Summary

Intrakranielle Drucküberwachung im nichttraumatischen intraventrikulären Blutungsmodell

Published: February 08, 2022
doi:

Summary

Die Überwachung des intrakraniellen Drucks in Nagetiermodellen nichttraumatischer intraventrikulärer Blutungen ist in der aktuellen Literatur nicht üblich. Hier demonstrieren wir eine Technik zur Messung des intrakraniellen Drucks, des mittleren arteriellen Drucks und des zerebralen Perfusionsdrucks während intraventrikulärer Blutungen in einem Rattentiermodell.

Abstract

Überlebende von intraventrikulären Blutungen haben oft eine signifikante Beeinträchtigung des Langzeitgedächtnisses; Daher ist die Forschung mit intraventrikulären Blutungstiermodellen unerlässlich. In dieser Studie suchten wir nach Möglichkeiten, den intrakraniellen Druck, den mittleren arteriellen Druck und den zerebralen Perfusionsdruck während einer nichttraumatischen intraventrikulären Blutung bei Ratten zu messen. Das experimentelle Design umfasste drei Sprague-Dawley-Gruppen: Schein-, Standard-200-μl-intraventrikuläre Blutung und Vehikel-Kontrollgruppen. Durch die Einführung eines intraparenchymalen faseroptischen Drucksensors wurden präzise intrakranielle Druckmessungen in allen Gruppen erzielt. Der zerebrale Perfusionsdruck wurde mit der Kenntnis des intrakraniellen Drucks und der mittleren arteriellen Druckwerte berechnet. Wie erwartet, erlebten sowohl die intraventrikuläre Blutungs- als auch die Vehikelkontrollgruppe einen Anstieg des intrakraniellen Drucks und einen anschließenden Abfall des zerebralen Perfusionsdrucks während der intraventrikulären Injektion von autologem Blut bzw. künstlicher Zerebrospinalflüssigkeit. Die Zugabe eines intraparenchymalen faseroptischen Drucksensors ist vorteilhaft bei der Überwachung präziser intrakranieller Druckänderungen.

Introduction

Intraventrikuläre Blutung (IVH), eine Art intrakranielle Blutung (ICH), ist eine verheerende Krankheit, die signifikante Mortalität und Morbidität mit sich bringt. IVH ist gekennzeichnet als die Ansammlung von Blutprodukten in den intrakraniellen Ventrikeln. Isolierte IVH ist gelegentlich und tritt typischerweise bei Erwachsenenauf 1. Es kann mit hypertensiven Blutungen, rupturiertem intrakraniellen Aneurysma oder einer anderen vaskulären Fehlbildung, Tumoren oder Trauma1 assoziiert sein. IVH führt zu sekundären Hirnverletzungen sowie zur Entwicklung von Hydrocephalus2. Überlebende von IVH haben nach ihrer Verletzung oft erhebliche funktionelle, Gedächtnis- und kognitive Beeinträchtigungen. Diese langfristigen kognitiven und Gedächtnisdefizite werden bei bis zu 44% der Überlebenden von ICH3 berichtet. Bei Subarachnoidalblutungen (SAH), einer anderen Art von ICH, ist bekannt, dass etwa die Hälfte der Überlebenden Gedächtnisdefizite hat, und für diejenigen, die IVH zusätzlich zu SAH haben, sind die Ergebnisse tendenziell signifikant schlechter 4,5,6.

Die zugrunde liegenden Mechanismen der Gedächtnisstörung nach IVH müssen noch aufgeklärt werden. In-vivo-Forschung mit nicht-traumatischen IVH-Tiermodellen mit Funktions- und Gedächtnisstörungen ist unerlässlich, um potenzielle therapeutische Ziele für solche Patienten zu entdecken. Tiermodelle mit schwererem Gedächtnis und funktioneller Dysfunktion nach IVH wären die besten, um diese Veränderungen zu untersuchen. Das Labor des leitenden Autors hat auch speziell die Rolle von hohem intrakraniellen Druck (ICP) bei der Entwicklung von Gedächtnisdefiziten in IVH-Rattenmodellen untersucht. Daher waren Methoden zur präzisen Messung von ICPs während der IVH wichtig zu untersuchen. Hier berichten wir über Methoden zur präzisen Messung von ICPs in einem IVH-Rattenmodell. Obwohl die ICP-Überwachung zuvor sowohl in traumatischen ICH- als auch in Subarachnoidalblutungsmodellen eingesetzt wurde, wird die ICP-Überwachung in spontanen IVH-Nagetiermodellen in der Literatur nicht so häufig berichtet 7,8. Daher umfasste das hier vorgestellte experimentelle Design drei Gruppen von Sprague-Dawley-Ratten: Schein, Standard-200-μl-intraventrikuläre Blutung und Vehikelkontrolle. Für die IVH-Gruppe wurde ein autologes intraventrikuläres Blutinjektionsmodell verwendet. Für Fahrzeugkontrolltiere wurde eine intraventrikuläre Injektion von steriler Lactated Ringer-Lösung verwendet. ICPs, mittlere arterielle Drücke (MAPs) und zerebrale Perfusionsdrücke (CPPs) wurden intraoperativ aufgezeichnet, und die Ergebnisse werden hierin berichtet.

Protocol

Alle Forschungsmethoden und die Tierpflege/-pflege wurden in Übereinstimmung mit den institutionellen Richtlinien an der University of California, Davis, durchgeführt. Das Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) der University of California, Davis, genehmigte alle Tierverwendungsprotokolle und experimentellen Verfahren (IACUC-Protokoll #21874). 1. Tierhaltung Erhalten Sie Sprague-Dawley-Ratten im Alter von 8-10 Monaten. Vor jedem experimentellen Verfahr…

Representative Results

Intrakranieller, mittlerer arterieller und zerebraler PerfusionsdruckSowohl ICPs als auch MAPs wurden bei allen Tieren intraoperativ überwacht (Abbildung 1). Ratten waren 8-10 Monate alt und hatten ein Durchschnittsgewicht von 495 ± 17 g. Es wurden auch Echtzeit-ICP-Diagramme gesammelt (Abbildung 2). Ohne die Scheingruppe stiegen die ICPs während der intraventrikulären Injektion sowohl bei IVH als auch bei Vehikelkontrollgruppen…

Discussion

Diese Studie untersuchte Mechanismen zur Messung von ICPs, MAPs und CPPs in einem nichttraumatischen IVH-Rattentiermodell. Die Ergebnisse wurden von den folgenden Gruppen aufgezeichnet: Scheintiere, VH 200 μL und Vehikelkontrolltiere (künstliche intraventrikuläre Injektion von Zerebrospinalflüssigkeit). Dieses experimentelle Design wurde gewählt, um zu untersuchen, wie ICPs während der IVH-Injektion überwacht werden können, da wir die Hypothese aufstellten, dass der Anstieg der ICPs zu der signifikanteren sekund?…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde durch den NINDS-Zuschuss finanziert: K08NS105914

