Epidural Intrakraniell Trykkmåling i rotter ved hjelp av en fiberoptisk Pressure Svinger
Summary
En ny metode for å registrere presset innenfor hodeskallen er beskrevet. Den minimalt invasiv metode som bruker en fiberoptisk trykkfølsomme systemet for å måle intrakranielt trykk (ICP) i bedøvet rotter uten å forårsake betydelig hjernen traumer. Teknikken kan brukes i et bredt spekter av eksperimentelle modeller.
Abstract
Forhøyet intrakranialt trykk (ICP) er et betydelig problem i flere former for iskemisk hjerneskade, inkludert hjerneslag, traumatisk hjerneskade og hjertestans. Denne høyden kan resultere i ytterligere nevrologisk skade, i form av transtentorial herniation 1,2,3,4, midbrain komprimering, nevrologiske forstyrrelser eller økt cerebral infarkt 2,4. Nåværende behandlingsformer er ofte utilstrekkelig for å kontrollere forhøyet ICP i klinisk setting 5,6,7. Dermed er det behov for nøyaktige metoder for ICP måling i dyremodeller å videreutvikle vår forståelse av de grunnleggende mekanismene og å utvikle nye behandlinger for forhøyet ICP.
I både klinisk og eksperimentell innstilling ICP ikke kan estimeres uten direkte måling. Flere metoder for ICP kateterinnleggelse øyeblikket eksisterer. Av disse den intraventrikulære kateteret har blitt klinisk "gullstandard" av ICP måling hos mennesker 8. Denne metoden INVolves delvis fjerning av skallen og instrumentering av kateteret gjennom hjernevevet. Derfor intraventrikulære katetre har en infeksjon rate på 6-11% 9. Av denne grunn har subdural og epidural cannulations bli den foretrukne metoder i dyremodeller av iskemisk skade.
Ulike ICP måleteknikk er tilrettelagt for dyremodeller, og av disse, væskefylte telemetri katetre 10 og faststoff katetre er den mest brukte 11,12,13,14,15. De væskefylte systemer er utsatt for å utvikle luftbobler i linjen, noe som resulterer i falske ICP avlesninger. Solid State prober unngå dette problemet (Figur 1). Et ytterligere problem er montering kateter under skallen eller inn i ventriklene uten å forårsake noen skade på hjernen som kan endre de eksperimentelle resultatene. Derfor har vi utviklet en metode som setter en ICP kateter sammenhengende med epiduralrommet, men unngår den need å sette den mellom skalle og hjerne.
En optisk fiber trykk kateter (420LP, samba Sensors, Sverige) ble brukt til å måle ICP ved epidural sted fordi plasseringen av trykket sensoren (ved spissen av kateteret) ble funnet å produsere en high fidelity ICP signal i denne modellen . Det er andre produsenter av lignende optisk fiber teknologier 13 som kan brukes med vår metodikk. Alternative solid state katetre, som har trykket sensoren plassert på siden av kateterspissen, ville ikke være passende for denne modellen som signalet ville bli dempet av tilstedeværelsen av overvåkingen skruen.
Her presenterer vi en relativt enkel og nøyaktig metode for å måle ICP. Denne metoden kan brukes over et bredt spekter av ICP relaterte dyremodeller.
Protocol
Discussion
Prosedyren presenteres her gjør en meget følsom og nøyaktig registrering av intrakranielt trykk. Denne minimalt invasive teknikken unngår betydelig hjernen traumer ved å plassere trykket sensoren i epiduralrommet og ikke hjernen vev eller ventriklene.
