采血:血管导管

导尿术不仅对血液取样有用;也可考虑用于重复给药或持续流动输液。导管可用于进入通常无法进入的深层血管(如肝门静脉)，对于浅层静脉也可考虑临时插管。技术的发展使得在植入导管的动物身上自动采血成为可能。

建议使用植入导尿管的研究方案的伦理审查应仔细权衡植入导尿管所需的外科手术的成本(例如潜在的疼痛、不适和痛苦)和长期并发症的风险，如感染，血栓形成(这取决于位置，可能导致中风)和对植入材料的反应。

成功的长期血管通路的主要挑战是:

• 预防血栓形成，血栓形成可导致导管和血管阻塞(闭塞)。
• 使用合适的导管材料，设计和施工。
• 预防导管相关性感染。
• 限制动物与导管的相互作用(仅适用于外化导管;当植入经皮按钮时，动物可以被分组安置)。

良好的计划，实验设计，无菌技术18luck新利体育官网登录和手术技术是确保血管导管动物的最佳研究结果的必要条件。

由于体外导管的出口部位构成导管感染的主要风险，开发了使用血管通路端口(VAPs)的完全植入系统，并用于大型动物物种，如狗、猪和非人灵长类动物;然而，它们不是理想的啮齿动物物种，因为需要通过皮肤访问端口。

VAPs由一个附着在导管上的可植入腔室组成(图1)。腔室有一个厚厚的聚合物隔层，能够承受反复穿刺，如果使用特别设计的(Huber)针，它具有自密封作用(图2)。

必须刺穿VAP上方的皮肤才能进入管腔。由于VAP的隔膜非常厚，它给针提供了稳定的支撑，并且可以离开针原位如果需要，可以放置数小时或数天，只要保护得当。拔针后，不需要特别护理。

皮扣是一种封闭系统，带有外化隔膜，皮下植入并与手术植入的导管相连(图3)。

使用皮肤纽扣带来的好处与改善的动物福利和科学成果一致:

• 在动物身上植入皮肤按钮术后可集体安置(使用保护帽)。
• 当在无菌条件下植入和无菌接触时，皮肤按钮可以提供几个月的通畅。
• 提高开放率可以减少研究所需的动物数量。
• 在可能的情况下，可以在多项研究中重复使用动物。

皮扣植入可能观察到的潜在问题概述如下:

• 血清肿手术后形成。良好的手术技术，在创建皮肤按钮口袋时尽量减少死亡空间，避免将皮肤按钮锚定在下面的肌肉/皮下组织，可以缓解这种情况。术后观察到血清瘤并不罕见，不应对研究动物的通畅性或可用性产生影响。
• 由于抓挠引起的皮肤纽扣周围的擦伤可能是术后疼痛的表现。确保使用适当的镇痛方案来降低疼痛的风险。动物的指甲可以在需要的时候在手术时修剪。
• 切口裂开。使用合适的缝线材料缝合皮肤，并确保纽扣口袋的大小合适。
• 皮肤切口或导管感染。确保在手术时和按下按钮时都遵守无菌技术。
• 无法抽血或冲洗经皮皮肤按钮。确保正压技术在使用按钮时使用，并在适当的维护间隔后冲洗和锁定导管。

循环血液有能力在受伤、异物或血流减慢或不规则(由于瘀血或湍流)的地方凝结(形成血栓)。

血栓可能出现在血管壁或导管表面，随着时间的推移，由于沉积的细胞因子，发生转化为纤维蛋白鞘。导管尖端周围的血管腔内的血栓会导致部分堵塞，允许物质的输注，同时阻止血液的排出。如果血栓广泛，则可能导致完全堵塞(闭塞)。血栓形成的另一个风险是血栓栓塞。要减低血栓形成的可能性，可采用以下方法:

