Name: גישה למוח החזירי באמצעות כריתת מקדח פניאומטי במהירות גבוהה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-07-05T13:30:00.000+00:00
Duration: 4 min 26 s
Description: למדו שיטה לכריתת גולגולת בחזירי לנדראס דניים לגישה למוח ולניטור עצבי מקיף. הפרוטוקול מאפשר מחקר תרגומי בפרמקוקינטיקה של אנטיביוטיקה ברקמות מוחיות בריאות ובדלקת מוח מבוקרת.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים רוצים להביע את תודתנו על התמיכה והניסיון הטכני המשותפים לצוות המעבדה הביו-רפואית, בית החולים האוניברסיטאי אלבורג, דנמרק.

כל הניסויים המתוארים בבעלי חיים בוצעו בבית החולים האוניברסיטאי אלבורג, דנמרק, בהתאם לחוקים הקיימים ובאישור המפקח הדני על ניסויים בבעלי חיים (רישיון מס' 2020-15-0201-00401). חזיר ביתי, נקבה, כ 40 ק"ג ו 3 חודשים של גיל, שימשו במחקר זה. הפרטים לגבי ריאגנטים וציוד בשימוש מפורטים בטבלת החומרים.
1. דיור נושא
<ol><li>בית נבדקים בקבוצות עם מחזורי אור/חושך של 12 שעות בעטים מאושרים לפחות 7 ימים לפני ההליך הכירורגי כדי להבטיח התאקלמות.</li>
</ol>2. הרדמה ומעקב
<ol><li>הרגיעו את בעל החיים בזריקה תוך שרירית של 2 מ"ל/10 ק"ג תערובת המכילה טילטמין 6.25 מ"ג/מ"ל, קטמין 6.25 מ"ג/מ"ל, זולאזפאם 6.25 מ"ג/מ"ל, בוטורפנול 1.25 מ"ג/מ"ל וקסילזין 6.25 מ"ג/מ"ל.</li>
	<li>הניחו את בעל החיים במצב שכיבה על שמיכת חימום כדי להבטיח ויסות תרמי אופטימלי.</li>
	<li>יש להכניס את הנבדק לאינטובציה עם צינור בגודל 6.57 ולאוורר אותו באופן מכני עם אוויר לא לח, נפח גאות של 8 מ"ל/ק"ג, וקצב נשימה של 16-20 נשימות לדקה בהתאם לריכוזיCO2 של סוף הגאות <6.0 kPa. הערה: זה גם מבטיח מיקום נכון של הצינור בתוך קנה הנשימה.</li>
	<li>יש לשמור על הרדמה על ידי שאיפה של 1% עד 2% sevoflurane.</li>
	<li>יש למרוח משחת עיניים בזהירות על שתי העיניים של הנבדק כדי למנוע יובש במהלך ההרדמה.</li>
	<li>ודא את מידת ההרדמה על ידי בדיקת רפלקסים ריסניים והתאמת sevoflurane בהתאם.</li>
	<li>הכנס קטטר שלפוחית השתן עם מדחום לשלפוחית השתן של הנבדק דרך השופכה כדי לפקח על הטמפרטורה ולאסוף שתן בשקית קטטר.</li>
	<li>עקוב אחר הסימנים החיוניים של בעל החיים לאורך כל ההליך. הערה: סימנים חיוניים כוללים דופק, לחץ דם עורקי מתמשך, טמפרטורה ו-CO2 סופי.</li>
	<li>הכנס קטטר ורידי מרכזי (נדן 6 Fr) לווריד הצוואר הימני על ידי ניקור מלעורית והשתמש בו לעירוי מלח רציף (NaCl, 0.9%), עירוי תרופות והמתת חסד בסוף המחקר.</li>
</ol>3. מיקום בעלי חיים
<ol><li>הניחו את הנושא במצב נוטה כשהראש מורם ומיוצב בעזרת שקי חול עד שהעצם הקדמית כמעט אופקית כדי להבטיח מיקום אופטימלי. הערה: ודא שהראש משותק במידה מסוימת כדי למנוע תנועה לא רצויה.</li>
	<li>יש לגלח את השיער מאתר הניתוח באמצעות גוזם או סכין גילוח.</li>
</ol>4. הכנת ציוד כירורגי
<ol><li>הכינו את ציוד הניתוח כמפורט בטבלת החומרים.</li>
</ol>5. חשיפת העצם הקדמית
<ol><li>זהו את הבולטות העורפית ואת ההיבט הקאודלי של כל פסגה מסלולית עליונה (איור 1) כדי להגדיר את קו האמצע הסגיטלי הצפוי.</li>
	<li>התחל עם חתך קו האמצע באמצעות אזמל מס '24 כדי לחתוך הן את העור ואת aponeurotica galea על periosteum של העצם הקדמית.</li>
	<li>נגבו את הדם במקלונים כירורגיים.</li>
	<li>מפרידים בהדרגה את גליאה אפונוירוטיקה מהעצם הקדמית התחתונה סביב החתך באמצעות רונגור שטוח בקוטר 12 מ"מ.</li>
	<li>השתמשו ברסרקטור כירורגי כדי להפריד את גליאה אפונוירוטיקה ולחשוף את העצם המצחית שמתחתיה (איור 2).</li>
</ol>6. זיהוי נקודות ציון אנטומיות של העצם הקדמית החשופה
<ol><li>זהו את תפר הקשת כנקודת התייחסות לקו האמצע האנטומי ולתפר העטרה (איור 2).</li>
	<li>זהו את שלושת מבני העצם באמצעות מישוש ידני: הבולטות העורפית וההיבט הקאודלי של שני הפסגות האורביטליות העליונות (איור 1 ואיור 3). הערה: ציוני הדרך האלה יוצרים משולש שבתוכו מתבצעת כריתת הגולגולת (איור 1 ואיור 4A).</li>
</ol>7. גישה לדורה מאטר
<ol><li>באמצעות מקדחה פניאומטית מהירה עם בור מעוגל מצופה יהלום (איור 3A), הגדירו כל פינה של מלבן בתוך גבולות המשולש שהוגדר קודם לכן.</li>
