טכניקת המיסקציה צידית זעיר פולשנית ומהירה של חוט השדרה למידול פגיעות בעמוד השדרה הפתוח בחולדות
23 במרץ 2022
במאמר זה אנו מתארים טכניקה חדשה ומהירה המדמה פגיעה בחוט השדרה הפתוח בחולדות ומבטלת כריתת למינקטומיה. המיסקציה צידית מבוצעת תוך כדי צפייה דרך מיקרוסקופ. הטכניקה היא רב-תכליתית וניתן להשתמש בה גם באזורים הצוואריים, החזה והמותניים של חוט השדרה של בעלי חיים אחרים.
פרוטוקול זה משמעותי מכיוון שפגיעות בעמוד השדרה עדיין נפוצות כיום, ויש צורך במחקר כדי לקדם את ההבנה של פציעות אלה ולפתח טיפולים אפשריים. טכניקה זו מדויקת יותר וניתנת לשחזור מאשר פציעות דחיסה וחבלה ופחות פולשנית מפציעות עם למינקטומיה מלאה. אז זו עשויה להיות אפשרות טובה יותר לסימולציה של פגיעה בחוט השדרה מאשר הליכים שתוארו קודם לכן.
כדי להתחיל, השתמש בלהב אזמל 20 כדי לפתוח את אזור הניתוח על ידי הצבת חתך באורך של שניים עד 2.5 ס"מ דרך כל שכבות העור לאורך עמוד השדרה. מקם חתך זה במקביל לעמוד השדרה באמצעות חוליית L1 כנקודת אמצע, והרחיב אותו כסנטימטר אחד הן בכיוון הגולגולת והן בכיוון הפיתול לאורך עמוד השדרה. גייסו את צידי הפצע על ידי חיתוך דרך רקמת החיבור המקיפה את השרירים.
לאחר מכן מניחים שני חתכים מקבילים לאורך עמוד השדרה, חודרים לפריאוסטאום. מקמו את החתכים ממש ליד תהליכי עמוד השדרה משני הצדדים, על פני המרחק בין חוליות החזה 13 ו-L1. נתחו את השרירים המחוברים לחוליות עם שמונה של מכונת הנשמה עד שכל רצועות עמוד השדרה גלויות.
הניחו משענת. לאחר מכן הסר את תהליכי עמוד השדרה של חוליית בית החזה ה -13 והחוליה המותנית הראשונה באמצעות מלקחיים של עצם השיניים כדי לדמיין את האזור הכירורגי כולו. השתמש בגזה סטרילית כדי לשלוט בדימום לאורך כל ההליך בעת הצורך.
הרימו בזהירות את שארית תהליכי עמוד השדרה L1, והגביהו את קשת חוליות L1. הסר את ליגמנטום פלבום כדי לגשת לחוט השדרה. העלה את תהליכי עמוד השדרה עוד יותר, ואפשר גישה לדורה מאטר עמוד השדרה הקטוע.
הטה את תהליכי עמוד השדרה בכיוון הגולגולת כדי לדמיין את pia mater. הסתכלו דרך הפייה מאטר על הווריד החציוני האחורי, המציג לראווה את קו האמצע של עמוד השדרה. באמצעות הווריד כדו-כיווני, יש לבצע חתך באמצעות אזמל מיקרוכירורגי תוך חסכון בווריד.
מניחים את החתך מתחת לווריד במישור הרוחבי דרך הקוטר האחורי הקדמי של חוט השדרה. בצע את ההמיסקציה על ידי הזזת הלהב לרוחב מקו האמצע. מקם את החתך כדי למנוע חיתוך עורק עמוד השדרה הקדמי.
ודא שלא מופעל לחץ עודף על גוף החוליה בעת חיתוך חוט השדרה כדי לחסוך את עורק עמוד השדרה הקדמי בצד הגחוני של חוט השדרה. אין לסגור את הדורה מאטר ישירות במהלך סגירת הפצע. לתפור בחוזקה את השרירים ואת תהליכי עמוד השדרה, בעקיפין לסגור את הפצע הקטן על dura mater.
