Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

חסימת כלי דם מוחי בלתי הפיך Published: July 21, 2013 doi: 10.3791/50418
Automatic Translation
*1,2, *1,2,3, 1,2,3,4
1Department of Neurobiology & Behavior, University of California, Irvine, 2The Center for the Neurobiology of Learning and Memory, University of California, Irvine, 3The Center for Hearing Research, University of California, Irvine, 4Department of Biomedical Engineering, University of California, Irvine
* These authors contributed equally

Summary

אנו מתארים שיטת שחזור מאוד לחסימה הקבועה של כלי דם במוח גדולים מכרסם. טכניקה זו יכולה להיות מושלמת עם מעט מאוד נזק היקפי, איבוד דם מינימאלי, שיעור גבוה של הישרדות לטווח ארוך, ונפח אוטם עקבי בקנה אחד עם האוכלוסייה הקלינית בבני האדם.

Abstract

שבץ הוא גורם מוביל למוות, נכות, אובדן סוציו אקונומי ובעולם. הרוב מכל מקרי השבץ כתוצאה מהפרעה בזרימת דם (איסכמיה) 1. עורק מוח אמצעי (MCA) מספק הרוב גדול של דם אל פני השטח לרוחב של הקליפה 2, הוא האתר הנפוץ ביותר של שבץ 3 אנושיים, ואיסכמיה בשטחה יכולה לגרום לבעיות בתפקוד נרחבים או מוות 1,4,5. ניצולים מהשבץ מוחי איסכמי סובלים לעתים קרובות אובדן או שיבוש של יכולות מוטוריות, חושיים גירעונות, ואוטם. במאמץ ללכוד את המאפיינים מרכזיים אלה של שבץ, ובכך לפתח טיפול יעיל, הרבה דגש על מודלים של בעלי חיים של איסכמיה בMCA.

כאן אנו מציגים שיטה באופן קבוע occluding כלי דם משטח קליפת המוח. אנו נציג בשיטה זו משתמשת בדוגמה של חסימת כלי דם רלוונטי כי מודלי הסוג הנפוץ ביותר, המיקום וoutcomדואר של שבץ מוחי אנושי, חסימת עורק קבע אמצע מוחין (pMCAO). במודל זה, אנו חושפים בניתוח MCA בעכברים הבוגרים, ולאחר מכן לחסום באמצעות קשירה כפולה וחיתוך רוחב של כלי השיט. זה pMCAO חוסם את קליפת המוח הסניף הפרוקסימלי של MCA, גורם איסכמיה בכל שטח קליפת המוח MCA, חלק גדול של קליפת המוח. שיטה זו של חסימה יכולה לשמש גם כדי לחסום חלקי דיסטלי יותר של כלי קליפת המוח על מנת להשיג איסכמיה מוקד יותר מיקוד אזור קטן יותר של קליפת המוח. החסרונות העיקריים של pMCAO הם שההליך כירורגי פולשני הוא במידה מסוימת כפי שנדרש craniotomy קטן לגשת MCA, אם כי זה גורם נזק לרקמות מינימאלית. היתרונות העיקריים של מודל זה, עם זאת, הם: האתר של חסימה מוגדר היטב, מידת הפחתת זרימת דם עולה בקנה אחד, פונקציונלית ונוירולוגיות ליקוי מתרחש במהירות, גודל האוטם עולה בקנה אחד, והשיעור הגבוה של הישרדות מאפשר ארוך הערכה כרונית טווח.

Introduction

כדי לגרום לתנאי איסכמי שמחקים בצורה יעילה שבץ איסכמי אנושי, מספר דגמי שבץ בבעלי חיים מועסקים באופן נרחב, עם משתנה כרכים של אוטם כתוצאה מכך. במודל photothrombotic, המוח הוא מוקרן דרך הגולגולת השלמה באמצעות תאורת לייזר לאחר הזרקה תוך ורידית של חומר רגיש לאור (כמו ורד בנגל), וכתוצאה מקרישת פוטו, חסימה של כלי המוקרנים, ואיסכמיה ברקמה הסובבת 6, 7. Photothrombosis יכול לגרום באזורים קטנים מאוד ומבודדים של אוטם ומשמש בדרך כלל כאמצעי לדוגמנות "מיני שבץ", או "מיקרו שבץ".

הטכניקה באופן נרחב יותר אימצה לגרימת שבץ מוחי איסכמי, בעיקר בעורק המוח אמצעי (MCA), היא מודל intraluminal חוט חד 8, שבו חוט להט הוא הציג ניתוח לתוך עורק הצוואר החיצוני והתקדם עד לקצה חוסם את הבסיס של MCA. פריאתגר מרי של חסימת נימה intraluminal הוא שיעור התמותה הגבוה (70%, כאשר MCA הוא האפיל על 3 שעות, נקודת זמן רלוונטית למחקר שבץ) 9. בעיות אחרות עם השיטה כללו דימום תת עכבישי אפשרי, חסימה לא שלמה, ונפח אוטם משתנה 10,11. תוצאות מודל זה במידה רבה של אוטם הן בקליפת המוח ו12 subcortically ומודלים אנושי שבץ מסיבי.

למרות שדגמי שבץ גם מיקרו והסיביים הם חשובים, משיכות אדם הן בדרך כלל איפשהו באמצע. במחקרים קליניים גדולים, טווחי אוטם שבץ בגודל 28-80 ס"מ 3, המתרגם ל4.5-14% בחצי כדור ipsi-ishemic 9. לשם השוואה, הטווחים שלנו עכברוש pMCAO אוטם גודל מ כ 9-35 3 מ"מ, שמהווה 3 עד 12% בחצי כדור ipsi-ishemic. מודל pMCAO שלנו, אם כן, דומה כרכי אוטם שבץ איסכמי אדם באופן הדוק על ידי אחוז מהמוחנפח.

