Мониторинг внутричерепного давления в нетравматической модели внутрижелудочкового кровоизлияния грызунов

Внутрижелудочковое кровоизлияние (IVH), тип внутричерепного кровоизлияния (ICH), является разрушительным заболеванием, которое несет значительную смертность и заболеваемость. ИВГ характеризуется как накопление продуктов крови внутри внутричерепных желудочков. Изолированный ВГС встречается редко и обычно встречается у взрослых¹. Это может быть связано с гипертоническим кровоизлиянием, разрывом внутричерепной аневризмы или другой сосудистой мальформацией, опухолями или травмой¹. IVH приводит к вторичной черепно-мозговой травме, а также развитию гидроцефалии². Выжившие после IVH часто остаются со значительными функциональными, запоминающими и когнитивными нарушениями после травмы. Эти долгосрочные когнитивные и запоминающие дефициты сообщаются у 44% выживших после ICH³. При субарахноидальном кровоизлиянии (SAH), другом типе ICH, хорошо известно, что примерно у половины выживших будет дефицит памяти, а у тех, у кого есть IVH в дополнение к SAH, результаты, как правило, значительно хуже ^4,5,6.

Основные механизмы дисфункции памяти после IVH еще предстоит выяснить. Исследования in vivo с использованием нетравматических моделей IVH на животных с функциональной дисфункцией и дисфункцией памяти необходимы для выявления потенциальных терапевтических целей для таких пациентов. Животные модели с более тяжелой памятью и функциональной дисфункцией после IVH были бы лучшими для изучения этих изменений. Лаборатория старшего автора также исследовала роль высокого внутричерепного давления (ВЧД) в развитии дефицита памяти у крысиных моделей IVH. Поэтому важное значение для изучения имеют методы точного измерения МСП в ходе ИВГ. Здесь мы сообщаем о методах точного измерения МСП в модели крыс IVH. Хотя мониторинг ПМС ранее использовался в травматических моделях ICH, а также субарахноидальных кровоизлияний на животных моделях, мониторинг ICP в спонтанных моделях IVH грызунов не так часто сообщается в литературе ^7,8. Следовательно, экспериментальный дизайн, представленный здесь, включал три группы крыс Sprague Dawley: фиктивный, стандартное внутрижелудочковое кровоизлияние 200 мкл и контроль транспортного средства. Для группы IVH использовалась аутологичная модель внутрижелудочковой инъекции крови. Для контрольных животных использовали внутрижелудочковую инъекцию стерильного раствора лактированного Рингера. ICP, среднее артериальное давление (MAPs) и церебральное перфузионное давление (CPPs) были зарегистрированы интраоперационно, и результаты представлены в настоящем документе.

Все методы исследования и ухода за животными / содержания были выполнены в соответствии с институциональными руководящими принципами Калифорнийского университета в Дэвисе. Институциональный комитет по уходу за животными и их использованию (IACUC) Калифорнийского университета в Дэвисе одобрил все протоколы использования животных и экспериментальные процедуры (протокол IACUC No 21874).

1. Содержание животных

1. Получить крыс Спрэга-Доули в возрасте 8-10 месяцев. Перед любой экспериментальной процедурой поместите крыс в виварий и подождите не менее 1 недели для общей адаптации в их клетках после 12-часового цикла света / темноты с пищей и водой ad libitum.

2. Анестезия и предоперационные процедуры

1. Обезболить крысу 4% изофлураном в течение 4 мин. Повесьте крысу за зубы в лежачем положении на платформе интубации и интубируйте эндотрахеально с помощью эндотрахеальной канюли и ларингоскопа.
2. Поместите обезболенную и интубированную крысу на вентилятор (2% изофлуран и газ-носитель O2/N2). Крыса адекватно анестезируется, если не наблюдается реакции на болезненный раздражитель, такой как защемление задней части.
3. Вставьте ректальный термометр для непрерывного контроля температуры.
4. Выполняйте все оперативные процедуры с использованием стерильной техники. Обрежьте волосы на голове и бедренной области и подготовьте кожу тремя чередующимися скрабами бетадина и 70% спирта перед операцией.
5. Аспирировать любые накопленные дыхательные выделения путем временного удаления крысы из аппарата искусственной вентиляции легких и аспирации выделений с помощью трубки ПЭ-50, подключенной к шприцу объемом 10 мл.
6. Защитите глаза крысы стерильной искусственной слезной глазной мазью.
7. Вводят местный бупивакаин (~0,1 мл 0,25% раствора) в кожу и подкожные ткани перед разрезом кожи головы.

