Summary
هذه الدراسة يدل على تقنية لجعل نموذج الغازية الحد الأدنى بسهولة استنساخه من نقص تروية الحبل الشوكي في الفئران. يمكن أن تنتج درجات مختلفة من عجز المحرك أطرافهم الخلفية عن طريق التحكم في وقت انسداد الأبهر.
Abstract
الحبل الشوكي نقص التروية هو مضاعفات قاتلة التالية ثوروكابدومينال الأبهر جراحة جراحية. يمكن للباحثين التحقيق في استراتيجيات لمنع ومعالجة هذه المضاعفات باستخدام نماذج تجريبية من نقص تروية الحبل الشوكي. النموذج الموصوف هنا يدل على درجات متفاوتة من الشلل النصفي التي تتعلق طول انسداد التالية انسداد الأبهر الصدري في نموذج الفقر الفقري الحبل التروية الحبل.
A-فر. تقدمت قسطرة البالون ذات الرؤوس من خلال الشريان الفخذي في الشريان الأورطي الهابط حتى وضعت طرف القسطرة في الشريان تحت الترقوة الأيسر في تخدير الذكور سبراغ داولي الفئران. كان سبب نقص تروية الحبل الشوكي عن طريق تضخيم بالون القسطرة. بعد فترة محددة من الانسداد (9، 10، أو 11 دقيقة)، تم تناقص البالون. تم إجراء التقييم العصبي باستخدام مؤشر العجز الحركي في 24 ساعة بعد الجراحة، وتم حصاد الحبل الشوكي للفحص النسيجي.
jove_content "> الفئران التي خضعت لمدة 9 دقائق من انسداد الأبهر أظهرت ضعف حركي خفيف وعكس في الطرف الخلفي.الجرذان المعرضة ل 10 دقيقة من انسداد الأبهر قدمت مع إعاقة حركية معتدلة ولكن عكسها.الجرذان تعرضوا لمدة 11 دقيقة من انسداد الأبهر عرض كاملة ومستمرة وقد تم الحفاظ على الخلايا العصبية الحركية في أقسام الحبل الشوكي أكثر في الفئران التي تتعرض لفترة أقصر من انسداد الأبهر.يمكن للباحثين تحقيق عجز المحرك أطرافهم الخلفية استنساخه بعد انسداد الأبهر الصدري باستخدام هذا النموذج نقص تروية الحبل الشوكي.
Introduction
الشلل النصفي هو مضاعفات قاتلة لجراحة تمدد الأوعية الدموية الأبهر الصدري. أنه ينتج عن الحبل الشوكي إصابة نقص التروية ضخ التي تحدث خلال عبر لقط و أونكلامبينغ من الشريان الأورطي. 1 وقد أدخلت عدة استراتيجيات بما في ذلك انخفاض حرارة الجسم النظامية والصرف النخاعي لحماية الحبل الشوكي، 2 ، 3 ، 4 ولكن العديد من المرضى لا تزال تتأثر الإصابة.
وقد أدخلت العديد من نماذج نقص تروية الحبل الشوكي الحيوانية للتحقيق في المرضية ووضع استراتيجيات وقائية ضد الإصابة. في الدراسة الحالية، ونحن الخطوط العريضة نموذج الفئران من نقص تروية الحبل الشوكي على أساس طريقة تايرا ومارسالا ل. 5 نظام الدورة الدموية في العمود الفقري في الفئران تشبه الى حد بعيد الحبل الشوكي الوعائي ونظام الضمان في البشر، على الرغم من أن هناك بعض الاختلافات في حجم وموقعك. 6 ، 7 وهكذا، الفئران هو حيوان مناسب تشريحيا للاستفادة من نموذج تجريبي التحقيق في المرضية، والمضاعفات، وعلاج نقص تروية الحبل الشوكي. وعلاوة على ذلك، وهذا نموذج نقص تروية الحبل الشوكي تنتج انسداد الأبهر يمكن الاعتماد عليها مع الحد الأدنى من التدخل عن طريق الاستفادة من انسداد البالون داخل الأوعية من الشريان الأورطي الصدري.
