2010年1月22日
本视频展示了如何通过手术阻塞豚鼠的内淋巴管以产生内淋巴积水。
大家好,我叫 Chris Edden。我是凯斯西储大学耳鼻喉头颈外科的一名研究人员。今天我将介绍在豚鼠中进行内淋巴管手术阻断的方法,该操作可导致内淋巴积水,用于模拟多种与耳部疾病相关的病理状况。
淋巴囊积水是指耳蜗内淋巴腔室的肿胀,是梅尼埃病的关键组织学标志。在此可以看到正常耳蜗的横截面图,其中包含两个外淋巴腔室——前庭阶和鼓阶,以及一个未扩张的中阶,中阶与内淋巴管相延续。在手术后数周内,我们所操作的这一结构(中阶)会出现扩张,如图所示,前庭膜也随之膨隆。动物模型的手术耳还会出现进行性波动性听力下降。
与许多空气相关疾病类似,自1965年Robert Kor和Harold Schneck首次描述以来,豚鼠水囊肿的手术诱导一直是人类梅尼埃病的金标准动物模型。尽管该手术最初采用更具侵入性的硬膜内入路进行,但我们中心更倾向于使用硬膜外入路,因为这种方法可显著降低动物的发病率和死亡率。以下是成功且人道地实施这一较为复杂手术所必需的材料、动物护理及手术方法的详细说明。
首先,我将介绍所需的手术材料。实验动物为成年雌性白色豚鼠,品系为邓肯·哈特利(Duncan Hartley),购自查尔斯河国际实验室公司(Charles River International Laboratories Incorporated)。进行手术室准备和无菌设置时,需要无菌手术服、带有无菌罩和Mars系统的手术显微镜、小型带窗洞巾、术中加热垫以及吸引装置。
5 号吸引器、吸力装置、40 号无菌生理盐水吸引管、不锈钢托盘和头架。麻醉用药需要术前使用 60 毫克/千克的氯胺酮和 12 毫克/千克的赛拉嗪。术中需要石油基润滑剂、电动剃须刀、聚维酮碘和 70% 乙醇。术中还需要 0.6 毫升 0.25% 布比卡因、11 号一次性安全手术刀片、三把弯止血钳、Liebe 外骨膜剥离器、WEXcell 外科尖刀和耳科钻,以及 1.5 毫米和 0.5 毫米金刚砂钻头。
直型骨刮匙、10 ml 注射器、骨蜡、明胶海绵、4-0 可吸收缝线配 P-13 圆刃缝合针、持针钳、带齿镊、钻石纹钳口缝针持针器及缝线剪刀。术后护理需准备带有加热垫的清洁笼具,以及 0.2 ml 浓度为 22.7 mg/ml 的恩诺沙星。
0.05 毫升浓度为 0.3 毫克/毫升的布托啡诺。首先通过肌肉注射给予豚鼠每千克体重 60 毫克的氯胺酮和每千克体重 12 毫克的赛拉嗪进行麻醉。该麻醉方案可维持 60 至 90 分钟的麻醉效果,且通常不会引起呼吸抑制,这通常足以完成本操作。
麻醉动物后,将石油基润滑剂涂抹于眼睛。接着,使用电推剪从上胸部至头顶剃除头部后方的毛发。然后用聚维酮碘对部位进行消毒,再用酒精擦拭。
现在动物已准备好进行手术。我叫Dr.Cliff McGillion,是克利夫兰凯斯西储大学医院耳鼻喉头颈外科的教授,同时也是耳科和神经耳科的主任。
我今天要向您介绍的是在豚鼠中诱导内淋巴囊积水的手术技术。我们采用口腔外入路,暴露乙状窦,并在乙状窦的前方及外侧位置,找到内淋巴系统的O形结构,切除导管组织和囊壁组织,并在直视下将导管部分钻除。
我认为该操作中最关键的部分是游离乙状窦,然后在其内侧直接观察内淋巴管的O形弯曲。一旦手术区域准备就绪,即将动物转移至手术室,并固定于头架上。颈部屈曲,以充分暴露枕骨嵴,并以无菌方式铺巾,以确保动物的健康与安全。
观察在手术过程中为维持适当的体温而对人类患者所需采用的相同无菌技术,务必在第一次切口前将加热垫放置于手术表面下方。在手术部位周围注射标记。手术操作始于颅骨顶部正中线处做一皮肤切口,沿枕骨进行,以获得充分暴露;通过在切口两侧各放置一把止血钳来牵开皮肤。由于豚鼠具有较强的止血机制,因此无需使用电灼术。
