Funkcjonalne i fizjologiczne metody oceny regeneracji nerwu pośrodkowego u szczura

Wykorzystując nerw pośrodkowy szczura, możliwe jest odpowiednie odtworzenie zmian w nerwach obwodowych u ludzi. Klinicznie większość tych zmian występuje w kończynie górnej, co przemawia za zastosowaniem tego modelu eksperymentalnego. W tym artykule pokażemy, jak wytwarzać różne rodzaje zmian w nerwie pośrodkowym u szczura.

Dodatkowo pokażemy, jak ocenić funkcjonalną regenerację tego nerwu za pomocą kilku testów. Nerw pośrodkowy pochodzi z segmentów rdzenia kręgowego od C6 do T1. Nerw pośrodkowy jest podświetlony na zielono. W tym filmie obłożenia chirurgiczne nie są używane do celów demonstracyjnych.

Prosimy o dołączenie obłożenia podczas wykonywania zabiegu. Skóra w przyśrodkowej części prawego ramienia i okolicy piersiowej jest nacięta aż do płaszczyzny powięzi głębokich. Krwawiące naczynia są starannie podwiązane.

Następnie starannie przecina się powięź ramienną, uważając, aby nie uszkodzić struktur naczyniowych i nerwowych w przyśrodkowej części ramienia. Para nożyczek jest tępo otwarta pod spodem, końcowe przyczepienie mięśnia piersiowego większego, w celu drażnienia tego mięśnia, z dala od leżącej poniżej tętnicy pachowej i żyły, a także od końcowych gałęzi splotu ramiennego. Przyczep mięśnia piersiowego większego jest następnie dzielony za pomocą kauteryzacji elektrycznej.

Mięsień piersiowy mniejszy jest następnie odsłaniany i przecinany. Nerw przyśrodkowy jest następnie tępo wycinany z naczyń ramiennych i od nerwu łokciowego aż do okolicy łokcia. Obecnie można obserwować różne końcowe gałęzie splotu ramiennego, a mianowicie nerwy środkowe, łokciowe, promieniowe, pachowe i mięśniowo-skórne.

Dzięki odsłoniętemu i odizolowanemu nerwowi pośrodkowemu można wywołać różne urazy mechaniczne. Fałszywą grupę można utworzyć, przeprowadzając tylko sekcję nerwu pośrodkowego. W grupie zmiażdżenia nerw pośrodkowy jest uciskany za pomocą kleszczy mikrochirurgicznych przez 15 sekund.

Grupa wycięcia wynika z usunięcia 10-milimetrowego odcinka nerwu pośrodkowego. Bliższy kikut nerwu pośrodkowego jest podwiązany z 8-0 nylonowy szew zapobiegający wzrostowi aksonów. Alternatywnie możliwe jest obrócenie wyciętego segmentu o 180 stopni i użycie go jako autologicznego przeszczepu nerwu.

W tym przypadku kikuty proksymalne i dystalne odcinka nerwu środkowego są zszywane do przeszczepu nerwu za pomocą szwów nylonowych 10-0. Fizjoterapia jest częścią standardu opieki nad pacjentami powracającymi do zdrowia po urazach nerwów obwodowych. Istnieje wiele strategii zapewnienia fizjoterapii pooperacyjnej szczurom, które zostały poddane środkowym urazom nerwów.

Ważne jest, aby wybrać młode szczury i umożliwić im kontakt z instrumentami fizjoterapeutycznymi przed zabiegiem. Zapewnia to łatwiejsze i szybsze dostosowanie się do ustawień ćwiczeń. Co więcej, instrumenty do fizjoterapii powinny pozwalać szczurom na pewien stopień swobody i najlepiej umożliwiać im wykonywanie precyzyjnych ruchów przednimi łapami.

Istnieje kilka sposobów wykonywania fizjoterapii. Na przykład można użyć pojedynczych sfer. Umieść szczura w kuli, a następnie umieść go w pomieszczeniu z kilkoma przeszkodami.

Pozwól mu eksplorować pokój przez pół godziny. Rób to raz dziennie. Szczury mogą być również trzymane w indywidualnych klatkach.

Z wbudowanymi kołami jezdnymi. W ten sposób szczury mogą ćwiczyć tyle, ile chcą i kiedy chcą. Inną możliwością jest zakwaterowanie szczurów w grupach w większych klatkach.

Spersonalizuj klatki za pomocą skór, lin, kół do biegania i innych elementów wzbogacających środowisko. Zapewnia im to dużą swobodę ruchów, zgodnie z ich naturalnym zachowaniem eksploracyjnym i pozwala szczurom zapoznać się z niektórymi elementami obecnymi w testach funkcjonalnych. Przed wykonaniem testów funkcjonalnych zapoznaj szczury z przysmakami, które wybrałeś jako pozytywne wzmocnienie.

