הפרוטוקול הנוכחי מתאר שיטה כירורגית סטנדרטית לאינדוקציה של מפרצת צוואר במודל עכברי באמצעות ניתוח כירורגי יחיד.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מודל עכברי של היווצרות מפרצת קרוטיד
* These authors contributed equally
במאמר זה
סיכום
תקציר
מפרצת מוחית קיימת בכ-2%-5% מהאוכלוסייה ומהווים דאגה משמעותית לבריאות הציבור בשל שיעורי התמותה והתחלואה הגבוהים בעת קרע. למרות ההתקדמות במחקר, פיתוח מודלים יעילים וניתנים לשחזור של בעלי חיים נותר אתגר. בין המודלים הזמינים, נעשה שימוש נרחב במפרצות הנגרמות בניתוח; עם זאת, המורכבות הטכנית של הליכים אלה מגבילה לעתים קרובות את הנגישות שלהם. שיטות אלו דורשות מומחיות כירורגית נרחבת וקשורות לשיעורים גבוהים יותר של תמותה תוך ניתוחית או היווצרות מפרצת לא עקבית, מה שעלול לפגוע באמינות תוצאות הניסוי. כדי להתמודד עם מגבלות אלה, מאמר וידאו זה מציג הליך כירורגי פשוט להשראת מפרצת קרוטיד בעכברים, המבוצע בפגישה אחת. גישה יעילה זו הדגימה שיעור הצלחה מרשים של 87% בגרימת מפרצת קרוטיד בעכברים נקבות. על ידי הפחתת אתגרים טכניים ושיפור יכולת השחזור, שיטה זו מספקת אלטרנטיבה מעשית ואמינה לחקר מפרצת מוחית. אימוץ נרחב שלו יכול להקל על מחקרים סטנדרטיים, להאיץ את הפיתוח של אסטרטגיות טיפוליות, ובסופו של דבר לקדם את ההבנה שלנו בפתופיזיולוגיה של מפרצת.
מבוא
מפרצת מוחית היא התרחבות מקומית בדפנות כלי הדם במוח, המשפיעה על כ-2%-5% מהאוכלוסייה הכללית. קרע במפרצות אלו עלול לגרום לדימום תת-עכבישי, הנושא שיעורי תמותה ותחלואה גבוהים 1,2. הבנת הפתוגנזה של מפרצת מוחית וזיהוי מטרות טיפוליות פוטנציאליות דורשות מודלים אמינים וניתנים לשחזור של בעלי חיים המחקים את המחלה האנושית. מאמר זה מציג שיטה כירורגית סטנדרטית להשראת מפרצת קרוטיד בעכברים, המציעה אלטרנטיבה מעשית ויעילה למודלים תוך-גולגולתיים תובעניים יותר מבחינה טכנית3.
פיתוח טכניקה זו מונע על ידי האתגרים הקשורים למודלים קיימים של מפרצת מוחית. מודלים של מפרצת תוך גולגולתית, למרות שהם נמצאים בשימוש נרחב, דורשים הליכים כירורגיים מורכבים ומוגבלים על ידי הקליבר הקטן של כלי הדם התוך גולגולתיים, מה שפוגע בתועלת שלהם לבדיקת מכשירים אנדווסקולריים והתערבויות אחרות 4,5. בנוסף, וריאציות בשיטות המשמשות במחקרים - כגון הבדלים בריכוזי אלסטאז וזמני חשיפה - מפחיתות את יכולת השחזור ומעכבות השוואות צולבות מחקרים. על ידי סטנדרטיזציה של ההליך, טכניקה זו מתייחסת למגבלות אלו ומספקת אחוזי הצלחה גבוהים של השראת מפרצת עם סיכון כירורגי מינימלי.
בהשוואה לשיטות אלטרנטיביות, מודל מפרצת הצוואר מציע מספר יתרונות מובהקים. ראשית, ההליך הכירורגי הפשוט מפחית חסמים טכניים, מה שהופך אותו לנגיש יותר למגוון רחב יותר של מעבדות. שנית, הקליבר הגדול יותר של עורק הצוואר בהשוואה לכלי תוך גולגולתי מקל על בדיקת גישות טיפוליות, כולל מכשירים אנדווסקולריים. מחקרים קודמים הדגימו וריאציות של מודל זה עם תוצאות מבטיחות, אך פרוטוקולים לא עקביים הגבילו את יכולת השחזור 6,7. הגישה שלנו משכללת את השיטות הללו, משיגה שיעור הצלחה של 87% בעכברים נקבות ומבטיחה עקביות בכל הניסויים.
