Het gebrek aan mechanistische begrip van ruggenmerg ischemie-reperfusie schade heeft verder aanvullingen gehinderd dwarslaesie na een hoog risico aorta operaties te voorkomen. Daarom is de ontwikkeling van diermodellen noodzakelijk. Dit manuscript toont reproduceerbare onderste extremiteit verlamming na thoracale aorta-occlusie in een muismodel.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Reproduceerbaar Paraplegie door thoracale aorta-occlusie in een muizenmodel van Spinal Cord ischemie-reperfusie
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Achtergrond
Onderste extremiteit verlamming blijft aorta interventies bemoeilijken. Het gebrek aan begrip van de onderliggende pathologie heeft vooruitgang belemmerd om het optreden deze blessures verlagen. Het huidige model toont reproduceerbare onderste extremiteit verlamming na thoracale aorta-occlusie.
Methoden
Volwassen mannelijke C57BL6 muizen werden verdoofd met isofluraan. Via een cervicosternal incisie werd de aorta blootgelegd. De thoracale aorta en linker subclavia slagaders werden geïdentificeerd zonder entree in pleuraholte. Skeletkenmerken van deze slagaders werd gevolgd door onmiddellijke sluiting (Sham) of occlusie gedurende 4 minuten (matig ischemie) of 8 min (verlengde ischemie). De sternotomy en de huid werden gesloten en de muis werd overgebracht naar de aarde bed voor herstel. Na herstel, werd functionele analyse verkregen bij 12 uur intervallen tot 48 uur.
Resultaten
Muizen die sham operatie ondergingen toonde geen waarneembare achterste ledematen tekort. Muizen blootgesteld aan matige ischemie gedurende 4 minuten had minimale functionele tekort van 12 uur gevolgd door progressie naar volledige verlamming op 48 uur. Muizen blootgesteld aan langdurige ischemie hadden een onmiddellijke verlamming zonder waarneembare achterste ledematen beweging op elk punt in de postoperatieve periode. Er was geen waargenomen intraoperatieve of postoperatieve mortaliteit.
Conclusie
Reproduceerbare onderste extremiteit verlamming onmiddellijke of latere kan worden bereikt in een muismodel. Bovendien, met een mediane sternotomie en zorgvuldige dissectie, hoge overleving en reproduceerbaarheid worden bereikt.
Inleiding
Onderste extremiteit verlamming blijft thoracoabdominal interventies bemoeilijken. De verwonding, bekend als ruggenmerg ischemie-reperfusie schade (SCIR), resulteert in verlamming bij tot 20% van risicopatiënten 1. Chirurgische toevoegsels zoals linker hart bypass, lumbale cerbrospinal vocht afvoeren, onderkoeld circulatiestilstand en intercostale slagader reimplantation hebben de incidentie van deze complicatie 2 verminderd, maar veel te veel patiënten blijven worden beïnvloed.
Klinisch, ruggenmerg ischemie en reperfusie letsel wordt gezien als onmiddellijke of latere verlamming na ingrijpen 3. Echter, ons begrip van deze schade verstikt door een gebrek aan mechanistische detail. Daardoor aantal opties beschikbaar om de schade verzwakken nadat deze zich heeft voorgedaan.
We hebben dus aangeworven een klein dier, muizen, model van ruggenmerg ischemie en reperfusie letsel aanbeter te karakteriseren de pathogenese. De meerderheid van de studies tot op heden hebben gebruikt grotere diermodellen voor deze blessure, namelijk rat 4, 5 konijnen, varkens en 6 modellen karakteriseren. Deze zijn echter beperkt door de kosten, complexiteit, variabele reproduceerbaarheid, en vooral, gebrek aan beschikbare technieken voor genetische manipulatie. De meest betrouwbare van deze gepubliceerde diermodellen gaat infrarenale kruis klemming van de abdominale aorta bij konijnen. Echter, de menselijke anterior spinale neuronen ontlenen vaakst hun bloedvoorziening van meer proximale takken 7. Variabele vasculaire anatomie van het ruggenmerg in deze modellen voegt tot moeilijkheden bij de overgang de resultaten voor klinische toepassingen.
Dit manuscript presenteert een model voor onmiddellijke of vertraagde dwarslaesie na thoracale aorta-occlusie die klinisch relevant en makkelijk te gebruiken. Blootstelling van de aortaboog via mini sternotomijn is minder invasief en kan uitlokken zeer reproduceerbare resultaten met minimale morbiditeit en mortaliteit. Hoewel dit model niet zonder problemen en technische nuances, deze kunnen worden overwonnen met zorgvuldige dissectie en weefsel gebruik om een model van verlamming die gemakkelijk kan worden uitgevoerd produceren.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Preoperatieve voorbereiding en Anesthesie
- Zorg ervoor dat steriele techniek gedurende de hele procedure. Lay-out van alle instrumenten.
- Zet de temperatuurregelaar bed vóór verdoving inductie zodat het kan opwarmen tot de geschikte temperatuur (36,5 ° C). Schakel de laser Doppler perfusie monitor, zodat het kan opstarten tijdens de inductie.
- Plaats de muis in de inductie kamer.
- Toezicht op de ademfrequentie van de muis tijdens inductie zorgvuldig.
- Zodra de ademfrequentie visueel is vertraagd, verwijdert u de muis uit de inductie kamer.
- Voer teen knijpen om toereikendheid van verdoving te beoordelen.
- Met de muis goed verdoofd, plaats muis in rugligging.
- Steek gezicht in neuskegel en zet alle ledematen aan het verwarmingssysteem tafel.
- Besteed speciale aandacht om ervoor te zorgen dat de uiteinden zijn vastgezet in anatomische positie, zonder deviatiaan een kant. Als de muis niet goed is geplaatst, is het moeilijk om interne thoracale ader doorsnijding tijdens sternotomie voorkomen.
- Het gebruik van clippers of commercieel verkrijgbare ontharingscrème, verwijdert haar vanaf de middellijn thorax en links onderste extremiteit buikoppervlakte.
- Bij gebruik van ontharingscrème, voorkomen dat ijs in de plaats voor meer dan 30 seconden, kan als alkali brandwonden optreden.
- Titreer vluchtige verdoving vaporizer concentratie geschikte anesthesie te onderhouden.
- Verwachte verdamper fracties zijn tussen 1-5% met behulp van isofluraan met hoog debiet O 2.
- Vluchtige verdoving vaporizer concentratie dient te worden getitreerd om anesthesie te behouden tijdens chirurgische stimulatie met behoud van spontane ademhaling.
2. Rectale Probe Laser Doppler Placement
- Plaats gesmeerd rectale sonde in het rectum van de muis. Veilig op zijn plaats om OperAting bed.
- Stel de verwarming bed voor een doel rectale temperatuur van 36,5 ° C.
- Maak kleine incisie boven dijslagader van muis en ontleden huid weg van het onderhuidse weefsel.
- Plaats laser Doppler sonde dan liesslagader.
- Pas sonde posities tot de perfusie-monitor registreert meer dan 800 perfusie-eenheden.
- Stevig veilige sonde op zijn plaats. Onjuist beveiligd sondes kunnen vals lage perfusie metingen.
3. Dissectie van aortaboog / subclavia
- Maak een 2 cm incisie in de huid boven het borstbeen en voorzichtig ontleden huid weg van het onderhuidse weefsel.
- Ontleden de submandibulaire klier gratis.
- Als bloeden optreedt, kan zachte druk worden aangebracht met een wattenstaafje.
- Verdeel de submandibulaire klier door middellijn in het avasculaire vlak.
- Til borstbeen met een pincet en het gebruik van de scissors maken 1 cm middellijn sternotomie door de middellijn van het sternum. Afwijkingen van middellijn kan leiden tot interne borstslagader bloeding die moeilijk te controleren zijn.
- Plaats 5-0 terugtrekken hechtingen aan iedere kant aan de rand van het borstbeen en trekken borstbeen zijdelings vastzetten hechtingen aan de operationele bed. Vermijd het plaatsen van het terugtrekken hechtingen te lateraal te pneumothoraces voorkomen.
- Met behulp van stompe dissectie gratis riem spieren langs de luchtpijp. De linker band spier kan worden verdeeld met een schaar blootstelling verbeteren.
- Ontleden gratis de zwezerik van het omringende weefsel. Ga door stompe dissectie tot de grote vaten worden gevisualiseerd. Wees uiterst voorzichtig om ingang in de pleuraholte te voorkomen.
- Plaats vasculaire klemmen op aortaboog en linker subclavia.
- Controleer distale stroom adequaat heeft verstoord. Dit wordt beschouwd als een reductie> 90% in perfusie eenheden.
- Doorgaan occlusie voor desirood voor 4-8 minuten.
- Verwijder vasculaire klem en controleer hemostase vóór sluiting van de borst.
4. Sluiting van sternotomy en Skin
- Verwijder het terugtrekken hechting aan de linkerkant van de muis.
- Sluit de sternotomie met de juiste retractie hechtdraad.
- Een enkele sternal hechting (met behulp van de eerder geplaatste retractie steek) is voldoende voor borstbeen sluiting. Het plaatsen van een andere steek is onnodig en verhoogt risico van pneumothorax en bloeding.
- Nauw huid met stromend 5-0 steek.
5. Herstel en Postoperatieve Assessment
- Breng de muis naar herstel kooi. Kooi moet op een verwarmingselement aan de omgevingstemperatuur van het herstel kamer te verhogen en warmteverlies aan de omgeving worden geplaatst.
- Nauwlettend toezien op de muis op tekenen ademnood of epileptische activiteit. Dien een pijnstiller per instelling richtlijnen. Euthanasienize muizen onmiddellijk als inbeslagneming of ademhalingsproblemen waargenomen.
- CO 2 kamer euthanasie is onze voorkeur methode. Cervicale dislocatie is een andere optie als CO 2 is niet beschikbaar.
- Volledig herstel kan worden verwacht in 1-2 uur, afhankelijk van de lengte van vluchtige anesthetica en gebruikte concentratie.
- De terugkeer van de muis naar de normale kooi. Plaats het voedsel en water plaats op de vloer van de kooi.
- Beoordelen neurologische toestand bij 12 uur met tussenpozen gebruik Basso Muis Schaal voor Locomotion 8.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Muizen onderging veinzerijchirurgie (n = 3) of aorta-afsluitinrichting 4 (n = 3) tot 8 min (n = 3). Postoperatief muizen werden beoordeeld door de Basso Muis Score (figuur 1). Muizen die sham operatie ondergingen hadden geen waarneembare functionele tekorten op enig moment na de operatie. Muizen blootgesteld aan matige ischemie (4 min) had bijna normale achterste ledematen functie om 12 uur met progressieve functionele achteruitgang tot volledige verlamming met 48 uur. Muizen in langdurige ischemie groe...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Paraplegie secundair aan ruggemerg ischemie reperfusie is het resultaat van een complex van slecht begrepen pathologieën 9. Hoewel dit wordt meestal gezien na thoracoabdominal aortachirurgie, een grote andere beledigingen zoals aorta dissecties, trauma, embolische fenomenen, vasculitis, en systemische hypotensie 10 leiden paraplegie. Om een beter begrip van deze schade te krijgen en zorgen voor toekomstige doelstellingen van deze schade op te heffen, hebben diermodellen een noodzaak geworden.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs verklaren geen concurrerende financiële belangen.
Dankbetuigingen
We willen graag de Thoraxchirurgie Stichting voor Onderzoek en Onderwijs bedanken voor hun financiële steun van dit project.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| VMS Anesthesia Machine | MDS Matrx | ||
| Isofluraan | Vet One | 13985-528-60 | 2.0% door neuskoker |
| Inductiekamer | Vet Equip | 941444 | |
| Verwarmingsbed | Vestavia Scientific | ||
| Lazer Doppler Monitor | Moor Instruments | VMS-LDF1 | |
| 5-0 Sutuur, Polyester | Surgidac | VD-551 | Taper Naald |
| Microdissectie Clips | Biomedical Research Instruments | 14-1030, 14-1060 | |
| Chirurgische Instrumenten | Fine Surgical Instruments | Forceps, naaldhouder |
Referenties
- Conrad, M. F., Ye, J. Y., Chung, T. K., Davison, J. K., Cambria, R. P. Spinal cord complications after thoracic aortic surgery: long-term survival and functional status varies with deficit severity. J. Vasc. Surg. 48, 47-53 (2008).
- Okita, Y. Fighting spinal cord complication during surgery for thoracoabdominal aortic disease. Gen. Thorac. Cardiovasc. Surg. 59, 79-90 (2011).
- Wong, D. R., et al. Delayed spinal cord deficits after thoracoabdominal aortic aneurysm repair. Ann. Thorac. Surg. 83, 1345-1355 (2007).
- Taira, Y., Marsala, M. Effect of proximal arterial perfusion pressure on function, spinal cord blood flow, and histopathologic changes after increasing intervals of aortic occlusion in the rat. Stroke. 27, 1850-1858 (1996).
- Naslund, T. C., Hollier, L. H., Money, S. R., Facundus, E. C., Skenderis, B. S. Protecting the ischemic spinal cord during aortic clamping. The influence of anesthetics and hypothermia. Ann. Surg. , 409-515 (1992).
- Qayumi, A. K., Janusz, M. T., Lyster, D. M., Gillespie, K. D. Animal model for investigation of spinal cord injury caused by aortic cross-clamping. J. Invest. Surg. 10, 47-52 (1997).
- Lang-Lazdunski, L., Matsushita, K., Hirt, L., Waeber, C., Vonsattel, J. P., Moskowitz, M. A., Dietrich, W. D. Spinal Cord Ischemia: Development of a model in the mouse. Stroke. 31, 208-213 (2000).
- Basso, D. M., Fisher, L. C., Anderson, A. J., Jakeman, L. B., McTigue, D. M., Popovich, P. G. Basso Mouse Scale for locomotion detects differences in recovery after spinal cord injury in five common mouse strains. J. Neurotrauma. 23, 635-659 (2006).
- Kwon, B. K., Tetzlaff, W., Grauer, J. N., Beiner, J., Vaccaro, A. R. Pathophysiology and pharmacologic treatment of acute spinal cord injury. Spine. J. 4, 451-464 (2004).
- Cheshire, W. P., Santos, C. C., Massey, E. W., Howard, J. F. Spinal cord infarction: etiology and outcome. Neurology. 47, 321-330 (1996).
- Kakinohana, M., et al. Delayed paraplegia after spinal cord ischemic injury requires caspase-3 activation in mice. Stroke. 42 (8), 2302-2307 (2011).
- Wang, Z., Yang, W., Britz, G. W., Lombard, F. W., Warner, D. S., Sheng, H. Development of a simplified spinal cord ischemia model in mice. J. Neurosci. Methods. 189, 246-251 (2010).
- model of ischemic spinal cord injury with delayed paralysis caused by aortic cross-clamping. Anesthesiology. 113, 880-891 (2010).
- Kang, J., et al. The effects of systemic hypothermia on a murine model of thoracic aortic ischemia reperfusion. J. Vasc. Surg. 52, 435-443 (2010).
- Li, J., Benashski, S., McCullough, L. D. Post-stroke hypothermia provides neuroprotection through inhibition of AMP-activated protein kinase. J. Neurotrauma. 28 (7), 1281-1288 (2011).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