接下来,沿颈部肌肉做一横向切口。为暴露枕骨,位置恰当的切口可立即显露出颞枕缝线,如此处所示。横断通常位于肌肉下方的枕大神经可能会引起动物抽搐。
尽管在切开肌肉时已实施充分的麻醉,但仍需感觉到刀片下方的骨骼。若未感觉到,切口可能过低,从而在切开颈部肌肉后存在横断脊髓的风险。使用第三把止血钳夹住切口的上方部分,并由手术助手固定在位。
采用钝性分离法暴露枕骨。操作时应始终位于枕外嵴的右侧,并以左耳作为对照。在此模型中,随后使用一把Lumper骨膜剥离器进一步暴露颅骨,显露枕外嵴及枕颞缝线。钻孔操作从略低于缝线下方的位置开始,使用直径为1.5毫米的金刚砂钻头进行。
目标是暴露后颅窝和乙状窦。所有磨骨操作必须始终在颞枕缝线处或其下方进行。使用5号吸引管及时吸除血液。
同时安排一名助手使用无菌生理盐水持续冲洗术区,生理盐水可从10 cc注射器中持续滴注。钻孔会导致骨髓腔出血,但可使用金刚砂钻头在约1毫米的深度处止血。
将可见一条微弱的蓝色线条。这是乙状窦。就站在这里。
您的位置位于乙状窦的外侧。可找到内淋巴管的壶腹部。明确乙状窦的边缘至关重要,但不可穿透该结构。
当上覆骨质已变得足够薄时,即停止钻孔,并将吸引器更换为40号。同时使用更高倍率的放大镜。用直头骨凿轻柔地去除上覆骨质。
轻柔地向内侧牵拉乙状窦,以显露其内侧的骨岬,但骨岬可能因血液遮挡而无法明显可见。现在,继续轻柔地向内侧牵拉已去骨化的乙状窦,从而显露骨岬。随后使用较小的0.5切割钻头磨开骨沟,破坏内淋巴囊,最终暴露内淋巴管。
导管在周围骨组织的白色背景中呈现为一个深色的椭圆形。在用骨蜡填塞之前,先钻开约一毫米的导管。使用明胶海绵将骨蜡推入导管内。
结扎内淋巴管将诱导内淋巴积水。使用4.0聚羟基乙酸可吸收缝线将肌肉层缝合。随后无缝过渡至皮下缝合技术处理皮肤切口。此种缝合方式无需术后拆线,且可避免动物抓挠手术部位或将缝线或缝钉拉出的风险。
术后,将豚鼠放入孵育箱中以维持体温,并每30分钟检查一次直至其苏醒。需观察动物的呼吸频率和体色。该中心使用广谱抗生素in-in和布托啡诺(buprenorphine)来处理疼痛并发症。
与任何手术一样,受试对象均存在风险。接下来我将介绍一些可能的术中并发症及其预防方法。呼吸抑制:外科医生应始终注意动物的呼吸情况,若呼吸停止或减慢,则需及时处理。
停止手术,目视检查胸廓是否有运动。若动物出现呼吸暂停,需检查口腔和气道是否被阻塞。对于乙状窦穿通,使用明胶海绵和压迫止血,并配合吸引头直至出血停止。
使用明胶海绵覆盖硬脑膜穿透部位时,切勿在乙状窦外侧钻孔超过一毫米,否则可能损伤后半规管,导致该只豚鼠的所有实验数据失效。在豚鼠中进行内淋巴管手术阻断是一项技术要求较高的手术,但借助适当的工具、正确的指导以及对相关解剖结构的充分了解,该手术可被成功实施,既符合动物伦理,也可作为人类梅尼埃病的有效模型。
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本视频展示了如何手术阻塞豚鼠的内淋巴管,从而诱导内淋巴积水的形成。该模型对于研究与梅尼埃病相关的耳部病理具有重要意义。
该手术模型提供了一种可重复的方法,用于在豚鼠中诱导膜迷路积水,从而支持对与梅尼埃病发病机制相关的内耳液体调节紊乱进行机制性研究。硬脑膜外入路在保持模型可靠性的同时降低了手术相关并发症,有助于耳科治疗药物的临床前靶点验证和检测方法开发。该模型可作为与疾病相关的系统,用于评估化合物对内淋巴稳态及听力功能的影响。
该模型可整合到从靶点验证到先导化合物筛选,再到临床前药效测试的整个发现流程中,尤其适用于涉及液体平衡失调的耳部疾病研究。