	<li>חברו כל פינה עם בור יהלום מעוגל בקוטר 4 מ"מ כדי להבטיח את המיקום הנכון של הפתח (איור 4B).</li>
	<li>מדללים בהדרגה את העצם הקדמית עם בור יהלום מעוגל בקוטר 4 מ"מ עד לחשיפת הדורה מאטר. הערה: הימנעו מיצירת נקודת המגע הראשונה עם הדורה מאטר בקו האמצע, המתאים לתפר הקשת (איור 1), מכיוון שהסינוס הסגיטלי הגבי הגדול נמצא כאן. ניקוב בשלב זה עלול לגרום לדימום ורידי משמעותי.</li>
	<li>השתמש בנקודת המגע הראשונה עם הדורה כדי להעריך חזותית את עובי העצם הקדמית הנותרת.</li>
	<li>ממשיכים לדלל בזהירות את העצם הקדמית במלבן המוגדר באמצעות בור יהלום מעוגל בקוטר 4 מ"מ. הערה: שמור את אבק העצם עבור hemostasis מאוחר יותר של דימום מן הוורידים או spongiosa חשוף של העצם הקדמית.</li>
	<li>יש להחליק דיסקציה בקוטר 3 מ"מ מתחת לעצם הדקה מספיק סביב צלחת העצם ולסדוק אותה בלחץ ידני עדין כדי להרחיב את הפתח לדורה מאטר. הערה: יש להחליף בין קידוח לחיתוך העצם עד לחשיפת נקודות מרובות של הדורה מאטר סביב לוחית העצם.</li>
	<li>החל מלוחים סטריליים עם מזרק כדי לנקות את הנוף.</li>
</ol>8. הסרת צלחת העצם
<ol><li>הכנס את החתך בקוטר 3 מ"מ מתחת ללוחית העצם והפעל לחץ הדרגתי כלפי מטה על הידית שלה כדי לנתק את צלחת העצם. הערה: הדורה מאטר הבסיסית צריכה כעת להיחשף, ולחשוף את קווי המתאר של שתי ההמיספרות המוחיות (איור 5 ואיור 6).</li>
	<li>להעריך את שלמות הדורה מאטר על ידי בדיקה חזותית לדליפות נוזל מוחי (CSF). הערה: שתי ההמיספרות יעלו בפעימה סינכרונית אם אין פגמים משמעותיים בדורה מאטר.</li>
	<li>עצור דימומים ורידיים קלים באמצעות אבק עצם שמור או על ידי יישום זהיר של קרישה מונופולרית או דו קוטבית עם צריבה במתח נמוך. הערה: צפויים דימומים ורידיים קלים מוורידים שליחים או דיפלואיים.</li>
</ol>9. הגנה על דורה מאטר חשופה
<ol><li>כסו את הדורה מאטר החשופה במקלון כירורגי סטרילי ספוג במי מלח סטריליים כדי למנוע התייבשות של הרקמה שמתחתיה.</li>
</ol>10. החדרת צנתרי מיקרודיאליזה (MDC)
<ol><li>השתמש בסינוס הסגיטלי הגבי כהפניה לקו האמצע. יש להניח צנתר מיקרודיאליזה (MDC) בתוך לומן של מחט חד פעמית 18 גרם. חודרים את הדורה מאטר 10 מ"מ לרוחב מהסינוס הסגיטלי הגבי עם המחט בזווית של 10°-15° בכיוון גולגולתי-רוסטרלי עד 20 מ"מ של המחט בתוך הרקמה.</li>
	<li>משכו לאט את המחט תוך הבטחה שה-MDC נשאר באותו מיקום בתוך קליפת המוח השטחית.</li>
	<li>הדקו היטב את הצנתר לעור הסמוך כדי למנוע נקע של ה-MDC. הערה: ודא שקצה ה-MDC אינו בא במגע עם הקצה החד של המחט כדי למנוע נזק.</li>
	<li>חזור על ההליך באמצעות הסינוס הסגיטלי הגבי כהפניה לקו האמצע. מניחים MDC בתוך מחט כמתואר לעיל וחודרים את הדורה מאטר על חצי הכדור הנגדי 15 מ"מ מקו האמצע עם המחט בניצב (זווית 90°).<ol><li>הכנס את המחט 20 מ"מ לפני למשוך אותו לאט כמתואר, משאיר את MDC בתוך רקמת המוח subcortical. אבטח את MDC כמתואר לעיל.</li>
	</ol></li>
	<li>הכינו מזרק פלסטיק חד פעמי 2 מ"ל עם מחט חד פעמית 18 גרם. ממלאים את המזרק עם 0.5 מ"ל של מלוחים סטריליים.</li>
	<li>חודרים את הדורה מאטר 20 מ"מ לרוחב מקו האמצע תוך שמירה על המחט בזווית של 45° מכוונת לכיוון קו האמצע. הכניסו את המחט באיטיות 1 מ"מ בכל פעם תוך שאיפה עדינה עם כל שלב של החדרה.</li>
	<li>שימו לב למזרק במהלך כל שאיפה עד לקבלת נוזל מוחי שדרתי (CSF).</li>
	<li>יש להפריד את המחט מהמזרק תוך שמירה על המחט באותו מיקום אנטומי. הכנס MDC דרך המחט לחדר הלטרלי עד שתורגש התנגדות.</li>
	<li>הדקו היטב את ה-MDC באמצעות סרט כירורגי כמתואר לעיל.</li>
</ol>11. מיקרודיאליזה (MD)
<ol><li>חבר כל צנתר מיקרודיאליזה (MDC) למשאבת מיקרודיאליזה נפרדת.</li>
	<li>להתחיל את תהליך המיקרודיאליזה על ידי שאיבת מי מלח סטריליים דרך MDC ואיסופם בדגימה מתאימה. ודא זרימה דרך כל MDC על ידי התבוננות במי מלח בכל דגימה.</li>
	<li>התחל תקופת כיול רקמות של 30 דקות של מיקרודיאליזה רציפה בקצב זרימה של 1 μL/min.</li>
</ol>12. המתת חסד
<ol><li>מתן בולוס של פנטוברביטל תוך ורידי (50 מ"ג/ק"ג) דרך הצנתר הוורידי המרכזי (בהתאם לפרוטוקולים שאושרו על ידי מוסדות).</li>
	<li>שימו לב לדופק, לחץ הדם ועקומות CO2 בסוף הגאות והשפל במכונת ההנשמה לקו שטוח כאישור לדום לב.</li>
</ol>

