Waiting
Login processing...

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

Medicine

Kaninen Blod-shunt modell för studier av akut och sen Sena effekter av subaraknoidalblödning: Tekniska aspekter

Published: October 2, 2014 doi: 10.3791/52132

Abstract

Tidig hjärnskada och fördröjd cerebral vasospasm båda bidrar till negativa effekter efter subaraknoidalblödning (SAH). Reproducerbara och kontrollerbara djurmodeller som simulerar båda villkoren är för närvarande ovanligt. Därför är nya modeller som krävs för att efterlikna mänskliga patofysiologiska villkor som följer av SAH.

Denna rapport beskriver de tekniska nyanserna i en kaninblod-shunt SAH modell som möjliggör styrning av intracerebral tryck (ICP). En extrakorporeal shunt placeras mellan det arteriella systemet och subaraknoidalrummet, vilket möjliggör granskaren oberoende SAH i en sluten kraniet. Steg-för-steg instruktioner om förfaranden och nödvändig utrustning finns beskrivna, liksom tekniska överväganden för att producera modellen med minimal dödlighet och sjuklighet. Viktiga detaljer som krävs för framgångsrik kirurgisk skapandet av denna robusta, enkla och konsekventa ICP-styrd SAH kaninmodell beskrivs.

Introduction

Aneurysmal subaraknoidalblödning (SAH) är en av de mest livshotande neuropatologiska förhållanden, ofta leder till bestående neurologiska skador eller dödsfall 1. Tidigare forskning har fokuserat på fördröjd cerebral vasospasm (DCVS) som den primära etiologin för neurologiska skador i samband med SAH 2. Däremot har de allmänt dåliga kliniska resultat av patienter som lider av SAH efter behandling av vasospasm lett till en expansion av forskningsfokus att inkludera effekterna av tidig hjärnskada (EBI) efter SAH 3. Ökad förståelse av betydelsen av både EBI och DCVS bidra till fattiga kliniska resultat efter SAH är avgörande för utvecklingen av effektivare behandlingsstrategier.

Hittills har enkla och dubbla autologt blod injektion i cisterna magna varit standardmetoden för SAH induktion för att studera DCVS 2-6. Även vanligt förekommande i tidigare studier,denna modell troligen inte återge de neuropatologiska viktiga förändringar i samband med SAH inducerade EBI 7. I motsats härtill är endovaskulär perforering känt att producera svåra akuta patofysiologiska förändringar som delvis efterliknar symptomen av EBI 7.

Rapporten beskriver en ny kanin modell av SAH utformad för att möjliggöra utredning av både EBI och DCVS, vilket möjliggör mer exakt karakterisering av SAH-inducerad patologi 8-10. Med den beskrivna tekniken är standard cisterna magna modell anpassad genom att ansluta arteriella systemet av den subklavikulära artären och den cisterna magna via en extrakorporeal shunt. Blodflödet är därmed kopplad till kaninens fysiologi och driven av tryckgradienten mellan arteriellt blod och det intrakraniella trycket. Blödningen stannar när intracerebral tryck (ICP) är lika med diastoliskt blodtryck och blodet i shuntsystemet koagulerar. Använda värd & #8217; fysiologi minskar examinator beroende SAH induktion, vilket leder till en mer enhetlig modell för SAH som tillförlitligt producerar både EBI och DCVS fenotyper 3,8-10.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Tre månader gamla kvinnliga Nya Zeeland kaniner som väger 2,5-3,5 kg användes för detta förfarande. Studien utfördes i enlighet med National Institutes of Health riktlinjer för vård och användning av försöksdjur och med godkännande av Animal Care kommittén i kantonen Bern, Schweiz (godkännande # 105/13). Alla kirurgiska ingrepp utfördes under sterila förhållanden vid experimentella kirurgiska institutet vid Institutionen för klinisk forskning vid Bern universitetssjukhus i Bern, Schweiz. En veterinär narkosläkare övervakade djuren under operation och under återhämtning.

