מאמר שיטה

טכניקה אינפוזיה Microsurgery עכבר למשלוח ואלכוהול ממוקד לתוך מערכת העצבים המרכזית דרך עורק התרדמה הפנימי

DOI:

10.3791/54804

31 בינואר 2017

במאמר זה

סיכום

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הפרוטוקול הנוכחי מתאר טכניקת עירוי מיקרו-כירורגית של עכבר, המעבירה ביעילות חומרים ישירות למוח דרך עורק הצוואר הפנימי.

תקציר

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מודלים של בעלי חיים של מחלות מערכת העצבים המרכזית (CNS), וכתוצאה מכך, מחלות הפרעה במחסום הדם-מוח, דורשים אספקה של חומרים אקסוגניים למוח. חומרים אקסוגניים אלה עלולים לגרום להשפעה מזיקה או להוות אסטרטגיה טיפולית. שיטות ההעברה הנפוצות ביותר של חומרים אקסוגניים למוח מבוססות על משלוחים מערכתיים, כגון נתיבים תת עוריים או תוך ורידיים. למרות השימוש הנפוץ, לגישות אלו יש מספר מגבלות, כולל יעילות נמוכה של העברה למוח. לעומת זאת, שיטות כירורגיות המעבירות חומרים באופן מקומי למערכת העצבים המרכזית הן ספציפיות יותר ומונעות ספיגת החומרים האקסוגניים על ידי איברים אחרים. קיימות מספר שיטות כירורגיות להעברת מערכת העצבים המרכזית; עם זאת, הם נוטים להיות טראומטיים מאוד. כאן, אנו מתארים טכניקת מיקרו-כירורגיה של עירוי עכברים, המעבירה ביעילות חומרים למוח דרך עורק הצוואר הפנימי, עם טראומה מינימלית וללא הפרעה לתפקוד תקין של מערכת העצבים המרכזית.

מבוא

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

במודלים vivo של מערכת העצבים המרכזית (CNS) מחלות דורשים משלוח יעיל של חומרים אקסוגניים, כגון תרופות, פתוגנים, או exosomes, לתוך המוח. לכן, שיטת הצגה אידיאלית צריכה לגרום טראומה מינימאלית לבעל החיים, לשמור על שלמותה של הרשת העצבית, ולהשיג ריכוזי חומר גבוהים במוח 1.

מספר שיטות כירורגיות של משלוח חומר מקומי תוארו, כולל תוך-נדן, תוך-מוחי, וזריקות תוך חדרים או שתלים 2, 3, 4, 5. גישות אלה, עם זאת, הנחשבים טראומטיות אל מערכת העצבים המרכזי, ולאפשר מתן בהיקפים נמוכים בלבד של החומר של עניין. יתר על כן, הוצע כי חומרים אקסוגניים ניתן להסיר במהירות על ידי הנוזל השדרתי 6 , ומגוון חדירה נמוך אל מוח parenchyma נצפה 7 כאשר הטכניקות הנ"ל מועסקות. שיטות משלוח מערכתיות, כגון פה, ריאות, תת עורית, ומסלולים תוך ורידים, נמצאות בשימוש נפוצה יותר במודלים של בעלי חיים, אם כי הם מפגינים אפקטיביים נמוכים באספקת החומרים אל מערכת העצבים המרכזי, בשל הספיגה ידי גופים אחרים 8, 9. לכן, המסלולים האלה של משלוח דורשים מנות גבוהות של חומרים המנוהלים, מעלים את הסיכון של תופעות לוואי רעיל 10, 11.

כאן אנו מתארים טכניקה המיקרו-כירורגיה עירוי עכבר, אשר למעשה מספקת חומרים ישירות לתוך המוח דרך עורק התרדמה הפנימי. בנוסף למיקוד המסירה של מערכת העצבים המרכזית, טכניקה זו אינה לעקוף מחסומים פיזיולוגי ולכן הוא רלוונטי מאוד Biologicaתהליכי l המעורבים הקטעים של רפויים או פתוגנים לתוך המוח.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הנהלים מעורבים בפרוטוקול הבא אושרו על ידי האוניברסיטה של ​​טיפול בבעלי חיים מוסדיים מיאמי ועדת שימוש (IACUC). בנוסף, כל ההליכים מתנהלים במתקנים שאושרו על ידי האגודה הערכה וההסמכה של הבינלאומי טיפול בבעלי חיים מעבדה (AAALAC).