מקדח פניאומטי יעיל במהירות גבוהה לגישה למוח חזירי

<ol><li>Mariager, T., Bjarkam, C., Nielsen, H., Bodilsen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+animal+models+for+brain+abscess%3A+a+systematic+review%5BTitle%5D)+AND+%22Br+J+Neurosurg%22%5BJournal%5D)">Experimental animal models for brain abscess: a systematic review.</a> Br J Neurosurg. , 1-8 (2022).</li>
<li>Bassols, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+pig+as+an+animal+model+for+human+pathologies%3A+A+proteomics+perspective%5BTitle%5D)+AND+%22Proteomics+Clin+Appl%22%5BJournal%5D)">The pig as an animal model for human pathologies: A proteomics perspective.</a> Proteomics Clin Appl. 8, 715-731 (2014).</li>
<li>Meurens, F., Summerfield, A., Nauwynck, H., Saif, L., Gerdts, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+pig%3A+A+model+for+human+infectious+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Microbiol%22%5BJournal%5D)">The pig: A model for human infectious diseases.</a> Trends Microbiol. 20 (1), 50-57 (2012).</li>
<li>Swindle, M. M., Makin, A., Herron, A. J., Clubb, F. J., Frazier, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Swine+as+models+in+biomedical+research+and+toxicology+testing%5BTitle%5D)+AND+%22Vet+Pathol%22%5BJournal%5D)">Swine as models in biomedical research and toxicology testing.</a> Vet Pathol. 49 (2), 344-356 (2012).</li>
<li>Lind, N. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+pigs+in+neuroscience%3A+Modeling+brain+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci+Biobehav+Rev%22%5BJournal%5D)">The use of pigs in neuroscience: Modeling brain disorders.</a> Neurosci Biobehav Rev. 31 (5), 728-751 (2007).</li>
<li>Hoffe, B., Holahan, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+pigs+as+a+translational+model+for+studying+neurodegenerative+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Physiol%22%5BJournal%5D)">The use of pigs as a translational model for studying neurodegenerative diseases.</a> Front Physiol. 10, 838(2019).</li>
<li>Ettrup, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Basic+surgical+techniques+in+the+g%C3%B6ttingen+minipig%3A+Intubation%2C+bladder+catheterization%2C+femoral+vessel+catheterization%2C+and+transcardial+perfusion%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Basic surgical techniques in the göttingen minipig: Intubation, bladder catheterization, femoral vessel catheterization, and transcardial perfusion.</a> J Vis Exp. (52), e2652(2011).</li>
<li>Bjarkam, C. R., Glud, A. N., Orlowski, D., Sørensen, J. C. H., Palomero-Gallagher, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+telencephalon+of+the+G%C3%B6ttingen+minipig%2C+cytoarchitecture+and+cortical+surface+anatomy%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Struct+Funct%22%5BJournal%5D)">The telencephalon of the Göttingen minipig, cytoarchitecture and cortical surface anatomy.</a> Brain Struct Funct. 222 (5), 2093-2114 (2017).</li>
<li>Hou, N., Du, X., Wu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+pig+models+of+human+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Animal+Model+Exp+Med%22%5BJournal%5D)">Advances in pig models of human diseases.</a> Animal Model Exp Med. 5 (2), 141-152 (2022).</li>
<li>Munk, M., Poulsen, F. R., Larsen, L., Nordström, C. H., Nielsen, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cerebral+metabolic+changes+related+to+oxidative+metabolism+in+a+model+of+bacterial+meningitis+induced+by+lipopolysaccharide%5BTitle%5D)+AND+%22Neurocrit+Care%22%5BJournal%5D)">Cerebral metabolic changes related to oxidative metabolism in a model of bacterial meningitis induced by lipopolysaccharide.</a> Neurocrit Care. 29 (3), 496-503 (2018).</li>
<li>Kyllar, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radiography%2C+computed+tomography+and+magnetic+resonance+imaging+of+craniofacial+structures+in+pig%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vet+Med+C%3A+Anat+Histol+Embryol%22%5BJournal%5D)">Radiography, computed tomography and magnetic resonance imaging of craniofacial structures in pig.</a> J Vet Med C: Anat Histol Embryol. 43 (6), 435-452 (2014).</li>
<li>Mariager, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+evaluation+of+single-dose+moxifloxacin+concentrations+in+brain+extracellular+fluid%2C+cerebrospinal+fluid%2C+and+plasma%3A+A+novel+porcine+model%5BTitle%5D)+AND+%22J+Antimicrobial+Chemother%22%5BJournal%5D)">Continuous evaluation of single-dose moxifloxacin concentrations in brain extracellular fluid, cerebrospinal fluid, and plasma: A novel porcine model.</a> J Antimicrobial Chemother. , (2024).</li>
</ol>

