Login processing...

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

Medicine

Reproducable الشلل النصفي عن طريق الشريان الأورطي الصدري انسداد في نموذج الفئران من الحبل الشوكي نقص التروية، ضخه

doi: 10.3791/50910 Published: March 3, 2014

Summary

عدم فهم الآلية من الحبل الشوكي إصابة نقص التروية، ضخه أعاق المزيد من ملاحق لمنع الشلل النصفي بعد العمليات الأبهر مخاطر عالية. وبالتالي، فإن تطوير نماذج حيوانية أمر حتمي. يوضح هذا المخطوط أقل الشلل أقصى استنساخه التالية انسداد الشريان الأبهر الصدري في نموذج الفئران.

Abstract

خلفية
تواصل السفلى الشلل إلى تعقيد التدخلات الأبهر. عدم وجود فهم علم الأمراض الكامنة أعاق التقدم للتقليل من حدوث هذه الإصابة. يوضح النموذج الحالي أقل الشلل أقصى استنساخه التالية انسداد الشريان الأبهر الصدري.

طرق
تم تخدير الفئران الكبار C57BL6 الذكور مع isoflurane و. من خلال شق cervicosternal تعرضت الشريان الأورطي. تم تحديد تنازلي الشريان الأورطي والشرايين تحت الترقوة اليسرى الصدري دون المدخل إلى الفضاء الجنبي. وأعقب Skeletonization هذه الشرايين عن طريق الإغلاق الفوري (الشام) أو انسداد لمدة 4 دقائق (نقص التروية معتدلة) أو 8 دقيقة (نقص التروية لفترة طويلة). أغلقت القص والجلد ونقلت الماوس إلى الفراش الاحترار لتحقيق الانتعاش. بعد الانتعاش، تم الحصول على تحليل وظيفي في 12 ساعة فترات حتى 48 ساعة.

= "jove_content"> النتائج
وأظهرت الفئران التي خضعت لجراحة صورية لا العجز أطرافهم هند ملاحظتها. وكان تعرض الفئران لنقص التروية معتدلة لمدة 4 دقائق عجز وظيفي في الحد الأدنى 12 ساعة تليها التقدم إلى شلل تام في 48 ساعة. وكان تعرض الفئران لنقص التروية لفترة طويلة والشلل الفوري مع أي تحرك القائمة الخلفية يمكن ملاحظتها في أي نقطة في فترة ما بعد الجراحة. لم يكن هناك أثناء العملية يلحظ أو وفيات بعد العملية.

استنتاج
لا يمكن أن يتحقق استنساخه انخفاض شلل الطرف سواء المباشرة أو تأخير في نموذج الفئران. بالإضافة إلى ذلك، باستخدام القص وسيطة وتشريح دقيق، ومعدلات البقاء على قيد الحياة عالية، واستنساخ يمكن تحقيقه.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

تواصل السفلى الشلل إلى تعقيد التدخلات الصدرية البطنية. إصابة، والمعروفة باسم الحبل الشوكي إصابة نقص التروية، ضخه (SCIR)، يؤدي إلى الشلل في ما يصل الى 20٪ من المرضى عالية المخاطر 1. ملاحق الجراحية مثل اليسار لتغيير شرايين القلب، قطني المصارف السوائل cerbrospinal، اعتقال الدورة الدموية منخفض الحرارة وربي الشريان إعادة الزرع قد قلل من حدوث هذه المضاعفات ومع ذلك، لا تزال كثيرة جدا المرضى أن تتأثر.

وينظر سريريا، نقص التروية الحبل الشوكي وضخه إصابة إما فورا أو تأخير الشلل بعد تدخل 3. ومع ذلك، فقد تم خنق فهمنا لهذه الاصابة بسبب عدم وجود تفاصيل الآلية. ونتيجة لذلك، تتوفر للتخفيف من الإصابة مرة واحدة وقعت فيها عدد قليل من الخيارات.

