Login processing...

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

Medicine

Spinal Kord İskemi-reperfüzyon bir Mürin Modelinde Torasik Aort Tıkanıklığı tarafından tekrarlanabilir Parapleji

doi: 10.3791/50910 Published: March 3, 2014

Summary

Spinal kord iskemi-reperfüzyon hasarı mekanistik anlayış eksikliği, yüksek riskli aort operasyonları aşağıdaki paraplejiyi önlemek için ek maddeler engellemiştir. Bu nedenle, hayvan modellerinin geliştirilmesi zorunludur. Bu el yazması bir fare modelinde torakal aort tıkanıklığı sonrası tekrarlanabilir alt ekstremite felci gösterir.

Abstract

Arka plân
Alt ekstremite felci aort müdahaleleri zorlaştırmaya devam etmektedir. Altta yatan patolojinin anlayış eksikliği oluşumda bu yaralanmayı azaltmak için gelişmeler engellemiştir. Mevcut model torakal aort tıkanıklığı sonrası tekrarlanabilir alt ekstremite felci gösterir.

Yöntemler
Yetişkin erkek C57BL6 farenin izofluran ile anestezi uygulandı. Bir cervicosternal kesiden aort maruz kaldı. Inen aorta ve sol subklavian arter plevral boşluğa girmeden, tespit edilmiştir. Bu damarların iskeletizasyonu 4 dakika boyunca (orta iskemi) veya 8 dak (uzun süreli iskemi) için hemen kapağın (Sham) veya oklüzyonu takip etmektedir. Sternotomi ve cilt kapatıldı ve fare kurtarma için ısınma yatağa aktarıldı. Kurtarma sonra, fonksiyonel analiz, 48 saat kadar 12 saatlik aralıklarla elde edilmiştir.

Sonuçlar
Sham ameliyat fareler hiçbir gözlemlenebilir arka bacak açığı gösterdi. 4 dakika boyunca ılımlı iskemi maruz Fareler 48 saatte felç tamamlamak için ilerlemesi ardından 12 saat minimal fonksiyonel açığı vardı. Uzamış iskemi maruz Fareler postoperatif dönemde herhangi bir noktasında hiçbir gözlemlenebilir arka-bacak hareketi ile anında felç vardı. Hiçbir gözlenen intraoperatif veya post operatif mortalite yoktu.

Sonuç
Olup derhal veya gecikmeli yeniden üretilebilir alt ekstremite felç bir murin modelinde elde edilebilir. Ayrıca, medyan sternotomi ve dikkatli diseksiyonu, yüksek hayatta kalma oranları ve tekrarlanabilirlik kullanılarak elde edilebilir.

Introduction

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

Alt ekstremite felci, torakoabdominal müdahaleleri zorlaştırmaya devam etmektedir. Spinal kord iskemi-reperfüzyon hasarı (SCIR) olarak bilinen yaralanması, yüksek riskli hastalarda 1 ile% 20 kadar felç ile sonuçlanır. Böyle sol kalp bypass, lomber cerbrospinal sıvı kanalizasyon, hipotermik dolaşım durması ve interkostal arter reimplantation gibi cerrahi ilaveler bu komplikasyonun 2 insidansını azalttı, ancak, çok fazla hasta etkilenmeye devam.

Klinik olarak, spinal kord, iskemi ve reperfüzyon yaralanması müdahale 3 Aşağıdaki felç anında ya da geç olarak görülmektedir. Ancak, bu yaralanma anlayışımız mekanik ayrıntı eksikliği boğulmuş olmuştur. Sonuç olarak, birkaç seçenek ortaya çıktıktan sonra hasarı azaltmak için kullanılabilir.

Dolayısıyla omurilik iskemisi küçük bir hayvan, kemirgen, modeli Ilan ve reperfüzyon yaralanması için adresdaha iyi patogenezi karakterize. Bugüne kadar çalışmaların çoğunluğu bu yaralanma, yani sıçan 4, tavşan 5, ve domuz 6 modelleri karakterize etmek için büyük hayvan modelleri kullanılmıştır. Ancak bu, maliyet, karmaşıklık, değişken tekrarlanabilirlik, ve en önemlisi, genetik manipülasyon için uygun teknikler eksikliği ile sınırlıdır. Bu yayınlanmış hayvan modellerinin en güvenilir tavşanlarda abdominal aortun infrarenal çapraz kenetlenmesini içerir. Bununla birlikte, insan anterior spinal nöronlar çoğunlukla daha yakın şube 7 kendi damar tedarik türetmek. Bu modellerde omurilik değişken damar anatomisi klinik kullanıma sonuçları geçiş zorluk ekler.

