Partielle Sehnerv Durchtrennung bei Ratten: ein Modell gegründet mit einem neuen operativen Ansatz zur sekundären Degeneration der retinalen Ganglienzellen bewerten

Die sekundäre Degeneration der retinalen Ganglienzellen tritt vor allem beim Glaukom auf. Dieser Artikel veranschaulicht ein innovatives Operationsansatzmodell der partiellen Durchtrennung des Sehnervs. Dieser platzsparende Operationsansatz verbessert die Fähigkeit des Untersuchers, Medikamente oder Träger oder selektive Tracer von RGCs auf dem Stumpf des teilweise durchtrennten Sehnervs zu verabreichen, und ermöglicht es den Forschern, die sekundären Verletzungsmechanismen von RGCs auf eine neue Art und Weise zu untersuchen.

Das Glaukom ist eine chronische neurodegenerative Erkrankung, und die fortschreitende Neuropathologie besteht lange Zeit an. Okuläre Hypertonie ist eine klare Ursache für das Glaukom, und es hat sich gezeigt, dass die Verringerung der okulären Hypertonie die einzige bestätigte wirksame Therapie für die Behandlung des Glaukoms ist. Die Situation einiger Patienten wird sich jedoch weiter verschlechtern, selbst wenn die okuläre Hypertonie unter Kontrolle gebracht wurde.

Daher wird angenommen, dass eine sekundäre Degeneration von RGCs beim Glaukom auftritt. Der Mechanismus, der speziell mit der primären oder sekundären Degeneration zusammenhängt, ist jedoch noch nicht geklärt. Der Mechanismus der sekundären Degeneration von RGCs wird die Behandlung von Neurotrauma und neurodegenerativen Erkrankungen des CES leiten.

Zur Unterstützung der partiellen quantitativen Durchtrennung des Sehnervs stellen wir ein neu entwickeltes, kostengünstiges chirurgisches Instrument vor. Das Instrument besteht aus zwei Teilen, einer Handstange und einem gerillten Kopf. Der gerillte Kopf ist halbkreisförmig mit einer vertikalen Tiefe von 200 Mikrometern, und die gerillte Oberfläche ermöglicht es, dass der ventrale Sehnerv darin liegt und für die Durchtrennung stabilisiert wird.

Lege den Sehnerv in die Rille des Instruments. Die gerillte Oberfläche des Instruments ermöglicht die Stabilisierung des Sehnervs für die Durchtrennung. Durchschneiden Sie dann den Sehnerv vertikal mit einer entsprechenden Nadelspitze oder Messerspitze.

Bitte beachten Sie, dass nur der dorsale Teil des Sehnervs abgeschnitten wird, da der ventrale Teil durch das Instrument geschützt ist. Trennen und dissoziieren Sie die Dura um den Sehnerv herum und stellen Sie sicher, dass die mit der Hirnhautscheide verbundene Augenarterie nicht abgeschnitten wird. Die primäre Verletzung wurde in RGCs erreicht, die den quantitativ durchtrennten Axonen des Sehnervs auf der dorsalen Seite entsprachen, während die sekundäre Verletzung in RGCs durchgeführt wurde, die den nicht durchtrennten Axonen des Sehnervs auf der zentralen und ventralen Seite entsprachen, ohne direkte Schädigung.

Die Ratten wurden mit einem veterinärmedizinischen Isofluran-Verdampfersystem betäubt. Die Anästhesie wurde während der Operation überwacht und die Isofluran-Dosierung entsprechend angepasst. Bewerten Sie ständig die Atemtiefe und -frequenz und führen Sie alle fünf Minuten eine Zehenkneifbewertung durch, um sicherzustellen, dass keine tiefen Schmerzen auftreten.

Legen Sie die rechte Seite der Ratte nach oben auf den Operationstisch, wobei der Kopf zur Operation zeigt. Stellen Sie die rechte Augenhöhle in der Mitte des chirurgischen Sichtfeldes ein. Reinigen Sie dann den Inzisionsbereich mehrmals entlang des lateralen Canthus bis zum äußeren Foramen akustikus der rechten Orbitalhaut mit der Anwendung von 0,5 % Chlorhexidin und 75 % Ethanol.

Entfernen Sie das Fell zwischen dem lateralen Canthus und dem äußeren Foramen acousticus mit einer Irisschere. Machen Sie mit einer Irisschere einen Hautschnitt entlang des lateralen Canthus bis zum äußeren Foramen akustikus mit einer Länge von 0,5 bis einem Zentimeter. Kneifen Sie dann die Blende zusammen und ziehen Sie sie nach oben, um einen dreieckigen Keil mit einer 0,12 Millimeter gezahnten Pinzette zu bilden.

Führen Sie die untere Klinge der Vannas Federschere in den Schnittbereich ein und schneiden Sie die Faszie mit der gleichen Scherrichtung wie die Scherenhaut auf. Insbesondere beim Schneiden der subkutanen Faszie im äußeren lateralen Canthus die subkutane Faszie an der Oberfläche der Faszie mit der scharfen gezackten Pinzette vertikal nach oben ziehen und die Faszie mit einer Vannas Federschere schneiden, um eine Beschädigung der Orbitalvene am äußeren Canthus zu vermeiden, die zu einem Modellversagen durch übermäßige Blutungen führt. Schneide die Faszie mit einer Irisschere ab und lege die Orbitavene frei.

Verwenden Sie eine stumpfe Dissektion, um beide Seiten des Schnitts zu öffnen. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, dass es bei direktem Durchtrennen der Blutgefäße Blutungen verhindern kann. Schneiden Sie dann mit einer Irisschere den rechten lateralen Canthus entlang der Schnittlinie auseinander, um den chirurgischen Zugang vollständig freizulegen und das Sichtfeld für die anschließende stumpfe Dissektion der Orbitamuskulatur vollständig freizulegen.

Klemmen Sie die Mappe des Musculus subfascialorbitalis weiter ein und stumpfen Sie den Abstand vertikal in Richtung des Haut- und Faszienschnitts ab. Trennen Sie sich dann allmählich an den Seiten, um die Orbitatiefe bis zum Auftreten von orbitalem Fettgewebe zu erreichen. Dieses Verfahren öffnet tiefere Teile der Augenhöhle und bietet ein größeres chirurgisches Fenster für die Arbeit und ermöglicht einen ungehinderten Zugang zu dem Gewebe, das über dem Sehnerv liegt.

Wenn bei den oben genannten Verfahren Blutungen auftreten, üben Sie Druck mit sterilen chirurgischen Tupfern oder Wattestäbchen aus. Nach Freilegung des Fettgewebes in der Orbita wird die Richtung des Rattenkopfes von der senkrechten Ausrichtung des Chirurgen auf die rechte Seite des Chirurgen verlagert. Schneiden Sie das orbitale Fettgewebe ab, das auf dem Orbitamuskelkegel um den Sehnerv herum bedeckt ist.

Diese Aktion kann sicherstellen, dass der geeignete chirurgische Ansatz aufgedeckt wird. Bitte beachten Sie, dass das Volumen des resezierten Fettgewebes in einem vernünftigen Bereich gehalten werden sollte, um anhaltende Blutungen zu vermeiden. Nach dem Durchtrennen des Fettgewebes wird der laterale Rektus freigelegt.

Klemmen Sie das seitliche Rektus nach außen und schneiden Sie es dann mit einer Federschere von Vannas ab. Der Zweck dieses Verfahrens ist es, eine bessere Freilegung des Sehnervs zu erreichen, da der laterale Rektus viel breiter ist und offensichtlich die Sicht auf den Sehnerv blockiert. Wenn sich unter dem lateralen Rektus noch Fettgewebe befindet, ziehen Sie das Fett über dem Sehnerv mit einer 0,12 Millimeter Zahnzange nach oben und schneiden Sie mit der Federschere Vannas.

Dann ist die Gewebshülle um den Sehnerv sichtbar. Fahren Sie fort, die Gewebehülle entlang der Richtung des Sehnervs in der Tiefe der Umlaufbahn zu trennen, bis der Sehnerv vollständig freigelegt ist. Halten Sie den Bereich sauber, indem Sie chirurgische Tupfer verwenden, um kleine Mengen Blut zu reinigen, die bei der Entnahme des Gewebes entstehen.

Nun sollte der Sehnerv sichtbar sein. Um Zugang zum Nerv zu erhalten, entfernen Sie die Hirnhautscheide, die den Nerv umgibt, ohne die Arteria ophthalmica zu beschädigen. Drehen Sie die Hülle vorsichtig, um das Gefäßmuster der Dura mit höherer Vergrößerung des Operationsmikroskops zu untersuchen.

Suchen Sie sich einen Bereich, der frei von Blutgefäßen ist, und erlauben Sie einen Längsschnitt an der Dura. Reißen Sie die Schleuse parallel zur Richtung des Sehnervs mit der Nadelspitze oder Messerspitze vorsichtig auf, um eine Schädigung des Gefäßsystems durch seitliche Schnitte zu vermeiden. Das einzige, was den Nerv bedeckte, war die Arachnoidalmembran.

Es ist sehr dünn und transparent. Ähnlich wie im vorherigen Schritt reißen Sie die Arachnoidalmembran vorsichtig mit der Nadelspitze oder der Messerspitze parallel zur Richtung des Sehnervs auf. Legen Sie den Sehnerv sanft und vorsichtig in die Rille des Instruments, so dass der dorsale Sehnerv etwas höher war als der Rand des Rillenkopfes.

Anschließend wird der dorsale Sehnerv oberhalb der Plattformkante des Rillenkopfes mit der Nadelspitze oder der Messerspitze durchtrennt, um die partielle Durchtrennung des Sehnervs abzuschließen. Bewegen Sie das Instrument etwas tiefer, in Richtung der vertikalen Richtung des Sehnervs, um den Sehnerv zu befreien. Nehmen Sie dann den Rillenkopf des Instruments vorsichtig heraus.

Versuchen Sie, die Augenmuskeln oder anderes Gewebe nicht zu zerkratzen, um zusätzliche Schäden zu vermeiden. Dann kann der Stumpf der partiellen Durchtrennung des Sehnervs beobachtet werden. Bringen Sie den lateralen Rektus, die Faszie und andere um das Gewebe des Auges herum in die ursprüngliche Position.

Naht dann nacheinander die Muskelschicht und die Hautschicht des Orbitals. Tragen Sie eine antibiotische Salbe auf die Wunde auf, um eine Infektion nach der Naht zu verhindern. Bereiten Sie bei der Wiederbelebung von Ratten die Wärmedämmung durch eine beheizte Matte vor oder decken Sie den Käfig mit trockener Polsterung ab.

Decken Sie sie zu, um sie warm zu halten. Stellen Sie die Durchgängigkeit der Atemwege der Ratte während des Erholungsprozesses sicher. Die Tiere wurden unabhängig voneinander untergebracht und nach der Operation sorgfältig überwacht.

Um den Erfolg bei der Etablierung eines sekundären Verletzungsmodells mit einem neuen operativen Ansatz unter Verwendung des selbst entwickelten chirurgischen Assistenzinstruments zu überprüfen, wurden die RGCs unmittelbar nach der Etablierung des Modells retrograd markiert. Ziel dieses Verfahrens war es, die RGCs retrograd zu markieren, indem ein neuronaler Tracer-Farbstoff in den Colliculus superior injiziert wurde. Der Farbstoff würde retrograd von den RGCs in der Netzhaut aufgenommen werden und liefert einen Marker für die lebenden RGCs mit den undurchtrennten Axonen im rechten Auge.

Während RGCs, die den Axonen des Sehnervs entsprechen und im rechten Auge teilweise durchtrennt wurden, nicht mit Fluor-Gold markiert werden konnten, wurden als Kontrollauge die RGCs entlang des Sehnervs auf der Netzhaut alle retrograd vom Colliculus superior aus mit fluoreszierendem Goldfarbstoff markiert. Es wurden Ergebnisse der fluoreszenzmarkierten RGCs mit oder ohne partielle Durchtrennung des Sehnervs gezeigt. Nur die RGCs in der rechten Netzhaut, die dem undurchtrennten Teil des Sehnervs entsprechen, wurden mit fluoreszierendem Gold markiert, und die klare Grenze der unmarkierten und markierten RGCs wurde sichtbar gemacht, was die partielle Durchtrennung des Sehnervs zeigte.

Als Kontrollauge wurden alle RGCs der Netzhaut des linken Auges mit fluoreszierendem Gold markiert. Diese Bilder zeigen, dass die Blutversorgung des rechten Auges vor und nach der Operation beobachtet wurde. Nach der Operation füllten sich die Arterien noch mit Blut und es wurde keine Verstopfung der Venen festgestellt.

Dies deutete darauf hin, dass es während der Operation zu keiner Schädigung des Blutversorgungssystems kam. Das sekundäre Degenerationsmodell von RGCs wurde erfolgreich etabliert. Das potentielle Modell der Durchtrennung des Sehnervs ist ein verwendbares Tiermodell für die Untersuchung des Mechanismus der sekundären Degeneration und das Screening auf neuroprotektive Medikamente im Kampf gegen die sekundäre Degeneration.

Die Verbindung dieses Modells besteht in der Fähigkeit, primäre von sekundärer Degeneration sowohl im Sehnerv als auch in der Netzhaut genau an der Stelle zu unterscheiden. Der Hauptvorteil unseres entwickelten Instruments ist die höhere Reproduzierbarkeit und einfachere Bedienung. Mit etwas Übung können alle Schritte des gesamten chirurgischen Eingriffs in 10 bis 15 Minuten pro Auge durchgeführt werden, sobald die ersten Eingangsschnitte vorgenommen wurden.