סגור את שכבת רקמת החיבור הגבית עם תפרים. שיטה חדשה זו לפגיעה זעיר פולשנית בחוט השדרה מבוצעת הרבה יותר מהר מגישת הניתוח המסורתית באמצעות למינקטומיה ואינה דורשת מכשור מיוחד נוסף. Hematoxylin ו eosin כתמים שימשו כדי לדמיין את אתר הפציעה.
ניתן לבצע מקטעים אחרים לאורך חוט השדרה המחקים פגיעות עצביות ספציפיות. רגנרציה יכולה גם להיחקר מאז אלקטרודות או תאי גזע ניתן להציב בשיטה זו. ניתן לפשט ולהאיץ את רוב הטכניקות המשתמשות במודלים של פצע פתוח של פגיעה בחוט השדרה באמצעות המיסקציה או טרנזקציה.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מחקר זה מציג טכניקה חדשה ויעילה למידול פגיעה פתוחה בחוט השדרה בחולדות, המבטלת את הצורך בלמינקטומיה. השיטה מאפשרת ויזואליזציה של חצייה לטרלית (hemisection) באמצעות מיקרוסקופ, והיא ישימה לאזורי חוט שדרה שונים במודלים שונים של בעלי חיים.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מדעי המוח
- פגיעה בחוט השדרה
- טכניקות כירורגיות במודלים של בעלי חיים
רקע
- פגיעות בחבל השדרה נשארות נפוצות, מה שמחייב מחקר להבנה ולפיתוח של טיפולים.
- טכניקות נוכחיות הן לרוב פולשניות ובעלות יכולת שחזור נמוכה יותר.
- שיטה חדשה זו מציעה חלופה פחות פולשנית למודלים מסורתיים.
- ניתן להתאים את הטכניקה בקלות לאזורי חוליות שונים.
מטרת המחקר
- להצגת מודל מהיר ובעל הדירות גבוהה יותר לפגיעה בעמוד השדרה.
- לשיפור הדיוק הכירורגי ולצמצום הפולשנות בהשוואה לשיטות קיימות.
- להקל על מחקרי רגנרציה על ידי מתן גישה לאלקטרודות או לתאי גזע.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- מחקר זה השתמש בפרוטוקול כירורגי בחולדות למידול פגיעה בחוט השדרה.
- המודל הביולוגי כלל חצייה רוחבית (lateral hemisection) של חוט השדרה.
- לא הוזכר זרימת עבודה של מולטי-אומיקה (multiomics).
- שלבים מרכזיים כוללים חתכים מדויקים ונייד של השרירים כדי לחשוף את חוט השדרה.
- ההליך תוכנן להיות מהיר ואינו דורש מכשירים מיוחדים.
תוצאות עיקריות
- הטכניקה החדשה הוכחה כמהירה ויעילה יותר מגישות מסורתיות ללמינקטומיה.
- צביעה ב-Hematoxylin and eosin אפשרה ויזואליזציה של אתר הפגיעה.
- ניתן לטרגט חלקים אחרים של חוט השדרה לצורך סימולציה של פגיעות עצביות ספציפיות.
- שיטה זו מאפשרת חקירה מעמיקה יותר של מנגנוני התחדשות.
מסקנות
- המחקר מבסס מודל מבטיח ופולשני באופן מינימלי למחקר של פגיעות בחוט השדרה.
- בעוד שלא נעשה שימוש בניתוח מולטי-אומיקס (multiomics), השיטה פותחת דלתות ליישומים שונים במחקרי רגנרציה.
- באופן כללי, היא משפרת את ההבנה של פגיעות בחוט השדרה ואת האסטרטגיות הטיפוליות הפוטנציאליות.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
מודלים של פגיעה בחוט השדרה עם פולשנות מינימלית הם קריטיים עבור מדעי העצבים תרגומיים והערכה טיפולית פרה-קלינית. טכניקה זו של חיתוך חציוני צדי (lateral hemisection) מהיר מפחיתה את השונות הפרוצדורלית ואת הטראומה לרקמה, ובכך תומכת במודלים של בעלי חיים הניתנים לשחזור ובעלי יכולת ניבוי גבוהה יותר. היעילות התפעולית והפולשנות המופחתת משפיעות ישירות על גילויים מוקדמים והפחתת סיכונים מכניסטיים במסלולי פיתוח של נוירו-רגנרציה.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביו-פרמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר מידול מדויק של פגיעות בחוט השדרה הדומות לקרעים עבור מחקרים מונחי-השערה.
- מפחית משתנים מתערבים על ידי מזעור נזק משני לרקמות ושאריות עצם.
- משפר את השחזוריות והדיוק של תיקוף מטרות פונקציונליות במחקרים של טראומה נוירולוגית.
- תומך בהפחתת סיכונים מכניסטיים על ידי מתן אפשרות למיקום והיקף פגיעה מבוקרים.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מקל על הכנת מודלי בעלי חיים סטנדרטיים לסריקה של תרכובות רגנרטיביות או נוירופרוטקטיביות בהמשך התהליך.
- מאפשר השראה עקבית של פגיעה, התומכת במדדים התנהגותיים והיסטולוגיים כמותיים.
- מצמצם את זמן הפרוצדורה, ובכך מגדיל את התפוקה של מחקרי סריקה פרה-קליניים.
- ממזער את העומס על בעלי החיים, בהתאם לפרקטיקות המיטביות האתיות והתפעוליות.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מספק מערכת רלוונטית למחלה לצורך הערכת התערבויות רגנרטיביות, כגון השתלת תאי גזע או מיקום אלקטרודות.
- שומר על שלמות תעלת החוליות, ובכך תומך ברצף טרנסלציונלי משלב הגילוי ועד לתיקוף פרה-קליני.
- מאפשר מידול ממוקד של פגיעות עצביות ספציפיות, דבר המשפר את הערך הניבוי עבור פיתוח טיפולי.
- מאפשר קבלת החלטות לגבי קידום הפיתוח מתוך התחשבות בסיכונים, בהתבסס על תוצאות פגיעה הניתנות לשחזור.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד
טכניקה זו משתלבת ברצף הגילוי המוקדם והשלב הפרה-קליני, ומגשרת בין תיקוף מטרות, מחקרים מכניסטיים ומחקר תרגומי במודלים של פגיעות חוט השדרה.
- ביולוגיה של גילוי: תומכת בבדיקת היפותזות ובבירור מסלולים ביולוגיים על ידי מתן אפשרות להשראת פגיעה מבוקרת.
- סריקה: מספקת מודלים הניתנים לשחזור לצורך הערכה כמותית של טיפולים מועמדים.
- אנליטיקה: מספקת תוצרי היסטולוגיה והתנהגות עקביים להשוואה בין תנאים שונים.
- מחקר תרגומי: תואמת את זרימות העבודה של הרפואה הרגנרטיבית על ידי מתן אפשרות למחקרי התערבות ממוקדים.
- שימוש חוזר ארגוני: מציעה פרוטוקול בעל יכולת התאמה רחבה לתוכניות מחקר מגוונות בנושא נוירוטראומה.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החיזוי ומפחית עמימות מכניסטית במידול של פגיעות בחוט השדרה.
- ערך תפעולי: משפר את הסטנדרטיזציה, את השחזוריות ואת היעילות הפרוצדורלית.
- ערך אסטרטגי: תומך בקבלת החלטות יעילה יותר לגבי המשכיות הפרויקט (go/no-go) ובניצול יעיל של הון על ידי מזעור משתני פגיעה מבלבלים.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תיעדוף מותאם סיכונים של מועמדים לטיפולים נוירו-רגנרטיביים ונוירו-פרוטקטיביים.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות כירורגית בפרוצדורות מיקרו-כירורגיות של עמוד השדרה וטיפול בבעלי חיים.
- נדרשים מכשירים כירורגיים סטנדרטיים למעבדה וגישה למיקרוסקופ לצורך בקרה ויזואלית.
- נדרשת סטנדרטיזציה בין צוותים לפרוטוקולים של השראת הפגיעה וטיפול לאחר ניתוח.
- ניתן להתאים לאזורים שונים של חוט השדרה בחולדה, אך מוגבל למרווחים בין החוליות לצורך ביצוע חצייה (hemisection).
- טכניקה מדויקת חיונית למניעת פגיעה וסקולרית ולהבטחת עקביות המודל.
