Dostęp do mózgu świni za pomocą szybkoobrotowej wiertarki pneumatycznej Kraniektomia
5 lipca 2024
Ten protokół opisuje wykonanie kraniektomii przy użyciu szybkoobrotowej wiertarki pneumatycznej na 3-miesięcznej duńskiej świni rasy Landrace. Dostęp odbywa się przez kość czołową i odsłania brzuszną oponę twardą i leżące poniżej półkule mózgowe. Procedura ta pozwala na dostęp do dużej części mózgu świni.
Naszym celem badawczym jest opracowanie powtarzalnej i skutecznej metody dostępu do mózgu świni za pomocą kraniektomii, pozwalającej na szeroko zakrojone neuromonitorowanie i inne analizy. Wykorzystując podobieństwa anatomiczne między mózgiem świni i człowieka, dążymy do usprawnienia badań neurobiologicznych prowadzonych przez translację. Udało nam się opracować model świni do ciągłego monitorowania farmakokinetyki wewnątrzmózgowej w zdrowej tkance mózgowej i płynie mózgowo-rdzeniowym pod kątem antybiotyków.
Obecnie staramy się udoskonalić nasz istniejący model wewnątrzmózgowej farmakokinetyki antybiotyków w zdrowym mózgu poprzez wywoływanie kontrolowanego zapalenia mózgu poprzez odpowiedzi immunologiczne. Naszym celem jest scharakteryzowanie farmakokinetyki u pacjentów cierpiących na ciężkie zakażenia ośrodkowego układu nerwowego. Zacznij od optymalnego ułożenia zwierzęcia do zabiegu po podaniu odpowiedniego znieczulenia.
Umieść zwierzę w pozycji leżącej z uniesioną głową i ustabilizowaną za pomocą worków z piaskiem tak, aby kość czołowa była prawie pozioma. Zidentyfikuj wypukłość karkową i ogonowy aspekt każdego górnego grzebienia oczodołu, aby określić oczekiwaną strzałkową linię środkową. Następnie wykonaj nacięcie w linii środkowej za pomocą skalpela numer 24, aby przeciąć zarówno skórę, jak i galeę rozcięgnową na okostnej kości czołowej.
Zetrzyj krew wacikami chirurgicznymi. Za pomocą 12-milimetrowego spłaszczonego rongeura stopniowo oddzielaj galea aponeurotica od leżącej poniżej kości czołowej wokół nacięcia. Następnie użyj retraktora chirurgicznego, aby oddzielić galeę rozcięgnową i odsłonić leżącą pod spodem kość czołową.
Zidentyfikuj szew strzałkowy jako odniesienie dla anatomicznej linii środkowej i szwu rogówkowego. Za pomocą ręcznego badania palpacyjnego zidentyfikuj trzy struktury kostne tworzące trójkąt, wypukłość karkową i ogonowy aspekt obu górnych grzebieni oczodołu. Za pomocą szybkoobrotowej wiertarki pneumatycznej z zaokrąglonym zadziorem pokrytym diamentem zdefiniuj każdy róg prostokąta w granicach wcześniej zdefiniowanego trójkąta.
Połącz każdy róg za pomocą zaokrąglonego diamentowego zadzioru o długości czterech milimetrów, aby zapewnić prawidłowe położenie otworu. Stopniowo rozrzedzaj kość czołową za pomocą czteromilimetrowego zaokrąglonego diamentowego zadzioru, aż opona twarda zostanie odsłonięta. Użyj pierwszego punktu kontaktu z oponą twardą, aby wizualnie ocenić grubość pozostałej kości czołowej.
Następnie kontynuuj ostrożne przerzedzanie kości czołowej w zdefiniowanym prostokącie. Wsuń trzymilimetrową dyssektor pod wystarczająco cieńszą kość wokół płytki kostnej i odłup ją delikatnym ręcznym naciskiem, aby rozszerzyć otwór do opony twardej. Nałóż sterylną sól fizjologiczną za pomocą strzykawki, aby oczyścić widok.