نكون بذلك قد جند حيوان، الفئران، نموذج صغير من نقص التروية الحبل الشوكي، وإصابة ضخه لتميز أفضل المرضية لها. غالبية الدراسات حتى الآن قد استخدمت النماذج الحيوانية أكبر لتوصيف هذه الإصابة، وهي الفئران 4، 5 أرنب، والخنزير 6 نماذج. ومع ذلك، تقتصر هذه نفقتهم والتعقيد، استنساخ متغير، والأهم من ذلك، عدم وجود التقنيات المتاحة للتلاعب الجيني. الأكثر موثوقية هذه النماذج الحيوانية نشرت ينطوي infrarenal لقط عبر من الشريان الأورطي البطني في الأرانب. ومع ذلك، الخلايا العصبية في العمود الفقري الأمامي الإنسان غالبا ما تستمد إمداداتها الأوعية الدموية من أكثر الفروع الدانية 7. تشريح الأوعية الدموية متغير من الحبل الشوكي في هذه النماذج يضيف إلى صعوبة في الانتقال نتائجها في الاستخدام السريري.

يقدم هذا المخطوط نموذجا للالشلل النصفي الفوري أو تأخير التالية انسداد الشريان الأبهر الصدري وهذا هو ذات الصلة سريريا وسهلة لتوظيف. التعرض للقوس الأبهر عبر sternoto مصغرةبلدي هو أقل الغازية ويمكن استخلاص النتائج استنساخه للغاية مع الحد الأدنى من معدلات الاعتلال والوفيات. في حين أن هذا النموذج لا يخلو من التحديات في والفروق الفنية، وهذه يمكن التغلب عليها مع تشريح دقيق ومعالجة الأنسجة لإنتاج نموذج من الشلل أطرافه الخلفية التي يمكن تنفيذها بسهولة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1. التحضير قبل الجراحة والتخدير

  1. تأكد من مراقبة تقنية معقمة في جميع أنحاء الداخلي. وضع كل الصكوك.
  2. بدوره على سرير التحكم في درجة الحرارة قبل تحريض التخدير بحيث قد يصبح دافئا إلى درجة الحرارة المناسبة (36.5 درجة مئوية). السلطة على الشاشة نضح دوبلر الليزر بحيث يمكن التمهيد خلال الاستقراء.
  3. ضع الماوس في غرفة تحريض.
    1. ترصد بدقة معدل التنفس من الفأرة خلال الاستقراء.
    2. بمجرد أن معدل التنفس وتباطأ بصريا، وإزالة الماوس من غرفة تحريض.
    3. أداء قرصة أخمص قدميه لتقييم كفاية مخدر.
  4. مع الماوس تخدير بشكل صحيح، والماوس مكان في موقف ضعيف.
  5. إدراج الوجه في مخروط الأنف وتأمين جميع الأطراف إلى طاولة التدفئة.
    1. إيلاء اهتمام خاص لضمان أن يتم تأمين الحدود القصوى في موقف التشريحية، مع عدم وجود deviatiإلى جانب واحد. إذا تم وضع الماوس بشكل غير صحيح، فمن الصعب تجنب الداخلية transection الشريان الصدري أثناء القص.
  6. استخدام كليبرز أو المتاحة تجاريا كريم إزالة الشعر، إزالة الشعر من الصدر خط الوسط واليسار السفلي السطح البطني أقصى.
    1. في حالة استخدام كريم إزالة الشعر، وتجنب ترك كريم في مكان أكبر من 30 ثانية، ويمكن أن تحدث حروق القلويات كما.
  7. عاير متقلبة تركيز المرذاذ مخدر للحفاظ على التخدير الملائم.
    1. الكسور المرذاذ المتوقعة هي بين 1-5٪ باستخدام isoflurane ومع تدفق عالية O 2.
    2. وينبغي معاير متقلبة تركيز المرذاذ مخدر للحفاظ على التخدير أثناء العمليات الجراحية التحفيز مع الحفاظ على التنفس من تلقاء أنفسهم.

2. التنسيب المستقيم مسبار الليزر دوبلر

  1. إدراج مشحم التحقيق المستقيم في المستقيم الفأر. تأمين في مكان لاوبرating السرير.
  2. ضبط السرير التدفئة للهدف من درجة حرارة الجسم 36.5 درجة مئوية.
  3. جعل شق صغير فوق الشريان الفخذي من الماوس وتشريح الجلد بعيدا عن الأنسجة تحت الجلد.
  4. إدراج الليزر دوبلر التحقيق أكثر من شريان الفخذ.
  5. ضبط المواقف التحقيق حتى يسجل رصد نضح أكبر من 800 وحدة الارواء.
    1. التحقيق آمنة راسخة في مكانها. يمكن تأمينها بشكل غير صحيح تحقيقات ديك القياسات نضح منخفض زورا.

3. تشريح قوس الأبهر / الشريان تحت الترقوة

  1. جعل 2 سم شق الجلد فوق الشق القصية وبلطف تشريح الجلد بعيدا عن الأنسجة تحت الجلد.
  2. تشريح الغدة تحت الفك السفلي الحرة.
    1. في حالة حدوث نزيف، ضغط لطيف يمكن تطبيقها مع مسحة القطن.
    2. تقسيم الغدة تحت الفك السفلي عن طريق خط الوسط في الطائرة اوعائي.
  3. رفع بلطف القص مع ملقط واستخدام scissORS جعل 1 سم خط الوسط القص من خلال خط الوسط من القص. أي انحراف عن خط الوسط يمكن أن يؤدي إلى نزيف الشريان الثديي الداخلي والتي سوف يكون من الصعب السيطرة عليها.
  4. وضع الغرز 5-0 التراجع على كل جانب على حافة القص وسحب القص تأمين أفقيا الغرز إلى السرير التشغيل. تجنب وضع الغرز تراجع أفقيا أيضا لمنع pneumothoraces.
  5. باستخدام تشريح حادة عضلات حزام مجانا على طول القصبة الهوائية. يمكن تقسيم العضلات حزام غادر مع مقص لتحسين التعرض.
  6. تشريح تحرير الغدة الصعترية من الأنسجة المحيطة. يواصل تشريح حادة حتى يتم تصور الأوعية الدموية الكبرى. استخدام الحذر الشديد لمنع دخول في الفضاء الجنبي.
  7. وضع المشابك الأوعية الدموية على قوس الأبهر والشريان تحت الترقوة اليسرى.
  8. وقد تعطلت تحقق من تدفق البعيدة بشكل مناسب. سيتبين هذا كتخفيض> 90٪ في وحدات الارواء.
    1. تواصل انسداد للعشاقالأحمر لمدة 4-8 دقيقة.
  9. إزالة المشبك الأوعية الدموية والتحقق من الارقاء قبل إغلاق الصدر.

4. إغلاق القص والجلد

  1. إزالة خياطة تراجع على الجانب الأيسر من الفأرة.
  2. إغلاق القص مع الحق في التراجع خياطة.
    1. A خياطة القصية واحد (باستخدام غرزة تراجع ضعت سابقا) هي كافية لإغلاق القصية. وضع غرزة أخرى لا لزوم لها، ويزيد مخاطر استرواح الصدر والنزف.
  3. وثيقة الجلد مع تشغيل 5-0 غرزة.

5. تقييم الانتعاش وبعد العملية الجراحية

  1. نقل الماوس لالانتعاش القفص. يجب وضع القفص على وسادة التدفئة على زيادة درجة الحرارة المحيطة من غرفة الإنعاش والحد من فقدان الحرارة للبيئة.
  2. عن كثب مراقبة الماوس عن علامات الضائقة التنفسية أو الاستيلاء النشاط. إدارة التسكين في المبادئ التوجيهية المؤسسة. Euthaالفئران nize فورا إذا لوحظ حجز أو ضيق في التنفس.
    1. CO 2 غرفة القتل الرحيم هو الأسلوب المفضل لدينا. خلع عنق الرحم هو خيار آخر إذا CO 2 غير متوفر.
    2. يمكن توقع الشفاء الكامل في 1-2 ساعة، اعتمادا على طول مخدر متقلبة والتركيز المستخدم.
  3. العودة إلى قفص الماوس العادي. وضع الطعام ومكان المياه على أرضية القفص.
  4. تقييم حالة عصبية في 12 ساعة باستخدام فترات باسو ماوس مقياس للتنقل 8.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

خضع لعملية جراحية الفئران صورية (ن = 3) أو انسداد الشريان الأبهر لمدة 4 (ن = 3) إلى 8 دقائق (ن = 3). تم متدرج الفئران بعد العمل الجراحي من قبل باسو ماوس نقاط (الشكل 1). كان الفئران التي خضعت لجراحة صورية أي عجز وظيفي يمكن ملاحظتها في أي لحظة بعد العمل الجراحي. وكان تعرض الفئران لنقص التروية المعتدلة (4 دقائق) بالقرب من وظيفة عادية القائمة الخلفية في 12 ساعة مع انخفاض تدريجي وظيفية لاستكمال الشلل بنسبة 48 ساعة. كان الفئران في مجموعة نقص التروية لفترة طويلة (8min) الشلل التام بعد الجراحة دون أي وظيفة استرداد (الشكل 2).

الشكل 1
الشكل 1. باسو سجل هدفا للهند وظيفة الاطراف موتور 8. نظام سجل للهند أطرافهم عصبي اختلال وظيفي متدرج من 0 (أي وظيفة) إلى 9 (الوظائ العاديعلى). اضغط هنا لمشاهدة صورة أكبر.

الرقم 2
الشكل 2. وظيفة ما بعد الجراحة هند-الاطراف. ومتدرج من شدة العجز العصبية باستخدام مقياس باسو ماوس في 12 ساعة بعد العمل الجراحي فترات حتى 48 ساعة. اضغط هنا لمشاهدة صورة أكبر.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

الشلل النصفي الثانوية لنقص التروية الحبل الشوكي ضخه هو نتيجة لمجموعة معقدة من الأمراض غير مفهومة 9. في حين أن هذا يعتبر الأكثر شيوعا بعد الجراحة الصدرية البطنية الأبهر، ومجموعة متنوعة من الشتائم أخرى مثل التشريح الأبهري، والصدمات النفسية، ظواهر صمي، التهاب الأوعية الدموية، وانخفاض ضغط الدم النظامية 10 يمكن أن يؤدي إلى الشلل النصفي. للحصول على مزيد من الفهم لهذه الإصابة وتقديم الأهداف المستقبلية للقضاء على هذه الإصابة، وأصبحت النماذج الحيوانية ضرورة.

المرضى المصابين بهذا التعقيد المعرض إما الشلل الفوري أو تأخير. هذا النموذج والبعض الآخر على نحو كاف موازية 11 توزيع ذات النسقين من الشلل ينظر سريريا. في حين نقص التروية المعتدلة (4 دقيقة) أنتجت الشلل تأخير، أدى نقص التروية لفترة طويلة (8 دقائق) في شلل فوري ودائم.

والنموذج المقدم له مزايا مقارنة مع تلك التي تتطلب آلateral بضع الصدر 12،13. التعرض القص وسيطة يترك التجويف الجنبي سليمة ويلغي الحاجة لintubations القصبة الهوائية أو اعادة الضغط السلبي في الفضاء الجنبي. سريريا، ويرتبط مع القص أقل بكثير الألم بعد العمل الجراحي في من بضع الصدر الجانبي وربما تقليل متطلبات مسكن بعد العملية الجراحية.

هذا النموذج لا يخلو من القيود. كما هو الحال مع نماذج أخرى، والجراحة الفئران لديها منحنى التعلم وتقنية جراحية جيدة أمر حتمي. يمكن أن الفئران الاستسلام بسرعة إذا لم يتم تشريح مع الرعاية. الأسباب الأكثر شيوعا للوفيات أثناء العملية هي النزيف أو استرواح الصدر. لتجنب نزيف قاتلة يجب أن يتم في القص خط الوسط. إذا تم إجراء القص أفقيا أيضا قد تحدث صفقة الشرايين الثديية الداخلية ونزيف اللاحقة. بالإضافة إلى ذلك، تشريح الخام من تنازلي الشريان الأورطي والشريان تحت الترقوة يمكن أن يؤدي إلى نزيف في سوف امرا صعبار أو المستحيل السيطرة عليها. Pneumothoraces هي مضاعفات قاتلة أخرى. هذه تحدث عادة خلال وضع الغرز التراجع أو تشريح الشريان الأورطي. إذا الغرز التراجع هي المكان أفقيا جدا أو لا يتم تشريح قوس الأبهر مع الرعاية يمكن أن يحدث استرواح الصدر وتكون قاتلة عالميا.

تحتاج مزيد من الخطوات لاستخدامها لضمان التكاثر. سوائية الحرارة أمر بالغ الأهمية. أثناء الجراحة يتم الاحتفاظ الفئران أقرب إلى 36.5 درجة مئوية وقت ممكن. وقد تبين حتى انخفاض حرارة الجسم معتدل في أن يكون لها آثار كبيرة في اعصاب النخاع الشوكي والسكتة الدماغية نماذج 14،15. وعلاوة على ذلك، وقياسات دوبلر الليزر يجب أن تراقب عن كثب وينبغي أن تدرج الفئران مع تخفيض 90٪ فقط في تدفق البعيدة للمقارنة. انسداد في الشريان الأورطي غير مكتملة أو تحت الترقوة الشرايين يمكن أن يؤدي إلى تدفقات والنتائج البعيدة العالي التي تختلف اختلافا كبيرا.

في الختام، فإن نموذج الفئران من لأقصى الشلل OWER قدم يمكن اعتمادها بسهولة، وتسفر عن نتائج استنساخه للغاية. يمكن لتطبيقات هذا النموذج قدم المحقق وسيلة لدراسة الشلل الفوري والمؤجل. علاوة على ذلك، اعتماد هذا النموذج قد يكون مفيدا في مكافحة هذه المضاعفات المدمرة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الكتاب تعلن أي المصالح المالية المتنافسة.

Acknowledgments

نود أن نشكر مؤسسة جراحة الصدر للأبحاث والتعليم لدعمها المالي لهذا المشروع.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
VMS Anesthesia Machine MDS Matrx
Isoflurane Vet One 13985-528-60 2.0% through nose cone 
Induction Chamber Vet Equip 941444
Heating Bed Vestavia Scientific
Lazer Doppler Monitor Moor Instruments VMS-LDF1
5-0 Suture, Polyester Surgidac VD-551 Taper Needle
Microdissecting Clips Biomedical Research Instruments 14-1030, 14-1060
Surgical Instruments Fine Surgical Instruments Forceps, needle holder

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Conrad, M. F., Ye, J. Y., Chung, T. K., Davison, J. K., Cambria, R. P. Spinal cord complications after thoracic aortic surgery: long-term survival and functional status varies with deficit severity. J. Vasc. Surg. 48, 47-53 (2008).
  2. Okita, Y. Fighting spinal cord complication during surgery for thoracoabdominal aortic disease. Gen. Thorac. Cardiovasc. Surg. 59, 79-90 (2011).
  3. Wong, D. R., et al. Delayed spinal cord deficits after thoracoabdominal aortic aneurysm repair. Ann. Thorac. Surg. 83, 1345-1355 (2007).
  4. Taira, Y., Marsala, M. Effect of proximal arterial perfusion pressure on function, spinal cord blood flow, and histopathologic changes after increasing intervals of aortic occlusion in the rat. Stroke. 27, 1850-1858 (1996).
  5. Naslund, T. C., Hollier, L. H., Money, S. R., Facundus, E. C., Skenderis, B. S. Protecting the ischemic spinal cord during aortic clamping. The influence of anesthetics and hypothermia. Ann. Surg. 409-515 (1992).
  6. Qayumi, A. K., Janusz, M. T., Lyster, D. M., Gillespie, K. D. Animal model for investigation of spinal cord injury caused by aortic cross-clamping. J. Invest. Surg. 10, 47-52 (1997).
  7. Lang-Lazdunski, L., Matsushita, K., Hirt, L., Waeber, C., Vonsattel, J. P., Moskowitz, M. A., Dietrich, W. D. Spinal Cord Ischemia: Development of a model in the mouse. Stroke. 31, 208-213 (2000).
  8. Basso, D. M., Fisher, L. C., Anderson, A. J., Jakeman, L. B., McTigue, D. M., Popovich, P. G. Basso Mouse Scale for locomotion detects differences in recovery after spinal cord injury in five common mouse strains. J. Neurotrauma. 23, 635-659 (2006).
  9. Kwon, B. K., Tetzlaff, W., Grauer, J. N., Beiner, J., Vaccaro, A. R. Pathophysiology and pharmacologic treatment of acute spinal cord injury. Spine. J. 4, 451-464 (2004).
  10. Cheshire, W. P., Santos, C. C., Massey, E. W., Howard, J. F. Spinal cord infarction: etiology and outcome. Neurology. 47, 321-330 (1996).
  11. Kakinohana, M., et al. Delayed paraplegia after spinal cord ischemic injury requires caspase-3 activation in mice. Stroke. 42, (8), 2302-2307 (2011).
  12. Wang, Z., Yang, W., Britz, G. W., Lombard, F. W., Warner, D. S., Sheng, H. Development of a simplified spinal cord ischemia model in mice. J. Neurosci. Methods. 189, 246-251 (2010).
  13. model of ischemic spinal cord injury with delayed paralysis caused by aortic cross-clamping. Anesthesiology. 113, 880-891 (2010).
  14. Kang, J., et al. The effects of systemic hypothermia on a murine model of thoracic aortic ischemia reperfusion. J. Vasc. Surg. 52, 435-443 (2010).
  15. Li, J., Benashski, S., McCullough, L. D. Post-stroke hypothermia provides neuroprotection through inhibition of AMP-activated protein kinase. J. Neurotrauma. 28, (7), 1281-1288 (2011).
Reproducable الشلل النصفي عن طريق الشريان الأورطي الصدري انسداد في نموذج الفئران من الحبل الشوكي نقص التروية، ضخه
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Bell, M. T., Reece, T. B., Smith, P. D., Mares, J., Weyant, M. J., Cleveland Jr., J. C., Freeman, K. A., Fullerton, D. A., Puskas, F. Reproducable Paraplegia by Thoracic Aortic Occlusion in a Murine Model of Spinal Cord Ischemia-reperfusion. J. Vis. Exp. (85), e50910, doi:10.3791/50910 (2014).More

Bell, M. T., Reece, T. B., Smith, P. D., Mares, J., Weyant, M. J., Cleveland Jr., J. C., Freeman, K. A., Fullerton, D. A., Puskas, F. Reproducable Paraplegia by Thoracic Aortic Occlusion in a Murine Model of Spinal Cord Ischemia-reperfusion. J. Vis. Exp. (85), e50910, doi:10.3791/50910 (2014).

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