1. Animal Förberedelse, Positionering och subclavia Kanyle

  1. Framkalla narkos hos kanin med intramuskulär injektion av ketamin (30 mg / kg, Ketalar, 50 mg / ml) och xylazin (6 mg / kg; Xylapan 20 mg / ml) och kontroll anestesidjupet genom att kontrollera kaninen svar på skadliga stimulatjon (t.ex. tå nypa). Se 1.7 vid positivt svar.
  2. Dra ner den undre lock i båda ögonen och applicera en liten mängd salva på ögonlocken för att förhindra torrhet och ytterligare irritation.
  3. Kateterisera den laterala örat ven med en 20 Gbutterfly Venflon (20 G vaskulär kateter), fixa med tejp, och ansluta till ett gravitationspåse som innehåller 0,9% natriumklorid (500 ml / 24 h) och ketamin (40 mg / kg / timme) / xylazin (4 mg / kg / h) för kontinuerlig intravenös (iv) anestesi. Administrera ytterligare analgetika var 15 min iv (fentanyl, 1 mikrogram / kg). Obs: Undvik flyktiga gas anestetika, som är associerad med minskad CPP, öka CBF, och sjunkande cerebral ämnesomsättning för syre 11 Intravenösa anestetika ge mer ideala egenskaper för neuroanesthesia genom att bevara CBF och cerebral vasokonstriktion, 12 som är av översta betydelse när man studerar cerebral. vasospasm. Dessutom är även dödligheten ökat i Spontaneously andas djur får det bättre efterlikna den mänskliga situationen för akut SAH.
  4. Ge syrgas (1-2 L / min) via en andningsmask som gör att slut tidal koldioxid (EtCO 2) övervakning.
  5. Montera en 3 kanals elektrokardiogram (EKG) .Sätt tre subkutana elektroder i en triangulär arrangemang på den ventrala sidan av kanin; specifikt, placera en elektrod över höger midthoracic regionen (med avståndet till det sterila rakade området för subclavia kanyle) och två elektroder i nedre buken fördelade över båda benen.
  6. Övervaka anestesidjupet var 15 min under operation genom att följa andningsfrekvens, hjärtfrekvens (HR) övervakades från EKG-signalen, och reaktion på skadlig stimulans.
  7. Vid positivt svar på skadlig stimulering (tå nypa), anpassa anestesidjupet med ketamin bolus (6 mg / kg) iv och xylazin bolus (0,05 mg / kg) iv och / eller en extra smärtlindring bolus med Fentanyl (1 mcg / kg) iv
  8. Fäst kaninen i ryggläge på en kropp värmeplattan, luta huvudet 20 ° nedåt och vrida det något kontralateralt till den sida där den subclavia kommer att exponeras.
  9. tillämpa ögonsalva och förbereda området för kirurgi genom att raka håret över höger bröstmuskeln runt mitten tredjedel av nyckelbenet, och över frontal-, parietal- och occipital skallen, nacken och över höger gemensamma lårbensartären.
  10. Desinficera huden under 3 minuter med ett brett spektrum antiseptisk, t.ex.., Povidon-jod.
  11. Täck kaninen med sterila lakan. Utför alla ytterligare förfaranden under sterila förhållanden och ofta gäller 4% papaverin HCI och antibiotikalösning (neomycinsulfat 5 mg / ml) lokalt för att förebygga arteriell vasospasm med fartyg manipulation och lokala infektioner.
  12. Infiltrera bröstmuskeln med lokalbedövningsmedel (lidokain 1% maximal 6 mg / kg). Gör ett parasternal hud snitt och förberedabröstmuskeln. Med hjälp av mikroskop, dissekera subclavia och säkra med en proximal och distal ligatur (4-0 polyfilament suturer) runt den exponerade änden. Ha en ligatur nära den proximala kontrollen på plats för att säkra katetern och ligera kärlet distalt.
  13. Utför en arteriotomi i väggen hos den subclavia genom öppning av artären med en krökt microscissor och kanylera subclavia retrograd med en liten intravasal 3-vägs avstängningskran. Säkra katetern genom dubbel knut ligatur mot den distala ligaturen för att förhindra arteriell vridning eller böjning av den proximala delen av artären och för att undvika glidning eller massiv blödning.

2 Blodtryck och arteriella blod Gas Monitoring

  1. Anslut den 3-vägs avstängningskran till i) intravasal kanyl för arteriell blodgas (ABG) analyser, pH, Paco 2, PaO2, bikarbonat, basöverskott och SO2, ii) den invasiva arteriellt blodtryckmätningsanordningen, och iii) shuntanordningen.
  2. Samla blodprov för ABG status (paco 2, PAO 2) och kontinuerligt följa vanliga kardiovaskulära och respiratoriska parametrar (blodtryck, HR, EKG, andningsfrekvens och slut-tidal CO2) och överföra data via den analoga utgången gränssnittet till en analog- digital omvandlare / datalogger och butik.
    OBS: Trycket kommer att nollställas vid hjärtnivåer före och efter varje session, och tryckkalibrering av analog / digital-omvandlare och dataloggningssystem kommer att ske en gång innan serien börjar.