3. Протокол операции

1. Установка внутрижелудочковой иглы и монитор внутричерепного давления (ВЧД)
   1. Поместите крысу в положение лежа в стереотаксическую рамку и перекладывайте крысу.
   2. Сделайте 1,5-сантиметровый разрез кожи головы вдоль средней линии с помощью скальпеля из 15 лезвий.
   3. Применяют мягкое давление марлей при гемостазе.
   4. Используя стерильный аппликатор хлопкового наконечника, отделите надкостницу от черепа до тех пор, пока не будет виден ориентир брегмы.
   5. Найдите и разметьте брегму с помощью стереотаксиса и разметьте расположение двух двусторонних отверстий для заусенцев, 1,4 мм сбоку и 0,9 мм сзади к брегме.
   6. Используя ручную дрель, создайте эти два небольших (до 2 мм) черепных отверстия в правом и левом полушариях. Орошайте любые лишние костные чипсы стерильным раствором лактированного рингера.
   7. В правом полушарии расположите направляющую канюлю 22-G на уровне отверстия заусенца, чтобы вставить иглу 28-G через канюлю на глубину правого бокового желудочка (4,6 мм по отношению к брегме), чтобы создать IVH.
   8. Подключите волоконно-оптический датчик давления к считывающему устройству. Включите считывающее устройство и убедитесь, что выбранные единицы измерения находятся в мм рт.ст. Затем загрунтуйте датчик, погружая его наконечник в небольшой стакан с помощью раствора Lactated Ringer, пока блок считывания не считывает ноль. Как только он обнуляется в растворе Lactated Ringers, все это устанавливается для вставки.
   9. В левом полушарии осторожно вставьте датчик давления на глубину 2-3 мм в кору для мониторинга ICP в режиме реального времени.
2. Канюляция бедренной артерии и введение монитора среднего артериального давления (MAP)
   1. После введения монитора ICP поверните нижний ствол крысы для легкого доступа к левому бедру и паховой области.
   2. После стерильной подготовки и местного введения бупивакаина сделайте разрез кожи в 1,5 см над задней конечностью 15-лопастным скальпелем.
   3. Рассекните левую бедренную артерию сначала поверхностно гемостатом, а затем более глубокими слоями с помощью щипцов с тонкими кончиками под микроскопом. Определите глубокую синюю бедренную вену, чтобы помочь найти соседнюю артерию.
   4. Отвяжите дистальную бедренную артерию с помощью шелкового шва 3-0 и поместите временный металлический зажим на проксимальную часть бедренной артерии.
   5. Иметь второй волоконно-оптический датчик давления, подключенный к уже загрунтованному блоку считывания. Вставьте датчик давления в полиэтиленовую (ПЭ-50) трубку, которая затем вставляется в Туохи Борст, который затем закрывается. Подключите Tuohy Borst к 3-ходовому запорному крану, подключенному к шприцу объемом 1 мл на одном конце и игле 22-G с трубкой PE-50 на другом конце.
   6. Под микроскопом сделайте 2-миллиметровую бедренную артериотомию с помощью микроножек и канюлюцируйте ее трубкой PE-50, соединенной с остальной частью установки.
3. Внутрижелудочковая инъекция
   1. Аспирируйте 500 мкл крови с помощью шприца 1 мл и поверните 3-полосный запорный кран, чтобы датчик давления считывал MAP.
   2. Праймируйте внутрижелудочковую иглу 28-G, соединенную с трубкой PE-50 с аспирированной кровью для животных IVH и Lactated Ringer's для животных управления транспортным средством. Затем вставьте эту иглу в направляющую канюлю на глубину правого бокового желудочка.
   3. Используя скорость 100 мкл/мин, вводят кровь или стерильный раствор Лактированного Рингера (200 мкл) в правый боковой желудочек, накачивая шприц 1 мл большим пальцем. До этого и во время внутрижелудочковой инъекции контролируйте и регистрируйте ДЦП, артериальное артериальное давление и ректальную температуру.
   4. Мониторинг и запись значений ICP и MAP после инъекции.
4. Замыкание
   1. После завершения внутрижелудочковой инъекции извлеките трубку PE-50, содержащую датчик давления, который был вставлен в бедренную артерию, и приложите временный клипс к бедренной артерии для предотвращения кровотечения.
   2. Завяжите проксимальную часть бедренной артерии с помощью шелкового шва 3-0.
   3. Закройте разрез бедренной кости прерванным способом, используя шелк 3-0.
   4. Удалите направляющую канюлю с помощью внутрижелудочковой иглы и монитора ВЧП.
   5. Запечатайте отверстия заусенца костным воском.
   6. Закройте разрез черепа 3-0 шелковым швом в прерванном режиме.
   7. Нанесите местный бупивакаин на разрез и введите 0,35 мл карпрофена (5 мг/кг) после операции. Не оставляйте животных без присмотра до тех пор, пока они не придут в достаточное сознание для поддержания грудинного покоя.
   8. Позвольте крысам полностью восстановиться после операции под наблюдением и верните их в свои домашние клетки со свободным доступом к пище и воде после выздоровления.

