Wszystkie procedury opisane w niniejszym artykule zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi i przepisami Landesamt für Gesundheit und Soziales w Berlinie w Niemczech.
Procedury przedoperacyjne
1. Przygotowanie monofilamentów
- Do przygotowania włókien śródświatowych wykorzystano nylonowe nici monofilamentowe 8-0, które przecięto na odcinki o długości 13 mm każdy.
- Do powlekania monofilamentów użyto silikonu Xantopren M mucosa (Heraeus Kulzer GmbH, Hanau, Niemcy), aktywowanego poprzez dodanie kropli roztworu aktywatora (Activator, Universal plus, Heraeus Kulzer GmbH, Hanau, Niemcy).
- Monofilament powoli przeciągano przez silikon, aż został nim całkowicie pokryty. Pozwoliło to na równomierne pokrycie monofilamentu silikonem. Należy unikać zbyt długiego oczekiwania, ponieważ aktywowany materiał powlekający szybko twardnieje i wysycha.
- Przed rozpoczęciem krzepnięcia silikonu zaleca się usunięcie nadmiaru materiału z włókna poprzez przeciągnięcie go po arkuszu papieru. W ten sposób warstwa silikonu może zostać zredukowana do grubości około 200 μm.
- Podstawę monofilamentu pokrytego silikonem wczepiono w plastelinę, aby go wysuszyć przez noc.
Komentarz: W idealnych warunkach do zapewnienia sterylności w miejscu operacyjnym należy używać wyłącznie monofilamentów sterylnych lub przynajmniej zdezynfekowanych. W praktyce sterylizacja lub dezynfekcja monofilamentów wykonanych ręcznie jest bardzo trudna, ponieważ może dojść do pogorszenia ich jakości 9. W związku z tym korzystniejsze może być zastosowanie dostępnych komercyjnie sterylnych monofilamentów.
2. Przygotowanie instrumentów chirurgicznych i zwierząt
- Wszystkie narzędzia chirurgiczne przechowywano w 70% alkoholu etylowym. Dodatkowo, przed każdym nowym zabiegiem chirurgicznym wszystkie narzędzia chirurgiczne były dokładnie czyszczone i dezynfekowane przy użyciu 70% alkoholu etylowego.
- U wszystkich zwierząt przed przecięciem dokładnie zdezynfekowano obszar operacyjny za pomocą 70% alkoholu etylowego. Przed wykonaniem nacięć pozwolono na całkowite wyschnięcie zdezynfekowanych miejsc. Nie wykonywano dodatkowego strzyżenia sierści, ponieważ może ono powodować powstawanie mikrośladów i wtórne stany zapalne skóry 9.
Procedury chirurgiczne
3. Pozycjonowanie sondy LDF i monitorowanie LDF
- W celu indukcji znieczulenia myszy poddano działaniu mieszaniny gazowej składającej się z 30% tlenu, 70% N2O oraz 2,5% izofluranu przy użyciu parownika. Do podtrzymania znieczulenia stężenie izofluranu zredukowano do 1,5%. Przez cały czas trwania procedury chirurgicznej myszy oddychały spontanicznie przez maskę tlenową.
- Wprowadzono rektalną sondę temperatury, a myszy unieruchomiono w aparacie stereotaktycznym, odsłaniając obszar ciemieniowy głowy. Podczas operacji myszy spoczywały na podgrzewanym podkładzie sterowanym termostatem, co zapewniało stałą temperaturę wewnętrzną ciała na poziomie 37,0 ± 0,5 °C. Wykonano cięcie w linii środkowej w płaszczyźnie strzałkowej (o długości ok. 1 cm), aby odsłonić kości ciemieniowe czaszki.
- Ostrożnie przedyssekpowano lewą stronę czaszki, a sondę światłowodową przymocowano bezpośrednio do czaszki 2 mm w kierunku kaudalnym i 5 mm bocznie od bregmy, używając kleju błyskawicznego. Następnie brzegi rany starannie zespolono, aby zapobiec hipotermii mózgu oraz infekcjom.
- Myszy odwrócono, aby odsłonić brzuszna stronę szyi. Sondę światłowodową podłączono do urządzenia LDF (PeriFLUX System 5000, Perimed, Järfälla, Szwecja) za pomocą adaptera sondy łączącej (Master Probe 418-1, Perimed; Järfälla, Szwecja).
