Name: Technika chirurgiczna dostarczania terapii rdzenia kręgowego: demonstracja procedury u świnek miniaturowych w Getyndze (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-12-07T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 23 s
Description: Poznaj technikę chirurgiczną dostarczania terapii do rdzenia kręgowego u świnek miniaturowych. Metoda obejmuje laminectomię, montaż dźwigu kręgowego i precyzyjne iniekcje wewnątrzrdzeniowe. Umożliwia bezpieczne i dokładne podawanie leków biologicznych z zastosowaniem klinicznym.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dziękujemy pracownikom Wydziału Zasobów Zwierzęcych Uniwersytetu Emory za opiekę weterynaryjną. Źródła finansowania obejmują: ALS Association, Departament Obrony oraz Neuralstem, Inc.

1. Wykorzystanie zwierząt
Procedury zaprezentowane w niniejszym materiale zostały zatwierdzone przez Komitet ds. Opieki i Korzystania ze Zwierząt (IACUC) Uniwersytetu Emory. Wykorzystano samice miniprosiaków rasy Gottingen o masie ciała około 15-20 kg.
2. Znieczulenie
Zwierzęta są głodzone przez około 12 hr przed zabiegiem chirurgicznym. Sedacja i indukcja znieczulenia zwierząt polegają na podaniu domięśniowego koktajlu Ketaminy (35 mg/kg), Acepromazyny (1,1 mg/kg) oraz Atropiny (0,04 mg/kg). Następnie zwierzęta są intubowane i utrzymywane w znieczuleniu ogólnym przy użyciu tlenu oraz 1-3% izofluranu. Na tym etapie ogalane są plecy i głowa każdego zwierzęcia. Głębokość znieczulenia jest monitorowana przez personel weterynaryjny. W celu monitorowania głębokości znieczulenia wykorzystuje się brak odruchów między palcowymi, rogówkowymi i powiekowych, a także częstość akcji serca i oddechów, pulsoksymetrię, bezpośredni/pośredni pomiar ciśnienia krwi, pomiar stężenia dwutlenku węgla w powietrzu wydychanym (EtCO2) oraz napięcie mięśniowe/reakcję na bodźce bólowe.
3. Pozycjonowanie
Zwierzęta przenosi się do sali operacyjnej i układa w pozycji brzusznej na ramie zaprojektowanej specjalnie tak, aby naśladować ułożenie pacjentów na stole operacyjnym do chirurgii kręgosłupa Jacksona. Rama wykorzystuje regulowane temblaki umieszczane pod klatką piersiową i miednicą zwierzęcia, co pozwala na swobodne zwisanie brzucha, a tym samym minimalizuje ucisk na brzuch i klatkę piersiową oraz wynikające z tego krwawienie żylne z przestrzeni zewnątrzoponowej (Rycina 1). Rama zapewnia również zewnętrzną immobilizację kręgosłupa podczas procedury 1.
Dodatkowo zwierzęta umieszcza się na ogrzewanej macie z obiegiem wody w celu utrzymania temperatury ciała, a w brzegową żyłę ucha wprowadza się cewnik do podawania płynów oraz wszelkich niezbędnych leków podczas operacji. Na koniec pole operacyjne przygotowuje się za pomocą alkoholu oraz roztworu chlorheksydyny lub betadyny, a następnie na polu operacyjnym rozkłada się chusty chirurgiczne.
4. Laminektomia
Wykonuje się nacięcie skóry o długości około 10-15 cm, a następnie obustronnie odsuwa się mięśnie przykręgosłupowe od kręgosłupa. Następnie przeprowadza się wielopoziomową laminektomię grzbietową. Blaszki łukowe i wyrostki kolczyste trzech kręgów nad segmentami C3-C5 lub L2-L4 usuwa się za pomocą kleszczyków korygujących i wiertarki chirurgicznej.
5. Ustawienie statywu do stabilizacji kręgosłupa
Urządzenie zaprojektowane do dostarczania terapii (genowych i komórkowych) do rdzenia kręgowego nazywamy Spinal Derrick 2-5. Szczegółową dyskusję na temat konstrukcji i ewolucji tego urządzenia można znaleźć w pracy Riley et al., 2011. 4
Aby przymocować urządzenie do pacjenta, przez 1cm nacięcia skóry powyżej i poniżej nacięcia głównego wprowadza się trzpienie przezskórne, które następnie montuje się do łuków kręgów powyżej i poniżej nacięcia głównego.
Następnie dwa zintegrowane retraktory mocuje się do czterech powyższych i poniższych od miejsca nacięcia trzpieni przezskórnych, aby odsłonić obszar kręgosłupa, w którym wykonano laminektomię.
6. Otwarcie twardówki
Przy pomocy narzędzia stomatologicznego Woodsona i ostrza nr 11 wykonuje się nacięcie o długości 2,5 cm przez oponę twardą, odsłaniając rdzeń kręgowy. Oponę twardą odchyla się od warstwy opony miękkiej, używając szwu 4-0 Nurolon, i mocuje do głębokiej muskulatury przykręgosłupowej.
W przedniej i tylnej części otworu umieszcza się gaziki chirurgiczne. Stanowią one częściową barierę dla przepływu płynu mózgowo-rdzeniowego i umożliwiają chirurgom bezpieczne rozmieszczenie ssaków bez uszkodzenia rdzenia. U ludzi, przy użyciu powiększenia mikroskopu chirurgicznego, w tym punkcie wykonuje się preparację powierzchni opon opiłkowatych. Ze względu na ograniczenia techniczne procedura ta nie jest wymagana ani możliwa do przeprowadzenia u zwierząt.
7. Iniekcje do rdzenia kręgowego i przemieszczenie boczne statywu stabilizującego kręgosłup w celu wykonania dodatkowych iniekcji
Bezpośrednio przed wstrzyknięciami podaje się dawkę Methylprednisolone (125 mg, IV), aby zapobiec obrzękowi rdzenia kręgowego.
