Waiting
Traitement de la connexion…

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

허혈/재관류의 돼지 모델에서 척수 미세 퍼퍼퓨전의 실시간 평가

Published: December 10, 2020 doi: 10.3791/62047

Summary

척수 미세 순환은 척수 손상에 중추적 인 역할을합니다. 대부분의 방법은 미세 순환 표적 치료의 발달을 위해 필수적인 척수 미세 순환의 실시간 평가를 허용하지 않습니다. 여기에서, 우리는 허혈 / 재퍼퓨전의 큰 동물 모델에서 레이저 도플러 - 흐름 바늘 프로브를 사용하여 프로토콜을 제안한다.

Abstract

척수 손상은 대동맥 수리의 치명적인 합병증입니다. 척수 손상의 예방 및 치료를위한 발달에도 불구하고, 그 발생률은 여전히 상당히 높기 때문에 환자 결과에 영향을 미칩니다. 미세 순환은 조직 관류 및 산소 공급에 중요한 역할을하며 종종 거식성 역학에서 해리됩니다. 따라서 척수 미세 순환에 대한 직접적인 평가는 미세 순환 표적 치료법의 개발과 척수 미세 순환과 관련하여 기존 접근 방식의 평가에 필수적입니다. 그러나 대부분의 방법은 척수 미세 순환에 대한 실시간 평가를 제공하지 않습니다. 이 연구의 목적은 척수에 직접 삽입 된 레이저 도플러 바늘 프로브를 사용하여 실시간 척수 미세 순환 평가를위한 표준화 된 프로토콜을 설명하는 것입니다. 우리는 척수 미세 순환의 악화를 유도하기 위해 허혈 /재관류의 돼지 모델을 사용했습니다. 또한 형광 마이크로스피어 주입 기술이 사용되었습니다. 처음에 동물은 마취되고 기계적으로 환기되었습니다. 그 후, 레이저-도플러 바늘 프로브 삽입을 수행 하 여 뇌척수액 배수의 배치에 이어. 대동맥 교차 클램핑을 수행하기 위해 내림차순 대동맥의 노출을 위해 중앙분리증이 수행되었다. 허혈/재퍼퓨전은 총 48분 동안 초라-체강 대동맥 교차 클램핑에 의해 유도되었고, 이어서 재관류와 혈역학적 안정화가 뒤따랐다. 레이저-도플러 플럭스는 거체역학적 평가와 병행하여 수행되었다. 또한, 자동화된 뇌척수액 배수는 안정적인 뇌척수압을 유지하기 위해 사용되었다. 프로토콜이 완료된 후, 동물을 희생하고, 척수는 조직 병리학 및 현미경 분석용으로 수확되었다. 이 프로토콜은 레이저 도플러 프로브를 사용하여 척수 미세 포류 측정의 타당성을 밝히고 허혈 중 현저한 감소뿐만 아니라 재관전 후 회복을 보여줍니다. 결과는 형광 마이크로스피어 평가에 유사한 행동을 보였다. 결론적으로, 이 새로운 프로토콜은 허혈/재관류 조건에서 실시간 척수 미세 인융합 평가를 사용하여 미래 연구를 위한 유용한 큰 동물 모형을 제공할 수 있습니다.

Introduction

허혈/재관류(SCI)에 의해 유도된 척수 손상은 감소된 결과1,2,3,4와관련된 대동맥 수리의 가장 치명적인 합병증 중 하나입니다. SCI에 대한 현재 예방 및 치료 옵션은 척수관류 압력2,5,5,6,7,8,9를개선하기 위해 뇌척수액 압력(CSP)의 정상화뿐만 아니라 거형역학적 파라미터의최적화를포함한다. 이러한 기동의 구현에도 불구하고 SCI의 발생률은 여전히 대동맥수리10, 11,12의복잡성에 따라 2 %와31% 사이입니다.

최근에는 미세순환이 주목을 받고있으며, 13,14. 미세 순환은 세포 산소 섭취 및 대사 교환의 영역이므로 장기 기능 및 세포 무결성13에서중요한 역할을한다. 손상된 미세 순환 혈류는 증가된 사망률15,16,17,18,19와관련된 조직 허혈의 주요 결정자이다. 척수 미세 순환의 손상은 신경 기능 저하및 결과20,21,22, 23과관련이있다. 따라서 SCI 치료를 위한 미세 관전의 최적화는 가장 유망한 접근법입니다. 거시순환 적 최적화에도 불구하고 미세 순환 장애의 지속성은26,27,28,29로기술되었다. 혈역학 일관성의 이러한 손실은 허혈/재관류를 포함한 다양한 조건에서 자주 발생하며, 직접 미세 순환 평가 및 미세 순환 표적 요법26,27,30의필요성을 강조한다.

지금까지 척수 미세 순환 행동20,31의실시간 평가를 위해 레이저 도플러 프로브를 사용한 연구는 거의 없습니다. 기존 연구는 종종 간헐적 인 사용 및 사후 분석(32,33)에의해 제한되는 마이크로 스피어 주입 기술을 사용했다. 마이크로스피어 사출 기법을 이용한 상이한 측정 횟수는 파장이 다른 마이크로스피어의 가용성에 의해 제한됩니다. 더욱이, 레이저 도플러 기술과는 대조적으로, 이 방법에 대한 사후 조직 처리 및 분석이 필요하기 때문에, 마이크로 퍼퓨전의 실시간 평가는 불가능하다. 여기서, 우리는 허혈/재퍼퓨전의 돼지 큰 동물 모형에서 척수 미세 순환의 실시간 평가를 위한 실험 프로토콜을 제시합니다.

이 연구는 허혈/레퍼퓨전의 미세 순환에 대한 결정적 대 콜로이드의 영향과 척수 미세 포류에 대한 유체 대 혈관 압박자의 영향에 대한 탐구무작위 연구를 결합한 무작위 연구를 결합한 대규모 동물 프로젝트의 일부였습니다. 유량 프로브 2점 보정뿐만 아니라 압력 팁 카테터 교정은 이전에34로설명되었다. 보고된 프로토콜 이외에, 형광 마이크로스피어는 척수 미세인혈의 측정을 위해 사용되었으며, 이전에 설명한 바와 같이, 각 동물에 대한 척수 조직의 12개의 샘플을 사용했으며, 상부 척수를 나타내는 샘플 1-6및 7-12는 하부척수(35,36)를나타내고 있었다. 레이저-도플러 레코딩 및 거체역학적 평가가 완료된 후 각 측정 단계에 대해 마이크로스피어 주입이 수행되었다. 조직 병리학 적 평가는 이전에 설명 된 바와 같이 클라인만 -점수를 사용하여 수행되었다37.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

이 연구는 함부르크 시의 동물 관리 및 사용에 대한 정부 위원회의 승인을 받았습니다 (참조 번호 60/17). 동물들은 '실험실 동물의 관리 및 사용 안내서'(NIH 간행물 제86-23호, 개정2011)와 FELASA 권고 및 실험을 준수하여 치료를 받았으며,24일,25일도착지침에 따라 펠라사 권고및 실험이 수행되었다. 이 연구는 급성 예심이었고, 모든 동물은 프로토콜의 끝에 안락사되었다.

참고: 이 연구는 약 40kg의 무게의 3개월 된 6마리의 남성과 암컷 돼지(독일 랜드레이스)에서 수행되었습니다. 동물은 실험 7일 전에 동물 보호 시설로 옮겨졌으며 동물 복지 권고에 따라 보관되었습니다. 동물은 음식과 물 광고 사부심을 제공받았고, 그들의 건강 상태는 책임있는 수의사에 의해 정기적으로 평가되었습니다. 12h의 금식 시간은 실험 전에 유지되었다. 동물의 전체 실험 절차와 취급은 책임있는 수의사에 의해 감독되었다.

1. 마취 유도 및 마취 의 유지 보수

  1. 마취 유도 및 마취의 유지 보수를 위해 동물을 미리 치료하고 근육 내 주사를 사용하여 심혈 주사를 사용하여 심내 주사를 사용하여 정맥 내 주입을 수행하여 내시경 삽관을 수행하십시오. 그 후, 휘발성 마취제의 조합을 이용하여 마취를 유도하고 유지하며, 지속적인 오피오이드 적용을 통해 추가 오피오이드 볼루스 주입을 보완한다.
  2. 케타민 20mg·kg-1,아자페론 4 mg·kg-1, 미다졸람 0.1 mg·kg-1의 근육 주사를 사전 약물과 식감으로 수행한다.
  3. 정맥 카테터를 귀 정맥에 놓고 적절한 고정을 보장하며 식염수 10mL를 빠르게 적용하여 기능을 평가합니다.
  4. 열 손실을 방지하기 위해 온난화 담요에 동물을 척추 위치에 놓습니다.
  5. 전자장약(ECG) 및 맥박 산소측정으로 기본 모니터링을 구축하여 동물의 심장 폐 상태를 모니터링하고 기본 모니터링 하드웨어에 연결합니다.
  6. 전산화를 위한 돼지모양의 마스크를 통해 15 L·1산소를 투여한다.
  7. 필요한 경우 정맥 내 볼리 0.1mg·kg-1 1%의 프로포폴을 주입하고, 필요한 경우 내트라큐어를 수행한다.
  8. 최종 조수 카노그래피 및 어컬쳐로 올바른 배치를 확보하고, 0.1mg•kg-1의 판큐로늄을 투여하고, 내트라큐리 튜브의 적절한 고정을 보장합니다.
  9. 10mL/kg-1 체급-1의 조수부피를 사용하여부피 제어 환기를 설정하고, 10cmH2O의양수 종전 압력, 그리고 마취기를 사용하여 0.3의 영감 받은 산소(FiO2)의분수로 설정한다. 35-45 mmHg의 최종 만기 이산화탄소 장력 (etCO2)을유지하기 위해 인공호흡기 주파수를 조정합니다.
  10. 위관을 소개하고, 위액의 흡입을 수행하고, 튜브를 적절하게 수정하고, 수집 가방에 연결합니다. 마취 중 눈의 건조를 방지하기 위해 동물의 눈을 조심스럽게 닫습니다.
  11. 펜타닐(10μg·kg -1·h-1)과세보플루란(3.0% 유효 농도,증기에 의해 전달됨)의 연속 주입에 의해 마취를 유지한다. 생명 징후와 환기 매개 변수의 주의 깊게 관찰뿐만 아니라 전체 프로토콜 동안 움직임이 없는 상태에서 수술 자극의 단계에 특별한주의를 기울여 충분한 수준의 마취를 보장하십시오. 통증이나 고통의 징후가있는 경우 펜타닐 (50 μg)의 추가 볼러스 복용량을 제공합니다.
    참고: 전체 시술 동안 동물 마취경험이 풍부한 연구원의 존재를 확인하고 숙련된 수의사의 감독을 사용하여 적절한 마취를 확보하십시오.
  12. 실험 프로토콜의 마취, 수술 준비 및실행 중 유체 손실을 보상하기 위해 10mL/kg-1·h-1 균형 결정의 기준주 주입 속도를 관리한다. 유체 워머를 사용하여 열 손실을 방지하십시오.
  13. 비누물을 사용하여 돼지의 피부를 부드럽게 청소하십시오. 포비도요오드를 함유한 피부 소독 용액을 사용하여 피부 오염을 감소시십시오. 수술 준비를 위해 멸균 장갑을 사용하십시오. 적용 300 항균 예방으로 clindamycin의 mg, 후 복용량을 반복 6 시간.

2. 프로브 배치

  1. 동물을 오른쪽 측면 위치에 놓고 동물의 뒤쪽을 구부려 척추 사이의 공간을 넓히게 합니다.
  2. 외과적으로 가루 과정 및 척추 아치의 준비를 위한 보역 영역을노출(도 1A).
  3. 흉부 척추(Th) 13/14 또는 요추 척추(L) 1/2 사이의 두 척추아치(그림 1B)사이에서 혈관 14 G 말초 정맥 카테터 파라메디아를 척수에 넣습니다.
  4. 바늘을 제거하고, 정맥 카테터(도1C)에레이저/도플러 바늘 프로브를 삽입하고 지정된 하드 및 소프트웨어와 연결하여 신호 품질을 테스트한다. 적당한 맥동을 가진 안정적인 신호가 있는지 확인하십시오.
  5. 봉합사(도1D)로프로브를 조심스럽게 수정하고 패딩을 사용하여 프로브의 탈구 나 꼬임을 방지합니다.
  6. 뇌척수압측정 및 제어를 위한 뇌척수액 배수의 경피 배치를 위해 L 4/5 또는 L 5/6의 수준을 확인하고, 피부와 피하 공간을 도입자 바늘로 구멍을 뚫고, 인레이 바늘을 제거합니다.
  7. 식염수가 채워진 주사기를 바늘에 놓고 유체가 채워진 주사기에 일정한 압력으로 바늘을 조심스럽게 소개합니다.
  8. 저항의 손실이 경막외 위치에 대한 증거로 느껴지면, 인레이 바늘을 다시 소개하고, 두라 마터에 구멍을 뚫고 인레이 바늘을 제거하기 위해 2-3 mm 더 바늘을 소개합니다.
  9. 맑은 주류의 빠른 물방울로 인트라테칼 위치를 확인하십시오. 최대 20cm 깊이의 배수를 도입하고, 루어 락 어댑터를 부착하고, 주류의 세심한 포부로 위치를 확인합니다.
  10. 봉합사로 배수를 조심스럽게 수정하고 뇌척수액 배수 시스템에 연결하십시오.
  11. 왼쪽 귀 뒤에 두개골을 노출하고 6mm 드릴 부착을 사용하여 피부의 드릴 구멍 트레파네이션을 신중하게 수행합니다.
  12. 뇌에 직접 두 번째 레이저 도플러 프로브를 소개합니다. 봉합사로 프로브를 신중하게 수정하고 지정된 하드 및 소프트웨어와 연결하여 신호 품질을 테스트합니다. 다시 말하지만, 적당한 맥동을 가진 안정신호가 있는지 확인하십시오.
  13. 모든 프로브를 분리하고 동물을 조심스럽게 척추 위치에 배치하여 영향을 받지 않는 프로브 위치를 보장합니다. 적어도 4-5 명의 연구원이이 기동을 수행하도록하십시오.
  14. 프로브를 다시 연결하고 신호 품질을 다시 확인합니다.
  15. 레이저-도플러 하드웨어의 출력 채널을 증폭기 및 합성 수집 하드웨어 및 소프트웨어에 연결하여 레이저/도플러 플럭스를 거시역학적 신호와 동시에 기록합니다.
  16. 2점 보정을 통해 장치(PU)당 플럭스를 교정합니다.
    1. Enter를 눌러 메뉴를 열고 아날로그 출력 설정을 선택합니다.
    2. 표시된 변환계수(5.0V = 1000 PU)를사용하여 합성 획득 소프트웨어와 함께 사용하기 위해 플럭스를 2점 보정으로 보정합니다.
    3. 이전 메뉴로 돌아가기 위해 반환을 선택하고 측정을 계속하도록 측정을 선택합니다.
    4. 신디만 획득 소프트웨어를 엽니다. 설정 메뉴에서 모든 입력0을 선택합니다. 모든 입력을 사용된 장치 및 프로브와 연결합니다.
    5. Flux 채널의드롭다운 메뉴를 클릭하여 플럭스의 2점 보정을 수행합니다. 2점 보정을 선택합니다. 단위 변환을 켜고 BPU를 단위로 선택합니다. 포인트 1의경우 0 V를 0 BPU로 설정합니다. 포인트 2의경우 5.0 V에서 1000 BPU로 설정합니다. 모든 및 새 데이터에 대해 세트 단위를 선택합니다. 확인을 눌러 메뉴를 닫습니다.
  17. 목표 압력 10mmHg및 배수 부피 20m·h-1로 연속 뇌척수액배수를시작한다.

