يصف هذا البروتوكول نهج تنظير الحنجرة التسلسلي عبر الفم للفئران والجرذان الذي يسمح بتصوير فيديو عن قرب ودون عائق للحنجرة أثناء التنفس والبلع باستخدام نظام تخدير محسن وتقنيات معالجة بالمنظار مضبوطة بدقة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
يصف هذا البروتوكول نهج تنظير الحنجرة التسلسلي عبر الفم للفئران والجرذان الذي يسمح بتصوير فيديو عن قرب ودون عائق للحنجرة أثناء التنفس والبلع باستخدام نظام تخدير محسن وتقنيات معالجة بالمنظار مضبوطة بدقة.
الحنجرة هي عضو أساسي في الثدييات لها ثلاث وظائف أساسية - التنفس والبلع والنطق. من المعروف أن مجموعة واسعة من الاضطرابات تضعف وظيفة الحنجرة ، مما يؤدي إلى صعوبة التنفس (ضيق التنفس) ، وضعف البلع (عسر البلع) ، و / أو ضعف الصوت (خلل النطق). يمكن أن يؤدي عسر البلع ، على وجه الخصوص ، إلى الالتهاب الرئوي الشفطي والمراضة المرتبطة به ، والاستشفاء المتكرر ، والوفيات المبكرة. على الرغم من هذه العواقب الوخيمة ، فإن العلاجات الحالية لضعف الحنجرة تهدف إلى حد كبير إلى التدخلات الجراحية والسلوكية التي للأسف لا تعيد عادة وظيفة الحنجرة الطبيعية ، مما يسلط الضوء على الحاجة الملحة لحلول مبتكرة.
لسد هذه الفجوة ، قمنا بتطوير نهج تجريبي بالمنظار للتحقيق في الخلل الوظيفي في الحنجرة في نماذج الفئران (أي الفئران والجرذان). ومع ذلك ، فإن التنظير الداخلي في القوارض يمثل تحديا كبيرا نظرا لصغر حجمها بالنسبة لتقنية المنظار الحالية ، والاختلافات التشريحية في مجرى الهواء العلوي ، وضرورة التخدير للوصول إلى الحنجرة على النحو الأمثل. هنا ، نصف نهجا جديدا لتنظير الحنجرة عبر الفم يسمح بتصوير فيديو عن قرب ودون عائق لحركة الحنجرة في الفئران والجرذان. تشمل الخطوات الحاسمة في البروتوكول إدارة التخدير الدقيقة (لمنع الجرعات الزائدة التي تلغي البلع و / أو تخاطر بالوفيات المرتبطة بالضائقة التنفسية) والتحكم في المنظار (لتسجيل فيديو مستقر لحركة الحنجرة بواسطة باحث واحد للقياس الكمي اللاحق).
الأهم من ذلك ، يمكن تنفيذ البروتوكول بمرور الوقت في نفس لدراسة تأثير الحالات المرضية المختلفة على وجه التحديد على وظيفة الحنجرة. تتمثل المزايا الجديدة لهذا البروتوكول في القدرة على تصور حماية مجرى الهواء أثناء البلع ، وهو أمر غير ممكن عند البشر بسبب الانعكاس المزمار فوق مدخل الحنجرة الذي يعيق المزمار عن الأنظار. لذلك توفر القوارض فرصة فريدة للتحقيق على وجه التحديد في آليات حماية مجرى الهواء الطبيعي مقابل حماية مجرى الهواء الحنجري المرضية للغرض النهائي المتمثل في اكتشاف علاجات لاستعادة وظيفة الحنجرة الطبيعية بشكل فعال.