في هذه الدراسة، أثبتنا أن هذا النموذج الفئران من نقص تروية الحبل الشوكي يدفع العجز في السيارات استنساخه في الأطراف الخلفية التي تختلف في شدة اعتمادا على الوقت انسداد الأبهر.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
تمت الموافقة على هذا البروتوكول من قبل اللجنة المؤسسية رعاية الحيوان واستخدام مستشفى سيول الوطنية جامعة بوندانغ. وقد أجريت رعاية الحيوان والتجارب وفقا للمعاهد الوطنية للولايات المتحدة دليل الصحة لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية.
1. إعداد الجراحي
- قبل الجراحة، طرد القسطرة مع محلول ملحي معقم لضمان المباح.
- وضع بطانية التدفئة على طاولة التشغيل، وتغطية الجدول مع ثنى العقيمة.
- مكان الذكور سبراغ داولي الفئران (270-330 ز) في مربع الاكريليك مع 3.0٪ -4.0٪ من الأيزوفلورين في الأكسجين 100٪.
- تطبيق زيوت التشحيم لعيون الفئران.
- وضع الفئران على طاولة العمليات في موقف ضعيف، والحفاظ على التخدير باستخدام قناع الوجه مع الإدارة المستمرة من إيسوفلوران استنشاق (1.0٪ -2.5 فول٪).
- وضع التحقيق المستقيم لمراقبة والحفاظ على درجة حرارة الجسم بين 37.0-38.0 درجة مئوية.
2. الفخذية الشريان القسطرة
- فرك بلطف المنطقة الأربية اليمنى باستخدام بيتادين و 70٪ من الإيثانول.
- جعل 2 سم شق الجلد الأفقي باستخدام مقص على المنطقة الأربية اليمنى.
- باستخدام ضام، وفضح المجال الجراحي.
- تشريح الشريان الفخذي من الوريد والعصب المحيطة بها. عزل مقطع 1 سم من الشريان باستخدام ملقط منحني وملقط مضعف.
- باستخدام خياطة الحرير الأسود 4.0، ووضع ربطة عنق فضفاضة على كل من الغايات القريبة والقاصي من الشريان لتعظيم التعرض.
- إجراء شق على الشريان الفخذي باستخدام مقص الصغيرة.
- إدراج 2-الاب. البالون ذات الرؤوس القسطرة في الشريان الفخذي باستخدام ملقط الصغرى. تأمين القسطرة إلى السفينة حوالي 1 سم من رئيس القسطرة مع ربطة القريبة، ومن ثم ربط ربطة عنق البعيدة.
3. القسطرة الشريان السباتي
- فرك الرقبة الأمامية اليمنى باستخدام بيتادإين و 70٪ من الإيثانول، ومن ثم جعل شق الجلد.
- باستخدام ضام، وفضح المجال الجراحي. عزل مقطع 1 سم من الشريان، وربطه فضفاضة باستخدام خياطة الحرير على حد سواء القريبة والغايات البعيدة من الشريان لتعظيم التعرض.
- ثقب الشريان السباتي باستخدام 24 G القسطرة في الوريد، وتقدم الداني 1 سم من القسطرة نحو القلب.
- تأمين القسطرة مع ربطة القريبة، ومن ثم ربط ربطة عنق البعيدة.
- باستخدام محبس 3 في اتجاه، وربط نهاية البعيدة للقسطرة إلى أنبوب مليء بالملحية المالحة وخزان خارجي.
4. قسطرة الشريان الذيل
- فرك المنطقة البطني من الذيل باستخدام بيتادين و 70٪ من الإيثانول، وجعل شق الجلد 2 سم.
- تشريح الشريان الذيل من الهياكل المحيطة وعزل مقطع 1 سم من الشريان باستخدام ملقط منحني وملقط مقلوب.
- باستخدام خياطة الحرير الأسود 4.0، ضع فضفاضةالتعادل على حد سواء القريبة والغايات البعيدة من الشريان لتعظيم التعرض.
