ANESTHESIA IN SWINES AS A MODEL IN BIOMEDICAL AND BIOTECHNOLOGICAL STUDIES.pdf ВВЕДЕНИЕ сосудистой, пищеварительной, выделительной, эндокринной и нервной, включая мозг и органы Свиньи считаются лучшей биологической чувств; по организации метаболических процесмоделью человека. Возможность использова-сов, строению и пигментации кожных и волосяния свиней в качестве адекватного модельного ных покровов, пищевой всеядности и другим объекта в медико-биологических экспериментах факторам [2, 27]. предопределяется их чрезвычайным сходством Анализ мировой литературы свидетельствует с человеком по целому набору анатомо-фи-о широком и эффективном использовании лабозиологических характеристик и биологических раторных свиней в медико-биологических и свойств. Сходство отмечается по морфологиче-биотехнологических исследованиях, для решескому строению и функционированию внутрен-ния фундаментальных и прикладных задач клиних органов и систем, в частности сердечно-нической и экспериментальной медицины. Вопросы реконструктивной и пластической хирургии № 4 (59) декабрь’2016 38 Вачнадзе Д.И., Брешенков Д.Г., Дыдыкин С.С. Свиньи используются в качестве моделей для изучения существующих методов лечения и разработки новых: - патологий сердечно-сосудистой системы, в частности ишемической болезни сердца и инфаркта миокарда [10, 19, 21]; - аневризматического увеличения магистральных артерий [4]; - заболеваний печени и органов желудочнокишечного тракта (ЖКТ), в том числе гепатитовразличной этиологии [27]; - патологии мочеполовой системы и сексуальной дисфункции [6, 17, 18]. Свиньи также используются при исследованиях перспективного направления ксенотрансплантации «животное-человек» [29, 30]. Следует отметить, что первые опыты по пересадке органов и тканей (в том числе и кожи) трансгенных свиней обезьянам показали обнадеживающие результаты с развитием иммунологической толерантности трансплантатов [3]. Отдельного внимания заслуживает использование свиней в качестве моделей для экспериментов в реконструктивной и пластической хирургии. Основные направления деятельности в данной области следующие: - лечение ожоговых дефектов тканей, в том числе с помощью полимерных материалов [11,25, 26]; лечение гипертрофических послеожоговых рубцов [8]; - трансплантация лица или его части [7, 14,20, 22]; - реконструктивные технологии в лечении заболеваний суставов, применение стволовых клеток и синтетических материалов для пластики дефектов хрящевой ткани, связочного аппарата [5, 28, 31, 33]; - тканевые бесклеточные матрицы, для получения которых донорами часто являются свиньи, используются для профилактики пролежней и гангрен [32], закрытия дефектов половых органов [12], пластики передней брюшной стенкипри осложненных вентральных грыжах [15], мочевого пузыря [18] и мочеточников [6]. Практически все хирургические эксперименты требуют анестезиологического пособия. Несмотря на вышеописанное сходство свиньи и человека, анестезиологические подходы имеют большие отличия. Существует множество нюансов и тонкостей, которым не придается значение при проведении общей анестезии у человека, но которые принципиально важны для определенного вида животного [9]. Ощущается значительный недостаток научных данных о дозировках препаратов, фармакокинетике и фармакодинамике лекарственных средств у свиней, что, безусловно, затрудняет работу анестезиолога с этими животными. В отечественной литературе имеется крайне малое количество информации по данному вопросу [2]. Цель работы: описание собственного опыта и алгоритма проведения анестезиологического пособия у экспериментальных свиней. В своей работе мы руководствуемся правилами гуманного обращения с лабораторными животными в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации (2000); основными морально-этическими принципами проведения биомедицинских экспериментов на животных, сформулированными Международным советом медицинских научных обществ (CIOMS); Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных Этического кодекса (1985); Европейской Конвенцией о защите позвоночных животных, используемых в эксперименте и для других научных целей, включающей основные положения Этического кодекса СММНО; Директивой Совета ЕС «О сближении законов, постановлений и административных положений государств ЕС по вопросам защиты животных, используемых для экспериментов и других научных целей» [1]. В экспериментальной деятельности мы проводили операции на 15 свиньях породы Sus scrofa domesticus. Возраст животных - от 3 до 6 мес, масса тела - от 25 до 50 кг. Всего нами было выполнено 15 оперативных вмешательств (таблица). Наименование операции Количество оперированных животных Протезирование среднегрудного отдела пищевода нижней полой веной 2 Отработка торакотомии в условиях искусственного кровообращения с протезированием аорты биологическим протезом (в том числе с отработкой технологии кровяной кардиоплегии) 1 Протезирование митрального клапана 2 Протезирование брюшного отдела аорты синтетическим протезом 1 Аутотрансплантация почки 2 Симультантные торако-абдоминальные операции на органах ЖКТ и сердечно-сосудистой системы 2 Субтотальный дебранчинг дуги аорты без аппарата искусственного кровообращения 2 Лапароскопическая гастростомия 1 Васкуляризованная свободная кожная пластика аутотрансплантатом 2 № 4 (59) декабрь’2016 Вопросы реконструктивной и пластической хирургии Экспериментальная хирургия 39 ОБЩИЕ ПРАВИЛА СОДЕРЖАНИЯ ЖИВОТНЫХ Свиньи должны содержаться в бесстрессовых условиях. При должном подходе они очень легко социализируются. Помещение или вольер, где содержатся животные, должны иметь нескользкий пол, так как частые потери равновесия для них являются серьезным стрессовым фактором [23]. В качестве подстилки целесообразноиспользовать крупные древесные опилки, так как они обладают хорошими теплопроводными свойствами и впитывают экскременты животных. Температуру в помещении необходимо поддерживать на уровне 22-24 °С [16]. Следуетотметить, что непосредственно перед операцией подстилку из опилок лучше убрать, поскольку свиньи, будучи всеядными животными, могут съесть опилки, что приведет к осложнениям во время интубации трахеи и создаст технические сложности при проведении операции на полых органах ЖКТ. Подробно с общими правилами содержания свиней можно ознакомиться в Приказе Министерства сельского хозяйства Российской Федерации от 29.03.2016 № 114 «Об утверждении Ветеринарных правил содержания свиней в целях их воспроизводства, выращивания и реализации ». Содержать в одном вольере несколько животных настоятельно не рекомендуется, поскольку они устраивают поединки за доминирование. Категорически запрещается содержать прооперированных и не прооперированных животных в одном вольере, поскольку свиньи склонны к каннибализму. Свинью вводят в вольер за 3-4 дня до эксперимента для должной адаптации к новым условиям и снижения стрессовой нагрузки. Кормят свиней готовыми комбикормами, кашами из различных круп, вареными овощами с мясом и другими продуктами. Еду из вольера животных необходимо убрать за 8-12 ч до вмешательства, воду - за 2-3 ч. За сутки до операции животное осматривает анестезиолог. Свинья помещается в специальную конструкцию, представляющую собой тканевые носилки с четырьмя отверстиями для ног. Оказавшись в таком подвешенном положении, свинья успокаивается и не оказывает никакого сопротивления осмотру. Животное подключается к ЭКГ-монитору, регистрируется частота сердечных сокращений (ЧСС), снимается ЭКГв трех отведениях. Измеряется артериальное давление (АД), регистрируется сатурация кислорода крови с помощью датчика, помещенного на ухо животного. Проводится аускультация легких и сердца. Обязательным для дальнейшего расчета доз препаратов является взвешивание животного. СЕДАЦИЯ И АНЕСТЕЗИЯ Выбор протокола всегда зависит от проводимого эксперимента. Однако нами была выработана стандартная схема анестезиологического пособия, которая корректируется в зависимости от конкретного вмешательства. Седацию мы проводим прямо в вольере животного. По нашему стандартному протоколу мы применяем комбинацию препаратов золазепам/ тилетамин (золетил) в дозе 4 мг/кг массы тела животного и ксилазин в дозе 1 мг/кг. Отключение сознания наступает в течение 1-2 мин, несмотря на внутримышечное введение этих препаратов. Оптимальной техникой введения является первоначальная постановка в заднюю поверхность шеи животного подкожного катетера типа «Бабочка» c подключенной к нему линией для введения препаратов (рис. 1). Порезультатам исследований, подкожное и внутримышечное введение у свиней являются эквивалентными по скорости всасывания препарата в кровоток [27]. После того как животное успокоится, необходимо аккуратно ввести через установленный катетер препарат. Достоинством выбранной схемы является малый объем вводимого вещества и отсутствие выраженного местного раздражающего эффекта от введения. После наступления целевого уровня седации проверяется сознание, внешнее дыхание, пульс. Животное должно открывать глаза на болевой раздражитель, дыхание должно быть глубоким и ритмичным, ЧСС - 70-90 ударов в минуту. Настоятельно рекомендуется динамический контроль сатурации крови с помощью портативного пульсоксиметра. Рис. 1. Подкожное введение препарата (Swindle M., 2007) Вопросы реконструктивной и пластической хирургии № 4 (59) декабрь’2016 40 Вачнадзе Д.И., Брешенков Д.Г., Дыдыкин С.С. В вены, расположенные на наружной поверхности ушной раковины (рис. 2) животного, устанавливается кубитальный катетер размера 22G. Катетер после постановки обязательно подшивается двумя кожными швами за крылышки, при этом швы не должны быть сквозными и проходить через хрящевую ткань. После постановки внутривенного катетера становится возможным выполнение струйных внутривенных инъекций анестетиков для поддержания состояния медикаментозного сна. В качестве рутинного анестетика нами был выбран пропофол. Этот выбор объясняется относительной доступностью данного препарата и его возможностями для обеспечения адекватной глубины наркоза. Рис. 2. Локализация ушных вен (Swindle M., 2007). Сплошными линиями показаны артерии, штриховыми - вены С целью транспортировки животного из вольера для стрижки и мытья (рис. 3) мы вводим болюсно пропофол в дозе 0,6 мг/кг массы тела с обязательным динамическим контролем сатурации крови, используя портативный пульсоксиметр, прикрепляемый на ухо животного, а также аускультативный контроль дыхания. Сочетание золетила и пропофола является потенциально опасным с точки зрения угнетения дыхания [9], поэтому анестезиолог всегда должен быть готов к активным мерам по восстановлению нормального дыхания у животного. Рис. 3. Проведение стрижки и мытья животного В операционной свинья укладывается на стол в положение, удобное для последующего проведения интубации, и фиксируется за конечности. На данном этапе целесообразно проведение мониторинга ЧСС, АД, ЭКГ, сатурации, ректальной температуры. Внутривенно вводится атропин в дозе 0,05 мг/кг массы тела, анальгин 1000 мг, супрастин/тавегил 20 мг, а также антибиотики, выбранные в зависимости от проводимого вмешательства. Введение атропина обязательно у свиней по причине выраженного слюноотделения, которое может затруднять проведение общей анестезии и выполнение интубации (рис. 4). Рис. 4. Интубация животного и мониторинг жизненно важных функций Далее следует индукция анестезии. Для этого мы используем пропофол в дозе 2,0-3,0 мг/кг № 4 (59) декабрь’2016 Вопросы реконструктивной и пластической хирургии Экспериментальная хирургия 41 массы тела животного. Вводить препарат необходимо медленно, следя за АД. Хирургическая стадия анестезии наступает через 2-3 мин [9, 24]. Для проведения интубации мы не используем миорелаксанты, так как пропофола хватает для должного мышечного расслабления и угнетения кашлевых и глоточных рефлексов. Также мышечные релаксанты не вводятся из соображений безопасности, поскольку интубация свиней является сложной манипуляцией, и в случае безуспешности выполнения интубации вентиляция легких масочным способом невозможна без наличия специальной маски. При выполнении интубации наличие спонтанного дыхания у свиньи является своего рода страховкой для анестезиолога. Сложность интубации свиньи заключается в первую очередь в анатомическом строении лицевого скелета и верхних дыхательных путей. Свиньи имеют вытянутую морду, длинную шею. Строение входа в гортань у свиней сильно отличается от такового у человека (рис. 5). Рис. 5. Анатомия гортани свиньи и входа в нее. Красной стрелкой указан дивертикул пищевода Многие руководства рекомендуют проведение интубации в положении животного лежа на животе [13, 16]. Мы же выполняем интубацию вболее привычном положении свиньи на спине, используя для этого изогнутый клинок типа Macintosh размера №4-5, эндотрахеальную трубку, диаметр которой зависит от массы тела животного. До 25 кг - 6-7 мм, 25-50 кг - 7,5- 8,0 мм, более 50 кг - 8,5-9,5 мм и т.д. Перед постановкой трубки при проведении прямой ларингоскопии требуется орошение голосовой щели лидокаином, трубка должна быть смазана любрикантом Silkospray (Teleflex Medical GmbH, Германия). Рекомендуется использовать проводник при интубации, который позволит придать трубке прямую форму. При возникновении сложностей можно повернуть свинью на бок, что в сочетании с разгибанием шеи позволяет хорошо визуализировать голосовую щель. После интубации трахеи проверяется адекватность положения трубки аускультативным способом. При уверенности в равномерности вентиляции обоих легких вводятся миорелаксанты, и анестезия углубляется до хирургической стадии наркоза. В качестве миорелаксантов мы используем пипекуроний (ардуан): начальная доза - 0,05 мг/кг массы тела животного, поддерживающая - 0,02 мг/кг каждые 30-45 мин. Для обезболивания применяются нестероидные противовоспалительные средства (НПВС): кетонал, парацетамол; неопиоидные анальгетики (анальгин, нефопам); ветеринарный препарат медитин. Анестезия поддерживается согласно общему принципу многокомпонентности. Проводится инфузия пропофола с начальной скоростью 3 мг/(кг · ч), с возможностью увеличения по мере динамического контроля глубины анестезии. Потенцирование действия пропофола и анальгетиков проводится с помощью препарата «Дроперидол» в дозе 0,3 мг/кг массы тела каждые 45 мин [10]. Миорелаксанты и анальгетики также вводятся с определенной периодичностью. Для обезболивания и углубления анестезии мы также используем внутримышечное введение медитина в дозе 0,4 мл/10 кг массы тела каждые 80 мин. После интубации производится постановка центрального венозного доступа и артериального доступа для инвазивного измерения артериального давления. Катетер 14-16G устанавливается во внутреннюю яремную вену. Более надежным методом обеспечения центрального венозного доступа является венесекция. Вопервых, это обеспечивает стабильную фиксацию внутривенной линии в подкожных слоях, что принципиально важно в послеоперационном периоде, поскольку животное может самопроизвольно удалить катетер. Во-вторых, данный метод позволяет избежать кровотечения в случае удаления катетера, а также обеспечить уверенность в сохранности венозного доступа (рис. 6). Для осуществления венесекции необходимо выполнить продольный разрез длиной 4-5 см в средней трети линии, соединяющей угол нижней челюсти и яремную вырезку животного. Общая яремная вена располагается на глубине 2-3 см, диссекцию тканей необходимо выполнять тупым способом. После обнаружения вены, ее необходимо выделить из фасциального футляра и наложить три лигатуры-держалки с провизорными узлами - две проксимально, одну дистально. Вена поднимается на держалках для приостановки кровотока, сосудистыми ножницами выполняется минимальный для прохождения катетера разрез. Далее катетер проводится в вену, лигатуры завязываются, катетер фиксируется подкожно и на коже. Вопросы реконструктивной и пластической хирургии № 4 (59) декабрь’2016 42 Вачнадзе Д.И., Брешенков Д.Г., Дыдыкин С.С. Рис. 6. Выполнение венесекции и постановка во внутреннюю яремную вену венозного катетера 14G Постановка артериального катетера возможна в сонную, плечевую, лучевую, бедренную артерии путем артериосекции и артериопункции. В качестве катетера используется центральный венозный катетер (ЦВК) 14G, можно также использовать катетер для лучевой артерии 18G. После установки катетеров начинается мониторинг АД, центрального венозного давления. Периферический внутривенный катетер необходимо оставить, несмотря на наличие центрального. Проводится поддержание общей анестезии, симптоматическая терапия, инфузионная терапия по алгоритмам, зависящим от эксперимента. Следует отметить, что желательно периодически контролировать показатели pH и красной крови во время операции при наличии лабораторных анализаторов, а также показатели свертывания крови при проведении экспериментов, связанных с гепаринизацией. ПРОБУЖДЕНИЕ И БЛИЖАЙШИЙ ПОСЛЕОПЕРАЦИОННЫЙ ПЕРИОД При пробуждении происходит напряжение адаптационных систем, поэтому в этот период необходимо проверять жизненно важные функции и проводить симптоматическую коррекцию. Животное при пробуждении обязательно должно быть надежно фиксировано, собственно, как и во время всей операции. Раннее восстановление активности является правилом при современной анестезии. Однако не следует спешить с пробуждением, если предстоит выполнить диагностические манипуляции или перенесенное вмешательство было особенно травматичным. При сильных послеоперационных болях необходимо пролонгировать поверхностный сон и проводить обезболивание [23]. Адекватная анальгезия является залогом успеха быстрой реабилитации животного. Очень положительно продемонстрировала себя эпидуральная анестезия при операциях на ЖКТ с постоянной инфузией местных анестетиков через перфузор или при болюсных введениях. После решения о пробуждении животного необходимо обеспечить все условия для экстубации. По окончании действия миорелаксантов появляется спонтанное дыхание. Если животное активно «поддыхивает», рекомендуется провести тест спонтанной вентиляции. Свинью отключают от вентилятора и следят за показателями ЧД, сатурации и др. Показаниями к экстубации, по нашему мнению, являются: - ЧД менее 30 в минуту, активные движения головой и конечностями, сопротивление вязкам; - сатурация более 90% без кислородной поддержки; - полное восстановление всех рефлексов и сознания, отсутствие других показаний к пролонгированию вентиляции. Экстубация особенностей не имеет, лишь подчеркнем, что выполнение санации ротовой полости перед процедурой обязательно. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Несмотря на увеличение частоты использования свиней как модельного объекта в медикобиологических экспериментах в различных областях медицины, в литературе все еще имеется дефицит фундаментальных исследований, посвященных вопросам анестезии у этих животных. Подчеркнем ключевые моменты анестезиологического пособия. У свиней практически отсутствуют поверхностные вены, в связи с этим напомним, что внутримышечные анестетики являются альтернативой для быстрой индукции наркоза и обезболивания. Интубация трахеи № 4 (59) декабрь’2016 Вопросы реконструктивной и пластической хирургии Экспериментальная хирургия 43 у свиней затруднена из-за длины гортани и носоглотки. Анестезиолог должен иметь в арсенале как прямые, так и изогнутые клинки крупных размеров (№ 4-5), а также наборы для выполнения коникотомии, пункционной трахеостомии и ларингеальные маски. В качестве анестетика используется пропофол, потенцирование анальгетиков и основного анестетика производится введением дроперидола. Адекватное обезболивание достигается использованием ветеринарных препаратов (медитин) и НПВС. Постановку ЦВК можно осуществлять как пункционно, так и венесекцией (предпочтителен последнийвариант). Для надежного контроля АД рекомендуется постановка артериальной канюли. Приведенный нами алгоритм является общим для всех экспериментов. Несмотря на ряд нерешенных проблем с тактикой ведения анестезиологического пособия у свиней, существует необходимость широко внедрять использование этих животных для повышения квалификации будущих врачей, как хирургического профиля, так и других специальностей.

Скачать электронную версию публикации