Na tym etapie montuje się system szyn platformy, a szyny boczne dostosowuje się do odpowiedniej długości. Gondolę umieszcza się od góry na 2 prętach, a napęd osi Z montuje się na przegubie uniwersalnym. Następnie załadowaną kaniulę umieszcza się w mikro-napędzie. Za pomocą przegubu uniwersalnego na platformie do mikroiniekcji reguluje się kąty czołowy i strzałkowy, aby zapewnić trajektorię prostopadłą do powierzchni rdzenia kręgowego. Iniekcje wykonuje się po umieszczeniu kaniuli. Igłę pozycjonuje się odpowiednio przyśrodkowo względem strefy wejścia korzeni grzbietowych (DREZ). Strefę DREZ identyfikuje się przy użyciu lup chirurgicznych z powiększeniem 3,5X i przebija w trajektorii prostopadłej do powierzchni rdzenia w punkcie &lt;1 mm przyśrodkowo.
U ludzi przedoperacyjne badanie MRI umożliwia wstępną ocenę wymiarów rdzenia kręgowego na potrzeby planowania operacyjnego. Ponadto mierzy się grubość rdzenia kręgowego, aby określić docelową głębokość rogu przedniego.
Suspensję wstrzykuje się na głębokość 4 mm od kontaktu z oponą miękką. Kołnierz wykonany z tworzywa ultem służy jako ogranicznik na powierzchni opony miękkiej, aby zapobiec przesunięciu igły głębiej niż zamierzono. Po ustawieniu końcówki igły w miejscu docelowym, sztywna metalowa zewnętrzna tuleja jest przesuwana do góry, odsłaniając elastyczną rurkę. Po zakończeniu wtryskiwania igłę pozostawia się w miejscu przez dodatkową 1 min, aby zapobiec cofaniu się komórek wzdłuż kanału wstrzyknięcia.
Należy zachować ostrożność, aby uniknąć naczyń krwionośnych powierzchniowych, delikatnie korygując położenie mikronapędu w płaszczyźnie bocznej lub wzdłuż osi przednio-tylnej. Może dojść do niewielkiego krwawienia w miejscach nakłucia. W przypadku wystąpienia krwawienia, w miejscu punkcji umieszcza się mikro tampony, a następnie stosuje odsysanie, aby odprowadzić krew z miejsca wprowadzenia kaniuli i zapobiec jej gromadzeniu się w rdzeniu. Pozwala to na skuteczne ścięcie krwi. Unika się stosowania kauteryzacji oraz bezpośredniego ucisku.
Po wyjęciu igły aparat stereotaksyczny przesuwa się do kolejnego miejsca docelowego wzdłuż osi rostralno-kaudalnej, w odstępach 2 lub 4 mm lub według potrzeb, aby uniknąć widocznych naczyń krwionośnych na powierzchni grzbietowej rdzenia kręgowego. Proces ten powtarza się tyle razy, ile przewidziano w danym badaniu.
8. Kaniula pływająca
Do iniekcji wykorzystuje się specjalnie wykonaną kaniulę infuzyjną o wąskiej średnicy. Kaniula składa się z igły skośnej o rozmiarze 30 G i stałej długości, połączonej z elastyczną rurką silastykową o rozmiarze 30 G i zmiennej długości. Dalszy koniec jest wyposażony w złączkę Hamilton luer lock, która jest podłączona do mikroinjektora. Proksymalna rurka silastykowa jest osłonięta sztywną kaniulą zewnętrzną o rozmiarze 24 G, która opiera się na proksymalnym końcu kołnierza igły iniekcyjnej. Kołnierz ten stabilizuje kaniulę zewnętrzną i służy jako ogranicznik głębokości dla igły iniekcyjnej. Przy każdej iniekcji odpowiednia objętość zawiesiny terapeutycznej jest podawana przy użyciu wcześniej skalibrowanej pompy mikroinjektora MINJ-PD (Tritech Research, Inc., Los Angeles, CA) z prędkością 5 μl na minutę.
9. Zamknięcie
Po wykonaniu wszystkich wstrzyknięć ostrożnie usuwa się derrick rdzeniowy, a nacięcia zamyka się w czterech warstwach. Oponę twardą zamyka się szwem Nurolon 4.0 w sposób wodoszczelny. Do głębokiej warstwy mięśniowej stosuje się szew Vicryl 0. Następnie powięź zamyka się również w sposób wodoszczelny za pomocą szwu Vicryl 0. Warstwę skórną zamyka się na koniec szwem Vicryl 2.0, stosując szew ciągły. Zamknięcie skóry kończy się za pomocą szwu Nylon 3-0.
10. Rekonwalescencja i leczenie bólu
Zwierzęta są ekstubowane i monitorowane przez 2 hr po wybudzeniu z narkozy. Następnie zwierzęta są przenoszone do oddzielnych klatek i monitorowane co najmniej raz dziennie pod kątem spożycia pokarmu, defekacji oraz mickcji.
W celu uśmierzenia bólu, na grzbiet zwierząt przypina się zszywkami transdermльный plaster z Fentanylem (75 mcg), zapewniający trwającą trzy dni analgezję pooperacyjną. Dodatkowo, do trzech dni po operacji można podawać Buprenorfinę (0,05 mg/kg, BID, IM).
11. Wyniki i reprezentatywne rezultaty
Obserwacje kliniczne i behawioralne są przeprowadzane przed operacją, a następnie rejestrowane od 1. do 7. dnia oraz co tydzień aż do punktu końcowego, zgodnie z planem badania. Dane behawioralne są zbierane w celu oceny zachorowalności neurologicznej, zgodnie z wcześniejszym opisem 6. Funkcje sensoryczne ocenia się na podstawie obecności lub braku odruchu wycofania w odpowiedzi na bodziec mechaniczny przyłożony do palców kończyn przednich i tylnych. Funkcje motoryczne ocenia się według skali Tarlova (Tabela 1): 0 – Paraliż, brak ruchu; 1 – Wyczuwalny tonus w kończynach tylnych, lekki ruch; 2 – Ruch w kończynach tylnych, ale brak zdolności do siedzenia lub stania; 3 – Zdolność do stania i chodzenia, lecz z ataksją i przez krótkie okresy; 4 – Całkowity powrót do zdrowia, prawidłowa funkcja motoryczna.
Bezpieczeństwo procedury określa się na podstawie zdolności zwierzęcia do powrotu do stanu wyjściowego sprzed operacji. Przejściowe deficyty neurologiczne powinny w większości ustąpić między 1. a 7. dniem po operacji, z pewnymi różnicami zależnymi od ras zwierząt oraz rodzaju procedury (m.in. liczby iniekcji). Trwała zachorowalność definiowana jest jako utrzymujące się deficyty neurologiczne, które nie ustępują do momentu, gdy zwierzęta osiągną domyślny punkt końcowy zgodny z wytycznymi IACUC (Rysunek 2).

