Ten protokół opisuje powtarzalne podejście do chirurgii nerwu twarzowego w modelu szczurzym, w tym opisy różnych indukowalnych wzorców urazów.
Artykuł metodologiczny
Ten protokół opisuje powtarzalne podejście do chirurgii nerwu twarzowego w modelu szczurzym, w tym opisy różnych indukowalnych wzorców urazów.
Ten protokół opisuje spójne i powtarzalne metody badania regeneracji i hamowania aksonów w modelu uszkodzenia nerwu twarzowego szczura. Nerw twarzowy może być manipulowany na całej swojej długości, od odcinka wewnątrzczaszkowego do przebiegu pozaskroniowego. Istnieją trzy podstawowe typy uszkodzeń nerwów stosowane w eksperymentalnym badaniu właściwości regeneracyjnych: zmiażdżenie nerwu, przecięcie i przerwa nerwowa. Zakres możliwych interwencji jest ogromny, w tym chirurgiczna manipulacja nerwem, dostarczanie neuroaktywnych odczynników lub komórek oraz manipulacje narządów centralnych lub końcowych. Zalety tego modelu do badania regeneracji nerwów obejmują prostotę, powtarzalność, spójność międzygatunkową, wiarygodne wskaźniki przeżywalności szczura oraz zwiększony rozmiar anatomiczny w porównaniu z modelami mysimi. Jego ograniczenia obejmują bardziej ograniczoną manipulację genetyczną w porównaniu z modelem mysim i doskonałą zdolność regeneracyjną szczura, tak że naukowiec zajmujący się nerwem twarzowym musi dokładnie ocenić punkty czasowe do powrotu do zdrowia i czy przełożyć wyniki na wyższe badania na zwierzętach i ludziach. Szczurzy model uszkodzenia nerwu twarzowego pozwala na określenie parametrów funkcjonalnych, elektrofizjologicznych i histomorfometrycznych w celu interpretacji i porównania regeneracji nerwów. W ten sposób ma ogromny potencjał w zakresie pogłębiania zrozumienia i leczenia niszczycielskich konsekwencji uszkodzenia nerwu twarzowego u ludzi.
Uszkodzenie nerwu czaszkowego w okolicy głowy i szyi może być wtórne do etiologii wrodzonej, zakaźnej, idiopatycznej, jatrogennej, urazowej, neurologicznej, onkologicznej lub ogólnoustrojowej1. Często dotknięty jest nerw czaszkowy VII, czyli nerw twarzowy. Częstość występowania dysfunkcji nerwu twarzowego może być znacząca, ponieważ dotyka ona od 20 do 30 na 100 000 osób rocznie2. Głównymi gałęziami motorycznymi nerwu twarzowego są gałęzie skroniowe, jarzmowe, policzkowe, brzeżne żuchwy i szyjki macicy; W zależności od gałęzi, której dotyczy problem, konsekwencje mogą obejmować niewydolność jamy ustnej lub ślinotok, suchość rogówki, niedrożność pola widzenia wtórną do opadania powiek, dyzartrię lub asymetrię twarzy2,3. Długotrwała chorobowość obejmuje zjawisko synkinezy, czyli mimowolnego ruchu jednej grupy mięśni twarzy, z próbą dobrowolnego skurczu odrębnej grupy mięśni twarzy. Synkineza oczno-oralna jest najczęstszą z nieprawidłowych regeneracji jako następstwo uszkodzenia nerwu twarzowego i powoduje upośledzenie funkcjonalne, zakłopotanie, obniżoną samoocenę i niską jakość życia3. Uszkodzenie poszczególnych gałęzi dyktuje funkcje, które są selektywnie zagrożone.
Kliniczne leczenie uszkodzeń nerwu twarzowego nie jest dobrze ustandaryzowane i wymaga dalszych badań w celu poprawy wyników. Sterydy mogą łagodzić ostry obrzęk nerwu twarzowego, podczas gdy Botox jest przydatny do spowalniania ruchów synkinetycznych; Jednak podstawowe opcje rekonstrukcyjne w arsenale praktyka obejmują interwencję chirurgiczną poprzez naprawę nerwów, substytucję lub reanimację3,4,5,6. W zależności od rodzaju doznanego uszkodzenia nerwu twarzowego, chirurg nerwu twarzowego może skorzystać z wielu opcji. W przypadku prostej transsekcji przydatne jest ponowne zespolenie nerwów, podczas gdy naprawa przeszczepu kablowego lepiej nadaje się do wady nerwu; W celu przywrócenia funkcji chirurg może wybrać statyczne lub dynamiczne zabiegi reanimacji twarzy. W wielu przypadkach uszkodzenia nerwu twarzowego i późniejszej naprawy, nawet w rękach doświadczonych chirurgów nerwu twarzowego, najlepszy wynik nadal skutkuje utrzymującą się asymetrią twarzy i funkcjonalnym kompromisem7.
Te nieoptymalne wyniki stały się bodźcem do szeroko zakrojonych badań nad regeneracją nerwu twarzowego. Szerokie zainteresowania obejmują doskonalenie i wprowadzanie innowacji w technikach naprawy nerwów, określanie wpływu różnych czynników regeneracji nerwów oraz ocenę potencjału określonych inhibitorów neuronalnych, które pomagają zwalczać długoterminowe skutki synkinezy8,9,10,11. Podczas gdy modele in vitro mogą być wykorzystywane do oceny niektórych cech czynników prowzrostowych lub hamujących, prawdziwe badania translacyjne w tej dziedzinie najlepiej przeprowadza się za pomocą translowalnych modeli zwierzęcych.
