Trwałe MCAO indukowano poprzez wykonanie kraniotomii, a następnie koagulację i destrukcję tętnicy środkowej mózgu za pomocą diatermii, w połączeniu z trwałym zamknięciem tętnicy szyjnej wspólnej po stronie uszkodzenia oraz 60-minutowym zamknięciem tętnicy szyjnej wspólnej po stronie przeciwległej. Schemat rozmieszczenia aparatury i zamkniętej MCA przedstawiono na Rysunku 1, a schemat tętnic szyjnych na Rysunku 2 (powyżej).
Wyniki udaru oceniano 24 godziny i 8 tygodni po udarze, mierząc objętość zawału na 40 przekrojach o grubości 0,5 mm (od końca rostralnego opłaty węchowej do końca rostralnego rdzenia kręgowego) przy użyciu narzędzia Region of Interest w pakiecie do wyświetlania obrazów medycznych. Reprezentatywny strukturalny skan MRI ważony T2 dla tego samego zwierzęcia przedstawiono dla 24 godzin i 8 tygodni (Rycina 3A). Objętość zawału zidentyfikowano na podstawie obszarów mózgu szczura wykazujących sygnał hiperintensywny, ponieważ obrazy ważone T2 przedstawiają wodę lub plazmę jako jasne, białe obszary. Wiadomo, że po udarze następuje zwiększenie obrzęku i pęcznienia mózgu, co można zmierzyć na skanie ważonym T2, który korelowano z histologicznymi pomiarami objętości zawału18. Jednak obrzęk występujący wcześnie po udarze (np. w 24. godzinie) może prowadzić do przeszacowania końcowej objętości uszkodzenia (np. w 8. tygodniu), dlatego przedstawiamy również średnie objętości zawału skorygowane według formuł Gerrietsa. Rycina 3B przedstawia średnie dane dla surowej (nieskorygowanej) objętości uszkodzenia w 24. godzinie jako 62,8 mm3 (± 25,4 mm3 SD, górny wykres); stanowi to 9,8% objętej procesem półkuli (± 4,2% SD, środkowy wykres). Po korekcie o obrzęk mózgu za pomocą formuł Gerrietsa wartość ta zmniejsza się do 4,5% (± 2,0% SD, dolny wykres).
Ciężkość udaru mierzono również za pomocą testu schodów Montoyi15. W skrócie, zwierzęta były trenowane w pobieraniu granulek cukru przez 4 tygodnie przed operacją MCAO, a następnie badano je przez 8 tygodni po udarze (Rysunek 4), aby potwierdzić trwały deficyt. Szczury umieszczano w aparacie ze schodami na 10 min, a liczbę pobranych granulek zapisywano (z 21 granulek) i przedstawiano jako procent (średnie grup ± błędy standardowe). Przeprowadzono analizę regresji w celu dopasowania linii do danych.
Rysunek 5 przedstawia obliczenia wielkości próby z wykorzystaniem danych o objętości zawału (dla potencjalnych efektów terapii eksperymentalnych), przeanalizowane za pomocą algorytmu w oprogramowaniu do analizy mocy dla testu t, stosując opcję „Różnica między dwiema niezależnymi średnimi (dwie grupy)” oraz wykorzystując (niepoprawione) średnie i odchylenia standardowe z Rysunku 3B. Informacje na Rysunku 5 oraz w Tabeli 1 wskazują, że do wykrycia terapii redukującej objętość zawału o 50% w 24. godzinie wymagane byłoby 12 szczurów na grupę, natomiast Rysunek 6 przedstawia „wykres X-Y” osiągniętej mocy przy zastosowaniu różnej liczby zwierząt. Tabela 1 podsumowuje obliczenia wielkości próby dla wszystkich punktów czasowych.

Rysunek 3. Strukturalne MRI T2-zależne służy do pomiaru wielkości zawału oraz obrzęku mózgu po udarze. (A) T2-zależny obraz rezonansu magnetycznego tego samego mózgu szczura 24 h i 8 tygodni po wywołaniu udaru. Biały obszar reprezentuje zmianę, ale zawiera również obrzęk naczyniowy, który ustępuje do 8. tygodnia. (B) Objętości zawałów mierzono przy użyciu pakietu wyświetlania obrazów medycznych Region of Interest Toolkit; przedstawiono je na wykresie obrazującym średnią ± SD dla 3 zastosowanych punktów czasowych (n = 6). Przedstawiono tutaj surową objętość zmiany (niepoprawioną o obrzęk mózgu wynikający z obrzęku), procentowy udział zmiany w objętej półkuli (niepoprawiony o obrzęk) oraz procentowy udział zmiany w półkuli po korekcie o obrzęk mózgu z zastosowaniem wzorów Gerrietsa. Zastosowano SD zamiast SEM w celu przeprowadzenia obliczeń wielkości próby (patrz Rysunek 5). Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rycina 4. Test schodkowy wykazuje zaburzenia w chwytaniu i pobieraniu granulek. W tym modelu udaru odnotowano bardzo niewielką spontaniczną regenerację. Udar u starszych szczurów trwale upośledza sprawność manualną, co wykazano w cotygodniowych testach sięgania po granulki za pomocą „testu schodkowego”. Wstawka: Zdjęcie szczura wykonującego test behawioralny. Wykres przedstawia średnią liczbę (± błąd standardowy) pobranych granulek (z 21, wyrażoną jako procent) tygodniowo przez dotkniętą łapę przednią. n = 5. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej ryciny.

Rycina 5. Obliczenia wielkości próby w celu określenia liczby szczurów w grupach niezbędnej do wykrycia pożądanego efektu terapeutycznego. Ten zrzut ekranu z oprogramowania do analizy mocy pokazuje, że wymagane byłoby 12 szczurów na grupę, aby wykryć terapię redukującą objętość zawału o 50% w 24 hr. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 6. Moc uzyskana przy zastosowaniu różnych całkowitych liczb zwierząt. „Wykres X-Y dla zakresu wartości” z oprogramowania do analizy mocy przedstawia moc, jaka zostałaby uzyskana w eksperymentach z wykorzystaniem różnych (całkowitych) liczb starszych szczurów, przy parametrach przedstawionych na Rycynie 5. Tabela 1 podsumowuje wszystkie nasze wyniki. Aby wyświetlić większą wersję tej ryciny, kliknij tutaj.
| Czas po udarze: | Liczba szczurów w grupie wymagana do wykrycia redukcji objętości zmiany o: |
| 75% | 50% | 25% |
| 24 h | 6 | 12 | 42 |
| 8 tygodni | 4 | 5 | 17 |
Tabela 1. Obliczenia wielkości próby na grupę dla hipotetycznych przyszłych eksperymentów. Obliczone przy użyciu oprogramowania do analizy mocy (Patrz Rysunki 5 i 6). Tabela przedstawia liczbę szczurów na grupę wymaganą dla eksperymentu dwugrupowego w celu wykrycia redukcji objętości zmiany o 25%, 50% i 75% w każdym z punktów czasowych w niniejszym badaniu.