<ol><li>Usvald, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+dosing+regimen+and+reproducibility+of+intraspinal+grafting+of+human+spinal+stem+cells+in+immunosuppressed+minipigs%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Transplant%22%5BJournal%5D)">Analysis of dosing regimen and reproducibility of intraspinal grafting of human spinal stem cells in immunosuppressed minipigs.</a> Cell Transplant. 19, 1103-1122 (2010).</li>
<li>Riley, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+spinal+cord+therapeutics+delivery%3A+stabilized+platform+and+microelectrode+recording+guidance+validation%5BTitle%5D)+AND+%22Stereotact.+Funct.+Neurosurg%22%5BJournal%5D)">Targeted spinal cord therapeutics delivery: stabilized platform and microelectrode recording guidance validation.</a> Stereotact. Funct. Neurosurg. 86, 67-74 (2008).</li>
<li>Federici, T., Riley, J., Park, J., Bain, M., Boulis, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preclinical+safety+validation+of+a+stabilized+viral+vector+direct+injection+approach+to+the+cervical+spinal+cord%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+Transl.+Sci%22%5BJournal%5D)">Preclinical safety validation of a stabilized viral vector direct injection approach to the cervical spinal cord.</a> Clin. Transl. Sci. 2, 165-167 (2009).</li>
<li>Riley, J. P., Raore, B., Taub, J. S., Federici, T., Boulis, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Platform+and+Cannula+Design+Improvements+for+Spinal+Cord+Therapeutics+Delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Platform and Cannula Design Improvements for Spinal Cord Therapeutics Delivery.</a> Neurosurgery. 69, 147-154 (2011).</li>
<li>Riley, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cervical+spinal+cord+therapeutics+delivery%3A+preclinical+safety+validation+of+a+stabilized+microinjection+platform%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Cervical spinal cord therapeutics delivery: preclinical safety validation of a stabilized microinjection platform.</a> Neurosurgery. 65, 754-761 (2009).</li>
<li>Raore, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cervical+multilevel+intraspinal+stem+cell+therapy%3A+assessment+of+surgical+risks+in+Gottingen+minipigs%5BTitle%5D)+AND+%22Spine%22%5BJournal%5D)">Cervical multilevel intraspinal stem cell therapy: assessment of surgical risks in Gottingen minipigs.</a> Spine. 36, 164-171 (2011).</li>
<li>Boulis, N. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Translational+stem+cell+therapy+for+amyotrophic+lateral+sclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Translational stem cell therapy for amyotrophic lateral sclerosis.</a> Nat. Rev. Neurol. , (2011).</li>
<li>Riley, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intraspinal+Stem+Cell+Transplantation+in+ALS%3A+A+Phase+I+Safety+Trial%2C+Technical+Note+%26+Interim+Safety+Outcomes%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Intraspinal Stem Cell Transplantation in ALS: A Phase I Safety Trial, Technical Note & Interim Safety Outcomes.</a> Neurosurgery. 71 (2), 405-416 (2012).</li>
<li>Boulis, N. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lumbar+intraspinal+injection+of+neural+stem+cells+in+patients+with+ALS%3A+results+of+a+Phase+I+trial+in+12+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cells%22%5BJournal%5D)">Lumbar intraspinal injection of neural stem cells in patients with ALS: results of a Phase I trial in 12 patients.</a> Stem Cells. 30 (6), 1144-1151 (2012).</li>
</ol>