בנוסף לדוגמנות נזק מבנים של תוצאות שבץ, pMCAO בליקויים תפקודיים והתנהגותי דומים למצבו של האדם. לכל הפחות, מודל אפקטיבי של תוצאות שבץ בגירעונות תנועה נגדיות לנזקים שבץ 13-15, אובדן או שיבוש של מנוע ותפקוד חושי 16,17, אובדן או שיבוש של פעילות עצבית עוררה 16,18, ירידה בזרימת דם במוח 19, 20, והאוטם 21,22. בהתאם לכך, המודלים שלנו pMCAO חסימה רצינית של MCA וכתוצאה מכך נכות פיזית, אובדן התפקוד בתוך הקליפה המוטורית (קליפת מוח ושכנות), הפרעה בפעילות עצבית, ירידה חמורה בזרימת דם MCA, ותכונות אוטם-היכר של שבץ איסכמי 23 -25, ולכן משמשים כמודל יעיל של שבץ מוחי אנושי.

פרוצדוראלית, pMCAO כרוך craniotomy קטן שבו אנחנו מסירים את הגולגולת והדורה בזהירות ממ"מ "חלון כירורגית" 2 X 2 על המגזר (M1) הראשוני של MCA, רק לפני הסתעפות העיקרית של MCA לענפי קליפת המוח הקדמיים ואת אחורי (האיורים 1A ו-1B). אנחנו עוברים מחט חצי עקומה הפוך חיתוך תפר וחוט (6-0 משי) דרך שכבת pial של קרומי המוח, מתחת MCA ומעל פני השטח של קליפת המוח (ראה טבלה של חומרים כימיים וציוד ספציפיים עבור הציוד הדרוש כדי לבצע את ניתוח pMCAO ). לאחר מכן, אנו קושרים קשירה כפולה, להדק את קשרים שני ברחבי MCA, וtransect הכלי בין שני קשרים. הקשירה הכפולה וחיתוך הרוחב דרך M1 מתרחש דיסטלי רק להסתעפות lenticulostriate, כזה שרק את ענפי קליפת המוח של MCA-מושפעים ובכך רק אוטם קליפת המוח (לא נגרם נזק subcortical) מתרחש 26,27 (איור 2). למרות ששבץ מוחי אנושי כרוך לעתים קרובות אוטם subcortical, דוגמנות זה במכרסמים דורשת הפולשנות גדלה (occluding כלי מוחיים לפני branchi קליפת המוחng דורש גישה לעורקים דרך העורק הראשי בצוואר ומחייב occlusions נוסף) בטכניקה והשתנות מוגברת בגודל אוטם. המודל שתואר כאן לא ניתן לבצע יותר proximally כגישה לסניפים קודמים של MCA אינה אפשרית באמצעות craniotomy פשוט. למרות שזה עשוי להיות אפשרי בניתוח כדי לגרום לאוטם subcortical דרך pMCAO, חסימה תהיה כרוכה הליך מאוד פולשני ולכן אינו אידיאלית.

יעילות של חסימה ניתן לאשר באמצעות לייזר דופלר, או לייזר רבב הדמיה 12,24,25 (איור 3), או בהיסטולוגיה נתיחה שלאחר מוות (איור 2). יש לציין שמחקרים קודמים הראו שגירוי חושי יכול לשחק תפקיד מרכזי בהתפתחות והתוצאה של אוטם; הענקת הגנה מפני נזקים כאשר מנוהלים בתוך 2 שעות של pMCAO וגורם לעלייה בנזק שבץ כאשר מנוהלים ב3 שעות ההודעה pMCAO 24,25,28. יש לנו אישר כי בשעה 5 הודעה pMCAO-, גירוי כבר אין לו השפעה על תוצאה (נתונים שלא פורסמו). לכן, גירוי חושי של נושאים צריך להיות ממוזער של 5 שעות לאחר pMCAO להשיג כרכי אוטם עם שונות מינימאלית. בהתאם לכך, הקבוצה שלנו פועלת "ביקורת שלא טופל" מסוג זה על ידי שמירה על חולדות מורדמת במשך 5 שעות הודעה pMCAO-, בחושך, עם גירוי חושי מינימאלי, ובמפורש לא גירוי זיף.

יש לציין עוד, כי מדי פעם בוריאצית מבנה MCA, כולל הסתעפות מוגזמת, מגזרים עיקריים מרובים, או עדר עורקי תקשורת יכולה להתרחש בתדירות של 10 עד 30% בזכר בוגר ספראג Dawley חולדות 29,30. אם ליקויים בMCA הם נצפו, רצוי לא להשתמש בנושא מסוים כמו הוספת חיות עם מומים בכלי הדם כאלה תגביר את שונות אוטם.