Bu el yazması klinik olarak anlamlı ve istihdam kolay torakal aort tıkanıklığı sonrası hemen veya gecikmeli parapleji için bir model sunuyor. Mini sternoto yoluyla arkus maruziyetbenim az invaziv ve minimal morbidite ve mortalite ile yüksek tekrarlanabilir sonuçlar ortaya çıkarabilir. Zorluklar ve teknik nüansları olmadan değil bu model, bu kolayca uygulanabilir arka ekstremite felci bir model üretmek için dikkatli diseksiyon ve doku kullanımı ile aşılabilir iken.

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.. Ameliyat öncesi hazırlık ve Anestezi

  1. Prosedür boyunca steril tekniği gözlemlemek için emin olun. Tüm aletleri yatıyordu.
  2. Bu uygun bir sıcaklıkta (36.5 ° C) ısınmaya böylece önce anestezi indüksiyonu için sıcaklık kontrol yatak açın. Lazer Doppler perfüzyon monitörde güç indüksiyon sırasında önyükleme böylece.
  3. Indüksiyon odasında fare yerleştirin.
    1. Dikkatle indüksiyon sırasında fare solunum hızını izlemek.
    2. En kısa sürede solunum hızı görsel yavaşladı gibi, indüksiyon odasından fareyi çıkarın.
    3. Anestezik yeterliliğini değerlendirmek için ayak tutam gerçekleştirin.
  4. Yatar pozisyonda fare düzgün anestezi ile, yer fare.
  5. Burun konisi içine gelecek şekilde yerleştirin ve ısıtma tabloya tüm ekstremitelerde sabitleyin.
    1. Ekstremiteler hiçbir deviati ile, anatomik pozisyonda güvenli olduğundan emin olmak için özel dikkatbir tarafa on. Fare yanlış konumlandırılmış ise, sternotomi sırasında internal torasik arter transekte önlemek zordur.
  6. Tırnak makası ya da piyasada satılan epilasyon kremi kullanarak, orta hat toraks saç kaldırmak ve alt ekstremite ventral yüzeyi bıraktı.
    1. Epilasyon kremi kullanarak, daha büyük 30 saniye yerinde bırakarak krem ​​önlemek ise, hem alkali yanıkları oluşabilir.
  7. Yeterli anestezi sağlamak için volatil anestezik buharlaştırıcı konsantrasyonu titre.
    1. Yüksek akış O 2 ile izofluran kullanılarak% 1-5 arasında beklenen buharlaştırıcı fraksiyonları.
    2. Uçucu anestezi buharlaştırıcı konsantrasyonu kendiliğinden muhafaza ederken, solunumda cerrahi uyarılması sırasında anesteziyi muhafaza etmek üzere titre edilmelidir.

2. Rektal Probe Lazer Doppler Yerleştirme

  1. Farenizin rektum içine yağlanmış rektal prob takın. Oper için yerinde sabitlemekyatak ating.
  2. 36.5 ° C'lik bir hedef rektal sıcaklık için ısıtma yatak ayarlayın
  3. Fare femoral arter üzerinde küçük bir kesi yapmak ve uzak deri altı doku cildi teşrih.
  4. Femoral arter üzerinde lazer Doppler probu yerleştirin.
  5. Perfüzyon monitör 800 perfüzyon birimleri daha büyük kaydeder kadar prob pozisyonlarını ayarlayın.
    1. Sıkıca güvenli prob. Yanlış güvence probları yanlış düşük perfüzyon ölçümleri olabilir.

