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Medicine

可重放截瘫胸主动脉阻断脊髓缺血再灌注的小鼠模型

doi: 10.3791/50910 Published: March 3, 2014

Summary

脊髓缺血再灌注损伤的机理认识的缺乏阻碍了进一步的附属物,以防止截瘫以下高风险的主动脉操作。因此,动物模型的开发是必不可少的。这个手稿展示了可重复的下肢瘫痪继小鼠模型主动脉闭塞。

Abstract

背景
下肢瘫痪的不断复杂主动脉干预。的基本病理认识的缺乏阻碍了进步,以减少发生这种损伤。目前的模型表明重现性下肢瘫痪下面的胸主动脉闭塞。

方法
成年雄性C57BL6小鼠用异氟烷麻醉。通过cervicosternal切口主动脉被曝光。胸降主动脉和左锁骨下动脉被认定不进入胸膜腔。这些动脉的骨架,其次是立即关闭(深)或闭塞4分钟(中度缺血)或8分(长期缺血)。在胸骨和皮肤被关闭,鼠标被转移到气候变暖床上进行恢复。以下恢复,在12小时的时间间隔获得的功能分析,直到48小时。

业绩
小鼠接受假手术均未见观察后肢赤字。老鼠受到中度缺血4分钟有最小功能缺损在12小时之后的进展在48小时才能完成瘫痪。小鼠长期遭受缺血产生了立竿见影的麻痹,没有观察后肢运动在术后的任何一点。没有观察到术中或术后死亡率。

结论
重现性下肢瘫痪是否立即或延迟可在小鼠模型来实现。此外,通过采用胸骨正中切开,并小心剥离,高生存率和重现性得以实现。

Introduction

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下肢瘫痪的不断复杂化胸腹干预。这次受伤,被称为脊髓缺血再灌注损伤(SCIR),导致瘫痪的高危患者1的高达20%。外科手术辅助系统,例如左心脏搭桥,腰椎cerbrospinal流体水渠,低温停循环和肋间动脉再植减少这种并发症2的发病率,但是,太多的患者继续受到影响。

在临床上,脊髓缺血再灌注损伤被看作是立即或延迟瘫痪以下干预3。然而,我们的这种损伤的认识已经扼杀了机械缺乏细节。其结果是,几个选项可用来衰减一旦发生损伤。

因此,我们已委托一个小动物,鼠,模型脊髓缺血和再灌注损伤更好地表征其发病机制。大多数研究迄今已经使用更大的动物模型来描述这种损伤,即大鼠4,5,和猪6款车型。然而,这些是由它们的成本,复杂性,可变的再现性,并且,最重要的是,缺乏对遗传操作可行技术的限制。最可靠的这些公布的动物模型包括兔腹主动脉的肾下交叉夹紧。然而,人类的脊髓前神经元最经常得到他们的血管供应的更近端分支7。在这些模型的脊髓可变血管解剖增加了难度在过渡其结果投入临床使用。

这个手稿提出了一个模型,立即或延迟截瘫以下胸主动脉阻塞是临床相关且易于使用。通过曝光迷你sternoto主动脉弓我是创伤小,能引起高度重复性的结果,最少的发病率和死亡率。虽然这种模式在并非没有挑战和技术的细微差别,这些都可以通过仔细解剖和组织处理克服生产的后肢瘫痪了一个模型,可以很容易地实现。

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Protocol

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1。术前准备和麻醉

  1. 一定要在整个过程中观察无菌技术。奠定了所有仪器。
  2. 打开前麻醉诱导温度控制床,以便它可以加热至适当的温度(36.5℃)。功率激光多普勒血流灌注监视器上,以便它可以诱导过程中启动。
  3. 将鼠标放置在感应室。
    1. 仔细监视鼠标的感应过程中的呼吸频率。
    2. 只要呼吸速率已目视减缓,从感应腔移开鼠标。
    3. 执行脚趾捏来评估麻醉剂是否足够。
  4. 用鼠标正常麻醉,把鼠标放置在仰卧位。
  5. 将脸变成鼻锥和固定所有四肢加热表。
    1. 要特别注意确保四肢固定在解剖位置,没有deviati对一侧。如果鼠标位置不当,这是难以避免的胸骨切开术中胸廓内动脉横断。
  6. 用推剪或市售脱毛膏,从中线胸部取出头发和左下肢腹面。
    1. 如果使用脱毛霜,避免留下到位霜大于30秒,碱烧伤可能发生。
  7. 滴定挥发性麻醉剂蒸发器浓度,以维持足够的麻醉。
    1. 预计蒸发器部分是使用异氟醚与高流量氧气 1-5%之间。
    2. 挥发性麻醉剂蒸发浓度应滴定至在手术刺激维持麻醉,同时保持自然呼吸。

2。直肠探头激光多普勒安置

  1. 将润滑直肠探头插入鼠标的直肠。在安全的地方,歌剧院阿婷床。
  2. 调节加热床为36.5°C的目标直肠温度
  3. 做小切口在小鼠股动脉解剖和皮肤远离皮下组织。
  4. 将激光多普勒探头在股动脉。
  5. 调整探头位置,直到灌流监视器寄存器大于800灌注单位。
    1. 稳定到位,安全探头。 不当抵押探头可以有虚假的低灌注测量。

3。主动脉弓/锁骨下动脉夹层

  1. 做2厘米的皮肤切口上方的胸骨切迹,轻轻地剖析肌肤远离皮下组织。
  2. 解剖游离颌下腺。
    1. 如果发生出血,温和的压力可以用棉签被应用。
    2. 通过中线在股骨头缺血性平面划分颌下腺。
  3. 轻轻提起胸骨用钳子和使用SCISSORS使1厘米中线胸骨切开术,通过胸骨中线。 从中线的任何偏差可能会导致内乳动脉出血这将是难以控制的。
  4. 将每边5-0回缩缝合在胸骨边缘和缩回横向胸骨缝合固定于操作床上。 避免将回缩缝线太横向,以防止气胸。
  5. 用钝性剥离免费带状肌沿气管。左侧肩带肌肉可以用剪刀来划分,以提高曝光。
  6. 解剖释放胸腺从周围的组织。继续钝性分离,直到大血管被可视化。要特别小心,以防止进入胸膜腔。
  7. 将血管夹在主动脉弓及左锁骨下动脉。
  8. 验证远端流量已经适当地打乱。这将被看作是在灌注单位减少> 90%。
    1. 继续闭塞德斯黎红色为4-8分钟。
  9. 去除血管钳和胸部闭合前核实止血。

4。闭合胸骨和皮肤

  1. 除去在鼠标的左侧回缩缝合。
  2. 关闭胸骨与正确的回缩缝合。
    1. 一个单一的胸骨缝合(使用之前放置回缩针)是足够的胸骨闭合。配售另一针是不必要的,增加了气胸和出血的风险。
  3. 关闭皮肤与运行5-0针。

5。恢复和术后评估

  1. 传输鼠标恢复笼。笼应放在一个加热垫,以增加回收室的环境温度和减少热量损失到环境中。
  2. 密切监测鼠标的迹象呼吸窘迫或癫痫发作。每个管理机构的指引镇痛。 Euthanize老鼠如果立即扣押或呼吸窘迫观察。
    1. CO 2室安乐死是我们的首选方法。颈椎脱位是另一种选择,如果二氧化碳是不可用。
    2. 完全恢复,可以预计在1-2小时,这取决于挥发性麻醉剂和浓度使用的长度。
  3. 返回鼠标正常笼。放置食物和水的地方在笼子的地板上。
  4. 使用巴索鼠标量表步态8在12小时的时间间隔评估神经功能状态。

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Representative Results

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小鼠进行假手术(3例)或主动脉闭塞4(N = 3)到8分钟(N = 3)。术后小鼠由巴索鼠标分数( 图1)进行分级。小鼠接受假手术有没有明显的功能障碍在任何时候术后。老鼠受到中度缺血(4分)有接近正常的后肢功能在12小时渐进功能下降由48小时来完成瘫痪。小鼠在长时间缺血组(8分钟)有完全麻痹手术后没有任何可收回功能(图2)。

图1
图1。巴索分数为后肢运动功能8。对于后肢神经功能障碍从0(无功能)分级,9(正常FUNCTI评分系统上) 点击此处查看大图。

图2
图2术后后肢功能。使用巴索鼠标规模在12小时的时间间隔,直到术后48小时神经功能缺损的严重程度进行分级。 点击这里查看大图。

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Discussion

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截瘫继发于脊髓缺血再灌注损伤是知之甚少病状9的复合物的结果。虽然这是胸腹主动脉瘤手术后最常见的,各种其他辱骂如主动脉夹层,创伤,栓塞现象,血管炎和系统性低血压10可导致截瘫。为了获得进一步的了解这个伤害,并为未来的目标,以消除这种损伤,动物模型已经成为必然。

患者患有这种并发症展览要么是立即或延迟瘫痪。这种模式和其他人充分平行麻痹11的双峰分布临床可见。而中度缺血(4分)产生延迟性瘫痪,长期缺血(8分)导致立即和永久性瘫痪。

该模型具有的优势相比,那些需要人ATERAL开胸12,13。胸骨正中曝光叶胸膜腔完整,并消除了对气管插管或重新建立在胸膜腔的负压。临床上,胸骨与在更短的术后疼痛较外侧开胸相关,并可能减少术后镇痛药的需求。

这种模式是不是没有限制的。与其他车型,鼠手术有一个学习曲线,良好的手术技术是势在必行。小鼠可以迅速就范,如果清扫不小心进行。术中死亡率的最常见的原因是出血或气胸。为了避免潜在的致命性出血的胸骨必须进行中线。如果胸骨是否过于横向内乳动脉和随后出血的交易可能会发生。此外,降主动脉和锁骨下动脉夹层粗糙会导致出血会difficulT或无法控制。气胸是另一种潜在的致命并发症。这通常发生在放置回缩缝线或主动脉夹层中。如果回缩缝线是太到位横向或主动脉弓没有解剖小心气胸可能发生,而且普遍是致命的。

进一步的步骤需要被用来保证可重复性。常温是至关重要的。在手术过程中小鼠保持接近36.5°C越好。即使是轻度低温已被证明在有脊髓和中风模型14,15显著神经保护作用。此外,激光多普勒测量应密切监测,并与小鼠远端流量减少只有90%应包括进行比较。主动脉或锁骨下动脉闭塞不全可导致更高远流和结果是高度可变的。

总之,L的小鼠模型奥尔下肢瘫痪呈现可以很容易地通过,因此具有高重复性的结果。这种模式的应用程序可以与学习直接和延迟瘫痪的手段提供的调查。此外,采用这种模式可能证明是有益的,以打击这种破坏性的并发症。

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Disclosures

作者宣称没有竞争的财务权益。

Acknowledgments

我们要感谢的胸外科基础研究和教育项目的资金支持。

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

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References

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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).

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