Materials

0.25% bupivacaine Hospira, Inc. 409115901
1 mL syringe Covetrus 60734
10% providine iodine solution Aplicare MSD093947
20 mL syringe Covidien 8881520657
22 G needles Becton Dickinson 305155
28 G intraventricular needles P technologies 8IC313ISPCXC C313I/SPC 28-Gneedles to fit 22-G guide cannula with 6 mm projection
3-0 silk suture Henry Schein, Inc. SP116
3-way-stopcock Merti Medical Systems M3SNC
4% paraformaldehyde Fisher Chemical 30525-89-4
AnyMaze software Any-Maze behavioral tracking software Stoelting CO, USA
Artificial ointment Covetrus 48272
Blood collection vials with EDTA Becton Dickinson 367856
Bone wax CP Medical, Inc. CPB31A
Carprofen Zoetis, Inc. 54771-8507-1
Centrifuge Beckman BE-GS6R Model GS-6R
Cotton tip applicators Covetrus 71214
Drill Dremel 1600A011JA
Fiberoptic pressure sensors with readout units Opsens Medical OPP-M200-X-80SC- 2.0PTFE-XN-100PIT-P1 and LIS-P1-N-62SC Opp-M200 packaged pressure sensors with LifeSens system
Forceps 11923-13, 11064-07
Gauze Covetrus 71043
Guillotine World Precision Instruments 51330
Heating pad with rectal thermometer CWE, Inc. 08-13000 ,08-13014 TC1000 Temperature controller
Hemostats  13013-14,  13008-12
Isoflurane Covetrus 29405
Lactated ringers Baxter Healthcare Corp. Y345583
Laryngoscope American Diagnostic Corporation 4080
Metal clip Fine Scientic Tools 18056-14
Micro scissors Fine Scientic Tools 15007-08
Microscope Leica model L2
Needle driver 12003-15
Polyethylene tubing Thermo Fisher Scientific 14-170-12B PE-50 tubing
Rats Envigo Sprague Dawley rats 8–10 months old
Scalpel  10010-00
Scissors 14090-11
Stereotaxic instrument Kopf instruments Model 940 with ear bars
Syringe pump KD Scientific 780100 Model 100 series
Touhy Borst Abbott 23242
Ventilator Harvard rodent ventilator 55-0000 Model 683

Referenzen

  1. Gates, P. C., Barnett, H. J. M., Vinters, H. V., Simonsen, R. L., Siu, K. Primary intraventricular hemorrhage in adults. Stroke. 17, 872-877 (1986).
  2. Strajle, J., Garton, H. J. L., Maher, C. O., Muraszko, K., Keep, R. F., Xi, G. Mechanisms of hydrocephalus after neonatal and adult intraventricular hemorrhage. Translational Stroke Research. 3, 25-38 (2012).
  3. Murao, K., Rossi, C., Cordonnier, C. Intracerebral hemorrhage and cognitive decline. Revue Neurologique. 169, 772-778 (2013).
  4. Al-Khindi, T., Macdonald, R. L., Schweizer, T. A. Cognitive and functional outcome after aneurysmal subarachnoid hemorrhage. Stroke. 41, 519-536 (2010).
  5. Kreiter, K. T., et al. Predictors of cognitive dysfunction after subarachnoid hemorrhage. Stroke. 33, 200-208 (2002).
  6. Zanaty, M., et al. Intraventricular extension of an aneurysmal subarachnoid hemorrhage is an independent predictor of a worse functional outcome. Clinical Neurology and Neurosurgery. 170, 67-72 (2018).
  7. Gabrielian, L., Willshire, L. W., Helps, S. C., vanden Heuvel, C., Mathias, J., Vink, R. Intracranial pressure changes following traumatic brain injury in rats: lack of significant change in the absence of mass lesions or hypoxia. Journal of Neurotrauma. 28, 2103-2111 (2011).
  8. Kolar, M., Nohejlova, K., Duska, F., Mares, J., Pachl, J. Changes of cortical perfusion in the early phase of subarachnoid bleeding in a rat model and the role of intracranial hypertension. Physiological Research. 66, 545-551 (2017).
  9. Ariesen, M. J., Claus, S. P., Rinkel, G. J. E., Algra, A. Risk factors for intracerebral hemorrhage in the general population. A systematic review. Stroke. 34, 2060-2066 (2003).
  10. MacLellan, C. L., Paquette, R., Colbourne, F. A critical appraisal of experimental intracerebral hemorrhage research. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 32, 612-627 (2012).
  11. Hartman, R., Lekic, T., Rojas, H., Tang, J., Zhang, J. H. Assessing functional outcomes following intracerebral hemorrhage in rats. Brain Research. 1280, 148-157 (2009).

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Diesen Artikel zitieren
Peterson, C., Hawk, C., Puglisi, C. H., Waldau, B. Intracranial Pressure Monitoring In Nontraumatic Intraventricular Hemorrhage Rodent Model. J. Vis. Exp. (180), e63309, doi:10.3791/63309 (2022).

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