الحنجرة هي عضو غضروفي يقع عند تقاطع الجهاز التنفسي والجهاز الهضمي في الحلق ، حيث تعمل كآلية صمامات للتحكم بدقة في تدفق واتجاه الهواء (أي أثناء التنفس والنطق) مقابل الطعام والسائل (أي أثناء البلع). من المعروف أن مجموعة واسعة من الاضطرابات تؤثر على الحنجرة ، بما في ذلك الخلقية (على سبيل المثال ، الحنجرة ، تضيق تحت المزمار) ، والأورام (على سبيل المثال ، الورم الحليمي الحنجري ، وسرطان الخلايا الحرشفية) ، والعصبية (على سبيل المثال ، الشلل الحنجري مجهول السبب ، والسكتة الدماغية ، ومرض باركنسون ، والتصلب الجانبي الضموري) ، وعلاجي المنشأ (على سبيل المثال ، الإصابة غير المقصودة أثناء جراحة الرأس أو الرقبة). بغض النظر عن المسببات ، ينتج عن الخلل الوظيفي في الحنجرة عادة ثالوث أعراض ضيق التنفس (صعوبة التنفس) ، وخلل النطق (ضعف الصوت) ، وعسر البلع (ضعف البلع) التي تؤثر سلبا على الرفاهية الاقتصادية والاجتماعية للشخص1،2،3،4.
علاوة على ذلك ، يمكن أن يؤدي عسر البلع ، خاصة لدى الأفراد الهشين طبيا ، إلى الالتهاب الرئوي الشفطي (بسبب تسرب الطعام أو السوائل من خلال الحنجرة المغلقة بشكل غير كامل إلى الرئتين) والمراضة المرتبطة بها ، والاستشفاء المتكرر ، والوفيات المبكرة5،6. على الرغم من هذه العواقب الوخيمة ، فإن العلاجات الحالية لضعف الحنجرة تهدف إلى حد كبير إلى التدخلات الجراحية والسلوكية التي لا تعيد عادة وظيفة الحنجرة الطبيعية1،2،7،8،9،10 ، مما يسلط الضوء على الحاجة الملحة لحلول مبتكرة. لتحقيق هذا الهدف ، قمنا بتطوير نهج تجريبي بالمنظار للتحقيق في الخلل الوظيفي في الحنجرة في نماذج الفئران (أي الفئران والجرذان).
في الطب البشري ، المعيار الذهبي لتقييم الخلل الوظيفي في الحنجرة هو التصور بالمنظار ، المشار إليه باسم تنظير الحنجرة11،12. عادة ، يتم تمرير منظار داخلي مرن عبر الأنف لفحص الحنجرة ، وخاصة الطيات الصوتية والهياكل الحنجرية فوق المزمار وتحت المزمار المجاورة. يمكن أيضا استخدام منظار داخلي صلب لتصور الحنجرة عبر تجويف الفم. يسمح أي من النهجين بالفحص الإجمالي لتشريح الحنجرة ويمكن استخدامه لتقييم حركة الحنجرة ووظيفتها أثناء التنفس والنطق ومجموعة متنوعة من ردود الفعل الواقية للمجرى الهوائي مثل السعال وانعكاس الحنجرة المقرب13،14،15،16. ومع ذلك ، أثناء البلع ، يتم حجب الحنجرة تماما بواسطة لسان المزمار لأنها تنقلب لتغطية مدخل الحنجرة ، مما يحميها من مسار البلعة الغذائية / السائلة التي يتم ابتلاعها. نتيجة لذلك ، لا يمكن التصور المباشر لحركة الحنجرة أثناء البلع في البشر ، وبالتالي يجب استنتاجه بشكل غير مباشر باستخدام طرق تشخيصية أخرى (على سبيل المثال ، التنظير الفلوري ، تخطيط كهربية العضل ، تخطيط المزمار الكهربائي).
