Cardiovascular and respiratory parameters in anesthetized rhesus monkeys (Macaca mulatta) undergoing neurosurgical procedures

Abstract

Background: Chemical restraint in non-human primates (NHPs) is routinely done in laboratory settings. This study evaluated the effects of sedation with ketamine and medetomidine on cardiovascular and respiratory parameters in 30 macaques undergoing neurosurgical procedures. Methods: Thirty adult macaques were sedated with ketamine (4.5 mg/kg) and medetomidine (50 μg/kg) before undergoing neurosurgical procedures. The macaques were divided into four groups: Isoflurane delivered in 100% oxygen (OI), Isoflurane delivered in a mixture of 1:1 oxygen and medical air (OMI), Use of thiopental to perform intubation (T), and No thiopental to perform intubation (NT). Cardiovascular parameters and respiratory parameters were monitored and evaluated at designated time points during the surgical procedure. Results: Our study revealed a significant delay in the reduction of MAP in the T group compared to the NT group with significant difference at T30 (p = 0.016), suggesting a potential influence of thiopental on macaque cardiovascular dynamics during neurosurgical procedures. Furthermore, the OI group exhibited a notable increase in respiratory rate (RR) and a simultaneous decrease in EtCO2 levels from baseline values from T180, indicating a significant impact of oxygen administration on respiratory function in macaques undergoing surgery. Hypotension may occur and could be treated with the administration of 0.2 μg/kg/h of noradrenaline. Conclusion: This protocol is safe and useful for macaques undergoing neurosurgical procedures. Cardiovascular and respiratory parameters remain within physiological range even though mild hypotension may occur.

Background: Il contenimento farmacologico nei primati è eseguito routinariamente in contesto laboratoriale. Questo studio ha valutato gli effetti della sedazione con ketamina e medetomidina sui parametri cardiovascolari e respiratori in 30 macachi sottoposti a procedure neurochirurgiche. Metodi: Trenta macachi adulti sono stati sedati con ketamina (4,5 mg/ kg) e medetomidina (50 μg/ kg) prima di sottoporsi a procedure neurochirurgiche. I macachi erano divisi in quattro gruppi: Isoflurano vaporizzato in 100% di ossigeno (OI), Isoflurano vaporizzato in una miscela di 1:1 ossigeno e aria medicale (OMI), Uso di tiopentale per eseguire intubazione (T), e non utilizzo di tiopentale per eseguire l’intubazione (NT). I parametri cardiovascolari e i parametri respiratori sono stati monitorati e valutati in determinati momenti durante la procedura chirurgica. Risultati: Il nostro studio ha rivelato un ritardo significativo nella riduzione della MAP nel gruppo T rispetto al gruppo NT con differenza significativa a T30 (p = 0.016), suggerendo una potenziale influenza del tiopentale sulla dinamica cardiovascolare del macaco durante le procedure neurochirurgiche. Inoltre, il gruppo OI ha mostrato un notevole aumento della frequenza respiratoria e una diminuzione simultanea dei livelli di EtCO2 dai valori di base da T180, indicando un impatto significativo della somministrazione di ossigeno sulla funzione respiratoria nei macachi sottoposti a chirurgia. Possono verificarsi fenomeni ipotensivi che possono essere trattati con la somministrazione di 0.2 μg/kg/h di noradrenalina. Conclusione: Questo protocollo è sicuro e utile per i macachi sottoposti a procedure neurochirurgiche. I parametri cardiovascolari e respiratori rimangono entro limiti fisiologici anche se può verificarsi una lieve ipotensione.