غالبا ما تؤدي إصابات الحبل الشوكي الشديدة إلى عيوب في الأنسجة. يتم وصف احتمالين لسد هذه الفجوات بنجاح لتعزيز تكيف الأنسجة والاستجابات التجديدية والتحسين الوظيفي في الفئران عن طريق زرع نظام موصل دقيق ميكانيكي بعد الإصابة الحادة وبعد خمسة أسابيع من قطع الحبل الشوكي الكامل.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
استراتيجيات تجريبية لجسر الفجوات الأنسجة كبيرة في الحبل الشوكي المصاب بعد الحادة والمزمنة الآفة
* These authors contributed equally
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
بعد إصابة الحبل الشوكي (النخاع الشوكي) وأشكال ندبة في قلب الآفة التي تعيق تجدد المحاور. سد موقع الإصابة بعد إهانة إلى الحبل الشوكي، استئصال الورم، أو عيوب الأنسجة الناتجة عن الحوادث المؤلمة يمكن أن تساعد في تسهيل إصلاح الأنسجة العام فضلا عن النمو التجديدي من الألياف العصبية في وخارج المنطقة المتضررة. يتم عرض استراتيجيتين العلاج التجريبي: (1) زرع جهاز رواية microconnector إلى الحبل الشوكي الفئران الصدري مقطوع تماما وبشكل كامل التكييف مع قطعت جذوعها أنسجة الحبل الشوكي، و (2) ملء البولي ايثيلين جلايكول الموقع اصابات النخاع الشوكي في الفئران lesioned مزمن بعد استئصال الندبة. الآفة الحبل الشوكي المزمنة في هذا النموذج هو استكمال transection الحبل الشوكي التي لحقت 5 أسابيع قبل بدء العلاج. وقد حققت كلتا الطريقتين مؤخرا نتائج واعدة جدا والترويج إعادة نمو محور عصبي، والغزو الخلوي مفيد والتحسينات الوظيفيةفي نماذج القوارض من إصابة في النخاع الشوكي.
النظام microconnector الميكانيكية (MMS) هو نظام متعدد القنوات تتألف من البولى (PMMA) مع نظام الأنابيب منفذ لتطبيق الضغط السلبي لMMS التجويف وبالتالي سحب جذوعها الحبل الشوكي في الثقوب منظم العسل. بعد زرع لها في الفجوة الأنسجة 1 ملم يتم شفط الأنسجة في الجهاز. علاوة على ذلك، microstructured الجدران الداخلية للMMS لأفضل التصاق الأنسجة.
في حالة النهج إصابة الحبل الشوكي المزمن، العمود الفقري الأنسجة الحبل - ومقطوعة على مساحة 4 ملم في الطول - بما في ذلك منطقة الآفة مليئة ندبة. بعد استئصال الندبة المجهرية يملأ تجويف الناتج مع البولي ايثيلين جلايكول (PEG 600) التي وجدت لتوفير التحتية ممتازة لغزو الخلوي، إعادة التوعي، تجدد المحاور وحتى عودة الميالين المضغوط في الجسم الحي.
المقدمة
والإصابات إلى الحبل الشوكي لا يؤدي فقط إلى فقدان محاور ولكن النتائج أخرى في عيوب الأنسجة التي تعيق أي ردود على التجدد (للمراجعة نرى 1،2). وغالبا ما فقدت نسيج الحبل الشوكي من خلال انحطاط الثانوية مما يؤدي إلى تشكل كيس أو ثقوب في وحول منطقة الآفة. وتركز معظم التدخلات العلاجية التجريبية على غير مكتملة الأضرار في الحبل الشوكي مثل transection، سحق أو كدمة إصابات جزئية مع حافة المتبقية من الأنسجة السليمة. لإصابات كاملة مثل مجموع transections الناجمة عن حوادث مؤلمة أو تدخلات جراحية، مثل استئصال الورم، فقط تتوفر خيارات العلاج محدودة للغاية اليوم 3،4. بعد transection كاملة، التوتر ميكانيكي نتائج الأنسجة في تراجع جدعة الشوكي، وترك فجوة صغيرة في الحبل الشوكي. وتركز معظم الاستراتيجيات على سد هذه الفجوة مع الأنسجة والخلايا أو مصفوفات 5،6.