• 选择低成本的材料thrombogenicity尽量减少导管表面血栓形成，如硅胶或聚氨酯。
• 采用非创伤性手术技术和适当灵活(“软”)的导管，低表面摩擦和圆形尖端，以减少血管创伤。血管创伤会导致血栓形成在植入物。
• 在显微外科技术方面受过适当训练的外科工作人员将对导管动物的长时间通畅产生直接影响。
• 将导管尖端置于流动的血流中，有助于防止因瘀血而形成血栓。有些类型的导管有一个尖端配置，作为一个阀门，防止血液进入和腔内血栓形成(如格罗松导管)。
• 使用带隔的经皮按钮将导管外化，形成一个封闭系统。这允许在接触导管时使用无菌技术，保持导管在皮下以防止蒸发和随后的凝块，并允许在按钮的外部部分受到保护时使用组外壳(见下文)。
• 良好的导管使用和管理也将使血栓形成的可能性降到最低。这包括通过仔细冲洗和锁定(见下文)尽量减少导管腔内的血液残留。
• 要知道动脉导管血栓形成的风险更大，因为高压有可能迫使血液进入导管腔。使用这种导管需要小心管理。

导管锁定与通路

无论何时经皮皮肤按钮和导管被接触，都必须采用无菌技术。严格遵守无菌技术将直接影响开放时间和动物福利。

连接到皮肤纽扣的导管不需要每周维护超过一次。导管维护应使用低浓度肝素/盐水冲洗液。所有进入导管的溶液都应该无菌和制药级。

在导管进入过程中，重要的是尽量缩短血液停留在腔内的时间。在采集血液样本后，应在血液开始凝结前立即彻底冲洗导管腔。在导管不被接触的时候，应该用适当的无菌高浓度肝素锁定溶液填充导管的死腔，以排除血液和防止凝块——这个过程被称为锁定。正压技术使用时应使血液在进入导管的过程中不会被拉进导管。

锁紧技术和方法在预防感染方面也很重要。使用了各种各样的刷新/锁定解决方案和技术，并对其进行了描述(也请参见下面的表1)。应选择冲洗/锁定溶液，以确保其组成尽量减少实验干扰(例如，如果正在研究凝血机制，而牛磺酸是一种抗菌化合物，则可能不希望使用肝素)。

表1。导管冲洗和锁定溶液

冲洗/锁解决方案	优势	缺点	笔记
0.9%的盐水	使导管的填充没有外源性化学物质。 便宜又容易从可靠的来源获得。 低流速0.9%盐水可用于输液研究。	不提供血栓预防。 没有抗菌活性。	持续低速率输液(在输液泵上设置保持静脉开放[KVO])是维持导管通畅的有效方法。
0.9%生理盐水和肝素(10-20 IU/ml)冲洗液	最广泛使用的材料，与肝素提供血栓预防。 可作为制药级配方	这种溶液没有抗菌作用。	建议的肝素浓度是经验-低浓度频繁冲洗，导管维护和小动物。
0.9%生理盐水与肝素(100-500 IU/ml)锁定溶液	最广泛使用的材料，与肝素提供血栓预防。 可作为制药级配方	这种溶液没有抗菌作用。 如果注入可能有害。	较不频繁的锁定和较大的动物较高的浓度。
40%葡萄糖(葡萄糖)	高渗透压防止细菌定植和繁殖。新利体育网页版 高渗透压有助于非特异性的血栓预防/破坏。 葡萄糖自然存在于血液中，并能迅速代谢。 作为一种廉价的药物配方	结晶是有风险的。 溶液的粘度有助于防止血液进入导管腔(但使锁定溶液稍微更难取出)。	添加肝素(100-500 IU/m)将提供对血栓的额外预防。
50%蔗糖(饱和)	至于40%的葡萄糖。 便宜且容易获得。	如果注入可能有害。	通常在实验室用高压灭菌法制备和灭菌(因此有污染/热原的风险)。
甘油	高粘度，高渗透压。	可能很难吸气。 如果注入可能有害。
聚乙烯吡咯烷酮(PVP)	高粘度，高渗透压。	可能很难吸气。 如果注入可能有害。
柠檬酸钠	一种便宜的抗血栓药，可用于肝素禁忌症。	热不稳定-因此不能用高压灭菌器灭菌。 没有抗菌作用。
柠檬酸牛磺酸溶液6.7%	牛磺酸是一种有效、方便的抗生素。 柠檬酸盐具有特定的抗血栓作用。	贵了。	商业供应，用于临床前研究的导管锁定。

最佳血管导管设计和构造所需的生物、化学和物理特性详细列于下表。有很多考虑因素，例如:

• 血管导管与血液和血管内皮以及其他身体组织如皮肤和结缔组织接触。血管内管材料可以迅速被生物膜覆盖，这种生物膜来自动物的循环血液。生物膜作为血栓形成和微生物定植的基质。导管材料的性质和任何表面涂层的应用影响形成的生物膜的质量和数量。
• 导管应与实验中所使用的化合物或溶剂相容，且在抽血过程中不得与感兴趣的物质结合。透气性也要考虑在内。
• 导管的强度、材料和耐久性也是重要的性能。

因此，建议使用商业购买的导管，并向供应商寻求关于哪种类型的导管更适合您的特定研究需求的建议。

血管导管材料的理想性能:

生物

• 无刺激性-引起最小的炎症反应
• 非致癌性-低致瘤倾向
• 非血栓性-低倾向导致血液凝结
• 无毒
• 抗微生物粘附
• 抗生物膜沉积

物理

• 高的抗拉强度
• 抗压迫-维持腔腔通畅
• 最佳的灵活性
• 低摩擦系数
• 尺寸稳定性
• 能适应物理灭菌方法(如加热、蒸汽、辐照)
• 易于制作(例如热成型或焊接)

• 不透水(水、气体、溶剂)
• 射线不透明度-能够用x射线成像导管

化学

• 缺乏可浸出的添加剂(例如催化剂和增塑剂)
• 稳定在存储
• 化学杀菌稳定
• 植入后稳定(不可生物降解)
• 允许在生产中使用粘合剂(连接不同材料的可能性)
• 接受表面涂层(如水凝胶，抗血栓，抗菌)
• 与化合物和溶剂的相容性(无吸收和化学反应)
• MRI(磁共振成像)兼容

考虑到最佳血管导管设计所需的许多生物、化学和物理特性，只有少数自然产生的和合成的材料被证明适合建造血管导管也许并不令人惊讶。在实践中，没有一种材料可以用于所有的应用，因此需要根据预期的应用评估选择导管材料。例如:

• 柔性导管可以减少可导致血栓形成的内皮损伤，但其插入难度较大。外科医生的训练和经验是优化导管植入和确保成功结果的关键因素。
• 表面涂层可以改变导管的性能，如血栓形成性、摩擦系数或抗菌性能，但在实验手术中必须记住，应用于植入物的涂层可能具有生物活性，并能够影响数据。可能需要进行初步研究，以产生描述由这些材料引起的变化的数据，并应在实验中考虑适当的对照。
• 导管尖端的物理形状在减少内皮损伤方面起着重要作用。许多市销导管有一个圆形的尖端(图4)，这被认为比方形切割管或斜角端管创伤小，尽管后者是最容易插入。

导管相关感染是影响血管导管研究的主要危险因素。

文献综述只提供了少量的出版物，报道了实验室动物中与植入物相关的感染以及如何预防或管理它们。然而，有大量关于人血管导管相关感染的出版物，也有许多关于植入物感染的动物模型的报道，表明动物对手术和植入物感染没有抵抗力。作为在活的有机体内实验变得更加复杂，带血管导管的动物被保存的时间更长与过去相比(即几周和几个月而不是几小时或几天)，感染的证据可能会增加。

微生物感染可以通过皮肤/导管界面的导管管腔从外部产生，也可以通过从远处的血源性传播在内部产生。所有手术植入的异物都可能引起感染。应采取的减少感染的步骤包括:

• 使用严格的无菌技术以减少感染的风险。
• 预防性抗生素可能有助于降低感染风险，但不应用于掩盖无菌技术的不足;建议在使用抗生素前先征求兽医的意见。
• 即使植入是在严格的无菌条件下进行的，来自动物皮肤或来自远处部位(如伤口)的血液的导管感染也是可能的。接受任何实验手术的所有动物都应进行术前健康检查，以确定可能的感染风险，并将不健康的动物排除在手术之外。

穿过皮肤的出口位置是一个特殊的挑战，因为血管内部分所需的导管导管的光滑、非粘附表面将在穿过皮肤的地方产生一个潜在的开口。

这可以通过植入皮肤按钮来避免;由于导管不是外化的，而是连接到一个封闭系统，在无菌条件下皮下植入(外化隔膜)。在接触皮肤按钮时应小心操作，以尽量减少对导管和系统的污染风险。

• 导管锁定已经被提到与防止血栓形成．正压锁定技术使用制药级无菌冲洗和锁定溶液在减少感染方面也至关重要。
• 无论选择何种无菌溶液用于冲洗和锁定导管，必须始终遵循严格的无菌技术。
• 在导管锁定溶液中添加抗菌药物是可能的，但必须考虑这些物质对实验结果的潜在影响。在导管锁定液中使用保留的临床使用抗生素是不合适的，因为这可能会引起具有抗生素耐药性的细菌群体。

有许多因素和细节需要解决，以确保一个满意的结果血管导管植入。也有必要考虑具体实验的细节。植入物的确切性质及其解剖位置将受所使用的物种和研究目的的影响;例如，想要的采血路线和方案，输液的位置，血压测量。

这是必要的初步在体外进行测试以确定化合物和溶剂与导管兼容，包括任何连接管、输液泵和储液器。

输液研究中可能遇到的特殊问题包括:

• 通过管材和其他材料吸收化合物。
• 化合物的结晶。
• 化合物以低流速从溶液中析出，在窄口径导管和导管中。

血管系统内异物的存在和暴露于导管的任何洗脱涂层以及锁定溶液中使用的化合物都可能导致可能混淆实验数据的生物或病理变化(例如，在输液毒理学研究中可能出现微血栓并沉积在肺中)。获得良好的背景数据和精心设计的对照组将有助于数据解释。

动态注入

• 动物可以自由移动，不需要用绳子连接导管。这通常只适用于体型较大的动物，它们可以穿上外套，携带输液泵和复合储液器。完全植入泵有时可以用于啮齿类动物，但有尺寸限制。

防止损伤的

• 手术过程中对组织的损伤很小。

Bicompatibility

• 植入后无菌植入物被动物组织良好接受。

生物膜

• 一种从动物自身组织液和细胞中提取的植入材料上形成的涂层。

导管

• 为医疗或实验程序而插入体腔或器官的软管。

裂开

• 裂开的沿着自然的或缝合的线裂开或裂开的

内皮

• 血管内膜血管内壁的细胞层

摩擦系数

• 表面摩擦影响导管插入血管的难易程度以及对血管内膜的损伤。

造血的传播

• 通过血液传播的微生物感染。

形成血栓的

• 引起或促进血液凝结(血栓形成)的特性。

血栓形成

• 凝血:通常流动的血液凝结的过程

流明

• 导管内的空腔，通过它血液被抽出或注入化合物

隔

• 厚聚合物隔膜允许密封血管通路。

经皮的按钮

• 一种可植入的封闭系统，其特点是简单而干净地连接到外科植入的导管;一个注射器可以连接到皮肤按钮，直接采集血液，或一个绳可以利用连续访问。当植入经皮皮肤按钮时，动物可以集体居住。

血管接入端口

• 用一种特殊的(Huber)针通过自密封的间隔穿刺间歇进入导管的可植入腔。

静脉穿刺

• 皮下注射:通过皮肤将皮下针插入静脉以提取血液样本或注射化合物