אסטרטגיות ניסיון לגשר על פערים גדולים של רקמה בחוט השדרה נפגע לאחר חריפת נגע כרוני

סיכום

פגיעות חמורות בחוט השדרה גורמות לעתים קרובות למומים ברקמות. שתי אפשרויות מתוארות כדי לגשר בהצלחה על פערים כאלה כדי לקדם הסתגלות רקמות, תגובות רגנרטיביות ושיפור תפקודי בחולדות באמצעות השתלת מערכת מיקרו-מחברים מכנית לאחר פציעה חריפה וחמישה שבועות לאחר חתך מלא של חוט השדרה.

תקציר

לאחר פגיעה בחוט השדרה (SCI) צורות צלקתית הליבה הנגע אשר מעכבת התחדשות axonal. גישור האתר של פציעה לאחר עלבון חוט השדרה, כריתות גידולים או פגמי רקמות כתוצאה מתאונות טראומטיות יכול לסייע בקידום תיקון רקמות כללי וכן צמיחת התחדשות של סיבי עצב לתוך ומעבר האזור הפגוע. שתי אסטרטגיות טיפול ניסיוני מוצגות: (1) השתלה של מכשיר החדש microconnector לתוך בחריפות ובאופן מוחלט transected כבל חזה עכברוש שדרת readapt ניתקה גדמי רקמת חוט שדרה, ו (2) מילוי פוליאתילן גליקול של אתר SCI בחולדות lesioned כרוני לאחר כריתת צלקת. נגע חוט השדרה הכרוני במודל זה הוא חיתוך רוחב חוט שדרה שלם שבו נגרם 5 שבועות לפני הטיפול. שני השיטות השיגו לאחרונה מאוד תוצאות מבטיחות וחזרת אקסונלית קדמה, פלישה הסלולר מועילה ושיפורים תפקודייםבמודלים של מכרסמים של פגיעה בחוט השדרה.

המערכת microconnector מכני (MMS) היא מערכת רב ערוצית מורכב polymethylmethacrylate (PMMA) עם מערכת צינורות מוצא להפעיל לחץ שלילי על MMS לומן ובכך מושך את גדמי חוט השדרה לתוך החורים מובנה חלת דבש. לאחר ההשתלה שלו לתוך פער רקמות 1 מ"מ הרקמה נשאבה לתוך המכשיר. יתר על כן, על הקירות הפנימיים של MMS הם microstructured הידבקות רקמות טובה יותר.

במקרה של הגישה הפגיעה בחוט השדרה הכרונית, רקמת חוט שדרה - כוללים באזור הנגע מלא צלקת - היא כריתה על פני שטח של 4 מ"מ האורך. לאחר כריתת צלקת מייקרו החלל שנוצר מתמלא פוליאתילן גליקול (PEG 600) אשר נמצאה לספק תשתית מצוינת עבור פלישה הסלולר, רה-וסקולריזציה, התחדשות axonal ויצירת מיאלין קומפקטית אפילו in vivo.

מבוא

פציעה טראומטית בחוט השדרה לא רק מובילה לאובדן של אקסונים אבל זה תוצאות נוספות פגמי רקמות אשר לעכב כל תגובות רגנרטיבית (לסקירה ראה ^1,2). רקמת חוט שדרה הוא אבד לעתים קרובות דרך ניוון משני מוביל ציסטה היווצרות או חורים בתוך ומסביב באזור הנגע. רוב ניסיונות טיפול להתמקד ניזקי חוט שדרה שלמים כמו חיתוך רוחב חלקי, פציעות למעוך או חבלה עם שפה נותרת של רקמה בריאה. עבור פציעות מלאות כמו transections חזויה כתוצאה מתאונות טראומטיות או התערבות כירורגית, כמו כריתות גידולים, רק מאוד אפשרויות טיפול מוגבלות זמינות היום ^3,4. לאחר חיתוך רוחב מלא, מתח מכונאי של תוצאות רקמות הכחשת גדם שדרה, השארת רווח קטן בחוט השדרה. רוב האסטרטגיות להתמקד מילוי הפער הזה עם רקמות, תאים או מטריצות ^5,6.

הנה, אסטרטגיה שונהמוצג, כלומר מחדש והתאמה של הגדמים מופרד באמצעות מכשיר microconnector רומן ^7. כדי readapt שני גדמים, כוח מכני צריך להיות מיושם כלחץ שלילי קל לעשות זאת (איור 1). מערכת microconnector המכאנית (MMS) היא מערכת מרובה ערוצים של polymethylmethacrylate (PMMA) עם חורים בצורת חלת דבש (איור 1 א) ובתנאי עם מערכת צינורות מוצאים. הוא מושתל לתוך פער הרקמות הנובעים חיתוך רוחב חוט שדרה מלא בחולדה (התרשים 1C). צינור אחד יכול להיות מחובר משאבת ואקום כדי להפעיל לחץ שלילי על MMS (1D איור). הלחץ מושך את גדמי חוט השדרה מנותקים לתוך החורים בצורת חלת דבש של MMS, אשר יש קירות microstructured להחזיק את רקמת במקום כשהיא משוחררת מלחצים (1B איור). הצינורות יכולים להיות שלמים שמאל לאחר ניתוח מצורף minipump האוסמוטי כדילהחדיר חומרים לתוך ליבת הנגע (איור 1E-F).

מלבד חיתוך רוחב חריף של חוט שדרת סוג אחר של תוצאות נגע מלאות מפני הסרה כירורגית של גידול בעמוד שדרה או צלקת נגע כרונית מוצקה עובדת יוצרת הפערים גדולות של רקמה של כמה מילימטרים, אשר לא ניתן להתגבר על ידי MMS עד כה. רוב החולים עם טראומה בחוט השדרה סובלים מפציעות כרוניות. בחולים אלה, צלקת מפותחת תופסת את ליבת הנגע. הסרה כירורגית של צלקת הנגע היא מושג לטיפול אשר נחקר באופן שוטף אחרי ניסיוני SCI ^8,9. בעוד הליך כריתה עצמו יכול להתבצע ללא גרימת נזק נוסף ניכר, הפער רקמות וכתוצאה מכך צריך להיות לגישור עם מטריצה ​​מתאימה המאפשרת ומקדמת את התחדשות של רקמות, במקרה הספציפי של פגיעות בחוט השדרה, התחדשות של סיבי עצב לשמור ולקדם פונקציות של תנועה. זה היהנמצא כי פוליאתילן גליקול משקל מולקולרי נמוך (PEG 600) הוא חומר מאוד מתאים למטרה זו. החוסר החיסוני שלה ואת הצמיגות נמוכה מאוד לאפשר אינטגרציה חלקה לתוך הרקמה שמסביב. החדרת biopolymer לבד מקדמת את הפלישה של תאים מועילים, כוללים תאי אנדותל, תאי שוואן פריפריה, האסטרוציטים, ו - מאוד חשוב - את ההתחדשות ואת ההתארכות של אקסונים של ירידה ועליית קטעי סיבים וכן ensheathment שלהם על ידי המיאלין קומפקטי ^8. תגובות התחדשות אלו נמצאו להיות מלווה שיפורים פונקציונליים לטווח ארוך. השילוב של כריתה של רקמת צלקתית וההשתלה הבאה של PEG 600 הציג אמצעי בטוח ופשוט, אך יעיל מאוד של גישור פגמי רקמת חוט שדרה משמעותי.

פרוטוקול

הנחיות מוסדיים לבטיחות ונוחות חיה אנחנו דבקנו, וכל התערבות כירורגית טיפול בבעלי חיים לפני ואחרי כירורגית נמסרו ציות לחוק צער בעלי חיים הגרמני (לשכת המדינה, להגנת הסביבה לצרכן של צפון ריין וסטפליה, LANUV NRW ).

1. שלם חיתוך רוחב של כבל Thoracic השדרה של חולדות Wistar הנקבה (220 - 250 גרם)

1. הכנה של חוט השדרה
   1. השתמש הרדמה משאיפת isoflurane (2 - 3% isoflurane ב O ₂ / NO ₂ ביחס של 1: 2) הזרקת בולוס של Carprofen (תת-עורית [SC] 5 מ"ג / ק"ג). השילוב של carprofen ואת עצירות אופיואידים (0.02 מ"ג / ק"ג SC) מומלץ. התחל ניתוח כאשר רפלקס מכסה עין למגע קל עם מקלון צמר גפן רפלקס הנסיגה כפה צובט גירוי עם מלקחיים הם כבר לא נצפו.
   2. מניח את החיה על שמיכת חימום על 37 מעלות צלזיוס לשמור טמפרטורות גוףמחדש במהלך הניתוח משחת עיניים לשים על העיניים כדי למנוע יובש לאחר הרדמה.
   3. לגלח את הגב של החיה ולהכין את העור עם חומר חיטוי עור.
   4. חותכים את העור על קו האמצע לאורך חוליות החזה למשך 4 ס"מ עם להב כירורגי ולפתוח אותו. משלב זה והלאה, השתמש מעוקר מכשירי ניתוח עבור כל ההליכים (autoclaved או טבילה מעוקרת).
   5. לחזור בו השרירים מעל חוליות בית החזה באמצעות שרירים קטנים מהדקים.
   6. הסר את תהליכי spinous בבית החזה ברמה 8 (Th8) ו Th9 עם עצם rongeur ידי גזירת חתיכות קטנות בזהירות של העצם עד שהעצמות בחוליות הן שטוחות.
   7. שימוש במלקחיים אנטומיים להרים את עמוד השדרה בבית TH7 תהליך spinous ולהשתמש rongeur קליפ חתיכות קטנות של העצם בחוליות מן הזנב מקורי עד laminectomy מתבצע Th8 ו Th9. לחשוף את דורה מאטר ללא פגיעה בו על ידי הסרת בזהירות רק מעטים מאוד חתיכות קטנות של העצם בחוליות בכל פעם.
   8. הצמד את עמוד השדרה על ידי 2 מלחציים ייצוב על תהליכים spinous TH7 ו Th10, להרים את בעל החיים לִשְׁמוֹט תנועות נשימה מן החוליות.
2. שלם חיתוך רוחב חוט שדרה בבית חזה רמת 8/9
   1. הרם את דורה מאטר עם מלקחיים בסדר, לחתוך את דורה מאטר במספריים העין בסדר בכיוון רוחבי.
   2. החזק את הקצה, קיצוץ רוחבי של דורה מאטר עם מלקחיים בסדר להכניס וו השדרה לחלל subarachnoidic בין דורה מאטר ו arachnoidea. מנעו נזק של קרומי המוח על ידי לא דוקרים לתוך הקרום הרך או הדורה עם מלקחיים או או וו חוט השדרה.
   3. לאט לסובב את הקרס למקם אותו לאורך כל רקמת חוט השדרה, נזהר שלא לדקור לתוך הדורה (פיא עדיין לא נפגע).
   4. הרם את חוט השדרה של כ 1 - 2 מ"מ כלפי מעלה, עד פער נתפס בצד הגחון בין רקמת חוט שדרה הדורה.
   5. הכנס מספרי עין בסדר לחלל between הדורה ופיאה לחתוך את חוט השדרה תוך קרס השדרה נשאר במקומו.
   6. הרם את שני גדמים של חוט השדרה עם שני מלקחיים חזותיים להבטיח חיתוך רוחב מלא.
   7. חיות-lesioned מלאות חיות עם פציעה כרונית, לסגור את הדורה על ידי תפרי קטע עם 9.0 אשכולות הלא adsorbable monofilament.
   8. עבור נגעים כרוניים לעקוב אחר חלק 1.6.
3. השרשת MMS
   1. מניח MMS מעל אתר פציעה עם שני צינורות הממוקמים בכל צד לרוחב של גוף החוליה ולהוריד אותה אל חלל נגע.
   2. צינורות תפר לשרירים בצד של גוף החוליה עם זכויות שאינן מקנות resorbable 4-0 חוט כדי להבטיח התייצבות MMS. ודא קיבעון של MMS באמצעות מלקחיים במהלך שלב זה.
   3. הסר את פיני MMS על ידי חיתוך עם זוג מספרי בסדר.
   4. סגור את הדורה מעל MMS תפרת אותו עם 9.0 אשכולות.
   5. צרף צינור אחד אל משאבת ואקום, ואת החותםוהשני על ידי כיווץ.
   6. להפעיל לחץ שלילי עדין על MMS ידי משאבת ואקום באמצעות הצינור הפתוח, מוצץ את גדמי חוט השדרה לתוך לומן MMS. החל הלחץ השלילי במשך כמה דקות (מקסימום 10 דקות) ולפקח על ידי חיישנים (250 - 350 mbar).
   7. חותך את הצינורות קרובים MMS ולהסיר את הצינורות. המשך עם שלב 1.6.
4. כריתה של רקמת חוט שדרה כוללות צלקת הנגע הכרונית בשבוע ה 5 לאחר פגיעה ראשונית
   1. בצע את השלבים 1.1.1 - 1.1.5.
   2. לזהות רקמה צלקתית לפי המראה חום-צהוב רקמות נוקשות על גבי חוט השדרה. הוצא בעדינות בשכבות השטחיות של רקמה צלקתית על ידי החזקת עם מלקחיים בסדר גזירה במספריים בסדר. באמצעות שיטה זו, לפתוח מחדש את האתר של laminectomy לחשוף את הרקמה המכילה את האזור הפגיע בחוט השדרה. עצור הכנה כאשר תפר הדורה מזוהה ויזואלית.
   3. הצמד את עמוד השדרה על ידי 2 ייצוב מלחציים על ספיןתהליכים מפוקפקים TH7 ו Th10, ולאחר מכן להעלות את החיה לִשְׁמוֹט תנועות נשימה מן החוליות.
   4. בעזרת סרגל קרטון קטן למדוד את שטח חוט השדרה שבו הוא להיות כריתה (אורך: מ"מ 4) ולסמן את הקצוות של אזור רקמות בהתאמה זה עם חתכים רוחביים כדי לאפשר הפינוי הבא של רקמות.
   5. הסרה של רקמה צלקתית באמצעות שילוב של חיתוך והשאיפה. קח את הרקמה שהופרדה מן חוט השדרה עם החתכים הרוחביים. השתמש שאיפה עדינה בכל פעם זה מספיק כדי לאפשר פינוי של הרקמה. בנוסף, כל אימת המרקם הנוקשה של רקמת צלקתית עושה שאיפת רקמה קשה מדי, להשתמש במספריים בסדר לחתוך ולהסיר רקמה זו.
   6. הכנס חתיכה (כ קוביית 5 מ"מ x 5 מ"מ x 5 מ"מ) של ספוג הג'לטין עוצר דמום לתוך פער הרקמה עד שוך דימום. ספוג ג'לטין יתכווץ בגודל ברגע שהיא ספוגה בנוזל.
5. Implantation של PEG 600
   1. כן 1 מיליליטר של חי הטהור PEG 600 להזרקה על ידי חימום עד 37 מעלות צלזיוס.
   2. הסר ספוג הג'לטין.
   3. הכנס כמות מספקת (כ 5 - 7 μl) של PEG לתוך הפער באמצעות מזרק 10 μl או פיפטה 10 μl.
   4. בזהירות לכסות את האזור עם חתיכה (כ 5 מ"מ x 4 מ"מ) של החלפת איטום / דורה.
   5. תקן את האיטום לרקמות שריר עם כמה טיפות של דבק רקמות. מניח את האיטום על גבי פער הכריתה המלא PEG. כדי למנוע זליגה של האיטום, השתמש טיפות קטנות של דבק רקמות כדי לתקן את הפינות של האיטום אל רקמת השריר שמסביב. הערה: למנוע דליפה של דבק רקמות על רקמת חוט השדרה!
6. סגירת רקמות וטיפול לאחר הניתוח
   1. שרירי תפר שכבת עור שכבה עם תפרים שהופסקו עם 4-0 אשכולות adsorbable קלועים
   2. להזריק 2 × 2.5 מ"ל של נתרן כלורי (NaCl[0.9%]) בשעה 36 ° C SC עבור להחזרת נוזלים לאחר הניתוח. זריקה אחת של NaCl 5 מיליליטר תשתרע העור של החיה ועלולה לגרום ניזק מיותר לבעל החיים. אין להשאיר ללא השגחת חיה עד להכרה מלאה הוא חזר.
   3. להזריק carprofen יומי (SC 5 מ"ג / ק"ג) עבור 2 ימים לפחות לאחר הניתוח. בית חיות בכלוב אחד במהלך 2 הימים הראשונים, לאחר מכן בקבוצות של 2 - 3.
   4. החל טיפול אנטיביוטי (אוראלי יומית של Enrofloxacin) בשבוע שלאחר הניתוח הראשון.
   5. האם שלפוחית ​​השתן ידנית הרקה בשתיים עד שלוש פעמים ביום על ידי מלטפת בעדינות על הבטן של החיה מ מקורי כדי הזנב. היזהר שלא להזיז את עמוד השדרה של החיה לא להרים את החיה על הזנב. באופן ידני לבטל את שלפוחית ​​השתן של בעל החיים לחלוטין spinalized יומי בזמן ההישרדות כולו. יש להקפיד למקם כדורי מזון ובקבוקי מים לגובה אליו ניתן להגיע על ידי בעלי החיים ללאעומד על hindpaws שלהם. למרות היותו לקוי בתפקוד ברבעון אחורי, החיות לנוע ולחקור את הכלובים פעילים מייד לאחר ניתוח. מומלץ לשמור על החולדות בקבוצות חברותיות.
   6. עבור נגעים כרוניים להשאיר זמן הישרדות של בעלי החיים של חמישה שבועות לפני כריתת צלקת. בצע את שלבי 1.4.

תוצאות

שימור רקמות, אקסונלית לצמיחה מחודשת ותגמולים פונקציונליים של השרשת MMS לאחר חיתוך רוחב החריפה שלם של חוט השדרה
זה הוכח כי ההשתלה החריפה של MMS התייצבה גדמי חוט שדרת transected לחלוטין וירידת הצטמקות של הרקמה (איור 2 א לעומת B). דמיינו כפי מכתים Trichrome בסעיפי sagittal, המכתים הירוק רקמת החיבור של צלקת פיברוטית ליבת הנגע הוא הרבה יותר צפוף ויותר בולט חיות בקרה-lesioned

דיון

הנה שתי גישות כירורגיות שונות מוצגות לגשר על פערי רקמה בחוט השדרה לאחר (1) השתלת חיתוך רוחב ו- MMS מלאים אקוטיים (2) נגע חוט שדרה כרוני להסרת צלקת סיבית בתוספת השתלת מטריקס PEG. שני אסטרטגיות להוביל שימור רקמות התחדשות axonal וכן שיפור תפקודי תנועה משמעותית של בעלי חיים שטופלו. עבור MMS השרשת קיבעון נאות של MMS בתוך חוט השדרה על ידי תפר דורת המשרד לאחר הניתוח הוא צעד טכני קריטי.

את MMS מחזיקה פוטנציאל טיפולי נוסף...

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה

שם	חברה	מספר קטלוג	הערות
PEG 600 Ph אירו	מרק/VWR	8,170,041,000
ספוג ג'לטין ג'לסטיפט	סאנופי אוונטיס	PZN-8789582
איטום נסקופלם	רוט	2569.1
Baytril	Bayer
Rimadyl (קרפופן)	פייזר
פורן (איזופלורן)	Abbvie
Kodan (חומר חיטוי לעור)
היסטואקריל (דבק רקמות)
פרידמן-פירסון רונגר, 1 מ"מ, ישר	Fine Science Tools	16020-14
מיקרו מרית שניים באחד - 12 ס"מ	Fine Science Tools	10091-12
Dumont #7 מלקחיים - Inox Medical	כלים מדעיים עדינים	11273-20
Dumont #5/45 מלקחיים - Inox Medical	כלים מדעיים עדינים	11253-25
וו חוט השדרה	Fine Science Tools	10162-12
מספריים	כלים מדעיים עדינים	14078-10
מהדק	Aesculap	EA016R
Ethicon Vicryl 4-0
Bepanthen Augen- und Nasensalbe	Bayer
מלקחיים אנטומיים	Fine Science Tools	11000-13
מפסק שמירה עצמית	Fine Science Tools	17008-07
מהדק עור	כלים מדעיים עדינים	13008-12
אלוספריי	סלקטאווט