Dr Boulis jest wynalazcą urządzeń umożliwiających bezpieczne i precyzyjne wstrzykiwanie substancji do ludzkiego rdzenia kręgowego. Firma Neuralstem, Inc. nabyła wyłączną licencję na tę technologię. Dr Boulis otrzymał udział wynalazcy w opłacie licencyjnej oraz posiada prawa do tantiem z tytułu dystrybucji tej technologii. Pozostali autorzy nie zgłaszają żadnych konfliktów interesów.

Pomimo zgody na zastosowanie opisanej techniki u ludzi 7-9, w celu powodzenia terapii rdzenia kręgowego wciąż konieczne jest znalezienie odpowiedzi na kluczowe pytania. Dokładne zrozumienie tolerancji rdzenia kręgowego na wstrzykiwanie wewnątrzmiąższowe jest niezbędne do planowania i przeprowadzania badań nad terapiami chorób demielinizacyjnych, degeneracyjnych oraz urazowych rdzenia kręgowego. Obecnie nie ma jasnej wiedzy na temat liczby wstrzyknięć, które rdzeń kręgowy dużych ssaków może znieść bez ...

<table><tbody><tr><td>Stelaż do stabilizacji kręgosłupa </td><td>Neuralstem, Inc.</td><td></td><td>Neuralstem, Inc. nabyło wyłączną licencję na tę technologię </td></tr><tr><td>Pompa mikroiniekcyjna MINJ-PD</td><td>Tritech Research, Inc.</td><td></td><td>Dostosowana do tej konkretnej aplikacji </td></tr><tr><td>Kaniula pływająca</td><td>Neuralstem, Inc.</td><td></td><td>Zaprojektowana specjalnie do tej konkretnej aplikacji</td></tr></tbody></table>

technika chirurgiczna podawania terapii do rdzenia kręgowego: demonstracja procedury u miniprosiaków rasy gottingen

Surgical Technique for Spinal Cord Delivery of Therapies: Demonstration of Procedure in Gottingen Minipigs

Jest to zwięzły opis wizualny połączenia techniki chirurgicznej i urządzenia służącego do dostarczania terapii (genowych i komórkowych) do rdzenia kręgowego. Chociaż technika ta jest demonstrowana na zwierzętach, procedura ta posiada zatwierdzenie FDA i jest obecnie stosowana przy transplantacji komórek macierzystych do rdzenia kręgowego pacjentów z ALS. Mimo że FDA uznała dane potwierdzające zasadność (proof-of-principle) w zakresie skuteczności terapeutycznej w dobrze scharakteryzowanych modelach gryzoni, wykorzystanie dużych zwierząt uznaje się za kluczowe dla walidacji połączenia procedury chirurgicznej, urządzenia oraz bezpieczeństwa ostatecznej terapii przeznaczonej do stosowania u ludzi. Przyjmuje się, że wielkość, anatomia i ogólna podatność kręgosłupa oraz rdzenia kręgowego świń lepiej modelują anatomię ludzką. Ponadto chirurgiczny proces odsłaniania i manipulowania rdzeniem kręgowym, a także zamykania rany u świni, jest praktycznie nieodróżnialny od procedury u ludzi. Wierzymy, że model zdrowej świni stanowi krytyczny pierwszy krok w badaniu bezpieczeństwa proceduralnego.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td colspan="2">Skala Tarlova</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0</td>
			<td>Paraliż, brak ruchu</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1</td>
			<td>Wykrywalny tonus kończyn tylnych, niewielki ruch</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2</td>
			<td>Ruch kończyn tylnych, ale brak zdolności do siedzenia lub stania</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3</td>
			<td>Zdolność do stania i chodzenia, lecz z ataksją i przez krótkie okresy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4<...

Krótki opis wizualny techniki chirurgicznej i urządzenia wykorzystywanego do wprowadzania terapii (genowych i komórkowych) do rdzenia kręgowego. Technika ta została zademonstrowana na zwierzęciu, lecz jest w pełni możliwa do przeniesienia i jest obecnie stosowana w aplikacjach dla ludzi.

Technika chirurgiczna podawania terapii do rdzenia kręgowego: demonstracja procedury u miniprosiaków rasy Gottingen

Niniejszy materiał stanowi zwięzły opis wizualny połączenia techniki chirurgicznej i urządzenia służącego do dostarczania terapii (genowych i komórkowych) do rdzenia kręgowego...

