Gezielte Abgabe von Substanzen an das Gehirn der Maus über Infusion in die Arteria carotis interna

Zusammenfassung

Quelle: Leda, A. R., et al. Mikrochirurgische Infusionstechnik der Maus zur gezielten Verabreichung von Substanzen in das ZNS über die Arteria carotis interna. J. Vis. Exp. (2017)

Dieses Video zeigt ein mikrochirurgisches Verfahren, das die gezielte Infusion einer Testsubstanz in das Gehirn über die Arteria carotis interna (ICA) ermöglichen soll. Das Verfahren beinhaltet präzises Nähen und Gefäßmanipulationen, um den Blutfluss vorübergehend einzuschränken und eine kontrollierte Entbindung zu gewährleisten. Ein Kapillarschlauch wird in die Arteria carotis externa (ECA) eingeführt und in Richtung der Bifurkation vorgeschoben. Nach der Infusion umgeht die Substanz den systemischen Kreislauf, überwindet die Blut-Hirn-Schranke und erreicht eine gezielte Abgabe an das Hirnparenchym.

Protokoll

Alle Verfahren, bei denen Tiermodelle zum Einsatz kommen, wurden von der örtlichen institutionellen Tierpflegekommission und der tierärztlichen Prüfstelle der JoVE überprüft.

1. Vorbereitung von Mäusen für die Operation

1. Betäubung der Maus mit Isofluran, gemischt mit Sauerstoff, unter Verwendung eines Laboranästhesiesystems. Verwenden Sie Isofluran mit einer Einstellung zwischen 4-5 % und einem Sauerstofffluss von 2 l/min auf der kommerziellen Maschine (siehe Materialtabelle). Bringen Sie das Tier unter ein Stereomikroskop auf die Operationsoberfläche und halten Sie die Narkose mit einem Nasenkonus aufrecht (verwenden Sie die Isofluran-Einstellung 1,5 - 2,5 und einen Sauerstofffluss bei 2 l/min).
   1. Stellen Sie sicher, dass die Atemfrequenz der Maus etwa 1 - 2 Atemfrequenz/sec beträgt, ohne nach Luft zu schnappen. Stellen Sie außerdem sicher, dass das Tier keine Schnurrhaare, keine Stimulationsreaktion und keinen Pedalreflex (Zehenkneifen) zeigt. Überwachen Sie die Atemfrequenz und die Anstrengung während der Operation, mindestens alle 5 Minuten. Befolgen Sie die spezifischen Richtlinien des Institutional Animal Care and Use Committee und die veterinärmedizinischen Richtlinien für die Anästhesieüberwachung von Nagetieren.
2. Tragen Sie mit einem sterilen Tupfer einen Tropfen Gleitmittel auf jedes Auge auf, um Trockenheit zu vermeiden. Die Verabreichung von entzündungshemmenden und schmerzstillenden Mitteln zur Linderung von Beschwerden wird empfohlen.
3. Halten Sie das Tier auf dem Rücken liegend mit einem Nasenkonus in Narkose.
4. Reinigen Sie den Halsbereich des Tieres, indem Sie den Bereich dreimal mit Ethanol 70% und Chlorhexidin abwischen. Rasieren Sie den Operationsbereich des Tieres mit einem Rasierer (siehe unten).

2. Dissektion der Arteria carotis communis (CCA)

1. Führen Sie den gesamten mikrochirurgischen Eingriff unter einem Stereomikroskop durch. Führen Sie mit einer chirurgischen Schere und Pinzette einen flachen Mittellinienschnitt im Hals von oberhalb des Brustbeins bis unter den Kiefer (ca. 3 bis 4 cm) durch.
2. Mit einer Pinzette werden Fett- und Bindegewebe vorsichtig getrennt, um die Luftröhre freizulegen.
3. Legen Sie ein Kissen (runder Gegenstand, ca. 0,5 cm Durchmesser) auf den Nacken der Maus, um den Hals zu verlängern und den Bereich weiter freizulegen.
4. Trennen Sie das Gewebe entweder mit einem Gewebeaufroller oder mit Haken.
5. Zupfen Sie das Bindegewebe auf der linken Seite der Luftröhre des Tieres vorsichtig auseinander, um das linke CCA freizulegen.
6. Mit einer Pinzette wird vorsichtig das gesamte Bindegewebe entfernt, um die CCA-Bifurkation und den Beginn der äußeren und inneren Halsschlagadern freizulegen.

