Cerebral perfusjon overvåking har vist seg å forbedre nøyaktigheten i iskemiske hjerneslag modeller. Tekniske problemer ofte begrense bruken av denne viktig verktøy for cerebrovaskulær forskning. I denne videoen blir et optimalisert system som er vist for å oppnå en enkelt-eller multi-site hemodynamiske overvåking under intraluminal midtre cerebralarterie okklusjon hos rotter.
Den translasjonelle potensialet prekliniske hjerneslag forskning avhenger av nøyaktigheten av eksperimentell modellering. Cerebral perfusjon overvåking i dyremodeller av akutt hjerneinfarkt tillater å bekrefte vellykket arteriell okklusjon og inkluderer subaraknoid blødning. Cerebral perfusjon overvåking kan også brukes til å studere intrakranial sikkerhet sirkulasjon, som fremstår som en kraftfull determinant av hjerneslag utfall og en mulig terapeutisk mål. Til tross for en anerkjent rolle Laser Doppler perfusjon overvåking som en del av de gjeldende retningslinjer for eksperimentell cerebral iskemi, en rekke tekniske problemer eksisterer den grensen utstrakt bruk. En av de store spørsmålene er å skaffe en sikker og langvarig feste av en dyp-penetrasjon Laser sonden til dyret skallen. I denne videoen viser vi vår nettside optimalisert system for cerebral perfusjon overvåking under forbigående midten cerebral arterie okklusjon av intraluminal filament i rotte. Vi utviklet jegn-huset en enkel metode for å få en skreddersydde holder for twin-fiber (dyp-penetrasjon) Laser Doppler sonder, som tillater multi-site overvåking hvis nødvendig. En kontinuerlig og langvarig overvåking av cerebral perfusjon kan lett bli oppnådd over den intakte skallen.
Translasjonsforskning på hemodynamiske faktorer som påvirker slag patofysiologi og behandling må iverksettes, ettersom dette viktige spørsmålet blir ofte paradoksalt neglisjert av grunnleggende forskningsstudier en.
Cerebral perfusjon overvåking er en viktig, men lite brukt, verktøy for nøyaktig hjerneinfarkt modellering 2. Bortsett fra bekreftelse av arteriell fartøy okklusjon og utelukkelse av subaraknoidalblødning 3, kan kontinuerlig cerebral perfusjon overvåking gir nyttige data om graden og konsistensen av perfusjon underskudd, funksjonell status av intrakranielle sikkerhet skip og hemodynamiske effekten av nye terapeutiske tilnærminger.
En fersk studie fra vår gruppe indikerer at multi-site hemodynamiske overvåking kan brukes til å vurdere intrakraniell sikkerhetsstillelse sirkulasjon og kan forutsi infarktstørrelsen og funksjonell underskudd 4. Disse eksperimentelle funnene er consistent med kliniske studier som viste at den funksjonelle ytelsen cerebral sikkerhetsstillelse sirkulasjon er logisk av kliniske utfall i iskemisk slagpasienter 5, 6. Av denne grunn, har cerebral collaterals blitt anbefalt som et potensielt legemiddelselskap mål i den akutte fasen av hjerneinfarkt 7.
Laser-Doppler (LD) instrumentene er det vanligste verktøyet brukes til å måle cerebral perfusjon i eksperimentell hjerneinfarkt og bruken er anbefalt av siste retningslinjer på dette temaet 8. LD instrumentene måler mikrovaskulær perfusjon i en liten kortikale volum, dybden av det innspilte signal er avhengig av bredden på fiber separasjon, med twin fiber LD sonder slik at en dypere penetrasjon sammenlignet med enkelt fiber LD sonder 9. Blodstrøm verdiene uttrykkes som vilkårlige perfusjon enheter (PU) som indikerer relativ snarere enn absolutt cerebral blodstrøm. Kalibrering av PU er vanligvis utføres using motilitet, i henhold til produsentens instruksjoner. LD flowmetry tillater en kontinuerlig dynamisk overvåking og generering av kvantitative data innenfor den samme økten.
Blant de tekniske problemer som i dag begrenser bruken av LD, er et stort problem å få en sikker og langvarig festing av en dyp-penetrasjon Laser sonden til dyret skallen. Dette er avgjørende for langvarig overvåking og hvis flere sonder brukes til ulike cerebrale arterielle territorier, som vi utfører i vårt laboratorium.
I særdeleshet er forlenget kirurgisk tid nødvendig dersom prober er festet til skallen ved bruk av Burr hull eller kraniale skruer, mens dårlig signal og usikkert vedlegg oppstår hvis enkelt fiber (lav-penetrasjon) LD prober festet til skallen ved enkel kirurgisk lim. Twin fiber (dyp-penetrasjon) LD sonder gi en høyere og jevnere signal, men de er større enn enkelt fiber prober og kan ikke være påret til skallen med kirurgisk lim bare.
I denne videoen viser vi vår nettside optimalisert system for cerebral perfusjon overvåking under forbigående midten cerebral arterie okklusjon av intraluminal filament i rotte. Vi beskriver en enkel metode for å oppnå en effektiv, skreddersydde, lavpris holder enkelt-eller multippel twin-fiber (dyp-penetrasjon) LD prober, som skal brukes for langvarig overvåking av cerebral perfusjon over intakt skallen.
Den kirurgiske prosedyre for forbigående MCAO i rotte kunne ses i video-artikkel av Uluc og kolleger 10 og er ikke vist i denne videoen.
Vi utviklet in-house en enkel og rimelig system for en sikker festing av en eller flere twin-fiber (dyp penetrasjon) LD sonder til intakt skallen av rotter under MCAO prosedyren. Riktignok tilsynelatende et trivielt problem, få en pålitelig feste av LD sonde til skallen er faktisk et stort problem i denne eksperimentelle omgivelser, siden det er en forutsetning for en jevn signal deteksjon og en vellykket overvåking av cerebral perfusjon.
Invasive prosedyrer, for eksempel graden hull og bein skruer, vanligvis forlenge kirurgisk tid og innføre mer eksperimentelle variabler knyttet til kraniotomi, og dette kan motvirke forskere og avstå dem fra å bruke LD overvåking. På den annen side, gir bruken av enkelt fiber (lav penetrasjon) prober, som er tynnere og relativt lettere å limes direkte til skallen overflaten, lav kvalitet signal og kan ikke brukes pålitelig med voksne rotter uten å bore eller tynning skallen.
Vi brukte enkle og rimelige materialer, slik som naturgummi, plastrør og en metall stylet. En skreddersydd probe holderen kan fremstilles i noen få minutter og tilpasset de eksperimentelle betingelser. Disse probe holdere kan romme én eller flere dype penetrasjon LD sonder, for klassisk enkelt nettsted overvåking på iskemisk kjernen eller for flere site overvåking i ulike arterielle territorier i samme halvkule eller over de to halvkuler. Mange probe holdere kunne produseres, kjemisk sterilisert, og lagret for fremtidig bruk. Veterinær-godkjent kirurgisk lim (cyanoacrilate), akselereres av kald luft, blir brukt til å feste proben holderen til intakt overflate av rotte skallen, ifølge de ønskede kraniale koordinater. Endelig, Proben er oppsettet ytterligere sikret på plass av felles suturer.
Den totale tiden for denne LD probe satt opp, etter å mestre denne teknikken, er ca 10 min.
Som vist in denne videoen vi rutinemessig cerebral perfusjon i det sentrale MCA territorium (LD sonde 1: iskemisk kjerne) og i den perifere MCA territorium (LD probe 2: hovedsakelig en penumbral område). I vårt nylig studie viste vi at variabiliteten av blodstrøm endringer i LD probe 2 (gjennomsnittlig 52% ± 16% SD, i forhold til grunnlinjen) er høyere i forhold til LD probe 1 (gjennomsnittlig 31% ± 6% SD, sammenlignet med grunnlinje) og kan brukes til å forutsi hjerneslag utfallet 4.
Vi kan gi noen feilsøking råd for forskere som ønsker å bruke våre egenutviklede system. I begynnelsen av forsøket, være forsiktig med å tørke godt skallen overflaten (med Merbromin og kald luft) før du fester sonden holder å hindre for tidlig avløsning. Videre, være sikker på å påføre limet på den naturlige gummi, unngå kontakt med den åpne enden av plastrøret og den optiske overflate LD proben, for å hindre dårlig signal og potensiell skade på sonden. Når binde sutur rundt hodet av dyret, være forsiktig for å unngå luftveisobstruksjon (dette er forhindret ved å plassere sutur over underkjevens bein). Når du har plassert og sikring sondene, være forsiktig så du ikke traction probe kabler når du slår dyret i liggende stilling for cervical kirurgi, dette trinnet vanligvis krever to personer, en person som holder dyr og en annen person som holder sonden kabler og forsiktig plassere dem til ønsket posisjon. Endelig er eventuell blodsmitte av twin-fiber LD probe letthåndterlig følge rengjøring instruksjonene fra produsenten.
Vårt optimalisert system for cerebral perfusjon overvåking, som vist i denne videoen, kunne gi en enklere, raskere og mer pålitelig alternativ til sonden for oppsett systemer som for tiden selges av kommersielle selskaper i dette feltet. Videre tror vi at bruk av dette systemet av andre forskere kan forsterke study av cerebrale hemodynamikk i den eksperimentelle hjerneslag feltet, som fører til utvikling av en ny generasjon av cerebrale sikkerhetsverdier behandlingsformer.
The authors have nothing to disclose.
Vi takker fru Caroline Robertson for voice-over og Mrs. Elena Pirovano for hennes assistanse i videoproduksjon. Denne studien ble støttet av Universitetet i Milano Bicocca, "Fondo di Ateneo 2011".
Equipment | |||
MoorVMS-LDF 2-channel Laser Doppler Monitor | Moor Instruments | ||
VP12 probe | Moor Instruments | ||
Reagent/Material | |||
Doccol silicon-coated filament size 4-0, diameter with coating 0.39mm | Doccol Corporation | 403956PK10 | |
Natural rubber, e.g. common pacifiers for newborns | Multiple suppliers | ||
Metal stylet, e.g. from spinal needle 18 GA x 90 mm | Multiple suppliers | ||
Plastic tubes, e.g. from vein set for infusion 25 GA x 20 mm | Multiple suppliers | ||
Nonabsorbable suture, coated, braided silk | Multiple suppliers | ||
Cyanoacrylate surgical glue | Multiple suppliers | ||
Isoflurane (100% v/v) for veterinary use | Multiple suppliers |