- ثقب الشريان الذيل باستخدام 24 G القسطرة في الوريد، وتقدم القسطرة في الشريان.
- تأمين القسطرة إلى السفينة (حوالي 1 سم من رأس القسطرة) مع ربطة القريبة، وربط ربطة عنق البعيدة.
- ربط الجزء البعيدة من القسطرة إلى جهاز مراقبة الضغط الشرياني.
5. التعريفي من الحبل الشوكي نقص التروية
- بعد اكتمال قسطرة، تقدم 2 الأب. البالون ذات الرؤوس القسطرة في الأبهر الصدري الهابط بحيث غيض من القسطرة تصل إلى الشريان تحت الترقوة الأيسر.
- أدخل إلى عمق 10 سم من موقع الإدراج.
- حقن 150 وحدة من الهيبارين في تركيز 100 وحدة / مل في القسطرة السباتية.
- تضخيم البالون القسطرة مع 0.05 مل من المياه المالحة.
- وفي الوقت نفسه، استنزاف الدم في حاوية الدم الخارجية من جالشريان النخاعي لتنظيم الضغط الشرياني القريبة إلى 80 ملم زئبق.
- ربط نظام مراقبة ضغط الشرايين إلى التجويف المتبقية من 3-طريقة وقف الديك، والسيطرة على كمية من تصريف الدم مع مراقبة الضغط الشرياني.
- تأكيد نجاح انسداد الأبهر عن طريق انخفاض مفاجئ وفقدان مستمر من الضغط الشرياني البعيدة.
- بعد انسداد الأبهر من 9، 10، أو 11 دقيقة، تنفخ بالون فوجارتي القسطرة، و ريينفوس الدم المجففة.
6. الرعاية بعد الجراحة والتقييم العصبي
- في حين رصد الضغط الشرياني من خلال الشريان الذيل، وإزالة القسطرة من الشرايين الفخذ والشريان السباتي وإغلاق الجروح مع خيوط الحرير.
- بعد التأكد من أن يتم استرداد الضغط الشرياني إلى المعدل الطبيعي، وإزالة القسطرة من الشريان الذيل وإغلاق الجرح.
- بعد الانتعاش من التخدير، والعودة الفئران إلى قفصها.
- تقييم مرحباو ظيفة الطرف الأطراف في 24 ساعة بعد الجراحة باستخدام مؤشر العجز المحرك ( الجدول 1 ). ويعرف مؤشر العجز الحركي على أنه مجموع درجة الامتناع ووضع النتيجة / منعكس خطوة. مؤشر العجز الحركي 6 يشير إلى العجز الأقصى.
7. تقييم هيستوباثولوجيك
- بعد التقييم العصبي، تخدير الفئران مع إيسوفلوران تسليم قناع، التضحية لهم عن طريق نضح ترانسكارديال مع 100 مل من المياه المالحة هبارينيزد تحت التخدير، واستخراج الحبل الشوكي. 8
- تضمين أقسام الحبل من مستوى الفقرات القطنية 3-5 في البارافين.
- أقسام عرضية وصمة عار مع الهيماتوكسيلين ويوزين (H & E).
- مراقبة إصابة الخلايا العصبية الحركية تحت المجهر. 9
8 - التحليل الإحصائي
- إجراء التحليل الإحصائي باستخدام الحزمة الإحصائية للعلوم الاجتماعية الإصدار 20. محرك الدفاعتم مقارنة مؤشر إيسيت من المجموعات الثلاث باستخدام اختبار كروسكال-واليس، تليها مان-ويتني U -test. واعتبر أن قيمة P- <0.05 دلالة إحصائية.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
خلال فترة من نقص تروية الحبل الشوكي، تم تنفيذ انسداد الأبهر لمدة 9 دقائق (ن = 3)، 10 دقيقة (ن = 3)، أو 11 دقيقة (ن = 3). يظهر مؤشر العجز الحركي في الفئران في الجدول 2. الفئران التي خضعت 9 دقائق من انسداد الأبهر أظهرت ضعف المحرك خفيفة وعكسها في الطرف الخلفي. الفئران تعرض ل 10 دقيقة من انسداد الأبهر عرضت مع العجز المحرك المعتدل، ولكن ليس الشلل الكامل. الفئران التي خضعت 11 دقيقة من وقت الانسداد عرض الشلل الكامل والمستمر.