Ogólnym celem tej procedury jest bezpieczne dostarczenie i precyzyjne nakierowanie terapeutyków biologicznych do konkretnych, wybranych obszarów wewnątrzmiąższowych rdzenia kręgowego. Realizuje się to poprzez uprzednie przygotowanie zwierzęcia do zabiegu chirurgicznego. Następnie przeprowadza się laminektomię i montuje stabilizator rdzenia kręgowego.Następnie otwiera się oponę twardą i wykonuje wstrzyknięcia wewnątrzrdzeniowe. Na koniec zamyka się oponę twardą, mięśnie, powięź oraz skórę. W efekcie można uzyskać wyniki wykazujące bezpieczeństwo i skuteczność celowania poprzez zebranie danych behawioralnych i danych dotyczących dystrybucji preparatu.Technika przedstawiona w niniejszym manuskrypcie polega na zastosowaniu platformy stabilizującej oraz elastycznej kaniuli do podawania ładunku biologicznego do rdzenia kręgowego. Zaletą tego podejścia jest zapewnienie precyzji podania, co zastępuje standardowe techniki stereotaktyczne, które są trudne do zastosowania w obrębie rdzenia kręgowego ze względu na jego ruchomość. Oprócz precyzji, technika ta zapewnia margines bezpieczeństwa w przypadku ruchu pacjenta.W tym przypadku u świni nie dochodzi do uszkodzenia rdzenia kręgowego dzięki zastosowaniu platformy unieruchamiającej, a ruch rdzenia kręgowego w kanale, występujący podczas oddychania i bicia serca, nie powoduje dalszych uszkodzeń ze względu na elastyczność kaniuli. Po poddaniu mini świni 12-godzinnej głodówce i sedacji za pomocą domięśniowego wstrzyknięcia ketaminy, acepromazyny i atropiny, przeprowadź intubację zwierzęcia i utrzymuj je na tlenie oraz 1 do 3% izofluranu. Monitoruj głębokość znieczulenia zgodnie z opisem w protokole pisemnym.Wygolić sierść na grzbiecie i głowie zwierzęcia. Przenieść zsedowane zwierzę do sali operacyjnej i ułożyć je w pozycji brzusznej na specjalnej ramie, która imituje ułożenie na stole operacyjnym do zabiegów kręgosłupa Jacksona. Rama wykorzystuje regulowane temblaki umieszczane pod klatką piersiową i miednicą zwierzęcia, co pozwala brzuchowi swobodnie zwisać, a tym samym minimalizuje ucisk na brzuch i klatkę piersiową oraz wynikające z tego krwawienie z żył z przestrzeni zewnątrzoponowej.Rama zapewnia również zewnętrzną unieruchomienie kręgosłupa. Przed przystąpieniem do procedury umieść zwierzę na ogrzewanej macie z recyrkulacją w celu utrzymania temperatury ciała. Następnie wprowadź cewnik do żyły brzegowej ucha w celu podawania płynów i leków podczas operacji.Następnie przygotuj pole operacyjne za pomocą alkoholu i chlorheksydyny lub roztworu Betadinu, a następnie rozłóż sterylne draperie chirurgiczne na polu operacyjnym. Wykonaj nacięcie skóry o długości od 10 do 15 centymetrów i użyj monopolarnej elektrokauteryzacji do obustronnego rozdzielenia mięśni przykręgosłupowych. Następnie rozpocznij wielopoziomową laminektomię grzbietową, używając kleszczy Ronje’a i wiertarki chirurgicznej w celu usunięcia wyrostków kolczystych oraz wykonania laminotomii kręgów nad segmentami od C3 do C5 lub od L2 do L4.Spinal Derrick to urządzenie zaprojektowane do dostarczania terapii genowych i komórkowych do rdzenia kręgowego. Aby przymocować urządzenie do pacjenta, należy wykonać nacięcia skóry o długości jednego centymetra powyżej i poniżej nacięcia głównego. Przez nacięcia należy wprowadzić piny przezskórne i zamocować je do blaszek łukowych, aby odsłonić wymagany obszar rdzenia kręgowego i przeprowadzić laminektomię. Należy wstawić zintegrowane łopatki retraktora i przytwierdzić je do urządzenia Derrick.Odciągnij tkankę, jednocześnie