3 Baseline Digital subtraktionsangiografi

  1. Placera en extern kalibreringsenhet (liten kula) över båda käken vinklar för att kalibrera angiografi.
    OBS: Detta möjliggör exakt jämförelse av post hoc mätningar av baslinjen och uppföljning fartyg diameter.
  2. Utför digital subtraktion angiografi (DSA) genom retrograd inom enrterial bolusinjektion av nonjonisk lopamidol (0,6 ml / kg, 5 ml / sek för 2 sek) genom den kanylerade artären och spola kanylen omedelbart efter bolusinjektion med koksaltlösning i syfte att förhindra tilltäppning av de sistnämnda.
  3. Skaffa bilder (7 bilder i 14 sek) i vertebrobasilar systemet med hjälp av en snabb sekventiell angiografi inspelning i en 5 ° vänster främre sned position.
  4. Infiltrera området runt höger gemensamma lårbensartären med lokalbedövningsmedel (lidokain 1%, maximal 6 mg / kg). Gör ett litet ljumskhud snitt. Med hjälp av mikroskop för visualisering, dissekera den gemensamma lårbensartären och säkra med en proximal och distal ligatur (4-0 polyfilament suturer) runt den exponerade änden.
  5. Efter arteriotomi, kanylera lårbensartären med en 5-F-mantel. Spola sidoingången av manteln med koksaltlösning.
  6. Advance 5-F kateter i brachiocephalic artären via slidan under genomlysning. Skapa en färdplan och sedan föra en ledare till the vertebrobasilar systemet. Injicera en bolus av icke-joniska Jopamidol (0,6 ml / kg, 5 ml / sek i 2 sek) för DSA som beskrivs i steg 3.2.

4. Rotation till bukläge

  1. Efter baslinje DSA, flytta kaninen från liggande till liggande ställning. Var noga med att inte manipulera eller flytta positionen för de intra-arteriella katetrar.
  2. Placera huvudet i en head-hållare vid 30 ° vinkel, orienterade huvudet ner.

5. Cisterna Magna Punktering

  1. Desinficera huden över huvudet och halsen med povidonjod tre gånger under vardera 1 min, och täcka operationsområdet med sterila blad.
  2. Sätt en 22 G x 40 mm pediatrisk spinal tillgång nål transkutant in i cisterna magna utan någon föregående hud snitt eller muskelvolym.
  3. Kontrollera att djuret är helt sövd genom att säkerställa en brist på toe-nypa svar innan glida ner nålen längs den beniga yttre nackknölentills en lucka detekteras; tryck inte nålen ytterligare.
  4. Bekräfta rätt placering av nålen genom att observera spontan droppande av cerebrospinalvätska med kaninens huvud lutas ned vid en 20 ° vinkel för några min.

6 Installation av Intrakraniellt tryck och cerebralt blodflöde Övervakning

  1. Efter mittlinjen hud och galea snitt, infoga en liten kirurgisk upprullningsdon.
  2. Gör tre runda osteotomier (2 mm i diameter) med användning av en höghastighetsmikroborr i den främre delen av skallen enligt de yttre landmärken skalle (fig 1) 9, dvs över luktloben och bilateral frontal för placering av en neuromonitorering anordning om nödvändigt. Använd en millimeterskala linjal för att bestämma koordinaterna för borrhålet placering enligt följande: intrakraniellt tryck (ICP) övervakning på midpupillary linje, 1-2 mm från midsagittal linje; intraparenkymal laser-Doppler prober4-5 mm anteriort och lateralt i förhållande till bregma (Figur 1).
  3. Visualisera dura och utföra noggrann hemostas: använd benvax för ben hemostas genom sin tamponad åtgärd och utför lokal hemostas med hjälp av bipolär koagulering av dura.
  4. Placera intraparenkymal intrakraniellt tryck (ICP) bildskärm spets i höger luktloben till ett djup av 2 mm och sedan kalibrera.
  5. Placera de två laser-Doppler flowmetry fin nål sonder hjälp av en extern klämsystemet och infoga dem i motsvarande burr hål i både höger och vänster hjärnhalvorna frontal sidled till den ventrikulära systemet, det vill säga, i mittlinjen för att undvika interferens med cerebrospinalvätska. Placera needle prober till ett djup av 2,5 mm.
  6. Efter placering av de neuromonitorering prober, täta alla burr hål med en tjock plugg av benvax i syfte att hålla kraniet fluidtät.
  7. Mät utgångsparametrar av det genomsnittliga arteriella blodtrycket (MAP), ICP och cerebralt blodflöde (CBF) med hjälp av en multi monitor och fyra kanaler laser-Doppler vävnads blodperfusion monitor.