Komentarz: Podczas obracania myszy należy ostrożnie zginać sondę światłowodową, aby zapobiec jej odłamaniu od czaszki.
- Urządzenie LDF zostało podłączone do komputera przenośnego. Rozpoczęto ciągły zapis wartości LDF przy użyciu oprogramowania PeriSoft dla systemu Windows (Wersja 2.50, Järfälla, Szwecja). Rysunek 1 przedstawia średni przebieg CBF uzyskany z dziesięciu pomiarów LDF podczas BCCAO i reperfuzji.
4. Obustronne zamknięcie wspólnych tętnic szyjnych
- Znieczulenie utrzymywano zgodnie z opisem w punkcie 3.1. Myszy położono na grzbiecie. Ogon i łapy zwierzęcia przymocowano do maty grzewczej za pomocą taśmy klejącej. Wykonano nacięcie wzdłuż linii środkowej brzusznej w płaszczyźnie strzałkowej (długość ~ 1cm).
- Obie ślinianki ostrożnie odseparowano i odsunęto, aby uwidocznić leżące pod nimi tętnice szyjne wspólne (CCA).
- Obie tętnice CCA ostrożnie oddzielono od odpowiadających im nerwów błędnych i towarzyszących żył, dbając o to, aby nie uszkodzić tych struktur. Manipulacje przy nerwach błędnych mogą prowadzić do przejściowej lub trwałej dysfunkcji przywspółczulnego układu nerwowego, co może skutkować wystąpieniem znacznej arytmii serca, a nawet nieodwracalnym zatrzymaniem akcji serca. Dlatego kluczowe jest unikanie jakichkolwiek manipulacji przy nerwach błędnych. Wokół każdej tętnicy CCA wykonano luźną pętlę z nici jedwabnej 5-0.
- Między CCA a jedwabnymi szwami po każdej stronie wstawiono małą rurkę silikonową (średnica 2 mm). Rurka ta służyła jako szyna dla tętnic CCA, aby zapobiec uszkodzeniu ścian tętnic podczas zaciśkania szwów (Rycina 4).
- Obie tętnice CCA zamknięto na jedną minutę poprzez zaciśnięcie jedwabnych szwów. Do badania włączono wyłącznie myszy, u których sygnał LDF spadł poniżej <10% sygnału bazowego. Po ponownym otwarciu obu tętnic CCA rozpoczęto pięciominutowy okres reperfuzji. Za pomocą LDF upewniono się, że reperfuzja była pełna. Zwierzęta z niepełną reperfuzją (t.j. powrót CBF do poziomu <90% w stosunku do bazowego CBF) zostały wykluczone. Sekwencję jednej minuty BCCAO i pięciu minut reperfuzji powtórzono dwukrotnie, osiągając całkowity czas BCCAO wynoszący 3 min. Rycina 1 przedstawia średni przebieg CBF uzyskany z dziesięciu pomiarów LDF podczas BCCAO i reperfuzji. Podczas procedury zaleca się utrzymywanie rany szyjnej w stanie wilgotnym przy użyciu soli fizjologicznej.
- Po ostatniej reperfuzji usunięto wszystkie rurki i szwy, a także sondę światłowodową przymocowaną do czaszki; rany zaszyto, a w celu przeciwbólowego zarządzania wielokrotnie, w razie potrzeby, aplikowano na rany maść z lidokainą (Xylocain 2%; AstraZeneca GmbH, Wedel, Niemcy).
- Myszy przeniesiono do wstępnie podgrzanego (30 °C) boksu regeneracyjnego (MediHEAT, PecoServices Ltd., Brough, Cumbria, UK) do czasu odzyskania przez nie pełnej przytomności. Następnie myszy zwrócono do klatek.
5. Zator w środkowej tętnicy mózgowej
- Myszy poddano ponownej anestezji, wprowadzono sondę do pomiaru temperatury rektalnej i ułożono zwierzęta na podgrzewanej podkładce, aby odsłonić brzuszna stronę szyi. Następnie unieruchomiono je zgodnie z opisem w sekcji BCCAO.
- Wykonano trwałe podwiązanie lewej proksymalnej tętnicy szyjnej wspólnej (CCA) za pomocą długiej nici jedwabnej 7-0, a następnie delikatnie pociągnięto nić w kierunku ogonowym za pomocą kleszczyków typu mosquito (Rysunek 4).