تصف هذه الورقة بروتوكول تنظير الحنجرة المبتكر للفئران والجرذان الذي يسمح بالتصوير عن قرب ودون عائق للتنفس وحماية مجرى الهواء أثناء البلع تحت التخدير الخفيف. يتوافق البروتوكول مع مجموعة متنوعة من أنظمة التنظير الداخلي المتاحة تجاريا جنبا إلى جنب مع منصة مخصصة لتثبيت القوارض المخدرة طوال العملية. الأهم من ذلك ، أن العديد من التصميمات / التكوينات لمنصات التنظير الداخلي ممكنة بالفعل ، اعتمادا على الموارد المتاحة لكل مختبر وجدول أعمال البحث. هدفنا هنا هو تقديم إرشادات للباحثين للنظر فيها في سياق أبحاثهم. علاوة على ذلك ، نهدف إلى توضيح كيف يمكن لبروتوكول تنظير الحنجرة هذا أن يؤدي إلى ثروة من البيانات الموضوعية التي قد تثير رؤى جديدة في فهمنا لضعف الحنجرة وتجديدها.
ينتج عن التأثير المشترك لجميع الخطوات الموضحة في بروتوكول تنظير الحنجرة الفئران هذا فحصا طفيفا التوغل لحنجرة الفئران البالغة يمكن تكراره في نفس للكشف عن الخلل الوظيفي في الحنجرة وتوصيفه بمرور الوقت استجابة للإصابة علاجية المنشأ ، وتطور المرض ، و / أو التدخل العلاجي فيما يتعلق بحماية مجرى الهواء. وتجدر الإشارة إلى أن هذا البروتوكول لا يقيم وظيفة الحنجرة المرتبطة بالنطق.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يتبع بروتوكول تنظير الحنجرة للفئران بروتوكول معتمد من لجنة رعاية المؤسسي واستخدامه (IACUC) وإرشادات المعاهد الوطنية للصحة (NIH). تم تطويره للاستخدام مع أكثر من 100 فأر بالغ من طراز C57BL / 6J وأكثر من 50 فأر Sprague Dawley بالغ ، من الجنسين المتساويين تقريبا وعمر 6 أسابيع - 12 شهرا لكلا النوعين. يعد تطوير بروتوكول إضافي ضروريا للتكيف مع القوارض الأصغر سنا / الأصغر. تم إيواء بشكل جماعي (ما يصل إلى أربعة فئران أو فئران لكل قفص ، بناء على الجنس والقمامة). تضمنت ظروف الvivarium القياسية قفصا ثابتا مع تنظيم صارم لدرجة الحرارة المحيطة (20-26 درجة مئوية) ، والرطوبة (30٪ -70٪) ، ودورة الضوء القياسية لمدة 12 ساعة. تلقت جميع مواد تخصيب جديدة (على سبيل المثال ، كوخ / أنبوب ، علاجات الأسنان ، نستلات) في تغييرات الأقفاص الأسبوعية. تم توفير وصول غير محدود إلى الطعام والماء ، باستثناء فترة قصيرة (تصل إلى 4-6 ساعات) من تقييد الطعام قبل التخدير كما هو موضح أدناه. راقب الموظفون البيطريون والبحثيون كل يوم.
1. التخدير الحيواني الذي لا يلغي البلع
2. مرور عبر الفم للمنظار الداخلي لتصور الحنجرة
3. تسجيل فيديو عن قرب دون عائق لحركة الحنجرة أثناء التنفس والبلع المثار
ملاحظة: يعد التسجيل الفيزيولوجي الكهربي المتزامن للتنفس والبلع وتنسيق التنفس والبلع خيارا أيضا.
4. التعافي من التخدير
5. القياس الكمي الموضوعي لحركة الحنجرة أثناء التنفس مقابل البلع
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يؤدي الاستخدام الناجح لبروتوكول تنظير الحنجرة الفئراني إلى تصور عن قرب للحنجرة أثناء التنفس التلقائي وإثارة البلع في ظل ظروف صحية ومرضية ، كما هو موضح في الشكل 6. علاوة على ذلك ، يمكن تكرار هذا البروتوكول عدة مرات في نفس القوارض للسماح بالتحقيق في وظيفة / خلل الحنجرة بمرور الوقت. كما هو موضح في الشكل 7 ، نجحنا في تكرار بروتوكول تنظير الحنجرة هذا 6 مرات على مدى فترة زمنية مدتها 4 أشهر للتحقيق في نمط التعافي التلقائي في نموذج جراح...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لقد نجحنا في تطوير بروتوكول تنظير الحنجرة القابل للتكرار الخاص بالمورين والذي يسمح بالتصور عن قرب لحركة الحنجرة أثناء التنفس والبلع. الأهم من ذلك ، يمكن تنفيذ البروتوكول بمرور الوقت في نفس لدراسة تأثير الحالات المرضية المختلفة على وجه التحديد على وظيفة الحنجرة. تم تطوير هذا البروتوكول على مدار العقد الماضي وخضع لتعديلات كبيرة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها على طول الطريق. كان تحسين التخدير هو التحدي الأكبر الذي يجب التغلب عليه لمنع الجرعات الزائدة التي تلغي البلع و / أو تخاطر بالوفيات المرتبط...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإعلان عنه.
تم تمويل هذا العمل جزئيا من خلال منحتين من المعاهد الوطنية للصحة: 1) منحة متعددة PI (TL و NN) R01 (HL153612) من المعهد الوطني للقلب والرئة والدم (NHLBI) ، و 2) منحة R03 (TL ، DC0110895) من المعهد الوطني للصمم واضطرابات التواصل الأخرى (NIDCD). تم تمويل تطوير برنامج تتبع حركة الحنجرة المخصص جزئيا من خلال منحة مؤسسة كولتر (TL & Filiz Bunyak). نشكر كيت عثمان وكلوي بيكر وكينيدي هولشر وزولا ستيفنسون على تقديم رعاية ممتازة لقوارض المختبرات لدينا. كما نعرب عن تقديرنا لرودريك شلوتزهاور وتشيستون كاليس من MU Physics Machine Shop لتصميمهما ومدخلاتهما وتصنيع منصة التنظير الداخلي المخصصة الخاصة بنا والتعديلات الاستراتيجية على المناظير الداخلية التجارية ومعالجات دقيقة لتلبية احتياجاتنا البحثية. تم تطوير برنامج تتبع حركة الحنجرة المخصص الخاص بنا بالتعاون مع الدكتور فيليز بونياك والدكتور علي حمد (قسم الهندسة الكهربائية وعلوم الكمبيوتر بجامعة ميشيغان). نشكر أيضا جيم مارناتي من Karl Storz Endoscopy على تقديم الإرشادات حول اختيار منظار الأذن. أخيرا ، نود أن نشير بالعديد من الطلاب / المتدربين السابقين في Lever Lab الذين أبلغت مساهماتهم في تطوير بروتوكول تنظير الحنجرة الحالي للفئران: مارلينا سيفزيك ، كاميرون هينكل ، أبيجيل روفناك ، بريدجيت هوبويل ، ليزلي شوك ، إيان دينينجر ، تشاندلر هاكستون ، مورفي ماستين ، ودانيال شو.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| أتيباميزول | زويتيس | Antisedan; 5 ملغ/مل | بارسيباني-تروي هيلز، نيوجيرسي |
| المضخم الحيوي | شركة وارنر إنسترومنت كورب. | DP-304 | هامدن، كونيتيكت |
| قطب إبرة الكتلة الكهربائي المتجمع | شركة تشالغرين إنتربرايزز، إنك. | 231-025-24TP; 25 مم × 0.3 مم / 30 G | جيلروي، كاليفورنيا |
| أداة تطبيق ذات طرف قطني (مدببة) | المنتجات الطبية البيوريتانية | المرجع 25-826 5W | جيلفورد، مين |
| نظام جمع البيانات | التعديلات | باورلاب 8/30 | كولورادو سبرينغز، كولورادو |
| نظام التحكم في درجة حرارة التيار المستمر - لمنصة التنظير | FHC, Inc. | 40-90-8D | بودوين، مين |
| برنامج تسجيل الفيزيولوجيا الكهربائية | التعديلات | مخطط المختبر 8 مع وحدة التقاط الفيديو | كولورادو سبرينغز، كولورادو |
| جهاز مراقبة المنظار | كارل ستورز للتنظير الداخلي-أمريكا | شاشة Storz Tele Pack X | إل سيغوندو، كاليفورنيا |
| الجليكوبيرولات | العناية المركزة بيرامال | NDC 66794-204-02؛ 0.2 ملغ/مل | بيت لحم، بنسلفانيا |
| قطب أرضي | شركة كونسيليديتد نيرو سبلاي، إنك. | ستانلس ستيل بقياس 27، #S43-438 | لوفلاند، أوهايو |
| غرفة حث الإيزوفلوران&nb; | شركة برينتري ساينتيفيك، إنك. | صندوق تخدير الغاز - الأحمر | برينتري، ماساتشوستس |
| هيدروكلوريد الكيتامين | كوفيتروس أمريكا الشمالية | NDC 11695-0703-1، 100 ملغ/مل | دبلن، أوهايو |
| ملعقة معدنية لفصل لسان المزمار عن الفيلم | أدوات العلوم الدقيقة | البند رقم 10091-12؛ | مدينة فوستر، كاليفورنيا |
| الفرشاة الصغيرة لإزالة الطعام/الإفرازات من تجويف الفم | شركة سافيكو لدنتال سبلاي | المرجع 285-0023، 1.5 مم | بوفالو جروف، إلينوي |
| وسادة تسخين بحجم الفأرة لمنصة التنظير | FHC, Inc. | 40-90-2-07 – وسادة تدفئة 5 × 12.5 سم | بودوين، مين |
| مرهم العيون (معقم) | شركة أليرغان، إنك. | تجديد Lacri-lube | إيرفاين، كاليفورنيا |
| الأوتوسكوب | كارل ستورز | المرجع 1232AA | إل سيغوندو، كاليفورنيا |
| حساس الرئة | BIOPAC Systems, Inc. | RX110 | جوليتا، كاليفورنيا |
| قياس التأكسج النبضي - جهاز Vetccourt Pro للمراقب البيطري | سينتيير HC, LLC | الجزء رقم 710-1750 | واكيشا، ويسكونسن |
| وسادة تسخين بحجم فئران لمنصة التنظير | FHC, Inc. | 40-90-2 – وسادة تدفئة مقاس 12.5×25 سم | بودوين، مين |
| إبر معقمة لحقن المخدرات | بيكتون، ديكنسون وشركاه | المرجع 305110، 26 G × 3/8 بوصة، PrecisionGlide | فرانكلين ليكس، نيوجيرسي |
| حقن معقمة لحقن المخدرات | بيكتون، ديكنسون وشركاه | المرجع 309628؛ 1 مل، طرف لوير-لوك | فرانكلين ليكس، نيوجيرسي |
| ستائر جراحية لتغطية قفص الحث للبيئات المظلمة | كوفيديين LP | مادة الستائر الجراحية من أرجايل، طبقة واحدة | مينيابوليس، مينيسوتا |
| شريط جراحي لتثبيت حساس الرئة على البطن | 3M للرعاية الصحية | #1527-0، نصف بوصة | سانت بول، مينيسوتا |
| بطانية شفافة لتنظيم الحرارة | شركة ذا غلاد برودكتس | الصحافة فيلم الختم اللاصق | أوكلاند، كاليفورنيا |
| برامج تحرير الفيديو | شركة بيناكل سيستمز، إنك. | استوديو بيناكل، الإصدار 24 | ماونتن فيو، كاليفورنيا |
| وسادة تسخين مائية - لمحطة تحفيز/استرداد التخدير | أنظمة أدرويت الطبية | مضخة العلاج الحراري HTP-1500 | لودون، تينيسي |
| زيلازين | الطبيب البيطري | NDC 13985-701-10؛ تم تخديرها، 100 ملغ/مل | بويزي، أيدا |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.