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Medicine

척수 허혈 - 재관류의 생쥐 모델에서 흉부 대동맥 폐색에 의해 재생산 할 하반신 마비

doi: 10.3791/50910 Published: March 3, 2014

Summary

척수 허혈 재관류 손상의 기전 이해의 부족은 고위험 대동맥 연산 다음 마비를 방지하기 위해 상기 부속 장치를 방해했다. 따라서, 동물 모델의 개발이 필수적이다. 이 원고는 쥐 모델에서 흉부 대동맥 폐색 다음 재현 하체 마비를 보여줍니다.

Abstract

배경
하체 마비는 관상 동맥 중재를 복잡하게하고 있습니다. 기본 병리에 대한 이해의 부족은 발생에게이 부상을 줄이기 위해 발전을 방해하고있다. 현재의 모델은 흉부 대동맥 폐색 다음 재현 하체 마비를 보여줍니다.

방법
성인 남성 C57BL6 마우스는 이소 플루 란으로 마취 하였다. cervicosternal 절개를 통해 대동맥을 노출했다. 하행 흉부 대동맥과 좌측 쇄골 하 동맥은 흉막 공간에 입학하지 않고 확인되었다. 이러한 동맥의 골격 화는 4 분 (보통 국소 빈혈), 8 분 (연장 국소 빈혈)에 대한 즉각적인 폐쇄 (샴) 또는 폐색으로 이어졌습니다. 흉골 절개하고 피부가 폐쇄 된 마우스 복구를 위해 온난화의 침대로 옮겨졌다. 복구 후, 기능 분석은 48 시간까지 12 시간 간격으로 얻었다.

결과
가짜 수술을 시행 한 쥐가 더 관찰 뒷다리 적자를 보여 주었다. 4 분 정도 국소 빈혈을 실시 마우스는 48 시간에 마비를 완료하기 위해 진행 한 다음 12 시간에 최소한의 기능적인 적자를했다. 장시간 허혈을 실시 마우스는 수술 후 기간에 어느 시점에서 관찰되지 뒷다리 사지 운동 즉시 마비가 있었다. 더 관찰 수술 중 또는 수술 후 사망은 없었다.

결론
여부를 즉시 또는 지연 재현 하체 마비는 쥐 모델에서 달성 될 수있다. 또한, 중간 흉골 절개술 및주의 절개 높은 생존율과 재현성을 사용함으로써 달성 될 수있다.

Introduction

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하체 마비는 흉 복부 개입을 복잡하게하고 있습니다. 척수 허혈 - 재관류 손상 (SCIR)로 알려진 부상, 위험이 높은 환자 (1)의 최대 20 %에 마비가 발생합니다. 같은 왼쪽 심장 바이 패스, 허리 cerbrospinal 유체 배수구, 저체온 순환 정지 및 늑간 동맥 재 치환술로 수술 부속이 합병증 2의 발생을 감소하지만, 너무 많은 환자가 영향을 계속합니다.

임상 적으로 척수 허혈 및 재관류 손상은 개입 3 다음 마비 즉시 또는 지연 중 하나로 볼 수있다. 그러나이 부상에 대한 우리의 이해는 기계적인 세부 사항의 부족으로 질식하고있다. 그 결과, 몇 가지 옵션이 발생하면 부상을 약하게 할 수 있습니다.

따라서 우리는 척수 허혈의 작은 동물, 쥐, 모델 입대 및 재관류 손상에있다더 잘 발병을 특징. 지금까지 대부분의 연구는이 부상, 즉 쥐 4, 5 토끼, 돼지 6 모델의 특징을 큰 동물 모델을 사용하고 있습니다. 그러나 이러한 그들의 비용, 복잡성, 변수 재현성, 그리고 가장 중요한, 유전자 조작에 사용할 기술의 부족에 의해 제한됩니다. 이러한 게시 된 동물 모델의 가장 신뢰할 수있는 토끼의 복부 대동맥의 신동맥 크로스 클램프를 포함한다. 그러나, 인간의 전방 척추 신경은 대부분 더 근위 지점 7에서 자신의 혈관 공급을 유도. 이 모델에서 척수의 변수 혈관 해부학 임상 사용에 결과를 전환에 어려움을 추가합니다.

이 원고는 임상 적으로 관련성과 사용하기 쉬운 흉부 대동맥 폐색 다음 즉시 또는 지연 하반신 마비에 대한 모델을 제시한다. 미니 sternoto를 통해 대동맥 궁 노출내 덜 침습적이며, 최소한의 병적 상태와 사망률과 높은 재현성 결과를 이끌어 낼 수 있습니다. 기술적 과제 뉘앙스하지 않고이 모델은,이 쉽게 구현 될 수있다 뒷다리 마비의 모델을 생성하기 위해 조심 해부 조직 처리로 극복 될 수 있지만.

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Protocol

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1. 수술 준비 및 마취

  1. 절차에 걸쳐 무균 기술을 준수해야합니다. 모든 악기를 배치합니다.
  2. 그것은 적절한 온도 (36.5 ℃)에 따뜻하게 할 수 있도록 이전의 마취 유도에 온도 조절 침대를 켭니다. 레이저 도플러 혈류 모니터에 전원이 유도하는 동안 부팅 할 수 있도록.
  3. 유도 챔버에 마우스를 놓습니다.
    1. 조심스럽게 유도하는 동안 마우스의 호흡 속도를 모니터링 할 수 있습니다.
    2. 즉시 호흡 시각적으로 둔화로 유도 챔버에서 마우스를 제거합니다.
    3. 마취의 적절성을 평가하기 위해 발가락 핀치를 수행합니다.
  4. 앙와위에서 마우스가 제대로 마취로, 장소 마우스.
  5. 코 콘에 얼굴을 넣고 가열 테이블에 모든 사지를 고정합니다.
    1. 사지가 더 deviati으로, 해부학 적 위치에 고정되는 것을 보장하기 위해 특별한주의를 지불한쪽에. 마우스가 부적절하게 배치되는 경우, 흉골 중에 속 가슴 동맥 절개를 피하기 어렵다.
  6. 가위 또는 상업적으로 이용 가능한 제모 크림을 사용하여 중간 선 가슴에서 머리를 제거하고 낮은 말단 복부 표면을 떠났다.
    1. 제모 크림을 사용하면,보다 큰 30 초 장소에서 크림을 남기지 않도록하면, 알칼리 화상이 발생할 수 있습니다.
  7. 적절한 마취를 유지하기 위해 휘발성 마취제를 기화기 농도를 적정한다.
    1. 높은 흐름 O 2 이소 플루 란 (isoflurane)을 이용 1~5% 사이에 예상 기화기의 분수입니다.
    2. 휘발성 마취제를 기화기 농도는 자발 호흡을 유지하면서 자극 수술 중에 마취를 유지하도록 적정되어야한다.

2. 직장 프로브 레이저 도플러 배치

  1. 마우스의 직장에 기름을 바른 직장 프로브를 삽입합니다. 가 Oper 장소에 고정침대 ating.
  2. 36.5 ℃의 대상 직장 온도에 가열 침대를 조정
  3. 마우스의 대퇴 동맥에 작은 절개를 멀리 피하 조직으로부터 피부를 해부하다.
  4. 대퇴 동맥을 통해 레이저 도플러 프로브를 삽입합니다.
  5. 관류 모니터가 800 관류 단위 이상 등록 될 때까지 프로브의 위치를​​ 조정합니다.
    1. 장소에 단단히 보안 조사. 부적절하게 확보 프로브는 거짓으로 낮은 관류 측정을 할 수 있습니다.

3. 대동맥 궁 / 쇄골 하 동맥의 해부

  1. 흉골 노치 위 2cm의 피부 절개를 부드럽게 멀리 피하 조직으로부터 피부를 해부하다.
  2. 악하선 무료 해부.
    1. 출혈이 발생하는 경우, 완만 한 압력은 면봉으로 적용될 수있다.
    2. 무 혈관 평면에 중간 선을 통해 악하선 나눈다.
  3. 부드럽게 집게로 흉골 및 sciss를 사용하여 리프트ORS는 흉골의 중간 선을 통해 1cm의 중간 선 흉골 절개를합니다. 중간 선에서 벗어나 제어하기 어려울 것 내흉 동맥 출혈이 발생할 수 있습니다.
  4. 흉골의 가장자리에 각 측에 5-0 후퇴 봉합을 놓고 옆으로 운영 침대에 봉합을 확보 흉골을 철회. 기흉을 방지하기 위해 너무 옆으로 후퇴 봉합을 두지 마십시오.
  5. 기관에 따라 무딘 절개 무료 스트랩 근육을 사용. 왼쪽 스트랩 근육이 노출을 개선하기 위해 가위로 나눌 수 있습니다.
  6. 조직을 둘러싼에서 흉선을 무료로 해부하다. 큰 혈관이 가시화 될 때까지 무딘 절개를 계속합니다. 흉막 공간에 입구를 방지하기 위해 각별한주의를 기울이십시오.
  7. 대동맥 궁과 좌측 쇄골 하 동맥에 혈관 클램프를 놓습니다.
  8. 확인 원심 흐름이 적절하게 방해하고있다. 이 관류 단위> 90 % 감소로 볼 수 있습니다.
    1. DESI 가림 계속4-8 분에 대 한.
  9. 혈관 클램프를 제거하고 가슴의 폐쇄하기 전에 지혈을 확인합니다.

4. 흉골 절개하고 피부의 폐쇄

  1. 마우스의 좌측 후퇴 봉합사를 제거한다.
  2. 오른쪽 후퇴 봉합과 흉골 절개를 닫습니다.
    1. (이전에 배치 철회 스티치를 사용하여) 하나의 흉골 봉합 흉골 폐쇄 적합합니다. 다른 스티치를 배치하는 것은 불필요하고, 기흉과 출혈의 위험을 증가시킨다.
  3. 5-0 스티치를 실행과 밀접한 피부.

5. 회복과 수술 후 평가

  1. 복구 케이지에 마우스를 전송합니다. 케이지 회수 챔버의 주변 온도를 증가시키고 환경으로의 열 손실을 감소시키는 가열 패드에 배치되어야한다.
  2. 밀접 징후 호흡 곤란이나 발작 마우스를 모니터링 할 수 있습니다. 기관의 가이드 라인을 진통제를 관리 할 수​​ 있습니다. Euthanize 마우스는 즉시 발작이나 호흡 곤란이 관찰됩니다.
    1. CO 2 챔버 안락사는 우리의 선호하는 방법입니다. CO 2를 사용할 수없는 경우 자궁 경부 전위는 또 다른 옵션입니다.
    2. 완쾌 사용 휘발성 마취제 및 농도의 길이에 따라, 1-2 시간에 예상 될 수있다.
  3. 일반 케이지에 마우스를 반환합니다. 케이지의 바닥에 음식과 물 장소를 놓습니다.
  4. 로코 모션 8에 바소 마우스 척도를 사용하여 12 시간 간격으로 신경 학적 상태를 평가합니다.

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Representative Results

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마우스는 가짜 수술 (N = 3) 또는 4 (N = 3) 8 분 대동맥 폐색 (N = 3). 수술 후 마우스는 바소 마우스 점수 (그림 1)에 의해 등급을 매겼다. 가짜 수술을받은 마우스는 수술 후 어느 시점에서 더 관찰 기능 적자를했다. 보통 국소 빈혈 (4 분)을 실시 마우스는 48 시간에 의해 마비를 완료하기 위해 진보적 인 기능 저하와 함께 12 시간에 정상 뒷다리 사지 기능 근처에 있었다. 장시간 허혈 그룹 (8 분)에있는 마우스는 복구 할 수있는 기능이없는 수술 (그림 2) 다음과 같은 완전한 마비를했다.

그림 1
그림 1. 바소는 뒷다리 운동 기능 8에 대한 점수. 9 (정상 functi을 0 (기능 없음)에서 등급 뒷다리의 신경 학적 장애에 대한 채점 시스템)에 대한 것입니다. 더 큰 이미지를 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2
그림 2. 수술 후 뒷다리 사지 기능. 신경 학적 결손의 정도는 48 시간까지 술 후 12 시간 간격으로 바소 마우스 스케일을 사용하여 등급이 매겨졌다. 더 큰 이미지를 보려면 여기를 클릭하십시오.

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Discussion

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척수 허혈 재관류에 보조 하반신 마비가 제대로 이해 병리 9의 복잡한의 결과입니다. 이 가장 일반적으로 흉 복부 대동맥 수술 후 볼 수 있지만, 이러한 대동맥 박리증, 외상, 색 전성 현상, 혈관염, 및 전신 저혈압 (10) 등의 모욕의 다양한 하반신 마비가 발생할 수 있습니다. 이 상해 더 이해하고이 부상을 제거하기 위해 미래의 목표를 제공하기 위해, 동물 모델은 필요성이있다.

환자는이 합병증 전시 중 하나를 즉시 또는 지연 마비 시달리다. 이 모델과 다른 사람들이 적절하게 임상 적으로 볼 마비의 11 바이 모달 분포를 평행. 중간 허혈 (4 분)는 지연 마비를 생산하는 동안, 장시간 허혈 (8 분) 즉각적이고 영구적 인 마비의 결과.

제시된 모델은 알을 필요로하는 사람에 비해 장점이 있습니다ateral 개흉술 (12, 13). 중간 흉골 절개술 노출은 그대로 흉강 잎과 기관의 intubations 또는 흉막 공간에 부정적인 압력을 재 구축에 대한 필요성을 제거한다. 임상 적으로, 흉골 절개는 측면 개흉술에 비해 훨씬 적은 수술 후 통증과 관련된 수술 후 진통제 요구 사항을 줄일 수 있습니다.

이 모델은 한계가없는 것은 아니다. 다른 모델과 마찬가지로 쥐의 수술은 학습 곡선을 가지고 있으며, 좋은 수술 기법이 필수적입니다. 절개는 신중하게되지 않은 경우 마우스는 신속하게 굴복 할 수 있습니다. 수술 중 사망의 가장 흔한 원인은 출혈이나 기흉 있습니다. 잠재적으로 치명적인 출혈을 방지하기 위해 흉골 절개술은 중간 선을하셔야합니다. 흉골 절개가 너무 옆으로 이루어진 경우 내흉 동맥과 이후의 출혈의 트랜잭션이 발생할 수 있습니다. 또한, 대동맥과 쇄골 하 동맥을 내림차순의 거친 해부상의 문제점이있을 것입니다 출혈이 발생할 수 있습니다t 또는 제어하는​​ 것은 불가능. 기흉은 또 다른 잠재적으로 치명적인 합병증이다. 이들은 일반적으로 후퇴 봉합 또는 대동맥 박리의 배치하는 동안 발생합니다. 후퇴 봉합이 너무 옆으로 장소 또는 대동맥 궁이주의를 해부하지 않는 경우 기흉이 발생하고 보편적으로 치명적인 수 있습니다.

추가 단계는 재현성을 보장하기 위해 채용 될 필요가있다. Normothermia 중요합니다. 수술하는 동안 마우스를 가능한 한 36.5 ° C에 가까운 유지됩니다. 심지어 가벼운 저체온증은 척수와 뇌졸중 모델 (14, 15)에 상당한 신경 효과를 가지고있는 것으로 나타났다. 또한, 레이저 도플러 측정은 면밀히 모니터링해야하며, 말초 흐름의 90 % 감소와 마우스는 비교를 위해 포함되어야한다. 매우 다양하다 높은 말단 흐름과 결과 대동맥이나 쇄골 하 동맥의 완전 폐색이 수 결과.

결론적으로, L의 쥐 모델발표 된 ower 극한 마비 쉽게 재현성이 높은 결과를 산출 채용 할 수있다. 이 모델의 응용 프로그램은 즉시 및 지연 마비를 연구 할 수있는 방법으로 조사를 제공 할 수 있습니다. 또한,이 모델의 채택이 치명적인 합병증을 퇴치에 도움이 증명할 수 있습니다.

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Disclosures

저자는 더 경쟁 재정적 이익을 선언하지 않습니다.

Acknowledgments

우리는이 프로젝트의 재정적 지원에 대한 연구와 교육을위한 흉부 외과 재단에게 감사의 말씀을 전합니다.

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

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