هنا، استراتيجية مختلفةويرد، وهي إعادة التكيف من جذوعها فصل باستخدام جهاز microconnector رواية 7. من أجل التكييف مع جذوعها اثنين، قوة ميكانيكية لابد من تطبيقها كورقة ضغط سلبي طفيف لإنجاز هذا (الشكل 1). النظام microconnector الميكانيكية (MMS) هو نظام متعدد القنوات من البولى (PMMA) مع فتحات على شكل قرص العسل (الشكل 1A)، وقدمت مع نظام منفذ الأنابيب. يتم زرع ذلك في الفجوة الأنسجة الناتجة عن كامل transection الحبل الشوكي في الجرذان (الشكل 1C). أنبوب واحد يمكن توصيل مضخة فراغ لممارسة الضغط السلبي لرسائل الوسائط المتعددة (1D الشكل). الضغط تسحب قطع جذوعها في النخاع الشوكي في الثقوب على شكل قرص العسل من رسائل الوسائط المتعددة، والتي لها جدران microstructured لعقد النسيج في مكانها عندما يتم تحرير الضغط (الشكل 1B). أنابيب يمكن أن تترك على حالها بعد الجراحة وتعلق لminipump ناضح من أجلللبث المواد في الآفة الأساسية (الشكل 1E-F).
وبالاضافة الى transection حاد في الحبل الشوكي نوع آخر من النتائج الآفة كاملة من الاستئصال الجراحي للورم في العمود الفقري أو صلبة ندبة الآفة المزمنة مما يؤدي إلى وجود ثغرات الأنسجة كبيرة من عدة مليمترات، والتي لا يمكن التغلب عليها عن طريق رسائل الوسائط المتعددة حتى الآن. الغالبية العظمى من المرضى الذين يعانون من صدمة الحبل الشوكي يعانون من إصابات مزمنة. في هؤلاء المرضى، ندبة تطويره بالكامل تحتل جوهر الآفة. الاستئصال الجراحي للندبة الآفة هو مفهوم للعلاج الذي يتم التحقيق حاليا بعد تجريبي اصابات النخاع الشوكي 8،9. في حين أن إجراء استئصال نفسها لا يمكن أن يؤديها دون التسبب في ضرر إضافي كبير، تحتاج فجوة الأنسجة مما يؤدي إلى سدها مع مصفوفة المناسبة التي تسمح وتشجع على تجديد الأنسجة، وذلك في حالة محددة من إصابات في النخاع الشوكي، وتجديد الألياف العصبية للحفاظ على وتعزيز وظائف الحركي. كانوجدت أن المنخفضة للالوزن الجزيئي البولي ايثيلين جلايكول (PEG 600) هو مادة مناسبة جدا لهذا الغرض. افتقارها للالمناعية واللزوجة المنخفضة جدا تسمح التكامل السلس في الأنسجة المحيطة بها. الإدراج من البوليمر الحيوي يعزز وحده غزو خلايا مفيدة، بما في ذلك الخلايا البطانية، خلايا شوان المحيطية، والخلايا النجمية، و- الأهم من ذلك - تجديد واستطالة من المحاور من تنازلي وتصاعدي مساحات الألياف وكذلك ensheathment عن طريق المايلين التعاقد 8. تم العثور على هذه الردود التجدد أن يكون مصحوبا تحسينات وظيفية طويلة الأمد. مزيج من استئصال نسيج الندبة وزرع لاحق من PEG 600 يقدم وسيلة آمنة وبسيطة، ولكنها فعالة جدا من سد العيوب أنسجة الحبل الشوكي كبيرة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
وقد التزمت المبادئ التوجيهية المؤسسية للسلامة الحيوان والراحة ل، وقدمت جميع التدخلات الجراحية والرعاية قبل وبعد الجراحة الحيوان في الامتثال للقانون الألماني حماية الحيوان (حماية مكتب الدولة، البيئة والمستهلك من شمال Rhine- ستفاليا، LANUV NRW ).