Testy przeprowadzaj wieczorem, kiedy szczury są naturalnie bardziej aktywne. Zacznij od testu chwytania. Umieść szczura na siatce i podnieś go za ogon, pozwalając mu złapać siatkę.

Kiedy szczur jest w stanie złapać siatkę, z podobną siłą obiema przednimi łapami. Oznacza to, że nerw pośrodkowy funkcjonuje, a test chwytania jest uważany za pozytywny. Jeśli nie może złapać siatki zranioną łapą, test chwytania jest uważany za negatywny.

W przypadku testu Pin Prick umieść szczura na platformie i poczekaj kilka minut, aż ustąpią czynności eksploracyjne i związane z pielęgnacją. Zacznij, gdy szczur jest nieruchomy i stoi na przednich łapach. Za pomocą lustra przełóż włosy Von Freya przez siatkę, aby szturchnąć dłoń przedniej łapy.

Powtórz to pięć razy na każdej przedniej łapie, alternatywnie, czekając kilka sekund po każdej ocenie. Oceń reakcję wycofania w następujący sposób, zero oznacza brak reakcji wycofania, jeśli szczur powoli wyjmuje łapę z włókna i dwa, jeśli szczur szybko reaguje na bodziec i usuwa łapę lub liże łapę. Umieść szczura na dole drabiny i delikatnie dotknij ogona szczura.

Uruchom stoper, gdy szczur zacznie chodzić i zatrzymaj go, gdy jego pyski przekroczą wejście do pudełka. Zapisz czas i powtórz test trzy razy. Połóż szczura na dole liny i przekonaj go, aby się na nią wspiął, delikatnie dotykając jego ogona.

Uznaj test za ważny, jeśli zwierzę tego nie robi, waha się podczas zadania lub przestaje się wspinać. Uruchom stoper, gdy zwierzę rozpocznie wspinaczkę i zatrzymaj go, gdy pysk szczura przekroczy wejście na platformę. Daj szczurowi przekąskę po wykonaniu zadań poprawnie i pozwól mu na kilka minut odpoczynku przed powtórzeniem.

Połóż kawałek papieru milimetrowego na podłodze korytarza. Następnie chwyć szczura za ogon i pozwól mu trzymać pędzel do malowania, nasączony błękitem metylenowo-niebieskim. Umieść go przy wejściu do korytarza, aby skłonić go do wejścia do pudełka.

Usuń papier milimetrowy z podłogi w korytarzu i powtarzaj testy, aż uzyskasz dobry, reprezentatywny odcisk obu przednich łap. Z uzyskanych odcisków wybierz taki, który ma dobry odcisk kolejnych łap przednich i zmierz poniższe parametry. Długość wydruku, rozstaw palców, rozpiętość palców pośrednich i współczynnik postawy.

Na koniec zmierz odległość między drugim palcem dwóch kolejnych odcisków, długość kroku. Aby przeprowadzić ocenę termograficzną, umieść kawałek dwustronnego kleju na gąbce. Umieść na nim szczura i przyklej przednie łapy, jak pokazano.

Odczekaj minutę, aby rozproszyć wymianę ciepła podczas dotykania łap szczura. Chwyć aparat pod kątem 90 stopni i w odległości około 30 centymetrów od szczurów. Dokonaj dwóch przejęć.

Najpierw wykonaj termogram całego ciała, a następnie, przybliżając aparat do górnej części ciała szczura, wykonaj drugi. Z uzyskanego termogramu znajdujemy interesujący nas obszar odpowiadający obszarowi dłoniowemu łap przednich. Zmierz średnie, minimalne i maksymalne wartości temperatury tego obszaru na obu łapach i oblicz różnice temperatur.

Aby wykonać poniższą ocenę, odsłoń nerw pośrodkowy po obu stronach, jak wyjaśniono wcześniej. Zacznij od ułożenia szczura na grzbiecie i umieść elektrodę pokazaną właśnie w skórze. Elektrody uziemiające na udzie szczura oraz elektrody stymulujące i rejestrujące na lewej kończynie górnej.

Umieść elektrodę rejestrującą na brzuchu mięśnia zginacza palca podpustki, a elektrody stymulacyjne mniej więcej w nerwie pośrodkowym. Rozpocznij akwizycję od amplitudy bodźca 10 miliwoltów i stopniowo ją zwiększaj, w krokach co 10 miliwoltów, aż osiągniesz dwa wolty. Podczas akwizycji zarejestruj amplitudę bodźca dla pierwszego widocznego zgięcia palców.