وترد الصور التمثيلية من أقسام الحبل الشوكي ملطخة H & E في الشكل 1 . وكانت الخلايا العصبية الحركية في أقسام الحبل الشوكي أكثر الحفاظ عليها في الفئران تعرض لفترة أقصر من انسداد الأبهر.
الشكل 1 . امتحان النسيجيةإناتيون، بسبب، السلك الفقري، أجزاء الحبل
تم الحفاظ على الخلايا العصبية الحركية أكثر في الفئران تعرض لفترة أقصر من انسداد الأبهر (التكبير الأصلي، 200X). شريط مقياس في جميع الصور = 50 ميكرون. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
| أمبولاتيون (المشي مع الأطراف السفلية) | وضع / خطوة المنعكس |
| 0: عادي (طموح متناغم ومنسق) | 0: عادي |
| 1: أصابع مسطحة تحت الجسم عند المشي ولكن ترنح الحاضر | 1: ضعيف |
| 2: المفصل المشي | 2: لا يخطو |
| 3: الحركة في الأطراف السفلية ولكن غير قادر على المشي المفصل | |
| 4: أي حركة، يسحب الأطراف السفلية |
الجدول 1. تقييم الطموح ووضع / خطوة ريفلكس.
| وقت انسداد الأبهر | 24 ساعة بعد الجراحة |
| 9 دقائق (ن = 3) | 2 (2 - 3) |
| 10 دقائق (ن = 3) | 4 (4 - 4) |
| 11 دقيقة (ن = 3) | 5 (5 - 6) |
الجدول 2. مؤشر العجز في المحرك. وتعرض القيم كمتوسط (المدى الربعي).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
في الدراسة الحالية، أثبتنا نموذج الفئران من نقص تروية الحبل الشوكي على أساس طريقة تايرا ومارسالا 5 التي تحفز درجات متفاوتة من العجز الحركي في الطرف الخلفي اعتمادا على الوقت انسداد الأبهر.
يمكن أن يؤثر طول انسداد الأبهر على درجة العجز الحركي. إذا كان وقت انسداد الأبهر أطول، يصبح العجز المحرك أكثر شدة. وهكذا، يمكن للباحثين تحقيق درجة معينة من العجز الحركي من خلال السيطرة على الوقت انسداد الأبهر في هذا النموذج.
نموذجنا ينطوي على ربط الشريان السباتي المشترك والشريان الفخذي، وإمكانية العجز العصبي الناجم عن ربط هذه الشرايين هو مصدر قلق محتمل. ومع ذلك، الفئران لديها أنظمة شبكة ضمانات فعالة. وهكذا، عندما يكون الشريان السباتي أو الشريان الفخذي ليغاتد، يمكن توفير تدفق الدم كافية من قبل شبكة الضمان واسعة النطاق. كاروتي من جانب واحد د يتم الإبلاغ عن انسداد الشريان لإنتاج آثار طفيفة فقط على تدفق الدم الدماغي. 10 ، 11 على الرغم من أن انسداد الشريان السباتي من جانب واحد يمكن أن تنتج السكتة الدماغية في الفئران، وهذا يحدث إلا عندما يكون في تركيبة مع نقص الأكسجة النظامية الشديد. 12 خلال تجربتنا، لم يحدث نقص الأكسجين النظامي ولم تقدم أي من الفئران مع العجز العصبي موحية للاحتشاء الدماغي. وعلاوة على ذلك، عندما يتم ربط ليغاتد الشريان الفخذي من الفئران، وتوفر الدورة الدموية الجانبية كافية تدفق الدم إلى عضلات أطرافهم الخلفية. 13 يوفر هذا التداول الضمانات تدفق الدم كافية لعضلات أطرافهم الخلفية عندما تكون في الراحة، ولكن لا توفر تدفق كاف أثناء ممارسة الرياضة. 14
وعلاوة على ذلك، فإن الضغط الشرياني القريبة أثناء نقص تروية الحبل الشوكي يؤثر على تطور العجز في المحرك. ووفقا لدراسة سابقة،ريف "> 5 اختفت إمدادات الدم الجانبية تقريبا في الضغط الشرياني القريب من 40 ملم زئبقي خلال لقط الأبهر في نموذج الفقر الفقري نقص التروية، وبالتالي، حافظت الدراسات اللاحقة الضغط الشرياني القريبة في 40 ملم زئبقي خلال نقص تروية الحبل الشوكي في نماذجها من الفئران الشوكي 9 ، 15 ، 16 ومع ذلك، في هذا البروتوكول، حافظنا على الضغط الشرياني القريبة في 80 ملم زئبق خلال انسداد الأبهر لأنه من المستحسن للحفاظ على الضغط الشرياني المتوسط في 80 ملم زئبق أو أكبر للحفاظ على نضح الحبل الشوكي كافية أثناء الحبل الشوكي نقص التروية في الممارسة السريرية، 17 على الرغم من أنه قد يكون هناك اختلاف في ما يشكل ضغط الشرايين القريبة المناسبة بين البشر والقوارض.
