호흡 장애는 경추 척수 손상 후 사망의 주요 원인이다. 부분 자궁 경부 손상에 의해 유도 된 호흡의, 재생 가능한 정량화하고, 신뢰할 수있는 전임상 동물 모델을 갖는 것은 이후 호흡 및 비 호흡 신경 가소성을 이해하는 데 도움이 및 추정 복구 전략을 테스트 할 수 있습니다.
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이 논문에서
요약
초록
자궁 경부 척수 손상은 영구적 인 마비를 유도하고, 종종 호흡 곤란에 이르게한다. 지금까지, 더 효율적인 치료제가 높은 자궁 경부 척수 손상 (SCI) 다음 호흡 부전을 개선 / 향상을 위해 개발되지 않았습니다. 여기에서 우리는 다양한 사후 병변 호흡 신경 가소성을 연구하는 자궁 경부 2 (C2) metameric 수준 높은 SCI의 쥐의 전 임상 모델을 제안한다. 이 기술로 인해 뇌간에있는 호흡 센터에서 횡격막 운동 신경원의 deafferentation에 다이어프램의 hemiparalysis을 유도 할 것이다 C2 수준의 수술 부분 부상으로 구성되어 있습니다. 부상의 반대쪽은 그대로 유지하고 동물 복구를 할 수 있습니다. (흉추 및 요추 수준에서) 전위의 기능에 영향을 미치는 다른 SCIS는 달리, 호흡 기능 동물 동기 부여를 필요로하지 않고, 적자 / 복구의 정량화 쉽게 (다이어프램 횡격막 신경 녹음을 수행 할 수 있습니다의, 몸 전체 환기). 이 전 임상 C2 SCI 모델은 서로 다른 수준 (생리학 분자)에서 다양한 호흡 및 비 호흡 신경 가소성 이벤트를 공부하고있는 호흡을 향상시킬 다양한 상상 속 치료 전략을 테스트하기 위해 강력하고 유용하고 신뢰할 수있는 전임상 모델 SCI 환자.
서론
척수 외상은 영구적 인 마비와 같은 극적인 발생률과 인구에서 관찰 된 일반적인 부상입니다. 그러나 부상의 심각성은 초기 외상의 수준과 정도에 따라 달라집니다. 호흡 부전은 상부 경추 척수 손상 (SCI) 1 다음과 사망의 주요 원인이다. 현재 유일한 치료 치료는 인공 호흡기의 도움하에 환자를 배치하는 것입니다. 소수의 환자로 인해 포스트 병변 지연 발생 자발적 회복, 환기 지원 2를 투약 할 수 있기 때문에, 새로운 혁신적인 비 침습 치료를 개발할 필요가 긴급 3입니다. , 상상 속 치료 전략의 응용 프로그램을 공부하고, 따라서 호흡 부전에 자궁 SCI의 효과를 조사하는 것이 표준화 된 전 임상 모델을 갖는 것은 필수적이다.
이 기술 문서에서는, 우리는 특정 전임상 쥐 모델 (을)를 설명F 호흡 장애는 C2 수준에서 부분 자궁 SCI에 의해 유도. 이 모델은 현재 (: 4-13 후기) 세계의 여러 실험실에서 사용됩니다. 그러나, 수술 과정에서 약간의 차이가 특정 경추 부상 뮤린 모델을 생성하기 위해 다른 연구자간에 관찰 될 수있다. 호흡 출력에 C2 SCI의 효과는 첫 번째 포터 (14)에 의해 1895 년에 설명했다. 자궁 hemisection 침묵 횡격막 신경의 활동과 이후의 다이어프램 마비로 이어지는, 부상의 동측에 (뇌간, 그림 1A에 rVRG에 위치) 중앙 드라이브에서 횡격막 운동 신경원의 deafferentation을 유도한다. 반대쪽은 그대로 유지하고 동물이 생존 할 수 있습니다. 낮은 척추 세그먼트 (C4 레벨 15에서 예를 들어 contusive 부상)에있는 다른 SCI는 달리, 양측 횡격막 motoneuron 핵의 무결성이 유지됩니다. cerv 후iCal의 C2 부상, 일부 자발적인 활동으로 인해 분절 수준 C3-C6 (교차 횡격막 경로, CPP, 그림 1B)에서 척추 중앙선을 넘어 반대편 침묵 시냅스 경로의 활성화에 (횡격막과 다이어프램) 동측에 관찰 할 수있다 . 인 CPP의 활성화는, 정의에 의해, 동측 부분 횡격막 신경의 회복을 유도 반대측 phrenicotomy와 결합 된 C2의 hemisection은 시간에서 주 후 부상 16-18로 발생할 수 있습니다. 호흡 회복이 CPP 통로의 실제의 유익한 효과는 (19)를 한정하고 추가 조사와 치료는 자발적 회복 (3)의 크기를 향상시키기 위해 개발되어야한다.
이 프로토콜은 (이전과 횡격막 운동 신경원의 interneurons, 분자 및 cellula에서 호흡 생리학 다양한 수준에서 호흡 후 병변 가소성을 연구하는 전 임상 쥐 모델의 강력한 유형을 제공R, 예컨대 앞다리)의 운동뿐만 아니라 C2 부분 경추 척수 손상 후 호흡기 및 전위의 회복을 개선하는 목적 침습 및 비 침습성 치료 전략을 시험하는 모델.
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프로토콜
이 프로토콜은 우수 (파리 수드, 보조금 협정 제 246556 대학)와 Université 드 베르사유 생 캉탱 앙 이블린의 RBUCE-UP 의자의 윤리위원회의 승인을 받았다.
살균 수술 도구의 1. 준비
- 실험실 세제로 수술 도구를 청소합니다.
- 수술 전에 악기를 압력솥.
- 수술 세션에서,이 수술 사이에 180 ° C에서 10 분 동안 뜨거운 구슬 살균기에 팁을 배치하여 도구를 소독.
약의 2. 준비
- 사전 마취제 칵테일 및 수술 후 약물 x 1 2 ㎖ 주사기를 준비합니다.
- Carprofen (5 ㎎ / ㎏), 부 프레 놀핀 (50 ㎍ / kg), Baytril (5 ㎎ / ㎏)과 Dexmedetomidine (0.5 ㎎ / ㎏) : 쥐의 무게에 따라, 사전 마취제와 주사기를 준비합니다. 락 테이트 화 링거 1 ML에 볼륨을 완료합니다.
- 의 준비다른 주사기 사전 마취제의 반전 : Atipamezole (500 ㎍ / kg).
쥐 3. 마취
- 동물에 2.2 단계에서 설명한 사전 마취 약물의 용액을 피하을 관리 할 수 있습니다. 그런 다음, 새장에 다시 동물을 넣어 진정 효과가 나타날 때까지 기다립니다.
- 100 % O 2 5 %의 이소 플루 란으로 채워 밀폐 된 챔버에 쥐를 놓고 호흡 리듬 (30 초 정도) 속도가 느려집니다 때까지 기다립니다. 그런 다음, 챔버에서 쥐를 제거하고 삽관 테이블에 배치합니다.
4. Orotracheal 삽관
- 그의 뒤쪽에 동물을 거짓말, 다음 표에 자신의 앞니에 부착 된 스트랩을 배치하여 머리를 고정합니다.
- 광섬유의 빛으로, 가슴 공간을 빛. 그런 다음, 동물의 입에 후두경 (또는 하나를 만들어 사용자 정의, 자세한 내용은 JOU 등. 20)를 배치합니다. 성대를 시각화.
- 하락전자와 (성대 사이의) 기관에 orotracheal 가이드를 배치합니다. 가이드에 orotracheal 관 (16 G 카테터 크기)를 밀어 넣습니다.
- 가이드를 제거하고 기관지 및하지 식도 관의 적절한 위치를 확인하고, 수분의 존재를 orotracheal 튜브의 끝에 배치 후두 미러와 검사.
- (683 설치류 호흡기, 하버드 장치) 설치류 인공 호흡기에 튜브를 연결하고 (100 % O 2) 2 %에 이소 플루 란의 농도를 조정합니다.
- 수술 테이프로 orotracheal 튜브를 고정합니다.
5. 척추 수술
- 외과 의사 90 ° 각도에서 가리키는 코, 가열 수술 접시에 복부 욕창 위치에 동물을 배치합니다. 수술 전반에 걸쳐 37.5 ° C의 주위에 체온을 유지한다.
- scapulas 사이 가위로 머리를 면도하고 거즈로 머리를 제거합니다.
- 다음 7, 베타 딘으로 피부를 청소0 %의 알코올. 이 단계의 3 배를 반복합니다.