Włóż trzymilimetrową dyssekcję pod płytkę kostną i stopniowo naciskaj w dół na jej uchwyt, aby odłamać płytkę kostną. Oceń integralność opony twardej, dokonując wizualnej kontroli pod kątem wycieku płynu mózgowo-rdzeniowego lub płynu mózgowo-rdzeniowego. Zatrzymać drobne krwawienia żylne za pomocą zaoszczędzonego pyłu kostnego lub ostrożnie stosując koagulację monopolarną lub bipolarną z kauteryzacją przy niskim napięciu.
Na koniec przykryj odsłoniętą oponę twardą sterylnym wacikiem chirurgicznym nasączonym sterylną solą fizjologiczną, aby zapobiec wysychaniu tkanki znajdującej się pod spodem. Po wykonaniu kraniektomii okazało się, że odsłonięta opona twarda jest nienaruszona. Otwór w kości czołowej był wyśrodkowany, co potwierdzało położenie zatoki grzbietowej strzałkowej.
Świadczyły one o powodzeniu zabiegu.
Przegląd
Niniejsze badanie przedstawia protokół przeprowadzania kraniektomii u 3-miesięcznej świni rasy Danish Landrace, umożliwiający dostęp do mózgu w celu prowadzenia szeroko zakrojonego neuromonitoringu. Procedura ta wykazuje podobieństwa anatomiczne między mózgiem świni a ludzkim, co usprawnia translacyjne badania nad neuronauką.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Procedury kraniektomii
- Translacyjne modele badawcze
Wprowadzenie
- Modele świńskie dostarczają cennych informacji na temat funkcji i patologii ludzkiego mózgu.
- Zrozumienie farmakokinetyki w tkankach mózgowych może usprawnić leczenie infekcji ośrodkowego układu nerwowego.
- Opracowanie powtarzalnych metod dostępu do mózgu jest kluczowe dla zastosowań badawczych i klinicznych.
- Niniejsza praca koncentruje się na stworzeniu modelu wywołującego kontrolowany stan zapalny mózgu w celu badania farmakokinetyki.
Cel badania
- Ustanowienie spójnej metody dostępu do mózgu świni poprzez kraniektomię.
- Umożliwienie wiarygodnego neuromonitoringu i analiz farmakokinetycznych w zdrowej tkance mózgowej.
- Zbadanie wpływu indukowanego stanu zapalnego mózgu na farmakokinetykę antybiotyków.
Zastosowane metody
- W badaniu zastosowano kraniektomię jako główną technikę chirurgiczną.
- Wykorzystanym modelem biologicznym jest świnia rasy Danish Landrace.
- W tekście nie wspomniano o żadnych przepływach pracy z zakresu multiomiki.
- Kluczowe kroki obejmują zapewnienie prawidłowego ułożenia zwierzęcia oraz ostrożne ścieńczenie kości czołowej w celu odsłonięcia opony twardej.
- W metodologii podkreślono kwestie takie jak kontrola krwawienia oraz ocena integralności opony twardej.
Główne wyniki
- Procedura pozwoliła na pomyślne odsłonięcie leżącej poniżej opony twardej bez wycieków, co świadczy o prawidłowo wykonanej kraniektomii.
- Weryfikacja środka otworu wykazuje jego zgodność z zatoką sagitalną grzbietową, co potwierdza zastosowanie odpowiedniej techniki chirurgicznej.
- Badanie podkreśla możliwość zastosowania tej metody w dalszych badaniach farmakokinetycznych w tkankach mózgowych.
- Wyniki podkreśliły znaczenie starannego podejścia chirurgicznego w celu zachowania integralności tkanek.
Wnioski
- Niniejsze badanie przedstawia niezawodne podejście do uzyskiwania dostępu do mózgu świni, co ułatwia dalsze badania farmakokinetyczne i neuromonitoringowe.
- Wnioski płynące z tej metody zwiększają zrozumienie reakcji mózgu na leczenie, szczególnie w przypadku ciężkich zakażeń ośrodkowego układu nerwowego.
