27 במרץ 2016
מאמר זה מתאר שיטה ליצירת פגיעת דחיסת חוט שדרה (SCI) הניתנת לשחזור בעכבר היילוד. המודל מספק פלטפורמה מועילה לחקר מנגנונים של פלסטיות אדפטיבית העומדים בבסיס התאוששות תפקודית ספונטנית.
המטרה הכללית של הליך זה היא לבצע פגיעת דחיסה של חוט השדרה הניתנת לשחזור בעכבר ניו born. מטרה זו מושגת תחילה על ידי הרדמה עמוקה של העכבר, ולאחר מכן ביצוע למינקטומיה גבית (dorsal laminectomy) כדי לחשוף את חוט השדרה.
ולבסוף, על ידי ביצוע פגיעת דחיסה. הקמנו לאחרונה מודל של עכברי新生 (neonatal) לפגיעה בחבל השדרה והדגמנו כי עכברים אלו מראים דרגה מדהימה של פלסטיות אדפטיבית. חקר המנגנון העומד בבסיס ההחלמה עשוי לספק תובנות חשובות, שניתן יהיה להשתמש בהן בטיפול בפגיעות בחבל השדרה.
בסרטון זה, נדגים כיצד לבצע פגיעת דחיסה של חוט השדרה בעכבר בן יום אחד. הליך כירורגי זה כולל הרדמה, למינקטומיה ושתי דחיסות אפידוראליות באמצעות תפסן. הכנה לניתוח.
הניתוח מבוצע תחת מיקרוסקופ סטריאו. הניחו פד חימום מתחת למיקרוסקופ. קריטי לשמור על הגור השומר על חום גופו כדי למנוע מוות פתאומי במהלך הניתוח.
הניחו שמיכה כירורגית או גיליון גדול של נייר מעבדה רך ונקי על משטח החממה. עבור אלחוש טרום-ניתוחי, הכינו מזרק אינסולין, 0.3 milliliters בגודל 30 gauge, מלא בחומר אלחוש מקומי, Marcaine, המדולל ב-PBS סטרילי, לריכוז סופי של 2.5 milligrams per milliliter. עבור חיתוך העור, הסרת השרירים ולמינקטומיה (laminectomy), השתמשו במיקרו-סכין, פינצטה עדינה ומספרי אירידקטומיה עדינים.
שימו לב כי כאן אנו משתמשים גם בפינצטה שכיפפנו את קצותיה כדי ליצור שיניים. אלו עובדות טוב יותר מפינצטות משננות הזמינות מסחרית, כיוון שהשיניים צריכות להיות קטנות מאוד. לצורך דחיסת חוט השדרה, השתמשו ב-Yasargil Temporary Aneurysm Miniclip ששונה במיוחד, אותו נתאר בהמשך.
נדרש גם קטע קצר של צינור קפילרי פלסטי כדי ליצור מעצור שימנע סגירה מלאה של התפסן, ומפעיל תפסנים להנחת התפסן. לתפירה השתמש במחזיק מחטים ובמספריים קטנים לחיתוך החוט. לטיפול בכאב, דלל Temgesic ב-PBS סטרילי, לריכוז של 0.03 milligrams per milliliter.
הפגיעה בחבל השדרה כוללת דחיסה באמצעות תליב, תוך שימוש ב-Yasargil Temporary Aneurysm Miniclip. לפני השימוש, יש לשנות את התליב באופן מכני על ידי הקטנת עובי הלהבים ל-150 micrometers באמצעות אבן השחזה. רגע לפני הניתוח, חתוך קטע קצר של צינור פלסטיק והשחל אותו על אחד מלהבי התליב.
הצינור משמש כמעצור למניעת סגירה מלאה של התופסן. הרדמה ושיכוך כאבים. עבור הרדמה גזית, אנו משתמשים במאדה suprane המחוברת למכל חמצן.
איזופלוראן (Isoflurane) הוא חומר ההרדמה המאודה בחמצן טהור. כדי להפיץ את תערובת האיזופלוראן והחמצן לעכבר, יש להכין מסכת אף המותאמת ל新生ניאונטים (neonates). עכברי新生ניאונט הם קטנים כל כך, שניתן להכין את המסכה מקצה של מזרק, המשמש כפתח כניסה עבור צינור הפלסטיק המחובר לפתח היציאה של המאיד.