- 발가락 핀치는 적절한 마취 깊이를 확인하기 위해 수술을 시작하기 전에 수행됩니다. 그런 다음, scapulas 사이 가위로 옆 피부 절개 rostro - 꼬리 쪽을 수행합니다.
- 출혈을 방지하기 위해 건에 따라 acromiotrapezius 근육 rostro - 꼬리 쪽을 잘라. 다음 (척추 주변) spinalis 근육에 액세스 할 수 능형 근육을 떼어 놓다.
- C3 척추에 C1에서 spinalis 근육을 철회. C2의 척추는 눈에 띄는 융기와 하나입니다.
- 멸균 면봉을 사용하여 척추의 등 부분의 주위에 근육을 청소합니다.
- rongeur으로 조심스럽게 C2의 융기를 제거하기 시작합니다. 등의 척수가 노출 될 때까지, 꼼꼼하게 계속합니다. 그 후궁 절제술는 등의 헤미의 후궁 절제술 있는지 확인하십시오. 이 지역의 주변에있는 척수 및 동맥을 둘러싸는 경질에주의를 기울이십시오.
- # 55 포셉, ROS를 해부접근 금지 - 꼬리 쪽 C2 따라 두라는 다음 각 주동이와 꼬리쪽에 옆으로 계속합니다.
- 뇌척수액을 스폰지.
- microscissors와 자궁 경부 후근 2 번 아래 측면 부분을 확인합니다. 병변의 정도는 척수 (부상 등의보기에 대한 그림 2A 참조)의 중간 선에 도달 할만큼 가까이하는 마이크로 메스 확인합니다. 그렇지 않다면, 다른 컷 부상을 완료 할 수 있었다. 출혈의 경우, 멸균 면봉을 사용합니다. 그렇지 않으면, 동물이 부상에서 회복되지 않고 호흡을해야합니다, 반대쪽으로 이동하지 않도록주의하십시오.
- 보호 층으로 근육을 봉합하고, 피부를 봉합 확대. 베타 딘 포화 멸균 거즈로 상처를 청소합니다.
- 이소 플루 란 기화기을 끄고 반전 약물 주입 (Atipamezole을 [500 ㎍ / kg, IM), 체온을 확인합니다.
- 동물은 인공 호흡기에 호흡을 시작하면,인공 호흡기에서 기관 튜브를 분리 한 다음 orotracheal 튜브를 제거합니다. 복구를위한 가열 새장에 동물을 배치합니다.
6. 수술 후 관리
수술 후, 동물은 복구를위한 최상의 환경을 보장하기 위해 지속적으로 모니터링됩니다. 항생제 (Baytril, 5 ㎎ / ㎏), 항 염증 (Carprofen, 5 ㎎ / ㎏)와 프레 놀핀은 (50 ㎍ / kg) 약은 감염을 방지하고 발생을 줄이기 위해 처음 2 일째에 수술마다 12 시간을 부여 수술 후 통증. 쥐 부드러운 음식과 물 (또는 1 차 수술 후 하루 jellified 물)에 대한 액세스 임의로있다. 피하 유체는 처음 몇 수술 일에 탈수를 방지하기 위해 사용될 수있다. 체중 및 음식 섭취량은 매일 모니터링된다. 이들의 환경은 실험 시간 후 상해 (자신의 새장 이중 주택, 튜브)에 걸쳐 충실.
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결과
부상의 정도
성공이 특정 실험 모델의 재현성 각 조작 / 외과 의사의 경험에 따라 달라집니다. 나머지 ventrolateral는 흰색 물질 21을 아끼지과 C2 부상 다음 호흡 복구 (횡격막 신경 활동과 다이어프램 활동)의 연속적인 양의 상관 관계가있다. 부상은 "핸드 메이드"이고 외과에서 연습을 필요로하기 때문에, 각 부상의 정도는 정확한 크기를 결정하기 위해 조직 학적 기술 (파라 포름 알데히드와 조직 4 %, 냉동 조직 슬라이스, 크레 실 바이올렛 염색 고정)에 의해 확인되어야한다 의 손상된 조직 (그림 2B).
전기 생리학 녹음
C2 SCI 후, 동측의 횡격막 신경의 활동이 폐지된다 (그림 3A, VINIT <...
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토론
C2 상해 모델을 만들기의 기술적 인 문제
C2 손상 쥐 모델은 호흡 후 병변 신경 가소성을 연구하는 재미있는 도구입니다. 그러나, 재현성 및 신뢰성있는 모델을 생성하기 위해 필요한 단계는 다수이고 각 하나 연구의 결과에 영향을 미칠 수있다. 예를 들어, 삽관 과정에서 극도의주의가 orotracheal 튜브 등으로 인해 부상 자체 초기 호흡 부전 이외에 폐쇄성 호흡기 장애 등 다양한 합병증을 초래할 수있는 기관지의 염증을 생산할 수 있기 때문에 수행 될 . 또한, 수술 절차 동안 척수에 대한 액세스는 동물의 복구를 위해 중요 할 수있다. 모든 단계 (근육의 해부 / 후퇴, 지느러미 후궁 절제술, durotomy, 부상 자체) 때문에 수술 사이트 주위 척추에 다양한 동맥의 존재에 매우주의 수행해야코드. 광범위한 출혈은 수술 후 회복이 혈액 손실에 의해 방해 될 수 있고, 척수 허혈 손상 외에 발생할 수 있기 때문에 피해야한다.
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공개 사항
저자는 더 경쟁 재정적 이익이 없다는 것을 선언합니다.
감사의 글
이 작품은 부여 계약 번호 246556 (유럽 프로젝트 RBUCE-UP)에서 유럽 연합의 일곱 번째 프레임 워크 프로그램 (FP7/2007-2013)에서 자금이 지원되고, HandiMedEx 프랑스의 공공 투자위원회에 의해 할당. 마르셀 Bonay는 Chancellerie 데 Universités 드 파리 (다리 Poix), 상테 Respiratoire EN 퐁 드 Dotation 공들인 및 센터 디부 지원 Respiratoire à 소재지 일드 프랑스 (CARDIF)에 의해 지원되었다
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| Animal | |||
| Male Sprague Dawley Rat | Janvier | 225-250 g | |
| Surgical Instruments | |||
| Student Dumont #5 펜치 | 파인 사이언스 도구 | 91150-20 | |
| 학생 표준 패턴 펜치 | 파인 사이언스 도구 | 91100-12 | |
| Mayo-Stille 가위 | Fine Science Tool | 14013-15 | 곡선 |
| 학생 Vannas Spring Scissors | Fine Science Tool | 91500-09 | 스트레이트 |
| 스프링 가위 - 8mm 블레이드 | Fine Science Tool | 15025-10 | 스트레이트 블런트/블런트 |
| Friedman Pearson Rongeur | Fine Science Tool | 16121-14 | 곡선 |
| 해부 칼 - 파인 팁 | 파인 사이언스 도구 | 10055-12 | 스트레이트 |
| Olsen-Hegar 바늘 홀더 | 파인 사이언스 도구 | 12002-14 | 톱니 모양 |
| Weitlaner-Locktite 견인기 | 파인 사이언스 도구 | 17012-11 | 2x3 무딘 |
| 흡수성 수술용 봉합사 | Centravet | BYO001 | 봉합사 크기 4-0 |
| Equipment | |||
| Hot Bead Steriliser | Fine Science 도구 | 18000-45 | |
| 카테터 | Centravet | CAT188 | 16 G |
| 후두경 | |||
| 가이드 와이어 | |||
| 후두 거울 | Centravet | MIR011 | |
| 젖 종소리 | Centravet | RIN020 | |
| 주사기 | Centravet | ||
| 바늘 | Centravet | ||
| O2 | Air Liquid | I1001M20R2A001 | |
| 683 RodentT 인공호흡기 115/230V | Harvard Apparatus | 55-0000 | |
| 독립형 기화기 | WPI | EZ-155 | |
| 얇은 선 가열판 | WPI | EZ-211 | |
| 공기통 | WPI | EZ-258 | |
| Drugs | |||
| 카르프로펜 | 센트라벳 | ||
| 리마딜 | 센트라벳, | RIM011 | |
| 부프레노르핀 | 센트라벳, | BUP001 | |
| 베이트릴 | 센트라벳 | BAY001 | |
| 덱스메데토미딘 | 센트라벳, | DEX010 | |
| 아티파메졸 | 센트라벳 | ANT201 | |
| 베타딘 용액 | 센트라벳 | VET002 | |
| 이소플루란 | 센트라벳 | VET066 |
참고문헌
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