למחברים אין ניגודי עניינים להצהיר.

ההליך המוכח כולל מספר שלבים קריטיים. ראשית, התכנון המדויק של מיקום הגולגולת הוא קריטי בשל הרכב הגולגולת החזירית. מכיוון שעובי העצם הקדמית החזירית גדל בקצוות הרוחביים, הצבת הפתח לרוחב11 עלולה להקשות על הגעה לדורה מאטר במהלך הקידוח. בנוסף, מיקום נכון של הפתח בתוך קו האמצע חשוב כדי להפחית את הסיכון לנזק לא מכוון לסינוס הסגיטלי הגבי הבסיסי. עם זאת, חשוב לציין כי חזירים מפגינים שינויים אינדיבידואליים משמעותיים בהרכב הגולגולת שלהם, ולא כל החזירים מראים תפר סגיטלי או קורונלי מוגדר בבירור, למרבה הצער11. לכן, השיטה המוצגת בהליך זה מסתמכת על ציוני דרך אנטומיים כלליים יותר כגון הפסגה העורפית ובולטות אורביטליות כדי לשפר את הדיוק באיתור כריתת הגולגולת.
בעוד מקדחה מעוגלת במהירויות גבוהות היא יעילה, היא גם כרוכה בסיכון גבוה לנגעי דורה מקריים, במיוחד בנקודת המגע הראשונית. התנסות מעשית הדרגתית יכולה לסייע בהפחתת סיכון זה. עם זאת, מקדחות פנאומטיות במהירות גבוהה הן בדרך כלל יקרות בהשוואה לחלופות כמו מקדחות ידניות רגילות, וזו מגבלה משמעותית. אפשר לטעון לשיפור ההליך על ידי שימוש במקדח גולגולת ידני למגע הדורה הראשוני, ואחריו קרניוטום רגל. גישה זו עשויה להפחית את הסיכון לנגעי דורה מכיוון שהדורה לא תהיה חשופה לעצמים נעים במהירות גבוהה. עם זאת, מניסיוננו, העובי והפיזור המשתנים של הסינוסואידים בתוך העצם הקדמית החזירית הופכים את השימוש בקרניוטומיים רגילים למאתגר.
המטרה הכוללת של השיטה המוצגת היא להשיג גישה חזותית לחלק גדול מהמוח החזירי באמצעות הליך מעשי, פשוט וחסכוני בזמן. אנו מאמינים כי ההליך המוכח מציע מספר יתרונות בהשוואה לפרוצדורות פחות פולשניות כמו קרניוטומיות חור בור. ראשית, שיטה זו חושפת חלק גדול משמעותית (כ-20 ס"מ2) של מוח החזיר בהשוואה לקרניוטומיות של חור בודד (0.7-1.5 ס"מ2, תלוי בקוטר המקדח). זה לא רק מאפשר אינסטרומנטליזציה משמעותית של המוח (למשל, החדרת ניקוז חדרים, חיישנים עצביים, צנתרים מרובים, בדיקות, או אלקטרודות מעוררות), אלא גם משפר את הניווט עבור אזורים ספציפיים במוח באמצעות מבנים גלויים כגון גבולות חצי הכדור הצידי, קווי מתאר gyri, או הסינוס הגסגיטלי הגבי. שנית, המוח עצמו אינו ניזוק במהלך ההליך כאשר הוא מבוצע כראוי, אשר ניתן להשיג במהירות יחסית על ידי מטפל מנוסה.
למרות שההליך שהודגם שימש לתיאור החדירה התוך-מוחית של moxifloxacin במחקר חזירי שאינו הישרדותי12, אנו מאמינים כי שיטה זו מתאימה גם למחקרי הישרדות. החדרה מחדש של לוחית העצם וסגירת רקמת העור שמעליה באמצעות תפרים יאפשרו לחזיר להתעורר ללא פגע לאחר ההליך. עם זאת, זה יהיה אפשרי מבחינה מעשית ואתית רק אם קליפת המוח הבסיסית תישאר יחסית ללא פגע מאינסטרומנטליזציה אפשרית, ותבטיח מצב נוירולוגי שלם. מחקרי הישרדות מסוג זה ידרשו טכניקות חיטוי קפדניות ומעקב צמוד לאחר הניתוח אחר החזירים לאיתור סימנים של ליקויים נוירולוגיים עקב טראומה כירורגית או דימום, כגון שטפי דם אפידורליים.
באופן כללי, אנו מאמינים שהשיטה המוצגת היא פשוטה, ניתנת לשחזור, ויש לה יישומים משמעותיים במודלים חזיריים עתידיים שונים הרלוונטיים למערכת העצבים המרכזית (CNS), במיוחד במקרים בהם יש צורך באינסטרומנטליזציה ו / או ניטור ניכרים של המוח החזירי ללא הפרעה.