ciągnąc w górę wyrostki kolczyste. Odetnij więzadła międzykolczyste oraz ligamentum flavum i wykonaj laminektomię. Kanula składa się z igły o rozmiarze 30 G przymocowanej do plastikowej rurki o rozmiarze 30 G z dwiema metalowymi osłonami: jedną zewnętrzną ruchomą oraz jedną wewnętrzną nieruchomą.Używając strzykawki Hamiltona z przyłączem Luer Lock podłączonej do mikropompy wtryskowej, dopasuj końcowy odcinek, stosując zewnętrzną kaniulę o rozmiarze 24 G, która opiera się na proksymalnym końcu kołnierza igły wtryskowej i osłonce, tak aby odsłonić rdzeń kręgowy. Najpierw podaj dawkę bolusową metyloprednizonu. Następnie ostrożnie wykonaj nacięcie, aby odseparować oponę twardą od rdzenia.Używając narzędzia dentystycznego Woodsona oraz ostrza nr 11, wykonaj nacięcie o długości 2,5 centymetra przez oponę twardą. Następnie, używając szwu nulon o rozmiarze 4-0, odchyl oponę twardą od warstwy peel i przymocuj ją do głębokiej muskulatury przykręgosłupowej. Umieść gaziki chirurgiczne wokół rdzenia.Następnie przymocuj system szyn platformy, zaczynając od góry, ładując gondolę na dwie poprzeczki i montując napęd Z na przegubie uniwersalnym. W następnej kolejności umieść załadowaną kaniulę w mikronapędzie i użyj przegubu uniwersalnego na platformie do mikroiniekcji, aby dostosować kąty czołowy i strzałkowy, co zapewni trajektorię prostopadłą do powierzchni w miejscu iniekcji w rdzeń kręgowy, zgodnie z kierunkiem wprowadzenia kaniuli. Następnie ustaw igłę przyśrodkowo w stosunku do strefy wejścia korzenia grzbietowego (dres) i wysuń sztywną metalową tuleję zewnętrzną, pozostawiając odsłonięty elastyczny przewód.Używając wcześniej skalibrowanej mikropompy wtryskowej, wykonaj iniekcję w miejsce docelowe. Następnie pozostaw igłę w miejscu przez dodatkową jedną minutę, aby zapobiec cofaniu się komórek przez kanał iniekcyjny. Po usunięciu igły przesuń aparat stereotaksyczny do kolejnego miejsca docelowego, oddalonego o dwa do czterech milimetrów wzdłuż osi rostralno-kaudalnej, aby uniknąć widocznych naczyń krwionośnych na powierzchni grzbietowej rdzenia kręgowego.Po ostrożnym odsunięciu rdzenia kręgowego, użyto nici nylonowej 4-0 w celu szczelnego zamknięcia opony twardej. Po zamknięciu głębokiej warstwy mięśniowej i warstw powięzi za pomocą szwu Vicryl, użyto nici nylonowej 3-0 do zamknięcia skóry. Po wybudzeniu z znieczulenia wykonano ekstubację i monitorowano zwierzę przez dwie godziny. W celu zapewnienia przeciwbólowego leczenia pooperacyjnego, na plecy zwierzęcia przytwierdzono plaster transdermalny z fentanyllem na trzy dni.Dodatkowo, w razie potrzeby, podawać buprenorfinę do trzech dni po operacji. Następnie przenieść zwierzę do indywidualnej klatki i monitorować je co najmniej raz dziennie. W celu oceny zachorowalności neurologicznej gromadzone są dane behawioralne dotyczące spożycia pokarmu, defekacji oraz mikrożywienia.Zgodnie z wcześniejszym opisem, bezpieczeństwo procedury określa się na podstawie zdolności zwierzęcia do powrotu do stanu wyjściowego sprzed operacji. Przemijające deficyty neurologiczne powinny w większości ustąpić między pierwszym a siódmym dniem po operacji, z pewnymi różnicami w zależności od rasy i zastosowanej procedury. Trwałą chorobowość definiuje się jako utrwalone deficyty neurologiczne, które nie ustąpią do czasu osiągnięcia przez zwierzęta domyślnego punktu końcowego iacuc po tej procedurze.Do ustalenia istotnych danych, takich jak żywotność komórek, migracja komórek oraz precyzja wstrzyknięcia, można zastosować inne metody, np. immunochemię.

