非外傷性脳室内出血げっ歯類モデルにおける頭蓋内圧モニタリング

頭蓋内出血(ICH)の一種である脳室内出血(IVH)は、重大な死亡率と罹患率を伴う壊滅的な病気です。IVHは、頭蓋内脳室内の血液製剤の蓄積として特徴付けられます。孤立したIVHはまれであり、典型的には成人に発生します¹。高血圧性出血、破裂した頭蓋内動脈瘤、または別の血管奇形、腫瘍、または外傷に関連している可能性があります¹。IVHは、二次的な脳損傷と水頭症²の発症につながります。IVHの生存者は、損傷後に重大な機能障害、記憶障害、および認知障害を残すことがよくあります。これらの長期的な認知障害と記憶障害は、ICH³の生存者の44%にも上ると報告されています。別のタイプのICHであるくも膜下出血(SAH)では、生存者の約半数が記憶障害を抱えることがよく知られており、SAHに加えてIVHを患っている人にとっては、転帰は著しく悪化する傾向があります^4,5,6。

IVH後の記憶機能障害の根底にあるメカニズムはまだ解明されていません。機能障害や記憶機能障害のある非外傷性IVHモデルを用いたin vivo研究は、そのような患者の潜在的な治療標的を発見するために不可欠です。IVH後のより重度の記憶と機能障害のある動物モデルは、これらの変化を研究するのに最適です。上級著者の研究室はまた、IVHラットモデルの記憶障害の発症における高頭蓋内圧(ICP)の役割を具体的に調査しています。したがって、IVH中にICPを正確に測定する方法は、調査することが重要でした。今回,IVHラットモデルにおけるICPの精密測定方法について報告する.ICPモニタリングは、以前に外傷性ICHおよびくも膜下出血動物モデルにおいて使用されてきたが、自発的なIVHげっ歯類モデルにおけるICPモニタリングは、文献^7,8において一般的に報告されていない。したがって、本明細書で提示された実験デザインには、Sprague Dawleyラットの3つのグループが含まれていました:偽、標準的な200μlの脳室内出血、およびビヒクル制御。IVH群については、自家脳室内血液注入モデルを用いた。ビヒクル対照動物については、滅菌乳酸リンゲル液の脳室内注射を使用した。ICP、平均動脈圧(MAP)、および脳灌流圧(CPP)を術中に記録され、その結果がここに報告されています。

すべての研究方法と動物の世話/維持は、カリフォルニア大学デービス校の制度的ガイドラインに従って実施されました。カリフォルニア大学デービス校の施設動物管理使用委員会(IACUC)は、すべての動物使用プロトコルと実験手順を承認しました(IACUCプロトコル#21874)。

1.動物の住居

1. 生後8〜10か月のスプレイグドーリーラットを入手します。実験手順の前に、ラットをビバリウムに収容し、餌と水を自由に摂取して12時間の明暗サイクルを行った後、ケージで一般的な適応のために少なくとも1週間待ちます。.

2.麻酔と術前処置

1. ラットを4%イソフルランで4分間麻酔する。挿管プラットフォーム上で仰臥位でラットを歯で吊るし、気管内カニューレと喉頭鏡を使用して気管内に挿管します。
2. 麻酔および挿管されたラットを人工呼吸器(2%イソフルランおよびO2 / N2キャリアガス)に置きます。後脚のつまみなどの痛みを伴う刺激に対する反応が観察されない場合、ラットは適切に麻酔されます。.
3. 直腸体温計を挿入して、温度を継続的に監視します。
4. 滅菌技術を使用してすべての手術手順を実行します。頭と大腿部の髪をクリップし、手術前にベタジンと70%アルコールの3つの交互のスクラブで皮膚を準備します。
5. ラットを人工呼吸器から一時的に取り外し、10mLシリンジに接続されたPE-50チューブで分泌物を吸引することにより、蓄積した呼吸器分泌物を吸引します。
6. 滅菌人工涙液眼軟膏でラットの目を保護します。
7. 頭皮切開の前に、局所ブピバカイン(~0.1 mLの0.25%溶液)を皮膚および皮下組織に注射します。.

3.手術プロトコル

1. 脳室内針と頭蓋内圧(ICP)モニターの配置
   1. ラットを定位フレームの腹臥位に置き、ラットを耳にバーします。
   2. 15枚刃のメスで正中線に沿って1.5cmの頭皮を切開します。
   3. 止血のためにガーゼで穏やかな圧力をかけます。
   4. 滅菌綿チップアプリケーターを使用して、ブレグマのランドマークが見えるまで骨膜を頭蓋骨から分離します。
   5. 定位固定装置を使用してブレグマを見つけてマークアウトし、ブレグマの横方向1.4 mmと後方0.9 mmの2つの両側のバリ穴の位置をマークします。
   6. ハンドヘルドドリルを使用して、右半球と左半球にこれらの2つの小さな(最大2 mm)頭蓋バリ穴を作成します。余分な骨片を滅菌乳酸リンゲル溶液で灌漑します。
   7. 右半球で、22Gのガイドカニューレをバリ穴の高さに配置し、28Gの針をカニューレを通して右側脳室の深さ(ブレグマに対して4.6 mm)に挿入してIVHを作成します。
   8. 光ファイバ圧力センサーを読み出しユニットに接続します。読み出しユニットの電源を入れ、選択したユニットがmmHgであることを確認します。次に、読み出しユニットがゼロを読み取るまで、ラクテッドリンガー溶液を入れた小さなビーカーに先端を沈めて、センサーをプライミングします。乳酸リンガー溶液でゼロにすると、すべて挿入するように設定されます。
   9. 左半球で、圧力センサーを皮質に2〜3 mmの深さまでそっと挿入し、リアルタイムのICPモニタリングを行います。
2. 大腿動脈カニュレーションと平均動脈圧(MAP)モニターの挿入
   1. ICPモニターを挿入した後、ラットの下部胴体を回して、左大腿部と鼠径部に簡単にアクセスできるようにします。
   2. 滅菌製剤と局所ブピバカイン投与の後、15枚羽根のメスで後肢を1.5cmの皮膚切開を行います。
   3. 左大腿動脈を最初に止血剤で表面的に解剖し、次に顕微鏡下で細かい先端を持つ鉗子を使用してより深い層を解剖します。隣接する動脈の位置を特定するのに役立つ濃い青色の大腿静脈を特定します。
   4. 3-0シルク縫合糸を使用して遠位大腿動脈を縛り、大腿動脈の近位部分に一時的な金属クリップを置きます。
   5. 読み出しユニットに接続された2番目の光ファイバー圧力センサーをすでにプライミングします。圧力センサーをポリエチレン(PE-50)チューブに挿入し、それをTuohyBorstに挿入して閉じます。Tuohy Borstを、一方の端が1 mLシリンジに接続された3ウェイ活栓に接続し、もう一方の端にPE-50チューブを備えた22G針を接続します。
   6. 顕微鏡下で、マイクロハサミで2mmの大腿動脈切開を行い、残りのセットアップに接続されたPE-50チューブでカニューレ挿入します。
3. 脳室内注射
   1. 1 mLシリンジを使用して500 μLの血液を吸引し、3方向活栓を回して圧力センサーにMAPを読み取ります。
   2. PE-50チューブに接続された28Gの脳室内針を、IVH動物用の吸引血液とビヒクル対照動物用の乳酸リンガーでプライミングします。次に、この針をガイドカニューレに右側脳室の深さまで挿入します。
   3. 100 μL/分の速度で、1 mLシリンジを親指でポンピングすることにより、血液または滅菌乳酸リンゲル溶液(200 μL)を右脳室に注入します。これに先立って、および心室内注射中に、ICP、動脈血圧、および直腸温度を監視および記録します。
   4. 注入後の ICP 値と MAP 値を監視および記録します。
4. クロージャ
   1. 脳室内注射が完了したら、大腿動脈に挿入した圧力センサーを含むPE-50チューブを引き出し、出血を防ぐために一時的なクリップを大腿動脈に適用します。
   2. 3-0シルク縫合糸を使用して大腿動脈の近位部分を結びます。
   3. 3-0シルクを使用して中断された方法で大腿骨切開を閉じます。
   4. 脳室内針とICPモニターでガイドカニューレを取り外します。
   5. バリ穴を骨ワックスで塞ぎます。
   6. 中断された方法で3-0シルク縫合糸で頭蓋切開を閉じます。
   7. 局所ブピバカインを切開部に塗布し、術後に0.35 mLのカルプロフェン(5 mg / kg)を注射します。.動物が胸骨横臥を維持するのに十分な意識を取り戻すまで、動物を放置しないでください。
   8. ラットが監督下で手術後に完全に回復し、回復後に餌と水に自由にアクセスできるホームケージに戻します。

4.術後管理

1. 術後7日間、すべての術後動物を毎日チェックして、回復、神経学的状態、行動、体重、および切開を監視します。
2. 0.35 mLのカルプロフェン(5 mg / kg)を、手術時および^術後1日目と2^日目に皮下注射で投与します。.
3. 術^後7 日目に滅菌方法で縫合糸を取り外します。

頭蓋内圧、平均動脈圧、脳灌流圧
ICPとMAPの両方がすべての動物で術中にモニターされました(図1)。ラットは生後8〜10ヶ月で、平均体重は495±17gでした。リアルタイムのICPグラフも収集されました(図2)。偽群を除くと、ICPはIVHおよびビヒクル対照群の脳室内注射中に有意に増加しました(図3)。ICPは、車両制御(36.5 mmHg)と比較して、IVHグループ(43 mmHg)でよりピークに達しました。その後、ICPは急速に減少し、これらの動物群の脳室内注射後5分以内に正常化しました。.光ファイバーセンサーは、ICPとMAPをリアルタイムで監視するために正常に使用されました。MAPは手順全体を通して同様のままであったのに対し、CPPは血液または乳酸リンゲル溶液の脳室内注射中に減少することが観察されました(図3)。

図1:実験のセットアップ 。 (A)バリ穴の位置。(B)実験セットアップ全体の描写。略語:A-P、前方から後軸。M-L、内側から外側軸。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図2:ICP記録。 (A)偽動物、(B)IVH、および(C)ビヒクル対照動物におけるリアルタイムの頭蓋内圧(ICP)記録。矢印はIVH / LR注射の開始を示します。各グループでN = 1。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図3:ICP、MAP、およびCPPグラフ。 IVHおよびビヒクル対照動物における(A)平均頭蓋内圧(ICP)、(B)平均動脈圧(MAP)、および(C)平均脳灌流圧(CPP)値は、心室注射前、心室注射中、および心室注射後。各グループでN = 1。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

すべての著者は利益相反を報告していない。