באופן כללי, מודלים של בעלי חיים משמשים כאשר מגבלות מעשיות ו / או אתיות אוסרות על שימוש בחולים אנושיים לבדיקת מחלות או לבדיקת שיטות ניתוח. מודלים חדשניים של בעלי חיים מבוססים בדרך כלל כדי לספק ידע חדש עם ערך תרגומי לתנאים אנושיים. מכרסמים משמשים לעתים קרובות בשל שיקולים מעשיים וכלכליים, אך יש להם ערך תרגומי מוגבל לבני אדם, במיוחד בשל הבדלים אנטומיים משמעותיים1. חזירים, לעומת זאת, מציעים מספר יתרונות בהשוואה למכרסמים. לא רק שחזירים חולקים כמה תכונות אנטומיות, פיזיולוגיות, מטבוליות וגנטיות מרכזיות עם בני אדם, אלא שניתן להתאים את גודל מערכות האיברים החזיריים למשקל כדי להידמות לאיברים אנושיים 2,3. זה נותן לחזירים תפקיד ייחודי בקרב מודלים של חיות כירורגיות ובאילוף פרוצדורלי4. למרות שהשימוש במודלים חזיריים דורש יכולות מעשיות ופיננסיות מסוימות בהשוואה לשימוש במכרסמים, חזירים מציעים אפשרות מקובלת יותר מבחינה כלכלית ואתית בהשוואה לשימוש בפרימטים שאינם אנושיים.
המוח החזירי מעניין במיוחד במחקר מדעי המוח התרגומיים. ראשית, הארכיטקטורה של מוח החזיר דומה לזו של המוח האנושי, שכן שניהם חומר לבן דומיננטי ו gyrencephalic 3,5,6. שנית, גודל המוח הגדול יותר בחזירים בהשוואה למכרסמים מאפשר שימוש בציוד כירורגי ובשיטות הדמיה שונות המקבילות לאלה המשמשות במסגרות קליניות 7,8. כתוצאה מכך, מודלים חזיריים שונים נמצאים בשימוש נרחב במחקר מדעי המוח בעשורים האחרונים9. עם זאת, רוב המודלים של מערכת העצבים המרכזית החזירית דורשים ניתוח ישיר של רקמת המוח, אותו ניתן להשיג בדרכים שונות (למשל, השתלת צנתרים או אלקטרודות, ביופסיות רקמות וכו ') 10. מכיוון שרוב השיטות הללו דורשות מידה מסוימת של אינסטרומנטליזציה וגישה ישירה למוח, יש לשקול גישות שונות לגישה כירורגית.
שיטה זו כוללת ביצוע כריתת גולגולת קדמית דרך העצם הקדמית על נקבת חזיר דנית מורדמת בת 3 חודשים. מטרתו הכוללת של כתב יד זה היא לתאר שיטה לחשיפת חלק גדול מהמוח החזירי הגחוני באמצעות כריתת גולגולת באמצעות מקדחה פנאומטית במהירות גבוהה. הצעד הראשון הוא למקם את הנושא בתנוחה מתאימה עם ראש מורם. מכיוון שהגולגולת החזירית שונה למדי מזו של בני האדם, השלב השני כרוך בתכנון המיקום של כריתת הגולגולת באמצעות ציוני דרך אנטומיים שונים. השלב השלישי הוא לגשת לדורה מאטר הבסיסית המכסה את שתי ההמיספרות מבלי לפגוע בה.

<table><tbody><tr><td>מזרקי פלסטיק 10 מ"ל</td><td>בקטון, דיקינסון ושות</td>' <td>303219</td><td></td></tr><tr><td>107 משאבת מיקרודיאליזה</td><td>M דיאליזה</td><td>P000127</td><td>&nbsp; 107 משאבת מיקרודיאליזה</td></tr><tr><td>2 מ"ל מזרקי פלסטיק</td><td>Becton, Dickinson and Company</td><td>300928</td><td></td></tr><tr><td>25 מ"מ, 18 G מחטים</td><td>Becton, Dickinson and Company</td><td>304100</td><td></td></tr><tr><td>Bair Hugger דוד</td><td>3M</td><td>B5005241003</td><td></td></tr><tr><td>Bair Hugger שמיכת חימום</td><td>3M</td><td>B5005241003</td><td></td></tr><tr><td>Batery למשאבת מיקרודיאליזה</td><td>M 8001788</td><td></td> <td>דיאליזהסוללה 6V, 106 & MD משאבת</td></tr><tr><td>דיסקטור</td><td>Karl Storz</td><td>223535</td><td>Flattended 3 מ"מ דיסקטור</td></tr><tr><td>צינור אנדוטרכיאלי גודל 6.5</td><td>DVMed</td><td>DVM-107860</td><td>צינור אנדוטרכיאלי אזוק</td></tr><tr><td>Euthasol Veterinary</td><td>Products A/S</td><td>380019</td><td>phentobarbital להמתת חסד, 400 מ"ג/מ"ל</td></tr><tr><td>Farabeuf Rougine</td><td>Mahr כירורגי</td><td></td><td>ראש שטוח רוז'ין (12 מ"מ)</td></tr> <tr><td>פולי קטטר 12 F</td><td>בקטון, דיקינסון ושות'</td><td>D175812E</td><td>Catherter עם חיישן תרמי מובנה</td></tr><tr><td>נדן תוך ורידי</td><td>Coris Avanti Avanti</td><td></td><td>Cordis מעטפת עצם הירך 6 F</td></tr><tr><td>צנתרי מוח מיקרודיאליזה</td><td>M דיאליזה</td><td>P000050</td><td>אורך ממברנה 10 מ"מ -פיר 100 מ"מ 4/pkg</td></tr><tr><td>מזרק מיקרודיאליזה</td><td>M דיאליזה</td><td>8010191</td><td>&nbsp; 106 שאיבה&nbsp; מזרק 20/חבילה</td></tr><tr><td>מיקרוביאליזם לדגימת מיקרודיאליזה</td><td>M מיקרוביאליקלים P000001 דיאליזה</td><td></td><td>250/חבילה</td></tr><tr><td>שולחן</td><td></td><td></td><td></td>ניתוחים</tr><tr><td>מקדחה פנאומטית מהירה</td><td>מדטרוניק</td><td></td><td>מדטרוניק מידאס רקס 7 מקדחה</td></tr><tr><td>פרימוס הנשמה</td><td>Dr&auml; </td><td></td> ger <td>מכונת הנשמה עם וופורייזר מובנה להרדמה משלימה Sevofluran</td></tr><tr><td>מקדחת יהלום מעוגלת</td><td>Medtronic</td><td>7BA40D-MN</td><td></td></tr><tr><td>מפסק שמירה עצמית</td><td>World Precission Instruments</td><td>501722</td><td>Weitlander Retracter, שמירה עצמית, 14 ס"מ</td></tr><tr><td>קהה תמיסת מלח</td><td>סטרילית Fresnius Kabi</td><td>805541</td><td>1000 מ"ל</td></tr><tr><td>החלפות כירורגיות סטריליות</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>אזמל כירורגי מס' 24</td><td>סוואן מורטון</td><td>5.03396E+12</td><td>אזמל חד פעמי סטרילי של סוואן מורטון מס' 24</td></tr><tr>תערובת רפואית<td>של Zoletil Vet</td><td>Virbac</td><td></td><td>לאינדוקציה של הרדמה</td></tr></tbody></table>

גישה למוח החזירי באמצעות כריתת מקדח פניאומטי במהירות גבוהה

Accessing the Porcine Brain via High-Speed Pneumatic Drill Craniectomy

השימוש בחזירים כמודל ניסיוני של בעלי חיים רלוונטי במיוחד במחקר מדעי המוח, שכן מערכת העצבים המרכזית של החזירים והאדם (CNS) חולקת תכונות תפקודיות ואדריכליות חשובות רבות. כתוצאה מכך, לחזירים צפוי להיות תפקיד חשוב יותר ויותר במחקר עתידי על מחלות נוירולוגיות שונות. כאן מתוארת שיטה לביצוע כריתת גולגולת קדמית דרך העצם הקדמית החזירית. לאחר חתך בקו האמצע וחשיפה לאחר מכן של העצם הקדמית החזירית, ציוני דרך אנטומיים משמשים כדי להבטיח את המיקום האופטימלי של כריתת הגולגולת. על ידי דילול זהיר והדרגתי של העצם הקדמית עם מקדחה מעוגלת, מושג פתח מלבני לדורה מאטר ולהמיספרות המוחיות הבסיסיות. השיטה המוצגת דורשת חומרים כירורגיים מסוימים, כולל מקדחה פנאומטית במהירות גבוהה, ומידה מסוימת של ניסיון כירורגי. סיבוכים אפשריים כוללים נגעים לא מכוונים של dura mater או סינוס sagittal גבי. עם זאת, השיטה פשוטה, חסכונית בזמן, ומציעה רמה גבוהה של יכולת שחזור לחוקרים. אם היא מבוצעת כראוי, הטכניקה חושפת חלק גדול ממוח החזיר שלא נפגע לצורך ניטור עצבי או ניתוחים שונים.