3. 카테터 배치

  1. 두 대퇴 동맥을 노출.
  2. 오른쪽 대퇴 동맥의 단면 부분을 리게이트하고, 혈관 루프를 사용하여 동맥의 근위 루멘을 일시적으로 폐색하고, 포츠가가 가위를 사용하여 선박의 2mm 절단을 수행하고 가이드 와이어를 소개합니다.
  3. 가이드 와이어를 추가로 도입하여 저항이 없는 삽입을 보장하고 와이어의 꼬임을 피합니다. 와이어 위에 카테터를 소개합니다.
  4. 봉합사로 카테터를 수정합니다.
  5. 혈압및 항심폐 모니터링 하드 및 소프트웨어에 대한 적절한 연결 후 혈액 가스 분석 및 동맥 신호 측정으로 확인된 동맥 혈액의 포부로 올바른 위치를 보장하십시오.
  6. 왼쪽 대퇴 동맥에 5mm 유동 프로브를 배치하고 유량계에 연결하여 신호 품질을 테스트합니다.
  7. 봉합사로 두 사타구니를 닫습니다.
  8. 오른쪽 경동맥뿐만 아니라 8 Fr. 소개자 칼집의 배치에 대한 오른쪽 내부 경정맥을 노출.
  9. 카테터 배치의 경우 3.2-3.4에 설명된 것과 동일한 방식으로 진행하십시오.
  10. 경동맥 의 측면 루멘을 동맥 압력 측정을 위한 기본 압력 모니터링 및 폐 열량 교정 하드웨어에 접해 보냅니다.
  11. 오름차순 대어에 압력 팁 카테터를 도입하고 증폭기 및 동시 인수 하드 및 소프트웨어와 연결하여 위치를 확인합니다.
  12. 20cm 깊이의 공기로 풍선을 팽창시키고 혈역학적 곡선에서 쐐기 압력이 보일 때까지 부드럽게 삽입하여 폐 동맥의 정맥 칼집을 통해 백조 간즈 폐 동맥 카테터를 놓습니다. 풍선을 수축하고 카테터를 다시 2cm로 당깁니다. 폐 동맥 압력의 만족스러운 신호 품질을 보장합니다. 테미저서를 기본 압력 모니터링 및 폐 열량 성 하드웨어에 연결합니다.
  13. 약물 투여를 위한 12 Fr. 5-Lumen 중앙 정맥 카테터및 외부 오른쪽 경정맥에 중앙 정맥 압력 측정의 경피 배치에 대한 초음파 지침을 사용합니다. 초음파 노출 배치38에 대한 6 단계 접근 방식을 사용
  14. 카테터의 탈경탈을 혈압 및 트랜스 심폐 모니터링 하드 및 소프트웨어에 연결합니다. 모든 약물과 주입을 중앙 정맥 카테터로 전환합니다. 진통제, 유체 및 카테콜아민에 다른 루멘을 사용하고 볼륨 로딩 단계 동안 콜로이드를 투여하기 위해 큰 루멘을 절약하십시오.

4. 외과 적 준비

  1. 미니 복강경 절제술을 수행하고 방광을 동원하고, 소변 배수를 위해 폴리 카테터를 삽입하고, 식염수로 풍선을 팽창시키고, 주머니 봉합사로 카테터를 고정시하십시오.
  2. mL에 소변 양을 표시하는 소변 수집 가방에 카테터를 연결합니다.
  3. FiO를 2에서 1.0으로 늘리고 정맥 내 0.1 mg·kg-1 판쿠로늄을 다시 관리합니다.
  4. 흉골까지 준비하기 위해 전기 카우터를 사용하여 중앙 분리증을 수행합니다. 주변 조직에서 흉골을 부드럽게 해부합니다. 부상을 방지하기 위해 압축의 복고풍 배치를 수행합니다.
  5. 환기를 멈추고 뼈를 진동톱으로 나눕니다. 환기를 계속하고 FiO2를 0.3으로 줄입니다. 전기 카운스터를 사용하여 출혈을 줄이고 뼈 왁스로 흉골을 밀봉하십시오.
  6. 왼쪽 폐의 정점을 조심스럽게 동원하고 다이어프램의 왼쪽 측면 부분을 나누어 수술 노출을 용이하게 합니다.
  7. 좌측 폐의 완만한 후퇴로 체강 트렁크에 내림차체 근위를 노출시키고, 방해받지 않고 통풍을 보장하고 왼쪽 폐에 외상을 피하고(도 2A)를 좌측폐(도 2A)로나누고 주변 조직을 나눕니다(도2B). 혈역학 적 안정화가 필요한 경우 7mL·kg-1 하이드록스테틸 전분 콜로이드를 투여한다.
  8. 적절한 노출을 보장하기 위해 내림차순 대오르타 주위에 보류를 놓습니다(그림2C).
  9. 내림차순 흉부 대역 주위의 유동 프로브를 부착합니다(도2D). 유량 모듈및 신디만 획득 하드 및 소프트웨어에 연결하여 적절한 신호 품질을 보장합니다. 필요한 경우 접기 젤을 사용하여 신호 품질을 개선하십시오.
  10. 내림차순 대동맥 주위에 용기 루프를 부착하고, 대동맥 십자가 클램핑 영역을 표시하기 위해 유량 프로브에 단면한다.

5. 평가 및 데이터 수집

  1. 올바른 심방 수준에 배치된 유체 채워진 라인을 사용하여 모든 카테터및 레벨 카테터를 제로로 설정합니다.
  2. 바늘 심전도 전극을 배치하고 신디만 인수 하드 및 소프트웨어에 연결합니다.
  3. 대동맥 유동 및 압력 측정뿐만 아니라 트랜스 심폐 열량의 평가는 이전에 34로설명되었다.
  4. 폐 동맥 열량 조절을 이용한 심장 출력 측정의 경우, 10mL의 차가운 식염수로 3개의 주사를 수행하고 기본 모니터링 하드웨어에 의해 표시되는 평균 값을 기록합니다.
  5. 시작간단히 레이저-도플러 소프트웨어를 시작하고단계별로 M0에서 M5로신중하게 레이블을 지정하여 각 측정 단계에 대한 마크를 설정합니다.

6. 실험 프로토콜

  1. 기준측정(M0)을 수행합니다.
  2. 7mL/kg-1 하이드록시틸 전분 콜로이드의 부피 로딩 단계를 사용하여 혈역학적 최적화를 수행합니다. 가압 주입을 사용하여 각 볼륨 로딩 단계를 5분 이상 수행합니다. 각 볼륨 로딩 단계를 완료한 후 평형을 위해 5분 간 허용합니다. 심장 출력의 증가가 <15%가 될 때까지 볼륨 로드를 시작합니다.
  3. 혈역학 최적화완료 후 M1(반복 측정)을 반복합니다.
  4. 표시된 영역에 대동맥 클램프를 배치하여 총 48분 의 초라 체강 대동맥 교차 클램핑에 대한 허혈/레퍼퓨전을 유도한다.
  5. 연구 프로토콜 동안 동물의 생존을 개선하기 위해 1, 2, 5, 10- 및 30 분 간격의 오름차순에 대동맥 클램핑을 적용합니다.
  6. 대동맥 간절제는 최대 5분 후에 또는 대퇴동맥 흐름을 정상화한 후에 각 간격 후에 계속합니다.
  7. 100mmHg 평균 동맥 압력 >의 혈압 상승을 방지하기 위해 열등한 베나 카바의 수동 유입 폐색을 수행합니다.
  8. 클램핑 단계에서 노르에피네프린 또는 에피네프린의 볼러스 주사를 투여하여 필요한 경우 40mmHg 미만의 평균 동맥 압력의 감소를 방지합니다.
  9. 재퍼퓨전(M2) 전에 30분 클램핑 간격의 끝에서 측정을 반복한다.
  10. 점차적으로 클램프를 열어 혈역학적 안정성을 보장합니다. 혈압이 너무 빨리 떨어지면 클램프를 닫고 안정화를 허용하십시오.
  11. 7mL·kg-1하이드록스테틸 전분 콜로이드를 투여하고, 안정화를 위해 노레피네프린 및/또는 에피네프린의 10-20 μg의 추가 볼루스 주사를 투여한다. pH가 7.1 이하로 떨어지면 중탄산나트륨의 2mLkg-1을 투여한다. 노모 카피니아를 보장하기 위해 호흡 속도의 적절한 조정을 보장합니다.
  12. 재퍼퓨전(M3) 후 1h의 반복 측정을 반복합니다.
  13. 6.2 미만에서 설명된 바와 같이 반복 혈역학 최적화및 반복 측정(M4)을 반복합니다.
  14. 허혈/재퍼퓨전(M5)을 유도한 후 4.5h의 최종 측정을 수행한다.

7. 안락사

  1. 심실 세동및 아시스톨을 유도하기 위해 안락사를 위해 염화칼륨 40mmol을 정맥 내로 투여하십시오.
  2. 환기를 종료하고 모든 카테터를 제거합니다.

8. 장기 수확

  1. 동물을 경향이 있는 위치에 놓고, 배수뿐만 아니라 바늘 프로브를 제거합니다.
  2. 메스와 집게를 사용하여 피부 절개 및 근육 조직의 제거에 의해 척추를 노출.
  3. 진동 톱을 사용하여 양쪽의 척추 아치 파라메디아를 나누고 척추 뼈의 등쪽 부분을 조심스럽게 옆으로 이동하여 나머지 연결을 느슨하게 합니다.
  4. 집게를 사용하여 척수를 코덜어 끝에서 두개골 끝으로 조심스럽게 들어 올리고 메스를 사용하여 척수를 제거합니다.
  5. 척수를 4% 포르말린에 저장하여 조직병리학적 평가 또는 미세구 정량화를 위해 추가활용까지.

9. 통계 분석

  1. 통계 소프트웨어를 사용합니다.
  2. 필요한 경우 히스토그램 및 로그 변환 변수를 검사하여 정상적인 분포를 보장합니다.
  3. 종속 변수-척수 플럭스, 심장 출력, 심장 박동, 뇌졸중 볼륨, 수축기 동맥 압력, 평균 동맥 압력, 동맥 압력, 중앙 정맥 압력, 전신 혈관 저항 - 뿐만 아니라 위및 하부 척수 미세 퍼퓨전 - 일반적인 선형 선형 현미경 해석을 사용하여 지속적인 정체성 혼합 된 모델을 사용하여.
  4. 기준 조정을 사용합니다.
  5. 가변 기준 및 측정 점에 고정 효과가 있는 모델을 지정합니다. 측정 점을 동물 내에서 반복된 측정값으로 고려하십시오.
  6. 각 매개 변수에 대한 측정 점에 대한 고정 효과의 p 값을 보고합니다.
  7. 척수 형광 마이크로스피어 분석을 위해 지역 및 측정 지점 간의 고정 효과 및 상호 작용과 더불어 지역 및 측정 지점 간의 상호 작용과 더불어 지역 간 상호 작용을 사용하고 상호 작용에 대한 고정 효과의 p-값을 보고합니다.
  8. 측정 지점 M1-M5의 모든 종속 변수에 대해 95%의 신뢰 구간(CI)을 사용하는 계산 기준조정 한계 수단이 가장 유의한 차이 테스트를 통해 쌍방향으로 비교됩니다.
  9. 변수를 평균(95% CI)으로 표현합니다. 표준 편차로 동물의 무게를 ±.
  10. 조정되지 않은 p-값을 제시합니다.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

여섯 마리의 동물은 모두 프로토콜이 완료될 때까지 살아남았습니다. 동물 중량은 48.2 ± 2.9 kg; 5마리의 동물이 수컷이고, 한 마리의 동물은 암컷이었다. 척수 바늘 프로브 삽입뿐만 아니라 척수 플럭스 측정은 모든 동물에서 가능했다.

허혈 유도를 위한 대동맥 교차 클램핑 동안뿐만 아니라 클램핑 및 재퍼주입 동안 대뇌 미세 순환 및 거혈역학 기록과 결합된 실시간 척수 미세 순환 기록의 예는 도 3A, 도 3B에도시된다. 내림차순 대동맥 흐름의 붕괴는 척수 플럭스의 현저한 감소에 이어, 상승 대동맥의 압력이 증가하는 동안(그림 3A). 재관류는 반대효과(그림 3B)로이어졌다.

매크로 및 미세 순환 파라미터의 통계 분석은 표 1에도시된다. 혼합 모델 추정 한계 수단과 자신감 간격은 허혈 동안 척수 플럭스의 현저한 감소를 나타냅니다. 대조적으로, 대뇌 플럭스는 추정된 한계 수단 및 그들의 신뢰 간격에 의해 표시된 바와 같이, 허혈 도중 현저하게 증가했습니다. 이것은 동맥 압력, 심박수 및 전신 혈관 저항의 증가를 동반한 반면, 심장 출력 및 치기 볼륨은 감소했습니다. 형광 마이크로스피어 분석은 척수 하부의 척수 미세 순환 혈류의 현저한 감소를 보였으며, 상척수에는 상당한 변화가 없었으며, 추정한계수단과 자신감 구간에 의해 나타났습니다. 재관류는 반대 효과로 이어졌다. 프로토콜의 끝에 심장 출력, 뇌졸중 볼륨 및 동맥 압력이 추가로 감소했지만 척수 플럭스뿐만 아니라 척수 미세 순환 혈류는 안정적이었다.

이 연구의 결과는 척수 미세 관전의 실시간 변화를 감지하는 레이저 / 도플러 바늘 프로브의 능력을 보여줍니다. 예상대로, 허혈 동안 척수 미세 순환의 감소는 최소한의 미세 순환 플럭스로 과감했다. 척수 플럭스의 회복은 재관전 후에 일어났습니다. 형광 마이크로스피어로 평가된 척수 관혈이 낮기 때문에 비슷한 행동을 보였기 때문에 이 방법을 지원하였다. 예상대로, 상부 척수 관류및 대뇌 플럭스는 다른 행동을 보였다. 척수 미세 순환은 안정적이었지만, 대거순환은 프로토콜의 끝에 감소하여 혈역학 적 일관성의 손실을 보였습니다. 내림차종의 흐름은 허혈 동안 0이었지만, 재관류는 대동맥 류의 회복을 이끌었다. 조직 병리학 분석은 0과 2 사이 낮은 척수에 대한 클라인만 점수와 척수의 온화한 괴사를 밝혀 0과 1 사이의 상부 척수에 대한.