בנוסף, יש כמה היבטים מעשיים של oהליך ur שהופך שיטה זו יתרון חסימה לחקירת אירוע מוחי. ראשית, ניתן למקם את התפרים סביב העורק אך לא להדק על מנת לגבות הערכה בסיסית, ואחרי הערכה שלאחר איסכמי לאחר קשירה וחיתוך רוחב. באופן זה, הכנה כירורגית הכרחית לחסימה נשלטת בצורה יעילה ל, בתוך נושאים. כי נושאים עשויים להישאר נייחים או בתוך מסגרת stereotaxic לאורך חסימה, ניתן לנהל הערכה ניסיונית של כל נושא לפני, במהלך, ואחרי החסימה מבלי להזיז את הנושא או מטריד את כל ציוד בשימוש ניסיוני 25,28. יתר על כן, תוצאות הליך זה בשיעור תמותה נמוך מאוד, אפילו בתוך נבדקים בגילי 21-24 מכרסמים חודשים של גיל (שווה ערך לאדם מבוגר) 31, ולכן עשוי להיות המשמש להערכת טיפולי שבץ בחולדות כי מודל הדוק יותר נפוצה ביותר קבוצת גיל של חולי שבץ 25,28. כלי transection גם משרת מספר מטרות מעשיות. היעדר דימום לאחר חיתוך רוחב מאשר כי הספינה האפילה לחלוטין בשני אתרי קשירה. בנוסף, מבטיח חיתוך רוחב שיבוש קבוע של זרימת דם. לבסוף, חיתוך רוחב מבטיח שכל זרימת דם זוהתה בחלקים הדיסטלי של כלי occluded חייבת לבוא ממקור חלופי.

לבסוף, למרות שאנחנו באופן ספציפי לתאר טכניקת חסימה זו לMCA בכתב היד והסרטון הזה, באותה טכניקת חיתוך רוחב קשירה כפולה יכולה להיות מיושמת על כל כלי מוחין שניתן לגשת דרך craniotomy. המעבדה שלנו, למשל, מנוצל pMCAO בשיתוף עם כמה חסימות קבועות נוספות של ענפי MCA דיסטלי כדי לחסום גם ראשוני, וזרימת דם בטחונות 24 באופן שדומה לטכניקות שנועדו לגרום לאיסכמיה סלקטיבי בתוך הקליפה 32 העיקרית החושית.

לסיכום, לאהשיטה שלו לחסימה קבועה כפי שהוחל על MCA משמשת דוגמה מקרוב שלושה היבטים עיקריים של שבץ איסכמי אנושי: מיקום השכיח ביותר (MCA), סוג (איסכמיה), ומידת נזק (אוטם) הקשורים בספרות הקלינית בבני האדם של שבץ מוחי. יתר על כן, בשיטה זו של חסימה עשויה להיות מיושמת לאתרי חסימה בודדים או מרובים בכל רחבי המוח, ועשויה להתנהל בנושאי גיל עמידה עם שיעור גבוה של הישרדות. בהתחשב באופי הדינמי, קבוע, ולא פולשנית יחסית של חסימה זו, טכניקה זו מהווה כלי נוסף להערכת חוקרים פרה גישות חדשות להגנה מפני וטיפול בשבץ מוחי.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. התחלת עבודה: מכשירי ניתוח דרוש

ראה איור 4

  1. מקדח שיניים (Kavo ציוד דנטלי, דגם: UMXL-TM), תרגיל 2 סיביות, ותרגיל 3 סיביות
  2. מחטים תת עורי שתיים ~ 30 מד
  3. משונן פינצטה, מעוגל טיפ אופציונלי (יכולה להיות מועילה אך לא הכרחית)
  4. שתי פינצטה קצה קנס
  5. מספרי תיל
  6. חוט תפירה
  7. מספריים מיקרו

2. יצירת החלון כירורגי

  1. הרדמה: נהלים עומדים בהנחיות NIH ואושרו על ידי טיפול בבעלי חי אירווין קליפורניה וועדת שימוש. נושאים ניסיוניים הם 295-400 גרם גברי ספראג Dawley חולדות (צ'ארלס ריבר מעבדות, ווילמינגטון, מסצ'וסטס, ארה"ב) ואמור לשמש את הליך ההרדמה הבא:
    1. הזרק intraperitoneally עכברוש עם בולוס pentobarbital נתרן (55 מ"ג / ק"ג BW) ואחרי זריקה תוך שרירית של אטרופין (0.05 מ"ג / ק"ג, BW) בשעותרגל IND, ומנוהלים על 3.0 סמ"ק של דקסטרוז 5% במים מתחת לעור.
    2. תוספת נתרן pentobarbital (27.5 מ"ג / ק"ג, BW) זריקות לפי צורך. לנהל משחה אנטיביוטית עיניים לעיניים כדי להגן על הקרניות במהלך ההליכים הבאים. לנהל 5% דקסטרוז (3 מ"ל) ואטרופין (0.05 מ"ג / ק"ג, BW) כל שש שעות להקטין הפרשות בדרכי הנשימה במהלך הרדמה. טמפרטורת גוף דרך אמצעי בדיקה רקטלית, ולשמור על טמפרטורת גוף על 37 מעלות צלזיוס בשמיכת תרמית ויסות עצמית.
  2. אתר את MCA על ידי אחד מאלה:
    1. דילול 2 x 2 מ"מ הדמיה / המחשת חלון מעל הקליפה החושית באמצעות גודל מקדח HP 3 עד הגולגולת היא כמעט שקופה ולאחר מכן דלילה לשקיפות מלאה באמצעות גודל של HP המקדח 2. המיקום של MCA ואז ניתן לראות דרך חלון זה ואת מסלולו הפרוקסימלי משמש למיקום המשוער של המגזר הראשוני. MCA בדרך כלל יפעל באלכסון זהבחלון מקורי לזנב / הגחון לכיוון גב (לדוגמה, משמאל לימין למטה / למעלה בעת צפייה באונה שמאלית מנקודת מבטו של המנתח). החלון כירורגית אז יכול להיות שנוצר מעל בי המשקיף מעריך מגזר M1 (פרוקסימלי להסתעפות קליפת המוח) כדי להיות ממוקם על בסיס ענפי דיסטלי הגלויים מבעד לחלון הראשון. על מנת לצמצם את כמות הגולגולת שהוסרה על מנת לקבל גישה לMCA, / חלון ההדמיה חזותי צריך להיות ממוקם קרוב, אך בנפרד מהחלון כירורגית.
      או
    2. חלון כירורגי קטן צריך להיות ממוקם כ 3 מ"מ קדמי ו1 מ"מ לרוחב לovale הנקב או עצב הלסת, קרוב לבמת קשת 30,33,34. על מנת לגשת לגזע של MCA (הידוע גם במגזר M1) ביעילות, שריר temporalis משתקף באופן זמני ממשטח הגולגולת. (הערה: במקרה של ניתוחי הישרדות לטווח ארוך, הניסיון של המעבדה שלנו כבר thaלא על ידי המאפשר לשרירי temporalis להישאר מחובר בעוגן שלו, את השרירים מחדש לחשל פני הגולגולת, מה שמאפשרים להתנהגות אכילה בריאה ותחזוקה יעילה של משקל גוף.
  3. עקוב MCA לפינה מקורי, הגחון של חלון ההדמיה (אם משתמש בזה כהפניה) על מנת להעריך את מיקום סניף קליפת המוח הראשוני שלה שקרים.
  4. יצירת אזור דק גולגולת חדשה (אנחנו קוראים לזה חלון כירורגית) מעט מקורי וגחון לחלון ההדמיה (אם משתמש בזה כהפניה) שבו מגזר M1 (מסעף מראש קליפת המוח) של MCA צריך להיות. הערה חשובה: להשאיר כ -2 מ"מ פער בין חלון ההדמיה (אם משתמש בזה כהפניה) והחלון כירורגית.
  5. אתר את הגזע של MCA (הידוע גם במגזר M1) רק לפני הסתעפות קליפת המוח של העורק כפי שמוצג ב1A ו-1B דמויות.
  6. שימוש בגודל של HP-3 מקדח, רזה הגולגולת מעל למיקום קטע M1 המשוער. כשגולגולת הופכת שקופה מעט, לעבור בגודל קצת יותר העדין HP-2 תרגיל ודק הגולגולת עד שהוא שקוף לחלוטין. לאשר ויזואלית כאזור חלון כירורגית הופך דק מספיק כדי להציג את כלי הדם, ולהעריך את מיקומו של M1 בנקודה זו ולהשלים את החלון כזה שיש 2-3 מ"מ משני צדי האורך של מגזר M1 (זה מאפשר מקום להחדרה ויציאה של מחט התפר בכל צד של MCA).

הערה חשובה: להפסיק דליל כאשר העובי של הגולגולת הוא דומה לזו של ניילון נצמד. הכלי יהיה קרע אם התרגיל שובר דרך הגולגולת והדורה. אם הגולגולת היא לא רזה מספיק ומצד שני, להסיר אותו לחסימה יהיה קשה ועלול לגרום לניזק לקליפת המוח או העורק.

  1. קח מחט מזרק 30 מד (30-G) ולכופף את קצה המחט, באמצעות משונן פינצטה.
  2. השתמש במחט 30 גרם לנקב את טיפול הגולגולתבאופן מלא באזור שלא ישירות מעל עורק. השתמש חור לנקב זו כדי לאפשר פינצטה לתפוס גולגולת ולהסיר את האזור דליל של החלון כירורגית בזהירות.
  3. קח G צורך חדש 30, לכופף את קצהו כמו בשלב 6, ולהסיר בזהירות את הדורה.

הערה: חיתוך הדורה יגרום לו לקלף וMCA יהפוך בולט יותר, כתוצאה מלחץ מופחת.

3. Occluding MCA

  1. השתמש במספרי תיל לקצץ הפוך חצי עקום חיתוך מחט תפר (3/8 סיבוב, מחט תפר 16 מ"מ) ועד כ 3-5 מ"מ.
  2. להשחיל חוט במחט התפר הגזוז כפי שמוצג בתמונה ב4E איור. הערה חשובה: חשוב שהמחט מושחלת כך את שני הקצוות של חוט התפירה באורך שווה. זה מאפשר מסתיימת משיכת החוט של שניהם תחת M1 באותו הזמן, את המחט לאחר מכן ניתן לחתוך חופשי השאירה את שני אורכים של חוט כדי לקשור את שני קשרים ברחבי MCA.
  3. השתמש המשונן פינצטה להחליק את מחט התפר מתחת M1. הכנס עם כ 0.5-1 מ"מ ממרחק MCA, להישאר כרדוד ככל האפשר, כדי למזער את נזק לקליפת המוח, אך הימנעות יותר מדי עומס על MCA גם כן.
  4. כאשר מחט התפר יוצאת בצד השני באופן שהוא נמצא תחת MCA, השתמש בפינצטה קצה קנס (כמוצג להלן) כדי למשוך את קצה מחט התפר מהצד הנגדי תוך המשך כדי להאכיל או דוחף את הקצה השני של התפר מחט עם הקצה המשונן פינצטה.
  5. ברגע שמחט התפר הוא עבר לחלוטין תחת MCA וכבר הוציאה, ממשיך למשוך את מחט התפירה או חוט עד שאורכו של החוט הוא שווה בכל צד של MCA. לחיצה על החוט כפי שהוא מוזן דרך למזער את העומס על MCA יכולה להיות מועילה כדי למנוע קרע כחוט עובר מתחת לעורק.
  6. לחתוך את החוט הקרוב למחט התפר.
  7. השתמש בשני פינצטה נקודת הקנס להתיר את חוט התפירה וכתוצאה מכך שתייםכל כך שיש שני אשכולות עצמאיים מתוחים תחת MCA שאינם נוגעים ללב. באופן אידיאלי את החוטים יהיו כ 1 מ"מ זה מזה שבו הם עוברים תחת MCA.
  8. השתמש בשתי פינצטה נקודת הקנס לקשור שני קשרים נפרדים (שני חיבורי אותיות) עם האשכולות ברחבי MCA מנסים לשמור על ש~ 1 מ"מ של רווח בין קשרים כדי לאפשר מקום לחיתוך רוחב.