surgical-technique-for-spinal-cord-delivery-therapies-demonstration

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Technika chirurgiczna dostarczania terapii do rdzenia kręgowego: Demonstracja procedury na miniświnkach Göttingen

Wykorzystanie świń domowych i miniaturowych w nauce znacząco wzrosło w ostatnich latach. Poprzez zaprezentowanie sposobu przeprowadzania intubacji, cewnikowania pęcherza przezcewkowej, cewnikowania tętnicy i żyły udowej, a także perfuzji przezsercowej, dążymy do dalszego zwiększenia wartości miniswiń rasy Göttingen w badaniach biomedycznych.

Podstawowe techniki chirurgiczne u miniorśca göttingenskiego: intubacja, cewzowanie pęcherza moczowego, kaniulacja naczyń udowych oraz perfuzja transkardialna

Źródło: Unger, MD i in., Laminotomia w celu uzyskania dostępu do ganglionu korzenia grzbietowego lędźwiowego i wstrzyknięcia u świń. J. Vis. Exp. (2017)Ten film przedstawia procedurę laminotomii u znieczulonej świni w celu uzyskania dostępu do ganglionu korzenia grzbietowego odcinka lędźwiowego w celu ukierunkowanego dostarczania neuroterapeutycznego przy użyciu dostarczania wzmocnionego konwekcją.

Laminotomia do celowanego wstrzykiwania do ganglionu korzenia grzbietowego odcinka lędźwiowego w modelu świni

Ten film demonstruje wszczepienie miękkiego zestawu elektrokortykograficznego i długoterminowe zapisy korowe u miniświnki. Przedstawiono w nim etapy związane z chirurgicznym wszczepieniem macierzy w korze słuchowej świnki miniaturowej i rejestrowaniem potencjałów czynnościowych neuronów wywołanych zarówno bodźcem podstawowym, jak i dźwiękowym.