Decyzja, który model zwierzęcy wykorzystać, może być trudna, ponieważ badacze wykorzystali zarówno duże zwierzęta, takie jak owce, jak i małe modele zwierzęce, takie jak myszy12,13. Podczas gdy duże modele zwierzęce oferują idealną wizualizację anatomiczną, ich użycie wymaga specjalistycznego sprzętu i personelu, który nie jest łatwo lub łatwo dostępny. Co więcej, przeprowadzenie badania w celu wykazania efektu może być wysoce kosztowne i potencjalnie nieosiągalne w zakresie wielu ośrodków naukowych. W związku z tym najczęściej wykorzystywany jest model małego zwierzęcia. Model mysi można wykorzystać do oceny wielu wyników związanych z chirurgią nerwu twarzowego; Jednak ograniczona długość nerwu może ograniczać zdolność naukowca do modelowania pewnych wzorców, takich jak uraz dużej szczeliny14.
Tak więc, prototyp myszy szczura wyłonił się jako model konia pociągowego, dzięki któremu naukowiec może przeprowadzać innowacyjne zabiegi chirurgiczne lub wykorzystywać czynniki hamujące lub prowzrostowe i oceniać efekty w szerokim zakresie parametrów wynikowych. Anatomia nerwu twarzowego szczura jest przewidywalna i łatwa do opanowania w powtarzalny sposób. Jego większa skala, w porównaniu do modelu mysiego, pozwala na modelowanie szerokiego zakresu wad chirurgicznych, począwszy od prostego przecięcia, a skończywszy na 5 mm odstępach15,16. Pozwala to ponadto na zastosowanie złożonych interwencji w miejscu defektu, w tym miejscowego umieszczania czynnika, donerwownego wstrzykiwania czynnika oraz umieszczania izoprzeszczepów lub mostków17,18,19,20,21,22,23.
Łagodna natura szczura, jego niezawodna anatomia i skłonność do efektywnej regeneracji nerwów pozwalają na zebranie wielu miar wyników w odpowiedzi na wyżej wymienione chirurgiczne wzorce urazów24. Za pomocą modelu szczurzego naukowiec zajmujący się nerwem twarzowym jest w stanie ocenić reakcje elektrofizjologiczne na uraz, wyniki histologiczne nerwów i mięśni za pomocą immunohistochemii, wyniki funkcjonalne poprzez śledzenie ruchu opuszki wibrysalnej i ocenę zamknięcia oka oraz zmiany mikro- i makroskopowe za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej lub konfokalnej, między innymi11,22,23,25,26,27,28,29. W związku z tym poniższy protokół nakreśli chirurgiczne podejście do nerwu twarzowego szczura i wzorce urazów, które można wywołać.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie interwencje zostały przeprowadzone w ścisłej zgodności z wytycznymi National Institutes of Health (NIH). Protokół eksperymentalny został zatwierdzony przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt (IACUC) Uniwersytetu Michigan przed wdrożeniem. Wykorzystano dziesięciotygodniowe dorosłe samice szczurów Sprague-Dawley.
1. Przed dniem operacyjnym
2. Przygotowanie przedoperacyjne
3. Znieczulenie i przygotowanie
4. Podejście chirurgiczne i wzorce urazów
5. Zamykanie ran
6. Rekonwalescencja pooperacyjna
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Po początkowym zabiegu chirurgicznym wyróżnia się dwa główne rodzaje miar efektów: pomiary seryjne u żywego zwierzęcia oraz pomiary wymagające uśmiercenia zwierzęcia. Przykładami pomiarów seryjnych są testy elektrofizjologiczne, takie jak pomiar złożonego potencjału czynnościowego mięśnia30, ocena ruchomości mięśni twarzy za pomocą laserów lub wideografii9, a nawet powtarzalne obrazowanie na żywo odrastania nerwu twarzowego u fluorescencyjny...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Model uszkodzenia nerwu twarzowego szczura okazał się najbardziej wszechstronnym systemem oceny czynników neurotroficznych ze względu na jego dostępność chirurgiczną, wzór rozgałęzień i znaczenie fizjologiczne 27,29,33,34,35,36. Połączenie demonstracji wideo i zastosowania danych o zwierzętach transgenicznych otwiera nowe moż...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
S.A.A. jest finansowany przez Amerykańską Akademię Chirurgii Plastycznej i Rekonstrukcyjnej Lesliego Bernsteina Grants Program.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 1,8% izofluran | VetOne | 13985-030-40 | |
| 11-0 mikroszwy nylonowe | AROSuture | TK-117038 | |
| 4-0 szew monokrylowy | VWR | 75982-084 | |
| Buprenorfina SR | ZooPharm | MIF 900-006 | |
| Karprofen | Sigma-Aldrich | MFCD00079028 | |
| Chlorheksydyna | VWR | ||
| Kleszczyki jubilerskie | VWR | 21909-458 | |
| Zwijacz Micro Weitlaner | VWR | 82030-146 | |
| Mikronożyczki | VWR | 100492-348 | |
| Mini nożyczki do tenotomii | VWR | 89023-522 | |
| Ostrze skalpela numer 15 | VWR | 102097-834 | |
| Mikroskop operacyjny | Leica | ||
| Żel pod oczy Petrolatum | Pharmaderm | B002LUWBEK | |
| Sterylna woda | VWR | 89125-834 | |
| Klej tkankowy | Vetbond, 3M | NC9259532 | |
| Podkładka pod przewód wodny | Aqua Relief System | ARS2000B | |
| Bupiwakaina | Stosuj jako miejscowy środek przeciwbólowy |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie