Waiting
Login processing...

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

Medicine

Постоянный церебральный окклюзия судна 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

Опишем высоко воспроизводимым методом для постоянной окклюзии грызунов основных церебральных кровеносных сосудов. Этот метод может быть достигнуто с очень небольшим повреждением периферических, минимальные потери крови, высокий уровень долгосрочное выживание и в соответствии объем инфаркта соизмеримый с человеческим клинических населения.

Abstract

Инсульт является одной из ведущих причин смерти, инвалидности и социально-экономические потери по всему миру. Большинство все штрихи в результате прерывания кровотока (ишемии) 1. Средней мозговой артерии (МСА), обеспечивает большую часть крови к боковой поверхности коры 2, является наиболее распространенным сайт человеческой инсульт 3 и ишемии на его территории может привести к обширному дисфункцию или гибель 1,4,5. Пережившие ишемического инсульта часто страдают потерей или нарушением возможности двигателя, сенсорного дефицита и инфарктом. В попытке захватить эти ключевые характеристики инсульта, и тем самым развивать эффективное лечение, большой акцент делается на животных моделях ишемии в MCA.

Здесь мы представляем метод постоянной закупорки кровеносных сосудов коркового поверхности. Мы представим этот метод на примере соответствующих окклюзии судно, которое моделирует наиболее распространенный тип, расположение и OUTCOMе человека инсульт, постоянные окклюзии средней мозговой артерии (pMCAO). В этой модели, мы подвергать хирургическим MCA во взрослой крысы, а затем закрывают через двойные лигатуры и перерезка сосуда. Это pMCAO блокирует проксимальных корковых филиал MCA, вызывая ишемию во всех MCA территории коры, большая часть коры головного мозга. Этот метод окклюзии может также использоваться для окклюзии более дистальных отделах корковых сосудов с целью достижения более фокальной ишемии ориентации меньший области коры головного мозга. Основными недостатками pMCAO в том, что хирургическая процедура занимает несколько инвазивных как небольшой трепанации черепа требуется для доступа к MCA, хотя это приводит к минимальным повреждением тканей. Основными преимуществами данной модели, однако, являются: места окклюзии корректно определено, степень снижения артериального потока является последовательной, функциональной и неврологическими нарушениями происходит быстро, размер инфаркта является последовательной, и высокая выживаемость позволяет использовать длительные Термин хроническая оценки.

Introduction

Для того, чтобы индуцировать ишемических состояний, которые эффективно имитировать человеческое ишемический инсульт, инсульт несколько моделей животных широко используются, с различной объема инфаркта в результате. В фототромботического модель, мозг облучают через неповрежденную черепа использованием лазерного излучения после внутривенного введения светочувствительного вещества (например, бенгальского розового), в результате фотохимической коагуляции, блокирование облученного сосудов и ишемия в окружающие ткани 6, 7. Фототромбоза может привести к очень маленьким, изолированные области инфаркта и обычно используется как средство моделирования "мини-ударов" или "микро-ударов".

Более широкое применение техники для индукции ишемического инсульта, особенно в средней мозговой артерии (MCA), является внутрипросветного модель мононити 8, в которой нити хирургическим путем вводится в наружную сонную артерию и продвинулись, пока наконечник перекрывает основание MCA. PRIМария задача внутрипросветных окклюзии нити высокой смертностью (70%, когда MCA поглощается в течение 3 часов, соответствующие моменту времени для хода исследования) 9. Другие проблемы с методом включены возможные субарахноидального кровоизлияния, неполные окклюзии, и переменный объем инфаркта 10,11. Эта модель приводит к обширным инфарктом степени как в коре и подкорково 12, и модели массивных человека инсульт.

Хотя оба микро-и обширный инсульт модели важны, человеческие Обычно удары где-то посередине. В крупных клинических исследованиях, инсульт инфаркт диапазоны в размере от 28-80 см 3, что в переводе с 4.5-14% от ипси-ишемическая полушарии 9. Для сравнения, наши крысы pMCAO размер инфаркта в диапазоне от приблизительно 9-35 мм 3, которая составляет от 3 ​​до 12% от ипси-ишемических полушарии. Наши pMCAO модели, таким образом, напоминает человека ишемического инсульта объемы инфаркта мозга процентобъема.