תנוחת הנטייה של ראש החזיר מספקת גישה אופטימלית למנתח במהלך ההליך, והשימוש בשקי חול מייצבים מפחית את הסיכון לתזוזות לא מכוונות בתנוחת ראש החזיר בזמן הקידוח.
במהלך הדגמה זו, ציוני הדרך האנטומיים השטחיים של הגולגולת העליונה של החזיר (הן פסגות אורביטליות עליונות והן סמל העורף) (איור 1 ואיור 3) שימשו לזיהוי מדויק של קו הקשת הממורכז לפני ביצוע החתך. לאחר החתך וההסרה של גליאה אפונוירוטיקה זוהה תפר הקשת כדי לקבוע את קו האמצע האנטומי האמיתי (איור 2). לאחר חשיפת העצם המצחית, שלושת ציוני הדרך המוחשיים (איור 1 ואיור 3) ותפר הקשת (איור 2) שימשו להגדרת משולש שבתוכו נקבעו גבולות כריתת הגולגולת במיקום הרצוי (איור 4A). ציוני הדרך האלה מתאימים היטב להליך הזה מאחר שהם קרובים מאוד למוח החזיר (איור 7).
לאחר קידוח ודילול הדרגתי של העצם הקדמית לאורך גבולות כריתת הגולגולת (איור 4B), הושגה נקודת מגע לדורה מאטר הבסיסית, המאפשרת להעריך את העובי הנותר של העצם הקדמית.
לבסוף, לאחר הסרה זהירה של העצם הקדמית, נחשף הדורה מאטר הבסיסי המכסה את שני השלישים של שתי ההמיספרות המוחיות. ההליך נחשב מוצלח מכיוון ש-(1) הדורה מאטר הבסיסית שנחשפה הייתה שלמה (איור 6); (2) הפתח בעצם הקדמית היה ממורכז, ואושר על ידי מיקום הסינוס הסגיטלי הגבי (איור 5); ו-(3) דימומים ורידיים קלים בלבד התרחשו לאורך עצם הספוגיוסה החשופה.
שלמות הדורה מאטר הוערכה על ידי בדיקה חזותית לדליפת נוזל מוחי ברור (CSF) דרך פגמים קטנים יותר. דליפות אלה יפעמו באופן סינכרוני עם הפעימות של שתי ההמיספרות. הדורה מאטר השלם אושר מאחר שלא נצפתה דליפת CSF חזותית, ושתי ההמיספרות נראו מוגבהות ומעוגלות באופן סינכרוני עם הפעימה (איור 6). מראה מוגבה זה של ההמיספרות מצביע על לחץ חיובי נטו בתוך CSF, שווה ערך לקרומי המוח השלמים.
המיקום הממורכז הנכון של כריתת הגולגולת היה קריטי מכמה סיבות. ראשית, היא הבטיחה חשיפה מקסימלית של שתי ההמיספרות לצורך אינסטרומנטליזציה מאוחרת יותר. שנית, זה הפחית את הסיכון של פגיעה בטעות בסינוס הקשת הגבי עם המקדחה. המיקום הנכון אושר לאחר הסרת לוחית העצם, וקווי המתאר של שתי ההמיספרות המוחיות הופרדו באופן סימטרי על-ידי הסדק שמעל הסינוס הסגיטלי הגבי (איור 4).
דימום ורידי קל צפוי הן מהדורה מאטר והן מהעצם הטרבקולרית החשופה. זה יכול להיות מנוהל על ידי החלת אבק עצם מן craniectomy במשך כמה דקות כדי להשיג hemostasis. אם זה לא מספיק, hemostasis ניתן להבטיח על ידי החלת צריבה מתח נמוך על המקור של הדימום באמצעות צריבה מונו או דו קוטבי.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66788/66788fig01.jpg"> איור 1: תמונה של העצם המצחית החשופה. שלושת ציוני הדרך האנטומיים מזוהים על ידי מישוש ידני: הבולטות העורפית וההיבט הקאודלי של כל פסגה אורביטלית עליונה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66788/66788fig01large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66788/66788fig02.jpg"> איור 2: תמונה של העצם הקדמית החשופה לאחר דיסקציה, החושפת את תפר הקשת ואת התפר העטרתי. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66788/66788fig02large.jpg" target="_blank">לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66788/66788fig03.jpg"> איור 3: סריקת טומוגרפיה ממוחשבת תלת-ממדית. הסריקה של האספקט האחורי של הגולגולת החזירית מומחשת מנקודת מבט פרונטולטרלית (A) ופרספקטיבה אחורית (B). ציוני דרך אנטומיים של העצם הקדמית מודגשים באדום (פסגה אורביטלית עליונה) ובכחול (פסגה עורפית). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66788/66788fig03large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66788/66788fig04.jpg"> איור 4: תמונות של העצם המצחית החשופה. (A) הגדרת כל פינה של כריתת הגולגולת המלבנית תוך שימוש בהבלטה העורפית ובפסגות האורביטליות העליונות כציוני דרך. (B) קידוח הקו הראשוני של כריתת הגולגולת על ידי חיבור כל פינה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66788/66788fig04large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66788/66788fig05.jpg"> איור 5: תיאור של הדורה מאטר החשופה עם ההמיספרות המוחיות התחתונות ותפר הסגיטלי. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66788/66788fig05large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66788/66788fig06.jpg"> איור 6: תמונה של הדורה מאטר עם ההמיספרות המוחיות התחתונות מנקודת מבט קדמית. אם הדורה מאטר שלמה, שתי ההמיספרות מוגבהות ומעוגלות באופן סינכרוני לפעימה (מסומנות בקווים לבנים קבועים). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66788/66788fig06large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66788/66788fig07.jpg"> איור 7: סריקת טומוגרפיה ממוחשבת אופקית. סריקת הגולגולת החזירית חושפת את הקשר האנטומי בין הפסגה האורביטלית האחורית (אדום), הפסגה העורפית (כחול) והמוח (צהוב). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66788/66788fig07large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>

פרוטוקול זה מתאר ביצוע כריתת גולגולת באמצעות מקדחה פניאומטית במהירות גבוהה על חזיר דני בן 3 חודשים. הגישה נעשית דרך העצם הקדמית וחושפת את הדורה מאטר הגחוני ואת ההמיספרות המוחיות שמתחתיו. הליך זה מאפשר גישה לחלק גדול של מוח החזיר.

The use of pigs as an experimental animal model is especially relevant in neuroscience research, as the porcine and human central nervous systems (CNS) ...

accessing-the-porcine-brain-via-high-speed-pneumatic-drill-craniectomy

Research

JoVE Journal

Neuroscience

מדעי המוח

שיטה כירורגית מתוארת לחשוף את גולגולת הגחון בחולדות ילוד. שימוש בגישה זו ניתן לפתוח craniotomy לבצע אלקטרופיזיולוגיה חריפה וניסויים במיקרוסקופ שני פוטונים בגזע המוח של גורים מורדמים.