De kritiske trinn er: 1) boring gjennom skallen – hensyn må tas for ikke å pierce dura eller skade underliggende hjernevev, 2) sørge for en tett forsegling med den drivning materiale – hvis det er noen lekkasje, vil ICP spor ikke være …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette prosjektet ble finansiert av National Stroke Foundation, Hunter Medical Research Institute (HMRI) og National Health and Medical Research Council (NH & MRC), Australia. Spesiell takk til Avdeling for helse Workshop ansatte ved Universitetet i Newcastle for sin tekniske ekspertise.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| Dental Cement Monomer | Henry Schein | VX- SC500MLL | |
| Dental Cement Polymer | Henry Schein | VX- SC1000GCL4 | |
| Dental drill burr- size 12 | Gunz Dental | EL104S001012/10 | |
| Dental drill burr- size 6 | Gunz Dental | EL104S001006/10 | |
| Metal Screw | Hardware Store | 2 x 4 mm, hexagonal head. (laboratory-modified by 0.7 mm hole drilled through shaft) | |
| SAMBA Control Unit | Harvard Apparatus | 50433102 | |
| SAMBA Sensor | Harvard Apparatus | 50461122 | 420 LP, 15cm bare fibre, radio-opaque coating |
| Silagum AV Mono caulking material | Gunz Dental | RG 9152 | Vinylpolysiloxanes, hydrogen polysiloxanes, filler, pigments, additives, plantinum catalyst |
| Terg-A-Zyme | Alconox, Inc. | 1304 | Enzyme-active powdered detergent |
References
- Ng, L. K., Nimmannitya, J. Massive cerebral infarction with severe brain swelling: a clinicopathological study. Stroke. 1, 158-163 (1970).
- Plum, F. Brain swelling and edema in cerebral vascular disease. Res. Publ. Assoc. Res. Nerv. Ment. Dis. 41, 318-348 (1966).
- Ropper, A. H., Shafran, B. Brain edema after stroke. Clinical syndrome and intracranial pressure. Arch. Neurol. 41, 26-29 (1984).
- Silver, F. L., Norris, J. W., Lewis, A. J., Hachinski, V. C. Early mortality following stroke: a prospective review. Stroke. 15, 492-496 (1984).
- Geraci, E. B., Geraci, T. A. Hyperventilation and head injury: controversies and concerns. J. Neurosci. Nurs. 28, 381-387 (1996).
- Schwab, S., Aschoff, A., Spranger, M., Albert, F., Hacke, W. The value of intracranial pressure monitoring in acute hemispheric stroke. Neurology. 47, 393-398 (1996).
- Adams, H. P. Guidelines for the early management of patients with ischemic stroke: A scientific statement from the Stroke Council of the American Stroke Association. Stroke. 34, 1056-1083 (2003).
- Zhong, J. Advances in ICP monitoring techniques. Neurol. Res. 25, 339-350 (2003).
- Aucoin, P. J. Intracranial pressure monitors. Epidemiologic study of risk factors and infections. Am. J. Med. 80, 369-376 (1986).
- Silasi, G., MacLellan, C. L., Colbourne, F. Use of telemetry blood pressure transmitters to measure intracranial pressure (ICP) in freely moving rats. Curr. Neurovasc. Res. 6, 62-69 (2009).
- Crutchfield, J. S., Narayan, R. K., Robertson, C. S., Michael, L. H. Evaluation of a fiberoptic intracranial pressure monitor. J. Neurosurg. 72, 482-487 (1990).
- Bolander, R., Mathie, B., Bir, C., Ritzel, D., Vandevord, P. Skull Flexure as a Contributing Factor in the Mechanism of Injury in the Rat when Exposed to a Shock Wave. Ann. Biomed. Eng. , (2011).
- Chavko, M., Koller, W. A., Prusaczyk, W. K., McCarron, R. M. Measurement of blast wave by a miniature fiber optic pressure transducer in the rat brain. J. Neurosci. Methods. 159, 277-281 (2007).
- Chavko, M. Relationship between orientation to a blast and pressure wave propagation inside the rat brain. J. Neurosci. Methods. 195, 61-66 (2011).
- Leonardi, A. D., Bir, C. A., Ritzel, D. V., VandeVord, P. J. Intracranial pressure increases during exposure to a shock wave. J. Neurotrauma. 28, 85-94 (2011).