В дополнение к моделированию структурных повреждений инсульта, pMCAO результатов в функциональных и поведенческих дефицитов похоже на состояние человека. Как минимум, эффективные модели инсульта приводит к дефициту движения контралатеральной повреждение хода 13-15, потери или нарушения чувствительности и моторной функции 16,17, потери или разрушения вызвала активность нейронов 16,18, снижение мозгового кровотока 19, 20, 21,22 и инфаркта. Соответственно, наши pMCAO моделей серьезной окклюзии средней мозговой артерии приводит к инвалидности, потеря функции в сенсорной коре (и соседних коры), нарушению нейронной активности, резкому сокращению кровотока MCA, и инфаркт-признак атрибутами ишемического инсульта 23 -25, поэтому выступающей в качестве эффективной модели человеческого инсульта.

Процедурном pMCAO включает небольшой трепанации черепа, в которых мы осторожно удалить черепа и оболочки из2 х 2 мм "хирургического окна» по начальной (M1) сегмент СМА, незадолго до первичной бифуркации MCA в передних и задних корковых ветвей (рис. 1А и 1В). Проходим половину кривой Режущая иглы и нити шва (6-0 шелк) через слой мягкой мозговой оболочки мозговых оболочек, ниже и выше MCA поверхности коры (см. Таблица специфических реагентов и оборудования для хирургических материалов, необходимых для проведения pMCAO ). Мы затем связать двойные лигатуры, затяните два узлы вокруг MCA, и секут судна между двумя узлами. Двойные лигатуры и рассечение происходит через M1, расположенной по периферии lenticulostriate ветвления, так что только корковых ветвях MCA-страдают таким образом, только корковых инфарктов (без подкорковые повреждения) происходит 26,27 (рис. 2). Хотя человека инсульт, часто включает в себя подкорковые инфаркты, моделирование этого у грызунов требует увеличения инвазивности (закупорки сосудов головного мозга до коркового Branchiнг, требует обращения к артериям через сонную артерию на шее и требует дополнительных окклюзии) в технике и усиление изменчивости размера инфаркта. Модели, описанные здесь, могут быть выполнены более проксимально, как доступ к ранее ветвей ФВТ не возможно с помощью простой краниотомия. Хотя это может быть хирургическим путем можно вызвать с помощью подкорковых инфарктов pMCAO, окклюзия повлечет за собой крайне инвазивной процедурой и, следовательно, не является идеальным.

Эффективность окклюзии может быть подтверждено с помощью лазерной доплеровской или лазерной спекл-изображений 12,24,25 (рис. 3), или гистологическое посмертные (рис. 2). Следует отметить, что предыдущие исследования показали, что сенсорная стимуляция может играть важную роль в эволюции и исход инфаркта; обеспечить защиту от повреждений при приеме в течение 2 ч pMCAO и вызывая увеличение ударного повреждения при введении в 3 часа после pMCAO 24,25,28. Мы подтвердили, что в 5 часов после pMCAO, стимуляция больше не влияет на результат (неопубликованные данные). Таким образом, сенсорная стимуляция субъектов должны быть сведены к минимуму в течение 5 часов после получения pMCAO объемы инфаркта с минимальной изменчивостью. Соответственно, наша группа не проходит "необработанным контролем" такого типа, сохраняя крыс под наркозом в течение 5 ч после pMCAO, в темноте, с минимальным сенсорной стимуляции, и прямо не усов стимуляции.

Кроме того, следует отметить, что случайные изменения в структуре МСА, в том числе чрезмерного ветвления, несколько первичных сегментов или отсутствие связи артерии может происходить с частотой от 10 до 30% взрослого мужчины Sprague Dawley крыс 29,30. Если нарушения в MCA наблюдаются, желательно не использовать эту конкретную тему, как добавление животных с такими сосудистые аномалии увеличится инфаркта изменчивости.