הערה: אם בקרה פנימית דמה היא רצויה, להכין את החסימה עוזב את קשרים רופפים החסימה, כך שהם לא להצר MCA בכלל ולאסוף נתונים שקדמו להידוק קשרים וחיתוך הכלי. חתוך את החוט כדי למנוע אותו תופס כל דבר לפני החסימה אבל להשאיר מספיק חוט כדי לאפשר הידוק הקשרים מאוחר יותר. בדרך זו, ניתן לבצע הדמיה כל בסיס או איסוף נתונים עם כל אותה הפלישה כירורגית כמו החסימה ולהדק את קשרים בנקודת הזמן המתאים עם עיכוב קטן.

  1. ברגע שיש את קשרים להיותen מתוח, השתמש במספרי מיקרו לtransect M1 שבבין שני קשרים.
  2. במקרה של מחקרים ארוכי טווח, הישרדות:
    1. תפר חרות דש קרקפת אחורי במקום עם חוט כירורגית סטרילי או לאבטח את הרקמות באמצעות קליפים פצע סטריליים.
    2. לנהל אנטיביוטיקה מקומית לאזור הפצע (כגון משחת הבסיטרצין) ומערכתי בזריקת מניעתי של אמפיצילין (150 מ"ג / ק"ג IM).
    3. אמנם הנושא הוא עדיין מורדם לנהל משחה אנטיביוטית עיניים לעיניים.
    4. לנהל משלימה אטרופין (0.05 מ"ג / ק"ג IM) כדי להקטין את ההפרשות בדרכי הנשימה במהלך הרדמה.
    5. הזרק flunixin meglumine (1.1 מ"ג / ק"ג) תת עורי בסיומו של ניתוח ושוב בבוקר שלמחרת (~ 12 שעות מאוחר יותר) לשליטה בכאב.
    6. מניחים את החיה על משטח יבש, חם, משופע כך שהאף של בעלי החיים הוא מעל זנבו בשיפוע (זה מקל על נשימה עד שהחיה היא ערה). </ P>
    7. לפקח על בעלי החיים עד שהוא ער ולנוע בבטחה בכוחות עצמו.
    8. ברגע שבעלי החיים הוא חזרה בביבר, הפעילות של החיה, מראה, ניקוד, והאכלה ושתיית התנהגות צריכה להיות במעקב יומיומי.

4. המתה

  1. בסיומו של כל ניסוי, צריכים להיות מורדמים חולדות עם נתרן pentobarbital (2-3 מ"ל, intraperitoneally).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

חסימה מוצלחת של כלי שניתן לאשר שימוש בליזר רבב הדמיה (LSI) בין שיטות הדמיה זרימת דם אחרות. זרימת דם בענפי קליפת המוח הגדולים של MCA צריכה לרדת ל ~ 25% מנקודת ההתחלה פחות או החסימה הבאה בהתאם לרמתו של רעש במערכת ההקלטה ורגישות של הטכניקה. ראה איור 3 לתמונת נציג LSI של קטע של סניף קליפת המוח של MCA לפני ואחרי MCA חסימה. כאשר טכניקת החסימה תאר מוחלת MCA במגזר M1, חוסמת את כל ענפי MCA קליפת המוח, וגירוי חושי מנע ל~ החסימה הבאה 5 שעות, התוצאה היא אוטם קליפת המוח של 28.4 ± 2.4 מ"מ 3 (לפרוסת העטרה נציג כלוריד 2,3,5-Triphenyl-tetrazolium [TTC] מוח מוכתם עם נזק המתואר, ראה איור 2; אזור בלא כתם חיוור מתאים לאוטם) 25.

ther.within עמודים = "תמיד"> איור 1
חצים צהובים איור 1. מצביעים על מיקום משוער של pMCAO במגזר M1. דוגמא חסימה זו כרוכה occluding MCA דיסטלי רק להסתעפות lenticulostriate, לפני כל הסתעפות קליפת המוח, ובכך קוטע את אספקת דם לסניפי קליפת המוח בלבד. () דיאגרמה של MCA על פני השטח של קליפת המוח לרוחב. (ב ') צפה בעטרה של קליפת המוח ומקורבת MCA סניפים קורטיקליים. שים לב שהחסימה של MCA הפרוקסימלי לlenticulostriate הסתעפות תגרום לאוטם קליפת המוח וsubcortical, אם כי גישה לאזור זה מחייבת הליך כירורגי פולשני יחסית. לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.

הין מספר עמודים = "תמיד"> איור 2
איור 2. פרוסת העטרה יחידה נציג ממוח חולדה מראה אוטם כתוצאה מpMCAO (עם טיפול נלקח כדי למזער את הגירוי חושי מגן לחסימה הבאה 5 שעות). כלוריד 2,3,5-Triphenyl-tetrazolium (TTC) פתרון כתמים אדמדם רקמה בריאה ומשאיר את האזורים של מוות של תאים או אוטם (מסומן בחץ) חיוור. שימו לב כי בשל מיקומו של החסימה (לפני כל סניפי קליפת המוח MCA אבל דיסטלי ענפים קורטיקליים) רק אוטם קליפת המוח הוא ציין, ובאזורים רבים myelinated של המוח לא תופסים את פתרון TTC, ולכן יישארו בצבע לבן, על אף להיות מבני ללא פגע.