الأوعية الدموية الحبل الشوكي ونظام الضمان من الفئران والبشر متشابهة، 6 ، 7 مما يجعل الفئران خيارا مناسبا لنموذج نقص تروية الحبل الشوكي التجريبية. ومع ذلك، لا ينبغي أن تكون مخفضة أن النتائج قد تكون مختلفة وفقا للأنواع التي يحدث نقص تروية الحبل الشوكي.
في الختام، يمكن للباحثين بسهولة اعتماد هذا النموذج الفئران من نقص تروية الحبل الشوكي وتحقيق نتائج استنساخه للغاية. وعلاوة على ذلك، فإنها يمكن تعديل وقت الانسداد الأبهر لتغيير درجة العجز المحرك المنتجة. على هذا النحو، يمكن لهذا النموذج تسهيل المزيد من الدراسات دراسة الفيزيولوجيا المرضية الكامنة وراء المضاعفات العصبية التالية تمدد الأوعية الدموية الشريان الأورطي الصدري، والسماح لتطوير استراتيجيات الاعصاب ضد هذه المضاعفات.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
ليس لدى المؤلفين مصالح مالية متنافسة. وأيد هذا العمل من خلال منحة 2012R1A1A3014010 من مؤسسة البحوث الوطنية في الحكومة الكورية.
Acknowledgments
المؤلفين ليس لديهم اعترافات.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Fogarty Arterial Embolectomy catheter | Edward Life Sciences | 120602F | a balloon-tipped catheter inserted into the femoral artery |
| BD Insyte-N Autoguard Shielded IV catheter | BD | 381411 | 24-gauge intravenous catheter |
| 50 mL syringe | KOREA VACCINE | KOVAX-SYRINGE 50mL | Facial mask |
| 1 mL syringe | KOREA VACCINE | KOVAX-SYRINGE 1ml | |
| Recal probe | HARVARD APPARATUS | 50-7221F | Rectal probe for temperature monitoring |
| Micro dissecting spring scissor | Jeung do bio & Plant co.LTD. | JD-S-10 | Micro-scissor |
| SCISSOR (SHARP-SHARP) | Jeung do bio & Plant co.LTD. | S-51-12-S | Scissors |
| Retractor | Jeung do bio & Plant co.LTD. | JD-S-74A | Retractor |
| Micro forcep | Jeung do bio & Plant co.LTD. | JD-S-29 | Micro-forceps |
| MOSQUITO FORCEP (Curved) | Jeung do bio & Plant co.LTD. | S-44-CPK | Curved forceps |
| DRESSING FORCEP | Jeung do bio & Plant co.LTD. | S-37-16S | Blunted forceps |
| 4/0 black silk | Woori Medical | S431 | 4.0 black silk suture |
| 3-WAY STOCK | Seonwon Medcal | D-98-01 | 3-way stopcock |
| Patient monitor | PHILIPS | MP20 | The arterial pressure monitoring device. |
| Heating blanket | Self production | Heating blanket | |
| Microtube and external reservoir | Self production | Microtube and external reservoir | |
| Heparin | JW Pharmaceutical | Heparin | |
| 0.9% NS 1000ml | JW Pharmaceutical | Normal saline | |
| Isoflurane | Hana Med | Isoflurane |
References
- Greenberg, R. K., et al. Contemporary analysis of descending thoracic and thoracoabdominal aneurysm repair: a comparison of endovascular and open techniques. Circulation. 118 (8), 808-817 (2008).
- Okita, Y. Fighting spinal cord complication during surgery for thoracoabdominal aortic disease. Gen Thorac Cardiovasc Surg. 59 (2), 79-90 (2011).
- Fleck, T. M., et al. Improved outcome in thoracoabdominal aortic aneurysm repair: the role of cerebrospinal fluid drainage. Neurocrit Care. 2 (1), 11-16 (2005).
- Kouchoukos, N. T., et al. Hypothermic bypass and circulatory arrest for operations on the descending thoracic and thoracoabdominal aorta. Ann Thorac Surg. 60 (1), 67-76 (1995).
- Taira, Y., Marsala, M. Effect of proximal arterial perfusion pressure on function, spinal cord blood flow, and histopathologic changes after increasing intervals of aortic occlusion in the rat. Stroke. 27 (10), 1850-1858 (1996).
- Tveten, L. Spinal cord vascularity. III. The spinal cord arteries in man. Acta Radiol Diagn (Stockh). 17 (3), 257-273 (1976).
- Woollam, D. H., Millen, J. W. The arterial supply of the spinal cord and its significance. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 18 (2), 97-102 (1955).
- Kennedy, H. S., Puth, F., Van Hoy, M., Le Pichon, C. A method for removing the brain and spinal cord as one unit from adult mice and rats. Lab Anim (NY). 40 (2), 53-57 (2011).
- Umehara, S., Goyagi, T., Nishikawa, T., Tobe, Y., Masaki, Y. Esmolol and landiolol, selective β1 adrenoreceptor antagonists, provide neuroprotection against spinal cord ischemia and reperfusion in rats. Anesth Analg. 110 (4), 1133-1137 (2010).
- De Ley, G., Nshimyumuremyi, J. B., Leusen, I. Hemispheric blood flow in the rat after unilateral common carotid occlusion: evolution with time. Stroke. 16 (1), 69-73 (1985).
- Coyle, P., Panzenbeck, M. J. Collateral development after carotid artery occlusion in Fischer 344 rats. Stroke. 21 (2), 316-321 (1990).
- Levine, S.
- Prior, B. M., et al. Time course of changes in collateral blood flow and isolated vessel size and gene expression after femoral artery occlusion in rats. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 287 (6), H2434-H2447 (2004).
- Yang, H. T., Feng, Y., Allen, L. A., Protter, A., Terjung, R. L. Efficacy and specificity of bFGFincreased collateral flow in experimental peripheral arterial insufficiency. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 278 (6), H1966-H1973 (2000).
- Kakinohana, M., Fuchigami, T., Nakamura, S., Sasara, T., Kawabata, T., Sugahara, K. Intrathecal administration of morphine, but not small dose, induced spastic paraparesis after a noninjurious interval of aortic occlusion in rats. Anesth Analg. 96 (3), 769-775 (2003).
- Horiuchi, T., et al. The effects of the delta-opioid agonist SNC80 on hind-limb motor function and neuronal injury after spinal cord ischemia in rats. Anesth Analg. 99 (1), 235-240 (2004).
- Griepp, R. B., Griepp, E. B. Spinal cord perfusion and protection during descending thoracic and thoracoabdominal aortic surgery: the collateral network concept. Ann Thorac Surg. 83 (2), S865-S869 (2007).