Кроме того, существует несколько практических аспектов оUR процедуры, которые делают этот метод окклюзии выгодным для хода расследования. Во-первых, швы могут быть размещены вокруг артерии, но не затянуты, чтобы собрать базовую оценку, а затем после ишемии оценка после лигатуры и рассечения. Таким образом, хирургическая подготовка необходимых для эффективной окклюзии контролировали в течение предметов. Поскольку объектами может оставаться неподвижным или в стереотаксической раме всей окклюзии, можно проводить экспериментальные оценки каждого субъекта до, во время и после окклюзии без перемещения объекта или нарушения любого экспериментального оборудования, используемого 25,28. Кроме того, эта процедура приводит к очень низкой смертности, даже в возрасте субъектов грызунов 21-24 месяцев (эквивалент пожилого человека) 31, и поэтому может быть использован для оценки лечения инсульта у крыс, которые более точно смоделировать наиболее распространенных возрасте от инсульта страдает 25,28. Судно transectioN также выполняет несколько практических целей. Отсутствие кровотечение после рассечения подтверждает, что полной закупорки сосудов в обоих лигатуры сайтов. Кроме того, пересечение создает постоянное нарушение кровотока. Наконец, пересечение гарантирует, что любой поток крови обнаружены в дистальной части закупоренный сосуд должны происходить из другого источника.

Наконец, хотя мы конкретно описать этот метод для окклюзии МСА в этой рукописи и видео, те же технике двойного рассечения лигатуры могут быть применены к любому церебральный судна, которые могут быть доступны через краниотомия. Наша лаборатория, например, использованы pMCAO в сочетании с несколькими дополнительными постоянными окклюзии дистальных ветвей MCA для того, чтобы блокировать как первичный, и обеспечения притока крови 24 таким образом, чтобы аналогичные методы, призванные избирательно вызывать ишемию в первичной соматосенсорной коре 32.

В заключение, тего метод для постоянной окклюзии применительно к MCA близко моделирует три основные аспекты человеческой ишемического инсульта: наиболее распространенным расположение (MCA), тип (ишемии) и степени повреждения (инфаркт), связанные с человеческим клинической литературы инсульта. Кроме того, этот метод окклюзии может быть применено к одной или нескольких местах по всей окклюзии мозга, и может быть проведена в возрасте субъектов с высокой скоростью на выживание. Учитывая динамичное, постоянный, неинвазивный и относительно природы этого окклюзии, этот метод представляет собой дополнительный инструмент для доклинической оценки исследователей новых подходов для защиты от и лечения инсульта.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Приступая к работе: Требуется Хирургические инструменты

См. Рисунок 4

  1. Бормашины (Kavo стоматологического оборудования, модель: UMXL-TM), 2-сверло, и 3-сверло
  2. Два ~ 30 иглами подкожно
  3. Зубчатые пинцета с изогнутыми концами дополнительно (может быть полезно, но не обязательно)
  4. Два штрафа пинцет наконечник
  5. кусачки
  6. Шовные нити
  7. Микро-ножницы