3. Aort Arch / Köprücük Arter diseksiyonu

  1. Sternal çentik yukarıda 2 cm'lik cilt kesi yapın ve yavaşça deri altı doku cildi teşrih.
  2. Submandibular bez ücretsiz teşrih.
    1. Kanama oluşursa, hafif basınç bir pamuklu çubukla ile uygulanabilir.
    2. Avasküler düzlemde orta hat boyunca submandibular bez bölün.
  3. Forseps ile yavaşça sternum ve SCISS kullanarak kaldırınors sternum orta hat boyunca 1 cm orta hat sternotomi olun. orta hattan herhangi bir sapma, kontrol etmek zor olacaktır internal meme arteri kanama neden olabilir.
  4. Sternum kenarında her tarafta 5-0 retraksiyon sütür koyun ve yanal işletim yatağa sütür güvence sternum çekin. Pnömotoraks önlemek için çok yanal çekilme sütürler yerleştirmekten kaçının.
  5. Trakea boyunca künt diseksiyon ücretsiz kayış kasları kullanma. Sol kayış kas maruz geliştirmek için makas ile ayrılabilir.
  6. Çevreleyen dokudan timus ücretsiz teşrih. Büyük damarlar görüntülenmiştir kadar künt diseksiyon devam edin. Plevral boşluğa girişini önlemek için aşırı dikkatli kullanın.
  7. Arkus aorta ve sol subklavyen arter vasküler kelepçeler yerleştirin.
  8. Doğrulayın uzak akışı uygun bozdu. Bu perfüzyon birimlerde bir>% 90 azalma olarak görülecektir.
    1. Desi için tıkanıklığına devam4-8 dakika için kırmızı.
  9. Vasküler kelepçesini çıkarın ve göğüs kapanmasından önce hemostaz doğrulayın.

4. Sternotomi ve Cilt Kapatma

  1. Farenin sol tarafında geri çekme dikiş çıkarın.
  2. Doğru çekilme sütür ile sternotomi kapatın.
    1. (Önceden yerleştirilen geri çekme dikiş kullanarak) Tek sternum sütür sternum kapatılması için yeterli değildir. Başka bir dikiş yerleştirme gereksiz ve pnömotoraks ve kanama riskini artırır.
  3. 5-0 dikiş çalışan yakın bir cilt.

5. Kurtarma ve Postoperatif Değerlendirme

  1. Kurtarma kafesine fare aktarın. Kafes kurtarma haznesinin çevre sıcaklığı artırmak ve çevreye ısı kaybını azaltmak için bir ısıtma pedi üzerine yerleştirilmelidir.
  2. Yakından işaretler solunum sıkıntısı veya nöbet aktivitesi için fareyi izlemek. Kurum kurallarına göre analjezi yönetmek. Euthanize fareler hemen nöbet veya solunum sıkıntısı görülmektedir eğer.
    1. CO2 odası ötenazi bizim tercih edilen bir yöntemdir. CO2 mevcut değilse, servikal dislokasyon başka bir seçenektir.
    2. Tam iyileşme kullanılan uçucu anestetik ve konsantrasyon uzunluğuna bağlı olarak, 1-2 saat beklenebilir.
  3. Normal kafes fare dönün. Kafesin kat yiyecek ve su yer yerleştirin.
  4. Locomotion 8 Basso Fare Ölçeği ile 12 saat aralıklarla nörolojik durumunu değerlendirin.

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

Fareler sham ameliyat (n = 3) veya 4 (n = 3), 8 dakika boyunca aort tıkanıklığı (n = 3). Ameliyat sonrasında fareler Basso Fare Puanına (Şekil 1) ile derecelendirildi. Sham ameliyat Fareler postoperatif herhangi bir noktasında hiçbir gözlemlenebilir fonksiyonel eksiklikleri vardı. Ilımlı iskemi (4 dk) tabi Fareler 48 saat ile felç tamamlamak için ilerici fonksiyonel gerileme ile 12 saat normal arka ekstremite fonksiyonu yakın vardı. Uzamış iskemi grubunda (8 dk) fareler herhangi kazanılabilir fonksiyonu olmadan ameliyata (Şekil 2) Aşağıdaki tam felç vardı.

Şekil 1
Şekil 1. Basso Hind Ekstremite Motor Fonksiyon 8 puan. 9 (normal functi 0 (hiçbir fonksiyonu) kadar derecelendirildi arka ekstremite nörolojik disfonksiyon için skorlama sistemi) üzerinde. resmi büyütmek için buraya tıklayın.

Şekil 2,
Şekil 2.. Postoperatif Hind-Ekstremite Fonksiyon. Nörolojik açığın şiddeti 48 saat kadar ameliyat sonrası 12 saat aralıklarla Basso Fare Ölçeği ile derecelendirildi. resmi büyütmek için buraya tıklayın.

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

Spinal kord iskemi reperfüzyon sekonder parapleji az anlaşılmış patolojilerin 9 arasında bir kompleks sonucudur. Bu en yaygın olarak torakoabdominal aort ameliyattan sonra görülen da, bu tür disseksiyonlarda, travma, embolik olaylar, vaskülit, sistemik hipotansiyon ve 10 gibi diğer bir sıvının çeşitli parapleji neden olabilir. Bu yaralanma daha fazla anlayışa ve bu yaralanma ortadan kaldırmak için gelecekteki hedeflerini sağlamak için, hayvan modelleri bir zorunluluk haline gelmiştir.

Hastalar bu komplikasyon sergi ya derhal veya gecikmeli felç ile tutulmuş. Bu model ve diğerleri yeterli klinik görülen felç 11 bimodal dağılımını paraleldir. Orta derecede iskemi (4 dakika) bir gecikmeli felç üretilmiş olmakla birlikte, uzun süreli iskemi (8 dakika) hemen ve sürekli bir felç ile sonuçlanmıştır.

Sunulan modeli al gerektiren kıyasla avantajları vardırateral torakotomi 12,13. Median sternotomi maruz bozulmadan plevra boşluğu bırakır ve trakeal entübasyon veya plevral boşlukta negatif basınç yeniden kurma ihtiyacını ortadan kaldırır. Klinik, sternotomi yan torakotomi daha çok daha az ameliyat sonrası ağrı ile ilişkilidir ve postoperatif analjezik ihtiyacını azaltabilir.

Bu model, bir sınırlama olmadan değildir. Diğer modellerde olduğu gibi, kemirgen cerrahi bir öğrenme eğrisi vardır ve iyi bir cerrahi tekniktir şarttır. Diseksiyon itina ile yapılır değilse Fareler çabuk yenik düşer. Intraoperatif mortalite en sık nedenleri kanama veya pnömotoraks vardır. Potansiyel olarak ölümcül kanamayı önlemek için sternotomi orta hat yapılmalıdır. Sternotomi çok yanal yapılmış ise iç meme arter ve sonraki kanama bir işlem oluşabilir. Ayrıca, aorta ve subklavyen arter inen kaba diseksiyonu difficul olacak kanama neden olabilirt veya kontrol etmek imkansız. Pnömotorakslar başka bir potansiyel olarak ölümcül bir komplikasyonudur. Bunlar genellikle geri çekme dikişlerle veya aort diseksiyonu yerleştirme sırasında meydana. Retraksiyon dikişler çok yanal yer veya aort arkı dikkatle disseke değilse bir pnömotoraks oluşur ve evrensel ölümcül olabilir.

Sonraki adımlar yeniden üretilebilirlik sağlamak için kullanılabilir olması gerekir. Normotermi kritiktir. Ameliyat sırasında fareler mümkün 36.5 ° C'ye yakın olarak tutulur. Hatta hafif hipotermi spinal kord ve felç modellerinde 14,15 önemli bir nöro-koruyucu etkilere sahip olduğu gösterilmiştir. Bundan başka, lazer Doppler ölçümleri yakından izlenmeli ve distal akışında sadece% 90 azalma ile farenin karşılaştırma için dahil edilmelidir. Son derece değişken daha uzak akışları ve sonuçları aort veya subklavian arterlerin tıkanması eksik olabilir sonuçları.

Sonuç olarak, l sıçangil modelisunulan ower ekstremite felci kolayca yüksek tekrarlanabilir sonuçlar veren, kabul edilebilir. Bu modelin uygulamaları anında ve gecikmeli felç incelemek için bir araç ile araştırmacı bakılabilmektedir. Ayrıca, bu modelin benimsenmesi bu yıkıcı komplikasyon mücadelede yararlı kanıtlamak olabilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar herhangi bir mali çıkarlarını beyan.

Acknowledgments

Biz bu projeye Mali Destek Araştırma ve Eğitim Göğüs Cerrahisi Vakfı'na teşekkür etmek istiyorum.

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).
Spinal Kord İskemi-reperfüzyon bir Mürin Modelinde Torasik Aort Tıkanıklığı tarafından tekrarlanabilir Parapleji
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