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방법 논문

실험 척수 부상에서 척수 혈액 흐름의 평가를위한 향상된 초음파 이미징 대비

13.9K 조회수

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DOI:

10.3791/52536

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2015년 5월 7일

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이 논문에서

요약

Contrast Enhanced Ultrasound imaging은 실험용 쥐 척수 손상 모델에서 척수 혈류를 정량화하기 위한 신뢰할 수 있는 생체 내 도구입니다. 이 논문에는 흉추 척수 손상의 타박상 모델과 관련하여 이 기술을 적용하기 위한 포괄적인 프로토콜이 포함되어 있습니다.

초록

감소 척수 혈류 (SCBF) (즉, 허혈) 외상성 척수 손상 (SCI) 기전에 중요한 역할을하고 그에 따라 신경 치료를위한 중요한 목표이다. 여러 기술들이 SCBF을 평가하기 위해 설명되었지만, 이들은 모두 상당한 한계가있다. 후자를 극복하기 위해 실시간 콘트라스트 향상 초음파 영상 (CEU)의 사용을 제안한다. 여기에서 우리는 SCI의 쥐 타박상 모델이 기술의 응용 프로그램을 설명합니다. 경정맥 카테터 제 조영제, 육 불화 황 캡슐화 된 마이크로 버블의 염화나트륨 용액의 반복 된 주입 주입된다. 척추 후 맞춤형 3D 프레임으로 안정되고, 척수 경막은 ThIX-ThXII에서 후궁 절제술에 의해 노출된다. 초음파 프로브는 다음 (초음파 젤 코팅) 경막의 후방 측면에 위치한다. 콘트라의 기준 SCBF, 하나의 정맥 주사 (400 μl를) 평가하기세인트 제가 그대로 척수 미세 혈관 통로를 통해 기록에 적용된다. 중량 - 드롭 장치이어서 SCI의 재현성 실험 타박상 모델을 생성하는 데 사용된다. 조영제는 포스트 SCI SCBF 변화를 평가하기 위해 다음의 부상 15 분 재 주입된다. CEU는 실제 시간과 생체 내 SCI 다음 SCBF 변화의 평가를 할 수 있습니다. 손상되지 않은 동물에서, 초음파 영상은 척수 손상을 따라 불균일 혈류를 나타내었다. SCBF가 더 원격 그대로 지역에 보존 남아있는 동안 또한, 15 분 후 SCI는 중요한 허혈은 진원지의 수준에 있었다. 진앙 (주동이와 꼬리 모두)에 인접한 지역에서는 SCBF이 크게 감소 하였다. 이는 앞서 설명한 "허혈성 주변부 영역"에 대응한다. 이 도구는 허혈 및 SCI에 후속 얻어진 조직 괴사를 제한하는 목적으로 치료법의 효과를 평가하기위한 주요 관심사이다.

서론

외상성 척수 손상 (SCI)는 감각 운동에 상당한 손상, 자율 기능에 이르는 엄청난 조건이다. 지금까지 어떤 치료는 환자의 효율성을 입증하지 않았다. 이러한 이유로, 잠재적 인 치료의 평가를 더욱 향상시킬 부상 pathiophysiology 1 해명 할 수있는 새로운 기술을 식별하는 것이 중요하다.

SCI는 주 및 보조 부상 불리는 두 순차적 단계로 구분된다. 주요 부상은 초기 기계적인 모욕에 해당한다. 또한 초기 병변, 조직 손상 때문에 신경 적자 2,3의 점진적 확장에 기여하는 보조 부상 그룹 (예 : 염증, 산화 스트레스 및 저산소증 등) 다양한 생물학적 이벤트의 폭포 반면.

SCI의 급성 단계에서, 신경 치료는 보조 부상 병리와 쉬를 줄이는 목표로따라서 신경 학적 결과를 개선 울드. 많은 보조 부상 이벤트 중 허혈은 중요한 역할 4,5을한다. SCI의 진원지의 수준에서 손상된 실질 미세 혈관 효과적인 척수 혈류 (SCBF을) 방해. 또한, SCBF도 크게 부상 진원지 특히 "허혈성 주변부 구역"으로 알려진 영역을 둘러싼 영역에서 감소된다. SCBF 빨리이 지역 내에서 복원 할 수없는 경우, 허혈 보충 실질 괴사 더욱 신경 ....

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프로토콜

참고 :이 원고에 기술 된 방법은 의학, 파리, 프랑스 (CEEALV / 2011-08-01)의 Lariboisière 학교의 생명 윤리위원회에 의해 승인되었다.

1. 장비 준비

  1. 준비 및 카테터 삽입에 대한 다음과 같은 악기 청소 : 마이크로 포셉, 마이크로 가위, 마이크로 혈관 클램프, 큰 가위, 외과 스레드 (블랙 꼰 실크 4-0)과 14 G 카테터를. 헤파린 용액 (5000 U / mL)로 카테터를 Heparinize.
  2. 준비하고 후궁 절제술에 대해 다음 악기 청소 : 큰 가위, 메스와 뼈 커터. 후궁 절제술 (도 1) 중에 척수 손상을주지의 위험을 줄이기위한 주문품 뼈 커터 후궁 절제술을 수행한다.
  3. 설정 동물의 위치 및 안정화에 사용되는 3D 프레임을. 주문 제작 프레임은 집게와 관련하여 외고정 호프만 3의 요소로 내장되어 whicH는 동물의 요추를 맞추기 위해 만곡되어있다.
  4. 척수 손상 역학적 사용 중량 드롭 장치 (임팩터)를 준비한다.
    주 : 주문품 박힘 장치가 3D 소프트웨어로 디자인 및 3D에 인쇄 하였다.
  5. 초음파 기계를 켭니다.
  6. 조영제의 재구성을위한 키트를 준비한다.

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결과

프로토콜은 상술, 그것은 길이 척수 시상 세그먼트 따라 SCBF를 매핑 할 수있다.

그대로 척수에서, 실질 (그림 12) 내에서 SCBF 부정이있을 나타납니다. 이는 다른 하나의 동물로부터 radiculo-수질 동맥의 가변 분포 (RMA)에 의해 설명 될 수있다. RMA는 전방 척추 동맥 (ASA)에 도달하므로 척수 실질 조직에 혈액 공급을 제공 동맥 분절을 지칭한다. 대조적으로, 동맥 radicular 척수 혈액 공급을 제공하지 않는, 따라서 ASA 도달하지 동맥 분절에 대응한다. 따라서 RMA는 ASA에 문합 척수 세그먼트 (우리의 결과에 도시)보다 혈류가있다.

SCI 후, 실시간 CEU 영상은 부상 진원지에서 순환의 부족을 보여줍니다. 진원지는 어두운 (더 조영제 신호) 남아활성화 된 혈액 흐름은 없기 때문에. 여러 개의 ROI를 이용하여 혈류량의 더 상세한 분석은 세 가지 고유 혈류 지역.......

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토론

우리 래트 SCI 타박상 CEU 모델을 사용하는 방법을 설명 하였지만,이 프로토콜은 다른 실험 목적 또는 SCI 모델에 맞게 수정 될 수있다. 그러나 우리는 시간 지점의 수와 SCBF 측정치 사이의 지연이 다른 연구의 요구를 만족하도록 구성 될 수있다, (부상 및 15 분 후 - SCI 전에) 두 시점에서 SCBF를 측정하기 위해 선택했다. 예를 들어, 우리의 이전 연구 (17)에서, 우리는 첫 번째 시간에 걸쳐 후 SCI 다섯 연속 시점에서 SCBF을 측정했다. 그것은 가짜 그룹 (NO SCI)에, 우리는 SCBF 점진적 감소를 관찰 할 놀랐다 것이 중요합니다. 우리는 처음 반복 미세 기포 주입은 척수 혈관, 상기 실험 (미발표 데이타)를 손상시킬 우려하면서 이러한 변화가 프로그레시브 후궁 절제술에 의해 유도 된 지방 조직 생리 학적 조건의 변화 (온도, 수화)뿐만 아니라, 장기간에 의한 것이 확인 T의 박람회그 경질 및 외기와 초음파 겔 주변 조직. 순환이 많은 매개 변수에 매우 민감하고 vascocon.......

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공개 사항

저자는 경쟁적인 재정적 이해 상충이 없음을 선언합니다. 초음파 기계는 Toshiba France 회사에서 친절하게 빌려주었습니다. Vueject 펌프는 Bracco France 회사에서 친절하게 빌려주었습니다.

감사의 글

Stephanie Gorgeard, Thierry Scheerlink(Toshiba France), Christophe Lazare(Bracco France)에게 감사드립니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
외부 고정기 Hoffman 3Stryker, Kalamazoo, USA초음파 프로브를 고정하는 맞춤형 3D 프레임과 관절 암을 만드는 데 사용되는 모듈식 시스템
Toshiba ApplioToshiba, Tokyo, Japan초음파 기계
SonovueBracco, 밀라노, 이탈리아조영제 : microbubbles
Vueject pumpBracco, Milan, Italy마이크로 버블 볼루스 주입을위한 전기 펌프
Aquasonic 초음파 젤Parker Laboratories, Fairfield, NJ, USA초음파 파를 전달하는 데 사용되는 초음파 젤
IsovetPiramal Healthcare, 뭄바이, 인도마취에 사용되는 Isoflurane
Ultra ExtendToshiba, Tokyo, Japan척수 혈류
의 정량화에 사용되는 소프트웨어Mastercraft 5피스 미니 플라이어 세트, 제품 #58-4788-6Canadian Tire, 토론토, 캐나다DIY 작업용 플라이어 세트

참고문헌

  1. Cadotte, D. W., Fehlings, M. G. Spinal cord injury: a systematic review of current treatment options. Clin Orthop Relat Res. 469 (3), 732-741 (2011).
  2. Beattie, M. S., Farooqui, A. A., Bresnahan, J. C. Review of current evidence for apoptosis after spinal cord injury. <....

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