To jest próg stymulacji motorycznej. Minimalna amplituda bodźca, wymagana do uzyskania złożonego potencjału czynnościowego mięśni, C.M.A.P.is próg stymulacji neurologicznej. Na koniec wybierz reprezentatywny C.M.A.P, w odpowiedzi na bodziec supramaksymalny i zmierz następujące parametry: opóźnienie, amplitudę i czas trwania.

Aby przeprowadzić ocenę siły zginania, najpierw przełóż pięć lub sześć jedwabnych szwów przez obszar dłoniowy każdej przedniej łapy i pozostaw ją z pięcioma centymetrami długości. Ułóż szczura na plecach. Zacznij od lewej przedniej łapy, zaczep linię szwu w haku dynamometru i wyrównaj przednią łapę z dynamometrem, nie obciążając zbytnio haka.

Trzymaj elektrody stymulujące, w przybliżeniu w nerwie pośrodkowym. Dostosuj amplitudę bodźca do 1.5 V i rejestruj natychmiastową siłę przez 30 sekund. Z uzyskanego wykresu przeanalizuj maksymalne, minimalne i średnie wartości siły oraz pole pod krzywą.

Zginacz nadgarstka promieniowego, który jest unerwiony przez nerw pośrodkowy, jest usuwany obustronnie i ważony na precyzyjnej wadze. Jeśli chodzi o niektóre reprezentatywne wyniki, w teście chwytania odsetek szczurów z pozytywną odpowiedzią jest najwyższy w grupie pozorowanej i stopniowo wzrasta w czasie u szczurów z grupy przeszczepu nerwów. Wyniki testu Pin Prick są wyższe w grupie Sham w porównaniu z wynikami grupy Graft lub Excision.

Prędkość szczura w teście biegania po drabinie jest wyższa w grupie Sham, niż prędkość szczura poddanego przyśrodkowej zmianie laboratoryjnej. Wśród lżejszych, czas na bieganie po drabinie ma tendencję do zmniejszania się z czasem, parując rekonwalescencję nerwu pośrodkowego. Analogicznie do tego, co zaobserwowano w teście biegania po drabinie, czas potrzebny szczurom na wspinanie się po linie jest gorszy w grupie Sham w porównaniu z grupami, w których uszkodzony jest nerw pośrodkowy.

Prędkość szczura w tym teście wzrasta u szczurów, u których nerw pośrodkowy może się zregenerować. Jak pokazano na tych wykresach słupkowych, analiza chodzących szczurów ma tendencję do wykazywania zmian w morfologii odcisków łap. Zmiany te są często bardziej wyraźne, w urazach miażdżących niż w uszkodzeniach nerwów segmentalnych.

Ten wykres pokazuje, że termografia wydaje się być użytecznym narzędziem do wyszukiwania różnic temperatur między łapami przednimi w ciągu pierwszych 30 dni po operacji. Te różnice temperatur są bardziej zauważalne u szczurów z poważniej uszkodzonym nerwem pośrodkowym, takich jak te z grupy wycięcia. Siła zgięcia szczura jest bezpośrednio skorelowana ze stopniem regeneracji nerwów.

Bycie najbliżej normy, gdy regeneracja jest maksymalna, jak widać na tych wykresach słupkowych porównujących siłę, w obu łapach w grupie Wycięcia i Przeszczepu Nerwu. Jeśli chodzi o elektroneuromiografię, można zaobserwować różne wzorce. Normalny potencjał C.M.A.P. jest typowy dla szczura z grupy Sham.

Podczas gdy C.M.A.P.is polifazowe związane ze zmiennym stopniem uszkodzenia nerwu pośrodkowego, jak to ma miejsce w grupach zmiażdżenia i przeszczepu nerwu. W grupie wycinania nie ma C.M.A.P.Fala i morfologia zginacza promieniowego nadgarstka promieniowego są zależne od regeneracji nerwu pośrodkowego. Te dwa obrazy pokazują te mięśnie w grupach Sham i Excision.

Jak wykazano w tym artykule, nerw pośrodkowy szczura jest wygodnym modelem uszkodzenia i naprawy nerwów obwodowych. Dostępnych jest wiele ustandaryzowanych strategii oceny regeneracji motorycznej i sensorycznej. Wiele z nich jest nieinwazyjnych, co pozwala na codzienną ocenę.

Wreszcie, eksperymentalne warunki fizjoterapii mogą symulować powrót do zdrowia w kontekście klinicznym, ułatwiając określenie wyników dla gatunku ludzkiego.