Методы для внутривенного введения самостоятельной в мышиной модели
8 декабря 2012 г.
Внутривенное самоуправления (IVSA) парадигмы считается золотым стандартом при рассмотрении подкрепляющих свойств наркотики у грызунов. Эта рукопись описывает экспериментальные процедуры и хирургические методы, необходимые для получения достоверных данных IVSA. В частности, тщательно имплантации катетера и обслуживание будут выделены.
Здравствуйте, меня зовут Элизабет Котик, я представляю лабораторию доктора Кэтрин Гилл из отделения аддиктологии Медицинского центра Университета Макгилла. Сегодня я продемонстрирую вам, как провести операцию по катетеризации, необходимую для проведения исследований по внутривенному самовведению препаратов. Я покажу вам, как устанавливать катетер, а также поделюсь советами по поддержанию его проходимости.
Во время сеансов внутривенного самовведения никотина животные подключаются к системе Tai с помощью пластиковых трубок, а инфузии никотина осуществляются с помощью подключенных инфузионных насосов. Оперантные камеры были приобретены у компании Med Associates. Каждая камера оснащена двумя ультрачувствительными рычагами для мышей.
Перед началом операции по введению катетера в вену необходимо подготовить несколько элементов. Для того чтобы трубка могла скользить по игле в вену, следует использовать иглу калибра 20 G. Сбрейте около двух сантиметров верхней части стержня иглы, создав канал, который будет служить направляющей для введения трубки катетера в вену.
Далее подготовьте шприцы для промывания и проверки катетера. Трубка длиной 12 сантиметров одним концом прикреплена к игле шприца калибра 26G, а другой конец натянута на иглу калибра 23G. Чтобы облегчить закрепление трубки на канюле катетера, вам понадобятся два таких шприца: один заполнен раствором гепаринизированного T carcin, другой — физиологическим раствором.
Наконец, подготовьте колпачок для канюли катетера. Канюлю катетера необходимо закрыть колпачком, чтобы предотвратить попадание загрязнений. Эти колпачки изготавливают, натягивая пластиковую трубку на иглы калибра 23G.
Трубку разрезают на расстоянии одного сантиметра от кончика иглы, а открытый конец расплавляют для герметизации. Через иглу проталкивают физиологический раствор, чтобы убедиться в отсутствии утечек в колпачках. Катетеры для мышей были приобретены у компании Cam Cs в Великобритании. Отрежьте излишки трубки от катетера так, чтобы от края баллона катетера оставалось 1,2 сантиметра.
Затем подсоедините шприц с физиологическим раствором к внешней металлической канюле катетера и промойте систему для проверки на наличие утечек. Мышей анестезируют смесью газообразного изофлурана с кислородом и поддерживают в состоянии наркоза на протяжении всей операции. С помощью дыхательной трубки уровни кислорода и изофлурана устанавливают в зависимости от массы тела животного и при необходимости корректируют в ходе операции; убедитесь, что животное надлежащим образом анестезировано, зажав задние конечности пинцетом, и на протяжении всей операции следите за состоянием мыши на предмет возникновения респираторного дистресса и глубины анестезии.
Поскольку операция длится от 20 до 30 минут, нанесите глазной лубрикант в оба глаза. Перед операцией мышь выбривают. Подготовьте место для основания катетера на спине животного.
Осторожно приподнимите кожу на спине животного и сделайте небольшой продольный разрез в области середины лопаток длиной около двух сантиметров. Разрез должен начинаться посередине спины и extending до области чуть ниже шеи. Раздвиньте соединительную ткань, чтобы освободить место для основания катетера, и обработайте разрез физиологическим раствором.
Аккуратно стяните кожу по обе стороны от разреза и переверните животное. Правая тегулярная вена располагается поверхностно под кожей шеи; её можно обнажить, сделав неглубокий разрез. Сделайте диагональный разрез длиной примерно один-два сантиметра, extending от области правой ключицы вверх в сторону нижней челюсти животного.