שיטה להרוויח Craniotomy על גולגולת הגחון של מכרסמים ילוד

מטרת נייר זה סרט הדרכה היא לתאר כיצד לחשוף ולהסיר את מוח חזיר לאחר המוות ואת בלוטת יותרת מוח במצב שלם, מתאים לניתוח מקרוסקופית היסטולוגית עוקב.

הסרת &quot;חוברת הדרכת עריפת הראש, פתיחת גולגולת, ו Brain: חשיפה של החזיר CNS לניתוח היסטולוגית

כאן אנו מתארים פרוטוקול עבור האינדוקציה של פגיעה מוחית טראומטית מורמין באמצעות ראש פתוח השפעה בקליפת המוח.

מודל מורנה של השפעה בקליפת המוח הנשלטת על אינדוקציה של פגיעה מוחית טראומטית

פרוטוקול זה מפרט את הטכניקה להסרת מוח החזיר בשלמותו וניתוח של מספר אזורי מוח הנחקרים בדרך כלל במדעי המוח.

מיצוי וניתוק של מוח החזיר המבוית

מאמר זה מציג פרוטוקול שלב אחר שלב להשתלת צינורית ישירה בבור החזירים.<br...

השתלת צינורית ישירה ב"ציסטרנה מגנה של חזירים"

חלונות גולגולת הפכו לטכניקה כירורגית המיושמת בכל מקום כדי לאפשר הדמיה תוך חיונית בעכברים טרנסגניים. פרוטוקול זה מתאר את השימוש ברובוט כירורגי המבצע קידוח עצם חצי אוטומטי של חלונות גולגולת ויכול לסייע בהפחתת השונות בין מנתח למנתח ולהפחית חלקית את הנזק התרמי למחסום הדם-מוח.

הערכת נזק תרמי מקרניוטומיה שנקדחה על ידי רובוט לניתוח חלון גולגולת בעכברים

כאן, אנו מציגים שיטה להערכת ביצועים ובטיחות ארוכת טווח של מערכי אלקטרודות תת-דוראליות רכות במודל מיני-חזיר, המתארת שיטות וכלי ניתוח, דימות תהודה מגנטית לאחר הניתוח, אלקטרופיזיולוגיה של קליפת המוח השמיעתית, תכונות אלקטרוכימיות של השתל ואימונוכימיה לאחר המוות.

השתלת מערך אלקטרוקורטיקוגרפיה רכה תת-דוראלית (ECoG) ורישום קליפת המוח לטווח ארוך במיני-חזירים

פרוטוקול זה מציג תיבה התנהגותית מבוססת מיקרו-בקר להערכת עיכוב קדם-דחף (PPI) על ידי איסוף נתוני תאוצה מחיישן מתחת לקופסה. נתונים אלה מעריכים ליקויים בשער חושי בחולדות מבודדות חברתית, עם שיטה נוספת לסנכרון נתונים עם פעילות עצבית כדי לקדם מחקרים נוירופיזיולוגיים על הפרעות התנהגות.

פיתוח קופסה התנהגותית להערכת עיכוב קדם-דופק ופעילות עצבית במודלים של בעלי חיים פסיכיאטריים

מחקר זה מציג שיטה ניתנת להרחבה, אמינה וניתנת לשחזור עבור הקלטות קליפת המוח הכרוניות החוזרות ונשנות במודל חזיר. לשיטה יישומים בתחומים שונים של מדעי המוח, כולל חקר כאב ואבחון מחלות נוירולוגיות.

טכניקת חלון גולגולת כרונית להקלטות חוזרות ונשנות בקליפת המוח במהלך הרדמה בחזירים

כאן, אנו מציגים שני פרוטוקולים לרישום מיקרו-אלקטרוקורטיקוגרפיה בצפיפות גבוהה (μEcoG) בחולדות ועכברים, כולל שיטות כירורגיות, השתלה והקלטה. הקלטות μECoG מבוצעות בשילוב עם הקלטת פוליטרודה למינרית בקליפת המוח השמיעתית של החולדה או עם מניפולציה אופטוגנטית של פעילות עצבית בקליפת המוח הסומטוסנסורית של העכבר.

חקירות רב-ממדיות של עיבוד קליפת המוח על ידי שילוב פוליטרודים למינאריים ואופטוגנטיקה עם מיקרו אלקטרוקורטיקוגרפיה במכרסמים

מיקרוסקופ לוקליזציה אולטרסאונד (ULM) היא טכניקה שפותחה לאחרונה המאפשרת רמה חסרת תקדים של רזולוציה בהדמיית המיקרו-כלי דם in vivo. בעבודה זו, אנו מתארים בפירוט כיצד להשיג תמונות סופר-רזולוציה של כלי הדם במוח במכרסמים באמצעות פלטפורמת הדמיית אולטרסאונד פונקציונלית סטנדרטית המיועדת למחקר פרה-קליני.

מיקרוסקופ לוקליזציה אולטרסאונד למיפוי ברזולוציה גבוהה של מיקרו-כלי דם במוח המכרסמים

למדו שיטה לכריתת גולגולת בחזירי לנדראס דניים לגישה למוח ולניטור עצבי מקיף. הפרוטוקול מאפשר מחקר תרגומי בפרמקוקינטיקה של אנטיביוטיקה ברקמות מוחיות בריאות ובדלקת מוח מבוקרת.

גישה למוח החזירי באמצעות כריתת מקדח פניאומטי במהירות גבוהה

גלה סרטונים נוספים