איור 3
איור 3. תמונה מתאר זרימה בחלק מקליפת מוח סניף יחיד של MCA ולפניחרה pMCAO כצלם באמצעות לייזר רבב הדמיה (LSI). צבעים חמים יותר מצביעים על זרימה חזק יותר. סניף MCA תאר נראה בבירור חוצה את התמונה הבסיסית (משמאל) מהפינה השמאלית התחתונה לפינה ימנית העליונה ונעלם בעקבות pMCAO. הערה: מדי פעם ראיות מינימאלי מסוימות של זרימה נשארת בענף נתון, אבל רמות pMCAO הבאות צריכה לרדת ל 20% או פחות של זרימה בסיסית כדי לאשר הצלחה חסימה.

איור 4
. כלים כירורגיים איור 4 נדרש לpMCAO (A) מלקחיים גרפו יפים במיוחד -.... 0.5 מ"מ טיפים עיקול קל (ב ') מלקחיים דומון # 5 קרמיקה מצופה (C) מספריים בון פיין נוספים, ישר (ד') סיבוב 3/8 (16 מ"מ) מחטי תפר (E). הערה: מחטי תפר עשויות להיות shortened באמצעות מספרי תיל על פי העדפת משתמש. לאחר קיצור עם מספרי תיל, מחטי תפר צריכים להיות מעוקרות. (F) 6-0 תפר משי קלוע. (G) מחט 30 מד, ½ באורך.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

פרוטוקול זה פותח על מנת לגרום לאיסכמיה בתוך קליפת המכרסם, ולעשות זאת עם השפעה מינימאלית היקפית לנושאים ניסיוני. החסימה הכפולה ושיטת חיתוך רוחב מאפשרת אישור ויזואלי כי הכלי כבר האפיל באופן קבוע, ועשויות להתבצע ללא פלישה מוגזמת או נזק לרקמות, ועם שיעור הישרדות גבוה. פרוטוקול חסימה זו עשוי להיות מיושם על כל כלי קליפת המוח שניתן לגשת דרך craniotomy כדי לגרום לאיסכמיה בתחום ספציפי בקליפת המוח. יתר על כן, ניתן לבצע חסימות כאלה בזמן חיה היא במנגנון stereotaxic המאפשר שימוש בו זמני של טכניקות investigational שונות, כגון הדמיה תפקודית או הקלטת אלקטרו. זה עושה את טכניקת חסימה זו ישימה למגוון רחב של עיצובים ניסיוניים, ובכלל זה חקירה בתוך-הנושא. לדוגמה, הערכה יכולה להתבצע בתחילת מחקר עם תפרים במקום סביב artery (אך לפני הבטחת התפרים וtransecting), במהלך התפרצות איסכמי, ובכל נקודת זמן שלאחר חסימה נדרשת.

ביצוע מוצלח של חסימה זו מותנית בשני שלבים קריטיים. ההדמיה ראשונה, נכונה של כלי היעד היא קריטית לאיסכמיה התרמה. חסימה במיקום הפרוקסימלי או לדיסטלי למיקום הרצוי (במקרה הטיפוסי שלנו, פשוט הפרוקסימלי להסתעפות קליפת המוח הקדמית / אחורי העיקרית של MCA) יכולה לגרום במידה רבה של שונות נפח אוטם, צריך לקחת כל כך טיפול כדי לאשר אתר נכון של חסימה וחיתוך רוחב. שנית, עובר את מחט התפר סביב עורק היעד דורש טכניקה זהירה ומדויקת. על ידי הכרח, התפר יעבור דרך השכבה השטחית ביותר של קליפת המוח באופן מיידי מתחת לעורק. יש להקפיד להימנע מצלילה עמוקה מדי בתוך משטח קליפת המוח, כי זה יכול לגרום לקרע כלי, דימום, או נזק למוח בOאתר cclusion. בעוד סוגים רבים של כלים כירורגיים חסימת כלי דם זמינים, יש לו המעבדה שלנו את ההצלחה הרבה ביותר באמצעות מחטי תפר חצי עקום, קטועה פי העדפת הנסיין. הפועל בשיתוף עם מלקחיים Ultra-בסדר, כלי זה מאפשר למשתמש להעביר חוט תפירה מתחת עורק ומעל פני השטח של קליפת המוח עם נזק לרקמות מינימאלית בלבד.

עם הסיום מוצלח של חסימה, אוטם מוגבל לקליפת המוח בלבד (איור 2). בהקשר של שימוש בשיטה זו למודל חסימת MCA שבץ, זה עשוי להיות השלכות חשובה לחוקרים שניתנו חולי שבץ רבים MCA לקיים אוטם בתוך הן הקליפה וגרעיני בסיס. עם זאת, המעבדה שלנו מעדיפה שיטת חסימה הזאת כשמדובר בMCA על טכניקות כגון תפר intraluminal נוכח הממצאים האחרונים שלעיסה לקויה, תפקוד בליעה, וביצועי מנוע לקויים מתרחשים ב -47% מכל הנושאים שעוברים intralumiתפר nal 35; זלוף המוחי לקוי וצמצם פעילות המוטורית ספונטנית כתוצאה ממזון ומים מופחתת ספיגה גם לתרום להתאוששות נוירולוגית העניה יותר בחולדות לאחר תפר intraluminal 36-40. טרומן ואח'. גם 2011 דיווחו אכילה נורמלית, התנהגות שתייה לקויה, ונכות הסנסורית (כלכמת ידי משימת הסרת הדבק) בעקבות הליך זה 11. ביקורתי, צפו את אותם גירעונות התנהגותיים בדמה חיות תפר intraluminal 11. כתוצאה מכך, תפר intraluminal עשוי להוסיף גורמי בלבול רציניים לפרה שבץ לימוד רבים מהם המתייחס ישירות להליך כירורגי ולא לשבץ איסכמי מוחי.