2. Создание хирургической окно

  1. Анестезия: Процедуры в соответствии с руководящими принципами NIH и были одобрены UC Irvine уходу и использованию животных комитета. Экспериментальные предметы 295-400 г самец крысы Sprague Dawley (Charles River Laboratories, Wilmington, MA, США) и следующую процедуру анестезии следует использовать:
    1. Введите крыс внутрибрюшинно с фенобарбиталом натрия болюса (55 мг / кг массы тела), а затем внутримышечно атропин (0,05 мг / кг, BW) в чIND ногу, и вводили 3,0 см 5% раствора декстрозы в воде подкожно.
    2. Дополнение пентобарбитала натрия (27,5 мг / кг массы тела) инъекции по мере необходимости. Администрирование глазной мази с антибиотиком для глаз для защиты роговицы в течение следующих процедур. Администрирование 5% раствора декстрозы (3 мл) и атропин (0,05 мг / кг, BW) каждые шесть часов уменьшения выделений из дыхательных путей во время анестезии. Измерение температуры тела с помощью ректального датчика, и поддерживать температуру тела при 37 ° С с помощью саморегулируемых тепловых одеяло.
  2. Найдите MCA путем:
    1. Разбавление 2 х 2 мм изображения / визуализации окно над соматосенсорной коры с использованием размера HP 3 сверла, пока череп не является практически прозрачным, а затем прореживания до полной прозрачности с использованием размера HP 2 бурового долота. Расположение MCA может быть виден через это окно и его проксимального траектории использоваться для аппроксимации местоположения начального сегмента. MCA как правило, работают по диагонали этойОкно в ростральнее хвостового / брюшной спинной направлении (например, слева направо / снизу вверх, при просмотре левого полушария с точки хирурга зрения). Хирургический окно может быть создано выше, где наблюдатель оценивает M1 сегмента (проксимально по отношению к кортикальной ветвления), расположены на основе дистальных ветвей видны через первое окно. Для того чтобы минимизировать количество черепа, который удаляется для того, чтобы получить доступ к СМА, изображения / визуализации окна должны быть расположены близко к, но отдельно от хирургических окна.
      Или
    2. Небольшое хирургическое окна должен располагаться приблизительно 3 мм впереди и 1 мм сбоку от овального отверстия или нижнечелюстного нерва, рядом с трибуной арку 30,33,34. Для того чтобы эффективно получить доступ к штоку MCA (также известный как M1 сегмент), височной мышцы временно отраженный от поверхности черепа. (Примечание: В случае долгосрочной операции выживания, опыт нашей лаборатории была тхат, позволяя височной мышцы оставаться прикреплена на ее якорь, мышца будет повторно отжига относительно поверхности черепа, что позволяет здорового пищевого поведения и эффективного поддержания массы тела.
  3. Последующие MCA в ростральной, вентральной углу окна изображения (при использовании этого в качестве ссылки), чтобы оценить, как исходное корковой ветви лежит.
  4. Создайте новый тонкий череп региона (мы называем это хирургическая окне) слегка ростральные через брюшную полость до визуализации окна (если использовать это в качестве ссылки), где M1 сегменте (до корковых ветвления) СМА должна быть. ВАЖНО: Оставьте примерно 2 мм между изображениями окна (если использовать это в качестве ссылки) и хирургическое окна.
  5. Найти ствола СМА (также известный как M1 сегмента) непосредственно перед корковых разветвления артерии, как показано на фиг.1А и 1В.
  6. Использование размеров HP-3 сверла, тонкие черепа над предполагаемой M1 расположения сегмента. Когдачереп становится несколько прозрачных, переключитесь на более тонкие размеры HP-2 сверла и тонкие черепа, пока он не является полностью прозрачным. Подтверждение визуально как хирургические область окна становится достаточно тонким, чтобы посмотреть в сосудистой сети, и оценивать местоположение M1 в этой точке и заполнить окно, так что имеется 2-3 мм по обе стороны от длины М1 сегмента (это позволяет место для вставки и выхода нити иглы по обе стороны от MCA).

ВАЖНО: остановить истончение когда толщина черепа похож на полиэтиленовой пленкой. Судно будет разрыв, если сверло прорывается черепа и оболочки. Если черепа не достаточно тонким, с другой стороны, удаление его для окклюзии будет трудным и может привести к повреждению коры или артерию.

  1. Возьмите 30 размера (30 г) подкожной иглой и согните кончик иглы, используя зубчатые пинцетом.
  2. Используйте иглу 30 G для прокола черепа уходаполностью в области, не непосредственно над артерией. Используйте этот прокол, чтобы пинцет, чтобы понять черепа и осторожно удалите разбавленной площадь хирургического окна.
  3. Возьмите новый G 30 необходимо, согните его кончик, как в шаге 6, и осторожно удалите твердую мозговую оболочку.

ПРИМЕЧАНИЕ: резки твердой мозговой оболочки приведет к его отогните MCA и станет более заметным, в результате пониженном давлении.

3. Окклюзии MCA

  1. Используйте кусачки, чтобы обрезать половину кривой шов Режущая игла (круглая 3/8, 16 мм шовные иглы) до примерно 3-5 мм.
  2. Заправьте обрезанного шва иглу, как показано на рисунке на рисунке 4Е. ВНИМАНИЕ: Очень важно, что игла имеет резьбу, так что оба конца шовной нити имеют эквивалентную длину. Это позволяет вытягивать как концы нитей под M1 в то же время, игла может быть свободного кроя оставив две длины нити, чтобы связать два узла вокруг MCA.
  3. Используйте пинцет зубчатые скольжения шва иглу под M1. Вставьте около 0,5-1 мм расстояние от MCA, оставаясь как мелкие, как можно так, чтобы минимизировать повреждения коры, но избегая слишком много нагрузки на MCA, а также.
  4. Когда шов игла выходит с другой стороны так, что он находится под MCA, использовать тонкий пинцет наконечник (как показано ниже), чтобы вытащить кончик иглы шва с противоположной стороны, продолжая кормить или толкать другой конец шовного игла с зубчатым наконечником пинцетом.
  5. Как только шов игла полностью проходила под MCA и вынут, продолжать тянуть на иглу шов или поток до длины нити не станет равным по обе стороны от MCA. Нажав на нить, как она подается через, чтобы минимизировать нагрузку на MCA может быть полезно, чтобы предотвратить разрыв как нить проходит под артерией.
  6. Обрежьте нить близко к шовные иглы.
  7. Используйте оба прекрасно пинцетом точки, чтобы распутать двух полученных в результате нити шовногос таким, что существует два независимых потока нанизаны под MCA, которые не соприкасаются. В идеале потоки будут составлять около 1 мм друг от друга, где они проходят под MCA.
  8. Используйте оба прекрасно пинцетом точки, чтобы связать два отдельных узлов (два лигатур) с нитями вокруг MCA пытается утверждать, что ~ 1 мм пространство между узлами, чтобы места для рассечения.

Примечание: Если внутренний контроль фиктивные желательно, готовят окклюзии оставляя окклюзии узлов свободно таким образом, что они не ограничивают MCA вообще и собирать данные перед затягиванием узлов и резки судна. Обрежьте нить, чтобы предотвратить его ловить на что-либо до окклюзии, но оставить достаточно нити, чтобы ужесточение узлов позже. Таким образом, любое изображение базового или сбора данных может быть выполнена со всеми же хирургическое вторжение как закупорка и узлов затягивается в соответствующий момент времени с небольшой задержкой.

  1. Как только узлы имеют бытьEN натянута, используйте ножницы, чтобы микро секут M1 между двумя узлами.
  2. В случае долгосрочного исследования выживания:
    1. Шовный надрезают кожу головы лоскут на место стерильной хирургической нити или закрепите ткань с использованием стерильных клипов раны.
    2. Администрирование антибиотики местно в область раны (например, мазь бацитрацин) и системно на профилактический инъекции ампициллин (150 мг / кг внутримышечно).
    3. В то время как предмет по-прежнему управлять анестезией офтальмологических мазь с антибиотиками для глаз.
    4. Администрирование дополнительных атропин (0,05 мг / кг внутримышечно) для уменьшения выделений из дыхательных путей во время анестезии.
    5. Введите флуниксин меглумин (1,1 мг / кг) подкожно в конце операции и снова на следующее утро (~ 12 ч позже) для обезболивания.
    6. Место животное на сухой, теплый, наклонные поверхности, так что животные нос выше хвоста по наклонной (это облегчает дыхание, пока животное не спит). </ Li>
    7. Следить за животным, пока он не проснулся и перемещение безопасно само по себе.
    8. Как только животное обратно в виварии, активность животного, внешний вид, вокализации и кормления и поения поведение должно контролироваться ежедневно.

4. Эвтаназия

  1. По завершении каждого эксперимента, крысы должны быть умерщвлены с фенобарбиталом натрия (2-3 мл, внутрибрюшинно).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Успешное окклюзии сосуда может быть подтверждена с помощью лазерного спекл-изображений (LSI) среди других методов кровотока изображений. Кровоток в основных корковых ветвей ФВТ должна упасть до ~ 25% от исходного уровня или меньше следующие окклюзии в зависимости от уровня шума в системе регистрации и чувствительность метода. См. Рисунок 3 для изображения LSI представитель сегмента корковых филиал MCA до и после окклюзии МСА. При описанном окклюзии метод применяется к MCA в M1 сегменте, блокируя все корковых ветвей ФВТ и сенсорной стимуляции предотвращено в течение ~ 5 часов следующих окклюзии, в результате корковых инфаркт 28,4 ± 2,4 мм 3 (для представителя корональной ломтик 2,3,5-трифенил-тетразолием хлорида [TTC] окрашенных мозг с описанием обнаруженного повреждения, см. рисунок 2; бледные неокрашенные область соответствует инфаркт) 25.


Рисунок 1. Желтые стрелки указывают приблизительное местоположение pMCAO в сегменте M1. Этот пример включает окклюзии MCA окклюзии, расположенной по периферии lenticulostriate ветвления, до всех корковых ветвления, отрезав кровоснабжение кортикальной ветви только. (А) Схема MCA на боковой поверхности коры. (B) корональной вид приблизительный MCA корковых и подкорковых филиалах. Обратите внимание, что окклюзии MCA проксимальнее lenticulostriate ветвления приведет корковых и подкорковых инфарктов, хотя доступ к этой области требует относительно инвазивных хирургических процедур. Нажмите здесь, чтобы увеличить рисунок .


Рисунок 2. Одного представителя от корональной кусочек мозга крыс показывает инфаркта в результате pMCAO (при соблюдении мер предосторожности, чтобы минимизировать защитной сенсорной стимуляции в течение 5 часов следующих окклюзии). 2,3,5-трифенил-тетразолия хлорид (ТТС) решения пятна красновато здоровых тканей и выходит из области клеточной смерти или инфаркта (показано стрелкой) бледно. Обратите внимание, что из-за расположения окклюзии (до всех MCA корковых отделов, но дистальнее подкорковых филиалы) только корковых инфарктов наблюдается, и высоко миелинизированные областей мозга не занимают решения TTC и, поэтому, остается белый цвет, несмотря на бытие структурно нетронутыми.

Рисунок 3
Рисунок 3. Изображение изображает поток в части одной корковой ветви MCA до иосле pMCAO изображение получено с помощью лазерной спекл-изображений (LSI). Теплые цвета указывают на сильный поток. Описанные MCA филиал отчетливо видна обходе базового изображение (слева) из нижнего левого в верхний правый углы и исчезает после pMCAO. Примечание: иногда некоторые минимальные доказательства поток остается в той или иной отрасли, но после pMCAO уровня должна снизиться до 20% или менее от базового потока для подтверждения окклюзии успеха.

Рисунок 4
. Рисунок 4 хирургические инструменты, необходимые для pMCAO (A) Дополнительный тонкий пинцет Грефе -.... 0,5 мм Советы небольшим изгибом (B) с керамическим покрытием Дюмон # 5 пинцет (C) Дополнительная тонких ножниц Бонне, прямой (D) Круглый 3/8 (16 мм) шовные иглы (E). ПРИМЕЧАНИЕ: шовные иглы может быть SHortened помощью кусачек соответствии с предпочтениями пользователя. После укорачивания с кусачками, шовные иглы должны быть стерилизованы. (F) 6-0 плетеный шовный материал Шелковый. (G) 30 иглы, ½ в длину.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Этот протокол был разработан для того, чтобы вызвать ишемию в коре грызунов, и делать это с минимальными периферийного воздействия на испытуемых. Двойной прикус и перерезка метод позволяет для визуального подтверждения того, что судно было постоянной окклюзии, и может быть выполнена без чрезмерного вторжения или повреждения тканей, а также с высокой выживаемости. Этот протокол окклюзии может быть применен к любому корковых судна, которые могут быть доступны через краниотомия для того, чтобы вызвать ишемию в пределах определенного кортикальной области. Кроме того, такие окклюзии может быть выполнена, пока животное находится в стереотаксического аппарата позволяя одновременное использование различных исследуемых методов, таких как функциональной визуализации или электрофизиологические записи. Это делает этот окклюзии техника, применимая к широкому спектру экспериментальных конструкций, в том числе в теме-расследование. Например, оценка может быть выполнена в исходном со швами на месте вокруг артерийY (но перед закреплением швов и рассечение), в течение ишемического начало, и в любом почтовом окклюзии момент времени требуется.

Успешное выполнение этой окклюзии зависит от двух важных шагов. Во-первых, надлежащим визуализации целевого сосуда имеет решающее значение для индуцирующих ишемии. Окклюзия на прилегающей проксимальных или дистальных в нужное место (в нашем типичном случае, просто проксимальных к основной передней / задней корковой бифуркации MCA) может привести к большой степенью изменчивости объема инфаркта, поэтому следует соблюдать осторожность, чтобы подтвердить надлежащее место окклюзии и рассечения. Во-вторых, прохождение шва иглу вокруг целевой артерии требует тщательной и точной техники. По необходимости, шов будет проходить через самый поверхностный слой коры непосредственно под артерии. Следует проявлять осторожность, чтобы избежать дайвинга слишком глубоко внутри поверхности коры, так как это может привести к разрыва сосуда, кровотечение или повреждение мозга на Occlusion сайта. В то время как многие виды окклюзии кровеносных сосудов хирургические инструменты имеются, наша лаборатория была самая половина успеха, используя кривую шовные иглы, усеченные в соответствии с экспериментатором предпочтения. Используется в сочетании с ультра-тонким пинцетом, этот инструмент позволяет пользователю передавать шовные нити ниже артерии и выше поверхности коры с минимальным повреждением тканей.

После успешного завершения окклюзии, инфаркта ограничена коры одни (см. диаграмму 2). В связи с использованием этого метода окклюзии модели MCA инсульт, это может иметь важные последствия для исследователей, учитывая, что многие MCA пациентов, перенесших инсульт поддерживать инфаркта в обеих коры и базальных ганглиев. Тем не менее, наша лаборатория способствует этому окклюзии метода применительно к MCA более такие методы, как внутрипросветные шва учитывая последние данные, что нарушение жевания, глотания, нарушение двигательной происходят в 47% всех предметов, которые подвергаются intralumiНАЛ шва 35, нарушение перфузии головного мозга и снижение спонтанной двигательной активности в результате снижения поглощения пищи и воды также способствуют бедных неврологическое восстановление у крыс после внутрипросветные шва 36-40. Трумэн и соавт. 2011 также сообщили ненормальное питание, нарушение поведения пить и сенсомоторной инвалидности (как количественно задачу удаления клея) после этой процедуры 11. Чрезвычайно важно, мы наблюдали то же поведенческих дефицитов в фиктивный внутрипросветные животных шва 11. В результате внутрипросветные шва может добавить серьезных сопутствующих факторов доклинических исследований инсульта, многие из которых непосредственно связаны с хирургической процедурой, а не с церебральным ишемическим инсультом.

Невозможно смоделировать переменной этиологии и патологии человека ишемического инсульта - на самом деле такой высокой степени изменчивости бы нежелательно в экспериментальной модели. Ход исследования на животных должны insteaD сосредоточиться на производстве в результате все больше подобных человеческому повреждение хода и дефицита при попытке модели этиологии как наилучшее. Мы полагаем, что минимально инвазивной природы, окклюзии СМА в результате ишемии, инфаркта, что сопоставимо с человека ишемии MCA, и способность включать несколько исследуемых методов наряду pMCAO может сделать этот метод является привлекательной альтернативой для некоторых доклинических инсульта следователей. Кроме того, окклюзия моделируется методом здесь pMCAO обеспечивает альтернативный, минимально инвазивных, эффективное средство для закупорки любой поверхности кортикального судна.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы не имеют ничего раскрывать в это время.

Acknowledgments

Работа выполнена при поддержке Американской ассоциации сердца Predoctoral стипендий 788808-41910, NIH-NINDS NS-066 001 и NS-055 832, и Центр слуха Исследование NIH Обучение Грант 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

Медицина выпуск 77 биомедицинской инженерии анатомии физиологии нейробиологии неврологии Поведение хирургии терапии хирургических вмешательств оперативный методов расследования наук о жизни (общий) поведенческих наук животных моделях Ход ишемия изображениями средней мозговой артерий окклюзии сосудов грызунах хирургические методы модели животных
Постоянный церебральный окклюзия судна<em&gt; С помощью</em&gt; Двойной лигатура и Перерезка
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