3. Vorbereitung der CCA für die Infusion der Substanz Führen

1. Sie zwei Segmente der Nylonnaht (jeweils ca. 1 cm) mit einer Pinzette unter die Arteria carotis externa (ECA) ein.
2. Platzieren Sie einen dauerhaften Knoten an der höchstmöglichen Stelle des ECA.
3. An der tiefstmöglichen Stelle des ECA, unmittelbar über der CCA-Bifurkation, ist ein abnehmbarer Knoten anzubringen. Dieser Knoten sollte im Vergleich zum oberen Knoten locker sein.
4. Verschließen Sie das CCA mit einem Gefäßclip an der tiefstmöglichen Stelle.
5. Verschließen Sie die Arteria carotis interna (ICA) mit einem Gefäßclip.
6. Führen Sie mit einer Mikrodissektionsfederschere einen kleinen Schnitt in der ECA (ca. 2 mm) zwischen den beiden Knoten durch.

4. Substanzinfusion über ICA

1. Bauen Sie ein Infusionssystem zusammen. Befestigen Sie einen Kapillarschlauch von 6 Zoll (ideale Abmessungen: 2,5 mm x 1,2 mm) an einer Tuberkulinspritze, die 250 μl der zu infundierenden Substanz enthält (u. a. Arzneimittel, Krankheitserreger, extrazelluläre Vesikel) und führen Sie die Kapillarspitze vorsichtig in die in Schritt 3.6 durchgeführte Inzision ein.
2. Schieben Sie die Kapillare weiter nach unten, bis sie einen Mittelpunkt zwischen der Bifurkation und dem Clip erreicht, der den CCA schließt.
3. Binden Sie den unteren ECA-Knoten fest. Stellen Sie sicher, dass der Knoten locker genug ist, um die Kapillarflüssigkeit zu ermöglichen, und fest genug, um ein Auslaufen zu verhindern.
4. Entfernen Sie den Clip von der ICA.
5. Üben Sie vorsichtig Druck auf den Spritzenkolben aus, um eine Infusion der Substanz mit ca. 10 μl pro Sekunde zu ermöglichen.

5. Verfahren nach der Infusion

:

1. Setzen Sie den Clip wieder auf den ICA.
2. Entfernen Sie vorsichtig den Kapillarschlauch.
3. Binden Sie den unteren ECA-Knoten vollständig fest.
4. Entfernen Sie die Clips vom ICA und vom CCA.

6. Verschluss des Schnitts und postoperative Pflege

1. Entfernen Sie den Retraktor oder die Gewebehaken und das Kissen.
2. Reinigen Sie den Nahtbereich mit steriler Kochsalzlösung.
3. Verschließen Sie den Schnitt mit Nylonnaht/-nadel und Pinzette.
4. Verabreichen Sie entzündungshemmende und schmerzstillende Mittel, um postoperative Beschwerden zu lindern.
5. Setzen Sie das Tier für mindestens 1 Stunde in einen Käfig, stellen Sie es auf ein Heizkissen und überwachen Sie die Genesung.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Anästhesieinstrument	Vetequip	901806
Chirurgische Schere	Fine Science Tool	14558-09
Chirurgische Zange mit gerader Spitze	Fine Science Tool	00108-11
Chirurgische Pinzette mit abgewinkelter Spitze	Fine Science Tool	00109-11
Federschere	Fine Science Tool	15000-08
Nylon-Nahtmaterial	Braintree Scientific	SUT-S 104
Kapillarschlauch (Micro-Renathane 0,010" x 0,005" pro Fuß)	Braintree Scientific	MRE01050
Verschlussnaht	VWR	95057-036
Isofluran	Piramal
2,3,5-Triphenyltetrazoliumchlorid	FisherScientific	50-121-8005