule constant is afgedekt om het binnendringen van vuil te voorkomen.
Overzicht
Dit artikel beschrijft het paradigma van intraveneuze zelftoediening (IVSA), een standaardmethode voor het bestuderen van drugversterking bij knaagdieren. Er wordt specifiek ingegaan op de chirurgische technieken en procedures die nodig zijn om betrouwbare IVSA-gegevens te verkrijgen, met een bijzondere focus op de implantatie en het onderhoud van de katheter.
Belangrijkste componenten van de studie
Wetenschappelijk gebied
- Neurowetenschappen
- Gedragsfarmacologie
- Knaagdiermodellen
Achtergrond
- IVSA is een veelgebruikte methode om de versterkende eigenschappen van geneesmiddelen te beoordelen.
- Betrouwbare gegevensverzameling is essentieel voor het begrijpen van verslavingsmechanismen.
- Correcte chirurgische technieken zijn noodzakelijk voor een succesvolle katheterimplantatie.
- Het behoud van de doorgankelijkheid van de katheter is cruciaal voor de experimentele integriteit.
Doel van de studie
- Om de procedures voor catheterisatiechirurgie bij knaagdieren te schetsen.
- Om tips te geven voor het behouden van de functionaliteit van de katheter tijdens experimenten.
- Om de betrouwbaarheid van de IVSA-gegevensverzameling te verbeteren.
Gebruikte methoden
- Voorbereiding van chirurgische instrumenten en materialen voor het inbrengen van de katheter.
- Gedetailleerde stappen voor de implantatie van de katheter in de vena jugularis.
- Monitoring van de anesthesie en chirurgische condities tijdens de procedure.
- Technieken om de doorgankelijkheid van de katheter te waarborgen en obstructies te voorkomen.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle technieken voor katheterimplantatie werden gedemonstreerd.
- Richtlijnen voor het behouden van de doorgankelijkheid van de katheter werden uiteengezet.
- Gedetailleerde chirurgische stappen werden gegeven om de reproduceerbaarheid te waarborgen.
- Nadruk op het monitoren van het dierenwelzijn tijdens de procedure.
Conclusies
- Correcte chirurgische technieken zijn essentieel voor betrouwbare IVSA-studies.
- Het behoud van de functionaliteit van de katheter is cruciaal voor de integriteit van de gegevens.
- Deze studie dient als een uitgebreide gids voor onderzoekers in dit vakgebied.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor directie
Intraveneuze zelftoediening (IVSA) in muismodellen biedt een cruciaal preklinisch platform voor het evalueren van de versterkende eigenschappen van verbindingen, wat doelwitvalidatie mogelijk maakt bij de ontdekking van geneesmiddelen voor verslaving en neuropsychiatrische aandoeningen. Door dieren in staat te stellen teststoffen zelf toe te dienen, vermindert deze methode de bias van de experimentator en levert ze kwantitatieve gegevens op over drugconsumptiepatronen, wat bijdraagt aan mechanische risicoreductie en voorspellend vertrouwen bij de beoordeling van doelwitten in een vroeg stadium. Deze benadering faciliteert translationele continuïteit van doelwitinteractie naar gedragsmatige output, wat beslissingen over het voortzetten of staken van projecten (go/no-go) ondersteunt bij de prioritering van portfolio's voor therapeutica voor het centraal zenuwstelsel.
Strategische Toepassingen in Biofarmaceutische R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het toetsen van therapeutische hypothesen mogelijk door de vrijwillige drugsinname te meten als een functionele readout van target-engagement in beloningspaden.
- Operationele waarde: Ondersteunt biologische risicoreductie door directe beoordeling van de versterking door de verbinding, waardoor target-liability en misbruikpotentieel in een vroeg stadium van de ontdekking worden verduidelijkt.
- Voorspellende waarde: Genereert kwantitatieve metingen van afhankelijke variabelen (bijv. infusieFrequentie, innamepatronen) die bijdragen aan het voorspellend vertrouwen en portfoliotriage voor moleculen die op het CZS zijn gericht.
Screening & Assayontwikkeling
- Klaarheid van de assay: Bereidt gevalideerde biologische systemen voor op verdere evaluatie van verbindingen door een betrouwbare toediening van geneesmiddelen via een katheter en een stabiele basisrespons vast te stellen.
- Reproduceerbaarheid: Benadrukt gestandaardiseerde chirurgische technieken en protocollen voor het onderhoud van katheters om consistente kwantitatieve resultaten over experimenten en laboratoria heen te waarborgen.
- Nut van het platform: Maakt betrouwbare screening van verbindingen mogelijk door nauwkeurige meting van het tijdstip en de hoeveelheid van het verbruik van het geneesmiddel, wat de schaalbaarheid van de assay en hergebruik bij versterkingstests ondersteunt.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Ziekterelatie: Modelleert het menselijke gedrag van zelftoediening van geneesmiddelen, wat een ziekterelateerd systeem biedt voor het bestuderen van verslavingsmechanismen en het evalueren van therapeutische interventies.
- Translationele Continuïteit: Slaat een brug tussen discovery- en preklinisch werk door een consistente gedragsassay te bieden die kan worden gebruikt tijdens de fasen van targetvalidatie en leadoptimalisatie.
- Risico-gecorrigeerde Vooruitgang: Informeert preklinische go/no-go-beslissingen door verbindingen met ongewenste bekrachtigingsprofielen te identificeren, waardoor uitval in een laat stadium door misbruikgevoeligheid wordt verminderd.
Integratie van pipeline en workflow
IVSA is geïntegreerd in het ontdekkingscontinuüm, van targetvalidatie via lead-identificatie tot preklinische beoordeling, en dient als functionele assay voor het risico op versterking die complementair is aan in vitro en in vivo farmacokinetische profilering.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetoetsing en het verduidelijken van pathways door moleculaire targets te koppelen aan gemotiveerd gedrag via resultaten van zelftoediening.
- Screening: Levert assay-gereedheid en kwantitatieve output (bijv. infusiesnelheid, breekpunt onder progressieve ratio) die een betrouwbare vergelijking van testverbindingen met controles mogelijk maken.
- Analytics: Biedt statistische analysemogelijkheden voor het vergelijken van condities, zoals inname over tijd of responspatronen, wat essentieel is voor het evalueren van effecten en variabiliteit van verbindingen.
- Translationeel onderzoek: Zorgt voor preklinische continuïteit door een consistente gedragsmatige readout te handhaven die overeenkomt met klinische eindpunten gerelateerd aan druggebruik en terugval.
- Enterprise Reuse: Fungeert als een herbruikbaar platform over meerdere projecten en verbindingenseries, wat standaardisatie en vergelijkbaarheid tussen studies in verslavingsonderzoek versterkt.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen bij targetvalidatie door mechanische ambiguïteit te verminderen via directe gedragsmatige meting van bekrachtiging.
- Operationele waarde: Bevordert standaardisatie en reproduceerbaarheid via gedetailleerde chirurgische procedures en procedures voor catheteronderhoud, waardoor technische variabiliteit wordt geminimaliseerd.
- Strategische waarde: Verbetert de go/no-go-besluitvorming door misbruikgevoeligheid in een vroeg stadium te identificeren, wat de kapitaalefficiëntie verhoogt en biologische risico's in een late fase binnen CNS-programma's vermindert.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering mogelijk door verbindingen met een hoog bekrachtigingspotentieel te markeren, wat geïnformeerde beslissingen over verdere ontwikkeling ondersteunt.
Overwegingen voor Implementatie
- Vereist expertise in knaagdierchirurgie, catheterisatietechnieken en anesthesiemonitoring om het dierenwelzijn en het succes van de procedure te waarborgen.
- Is afhankelijk van gespecialiseerde instrumentatie, waaronder infusiepompen, operante kamers met ultrasensitieve hendels en steriele chirurgische instrumenten voor een consistente plaatsing van de katheter.
- Nekt standaardisatie tussen teams van protocollen voor het doorspuiten, afdoppen en onderhouden van katheters om occlusie te voorkomen en de gegevensintegriteit over verschillende studies te waarborgen.
- Omvat overwegingen voor aanpassingen aan verschillende muizenstammen, kathetertypes en geneesmiddelformuleringen, met aandacht voor veneuze toegang en de doorgankelijkheid van de katheter in de loop van de tijd.
- Bevat praktische beperkingen zoals kathetergerelateerde complicaties (bijv. infectie, trombose) die waakzame monitoring vereisen en de longitudinale gegevensverzameling kunnen beïnvloeden.
