采血:血管导管

导管术不仅对血液采样有用;也可考虑反复给药或持续的门诊输液。导管可用于进入通常无法触及的深层血管(如肝门静脉)，对于浅表静脉也可考虑临时插管。技术的发展已经使植入导管的动物的自动采血成为可能。

建议使用植入导管的研究方案的伦理审查应该仔细权衡植入导管所需的外科手术的成本(如潜在的疼痛、不适和痛苦)和长期并发症(如感染)的风险，血栓形成(根据部位的不同会导致中风)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堵塞(闭塞)。
• 采用适当的导管材料，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(仅适用于外部性导管;当植入经皮按钮时，动物可以被集体安置)。

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获得最佳研究结果的关键。

由于外化导管的出口是导管感染的主要风险，因此开发了使用血管通路端口(VAPs)的全植入系统，并用于大型动物物种，如狗、猪和非人灵长类动物;然而，由于需要通过皮肤进入港口，它们不是啮齿类动物的理想选择。

VAPs包括一个附着在导管上的可植入腔室(图1)。腔室有一个厚厚的聚合物隔隔，能够承受反复的穿刺，如果使用特殊设计的(Huber)针，它有一个自密封作用(图2)。

要进入腔内，必须刺穿VAP上的皮肤。由于VAP的隔膜很厚，它给针头提供了稳定的支撑，并且有可能离开针头原位如果有适当的保护，可以持续数小时或数天。拔针后，不需要特别护理。

皮肤按钮是一个封闭的系统，带有外露的隔膜，皮下植入并连接到手术植入的导管(图3)。

利用皮肤按钮提供了与改善动物福利和科学成果一致的好处:

• 动物植入皮肤按钮术后可集体安置(使用防护帽)。
• 当在无菌条件下植入和无菌访问，皮肤按钮可以提供几个月的开放。
• 提高通畅率可以减少研究所需的动物数量。
• 在可能的情况下，动物可以在多项研究中重复使用。

皮肤按钮植入可能出现的问题概述如下:

• 血清肿手术后形成。良好的手术技术，在创建皮肤扣袋时尽量减少死区，以及避免将皮肤扣固定在下层肌肉/皮下组织可以缓解这一问题。术后观察血清瘤并不少见，不应对研究动物的通畅性或可用性产生影响。
• 由于抓挠导致皮肤按钮周围的皮肤擦伤可能表明手术后疼痛。确保使用适当的镇痛方案来减轻疼痛的风险。动物的指甲可以在需要的时候进行手术修剪。
• 切口裂开。使用合适的缝合材料缝合皮肤，确保纽扣口袋大小合适。
• 皮肤切口或导管感染。确保在手术的时候以及任何时候按下按钮都遵守了无菌技术。
• 无法抽血或冲洗经皮皮肤按钮。确保正压技术在访问按钮时使用，并在适当的维护间隔后冲洗导管并锁定。

循环的血液有能力在受伤、异物或血流缓慢或不规则(由于瘀阻或湍流)的部位凝结(形成血栓)。

血栓可能出现在血管壁或导管表面，随着细胞因子的沉积，血栓会转化为纤维蛋白鞘。导管尖端周围的血管腔内的血栓可引起部分堵塞，允许物质的输注，同时阻止血液的撤出。如果血栓广泛，可能会引起完全堵塞(闭塞)。血栓形成的另一个风险是血栓栓塞。减少血栓形成的可能性可以通过以下方法实现:

• 选择低密度的材料thrombogenicity尽量减少导管表面血栓的形成，如硅胶或聚氨酯。
• 使用非创伤性手术技术和适当灵活(“软”)的导管，表面摩擦小，尖端圆形，以尽量减少血管损伤。血管创伤会导致血栓形成在植入物。
• 在显微外科技术方面接受过适当培训的外科工作人员将对延长导管动物的开放时间产生直接影响。
• 将导管尖端放置在流动的血液中有助于防止因停滞而形成血栓。一些类型的导管有一个尖端配置，作为一个瓣膜，防止血液进入和腔内血栓形成(例如格罗松导管)。
• 使用带隔膜的经皮按钮使导管外露，形成一个封闭的系统。这允许使用无菌技术访问导管，使导管保持在皮下，以防止蒸发和随后的凝血，并允许在按钮的外部部分受到保护时使用集体外壳(见下文)。
• 良好的导管使用和管理也将减少血栓形成的可能性。这包括通过仔细冲洗和锁定(见下文)来尽量减少导管腔内的血液残留。
• 要注意，动脉导管血栓形成的风险更大，因为更高的压力有可能迫使血液进入导管腔。使用这种导管需要小心管理。

导管锁定及通路

无论何时进入经皮皮肤按钮和导管，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。

连接到皮肤按钮的导管不需要每周维护一次以上。低浓度肝素/生理盐水冲洗液应用于导管维护。所有使用导管的解决方案都应该是无菌医药级。

在导管存取过程中，重要的是尽量缩短血液在腔内停留的时间。血样采集后，导管腔应立即彻底冲洗，以免血液开始凝结。在导管未被访问的时间内，应用合适的无菌高浓度肝素锁定溶液填充导管的死区，以排除血液，防止凝血——这个过程称为锁定。正压技术应使用，以便血液在进入导管的过程中不会被拉进导管。

锁定技术和解决方法在预防感染方面也很重要。广泛的冲洗/锁定解决方案和技术被使用和描述(也见下面的表1)。冲洗/锁定溶液的选择应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和牛磺酸是一种抗菌化合物，肝素可能是不受欢迎的)。

表1。导管冲洗和锁定解决方案

冲洗/锁解决方案	优势	缺点	笔记
0.9%的盐水	可以在没有外源性化学物质的情况下填充导管。 从可靠的来源廉价且容易获得。 低流速0.9%生理盐水可用于输液研究。	不能预防血栓形成。 没有抗菌活性。	持续低速率输液(输液泵保持静脉开放[KVO]设置)可有效维持导管通畅。
0.9%肝素生理盐水(10- 20iu /ml)冲洗液	使用最广泛的材料，肝素提供血栓预防。 可作为药品级配方	这种溶液没有抗菌作用。	建议肝素浓度是经验-低浓度频繁冲洗，导管维护和较小的动物。
0.9%肝素生理盐水(100-500 IU/ml)锁定液	使用最广泛的材料，肝素提供血栓预防。 可作为药品级配方	这种溶液没有抗菌作用。 注入可能有害。	更少的频繁锁和较大的动物更集中。
40%葡萄糖(葡萄糖)	高渗透压阻止细菌定植和繁殖。新利体育网页版 高渗透压非特异性地有助于血栓的预防/破坏。 葡萄糖在血液中自然产生，并迅速代谢。 作为一种廉价的药物配方	结晶化是一种风险。 溶液的粘度有助于防止血液进入导管腔(但使锁液稍微更难取出)。	添加肝素(100-500 IU/m)将提供额外的血栓预防。
50%蔗糖(饱和)	至于40%的葡萄糖。 廉价且容易获得的	注入可能有害。	通常在实验室通过高压灭菌准备和消毒(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。 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。 注入可能有害。
柠檬酸钠	一种廉价的抗血栓药，可用于肝素禁忌的地方。	不耐热-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%	taurrolidine是一种有效且方便的抗生素。 柠檬酸盐提供特定的抗血栓作用。	贵了。	商业化供应用于临床前研究中的导管锁定。

最优血管导管设计和建造所需要的生物、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，以及皮肤和结缔组织等其他身体组织接触。血管内的管道材料可以迅速成为生物膜涂层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。导管材料和任何表面涂层的性质影响形成生物膜的质量和数量。
• 导管应与实验中使用的化合物或溶剂兼容，并且在采血过程中不得与感兴趣的物质结合。还应考虑空气的渗透性。
• 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，并向供应商咨询哪种导管更适合您的具体研究需求。

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-低导致肿瘤的倾向
• 非血栓形成-低倾向引起血液凝结
• 无毒
• 抗微生物粘附
• 抗生物膜沉积

物理

• 高的抗拉强度
• 抗压缩-保持腔的开放
• 最佳的灵活性
• 低摩擦系数
• 尺寸稳定性
• 耐受物理消毒方法(如加热，蒸汽，辐照)
• 易于制造(如热成型或焊接)

• 不透水(水、气体、溶剂)
• 放射不透明-用x光成像导管的能力

化学

• 缺乏可浸出的添加剂(如催化剂和增塑剂)
• 稳定在存储
• 稳定的化学灭菌
• 植入稳定(不可生物降解)
• 允许粘合剂制造(粘合不同材料的可能性)
• 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)
• 兼容MRI(磁共振成像)

考虑到优化血管导管设计所需的许多生物、化学和物理特性，只有少数天然合成材料被证明适合构建血管导管也就不足为奇了。在实践中，没有一种材料可以用于所有的应用，因此导管材料需要根据预期应用的评估来选择。例如:

• 柔性导管可以减少内皮损伤，从而减少血栓形成，但插入难度较大。外科医生的培训和经验是优化导管植入和确保成功结果的重要因素。
• 表面涂层会改变导管的特性，如血栓形成性、摩擦系数或抗菌特性，但在手术实验中必须记住，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，以产生表征这些材料引起的变化的数据，并应考虑在实验中给予适当的控制。
• 导管尖端的物理形状可以在减少内皮损伤方面发挥重要作用。许多商用导管的尖端都是圆形的(图4)，这被认为比方切口导管或斜角端导管创伤小，尽管后者最容易插入。

导管相关感染是影响导管研究的主要危险因素。

文献综述只提供了少量报告在实验室动物中植入相关感染以及如何预防或管理它们的出版物。然而，有大量关于人类血管导管相关感染的出版物，也有许多关于植入物感染动物模型的报道，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(即数周和数月，而不是数小时或数天)，感染的证据可能会增加。

微生物感染可以来自外部，通过皮肤/导管界面的导管腔，也可以来自内部，通过远处的血液病传播。所有手术植入的异物都可能导致感染。为减少感染应采取的步骤包括:

• 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应征询兽医的意见。
• 即使植入是在严格的无菌条件下进行的，动物皮肤或血液从远处(如伤口)传播的导管感染也是可能的。所有接受任何实验手术的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。

穿过皮肤的出口部位是一个特殊的挑战，因为血管内部分所需要的导管表面光滑、无粘连，会在导管穿过皮肤的地方形成一个潜在的开口。

这可以通过植入皮肤按钮来避免;由于导管没有外露，而是连接到一个封闭的系统，该系统在无菌条件下皮下植入(外露隔膜)。接触皮肤按钮时应小心谨慎，尽量减少导管和系统受到污染的风险。

• 导管锁定已经被提及与防止血栓形成．正压锁紧技术使用医用级无菌冲洗和锁水也对减少感染至关重要。
• 无论选择何种无菌溶液冲洗和锁定导管，都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。临床上不宜在导管锁定溶液中使用抗生素，因为这可能会导致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的血管导管植入。还需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到使用的物种和研究目的的影响;例如，所需的采血路线和方案、输液位置和血压测量。

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(包括任何连接管、输液泵和导管)相容。

输液研究可能会遇到的特殊问题包括:

• 化合物被管材和其他材料吸收。
• 化合物的结晶。
• 化合物在窄口径导管和油管中以低流速析出溶液。

血管系统中存在的外来物质，暴露于导管的任何洗脱涂层，加上锁定溶液中使用的化合物，都可能导致生物或病理变化，可能会混淆实验数据(例如，在输液毒理学研究过程中，可能会产生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的解释。

动态注入

• 动物可以自由活动而不需要系绳与导管连接。这通常只有在体型较大的动物身上才有可能，它们可以配备夹克来携带输液泵和复合储液器。完全植入的泵有时可以用于啮齿类动物，但有大小限制。

防止损伤的

• 在此过程中会造成最小的组织损伤。

Bicompatibility

• 无菌植入物植入后动物组织验收良好。

生物膜

• 从动物自身的组织液和细胞中提取的植入材料制成的一种涂层。

导管

• 软管:为医学或实验程序而插入体腔或器官的软管

裂开

• 沿着自然的或缝合的线破裂或裂开。

内皮

• 血管内膜血管内壁的一层细胞

摩擦系数

• 表面摩擦影响导管插入血管的容易程度以及对血管内壁(内皮)的任何损伤。

造血的传播

• 通过血液传播微生物感染。

形成血栓的

• 凝血的引起或促进血液凝结的特性(血栓)

血栓形成

• 凝血:血液凝固的过程，在这个过程中血液通常是流动的

流明

• 腔:导管内的腔，通过它抽取血液或注入化合物

隔

• 厚聚合物隔膜，可密封血管通路。

经皮的按钮

• 一种可植入的封闭系统，其技术特点是简单而干净地连接到外科植入的导管;可以将注射器连接到皮肤按钮上直接采血，也可以使用系绳进行连续采血。当植入经皮皮肤按钮时，动物可以被集体安置。

血管接入端口

• 一种可植入的腔室，通过一种特殊的(Huber)针通过自我封闭的隔膜进行穿刺，以间歇进入导管。

静脉穿刺

• 注射用皮下注射器通过皮肤插入静脉以提取血液样本或注射药物