זה בלתי אפשרי למודל האטיולוגיה ופתולוגיה של שבץ איסכמי האנושי משתנה - למעשה במידה כה גבוהה של השתנות תהיה רצויה במודל ניסיוני. מחקר שבץ בבעלי חיים צריך insteaד מתמקד בייצור תוצאה דומה יותר לנזקים שבץ מוחי אנושיים וגירעונות תוך ניסיון לאטיולוגיה מודל כטוב ביותר אפשרי. אנו מציעים כי הטבע פולשנית, החסימה של MCA וכתוצאה מאיסכמיה, נפח אוטם כי ניתן להשוות לאיסכמיה MCA האנושית, והיכולת לשלב טכניקות investigational מרובות לצד pMCAO עשוי להפוך שיטה זו חלופה אטרקטיבית לכמה חוקרי שבץ פרה. בנוסף, שיטת חסימת דגם כאן על ידי pMCAO מספקת אמצעי חלופי, פולשנית ויעיל לכל כלי שיט occluding קליפת המוח פני השטח.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

המחברים אין לחשוף בשלב זה.

Acknowledgments

עבודה זו נתמכה על ידי איגוד לב predoctoral 788,808-41,910 אחוות האמריקנית, NIH-NINDS NS-NS-ו066,001 055,832, והמרכז לחקר שמיעת NIH הדרכה גרנט 1T32DC010775-01.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Extra Fine Graefe Forceps - 0.5 mm Tips Slight Curve (1) Fine Science Tools 11151-10
Ceramic Coated Dumont #5 Forceps (2) Fine Science Tools 11252-50
Extra Fine Bonn Scissors, straight (1) Fine Science Tools 14084-08
Round 3/8 (16 mm) Suture Needles Fine Science Tools 12050-02
6-0 Braided Silk Suture Fine Science Tools NC9071061
Harvard Apparatus
No.:510461
30 gauge needle, ½" length Fine Science Tools NC9867376