- Kolejne trwałe podwiązanie wykonano wokół lewej tętnicy szyjnej zewnętrznej (ECA), a nić pociągnięto w prawą stronę ciała zwierzęcia (Rysunek 4).
- Ostrożnie zmobilizowano tkankę łączną otaczającą lewą tętnicę szyjną wewnętrzną (ICA), a nerw językowy delikatnie uniesiono, aby uzyskać dobry wgląd w dystalny przebieg ICA. Lewa ICA odchyla się w lewo, podczas gdy tętnica skrzydłowopodniebna (PPA) biegnie w prawo, podążając za przebiegiem proksymalnej ICA (Rysunek 4).
Komentarz: Należy zidentyfikować kolejną tętnicę, która skręca w prawo w kierunku ogonowym. Jest to tętnica potyliczna, która w zależności od osobniczego zróżnicowania odgałęzia się albo z miejsca rozdziału CCA, albo z proksymalnej części ECA (Rysunek 4).
- Za pomocą nici jedwabnej 5-0 wykonano luźną pętlę szwu wokół proksymalnego odcinka ICA.
- Używając małego zacisku mikrochirurgicznego, tymczasowo zamknięto światło ICA dystalnie względem luźnej pętli szwu 5-0 (Rycina 4).
- Za pomocą nożyczek mikrochirurgicznych wykonano małe nacięcie w dystalnej części CCA, tuż przed rozwidleniem CCA (Rycina 4).
- Wcześniej wybrany monofilament w pokryciu silikonowym wprowadzono do CCA przez małe nacięcie i przesunięto w stronę ICA, aż dotarł do zacisku mikrochirurgicznego (Rycina 4).
- Zacisk mikrochirurgiczny ostrożnie usunięto z ICA, jednocześnie przesuwając monofilament głębiej do ICA, aż do momentu zatrzymania (Rycina 4).
Komentarz: W tym momencie należy obrócić pęsetę w lewej ręce tak, aby nie trzymać jej jak długopisu. Ułatwia to chwytanie filamentu pęsetą. Aplikator zacisku naczyniowego powinien być trzymany w prawej ręce. Może być konieczne niemal całkowite zaciśnięcie luźnego szwu 5-0 wokół ICA, aby zapobiec krwawieniu z miejsca nacięcia.
- Określono dokładną lokalizację końcówki monofilamentu, aby sprawdzić, czy został on wprowadzony do ICA, a nie do PPA. Jeśli końcówka monofilamentu trafiła do proksymalnego PPA, filament delikatnie wycofano tuż przed rozwidleniem ICA/PPA. Ponowiono próbę wprowadzenia monofilamentu do ICA, delikatnie odciągając proksymalny odcinek ICA nieco w prawą stronę. W ten sposób symulowano naturalny przebieg dystalnego ICA, co ułatwiło dostęp do tego naczynia.
- Po niemal całkowitym wprowadzeniu monofilamentu do ICA zaciśnięto luźną pętlę szwu 5-0 wokół proksymalnego ICA, aby unieruchomić filament. Następnie wszystkie nici jedwabne skrócono, a ranę skórną zaszyto.
- Utratę płynów podczas operacji uzupełniono poprzez wstrzyknięcie 1,0 ml soli fizjologicznej i.p. Następnie mysz przeniesiono do wstępnie podgrzanej klatki rekonwalescencyjnej aż do pełnego odzyskania przytomności.
- W celu reperfuzji myszy ponownie zanestetyzowano, a monofilament usunięto po ostrożnym poluzowaniu szwu jedwabnego 5-0 wokół proksymalnego ICA. Następnie szew 5-0 ponownie ostrożnie zaciśnięto, aby zapobiec krwawieniu.
- Po potwierdzeniu całkowitej hemostazy zaszyto ranę szyi.
- W razie potrzeby w celu uśmierzenia bólu miejscowo i wielokrotnie aplikowano maść z lidokainą, a mysz przeniesiono do wstępnie podgrzanej (30 °C) klatki rekonwalescencyjnej aż do pełnego odzyskania przytomności.
- Pierwszą oznaką udanego zabiegu MCAO było obserwowane krążenie zwierzęcia zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Stopień deficytu funkcjonalnego określono za pomocą skali Bedersona zmodyfikowanej dla myszy 10. Zgodnie z tą zmodyfikowaną skalą Bedersona, oceny neurologiczne stopniurowano następująco: 0 (prawidłowa funkcja motoryczna), 1 (zgięcie tułowia i przeciwległej kończyny przedniej podczas podnoszenia myszy za ogon), 2 (krążenie w stronę przeciwległą podczas trzymania myszy za ogon na płaskiej powierzchni, ale prawidłowa postawa w spoczynku), 3 (pochylenie w stronę przeciwległą w spoczynku) oraz 4 (brak spontanicznej aktywności motorycznej lub śmierć).
6. Operacja pozorowana BCCAO
W przypadku procedur pozorowanych BCCAO, myszy znieczulono na czas trwania rzeczywistej procedury BCCAO PC, zmobilizowano gruczoły ślinowe i odsłonięto tętnice szyjne wspólne (CCA). Kluczowe jest, aby podczas procedury pozorowanej unikać bezpośrednich manipulacji przy tętnicach szyjnych lub nerwach błędnych. Manipulacje przy CCA mogą uszkodzić warstwę śródbłonka, co może skutkować uwalnianiem związków wazoaktywnych ze śródbłonka lub wywołać miejscową zakrzepicę w świetle tętnicy. W konsekwencji po operacji pozorowanej mogą wystąpić zdarzenia zakrzepowo-zatorowe, co stanowiłoby istotny czynnik zakłócający procedurę. Z drugiej strony, manipulacje przy nerwach błędnych mogą prowadzić do przejściowej lub trwałej dysfunkcji układu nerwowego przywspółczulnego, co stwarza ryzyko wystąpienia znacznych arytmii serca, a nawet nieodwracalnego zatrzymania akcji serca. Dlatego niezwykle ważne jest unikanie jakichkolwiek manipulacji przy nerwach błędnych podczas BCCAO.
Procedury pooperacyjne
7. Pomiary objętości zawału
W celu oceny wielkości zawałów myszy przeżyły 72 h po MCAO. Następnie zwierzęta poddano głębokiej anestezji, usunięto mózgi, zamrożono je gwałtownie w metylobutanie, wykonano przekroje i zabarwiono hematoksyliną (zgodnie z protokołem Papanicolau) w celu pomiaru objętości zawału. Przekroje mózgu pobrano w odstępach 600 μm, a objętości zawałów wyznaczono za pomocą analizatora obrazu (MCID core 7.0 Rev.2.0, GE Healthcare Niagara Inc) i skorygowano o obrzęk zgodnie z metodą Lin et al. 7,11.
8. Kryteria włączenia
Do badania włączono wyłącznie zwierzęta, u których podczas każdego z trzech epizodów BCCAO odnotowano redukcję CBF zmierzoną za pomocą LDF o ponad 90%. W idealnych warunkach monitorowanie LDF powinno być prowadzone w obu półkulach mózgu podczas BCCAO. Ze względów praktycznych monitorowanie LDF przeprowadzono wyłącznie w lewych półkulach, które zostaną później poddane MCAO. Podejście to było opisywane wcześniej 6,12. Wymagano, aby reperfuzja po każdym epizodzie BCCAO była całkowita (t.j. powrót do wartości bazowych). Aby skrócić czas przebywania myszy pod narkozą, nie monitorowano CBF podczas operacji MCAO. Jednak w badaniu pilotażowym z oddzielną grupą zwierząt monitorowano CBF za pomocą LDF podczas operacji MCAO. W tej grupie myszy konsekwentnie mierzono redukcję CBF o 90% w porównaniu z wartością bazową przed okluzją CCA. Dodatkowo, po usunięciu monofilamentów CBF powrócił do >90% odpowiednich wartości bazowych po okluzji CCA. Kryteria LDF te są ugruntowane w literaturze i prowadzą do uzyskania spójnych objętości zawałów 7. Włączono tylko zwierzęta, które po wybudzeniu z narkozy po MCAO uzyskały wynik w skali Bedersona co najmniej 1. Ponadto do badania włączono wyłącznie zwierzęta, które przeżyły 72 h po MCAO i nie wykazywały objawów krwawienia wewnątrzczaszkowego.