Implantacja podtwardówkowa miękkiej matrycy elektrokortykograficznej do rejestracji elektrofizjologii kory mózgowej u świnek miniaturowych

Leczenie uszkodzeń rdzenia kręgowego odcinka szyjnego zarówno za pomocą peptydów samoorganizujących się (SAP), jak i nerwowych komórek prekursorowych (NPC), wraz z czynnikami wzrostu, jest obiecującym podejściem do promowania regeneracji i regeneracji. Ustalono szczurzy model klisa do stłuczenia/ucisku tętniaka szyjki macicy i leczenia skojarzonego obejmującego wstrzyknięcie SAP i przeszczep NPC.

Synergiczne zastosowanie neuronalnych komórek prekursorowych i samoorganizujących się peptydów w eksperymentalnym uszkodzeniu rdzenia kręgowego w odcinku szyjnym

Uraz rdzenia kręgowego to traumatyczny stan, który powoduje ciężką zachorowalność i wysoką śmiertelność. W niniejszej pracy szczegółowo opisano model kontuzji rdzenia kręgowego u myszy, po którym następuje przeszczepienie nerwowych komórek macierzystych.

Przeszczepienie nerwowych komórek macierzystych w eksperymentalnym modelu kontuzyjnym uszkodzenia rdzenia kręgowego

Tutaj wprowadzamy metodę oceny transpedikularnych za pomocą modelu in vivo odcinka lędźwiowego kręgosłupa u świń.

Metoda anestezjologii, chirurgii i pobierania do oceny transpedikularnych przy użyciu modelu kręgosłupa lędźwiowego u świń in vivo

Mikrokrążenie rdzenia kręgowego odgrywa kluczową rolę w uszkodzeniu rdzenia kręgowego. Większość metod nie pozwala na ocenę mikrokrążenia rdzenia kręgowego w czasie rzeczywistym, co jest niezbędne do opracowania terapii ukierunkowanych na mikrokrążenie. W tym miejscu proponujemy protokół z użyciem sond Laser-Doppler-Flow Needle w dużym zwierzęcym modelu niedokrwienia/reperfuzji.

Ocena mikroperfuzji rdzenia kręgowego w czasie rzeczywistym w świńskim modelu niedokrwienia/reperfuzji

Tutaj opisujemy nową, szybką technikę modelowania uszkodzenia otwartego rdzenia kręgowego u szczurów, która eliminuje laminektomię. Hemisekcję boczną wykonuje się podczas oglądania przez mikroskop. Technika ta jest wszechstronna i może być również stosowana w odcinku szyjnym, piersiowym i lędźwiowym rdzenia kręgowego innych zwierząt.

Minimalnie inwazyjna, szybka technika hemisekcji bocznej rdzenia kręgowego do modelowania otwartych urazów rdzenia kręgowego u szczurów

Minimalnie inwazyjne techniki i proste urządzenie laboratoryjne poprawiają odtwarzalność modelu uszkodzenia rdzenia kręgowego, zmniejszając uszkodzenia operacyjne u zwierząt doświadczalnych i umożliwiając utrzymanie anatomicznej morfologii. Metoda ta jest opłacalna, ponieważ wiarygodne wyniki i powtarzalna procedura ułatwiają badanie mechanizmów naprawy choroby.

Ustalenie modelu urazu rdzenia kręgowego stłuczenia u myszy w oparciu o technikę minimalnie inwazyjną

Ten protokół chirurgiczny to krok po kroku przewodnik po wprowadzeniu cewnika wewnątrz kręgosłupa podtwardówkowego gryzonia, aby zapewnić ukierunkowane leczenie.

Dostęp do przestrzeni podtwardówkowej rdzenia kręgowego gryzoni w celu przeprowadzenia leczenia

Poznaj technikę chirurgiczną dostarczania terapii do rdzenia kręgowego u świnek miniaturowych. Metoda obejmuje laminectomię, montaż dźwigu kręgowego i precyzyjne iniekcje wewnątrzrdzeniowe. Umożliwia bezpieczne i dokładne podawanie leków biologicznych z zastosowaniem klinicznym.

Technika chirurgiczna podawania terapii do rdzenia kręgowego: demonstracja procedury u miniprosiaków rasy Gottingen

Przeglądaj więcej filmów