1. הכנת עכברים לכירורגיה

  1. להרדים עכבר עם isoflurane מעורבב עם חמצן, באמצעות מערכת הרדמת מעבדה. השתמש isoflurane בשעה מוגדר בין 4-5% ותזרים חמצן 2 ליטר / דקה על מכונת המסחרי (ראה לוח חומרים). מעבירים את החיה על פני השטח ניתוח, תחת סטראו, ולקיים הרדמה באמצעות חרטומו (להשתמש isoflurane הגדרת 1.5 - תזרים 2.5 וחמצן ב 2 ליטר / דקה).
    1. להבטיח שמירה על קצב עכבר הנשימה הוא סביב 1 - 2 נשימה / sec בלי להתנשף. בנוסף, להבטיח כי בעל החיים לא להפגין תגובה לגירוי שפם הדוושה reflex (קמצוץ הבוהן). צג הנשימה שיעור ומאמץ במהלך הניתוח, לפחות כל 5 דקות. עקוב ספציפי מוסדי טיפול בבעלי חי ועדת שימוש והנחיות וטרינרים לניטור הרדמה מכרסמת.
  2. החל ירידה של חומר סיכה עיניים על כל עין באמצעות ספוגית סטרילית על מנת למנוע יובש. מנהל של אנטי דלקתי משכך כאבים כדי להקל נוחות מומלצת.
  3. עם החיה שוכבת על גבה, לשמור על הרדמה באמצעות חרטומו.
  4. נקה את אזור הצוואר של החיה על ידי מנגב את האזור שלוש פעמים עם 70% ו chlorhexidine אתנול. לגלח את אזור הניתוח של החיה באמצעות סכין גילוח (כמפורט להלן).

2. דיסקציה של עורק התרדמה המשותף (CCA)

  1. בצע את ההליך המיקרו-כירורגיה כולו תחת סטראו. בעזרת מספריים כירורגיים מלקחיים לבצע חתך קו האמצע רדוד בצוואר, מלמעלה עצם החזה אל מתחת ל tהוא הלסת (כ -3 עד 4 ס"מ).
  2. בעזרת מלקחי שומן בקפידה נפרד ורקמות חיבור לחשוף את קנה הנשימה.
  3. מניחים כרית (חפץ עגול, כ -0.5 ס"מ קוטר) על החלק האחורי של הצוואר של העכבר כדי להאריך את הצוואר, עוד חשיפת האזור.
  4. הפרד את הרקמות או באמצעות מפשק רקמות או ווים.
  5. בצד שמאל של החיה של קנה הנשימה, בזהירות למרוט לגזרים את רקמת החיבור לחשוף את המרכז לאמנות עכשווית שמאל.
  6. בעזרת מלקחיים להסיר את כל רקמת החיבור בזהירות לחשוף הסתעפות המרכז לאמנות העכשווית, והתחילה הוא עורקי הראש חיצוניים ופנימיים.

3. הכנה של CCA עבור עירוי ואלכוהול

  1. הכנס שני מגזרי ניילון תפר (כ 1 סנטימטר כל אחת) תחת עורק ראשי חיצוני (ECA), באמצעות מלקחיים.
  2. מניח פקעת קבעה בנקודה הגבוהה ביותר האפשרית של ECA.
  3. בנקודה הנמוכה ביותר האפשרית של ECA, מיד מעל הסתעפות המרכז לאמנות עכשווית, מקוםקשר נשלף. קשר זה צריך להיות משוחרר לעומת הקשר העליון.
  4. סגור את CCA באמצעות קליפ כלי, בנקודה הנמוכה ביותר האפשרית.
  5. סגור את עורק התרדמה הפנימי (רשפ"ת) באמצעות קליפ כלי.
  6. מספריים האביב microdissection באמצעות לבצע חתך קטן ECA (כ -2 מ"מ), בין שני הקשרים.

4. עירוי ואלכוהול באמצעות הרשפ"ת

  1. להרכיב מערכת אינפוזיה. צרף 6 אינץ 'של צינור נימים (מידות אידיאלית: 2.5 מ"מ x 1.2 מ"מ) כדי מזרק טוברקולין המכיל 250 μl של החומר להיות חדור (תרופות, פתוגנים, שלפוחית ​​תאית, בין יתר) והכנס את קצה הנימים בעדינות לתוך החתך מבוצע בשלב 3.6.
  2. המשך להחליק במורד הנימים עד שהוא מגיע נקודת אמצע בין ההסתעפות ואת הקליפ סגירת CCA.
  3. לכבול את קשר ECA הנמוך. ודא כי הקשר הוא רופף מספיק כדי לאפשר נזילות נימים חזקות מספיק כדי למנוע דולףז.
  4. הסר קליפ מן ICA.
  5. בעדינות להפעיל לחץ על בוכנת מזרק עירוי החומר המאפשר בכ 10 μl לשנייה.

5. נהלי אינפוזיה הודעה

  1. מקום קליפ בחזרה על ICA.
  2. הסר בעדינות את צינור נימי.
  3. לכבול את קשר ECA הנמוך לחלוטין.
  4. הסר קליפים מתוך הרשפ"ת ובין CCA.

סגירת חתך 6. שלאחר ניתוח טיפול

  1. סור ווים מפשקים או רקמות כרית.
  2. אזור תפר נקי באמצעות תמיסת מלח סטרילית.
  3. סגירת החתך באמצעות ניילון תפר / מחט מלקחיים.
  4. נהל אנטי דלקתי משכך כאבים כדי להקל אי נוחות לאחר הניתוח.
  5. מניחים חיה בכלוב מונח על כרית חימום לפחות התאוששות 1 hr וצג.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הטכניקה המיקרו-כירורגיה עירוי העכבר המתואר כאן הוא מאוד תכליתי ויש בו נעשה שימוש כדי לספק חומרים שונים ישירות לתוך המוח, כולל אספקה של תאים סרטניים במודל נציג של היווצרות גרורות במוח 1, 12.

טכניקה זו מתאימה גם להעריך את ההיבטים פתולוגית של פתוגנים שונים במערכת העצבים המרכזית. במודל עכברים ש...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המיקרו-כירורגיה העירוי המתואר כאן כבר הוכיח את עצמו מאוד מוצלח ומספק חומרים אקסוגניים של תכונות ביולוגיות שונות לתוך מערכת העצבים המרכזי, מניעת הפצה רצויה בכל הגוף 1, 12. שיבוש של מחסום דם מוח הוא מאפיין פתולוגי של מחלות כמה הקשורות במערכת העצבים המרכזית; ולכן בהערכת היחסים של חומרים אקסוגניים עם המחסום שבין הדם למוח היא בעלת חשיבות ועניין עיקריים.

מודל נ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין מה לחשוף.

תודות

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אנו רוצים להודות לד"ר ליי צ'ן (בית הספר לרפואה של אייקן בהר סיני, ניו יורק) שייסד לראשונה את השימוש במודל הזה במעבדה שלנו, ולד"ר גרטשן וולף (המרכז הגרמני לחקר הסרטן, היידלברג, גרמניה) על הפצת הטכניקה במעבדה שלנו. נתמך בחלקו על ידי HL126559, DA039576, MH098891, MH63022, MH072567, DA027569 ו- NSC 2015/17/B/NZ7/02985.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
מכשיר הרדמהVetequip901806
מספריים כירורגייםכלי מדע עדין14558-09
מלקחיים כירורגיים קצה ישרכלי מדע עדין00108-11
מלקחיים כירורגיים קצה זוויתיכלי מדע עדין00109-11
מספריים אביבייםכלי מדע עדין15000-08
תפר ניילוןBraintree ScientificSUT-S 104
צינורות נימיים (מיקרו-רנתן 0.010 אינץ' x 0.005 אינץ' לכל רגל) Braintree ScientificMRE01050
VWR95057-036
IsofluranePiramal
2,3,5-Triphenyltetrazolium chlorideFisherScientific50-121-8005
תפר סגירה של

מקורות

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Chen, L., Swartz, K. R., Toborek, M. Vessel microport technique for applications in cerebrovascular research. J Neurosci Res. 87 (7), 1718-1727 (2009).
  2. Frisella, W. A., et al. Intracranial injection of recombinant adeno-associated virus improves cognitive function in a murine model of mucopolysaccharidosis type VII. Mol Ther. 3 (3), 351-358 (2001).
  3. Wei, L., Erinjeri, J. P., Rovainen, C. M., Woolsey, T. A. Collateral growth and angiogenesis around cortical stroke. Stroke. 32 (9), 2179-2184 (2001).
  4. Wu, G., et al. Targeted delivery of methotrexate to epidermal growth factor receptor-positive brain tumors by means of cetuximab (IMC-C225) dendrimer bioconjugates. Mol Cancer Ther. 5 (1), 52-59 (2006).
  5. Pignataro, G., Studer, F. E., Wilz, A., Simon, R. P., Boison, D. Neuroprotection in ischemic mouse brain induced by stem cell-derived brain implants. J Cereb Blood Flow Metab. 27 (5), 919-927 (2007).
  6. Sugiyama, Y., Kusuhara, H., Suzuki, H. Kinetic and biochemical analysis of carrier-mediated efflux of drugs through the blood-brain and blood-cerebrospinal fluid barriers: importance in the drug delivery to the brain. J Control Release. 62 (1-2), 179-186 (1999).
  7. Pardridge, W. M. Drug and gene delivery to the brain: the vascular route. Neuron. 36 (4), 555-558 (2002).
  8. Vantyghem, S. A., Postenka, C. O., Chambers, A. F. Estrous cycle influences organ-specific metastasis of B16F10 melanoma cells. Cancer Res. 63 (16), 4763-4765 (2003).
  9. Huang, R. Q., et al. Efficient gene delivery targeted to the brain using a transferrin-conjugated polyethyleneglycol-modified polyamidoamine dendrimer. FASEB J. 21 (4), 1117-1125 (2007).
  10. Liu, R., Martuza, R. L., Rabkin, S. D. Intracarotid delivery of oncolytic HSV vector G47Delta to metastatic breast cancer in the brain. Gene Ther. 12 (8), 647-654 (2005).
  11. Kumar, P., et al. Transvascular delivery of small interfering RNA to the central nervous system. Nature. 448 (7149), 39-43 (2007).
  12. Wrobel, J. K., Wolff, G., Xiao, R., Power, R. F., Toborek, M. Dietary Selenium Supplementation Modulates Growth of Brain Metastatic Tumors and Changes the Expression of Adhesion Molecules in Brain Microvessels. Biol Trace Elem Res. , (2015).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

מאמרים קשורים