1. Transection كاملة من الحبل الشوكي الصدري من إناث الفئران ويستار (220-250 ز)
- إعداد الحبل الشوكي
- استخدام التخدير استنشاق الأيزوفلورين (2-3٪ من الأيزوفلورين في O 2 / لا 2 في نسبة 1: 2)، والحقن البلعة من كاربروفين (تحت الجلد [الشوري] 5 ملغ / كلغ). ويوصى مزيج من كاربروفين والبوبرينورفين المواد الأفيونية (0.02 ملغ / كغ الشوري). بدء عملية جراحية عندما غطاء العين العاكسة لمسة خفيفة مع برعم القطن ومخلب الانسحاب المنعكس على معسر التحفيز مع ملقط لم تعد لوحظ.
- وضع الحيوان على بطانية للتدفئة عند 37 درجة مئوية للحفاظ على الجسم من درجات الحرارةإعادة أثناء الجراحة، ووضع مرهم العين على العينين لتجنب جفاف بينما تحت التخدير.
- حلاقة ظهر الحيوان وإعداد الجلد بمطهر الجلد.
- قطع الجلد في خط الوسط على طول الصدرية لمدة 4 سم مع شفرة جراحية وفتحه. من هذه الخطوة على، واستخدام تعقيم الأدوات الجراحية لجميع الإجراءات (تعقيمها أو الغمر تعقيم).
- التراجع العضلات فوق الصدرية استخدام العضلات الصغيرة المشبك.
- إزالة العمليات الشائكة على المستوى الصدري 8 (Th8) وTh9 مع مقراض العظم بواسطة قطة بحذر قطع صغيرة من العظم حتى عظام العمود الفقري مسطحة.
- استخدام ملقط التشريحية لرفع العمود الفقري في عملية الشائكة Th7 واستخدام مقراض لمقطع قطع صغيرة من العظام في العمود الفقري من الذيلية إلى منقاري حتى يتم تنفيذ الثقب في Th8 وTh9. فضح جافية دون الإضرار بها عن طريق إزالة بعناية قليلة وصغيرة جدا قطعة من العظام في العمود الفقري في كل مرة.
- المشبك العمود الفقري بنسبة 2 المشابك الاستقرار في العمليات الشائكة Th7 وTh10، ورفع الحيوان إلى فك الارتباط بين حركات التنفس من الفقرات.
- استكمال الشوكي Transection الحبل في الصدر المستوى 8/9
- رفع الأم الجافية مع ملقط غرامة، وقطع جافية مع مقص غرامة العين في الاتجاه عرضي.
- عقد نهاية قطع الجانبية للجافية مع ملقط غرامة وإدراج ربط العمود الفقري في الفضاء subarachnoidic بين الأم الجافية وعنكبوتية. تجنب الضرر من السحايا من خلال عدم وخز في الحنون أو الأم الجافية مع أي ملقط أو ربط الحبل الشوكي.
- تناوب ببطء الخطاف لوضعه على طول نسيج الحبل الشوكي، مع الحرص على عدم وخز في الجافية (الحنون لا تزال سليمة).
- رفع الحبل الشوكي لحوالي 1-2 مم صعودا، حتى ينظر إلى وجود فجوة في الجانب البطني بين أنسجة الحبل الشوكي والذرة.
- إدراج مقص العين الجميلة في الفضاء بين هذا وذاكن الجافية والحنون وقطع النخاع الشوكي في حين يتم ترك ربط العمود الفقري في المكان.
- رفع جذوعها اثنين من الحبل الشوكي مع اثنين من ملقط وضمان بصريا transection كاملة.
- للحيوانات lesioned السيطرة والحيوانات بسبب إصابة مزمنة، أغلق الجافية التي كتبها خيوط متقطعة مع حيدة غير adsorbable 9.0 المواضيع.
- لالآفات المزمنة اتبع جزء 1.6.
- MMS زرع
- ضع MMS فوق منطقة الاصابه مع اثنين من أنابيب الكذب على كل جانب من جانبي فقرة وخفضه إلى تجويف الآفة.
- أنابيب خياطة إلى العضلات في جانب فقرة مع غير resorbable 4-0 موضوع لضمان استقرار MMS. ضمان تثبيت للMMS باستخدام ملقط خلال هذه الخطوة.
- إزالة دبوس موصل MMS عن طريق قطع مع مقص غرامة.
- إغلاق الجافية فوق MMS وخياطة مع 9.0 المواضيع.
- نعلق أنبوب واحد إلى مضخة فراغ، وختموالبعض من تحامل.
- تطبيق الضغط السلبي لطيف لرسائل الوسائط المتعددة بواسطة مضخة فراغ عبر أنبوب مفتوحة، مص جذوعها الحبل الشوكي في التجويف MMS. تطبيق الضغط السلبي لعدة دقائق (كحد أقصى لمدة 10 دقيقة)، ومراقبة من قبل أجهزة الاستشعار (250-350 م بار).
- قطع الأنابيب القريبة من رسائل الوسائط المتعددة وإزالة الأنابيب. تواصل مع الخطوة 1.6.
- استئصال الأنسجة الحبل الشوكي بما في ذلك الندبة الآفة المزمنة في أسبوع 5 بعد الإصابة الأولية
- اتبع الخطوات 1.1.1 - 1.1.5.
- تحديد ندبا من قبل ظهور البني والأصفر والأنسجة شديدة على الجزء العلوي من الحبل الشوكي. إزالة بلطف الطبقات السطحية من ندبا من خلال عقد مع ملقط غرامة وقطع مع مقص غرامة. مع هذا الأسلوب، وإعادة فتح موقع الثقب لفضح الأنسجة التي تحتوي على العمود الفقري منطقة إصابات الحبل. وقف إعداد عندما يتم التعرف على خياطة الجافية بصريا.
- المشبك العمود الفقري بنسبة 2 تثبيت المشابك في الدورانعمليات الأوس Th7 وTh10، ومن ثم رفع الحيوان إلى فك الارتباط بين حركات التنفس من الفقرات.
- مع حاكم الورق المقوى صغيرة قياس منطقة النخاع الشوكي الذي سيتم مقطوعة (طول: 4 مم) ووضع علامة على حواف هذا المجال الأنسجة منها مع شقوق عرضية السماح بنقل اللاحقة من الأنسجة.
- إزالة ندبا عبر مجموعة من القطع والطموح. إخراج الأنسجة التي تم فصلها من الحبل الشوكي مع شقوق عرضية. استخدام التطلع لطيف كلما كان ذلك كافيا للسماح لإزالة الأنسجة. وبالإضافة إلى ذلك، كلما نسيج شديدة من ندبا يجعل الطموح الأنسجة من الصعب جدا، واستخدام مقص غرامة لخفض وإزالة هذا النسيج.
- اضافة الى وجود قطعة (حوالي 5 مم × 5 مم × 5 مم مكعب) من الإسفنج الجيلاتين لوقف نزيف الدم في الفجوة الأنسجة حتى تهدأ النزيف. والاسفنج الجيلاتين انكماش في حجم بمجرد غارقة مع السائل.
- Implantation من PEG 600
- إعداد 1 مل من الذهب الخالص مخفف PEG 600 للحقن عن طريق التسخين إلى 37 درجة مئوية.
- إزالة الاسفنجة الجيلاتين.
- إدراج كمية كافية (حوالي 5-7 ميكرولتر) من الربط إلى الفجوة باستخدام حقنة 10 ميكرولتر أو ماصة 10 ميكرولتر.
- تغطية بعناية المنطقة مع قطعة (حوالي 5 ملم × 4 مم) استبدال تسرب / الجافية.
- إصلاح تسرب لالمحيطة الأنسجة العضلية مع بضع قطرات من الغراء الأنسجة. وضع المواد اللاصقة على رأس الفجوة استئصال شغل PEG. لمنع انزلاق للتسرب، واستخدام قطرات صغيرة من الغراء الأنسجة لتحديد زوايا للتسرب لأنسجة العضلات المحيطة بها. ملاحظة: تجنب تسرب من الغراء الأنسجة على أنسجة الحبل الشوكي!
- إغلاق الأنسجة ورعاية ما بعد الجراحة
- عضلات خياطة وطبقة الجلد لطبقة مع خيوط متقطعة مع مضفر adsorbable 4-0 المواضيع
- حقن 2 × 2.5 مل من كلوريد الصوديوم (كلوريد الصوديوم[0.9٪]) في 36 ° C الشوري لمعالجة الجفاف بعد الجراحة. ومن شأن حقنة واحدة من 5 مل من محلول ملح طعام تمتد جلد الحيوان، وربما تسبب ضررا لا داعي له للحيوان. لا تترك الحيوانات غير المراقب حتى استعاد وعيه الكامل.
- حقن كاربروفين اليومي (الشوري 5 ملغ / كلغ) لا يقل عن 2 أيام بعد الجراحة. حيوان منزل في قفص واحد خلال الأيام الأولى 2، وبعد ذلك في مجموعات من 2-3.
- تطبيق العلاج بالمضادات الحيوية (عن طريق الفم يوميا من إينروفلوكساسين) لأول الأسبوع بعد الجراحة.
- هل المثانة اليدوية يفرغ في مرتين إلى ثلاث مرات يوميا بحلول التمسيد بلطف على بطن الحيوان من منقاري إلى الذيلية. يجب الحرص على عدم تحريك العمود الفقري للحيوان وليس لرفع الحيوانات في الذيل. باطلة يدويا المثانة الحيوان spinalized تماما اليومية خلال فترة بقاء كله. يجب الحرص على وضع حبيبات الطعام وزجاجات المياه في الارتفاع التي يمكن الوصول إليها من قبل الحيوانات دونيقف على hindpaws بهم. على الرغم من أن ضعف في وظيفة الربع الخلفيتين، والحيوانات تتحرك واستكشاف أقفاص بنشاط فورا بعد الجراحة. فمن المستحسن للحفاظ على الفئران في مجموعات مؤنس.
- لآفات مزمنة ترك فترة بقاء الحيوانات من خمسة أسابيع قبل استئصال الندبة. اتبع الخطوات من 1.4.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
الأنسجة المحافظة، محور عصبي إعادة نمو وفائدة وظيفية للMMS زرع بعد الحادة Transection كاملة من الحبل الشوكي
ويتضح أن زرع الحاد للMMS استقرت جذوعها الحبل الشوكي مقطوع تماما وانخفضت انكماش الأنسجة (الشكل 2A مقابل B). كما تصور من قبل تلطيخ ثلاثي الألوان في أقسام السهمي، وتلطيخ النسيج الضام الأخضر للندبة متليفة في قلب الآفة هو أكثر كثافة بكثير وأكثر وضوحا في الحيوانات lesioned التح...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
هنا يتم عرض نهجين الجراحية المختلفة لسد الثغرات الأنسجة في الحبل الشوكي بعد (1) transection كاملة الحاد وMMS زرع و (2) المزمنة آفة في الحبل الشوكي وإزالة ندبة ليفية بالإضافة إلى PEG المصفوفة الزرع. كلا استراتيجيات تؤدي إلى الحفاظ على الأنسجة وتجدد المحاور وكذلك الحركي كبير تحسين وظيفي من الحيوانات المعالجة. لMMS غرس وتثبيت الكافي للMMS داخل الحبل الشوكي عن طريق خياطة الجافية ثابتة بعد الجراحة هو خطوة تقنية هامة.
...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
شكر وتقدير
التأمين القانوني الألماني للحوادث (DGUV) ، لجنة الأبحاث التابعة لكلية الطب بجامعة هاينريش هاين
.الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| PEG 600 Ph Eur | Merck/VWR | 8,170,041,000 | |
| جيلاستيبت جيلاتين الإسفنج | sanofi Aventis | PZN-8789582 | |
| Nescofilm Sealant | روث | 2569.1 | |
| بايتريل | باير | ||
| ريماديل (كاربوفين) فايزر | |||
| فورين (إيزوفلوران) | أبفي | ||
| كودان (مطهر للبشرة) | |||
| (غراء الأنسجة) فريدمان | |||
| بيرسون رونجور ، كوب 1 مم ، مستقيم & nbsp ؛ | أدوات العلوم الدقيقة | 16020-14 | |
| صغيرة ثنائية في واحد - 12 سم | أدوات العلوم | الدقيقة 10091-12 | |
| دومون #7 ملقط - إينوكس ميديكال | أدوات العلوم الدقيقة | 11273-20 | |
| Dumont # 5/45 ملقط - Inox Medical | أدوات العلوم الدقيقة | 11253-25 | |
| خطاف الحبل الشوكي | أدوات العلوم الدقيقة | 10162-12 | |
| مقص | أدوات العلوم الدقيقة | 14078-10 | |
| Clamp | Aesculap | EA016R | |
| Ethicon Vicryl 4-0 | |||
| Bepanthen Augen- und Nasensalbe | Bayer | ||
| ملقط تشريحي | أدوات العلوم | الدقيقة 11000-13 | |
| ضام ذاتي الاحتفاظ | أدوات العلوم | الدقيقة 17008-07 | |
| مشبك الجلد | أدوات العلوم | الدقيقة 13008-12 | |
| Aluspray | سيليكتافيت |
المراجع
- Ramer, L. M., Ramer, M. S., Bradbury, E. J. Restoring function after spinal cord injury: towards clinical translation of experimental strategies. The Lancet. Neurology. 13 (12), 1241-1256 (2014).
- McDonald, J. W., Howard, M. J. Repairing the damaged spinal cord: a summary of our early success with embryonic stem cell transplantation and remyelination. Prog. Brain Res. 137, 299-309 (2002).
- Yoon, S. H., et al. Complete spinal cord injury treatment using autologous bone marrow cell transplantation and bone marrow stimulation with granulocyte macrophage-colony stimulating factor: Phase I/II clinical trial. Stem Cells. 25 (8), 2066-2073 (2007).
- Brotchi, J. Intrinsic spinal cord tumor resection. Neurosurgery. 50 (5), 1059-1063 (2002).
- Estrada, V., Tekinay, A., Muller, H. W. Neural ECM mimetics. Prog. Brain Res. 214, Chapter 16 391-413 (2014).
- Tetzlaff, W., et al. A Systematic Review of Cellular Transplantation Therapies for Spinal Cord Injury. J.Neurotrauma. 28 (8), 1611-1682 (2010).
- Brazda, N., et al. A mechanical microconnector system for restoration of tissue continuity and long-term drug application into the injured spinal cord. Biomaterials. 34 (38), 10056-10064 (2013).
- Estrada, V., et al. Long-lasting significant functional improvement in chronic severe spinal cord injury following scar resection and polyethylene glycol implantation. Neurobiol. Dis. 67, 165-179 (2014).
- Rasouli, A., et al. Resection of glial scar following spinal cord injury. J.Orthop.Res. 27 (7), 931-936 (2009).
- Schira, J., et al. Significant clinical, neuropathological and behavioural recovery from acute spinal cord trauma by transplantation of a well-defined somatic stem cell from human umbilical cord blood. Brain. 135, Pt 2 431-446 (2011).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
