17 augustus 2022
Tot op heden wordt de ontwikkeling van bijschildklier (PG) identificatiemethoden beperkt door het gebrek aan diermodellen in preklinisch onderzoek. Hier stellen we een eenvoudig en effectief rattenmodel op voor intraoperatieve PG-beeldvorming en evalueren we de effectiviteit ervan door ijzeroxidenanodeeltjes te gebruiken als een nieuw PG-contrastmiddel.
Bijschildklier is een klein orgaan met zeer belangrijke functies. Ons protocol kan worden gebruikt voor het ontwikkelen van nieuwe PG-identificatietechnologieën die chirurgen kunnen helpen om het te beschermen tijdens de thyroidectomie voor schildklierkanker. Het belangrijkste voordeel van dit model is dat het een duidelijk verschil tussen de schildklier en PG's kan waarnemen door de negatieve beeldvorming van IONP.
Bovendien zijn de kosten en operationele moeilijkheidsgraad aanzienlijk lager voor dit rattenmodel dan voor grote diermodellen. Plaats om te beginnen een voorgewarmd verwarmingskussen op de operatietafel om de lichaamstemperatuur van het dier tijdens de operatie te behouden en breng vervolgens de verdoofde rat over naar een chirurgisch gordijn dat op de operatietafel is geplaatst. Bevestig met behulp van elastiekjes de ledematen van de rat aan de operatietafel en plaats een cilindrisch kussen gemaakt van drape onder de schouder van de rat om zijn hoofd naar achteren te leunen, waardoor het nekgebied volledig wordt blootgesteld, en breng vervolgens ontharingscrème aan op het nekgebied, tot aan de submandibulaire ruimte, tot aan het xiphoid-proces en aan beide zijden aan de buitenkant van de sternocleidomastoïde spier.
Veeg na drie minuten voorzichtig het haar en de ontharingscrème af met een tissue. Gebruik vervolgens een jodofore watje en steriliseer vervolgens het midden van de nek en het omliggende gebied. waaruit haar wordt verwijderd.
Bedek het dier met een chirurgisch gordijn en houd het gat uitgelijnd met gedesinfecteerd gebied. Maak met behulp van het scalpel ongeveer een longitudinale incisie van vijf centimeter in de voorste middellijn van de nek van de rat. Til de huid langs beide zijden van de incisie op en knip met een schaar longitudinaal langs de linea alba cervicalis.
Gebruik een tang om de sternohyoïde en sternothyroid spier te scheiden. Klem de gescheiden spieren voor de nek met behulp van een vasculaire tang en trek het geklemde weefsel naar buiten. Gebruik de naald om de hechting door het geklemde weefsel te laten gaan.
Maak een knoop en bevestig de hechting aan het chirurgische gordijn van de operatietafel. Lokaliseer het schildklierkraakbeen op basis van de schildvorm en cricoid kraakbeen op basis van de ringvorm als de bovengrens in het operatiegebied en lokaliseer vervolgens de luchtpijp op basis van de buisvormige kraakbeenringvorm in de voorkant en het midden van de nek als de ondergrens in het operatiegebied. Lokaliseer de schildklier, een rode vlindervormige klier aan de andere kant van de luchtpijp tussen de boven- en ondergrenzen.
Zoek vervolgens twee bijschildklieren in een fusiforme vorm die roodachtig zijn, maar lichter dan de omliggende schildklier met een bepaalde grens aan de boven- en buitenkant van de schildklier. Maak een frontale foto van de bijschildklieren met de luchtpijp, schildklier en strottenhoofd. Ontleed de achterkant van de slokdarm en gebruik een retractor om de rechterkant van de bijschildklieren bloot te leggen.
Maak een foto aan de rechterkant van de bijschildklieren met de schildklier en de luchtpijp en leg op dezelfde manier de linkerkant van de klieren bloot en leg deze vast. Gebruik een insulinespuit om lokaal 10 microliter zwarte ijzeroxide nanodeeltjes suspensie in het midden van de schildklier te injecteren en druk gedurende vijf seconden voorzichtig op de injectieplaats met gaas, observeer dan de snelle diffusie van de zwarte ijzeroxide nanodeeltjes in de schildklieren, maar niet de bijschildklieren, omdat het de bijschildklieren negatief kleurt en onderscheidt van de omliggende schildklier. Leg de foto's aan de voor-, linker- en rechterkant van de negatief gekleurde bijschildklieren vast, samen met de luchtpijp, schildklier en strottenhoofd.
Na injectie diffundeert het contrastmiddel, zwarte ijzeroxide nanodeeltjes, gemakkelijk in de schildklier en kleurt het zwart, maar kan de bijschildklier niet infiltreren vanwege hun hoge weefseldichtheid. Histologische analyse van zwart ijzeroxide nanodeeltjes geïnjecteerd-schildklier onthulde dat de bijschildklieren zijn verrijkt met nauw uitgelijnde hoofdcellen, terwijl de schildklier veel losse lumens heeft die wijzen op een veel lagere weefseldichtheid. Twee belangrijke dingen moeten in deze procedure worden onthouden.
Ten eerste de houding van de rat. We raadden aan om oren te leunen en naar achteren te gaan, waardoor het nekgebied volledig wordt blootgesteld. Ten tweede, wanneer we de IONPs injecteren, moeten we een fijnwerkende naald gebruiken omdat het schildklieroppervlak vol bloedvaten zit.
Deze procedure kan ook worden uitgevoerd door autofluorescentiebeeldvorming van de PG, die niet-invasief is, realtime informatie biedt en geen kleurstof als contrastmiddel gebruikt, maar het autofluorescentiesignaal is zwak en de beeldefficiëntie is ook slecht. Andere onderzoekers kunnen dit eenvoudige en effectieve rattenmodel gebruiken om nieuwe PG-identificatietechnologieën en -producten te ontwikkelen en te evalueren in plaats van meer gecompliceerde en dure grote dieren zoals honden en varkens te gebruiken.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Deze studie ontwikkelt een rattenmodel voor intraoperatieve beeldvorming van de bijschildklier (PG) met behulp van ijzeroxide-nanodeeltjes als contrastmiddel. Het model heeft als doel de identificatie van de PG tijdens schildkliersurgiën te verbeteren, waardoor de chirurgische resultaten worden verbeterd.
Reliable intraoperative identification of the parathyroid gland (PG) is a critical challenge in endocrine surgery, with direct implications for surgical safety and post-operative outcomes. The establishment of a simple, cost-effective rat model using iron oxide nanoparticles (IONPs) as a contrast agent addresses a major preclinical bottleneck for developing and validating PG imaging technologies. This model enables translational research teams to accelerate the evaluation of novel PG identification tools, supporting predictive confidence and de-risking at the discovery and preclinical interface.
This rat model positions PG imaging agent evaluation at the intersection of early discovery, lead identification, and preclinical validation, enabling iterative optimization before large animal or clinical studies.