4. Послеоперационное лечение

1. Проверяйте всех послеоперационных животных ежедневно в течение семи послеоперационных дней, чтобы контролировать их выздоровление, неврологический статус, поведение, вес и разрезы.
2. Вводят 0,35 мл карпрофена (5 мг/кг) путем подкожной инъекции во время операции и на^1-й и^2-й послеоперационные дни.
3. Снимают швы на^7-й послеоперационный день стерильным способом.

Внутричерепное, среднее артериальное и церебральное перфузионное давление
Как МСП, так и МАП контролировались интраоперационно у всех животных (рисунок 1). Крысы были в возрасте 8-10 месяцев со средним весом 495 ± 17 г. Были также собраны графики ПМС в режиме реального времени (рисунок 2). Исключая фиктивную группу, МСП значительно увеличивались во время внутрижелудочковой инъекции в IVH, а также в контрольных группах транспортных средств (рисунок 3). В группе IVH (43 мм рт.ст.) было зафиксировано большеЕ значение МСП по сравнению с системой управления транспортным средством (36,5 мм рт.ст.). Затем ICP быстро снижались и нормализовались в течение пяти минут после внутрижелудочковой инъекции в этих группах животных. Волоконно-оптический датчик успешно использовался для мониторинга ICP и MAP в режиме реального времени. Было отмечено, что MAP оставались одинаковыми на протяжении всей процедуры, тогда как CPP уменьшались во время внутрижелудочковой инъекции либо крови, либо раствора Лактированного Рингера (рисунок 3).

Рисунок 1: Экспериментальная установка. (А) Расположение отверстий для заусенцев. (B) Изображение всей экспериментальной установки. Сокращения: A-P, от передней до задней оси; M-L, медиальная к боковой оси. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 2: Записи ПМС. Запись внутричерепного давления (ICP) в режиме реального времени у (A) фиктивных, (B) IVH и (C) животных, контролирующих транспортное средство. Стрелка обозначает начало инъекции IVH/LR. N=1 в каждой группе. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 3: Графики ICP, MAP и CPP. (A) Среднее внутричерепное давление (ICP), (B) среднее артериальное давление (MAP) и (C) среднее церебральное перфузионное давление (CPP) значения до желудочковой инъекции, во время желудочковой инъекции и после желудочковой инъекции у ЖИВОТНЫХ IVH и контроля транспортных средств. N=1 в каждой группе. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Все авторы сообщают об отсутствии конфликта интересов.