בצד המסכה, קדחו חור קטן לחיבור צינור פליטה שמסתיים במשאבת ואקום מבוקרת, עם יחידת איסוף, או פשוט במנדף כימיים. הכינו תא עקיפה להרדמה באמצעות צלחת פטרי מפלסטיק בנפח 150 על 25 מיליליטר. בצד אחד, צרו חור הגדול מספיק עבור ראשו של העכבר.
בצד הנגדי, הכינו שני חורים קטנים יותר בקוטר של צינור הפלסטיק. לבסוף, הכינו חור פינוי, קטן יותר מהשאר, בחלק העליון של הכלי. גזרו את קצהו של טיפ פיפט של 250 µL והכניסו אותו לחור האחרון הזה.
קצה הפלסטיקה (pipet tip) משמש כמחבר עבור צינור השאיבה המחובר למכשיר ואקום המכוון ללחץ שלילי קל. בעזרת פלסטלינה, הדק את המסכה בדיוק בתוך החור עבור ראש העכבר. בעזרת סרט הדבקה או פלסטלינה, קבע את צינור הפלסטיק לתקרת התא, וודא שהצינורות ממוקמים היטב בחורים המתאימים.
הנח את התא על השמיכה הכירורגית תחת המיקרוסקופ. המערכת כולה מוצגת בסכימה זו. ברז תלת-דרכי ממוקם ביציאה של המאיד.
כאן, הנתיב לתא השינה פתוח, בעוד הנתיב למסכה חסום, וניתן להניח את העכבר בתא השינה כדי להתחיל את ההרדמה. סיבוב הברז בעל שלושה כיוונים (three-way stopcock) ימינה מאפשר לגז לזרום למסכה וחוסם את הנתיב לתא השינה. בתצורה זו, ניתן להעביר את העכבר למסכה.
דליפת גז מוסרת באמצעות ואקום מתא העודפים. בחרו גור של עכבר ששתה חלב לאחרונה, כפי שניתן לראות בצבע לבן הנראה דרך העור. הניחו את הגור בתא השינה והחדירו Isoflurane מהול באדים בריכוז של 4% כדי להשיג סדציה מהירה.
העבירו את הגור למסכה. מקמו בזהירות את אפו של העכבר עמוק בתוך המסכה כדי להבטיח חשיפה מספקת לגז ההרדמה. סובבו את הברז התלת-דרכי כדי להפנות את הגז לכיוון המסכה.
הזריקו תת-עורית 50 µL של Marcaine בריכוז 2.5 mg/mL באתר הניתוח הרצוי. היזהרו לא להזריק עמוק מדי, שכן ניתן לפגוע בקלות בכלי דם, והזרקת Marcaine לתוך כלי דם היא קטלנית. נגבו את עודפי ה-Marcaine בעזרת קומפרס סטרילי קטן.
למינקטומיה גבית (Dorsal laminectomy). הפחית את ריכוז ה-Isoflurane לאחד עד שניים אחוזים. לאחר מספר דקות, נקב את העור באמצעות מיקרו-סכין ובצע פתח העברה של שמונה עד תשעה מילימטרים על ידי משיכה עדינה של העור בכיוון רוסטרלי-קודאלי.
פתיחת העברה (transference opening) היא נוחה הרבה יותר ומספקת גישה לטראלית טובה יותר לביצוע הלמינקטומיה. הרחקו את קצוות חתך העור מהרקמה שמתחתיו, על ידי החדרת חתיכות של ספוג (spongistatin) מתחת לעור, במיקום רוסטרלי וקודאלי לחתך. גזרו את השרירים הפרה-ורטברליים בעזרת מספריים דקים כדי לחשוף את עמוד השדרה.
שימו לב כי בילוד, הזקיף העמודי אינו מפותח במלואו. זהו את קו האמצע וגזרו את הלמינה (lamina) לרוחב באמצעות המספריים הדקים. הקפידו לא לגזור עמוק מדי, שכן הדבר עלול לגרום לנזק לדורה ואף לחוט השדרה.
הנח בזהירות להב אחד של פינצטה דקה בין הלמינה (lamina) לבין הקודura (dura). אחז בלמינה על ידי סגירת הפינצטה והרם אותה בזהירות עד שהיא ניתקת, תוך שמירה על שלמות ה-dura. חזור על השלב שתיים עד שלוש פעמים כדי לבצע למינקטומיה (laminectomy) של סגמנט אחד עד שניים.
שתרו דימומים באמצעות חתיכות קטנות של spongistatin. השתמשו בפינצטה הדקה כרונז'ור (rongeurs) להסרת חלקים ממפרקי הפצט (facet joints) באופן דו-צדדי, כדי ליצור מספיק מקום להצבת המיני-קליפ המותאם למבנה של מפרצת (aneurysm miniclip) בתוך התעל הגשרירית. שלב זה גורם לעיתים קרובות לדימומים שניתן לשלוט בהם באמצעות חתיכות קטנות של spongistatin.
כדי לשפר את הנראות, לעיתים ישנו יתרון בשטיפה עם PBS סטרילי חמים, 37 °C. יצירת פגיעת דחיסה של חוט השדרה. פתחו את התפס והניחו את הלהבים משני צדי חוט השדרה, במרווחים שבין מפרקי הפצט (facet joints) לבין חוט השדרה.
ודאו שהלהבים מוכנסים לעומק מספיק כדי להקיף את החלק הגבני (ventral) של חוט השדרה. סגרו במהירות את התפסן, תוך החזקת האפליקטור במקומו, כדי למנוע מהתפסן להחליק לאחור. לאחר 15 שניות, שחררו במהירות את התפסן.
נקה את הפצע באמצעות spongistatin. כדי להשיג דחיסה סימטרית, הפוך את הלהבים ובצע דחיסה שנייה למשך 15 שניות בכיוון ההפוך. תפירה. הסר את חתיכות ה-spongistatin שהונחו תחת העור בתחילת הניתוח וסגור את העור באמצעות תפרי 6.0.
הזריק 0.05 milliliters של Temgesic, בריכוז של 0.03 milligrams per milliliter, תת-עוריים באמצעות מזרק אינסולין בכיול 30 gauge, והנח את הגור בסביבה עם בקרת טמפרטורה של 30 °C למשך מספר שעות. כדי להפחית התנהגות אימהית תוקפנית כלפי הגור המנותח במהלך הלילה הראשון לאחר הניתוח, הכן תמיסה של Diazepam, מדוללת ב-PBS נקי, לריכוז של 0.1 milligrams per milliliter להזרקה תוך-peritoneal במינון של שמונה גרם לקילוגרם.תוצאות.
כפי שמוצג בגרף זה, שש שעות לאחר דחיסת חוט השדרה, ברמות תוראקליות נמוכות, הגפיים האחוריות של העכברים הפגועים משותקות, בעוד שהגפיים הקדמיות אינן משותקות. במקרה של חיות ביקורת sham, שעברו למינקטומיה בלבד, הן הגפיים האחוריות והן הגפיים הקדמיות ניידות מאוד. החתך של חוט השדרה מראה דם ששאר באתר הפגיעה.
בנוסף, הרקמה שקופה, דבר המעיד על אובדן רקמה, אשר מוביל לעיתים קרובות להיווצרות חלל מספר ימים מאוחר יותר. סיכום. לאחר סרטון זה צריכה להיות לכם הבנה טובה של האופן שבו גורמים פגיעת דחיסה של חוט השדרה בעכבר רך (neonatal mouse). היתרון בשימוש בעכברים רכים הוא שניתן להשתמש בשיטות ספציפיות לבחינת פלסטיות אדפטיבית, שאינן ניתנות לשימוש בעכברים בוגרים.
בנוסף, המודל מספק פלטפורמה לבחינת גישות טיפוליות, כגון השתלת תאי גזע.
מאמר זה מתאר שיטה ליצירת פגיעת דחיסה הדירה וניתנת לשחזור של חוט השדרה (SCI) בעכברים רכים. מודל זה יתרוני לחקר המכניזמים של פלסטיות אדפטיבית העומדים בבסיס התאוששות תפקודית ספונטנית.
מודל דחיסת חוט השדרה בעכברים רכישים זה מאפשר חקירה מכניסטית של פלסטיות אדפטיבית בהחלמה מפגיעות בשלבי חיים מוקדמים, ומספק מערכת רלוונטית למחלה לצמצום סיכונים של היפותזות טיפוליות. על ידי לכידת הדינמיקה של התאוששות תפקודית ספונטנית, המודל תומך בתיקוף מטרות ובסריקה פנוטיפית בתוכניות פרה-קליניות במדעי העצבים. הרלוונטיות שלו לפגיעות בחוט השדרה בילדים וההמשכיות התרגומית הפוטנציאלית לאינדיקציות במבוגרים משפרות את קבלת ההחלטות ברמת הפורטפוליו בגילוי תרופות נוירולוגיות.
המודל משתלב ברצף הגילוי, החל מתיקוף המטרה ועד לבדיקת יעילות פרה-קלינית, ובמיוחד עבור גישות של הגנה עצבית (neuroprotective) ושיקום עצבי (neurorestorative).