בהקשר הרחב יותר של הספרות, מודלים של בעלי חיים למפרצות מוחיות הם קריטיים להבנת מנגנוני מחלה, הערכת מטרות טיפוליות ופיתוח אסטרטגיות התערבות. מודלים פותחו במינים שונים, כולל דג זברה, חולדות, ארנבות וכלבים, כל אחד עם יתרונות ומגבלות ייחודיים 3,8. מודל מפרצת קרוטיד זה משלים את הרפרטואר הקיים בכך שהוא מציע איזון בין היתכנות טכנית ורלוונטיות למחלות אנושיות, מה שהופך אותו לאופציה אידיאלית עבור חוקרים המחפשים מודל אמין וניתן לשחזור למחקרים פרה-קליניים.
שיטה זו מתאימה במיוחד למעבדות שמטרתן לחקור את היסודות המולקולריים והביומכניים של היווצרות מפרצת, לבדוק חומרים פרמקולוגיים או להעריך מכשירים אנדווסקולריים. על החוקרים לשקול אם המאפיינים האנטומיים והפיזיולוגיים של מודל זה תואמים את מטרות הניסוי הספציפיות שלהם. על ידי מתן פרוטוקול סטנדרטי וניתן לשחזור, טכניקה זו שואפת לקדם את מחקר המפרצת המוחית ולטפח עקביות רבה יותר במחקרים בתחום.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
פרוטוקול בעלי החיים אושר על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של אוניברסיטת פיטסבורג (IS00022015). נקבות עכברי C57BL/6J מסוג פרא (WT), בגילאי 6-8 שבועות, שימשו לניסויים. הריאגנטים והציוד המשמש מפורטים בטבלת החומרים.
1. הכנת בעלי חיים
- לגרום להרדמה.
- הנח את העכבר בתא אינדוקציה ומתן גז איזופלורן בריכוז של 3%-4% לאינדוקציה באמצעות מערכת אידוי הרדמה (בהתאם לפרוטוקולים שאושרו על ידי המוסד). התאם את קצב הזרימה ל-1.0-1.5 ליטר לדקה של חמצן.
- עקוב אחר בעל החיים לאיתור סימנים של הרדמה מלאה (למשל, חוסר תגובה לגירויים חיצוניים וקצב נשימה מופחת).
- העברה לאתר הניתוח.
- לאחר שהעכבר מורדם במלואו, העבירו אותו לתחנת הניתוח תוך שמירה על הרדמה איזופלורן בריכוז תחזוקה של 1-3% וקצב זרימת חמצן של 0.8-1.0 ליטר לדקה. ודא שהעכבר מחובר למערכת אספקת ההרדמה באמצעות חרוט אף.
- שמירה על טמפרטורה.
- מקם את העכבר על משטח חימום מוגדר מראש ל-36 מעלות צלזיוס. חבר בדיקת טמפרטורה כדי לנטר באופן רציף את טמפרטורת הגוף לאורך כל ההליך. כוונן את הגדרת כרית החימום במידת הצורך כדי לשמור על טמפרטורה יציבה.
2. הכנה לניתוח
- לשתק את החיה.
- הנח את העכבר במצב שכיבה. השתמש ברצועות סרט כירורגי כדי להדק בעדינות כל איבר למשטח הניתוח, ולהבטיח שהגוף מיוצב ללא מתח מיותר.
- לגלח את אזור הצוואר.
- בעזרת קוצץ כירורגי קטן יש לגלח את הפרווה מאזור הצוואר (שטח של כ-2 ס"מ על 2 ס"מ). הסר שיער רופף בעזרת גזה כירורגית סטרילית.
- לעקר את אתר הניתוח.
- מרחו שני סיבובים של תמיסת פובידון-יוד על אזור הצוואר באמצעות אפליקטורים עם קצה כותנה, ואחריהם שני סיבובים של 70% אתנול. אפשר לאזור להתייבש באוויר בין היישומים כדי להבטיח עיקור נכון.
3. שלב I: קשירת עורק הצוואר המשותף
- יש לאשר הרדמה.
- בצע בדיקת צביטה בבוהן באמצעות מלקחיים קהים. חוסר נסיגה או תנועת רפלקס מאשר הרדמה מספקת.
- בצע חתך בקו האמצע.
- בעזרת מספריים כירורגיים, בצע חתך אנכי של 1 ס"מ לאורך קו האמצע של הצוואר, החל ממש מתחת לקו הלסת. חותכים את הדרמיס ואת הפאשיה הבסיסית.
- חשוף את הבלוטה התת-לסתית.
- השתמש במלקחיים קהים כדי לגייס את הבלוטה התת-לסתית לרוחב, תוך הקפדה לא לפגוע ברקמות שמסביב. הרם בעדינות את הבלוטה והפריד אותה מעצם החזה על ידי דיסקציה קהה.
- אבטח את הבלוטה עם מפסק סטרילי קטן או קליפס כדי לשמור על שדה ניתוח ברור.
- חשוף את שריר הסטרנוקלידומסטואיד (SCM).
- זהה חזותית את שריר הסטרנוקלידומסטואיד המקביל (SCM). השתמש במלקחיים קהים כדי להרים את השריר בעדינות ולהשחיל תפר משי קלוע 5-0 מתחתיו. לשקף את השריר לרוחב על ידי משיכה עדינה של התפר כדי לחשוף את מעטפת הצוואר.
- בודד את עורק הצוואר.
- פתח את נדן הצוואר בעזרת מלקחיים חדים. הפרד בזהירות את עורק הצוואר מווריד הצוואר ועצב הנרתיק הסמוכים.
- כדי לשפר את הראות, הכנס שרוול סיליקון סטרילי או מפסק מתחת לעורק הצוואר. הימנע מגרימת טראומה לעורק או למבנים שמסביב.
- לקשור את עורק הצוואר.
- בעזרת מלקחיים חדים, גרפו את עורק הצוואר והשחילו תפר 9-0 מתחתיו. קשרו קשר כפול מאובטח כדי לקשור את העורק, מה שמבטיח מתח מתאים כדי לחסום את זרימת הדם מבלי לפגוע בכלי הדם. חתוך את קצוות התפרים כדי למזער גירוי ברקמות.
- סגור את החתך.
- העריכו את קצוות העור באמצעות תפר ניילון סטרילי (5-0) או סיכות כירורגיות. הפעל לחץ עדין עם גזה סטרילית כדי להבטיח המוסטזיס.
4. טיפול לאחר הניתוח
- עקוב אחר החיה.
- התבונן בבעל החיים מדי יום לאיתור סימנים קליניים לסיבוכים כגון קרע מפרצתי מוקדם (המעיד על עייפות פתאומית או המטומה), שבץ מוחי, התקפים או ירידה משמעותית במשקל (>10% מהמשקל הבסיסי).
- המתת חסד מיידית של בעלי חיים (בהתאם לפרוטוקולים שאושרו על ידי המוסד) המציגים תסמינים חמורים כדי למזער כאב ומצוקה.
- טיפול בפצעים
- מיד לאחר הניתוח יש למרוח ג'ל לידוקאין 4% על מקום החתך לשיכוך כאבים מקומי. מרחו שכבה דקה של משחה אנטיביוטית (למשל, בציטראצין) כדי למנוע זיהום. חזור על הטיפול בפצעים מדי יום למשך 3 ימים לפחות או עד שהפצע מראה סימני ריפוי.
- סביבת התאוששות
- הניחו את החיה בכלוב התאוששות נקי עם מצעים רכים. הקפידו על גישה לנוזלים מחוממים או לג'ל לחות כדי לסייע בהתאוששות. עקוב עד שהחיה ערה לחלוטין וניידת, ואז החזיר אותה לבית הסטנדרטי שלה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
בסך הכל 15 נקבות עכברים מסוג בר (WT) עברו את הליך השראת המפרצת בהתאם לפרוטוקול הסטנדרטי המתואר (איור 1). שבועיים לאחר הניתוח, היווצרות מפרצת הושגה בהצלחה בכ-87% מהעכברים, כפי שאושר על ידי בדיקה מורפולוגית גסה (איור 2 ואיור 3). תוצאות אלו מדגישות את החוסן והשחזור של הטכניקה, ומדגימות את התועלת שלה למחקרים פרה-קליניים על פתופיזיולוגיה של מפרצת והתערבויות טיפוליות.
...הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
מודל מפרצת הצוואר המושרה על ידי קשירת עורק הצוואר תואר לראשונה בשנות ה-70 על ידי Yasargil ו-Matsuda, שהשתמשו בשתלי ורידים כדי לגרום להתפתחות מפרצת 9,10. שינויים מאוחרים יותר בטכניקה זו, כולל תוספת של טיפול באלסטאז וקשירת הצוואר, אפשרו יצירת מפרצת צוואר גדולה יותר בצורה יעילה ומזורזת יותר 6,11. למרות התקדמות זו, חוסר עקביות בפרוטוקולי השראת מפרצת בין קבוצות מחקר, כגון תזמו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| תפר קלוע 5-0 נספג | אתיקון / אתילון | J463G | |
| תפר מונופילמנט 5-0 שאינו נספג | אתיקון / אתילון | 8698G | |
| תפר מונופילמנט 9-0 שאינו נספג | אתיקון / אתילון | 2829G | |
| פדים להכנת אלכוהול | מדליין | CUR45585RB | |
| גילוח Animal Pocket Pro | וואהל | 9861-900 | |
| דומונט #5 מלקחיים | רובוז | RS-5058 | |
| פינצטה טיטניום של דומונט; תבנית #5 | רובוז | RS-5050 | |
| מלקחי גרפה | רובוז | RS-5138 | |
| מלקחיים לרקמת גראף | רובוז | RS-5155 | |
| לידוקאין, 4%, טופיקלי | מדליין | 52565-009-50 | |
| מיקרו-קליפס ישר, 5 מ"מ | רובוז | RS-5420 | |
| מספריים מיקרו-דיסקאטיים | רובוז | RS-5610 | |
| מיקרו-סקלייפ ישר, 8 מ"מ | רובוז | RS-5424 | |
| מלקחי יתושים, 4" | רובוז | RS-7100 | |
| כפפות ניטריל | פישרברנד | 19-130-1597 | |
| פניצילין-סטרפטומיצין | תרמו פישר | 15140122 | |
| אלסטאז לבלב חזירי | וורת'ינגטון | LS002274 | |
| פובידון-יוד | מדליין | MDS093943 | |
| מספריים, דק במיוחד | רובוז | RS-5880 | |
| מספריים, בסדר | רובוז | RS-5840 | |
| תמיסת מלח סטרילית 0.9% | בקסטר | 2B1324X | |
| מיישם כותנה סטרילית | דינרקס | 4303 | |
| מגבות ניתוח חד-פעמיות סטריליות, כחולות | מדליין | MDT2168202H | |
| עיצוב סרט שקוף של Tegaderm | 3M | 1624W |
מקורות
- Vlak, M. H., Algra, A., Brandenburg, R., Rinkel, G. J. Prevalence of unruptured intracranial aneurysms, with emphasis on sex, age, comorbidity, country, and time period: A systematic review and meta-analysis. Lancet Neurol. 10 (7), 626-636 (2011).
- van Gijn, J., Kerr, R. S., Rinkel, G. J. E. Subarachnoid haemorrhage. Lancet. 369 (9558), 306-318 (2007).
- Strange, F., Gruter, B. E., Fandino, J., Marbacher, S. Preclinical intracranial aneurysm models: A systematic review. Brain Sci. 10 (3), 134(2020).
- Frösen, J. Smooth muscle cells and the formation, degeneration, and rupture of saccular intracranial aneurysm wall - A review of current pathophysiological knowledge. Transl Stroke Res. 5 (3), 347-356 (2014).
- Frösen, J., et al. Remodeling of saccular cerebral artery aneurysm wall is associated with rupture: Histological analysis of 24 unruptured and 42 ruptured cases. Stroke. 35 (10), 2287-2293 (2004).
- Tulamo, R., Frösen, J., Hernesniemi, J., Niemelä, M. Inflammatory changes in the aneurysm wall: A review. J Neurointerv Surg. 2 (2), 120-130 (2010).
- Hashimoto, N., et al. Experimental induction of cerebral aneurysms in monkeys. J Neurosurg. 67 (6), 903-905 (1987).
- Lv, X., Zhang, H., Kong, W., Liang, S., Zhang, H. Evaluation of an antithrombotic surface-coated flow diverter in a rabbit model without dual antiplatelet drugs. World Neurosurg. 192, e155-e162 (2024).
- Yasargil, M. G., Fox, J. L. The microsurgical approach to intracranial aneurysms. Surg Neurol. 3 (1), 7-14 (1975).
- Nishikawa, M., Yonekawa, Y., Matsuda, I. Experimental aneurysms. Surg Neurol. 5 (1), 15-18 (1976).
- Hoh, B. L., et al. A novel murine elastase saccular aneurysm model for studying bone marrow progenitor-derived cell-mediated processes in aneurysm formation. Neurosurgery. 66 (3), 544-550 (2010).
- Staarmann, B., Smith, M., Prestigiacomo, C. J. Shear stress and aneurysms: A review. Neurosurg Focus. 47 (1), E2(2019).
- Dolan, J. M., Kolega, J., Meng, H. High wall shear stress and spatial gradients in vascular pathology: A review. Ann Biomed Eng. 41 (7), 1411-1427 (2013).
- Aoki, T., Nishimura, M. The development and the use of experimental animal models to study the underlying mechanisms of CA formation. J Biomed Biotechnol. 2011, 535921(2011).
- Starke, R. M., et al. Critical role of TNF-α in cerebral aneurysm formation and progression to rupture. J Neuroinflammation. 11, 77(2014).
- Hussain, S., et al. Search for biomarkers of intracranial aneurysms: A systematic review. World Neurosurg. 84 (5), 1473-1483 (2015).
- Broderick, J. P. Jr Unruptured intracranial aneurysms: Epidemiology, natural history, management options, and familial screening. Lancet Neurol. 13 (4), 393-404 (2014).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