Figure 1
그림 1: 척수에 레이저/도플러 바늘 프로브의 배치. (A)척추 구조의 외과 노출. (B)정맥 카테터를 사용하여 척수의 펑크. (C)인레이 바늘을 제거한 후 바늘 프로브를 삽입한다. (D)바늘 프로브의 고정. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 2
그림 2: 내림차순 대어의 노출및 유량 프로브 및 선박 루프의 배치. (A)왼쪽 폐의 정점을 동원하고 다이어프램의 왼쪽 측부분의 분할 후 내림차순 대어의 노출. (B)수술 용 주변 조직의 분할. (C)적절한 원형 노출을 확보하기 위해 내림차순 대오르타 주변에 보류를 배치한다. (D)내림차순 대오르타 주위의 유동 프로브뿐만 아니라 선박 고리를 배치한다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 3
그림 3: 허혈 과 재류 동안 미세 순환 및 거형 적 신호의 샘플 기록. 심전도의 샘플 기록, 마이크로팁 카테터를 사용하여 측정된 바와 같이 오름차순 대동맥의 압력, 초음파 유량 프로브, 척수 뿐만 아니라 뇌성 미세 순환 플루스를 사용하여 측정된 바와 같이 내림차순 대동맥의 흐름은 레이저/도플러 바늘 프로브를 사용하여 측정된 바와 같이. (A)50s 샘플 동안 허혈 흡입 시 supra-celiac 대동맥 교차 클램핑에 의해 유도. (B)대동맥 교차 클램프의 부드러운 재개봉에 의한 재봉식 동안 20s 샘플. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

M1 M2 M3 M4 M5
척수 플럭스 61.35 (41.96-89.70) 6.78 (4.63-9.91) 58.97 (40.33-86.22) 66.05 (45.17-96.57) 59.09 (40.41-86.40)
주요 효과 측정 지점: p < 0.001 쌍별 비교 M1 p < 0.001 p = 0.878 p = 0.777 p = 0.886
대뇌 플럭스 41.12 (28.17-60.04) 71.73 (49.13-104.73) 60.34 (41.33-88.10) 59.91 (36.93-78.71) 49.82 (34.12-72.74)
주요 효과 측정 지점: p = 0.023 쌍별 비교 M1 p = 0.001 p = 0.045 p = 0.173 p = 0.341
척수 미세 퍼퓨전 (ml / 분 / g) 상부 척수 0.071 (0.058-0.087) 0.063 (0.052-0.078) 0.088 (0.072-0.11) 0.082 (0.067-0.100) 0.083 (0.068-0.102)
쌍별 비교 M1 p = 0.420 p = 0.146 p = 0.344 p = 0.281
주요 효과 측정 지점: p < 0.001
낮은 척수 0.079 (0.065-0.097) 0.031 (0.026-0.039) 0.111 (0.090-0.136) 0.089 (0.073-0.110) 0.105 (0.086-0.129)
상호 작용 측정 지점 · 척수 지역: p < 0.001 쌍별 비교 M1 p < 0.001 p = 0.021 p = 0.400 p = 0.051
심장 출력(l/min) 4.15 (3.69-4.61) 3.13 (2.67-3.60) 3.30 (2.84-3.76) 3.67 (3.20-4.13) 2.67 (2.00-2.93)
주요 효과 측정 지점:: p < 0.001 쌍별 비교 M1 p < 0.001 p = 0.007 p = 0.125 p < 0.001
심박수 (bpm) 74.42 (53.70-95.15) 131.09 (110.36-151.82) 88.92 (68.19-109.65) 80.62 (59.89-101.35) 99.38 (78.65-120.11)
주요 효과 측정 지점: p = 0.002 쌍별 비교 M1 p < 0.001 p = 0.314 p = 0.666 p = 0.092
스트로크 볼륨 (ml) 55.50 (49.20-61.81) 25.33 (19.03-31.64) 37.00 (30.69-43.31) 45.33 (39.03-51.64) 27.17 (20.86-33.47)
주요 효과 측정 지점: p < 0.001 쌍별 비교 M1 p < 0.001 p < 0.001 p = 0.004 p < 0.001
수축기 동맥 압력 오름차순 아오르타 (mmHg) 94.36 (85.20-103.52) 122.05 (112.89-131.20) 76.72 (67.56-85.88) 88.36 (79.20-97.52) 73.36 (64.20-82.52)
주요 효과 측정 지점: p < 0.001 쌍별 비교 M1 p < 0.001 p = 0.006 p = 0.321 p = 0.002
평균 동맥 압력 오름차순 아오르타 (mmHg) 78.18 (68.68-87.67) 107.29 (97.80-116.78) 59.08 (49.58-68.57) 70.38 (60.89-79.87) 58.35 (48.85-67.84)
주요 효과 측정 지점: p < 0.001 쌍별 비교 M1 p < 0.001 p = 0.005 p = 0.217 p = 0.004
이연수 동맥 압력 오름차순 대동맥 (mmHg) 59.20 (49.41-69.00) 93.76 (83.97-103.56) 45.18 (35.38-54.98) 52.48 (42.69-62.28) 45.33 (35.54-55.13)
주요 효과 측정 지점: p < 0.001 쌍별 비교 M1 p < 0.001 p = 0.038 p = 0.302 p = 0.040
전신 혈관 저항 (dyn x 초 x cm-5) 1421.13 (1236.94-1632.74) 208089.94 (181128.10-239085.87) 1335.36 (1162.29-1534.21) 1412.62 (1229.54-1622.97) 1807.46 (1573.21-2076.60)
주요 효과 측정 지점: p < 0.001 쌍별 비교 M1 p < 0.001 p = 0.407 p = 0.938 p = 0.005
플로우(l/분) 내림차순 아오르타 3.27 (0.96-5.58) 0 3.27 (0.96-5.58) 3.54 (1.23-5.85) 4.54 (2.32-6.85)
주요 효과 측정 지점: p = 0.003 쌍별 비교 M1 p = 0.998 p = 0.844 p = 0.381

표 1: 프로토콜 중 혈역학 매개 변수의 변경입니다. 값은 95% 신뢰 구간을 사용하여 기준 조정 된 예상 한계 수단으로 제공됩니다. 측정 점의 주요 효과의 F 테스트의 조정되지 않은 p 값은 상부 및 하부 척수 미세 관전을위한 지역 및 측정 지점 사이의 상호 작용 효과뿐만 아니라 각 매개 변수에 대해 제공됩니다. M1과 개별 측정 점을 쌍방향으로 비교하는 조정되지 않은 p-값도 제시됩니다. 측정 포인트는: M1 = 허혈/재퍼퓨전, M2 = 허혈 중, M3 = 1h 후 허혈/재침투, M5 = 4.5h 의 허혈/재퍼퓨전 후.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

척수 허혈에 의해 유도된 SCI는 환자 결과1,2,3,4,10,11,12에엄청난 영향을 미치는 대동맥 수리가 큰 합병증이다. SCI를 예방하고 치료하는 미세 순환 표적 치료법이 가장 유망합니다. 이 프로토콜은 실시간 척수 미세 순환 평가를 위한 재현 가능한 방법을 제공하고 허혈/재류 조건 하에서 척수 미세 순환에 대한 새로운 치료 접근법의 효과를 평가할 수 있는 능력을 제공합니다.

이 실험 모델에는 몇 가지 중요한 방법론적 단계가 있습니다. 동물의 손실을 방지하기 위해, 연구원은 마취 기술 (뇌척수액 배수 삽입, 초음파 혈관 접근 및 대동맥 노출, 대동맥 교차 클램핑 및 재관류 동안 혈역학 치료)뿐만 아니라 외과 기술 (sternotomy, 혈관 노출, 하강 아구의 외과 노출)에서 경험해야합니다. 척수 바늘 프로브의 삽입에는 경험, 해부학에 대한 심오한 지식 및 건전한 기술 기술이 필요합니다. 그러나, 우리의 경험에, 학습 곡선은 상당히 가파른, 그리고 대부분의 경험이 풍부한 연구원은 짧은 시간에 성공을 달성할 것 이다, 비록 여러 시도 방법론에 영향을 미칠 수 있는 척수 손상을 방지 하기 위해 피해야 하지만.

또 다른 중요한 단계는 척수 바늘 프로브의 탈구 또는 손상을 방지하기 위해 오른쪽 측면에서 supine 위치로의 변화입니다. 이 기동을 위해 4-5명이 권장되며, 삽입 부위의 적절한 패딩이 필수적이며 프로브를 탈구하지 않도록 세심한 주의를 기울여야 합니다. 내림차순 대어타에 노출하려면 몇 가지 중요한 단계가 필요합니다. 왼쪽 폐의 정점을 동원하여 왼쪽 폐를 부드럽게 후퇴하여 수술장을 노출시켜야 합니다. 또한, 다이어프램의 왼쪽 측부분은 노출을 용이하게 하기 위해 해부되어야 한다. 대동맥 준비 중, 수술을 수행하는 연구자와 마취 및 혈역학 적 관리를 제공하는 연구자 사이의 최적의 의사 소통이 적절한 심폐 안정성을 보장하기 위해 필요합니다. 대동맥 교차 클램핑 동안, 열등한 베나 카바의 수동 압축은 정맥 반환을 줄이는 것이 좋습니다. 이 기동없이, 심각한 후부하 증가가 발생할 수 있습니다 해로운 심근 부상으로 이어질 수있습니다 39,40.

재관전은 유체, 혈관 제기 및 이노트로프를 사용할 준비가 된 신중하게 수행해야 합니다. 재관류 동안, 심한 저혈압, 심장 아리스미아 및 순환실패(41)로이어질 수 있는 극적인 변화가 발생한다. 그러나, 혈역학 적 행동의 신중한 관찰, 개입의 신속한 개시뿐만 아니라이 중요한 단계 동안 구조화되고 부드러운 성능의 사용은 동물의 손실을 방지 할 수 있습니다. 또한, 대동맥 교차 클램핑의 오름차순 간격의 사용은 프로토콜에 사용되는 바와 같이 재생을 개선하기 위해 기간을 거쳐 재퍼퓨전(42)동안혈역학적 안정성을 향상시키는 허혈성 사전 컨디셔닝 효과를 유도한다.

이 모델은 거시순환 평가 외에도 척수 미세 순환을 모니터링할 수 있는 기능을 제공합니다. 고위험 수술과 중증 환자에서 자주 볼 수 있는 혈역학 일관성의 상실로 인해 척수 미세 순환에 대한 직접적인 평가가필요합니다 13,30. 설하 마이크로순환은 종종 관심 있는기관(44)의직접적인 미세 순환 평가를 대체하는 데 사용된다. 그러나, 감하 미세 순환과 중요한 기관 사이의 해리가 실험모델(45)에사용되는 척수내 직접 미세순환 평가의 가치를 강조하는 것으로 나타났다. 마지막으로, 이 모델은 형광 마이크로스피어 평가에 비해 척수 혈류의 실시간 모니터링이 장점이 있으며, 이는 간헐적인 사용 및 사후평가(46)에의해 제한된다. 실시간 평가의 영향은 척수 미세 관전의 급격한 변화를 보여주는 허혈 과 재류 유도 중 예제 기록을 볼 때 가장 잘 볼 수 있습니다. 그러나 척수에 레이저 도플러 프로브 삽입이 척수의 작지만 상당한 부상으로 이어질 수 있다고 간주해야합니다.

척수의 무결성이 혈역학 적 매개 변수에 영향을 줄 수 있기 때문에 이 방법은 단점이 될 수 있습니다. 그러나, 척수 미세관류를 평가하기 위해 레이저 도플러 기술의 사용은 이전에47,48,49,50을사용해왔다. 더욱이, 우리는 프로브 삽입 에 따라 혈역학적 변화를 관찰하지 않았지만, 우리는이 방법에 의해 유도 된 혈역학 적 효과를 배제 할 수 없었다. 혈역학적 변화는 또한 큰 동물51에서사소한 중요성일 마이크로 스피어 주사의 사용에 의해 유도될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 더욱이, 감각 또는 모터 기능은 프로브 삽입에 의해 영향을 받을 수 있고, 따라서, 감각 또는 모터 에서 불러온 잠재적인 평가의 사용은 레이저-도플러 평가와 함께 주의해서 수행되어야 한다.

이와 관련하여, 마이크로스피어 주입 기술은 유리할 수 있다. 또한, 기술은 만성 예심을 위해 사용되어서는 안됩니다; 그러나, 이것은 또한 마이크로 스피어 주사에 대 한 사실, 그들은 사후 조직 분석에 의존 하기 때문에 급성 시험에 국한. 레이저 도플러기술을 이용한 대부분의 연구는47,48,49,50여기에서, 우리는 임상 연구에 대한 번역을 용이하게 할 수 있는 큰 동물 모델로 돼지에서 사용하기 위한 기술을 기술하고 있습니다. 파라메디아 도입 기술은 돼지의 대형 가시 공정 문제를 극복하여 척수 프로브의 적절한 배치를 복잡하게 만듭니다. 더욱이, 기술은 술의 지속적인 손실을 방지, 라미네절제술 또는 듀라 조직의 제거가 필요하지 않다는 장점이 있다. 뇌척수액 압력이 척수관류(32)에엄청난 영향을 미치기 때문에, 이 모델은 척수 미세인투류 이외에 뇌척수액 압력을 측정하고 최적화하는 이점을 가지며, 향후 프로젝트에서 척수 미세포혈에 대한 뇌척수액 의 영향을 해결할 것입니다.

프로토콜에는 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 척수 플럭스의 절대값은 정확한 프로브 위치의 차이와 더 큰 척수 혈관의 근접성으로 인해 동물마다 상당히 다릅니다. 따라서 값을 비교할 때 기준 조정을 수행해야 합니다. 그러나 프로토콜 중에 바늘 프로브의 움직임을 피하기 위해 세심한 주의를 기울이는 한 측정 점 간의 개별 적 차이는 매우 일관적입니다. 더욱이, 이 연구는 레이저 도플러와 형광 마이크로스피어 방법 사이의 비교 연구로 설계되지 않았습니다. 동물의 수를 감안할 때, 우리는 이 두 가지 방법 사이의 상관 관계 분석을 수행하지 않았습니다.

두 방법 모두 허혈 및 회복 후 상당한 감소를 가진 비교 된 행동을 보였지만, 방법의 비교는 미래에 제대로 설계된 연구를 사용하여 해결되어야한다. 그럼에도 불구하고, 미세 구체의 사용은 또한 상부 및 하부 척수 미세 관전을 위한 다른 행동의 평가를 가능하게 했습니다. 또한, 조직병리학적 분석은 척수 허혈의 다른 모델에 비해 적당한 척수 괴사만밝혀냈다(37). 허혈의 기간을 연장하고 사전 컨디셔닝 조치를 생략하면 일부 연구자들이 원하는 더 심각한 변화로 이어질 수 있습니다. 우리는 온화한 조직 병리학 적 변화를 평가했지만, 이것은 허혈의 더 긴 기간과 다를 수 있습니다. 이와 관련하여, 프로토콜의 종료 전에 허혈/재관류 후 더 긴 기간은 또한 더 가혹한 조직병리학적인 변경을 이끌어 냈다. 그러나, 프로토콜은 추가 또는 심지어 연속 이노트로프 또는 혈관 제고기 응용 을 필요로하지 않고 재퍼퍼레이션 후 1 시간 혈역학 적 안정성을 가능하게했다.

다양한 혈역학 적 개입의 평가를 위해이 모델은 최적의 조건을 제공합니다. 우리는 혈역학 적 개입의 예로 유체 최적화를 사용했지만, 다른 접근 방식은이 방법으로 평가 될 수있다. 이 프로토콜은 허혈/재관류 모델에서 미세 순환 평가를 제공하지만, 허혈의 지속 기간은 재관류 전에 허혈 동안 치료 접근법의 평가를 제한합니다. 더욱이, 허혈 도중, 혈역학 변경에 있는 변이 (예를 들면, 고혈압, 저혈압, 빈맥, 서맥, 심장 아리스미아)에 있는 변이가 일어났습니다. 수동 유입 폐색은 이 단계 동안 혈역학 변수에 더 영향을 미칩니다. 따라서, 이 프로토콜은 재퍼퓨전 이전의 허혈 중 치료적 접근법의 평가를 위해 권장되지 않는다. 그러나, 색전화 또는 결찰 기술의 사용과 같은 다른 실험 설정은, 척수 레이저/도플러 바늘 프로브 평가와 결합될 수 있다, 이 프로토콜에 설명된 바와 같이.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

콘스탄틴 J.C 트레르테는 마케트의 강의 명예상을 수상했습니다. 다른 모든 저자는 이해 상충을 선언하지 않습니다. 이 연구는 마취학 젊은 조사자 창업 보조금 2018의 유럽 사회에 의해 지원되었습니다.

Acknowledgments

저자는 레나 브릭스, V.M.D, 동물 연구 연구소, 하노버 의과 대학뿐만 아니라 부인 Jutta Dammann, 연구 동물 관리 시설, 대학 의료 센터 함부르크 - Eppendorf, 독일, 전 및 perioperative 동물 관리 및 동물 취급에 대한 기술 지원을 제공하고 싶습니다. 저자는 더 박사 다니엘 만조니, 혈관 외과의 부서, Hôpital Kirchberg, 룩셈부르크, 그의 기술 지원에 감사드립니다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
CardioMed Flowmeter Medistim AS, Oslo, Norway CM4000 Flowmeter for Flow-Probe Femoral Artery
CardioMed Flow-Probe, 5mm Medistim AS, Oslo, Norway PS100051 Flow-Probe Femoral Artery
COnfidence probe,  Transonic Systems Inc., Ithaca, NY, USA MA16PAU Flow-Probe Aorta
16 mm liners
DIVA Sevoflurane Vapor Dräger Medical, Lübeck, Germany Vapor
Hotline Level 1 Fluid Warmer Smiths Medical Germany GmbH, Grasbrunn, Germany HL-90-DE-230 Fluid Warmer
Infinity Delta Dräger Medical, Lübeck, Germany Basic Monitoring Hardware
Infinity Hemo Dräger Medical, Lübeck, Germany Basic Pressure Monitoring and Pulmonary Thermodilution Hardware
LabChart Pro ADInstruments Ltd., Oxford, UK v8.1.16 Synchronic Laser-Doppler, Blood Pressure, ECG and Blood-Flow Aquisition Software
LiquoGuard 7 Möller Medical GmbH, Fulda, Germany Cerebrospinal Fluid Drainage System
Millar Micro-Tip Pressure Catheter (5F, Single, Curved, 120cm, PU/WD) ADInstruments Ltd., Oxford, UK SPR-350 Pressure-Tip Catheter Aorta
moor VMS LDF moor Instruments, Devon, UK Designated Laser-Doppler Hardware
moor VMS Research Software moor Instruments, Devon, UK Designated Laser-Doppler Software
Perivascular Flow Module Transonic Systems Inc., Ithaca, NY, USA TS 420 Flow-Module for Flow-Probe Aorta
PiCCO 2, Science Version Getinge AB, Göteborg, Sweden v. 6.0 Blood Pressure and Transcardiopulmonary Monitoring Hard- and Software
PiCCO 5 Fr. 20cm Getinge AB, Göteborg, Sweden Thermistor-tipped Arterial Line 
PowerLab ADInstruments Ltd., Oxford, UK PL 3516 Synchronic Laser-Doppler, Blood Pressure, ECG and Blood-Flow Aquisition Hardware
QuadBridgeAmp ADInstruments Ltd., Oxford, UK FE 224 Four Channel Bridge Amplifier for Laser-Doppler and Invasive Blood Pressure Aquisition
Silverline Spiegelberg, Hamburg, Germany ELD33.010.02 Cerebrospinal Fluid Drainage
SPSS statistical software package  IBM SPSS Statistics Inc., Armonk, New York, USA v. 27 Statistical Software
Twinwarm Warming System Moeck & Moeck GmbH, Hamburg, Germany 12TW921DE Warming System
Universal II Warming Blanket Moeck & Moeck GmbH, Hamburg, Germany 906 Warming Blanket
VP 3 Probe, 8mm length (individually manufactured) moor Instruments, Devon, UK Laser-Doppler Probe
Zeus Dräger Medical, Lübeck, Germany Anesthesia Machine

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Etz, C. D., et al. Contemporary spinal cord protection during thoracic and thoracoabdominal aortic surgery and endovascular aortic repair: a position paper of the vascular domain of the European Association for Cardio-Thoracic Surgerydagger. The European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 47 (6), 943-957 (2015).
  2. Schraag, S. Postoperative management. Best Practice & Research Clinical Anaesthesiology. 30 (3), 381-393 (2016).
  3. Cambria, R. P., et al. Thoracoabdominal aneurysm repair: results with 337 operations performed over a 15-year interval. Annals of Surgery. 236 (4), 471-479 (2002).
  4. Becker, D. A., McGarvey, M. L., Rojvirat, C., Bavaria, J. E., Messe, S. R. Predictors of outcome in patients with spinal cord ischemia after open aortic repair. Neurocritical Care. 18 (1), 70-74 (2013).
  5. McGarvey, M. L., et al. The treatment of spinal cord ischemia following thoracic endovascular aortic repair. Neurocritical Care. 6 (1), 35-39 (2007).
  6. Fukui, S., et al. Development of collaterals to the spinal cord after endovascular stent graft repair of thoracic aneurysms. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 52 (6), 801-807 (2016).
  7. Augoustides, J. G., Stone, M. E., Drenger, B. Novel approaches to spinal cord protection during thoracoabdominal aortic interventions. Current Opinion in Anesthesiology. 27 (1), 98-105 (2014).
  8. Bicknell, C. D., Riga, C. V., Wolfe, J. H. Prevention of paraplegia during thoracoabdominal aortic aneurysm repair. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 37 (6), 654-660 (2009).
  9. Feezor, R. J., Lee, W. A. Strategies for detection and prevention of spinal cord ischemia during TEVAR. Seminars in Vascular Surgery. 22 (3), 187-192 (2009).
  10. Heidemann, F., et al. Incidence, predictors, and outcomes of spinal cord ischemia in elective complex endovascular aortic repair: An analysis of health insurance claims. Journal of Vascular Surgery. , (2020).
  11. Rizvi, A. Z., Sullivan, T. M. Incidence, prevention, and management in spinal cord protection during TEVAR. Journal of Vascular Surgery. 52 (4), Suppl 86-90 (2010).
  12. Wortmann, M., Bockler, D., Geisbusch, P. Perioperative cerebrospinal fluid drainage for the prevention of spinal ischemia after endovascular aortic repair. Gefasschirurgie. 22, Suppl 2 35-40 (2017).
  13. Saugel, B., Trepte, C. J., Heckel, K., Wagner, J. Y., Reuter, D. A. Hemodynamic management of septic shock: is it time for "individualized goal-directed hemodynamic therapy" and for specifically targeting the microcirculation. Shock. 43 (6), 522-529 (2015).
  14. Moore, J. P., Dyson, A., Singer, M., Fraser, J. Microcirculatory dysfunction and resuscitation: why, when, and how. British Journal of Anaesthesia. 115 (3), 366-375 (2015).
  15. De Backer, D., Creteur, J., Preiser, J. C., Dubois, M. J., Vincent, J. L. Microvascular blood flow is altered in patients with sepsis. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 166 (1), 98-104 (2002).
  16. De Backer, D., Creteur, J., Dubois, M. J., Sakr, Y., Vincent, J. L. Microvascular alterations in patients with acute severe heart failure and cardiogenic shock. American Heart Journal. 147 (1), 91-99 (2004).
  17. Sakr, Y., Dubois, M. J., De Backer, D., Creteur, J., Vincent, J. L. Persistent microcirculatory alterations are associated with organ failure and death in patients with septic shock. Critical Care Medicine. 32 (9), 1825-1831 (2004).
  18. Trzeciak, S., et al. Early microcirculatory perfusion derangements in patients with severe sepsis and septic shock: relationship to hemodynamics, oxygen transport, and survival. Annals of Emergency Medicine. 49 (1), 88-98 (2007).
  19. Donati, A., et al. From macrohemodynamic to the microcirculation. Critical Care Research and Practice. 2013, 892710 (2013).
  20. Hamamoto, Y., Ogata, T., Morino, T., Hino, M., Yamamoto, H. Real-time direct measurement of spinal cord blood flow at the site of compression: relationship between blood flow recovery and motor deficiency in spinal cord injury. Spine. 32 (18), Phila Pa 1976 1955-1962 (2007).
  21. Soubeyrand, M., et al. Real-time and spatial quantification using contrast-enhanced ultrasonography of spinal cord perfusion during experimental spinal cord injury. Spine. 37 (22), Phila Pa 1976 1376-1382 (2012).
  22. Han, S., et al. Rescuing vasculature with intravenous angiopoietin-1 and alpha v beta 3 integrin peptide is protective after spinal cord injury. Brain. 133, Pt 4 1026-1042 (2010).
  23. Muradov, J. M., Ewan, E. E., Hagg, T. Dorsal column sensory axons degenerate due to impaired microvascular perfusion after spinal cord injury in rats. Experimental Neurology. 249, 59-73 (2013).
  24. Guillen, J., , FELASA guidelines and recommendations. J Am Assoc Lab Anim Sci. 51, 311-321 (2012).
  25. Kilkenny, C., Browne, W. J., Cuthill, I. C., Emerson, M., Altman, D. G. Improving bioscience research reporting: the ARRIVE guidelines for reporting animal research. Osteoarthritis Cartilage. 20, 256-260 (2012).
  26. Ospina-Tascon, G., et al. Effects of fluids on microvascular perfusion in patients with severe sepsis. Intensive Care Medicine. 36 (6), 949-955 (2010).
  27. Pottecher, J., et al. Both passive leg raising and intravascular volume expansion improve sublingual microcirculatory perfusion in severe sepsis and septic shock patients. Intensive Care Medicine. 36 (11), 1867-1874 (2010).
  28. De Backer, D., Ortiz, J. A., Salgado, D. Coupling microcirculation to systemic hemodynamics. Current Opinion in Critical Care. 16 (3), 250-254 (2010).
  29. van Genderen, M. E., et al. Microvascular perfusion as a target for fluid resuscitation in experimental circulatory shock. Critical care medicine. 42 (2), 96-105 (2014).
  30. Ince, C. Hemodynamic coherence and the rationale for monitoring the microcirculation. Critical care. 19, Suppl 3 8 (2015).
  31. Kise, Y., et al. Directly measuring spinal cord blood flow and spinal cord perfusion pressure via the collateral network: correlations with changes in systemic blood pressure. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 149 (1), 360-366 (2015).
  32. Haunschild, J., et al. Detrimental effects of cerebrospinal fluid pressure elevation on spinal cord perfusion: first-time direct detection in a large animal model. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 58 (2), 286-293 (2020).
  33. Wipper, S., et al. Impact of hybrid thoracoabdominal aortic repair on visceral and spinal cord perfusion: The new and improved SPIDER-graft. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 158 (3), 692-701 (2019).
  34. Kluttig, R., et al. Invasive hemodynamic monitoring of aortic and pulmonary artery hemodynamics in a large animal model of ARDS. Journal of Visualized Experiments. (141), e57405 (2018).
  35. Detter, C., et al. Fluorescent cardiac imaging: a novel intraoperative method for quantitative assessment of myocardial perfusion during graded coronary artery stenosis. Circulation. 116 (9), 1007-1014 (2007).
  36. Wipper, S., et al. Distinction of non-ischemia inducing versus ischemia inducing coronary stenosis by fluorescent cardiac imaging. International Journal of Cardiovascular Imaging. 32 (2), 363-371 (2016).
  37. Etz, C. D., et al. Spinal cord blood flow and ischemic injury after experimental sacrifice of thoracic and abdominal segmental arteries. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 33 (6), 1030-1038 (2008).
  38. Saugel, B., Scheeren, T. W. L., Teboul, J. L. Ultrasound-guided central venous catheter placement: a structured review and recommendations for clinical practice. Critical care. 21 (1), 225 (2017).
  39. Marty, B., et al. Partial inflow occlusion facilitates accurate deployment of thoracic aortic endografts. Journal of Endovascular Therapy. 11 (2), 175-179 (2004).
  40. Matyal, R., et al. Monitoring the variation in myocardial function with the Doppler-derived myocardial performance index during aortic cross-clamping. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 26 (2), 204-208 (2012).
  41. Miller, R. D. Miller'sanesthesia. 8th Edition. , Elsevier. Philadelphia. (2015).
  42. Martikos, G., et al. Remote ischemic preconditioning decreases the magnitude of hepatic ischemia-reperfusion injury on a swine model of supraceliac aortic cross-clamping. Annals of Vascular Surgery. 48, 241-250 (2018).
  43. Lazaris, A. M., et al. Protective effect of remote ischemic preconditioning in renal ischemia/reperfusion injury, in a model of thoracoabdominal aorta approach. Journal of Surgical Research. 154 (2), 267-273 (2009).
  44. Ince, C., et al. Second consensus on the assessment of sublingual microcirculation in critically ill patients: results from a task force of the European Society of Intensive Care Medicine. Intensive Care Medicine. 44 (3), 281-299 (2018).
  45. Edul, V. S., et al. Dissociation between sublingual and gut microcirculation in the response to a fluid challenge in postoperative patients with abdominal sepsis. Annals of intensive care. 4, 39 (2014).
  46. Schierling, W., et al. Sonographic real-time imaging of tissue perfusion in a porcine haemorrhagic shock model. Ultrasound in Medicine and Biology. 45 (10), 2797-2804 (2019).
  47. Jing, Y., Bai, F., Chen, H., Dong, H. Using Laser Doppler Imaging and Monitoring to Analyze Spinal Cord Microcirculation in Rat. Journal of Visualized Experiments. (135), e56243 (2018).
  48. Jing, Y., Bai, F., Chen, H., Dong, H. Meliorating microcirculatory with melatonin in rat model of spinal cord injury using laser Doppler flowmetry. Neuroreport. 27 (17), 1248-1255 (2016).
  49. Jing, Y., Bai, F., Chen, H., Dong, H. Melatonin prevents blood vessel loss and neurological impairment induced by spinal cord injury in rats. Journal of Spinal Cord Medicine. 40 (2), 222-229 (2017).
  50. Phillips, J. P., Cibert-Goton, V., Langford, R. M., Shortland, P. J. Perfusion assessment in rat spinal cord tissue using photoplethysmography and laser Doppler flux measurements. Journal of Biomedical Optics. 18 (3), 037005 (2013).
  51. Glenny, R. W., Bernard, S. L., Lamm, W. J. Hemodynamic effects of 15-microm-diameter microspheres on the rat pulmonary circulation. Journal of Applied Physiology. 89 (1985), 499-504 (2000).

Tags

의학 문제 166 척수 손상 척수 허혈 척수 관류 혈역학 치료 미세 순환 뇌척수액 압력 레이저 도플러
허혈/재관류의 돼지 모델에서 척수 미세 퍼퍼퓨전의 실시간 평가
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Behem, C. R., Friedheim, T., Wipper, More

Behem, C. R., Friedheim, T., Wipper, S. H., Pinnschmidt, H. O., Graessler, M. F., Gaeth, C., Holthusen, H., Rapp, A., Suntrop, T., Haunschild, J., Etz, C. D., Trepte, C. J. C. Real-Time Assessment of Spinal Cord Microperfusion in a Porcine Model of Ischemia/Reperfusion. J. Vis. Exp. (166), e62047, doi:10.3791/62047 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter