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方法文章

用于小鼠大脑中动脉闭塞模型的手工制作硅胶涂层细丝

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DOI:

10.3791/67002

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2024年8月9日

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本文内容

摘要

本方案介绍了一种使用硅胶、尼龙缝合线和注射器针头在小鼠大脑中动脉闭塞(MCAO)模型中制备包被栓线的简便方法。该方法可制备出直径一致且硅胶包裹长度可根据实验需求定制的栓线。

摘要

随着全球人口老龄化,缺血性卒中已成为全球致残和死亡的第二大原因,给社会和家庭带来了巨大负担。尽管静脉溶栓和血管内介入治疗等手段可显著改善急性缺血性卒中患者的预后,但仅有少数患者能够从中获益。为了深入理解该疾病并发现更有效的治疗方法,研究人员正在持续开发和优化动物模型。其中,大脑中动脉闭塞(MCAO)模型是脑血管疾病研究中最常用的模型。该模型所使用的栓线对其建立至关重要。本方案介绍了一种制备具有恒定直径和不同长度硅胶涂层栓线的方法。该方法在C57小鼠中建立的MCAO模型表现出高成功率和良好一致性,为缺血性脑血管疾病的相关研究提供了有力工具。

引言

脑卒中是全球范围内导致死亡和残疾的最常见病因之一。缺血性和出血性脑卒中是脑血管事件的主要类型,其中缺血性脑卒中约占病例的87%1,2,3。目前,缺血性脑卒中患者的治疗方式主要有两种:使用重组组织型纤溶酶原激活剂(rtPA)进行药物溶栓治疗和机械取栓术。然而,由于治疗时间窗狭窄以及存在广泛的排除标准,这些治疗方法的应用受到限制,仅有少数患者能够获益。这凸显了进一步改进缺血性脑卒中治疗策略的迫切需求4,5。体外模型难以模拟脑卒中后复杂的病理生理反应,因此动物模型成为缺血性脑卒中临床前研究不可或缺的重要组成部分。人类局灶性脑缺血最常见原因是大脑中动脉(MCA)的血栓形成或栓塞性阻塞,这使得旨在模拟MCA阻塞(MCAO)的啮齿类动物模型具有高度相关性6。

线栓诱导的MCAO模型是脑卒中研究中最广泛采用的模型,可在大脑中动脉(MCA)起始处实现阻塞,并随后进行再灌注,从而导致大脑皮层下和皮层区域出现广泛的梗死。该模型的优势在于,能够在诱导局灶性缺血后恢复血流,从而模拟人类脑卒中中观察到的病理生理过程

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方案

所有动物实验均遵循经山西省人民医院机构动物护理和使用委员会批准的实验程序和标准(批准编号:2024省级医学伦理委员会第64号)。本实验所用小鼠为雄性C57BL/6小鼠,8-10周龄,体重24-26 g。所用试剂和设备的详细信息见材料表。

1. 丝状体的制备

  1. 标记原始尼龙丝:将6-0尼龙缝线均匀缠绕在塑料直尺板上。在尼龙丝头部(包括涂层标记点和插入深度标记点)起始处的5 mm和10 mm位置做标记。
  2. 用刀片垂直向下切割,确保两端截面完全呈圆形,制得初始长度为2 cm的尼龙丝(图1)。
  3. 制备涂层装置:使用止血钳折断26 G注射器针头,再用砂纸将针孔打磨成完美的圆形。用10 mK注射器抽取2 mL K-704硅胶密封剂,最后将处理好的针头连接到注射器上。
  4. 尼龙丝涂层:将初始尼龙丝插入已准备好的针孔中,直至达到标记的5 mm或10 mm位置。在体视显微镜下,缓慢而稳定地推动注射器,使尼龙丝表面完全覆盖涂层(图2)。
  5. 固化涂层尼龙丝:用胶带将涂覆后的尼龙丝垂直固定,静置约20分钟,使硅胶充分固化。
  6. 灭菌与包装:将制备好的尼龙丝浸入75%酒精中,用棉签擦干后,分装至5 mL离心管中....

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结果

在制备MCAO模型时,用于制作线栓的工具及制备完成的线栓如图3所示。线栓制备完成后,通过颈外动脉插入线栓以建立MCAO模型,并记录手术持续时间。线栓撤出4小时后,若Longa评分达到1-3分,则定义为建模成功。术后每日监测体重变化。术后24小时和72小时采用改良神经功能缺损评分(mNSS)评估神经功能缺损情况。缺血性损伤通过TTC染色进行评估。

在10 mm线栓组中,10只小鼠中有5只发生了蛛网膜下腔出血(SAH),其中2例为致命性出血。因此,这5只受影响的小鼠均被排除在研究之外。相比之下,5 mm线栓组的小鼠均未发生SAH。5 mm线栓组的造模成功率为100%,显著高于10 mm线栓组的50%成功率。

手术时间定义为从皮肤切开至线栓插入的持续时间,5 mm 线栓组显著短于 10 mm 线栓组(614 秒 ± 49.15 秒 vs. 758 秒 ± 65.63 秒,P < 0.01)(.......

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讨论

本研究展示了一种简单且成本效益高的制备栓线的方法,并证实了其在构建大脑中动脉阻塞(MCAO)模型中的可行性。栓线硅胶涂层的长度可根据实验需求进行调整,提供了额外的灵活性。制备5 mm栓线栓子在小鼠实验中实现了100%的成功率,且未发生任何蛛网膜下腔出血(SAH)。在使用10 mm栓线栓子的组别中,出现了SAH病例,而其余小鼠均显示出大脑中动脉区域明确的梗死。降低SAH发生率的关键步骤是在操作过程中遇到阻力时轻微回撤栓线。在初步实验中,当使用5 mm硅胶涂层栓线时,未进行此调整的小鼠中近一半发生了SAH。栓线在到达小鼠前 cerebral 动脉时会遇到阻力12。因此,在回撤栓线前小鼠体位的任何轻微变动均可能导致血管破裂。轻微回撤栓线可有效阻塞大脑中动脉起始部,同时防止栓线尖端进入前 cerebral 动脉(ACA)而引发SAH。

使用10 mm尼龙线时,蛛网膜下腔出血(SAH)的发生率较高,这可能归因于硅胶涂层长度增加导致尼龙线柔韧性降低。这种刚性增加可能使尼龙线在插入过程中遇到阻力时刺破血管。此外,10 mm组的手术时间更长,这与操作.......

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披露

作者声明无利益冲突。

致谢

本工作由吴阶平医学基金会(320.6750.161290)资助。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
10 mL 注射器Haidike Medical Products Co., Ltd.制备纤维的器械
2,3,5-三苯基氯化四氮唑(TTC)Sigma-AldrichG3005TTC 染色用染料
24 孔细胞培养板Corning CLS3527TTC 染色用容器
26 G 注射器针头Haidike Medical Products Co., Ltd.制备纤维的器械
4% 多聚甲醛ServicebioG1101组织固定
6-0 尼龙缝线Haidike Medical Products Co., Ltd.制备纤维的材料
异氟烷麻醉系统Rwd Life Science Co., Ltd.R610 动物麻醉
双极电凝发生器Yirun Medical Instrument Co., Ltd.ZG300手术设备
恒温水浴锅Spring  Instrument Co., Ltd.HH-M6TTC 染色
眼膏广州药业H44023098手术用材料
加热垫ZH Biomedical Instrument Co., Ltd.维持体温 
异氟烷Rwd Life Science Co., Ltd.R510-22-10动物麻醉
美洛昔康Boehringer-IngelheimJ20160020动物镇痛
显微外科动脉夹上海金钟外科器械有限公司 W40130手术器械
显微外科止血钳上海金钟外科器械有限公司 M-W-0022手术器械
显微外科器械套装Rwd Life Science Co., Ltd.SP0009-R手术设备
小鼠体温计湖北大佳尔生物科技FT3400术中体温监测
戊巴比妥钠Sigma-AldrichP3761动物安乐死
剃毛器Joyu 电器PHC-920手术设备
硅胶密封剂KafuterK-704制备纤维的材料
体视显微镜Rwd Life Science Co., Ltd.77001S手术设备
带针缝线(3-0)上海浦东金环医用材料有限公司 F404SUS302手术设备

参考文献

  1. Collaborators GBDS. Global, regional, and national burden of stroke and its risk factors, 1990-2019: A systematic analysis for the global burden of disease study 2019. Lancet Neurol. 20 (10), 795-820 (2021).
  2. Kleindorfer, D. O., et al.

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