2014年10月2日
兔实验性颅内压控制的血液分流蛛网膜下腔出血(SAH)模型结合了标准操作步骤——锁骨下动脉插管和经皮小脑延髓池穿刺,可高度模拟人类SAH后的病理生理状态。本文提供了详细的分步操作说明,并讨论了成功建立实验性SAH模型的关键手术要点。
本实验的总体目标是在兔体内建立一种不受检查者影响的、由颅内压(ICP)控制的血液分流急性蛛网膜下腔出血(SAH)模型。该模型的建立分为三个步骤:首先,对锁骨下动脉进行插管;其次,进行数字减影血管造影;最后一步,放置神经监测探头和脊髓穿刺针。
将脊髓穿刺针和锁骨下动脉连接至分流装置,以诱导产生与操作者无关的、由颅内压(ICP)控制的急性蛛网膜下腔出血(SAH),最终可监测动物在急性SAH期间的颅内压、脑血流量(CBF)以及心肺呼吸反应。该方法有助于回答神经血管领域的关键问题,例如早期脑损伤和迟发性脑血管痉挛如何影响预后及死亡率。在动脉瘤性蛛网膜下腔出血模型建立过程中,首先将已镇静的家兔仰卧位固定,前后肢均固定于手术台面。
以如下方式安装三通道心电图仪:将三个皮下电极以三角形排列方式置于兔腹部腹侧。接着,使用聚维酮碘或类似消毒剂对右侧胸肌区域、锁骨中段约三分之一处的皮肤进行消毒,并用无菌单覆盖动物。
用局部麻醉药浸润胸肌后,做一条外侧近中线的皮肤切口,并暴露胸肌。通过钝性分离上下方向的肌纤维,直至可见锁骨下动脉。然后在显微镜下,使用两把直显微镊子游离锁骨下动脉,并在其远端进行结扎,再用四号聚丝缝线和一把弯显微镊子在暴露的近端周围放置结扎线。
接下来,使用弯头显微剪刀切开锁骨下动脉壁,并逆行插管进入动脉。然后,朝向近端结扎处用双结结扎固定导管;此外,再朝向远端结扎处用双结结扎进一步固定导管,以防止动脉扭曲或近端血管弯曲,并避免导管滑脱或大出血。随后采集血样进行动脉血气分析,并持续监测标准的心血管和呼吸参数。
将外部测量装置置于下颌角处,以校准血管造影图像,并实现对基线及随访血管直径进行事后测量的精确比较。随后通过插管动脉逆行注入非离子型碘油造影剂(IOP IOL),并立即用生理盐水冲洗导管,以防导管堵塞。完成基线数字减影血管造影后,将兔重新置于俯卧位,操作时需注意避免移动或重新定位动脉内导管。
连接动脉血压监测装置,开始持续监测标准的心血管和呼吸参数,包括心电图、动脉血压、外周血氧饱和度、呼气末二氧化碳以及核心体温。通过模拟输出接口将数据传输至模拟-数字转换数据记录仪并进行存储。将头部置于固定架中,使其呈30度角向下倾斜,随后用聚维酮碘对头颈部皮肤消毒三次,每次持续一分钟。
用无菌手术单覆盖新的手术区域后,做一条正中皮肤切口。插入小型手术拉钩,根据颅骨外标志进行三处环形截骨,并校准神经监测探头。放置颅内压和脑实质内激光多普勒血流神经监测探针,并用骨蜡封闭骨孔,以确保颅腔液体密闭,维持闭合颅腔状态,从而保持颅内脑灌注压(ICPCPP)和平均动脉压(MAP)的稳态。
接下来,将一根22号40毫米的儿科脊髓穿刺针经皮插入小脑延髓池。然后沿骨性枕外隆凸滑动穿刺针,直至探测到间隙。将兔子头部向下倾斜20至30度角,持续数分钟,观察脑脊液是否自发滴出,以确认穿刺针位置正确。
现在,使用充满血液的压力监测管将枕大池穿刺针与先前已置管的锁骨下动脉连接的三通阀相连。然后打开锁骨下动脉与枕大池之间的分流通道,以诱导蛛网膜下腔出血。打开分流后,颅内压开始上升,接近舒张压水平。
此时,如果颅内压平台期持续超过10秒,或压力自行下降,则在颅内压达到峰值后关闭分流通道;保持脊髓穿刺针原位,直至压力恢复至接近基线水平的稳定状态。最后,移除脑血流细针和颅内压探头。用骨蜡封闭颅骨钻孔,然后使用硫酸新霉素对伤口进行彻底冲洗,并缝合皮肤。
首先,缝合覆盖骨孔处的皮肤。然后将家兔重新置于仰卧位,移除锁骨下动脉导管后,缝合胸大肌和皮肤。本报告中描述的狂犬病血流短路SAH模型可在损伤后24小时即导致海马基底皮层和脑血管系统的早期脑损伤,并诱导出特征性的血液分布。
此外,该模型可引发第3天出现中度至重度的迟发性脑血管痉挛。在蛛网膜下腔出血(SAH)诱导后,由于动物在急性SAH期间处于完全麻醉状态,约有20%的死亡率,主要原因为呼吸停止或严重的心动过缓。从技术角度来看,这种血液分流模型能够实现不受操作者影响且可控的SAH诱导。
进行此操作时,重要的是要牢牢固定锁骨下动脉,小心移动和重新安置动物,并在进行膻中穴针灸时动作轻柔且保持耐心。
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本文介绍了一种在兔体内建立颅内压可控的血液分流模型以模拟急性蛛网膜下腔出血(SAH)的方法。该操作过程高度模拟人类的病理生理条件,为研究SAH提供了重要的科学依据。
能够重现蛛网膜下腔出血(SAH)早期和迟发性后遗症的可靠动物模型,对于转化性神经血管研究和临床前靶点验证至关重要。兔血液分流模型可实现不依赖操作者、且受颅内压(ICP)控制的SAH诱导,支持对急性脑损伤和迟发性脑血管痉挛进行可重复的机制研究。该模型通过提供一个可靠的平台来评估病理生理机制及潜在干预措施,填补了药物研发流程中的一个关键空白。
该模型通过支持对蛛网膜下腔出血(SAH)病理生理学的假设驱动型研究以及干预措施的测试,融入了从发现到临床前研究的连续过程。