Трубку от основания катетера необходимо вывести через вентральный разрез на шее, чтобы обеспечить доступ для ее введения в вену. Проведите пинцетом под кожей плеч и просеките соединительную ткань. Чтобы достичь заднего разреза, протяните трубку через кожу к вентральному отверстию вокруг шеи животного.
Зажмите конец трубки артериальными зажимами и оставьте её зажатой с правой стороны животного. Нанесите физиологический раствор на разрез, изолируйте правую яремную вену. Очень осторожно удалите соединительную и жировую ткани, которые могут закрывать обзор, и найдите вену.
Осторожно приподнимите вену в верхней части и с помощью изогнутого пинцета отделите жировую и соединительную ткани вокруг и под веной. Поместите изогнутый пинец под вену и раскройте его свободной рукой. Проведите стерильный пластиковый стержень под веной.
После поднятия вены удалите ровно столько жировой ткани, сколько необходимо для обеспечения четкого и беспрепятственного обзора вены. Периодически капайте физиологический раствор на обнаженную вену, чтобы она оставалась увлажненной. Подготовьте лигатуры вокруг вены, чтобы иметь возможность зафиксировать трубку катетера после ее введения в яремную вену.
Наложите швы под веной на обоих концах и завяжите по одному очень свободному открытому узлу с каждой стороны. Проденьте трубку катетера через верхний узел и перекиньте ее через нить шва, закрепив остальную часть на правом плече. Пропустите физиологический раствор через катетер, чтобы утяжелить трубку для ее введения в яремную вену.
Модифицированная игла калибра 20 G используется для прокола вены; чтобы снизить трение при введении, смочите как вену, так и иглу физиологическим раствором, осторожно потяните за пластиковую планку и введите иглу ближе к нижней части вены. Вводите ее ровно настолько, чтобы в вену вошло полсантиметра иглы. Просуньте катетер по игле непосредственно в вену.
Сопротивления быть не должно. Наличие сопротивления будет указывать на то, что игла находится в соединительной ткани. Чтобы убедиться, что вы находитесь внутри вены, попробуйте потянуть поршень шприца с катетером назад, чтобы проверить, удается ли аспирировать кровь.
После установки трубки извлеките иглу и прижмите баллон катетера к месту введения. Завяжите нижний узел и убедитесь, что трубка катетера плотно прилегает к перекладине, прежде чем завязать второй узел непосредственно над баллоном. Это зафиксирует катетер на месте.
Удалите зажим и завяжите второй узел на каждом конце. Перед наложением швов заправьте трубку катетера и нити шва под кожу. Используйте артериальный зажим, чтобы провести иглу через кожу и закрыть разрез.
Количество швов будет зависеть от размера разреза. Положите животное на живот. Расположите основание катетера на спине животного. Нанесите физраствор на разрез и просуньте основание катетера под кожу.
Убедитесь, что трубка имеет минимальное количество петель и расположена под основанием, чтобы свести к минимуму вероятность ее прокола. Наложите швы на кожу вокруг основания катетера. Количество стежков зависит от размера разреза.
Обычно достаточно трех или четырех стежков. Убедитесь, что из катетера по-прежнему можно аспирировать кровь. В завершение промойте катетер гепаринизированным раствором, чтобы предотвратить инфицирование и образование тромбов.
Ослабьте крепление трубки, подключенной к канюле катетера. Затем извлеките трубку с физиологическим раствором и быстро замените ее трубкой шприца, содержащего гепаринизированный раствор T Carin. Промойте катетер, введя от 0.03 до 0.05 ccs раствора.
Снова ослабьте крепление трубки, подключенной к канюле. Захватите колпачок катетера пинцетом и одним плавным движением отсоедините трубку от канюли, заменив ее колпачком катетера. Этот этап необходимо выполнить быстро, чтобы предотвратить обратный ток крови.
Накрутите белый колпачок катетера, убедившись, что он плотно закреплен и не прокалывает кончик канюли. Введите мыши подкожно анальгетик и антибиотик. Введите анальгетик кетопрофен с одной стороны в дозе 5 mg/kg и антибиотик амикацин с другой стороны в дозе 10 mg/kg.
После прекращения анестезии дайте мыши восстановиться в чистой клетке, обеспечив легкий доступ к корму и воде. Надежные данные о внутривенном самовведении могут быть получены с помощью методов, представленных в этом видео. Однако важно поддерживать проходимость катетера.
Это достигается путем тщательного размещения катетера в правом предсердии, ежедневного промывания катетера до и после сеансов операции, а также обеспечения постоянного перекрытия канюли катетера колпачком для предотвращения попадания загрязнений.
Обзор
В данной статье подробно описывается парадигма внутривенного самовведения (IVSA) — стандартный метод изучения подкрепляющего действия препаратов у грызунов. Особое внимание уделяется хирургическим методам и процедурам, необходимым для получения достоверных данных IVSA, в частности, имплантации и уходу за катетером.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейронауки
- Поведенческая фармакология
- Модели на грызунах
Теоретические основы
- IVSA — это широко используемый метод оценки укрепляющих свойств препаратов.
- Надежный сбор данных имеет решающее значение для понимания механизмов зависимости.
- Правильные хирургические методы необходимы для успешной имплантации катетера.
- Поддержание проходимости катетера крайне важно для обеспечения чистоты эксперимента.
Цель исследования
- Описать процедуры проведения операции по катетеризации у грызунов.
- Представить рекомендации по поддержанию функциональности катетера во время экспериментов.
- Повысить достоверность сбора данных IVSA.
Используемые методы
- Подготовка хирургических инструментов и материалов для установки катетера.
- Подробные этапы имплантации катетера в яремную вену.
- Мониторинг анестезии и хирургических условий во время процедуры.
- Методы обеспечения проходимости катетера и предотвращения обструкций.
Основные результаты
- Были продемонстрированы методы успешной имплантации катетера.
- Были изложены рекомендации по поддержанию проходимости катетера.
- Для обеспечения воспроизводимости были представлены подробные этапы хирургической операции.
- Особое внимание было уделено мониторингу благополучия животного во время процедуры.
Выводы
- Правильные хирургические методики имеют решающее значение для получения надежных результатов исследований IVSA.
- Поддержание функциональности катетера необходимо для обеспечения целостности данных.
- Данное исследование служит исчерпывающим руководством для исследователей в этой области.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Внутривенное самовведение (IVSA) на моделях мышей представляет собой важнейшую доклиническую платформу для оценки подкрепляющих свойств соединений, что позволяет проводить валидацию мишеней при разработке препаратов для лечения зависимостей и нейропсихиатрических заболеваний. Позволяя животным самостоятельно вводить исследуемые вещества, этот метод снижает систематическую ошибку экспериментатора и дает количественные данные о характере потребления препарата, что способствует механистическому снижению рисков и повышению прогностической достоверности при оценке мишеней на ранних этапах. Данный подход обеспечивает трансляционную преемственность от взаимодействия с мишенью до поведенческого отклика, что позволяет принимать решения о целесообразности дальнейшей разработки (go/no-go) при приоритизации портфеля терапевтических средств для ЦНС.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Научная ценность: позволяет проверять терапевтические гипотезы, измеряя добровольный прием препарата как функциональный показатель взаимодействия с мишенью в путях вознаграждения.
- Практическая ценность: способствует снижению биологических рисков путем прямой оценки подкрепляющего действия соединения, что позволяет на ранних этапах поиска определить ответственность мишени и потенциал злоупотребления.
- Прогностическая ценность: обеспечивает количественные измерения зависимых переменных (например, частоту инфузий, паттерны приема), что повышает точность прогнозов и помогает в приоритизации портфеля молекул, нацеленных на ЦНС.
Скрининг и разработка анализа
- Готовность анализа: Подготовка валидированных биологических систем для последующей оценки соединений путем обеспечения надежной доставки препаратов через катетер и достижения стабильного базового отклика.
- Воспроизводимость: Особое внимание уделяется стандартизированным методам хирургического вмешательства и протоколам ухода за катетерами для обеспечения согласованности количественных результатов в разных экспериментах и лабораториях.
- Полезность платформы: Обеспечение надежного скрининга соединений посредством точного измерения времени и количества потребляемого препарата, что способствует масштабируемости анализа и его повторному использованию при проведении подтверждающих тестов.
Трансляционные и доклинические исследования
- Клиническая значимость: Моделирует поведение человека при самостоятельном введении препарата, предоставляя релевантную заболеванию систему для изучения механизмов зависимости и оценки терапевтических вмешательств.
- Трансляционная непрерывность: Связывает этап поиска и доклинические исследования, предлагая согласованный поведенческий анализ, который может быть использован на этапах валидации мишени и оптимизации ведущих соединений.
- Продвижение с учетом рисков: Обосновывает доклинические решения о продолжении или прекращении разработки («go/no-go»), выявляя соединения с нежелательными профилями подкрепления, что снижает вероятность отсева на поздних стадиях из-за потенциала злоупотребления.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
IVSA интегрируется в непрерывный процесс разработки — от валидации мишени и идентификации ведущих соединений до доклинической оценки, служа функциональным тестом на потенциал вызывать зависимость, который дополняет фармакокинетический профиль in vitro и in vivo.
- Поисковая биология: способствует проверке гипотез и уточнению путей передачи сигналов, связывая молекулярные мишени с мотивированным поведением через результаты самовведения.
- Скрининг: обеспечивает готовность анализа и количественные показатели (например, скорость инфузии, точку перелома при прогрессивном соотношении), что позволяет надежно сравнивать исследуемые соединения с контрольными группами.
- Аналитика: предоставляет возможности статистического анализа для сравнения условий, таких как потребление во времени или паттерны реакций, что необходимо для оценки эффектов соединений и их вариабельности.
- Трансляционные исследования: обеспечивает преклиническую преемственность за счет поддержания стабильных показателей поведения, которые согласуются с клиническими конечными точками, связанными с употреблением наркотиков и рецидивами.
- Корпоративное повторное использование: функционирует как многократно используемая платформа для нескольких проектов и серий соединений, укрепляя стандартизацию и сопоставимость данных между исследованиями в области зависимостей.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышает достоверность прогнозов при валидации мишеней, уменьшая механистическую неопределенность за счет прямого поведенческого измерения подкрепления.
- Операционная ценность: Способствует стандартизации и воспроизводимости благодаря детальным процедурам проведения хирургических операций и обслуживания катетеров, что минимизирует техническую вариативность.
- Стратегическая ценность: Оптимизирует принятие решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) за счет раннего выявления потенциала злоупотребления, что повышает эффективность использования капитала и снижает биологические риски на поздних этапах программ по ЦНС.
- Влияние на портфель: Позволяет осуществлять приоритизацию с учетом рисков, выявляя соединения с высоким потенциалом подкрепления, что способствует принятию обоснованных решений о дальнейшем продвижении кандидатов.
Особенности реализации
- Требуется опыт в проведении хирургических операций на грызунах, методах катетеризации и мониторинге анестезии для обеспечения благополучия животных и успеха процедуры.
- Необходимы специализированные инструменты, включая инфузионные насосы, оперантные камеры с ультрачувствительными рычагами и стерильные хирургические инструменты для стабильной установки катетеров.
- Требуется межкомандная стандартизация протоколов промывания, закрытия и обслуживания катетеров для предотвращения окклюзии и обеспечения целостности данных во всех исследованиях.
- Предполагает учет особенностей адаптации для различных линий мышей, типов катетеров и лекарственных форм, с особым вниманием к венозному доступу и проходимости катетера с течением времени.
- Включает такие практические ограничения, как осложнения, связанные с катетером (например, инфекция, тромбоз), которые требуют тщательного мониторинга и могут повлиять на сбор лонгитюдных данных.