No.:ZT-5-030-5-L/COL

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Caplan, L. R. Caplan's Stroke, A Clinical Approach. , 4th edn, Saunder's & Elsevier. (2009).
  2. Blumenfeld, H. Neuroanatomy Through Clinical Cases. , Sinauer Associates. (2002).
  3. Roger, V. L., et al. Heart Disease and Stroke Statistics--2011 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. , (2011).
  4. Dirnagl, U., Iadecola, C., Moskowitz, M. A. Pathobiology of ischaemic stroke: an integrated view. Trends Neurosci. 22, 391-397 (1999).
  5. Durukan, A., Tatlisumak, T. Acute ischemic stroke: overview of major experimental rodent models, pathophysiology, and therapy of focal cerebral ischemia. Pharmacol. Biochem. Behav. 87, 179-197 (2007).
  6. Dietrich, W. D., Ginsberg, M. D., Busto, R., Watson, B. D. Photochemically induced cortical infarction in the rat. 2. Acute and subacute alterations in local glucose utilization. J. Cereb. Blood Flow Metab. 6, 195-202 (1986).
  7. Watson, B. D., Dietrich, W. D., Busto, R., Wachtel, M. S., Ginsberg, M. D. Induction of reproducible brain infarction by photochemically initiated thrombosis. Ann. Neurol. 17, 497-504 (1985).
  8. Koizumi, J., Yoshida, Y., Nakazawa, T., Ooneda, G. Experimental studies of ischemic brain edema, I: a new experimental model of cerebral embolism in rats in which recirculation can be introduced in the ischemic area. Japanese Journal of Stroke. 8, 1-8 (1986).
  9. Carmichael, S. T. Rodent models of focal stroke: size, mechanism, and purpose. NeuroRx. 2, 396-409 (2005).
  10. Howells, D. W., et al. Different strokes for different folks: the rich diversity of animal models of focal cerebral ischemia. J. Cereb. Blood Flow Metab. 30, 1412-1431 (2010).
  11. Trueman, R., et al. A Critical Re-Examination of the Intraluminal Filament MCAO Model: Impact of External Carotid Artery Transection. Transl. Stroke Res. 2, (2011).
  12. Dirnagl, U. Neuromethods. Waiz, W. olfgang , Spring Science & Business Media. New York. (2010).
  13. Cirstea, M. C., Levin, M. F. Compensatory strategies for reaching in stroke. Brain. 123 (Pt. 5), 940-953 (2000).
  14. Nakayama, H., Jorgensen, H. S., Raaschou, H. O., Olsen, T. S. The influence of age on stroke outcome. The Copenhagen Stroke Study. Stroke. 25, 808-813 (1994).
  15. Nudo, R. J., Plautz, E. J., Frost, S. B. Role of adaptive plasticity in recovery of function after damage to motor cortex. Muscle Nerve. 24, 1000-1019 (2001).
  16. Chiganos, T. C., Jensen, W., Rousche, P. J. Electrophysiological response dynamics during focal cortical infarction. J. Neural Eng. 3, 15-22 (2006).
  17. Traversa, R., Cicinelli, P., Bassi, A., Rossini, P. M., Bernardi, G. Mapping of motor cortical reorganization after stroke. A brain stimulation study with focal magnetic pulses. Stroke. 28, 110-117 (1997).
  18. Weber, R., et al. Early prediction of functional recovery after experimental stroke: functional magnetic resonance imaging, electrophysiology, and behavioral testing in rats. J. Neurosci. 28, 1022-1029 (2008).
  19. Dirnagl, U., Kaplan, B., Jacewicz, M., Pulsinelli, W. Continuous measurement of cerebral cortical blood flow by laser-Doppler flowmetry in a rat stroke model. J. Cereb. Blood Flow Metab. 9, 589-596 (1989).
  20. Wintermark, M., et al. Comparison of admission perfusion computed tomography and qualitative diffusion- and perfusion-weighted magnetic resonance imaging in acute stroke patients. Stroke. 33, 2025-2031 (2002).
  21. Crafton, K. R., Mark, A. N., Cramer, S. C. Improved understanding of cortical injury by incorporating measures of functional anatomy. Brain. 126, 1650-1659 (2003).
  22. Nudo, R. J., Eisner-Janowicz, I. Ch. 12. Reprogramming the Cerebral Cortex. Lomber, S. tephen, Eggermont, J. os , Oxford Scholarship Online. (2006).
  23. Davis, M. F., Lay, C. C., Chen-Bee, C. H., Frostig, R. D. Amount but not pattern of protective sensory stimulation alters recovery after permanent middle cerebral artery occlusion. Stroke. 42, 792-798 (2011).
  24. Lay, C. C., Davis, M. F., Chen-Bee, C. H., Frostig, R. D. Mild sensory stimulation completely protects the adult rodent cortex from ischemic stroke. PLoS One. 5, e11270 (2010).
  25. Lay, C. C., Davis, M. F., Chen-Bee, C. H., Frostig, R. D. Mild sensory stimulation reestablishes cortical function during the acute phase of ischemia. J. Neurosci. 31, 11495-11504 (2011).
  26. Coyle, P. Middle cerebral artery occlusion in the young rat. Stroke. 13, 855-859 (1982).
  27. Risedal, A., Zeng, J., Johansson, B. B. Early training may exacerbate brain damage after focal brain ischemia in the rat. J. Cereb. Blood Flow Metab. 19, 997-1003 (1999).
  28. Lay, C. C., Davis, M. F., Chen-Bee, C. H., Frostig, R. D. Mild sensory stimulation protects the aged rodent from cortical ischemic stroke following permanent middle cerebral artery occlusion. Journal of the American Heart Association Cardiovascular and Cerebrovascular Disease. , (2012).
  29. Niiro, M., Simon, R. P., Kadota, K., Asakura, T. Proximal branching patterns of middle cerebral artery (MCA) in rats and their influence on the infarct size produced by MCA occlusion. J. Neurosci Methods. 64, 19-23 (1996).
  30. Wang-Fischer, Y. Manual of Stroke Models in Rats. , CRC Press. 17-30 (2009).
  31. Quinn, R. Comparing rat's to human's age: how old is my rat in people years? Nutrition. 21, 775-777 (2005).
  32. Wei, L., Rovainen, C. M., Woolsey, T. A. Ministrokes in rat barrel cortex. Stroke. 26, 1459-1462 (1995).
  33. Brint, S., Jacewicz, M., Kiessling, M., Tanabe, J., Pulsinelli, W. Focal brain ischemia in the rat: methods for reproducible neocortical infarction using tandem occlusion of the distal middle cerebral and ipsilateral common carotid arteries. J. Cereb. Blood Flow Metab. 8, 474-485 (1988).
  34. Tamura, A., Graham, D. I., McCulloch, J., Teasdale, G. M. Focal cerebral ischaemia in the rat: 1. Description of technique and early neuropathological consequences following middle cerebral artery occlusion. J. Cereb. Blood Flow Metab. 1, 53-60 (1981).
  35. Dittmar, M., Spruss, T., Schuierer, G., Horn, M. External carotid artery territory ischemia impairs outcome in the endovascular filament model of middle cerebral artery occlusion in rats. Stroke. 34, 2252-2257 (2003).
  36. Bederson, J. B., Germano, I. M., Guarino, L. Cortical blood flow and cerebral perfusion pressure in a new noncraniotomy model of subarachnoid hemorrhage in the rat. Stroke. 26, 1086-1091 (1995).
  37. Kuge, Y., Minematsu, K., Yamaguchi, T., Miyake, Y. Nylon monofilament for intraluminal middle cerebral artery occlusion in rats. Stroke. 26, 1655-1657 (1995).
  38. Laing, R. J., Jakubowski, J., Laing, R. W. Middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats. Which method works best? Stroke. 24, 294-297 (1993).
  39. Longa, E. Z., Weinstein, P. R., Carlson, S., Cummins, R. Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats. Stroke. 20, 84-91 (1989).
  40. Schmid-Elsaesser, R., Zausinger, S., Hungerhuber, E., Baethmann, A., Reulen, H. J. A critical reevaluation of the intraluminal thread model of focal cerebral ischemia: evidence of inadvertent premature reperfusion and subarachnoid hemorrhage in rats by laser-Doppler flowmetry. Stroke. 29, 2162-2170 (1998).

Tags

רפואה גיליון 77 הנדסה ביו רפואית אנטומיה פיזיולוגיה נוירוביולוגיה מדעי המוח התנהגות כירורגיה Therapeutics ניתוחים טכניקות ניתוחיות חקירה מדעי חיים (כללי) מדעי התנהגות מודלים בבעלי חיים שבץ איסכמיה הדמיה מרכז מוחי עורק מודל חיה חסימת כלי דם מודל מכרסם טכניקות ניתוחיות,
חסימת כלי דם מוחי בלתי הפיך<em&gt; דרך</em&gt; Ligature וחיתוך רוחב זוגי
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Davis, M. F., Lay, C., Frostig, R.… More

Davis, M. F., Lay, C., Frostig, R. D. Permanent Cerebral Vessel Occlusion via Double Ligature and Transection. J. Vis. Exp. (77), e50418, doi:10.3791/50418 (2013).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter