Gesichtsnervenchirurgie im Rattenmodell zur Untersuchung der axonalen Hemmung und Regeneration
5. Mai 2020
Dieses Protokoll beschreibt einen reproduzierbaren Ansatz zur Gesichtsnervenchirurgie im Rattenmodell, einschließlich Beschreibungen verschiedener induzierbarer Verletzungsmuster.
Dieses Protokoll kann Wissenschaftlern helfen, Ergebnisse nach Gesichtsnervenverletzungen und Methoden zur Verbesserung der Regeneration über viele verschiedene Parameter hinweg zu untersuchen. Der Hauptvorteil dieser Technik ist, dass die Anatomie der Ratte einen einfachen Zugang zum Gesichtsnerv ermöglicht und ihre große Skala es uns ermöglicht, alle relevanten Verletzungsmuster zu studieren. Die Anwendung dieser Technik erstreckt sich auf die Rehabilitation der Patienten nach Einer Gesichtsnervenverletzung.
Als regeneratives Potential liefert die Ratte ein reproduzierbares und prägnantes Versuchsmodell. Und diese Methode kann Einblick in chirurgische und medizinische Therapien für Gesichtsnervenparese oder Lähmungen geben. Und es ist auf andere Kopf- und Nackenmodelle oder andere periphere Nerven übertragbar.
Die Bedienung unter dem Mikroskop mit beiden Händen kann eine Herausforderung sein. Ich empfehle, die binokulare Version unter dem Mikroskop zu üben, bevor ich eine Gesichtsnervensektion versuche. Nach der Bestätigung eines Mangels an Reaktion auf Zehenkneifen, Tragen Sie Salbe auf die Augen der Ratte und rasieren Sie den chirurgischen Bereich.
Legen Sie eine Methode zur Rattenidentifikation fest und legen Sie eine Gazerolle unter den Hals. Desinfizieren Sie die exponierte Haut mit drei abwechselnden Chlorhexidin- und 70%Ethanol-Peelings und stellen Sie die Ratte unter ein Stereomikroskop. Manipulieren Sie das ipsilaterale Ohr in vorder-posteriorer Richtung, um die natürliche Faltung der postauricularen Haut zu bestimmen.
Verwenden Sie eine Klinge der Zahl 15, um einen Zwei- bis Drei-Millimeter-Schnitt in der postauricularen Falte zu machen. Die Planung und Platzierung des Schnittes sind die wichtigsten Schritte, um eine zuverlässige Identifizierung des Gesichtsnervs bei gleichzeitiger Minimierung der Wundgröße zu gewährleisten. Sezieren Sie stumpf durch die sofortige subkutane Faszien und platzieren Sie einen Mikro-Weitlaner-Retraktor, um die Gewebeexposition zu verbessern.
Identifizieren Sie den vorderen Gturastric Muskel, während er sich in einer schlechteren bis überlegenen Richtung in Richtung seiner Einfügung entlang der Schädelbasis bewegt. Verteilen Sie sich sanft durch den Muskelbauch entlang der Muskel-Einfügemarke, um die Sehne des vorderen Digastric-Bauchs zu offenbaren. Die Sehne erscheint als filmy weißer Prozess, der vom Muskel mit einer festen Einfügung auf die Schädelbasis ausgeht.
Nach der Identifizierung des vorderen Digastric Muskels und seiner Sehne, passen Sie den Weitlaner Retraktor an, um den Muskelbauch weiter zurückzuziehen. Der exponierte Bereich ist der dreidimensionale Raum, in dem der Hauptstamm des Gesichtsnervs liegt. Sezieren Sie entlang des Nervs in einer unterlegenen Richtung distal vom Ausgang des Stylomastoid Foramen.
Um ein Zerquetschungsmuster zu induzieren, verwenden Sie die Zange des glatten Juweliers, um den Nerv mit konstantem und reproduzierbarem Druck 30 Sekunden lang fest zu erfassen und zu komprimieren, um eine angemessene Zerkleinerungsverletzung zu gewährleisten. Für eine einfache Transektion greifen Sie das unmittelbare Epineurium, das den Nerv mit feinverzahnten Zangen überlagert, und verwenden Sie scharfe Mikroscheren, um den Nerv an der gewünschten Stelle mit einem einzigen Schnitt sauber zu transkribieren. Verwenden Sie für ein Nervenspaltmodell verstellbare Bremssättel, um die gewünschte Nervenspaltlänge festzulegen, um ähnliche Verletzungsmuster zwischen Tieren zu gewährleisten und den Nerv zu transsektieren, wie soeben gezeigt.
Nachdem die experimentelle Verletzung abgegeben wurde, bewässern Sie die Wunde mit steriler Herzwäsche und trocknen Sie das Gewebe mit steriler Gaze. vor dem Schließen des Hautschnitts gemäß den institutionellen Richtlinien. Hier wird eine Live-Bildgebung des Hauptstammes des Gesichtsnervs mit einer Quetschverletzung von etwa zwei bis drei Millimetern distal bis zum Astpunkt der ersten PES bei einer erwachsenen transgenen Thy1-GFP-Ratte gezeigt.
Die Beurteilung der allmählichen Rückkehr der Fluoreszenz nach einer, zwei, drei und vier Wochen nach der Verletzung kann als Marker für die Überwachung der Nervenregeneration bei diesen transgenen Tieren verwendet werden. Histomorphometrische Analysen können verwendet werden, um Querschnittsbilder der marginalen Unterkieferteilung zu erhalten, die eine Quantifizierung des axonalen Durchmessers, der Menge an Schmutz, der Nervenfaser, des Nervenanteils und der Dichtemessungen ermöglichen. Es ist wichtig, die Platzierung des Retraktors bei Bedarf regelmäßig anzupassen, um sicherzustellen, dass die relevanten anatomischen Nerven bei der Identifizierung des Gesichtsnervs sichtbar sind.
Nach diesem Verfahren können die relevanten Nerven und Muskeln für die immunhistochemische Analyse geerntet werden, um den Regenerationsgrad im Vergleich zu anderen experimentellen Gruppen zu beurteilen. Nach seiner Entwicklung hat diese Technik den Weg für Forscher bei der Untersuchung der funktionellen Ergebnisse nach Gesichtsnervenverletzungen geebnet. Insbesondere, wie das Phänomen der Synkinese zu wirken.
Sehen Sie sich das vollständige Transkript an und erhalten Sie Zugang zu Tausenden wissenschaftlicher Videos
Übersicht
Dieses Protokoll beschreibt eine reproduzierbare Methode für die Gesichtsnervchirurgie an einem Rattenmodell, wobei der Fokus speziell auf Verletzungsmustern und regenerativen Ergebnissen liegt. Es ermöglicht die Untersuchung chirurgischer Techniken und medizinischer Therapien zur Rehabilitation nach einer Gesichtsnervverletzung.
Wichtige Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Neurowissenschaften
- Regenerative Medizin
- Tiermodelle
Hintergrund
- Das Rattenmodell ermöglicht einen einfachen Zugang zum Nervus facialis.
- Diese chirurgische Technik kann dabei helfen, Methoden zur Beurteilung von Nervenverletzungen und -regeneration zu evaluieren.
- Die anatomischen Merkmale der Ratte erlauben eine detaillierte Untersuchung verschiedener Verletzungsmuster.
Zweck der Studie
- Therapeutische Ansätze bei Gesichtsnervenparese oder -lähmung zu bewerten.
- Das Verständnis der Regeneration nach Verletzungen des Gesichtsnervs zu vertiefen.
- Eine detaillierte chirurgische Technik zu entwickeln, die in verschiedenen Studien reproduzierbar ist.
Verwendete Methoden
- Die Studie verwendet ein Rattenmodell für chirurgische Eingriffe am Gesichtsnerv.
- Zu den wichtigsten Verfahren gehören eine Quetschverletzung und eine Durchtrennung, wobei spezifische chirurgische Schritte für Zuverlässigkeit beschrieben werden.
- Lebend-Bildgebung und histomorphometrische Analysen dienen der Überwachung der Regenerationsergebnisse.
- Es wird auf eine methodische mikroskopische Präparation hingewiesen, die Geschicklichkeit und Vorbereitung erfordert.
Hauptergebnisse
- Eine erfolgreiche Visualisierung und Manipulation des Nervus facialis ermöglicht die Beurteilung regenerativer Prozesse.
- Mittels Fluoreszenzbildgebung und histomorphometrischer Analyse lassen sich quantifizierbare Maße der Nervenregeneration ermitteln.
- Die Methode liefert wichtige Erkenntnisse zu Synkinesiephänomenen nach Nervenverletzung.
Schlussfolgerungen
- Diese Studie stellt einen grundlegenden Protokollansatz zur Analyse von Gesichtsnervenverletzungen und -regeneration bereit.
- Sie ermöglicht es Forschenden, funktionelle Ergebnisse und therapeutische Ansätze in der neuralen Rehabilitation zu untersuchen.
- Die Methodik zeigt erhebliche Implikationen für weiterreichende Anwendungen in der Erforschung peripherer Nerven auf.
Häufig gestellte Fragen
Aussagekräftige Relevanz für die Industrie
Das Ratten-Modell der Gesichtsnervenverletzung bietet eine reproduzierbare Plattform zur Bewertung der axonalen Regeneration und Hemmung und unterstützt die Zielvalidierung bei der Entwicklung neuroregenerativer Therapien. Durch seine Skalierbarkeit und anatomische Zugänglichkeit ermöglicht es eine konsistente Beurteilung von Verletzungsmustern und regenerativen Reaktionen und erleichtert die präklinische Risikominderung von neurotrophen oder anti-hemmenden Wirkstoffkandidaten. Dieses Modell verbindet Grundlagen- und translationsorientierte Forschung, indem es quantifizierbare histomorphometrische und funktionelle Endpunkte bereitstellt, die für menschliche Strategien zur Reparatur des Gesichtsnervs relevant sind.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Untersuchung von axonalen Hemmmechanismen und regenerativen Wegen nach definierten Nervenquetschungen, -durchtrennungen oder -defekten.
- Operativer Wert: Unterstützt die standardisierte Applikation neuroaktiver Wirkstoffe oder Zellen zur Beurteilung der Zielinteraktion und Modulation von Signalwegen.
- Prädiktiver Wert: Die histomorphometrische Quantifizierung von Axondurchmesser, Faserdichte und Entfernung von Zelltrümmern liefert objektive Parameter für die Wirksamkeit des Zielmoleküls und die Absicherung des Wirkmechanismus.
Screening und Assay-Entwicklung
- Assay-Fertigkeit: Erzeugt standardisierte Verletzungsmodelle, die für die hochreproduzierbare Untersuchung pro-regenerativer Substanzen oder inhibitorischer Antagonisten geeignet sind.
- Quantifizierbare Ergebnisse: Die Live-Bildgebung fluoreszenzmarkierter Axone und die histomorphometrische Analyse ermöglichen eine longitudinale, quantifizierbare Verfolgung der Regeneration.
- Skalierbarkeit: Das Rattenmodell erlaubt chirurgische Eingriffe an Nervensegmenten vom intrakraniellen bis zum extratemporalen Bereich und unterstützt dadurch die multiparametrische Evaluierung.
Translationale und präklinische Forschung
- Translationale Kontinuität: Ermöglicht die Beurteilung der funktionellen Erholung und die Minderung von Synkinesen, was mit klinischen Endpunkten in der Genusnerven-Rehabilitation übereinstimmt.
- Präklinische Modellierung: Ermöglicht die Bewertung zentraler oder endorganbezogener Eingriffe sowie zellulärer Therapien in einem krankheitsrelevanten peripheren Nervensystem.
- Risikoadjustierte Weiterentwicklung: Zuverlässige Überlebensraten und interspezifische Konsistenz unterstützen Go/No-Go-Entscheidungen vor der Übertragung auf höher entwickelte Spezies.
Pipeline- und Workflow-Integration
Das Modell integriert sich in Entdeckungsworkflows, indem es die Zielvalidierung durch kontrollierte Nervenverletzungen ermöglicht, zur Assay-Entwicklung für die Wirkstoffscreening übergeht und die präklinische Bewertung regenerativer Therapien mittels funktioneller und struktureller Endpunkte unterstützt.
- Entdeckungsbiologie: Ermöglicht die Hypothesenprüfung hinsichtlich axonaler Wachstumsinhibitoren und -förderer mittels standardisierter Verletzungsparadigmen.
- Screening: Bietet reproduzierbare Nervenverletzungsmodelle zur Beurteilung der Wirkung von Substanzen auf Regenerationskinetik und -genauigkeit.
- Analytik: Histomorphometrische und fluoreszenzbasierte Messgrößen liefern quantifizierbare Daten für die Analyse von Dosis-Wirkungs-Beziehungen und Zielstrukturenbindung.
- Translationale Forschung: Verbindet Parameter der axonalen Regeneration mit funktionellen Ergebnissen wie Synkinesen und unterstützt damit die klinische Relevanz.
- Unternehmenstechnische Wiederverwendung: Schafft eine wiederverwendbare chirurgische Plattform für wiederholte Tests über mehrere therapeutische Modalitäten und Zeitpunkte hinweg.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Verringert mechanistische Unschärfen in Studien zur axonalen Regeneration durch quantifizierbare und reproduzierbare Verletzungs- und Regenerationsparameter.
- Operativer Wert: Standardisierte chirurgische Techniken und postoperative Bewertungsprotokolle erhöhen die Konsistenz zwischen Laboren und die Zuverlässigkeit der Daten.
- Strategischer Wert: Unterstützt frühe Go/No-Go-Entscheidungen, indem die Zielbiologie geklärt und das Fehlerrisiko in späteren Phasen neuroregenerativer Programme verringert wird.
- Portfolio-Wirkung: Ermöglicht eine risikoadjustierte Priorisierung neuroregenerativer Kandidaten basierend auf validierter Zielmodulation in einem klinisch relevanten Modell des peripheren Nervs.
Durchführungsaspekte
- Erfordert mikrochirurgische Fachkenntnisse und Vertrautheit mit der Neuroanatomie von Nagetieren unter stereomikroskopischer Sichtführung.
- Benötigt spezialisierte Instrumente wie mikroskopische Weitlaner-Haken, Uhrmacherpinzetten, Mikroscheren und verstellbare Messschieber zur standardisierten Verletzungsinduktion.
- Setzt transgene Reporterpflinien (z. B. Thy1-GFP) oder immunhistochemische Aufarbeitung zur longitudinalen Verfolgung der Axone und histomorphometrischen Analyse voraus.
- Erfordert postoperative Versorgungsprotokolle, um das Überleben der Ratten sicherzustellen und störende Variablen bei der Regenerationsbeurteilung zu minimieren.
- Die im Vergleich zu murinen Modellen begrenzte genetische Modifizierbarkeit kann die mechanistische Aufklärung mittels Gen-Knockout- oder Überexpressionstechniken einschränken.