- Ogólnie wyniki te potwierdzają użyteczność modeli świńskich w translacyjnych badaniach z zakresu neuronauki.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla Przemysłu
Niezawodny dostęp do mózgu świni poprzez kraniotomię z użyciem szybkowirującego wiertła pneumatycznego umożliwia prowadzenie translacyjnych badań w dziedzinie neuronauki, wykorzystując podobieństwa anatomiczne i farmakokinetyczne do organizmu człowieka. Model ten pozwala na prowadzenie rzetelnego neuromonitoringu oraz ilościowych badań rozkładu leków, co bezpośrednio przekłada się na przedkliniczną ocenę terapeutyków ukierunkowanych na OUN. Powtarzalność i skalowalność tej metody sprawiają, że stanowi ona kluczowe narzędzie we wczesnej fazie odkrywania leków oraz w ograniczaniu ryzyka mechanistycznego w procesach rozwoju leków neurofarmakologicznych.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Umożliwia badanie dystrybucji i farmakokinetyki leków w OUN w dużym modelu zwierzęcym istotnym dla przebiegu choroby.
- Wspiera redukcję ryzyka mechanistycznego poprzez umożliwienie kontrolowanej indukcji i monitorowania stanu zapalnego mózgu.
- Ułatwia funkcjonalną walidację celów terapeutycznych w OUN dzięki bezpośredniemu neuromonitoringowi i dostępowi do tkanek.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Zapewnia zestandaryzowany, powtarzalny przebieg procedury chirurgicznej przygotowania tkanki mózgu świni do dalszych analiz.
- Zapewnia ilościową i spójną ekspozycję opony twardej na potrzeby testów neuromonitoringowych.
- Wspiera rozwój testów dla badań farmakokinetycznych i farmakodynamicznych w kontekście translacyjnym.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Zgodność z architekturą ludzkiego OUN zwiększa pewność przewidywań w badaniach nad przenikalnością i skutecznością leków.
- Umożliwia zachowanie ciągłości od etapu odkrywania farmakokinetyki po walidację przedkliniczną związków aktywnych w OUN.
- Wspiera decyzje o dalszym rozwoju projektów w oparciu o analizę ryzyka, dostarczając wiarygodnych danych in vivo na temat dystrybucji leków i odpowiedzi tkanek.
Integracja potoków i przepływów pracy
Ta metoda kraniektomii wpisuje się w kontinuum od etapu odkrywania do fazy przedklinicznej, stanowiąc pomost między wczesną oceną farmakokinetyczną a translacyjnym opracowaniem biomarkerów dla terapii OUN.
- Biologia odkrywcza: Umożliwia testowanie hipotez dotyczących dostarczania leków do OUN i odpowiedzi tkankowej w modelu dużych zwierząt.
- Przesiewanie: Zapewnia powtarzalny dostęp do tkanek w celu ilościowego neuromonitoringu i analiz farmakokinetycznych.
- Analityka: Umożliwia gromadzenie wysokiej jakości danych farmakokinetycznych i neuromonitoringowych do analiz porównawczych.
- Badania translacyjne: Stanowi platformę do korelacji wyników przedklinicznych z farmakologią ludzkiego OUN.
- Wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Tworzy reużywalny, zestandaryzowany model dla różnorodnych programów badań nad OUN i rozwoju leków.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorstwowy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną i redukuje niejednoznaczność mechanistyczną w opracowywaniu leków na OUN.
- Wartość operacyjna: Oferuje zestandaryzowany, odtwarzalny i skalowalny przebieg operacyjny dla badań na dużych zwierzętach.
- Wartość strategiczna: Poprawia podejmowanie decyzji go/no-go oraz efektywność kapitałową poprzez dostarczenie rzetelnych danych translacyjnych.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację skorygowaną o ryzyko oraz rozwój aktywów ukierunkowanych na OUN.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymaga doświadczenia chirurgicznego oraz znajomości anatomii czaszki świni.
- Wymagany jest dostęp do wysokobiegowych wiertarek pneumatycznych i aparatury do neuromonitoringu.
- Konieczna jest standaryzacja międzyzespołowa w celu zapewnienia powtarzalności i porównywalności danych.
- Możlizna jest konieczność adaptacji metody dla różnych grup wiekowych lub modeli chorób w systemach świńskich.
- Potencjalne powikłania obejmują uszkodzenie opony twardej lub naczyń krwionośnych, co wymaga precyzyjnej kontroli przebiegu procedury.