7. Shunt Induktion

  1. Anslut spinal tillgång nålen i cisterna magna till den tidigare kateter subclavia via blodfyllda tryckövervakning slang. Använd 3-vägskranen för blodtrycksmätning och som blodprovtagning port.
    OBS: Svårighetsgraden av SAH beror på mängden blod, och kan grovt uppskattas genom extensivt subarachnoid proppar vid hjärn skörd 5,11.
  2. Kontinuerligt övervaka MAP, HR, EKG, andningsfrekvens och slut tidal CO2 vid en samplingshastighet på 1 Hz från 6 min före till minst 20 min efter SAH.
  3. Kontrollera att djuret är helt sövd genom att säkerställa en brist på tå nypa svar innan du öppnar shunt anslutningen mellan subclavia och cisterna magna att inducera SAH av tryck gradient.
    ANMÄRKNING: En kontrollerad SAH kan uppnås genom stängning av shunten vid någon tidpunkt (t.ex. vid en önskad nivå av ICP.).
  4. Spela steady state värden under en tidsperiod av ca 15 min.
  5. Efter ICP når sin topp, hålla spinal tillgång nålen på plats tills ICP återgår till ett stabilt tillstånd nära utgångsvärdena. Om ICP platån bibehålls under mer än 10 sekunder eller om ICP minskar spontant stänger shunten.
  6. Ta CBF fina nål sonder och ICP sond, plug burr hål med ben vax, ta bort alla katetrar (inklusive subclavia kateter, eftersom katetermanipulation med rad blödning är förknippad med hög sjuklighet och dödlighet, och ökar infektioner), utför rigorösa sår bevattning med neomycinsulfat och sutur på huden.

8 Postoperativ Hantering

  1. Förfarandet varar i ungefär 2 timmar. På grund av halveringstiden för ketamin och xylazin, återhämtningstiden för animal är ganska kort - ca 1 timme. Djuren hålls under en värmelampa under återhämtning. Ytterligare vätskor finns inte. Under denna initiala postoperativa återhämtningsfasen, tillämpa buprenorfin 0,02 mg / kg sc varje 8 h under 24 tim.
  2. Applicera transdermal fentanyl matrisplåster som frigör 12,5 mikrogram / timme hos den rakade halsen av djuren för effektiv smärtlindring under nästa 72 timmar.
  3. Lämna inte ett djur utan tillsyn tills den har återfått tillräckligt medvetande för att upprätthålla sternala VILA.
  4. Skicka inte tillbaka ett djur som har genomgått operation i sällskap med andra djur tills återhämtat sig helt.

9 Uppföljning Digital subtraktionsangiografi att bedöma DCVS vid dag 3

  1. Utför steg från 1,1 till 3,6 enligt ovan.
  2. Euthanize djuren genom intraarteriell bolusinjektion av natrium thiopenthal (40 mg / kg) (Pentothal, Ospedalia AG, Hünenberg, Schweiz). I de fall där histologi och immunohistochemistry behövs, utföra en intrakardiell perfusion-fixering vid RT på en perfusion tryck av 100 cm H2O

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Kaninen blod shunt modell av SAH som beskrivs i denna rapport fram EBI i hippocampus (figur 2A, B), basal cortex (Figur 2A, B), och cerebral kärlsystemet (figur 2C) så tidigt som 24 timmar efter skada och visar en karakteristisk distributions blod (Figur 2D) 8. Dessutom utlöser modellen måttliga till svåra grader av DCVS på dag tre efter SAH induktion (Figur 3) 10. Dödligheten är 20-30% på grund av andningsstillestånd eller svår bradykardi vid akut SAH. Nästan alla kaniner visar progressiv försämring av neurologiska bortfall från dag 1 -. 3 10 Vid den tidpunkt djuren är under fullständig narkos. Ur teknisk synvinkel möjliggör både examinator oberoende och kontrollerbar SAH induktion (Figur 4) blod shunt modellen.

re 1 "fo: content-width =" 6in "width =" 600 "src =" / filer / ftp_upload / 52132 / 52132fig1highres.jpg "/>
Figur 1. Ytterlandmärken skallen för CBF och ICP-sonder (återges med tillstånd från Journal of Neuroscience Methods 201: 322-326) 9 Schematisk ritning visar placeringen av intraparenkymal CBF och ICP sonder i frontalloberna och på rätt luktbulben. . CBF sonder placerade 4-5 mm främre och parasagittal till bregma. ICP sonder är placerade i midpupillary linje i kaudal-rostralt riktning på ett avstånd av 1-2 mm från midsagittal linje. Intraparenkymal CBF (Paneler A och B) och ICP (Paneler C och D) prober visas i sagittala och koronala planen hos T2-viktade MRI. Notera deras förhållande till kamrarna. CBFl = vänster frontal burrhole för cerebrala blodflödes sonder. CBFr = höger frontal burr hål för cerebrala blodflödes sonder. ICP = position burr hål för intrakraniella tryckgivare. * Bregma; ** Lambda.f = "https://www.jove.com/files/ftp_upload/52132/52132fig1highres.jpg" target = "_blank"> Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 2
Figur 2 Tidig hjärnskada efter subaraknoidalblödning (Återgivet med tillstånd från Journal of Neuroscience Methods 208, 138-145 8 och Journal of Neuroscience Methods 191: 227-233). 10. TUNEL-färgning visade apoptos i hippocampus (A) och basal cortex (B) av SAH djur. Neurodegeneration analyserades med FJB (fluor-jade fläck) positiva celler colocalized med DAPI. Colocalization med DAPI (vänstra kolumnen) avslöjade att TUNEL positiv färgning (mittkolumnen) var lokaliserad i kärnan (höger kolumn). Öppna pilar visar DAPI positiv nukleär färgning. Fasta pilar indikerar TUNEL positiv eller FJB-positive celler. Skala bar = 50 pm. (C) Apoptos och neurodegeneration avbildas 24 timmar efter SAH i basilar artären endotelceller. Fyllda pilarna visar TUNEL- positiva apoptotiska, svullen och fristående endotelceller. Scale bar = 50 | im. (D) Total undersökning av hjärnan visar utvidgade distributions blod på den ventrala och dorsala ytan av hjärnan och basala cisterner 24 hr efter SAH induktion jämfört med skenopererade djur. * = Basal cistern; ** = Prepontine cisternen; *** = Cisterna magna; höger frontal cortex lesion från perioperativa ICP monitor tips (**** = ICP sond lesion). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 3
Figur 3.Vertebrobasilar angiogram före (A1) och efter (A2) SAH induktion. Baseline angiografi (A1) visar normal kärldiameter av ryggrads och basala artärer. Tre dagar efter SAH induktion (A2), visar angiogram en diffus förträngning av basilar (pilen) och vertebrala artärerna. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 4
Figur 4 ICP styrd induktion av olika grader av SAH. Ett viktigt inslag i kaninblod shunt modellen är möjligheten att kontrollera för olika grader av SAH svårighetsgrad, inklusive mängden blödning, en ökning av intrakraniellt tryck (ICP), eller en reduktion i cerebral perfusionstryck (CPP). Figur 4 illustrerar tidsförloppet för ICP following induktionen av SAH (pil = öppning av shunten). Kurvan progression beror på fysiologi av kaninen, primärt tryckgradienten mellan ICP och det genomsnittliga arteriella blodtrycket. Om ICP når ett värde nära det diastoliska blodtrycket, flödet i shunten stannar. Vid den tidpunkt börjar antingen ICP för att minska eller ICP värdet förblir på en platå. Om platån stannar längre än 10 sekunder shunten är stängd. Kontrollerad SAH kan utföras när som ICP nivå genom nedläggning av shunten innan spontan trombos (X = nedläggning av shunten). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Shunten Modellen producerar patologi liknande den som observerats hos människa efter akut SAH 3,8,10. Det har föreslagits att EBI kan förvärra, behålla och till och med utlösa DCVS 12, och som sådan denna modell kan hjälpa till att utreda både de tidiga och sena DCVS faser, inklusive EBI och DCVS interaktioner efter SAH. Särskilt repeterbar in vivo DCVS övervakningstekniker inklusive DSA 13, datortomografi angiografi 14 och transkraniell Doppler 15 är mer readibly tillämpas i kaniner än i mindre försöksdjur. Förutom att aktivera examinator oberoende spontan SAH, gör modellen för användaren att kontrollera för olika allvarlighetsgrad (mängden blod eller ICP, och därav förändringar i cerebral perfusion tryck).

Viktigast denna modell resulterar i en mycket konsekvent, reproducerbart och pathophysiologically anpassad förlopp efter akut SAH. Rebleed ning är obefintlig och dödligheten är relativt låg jämfört med andra modeller av akut SAH 16,17. Mellanlägg av en flödessond i shuntsystemet vidare medger realtidsbedömning av SAH volymen under blödning 10. Dock är kostnaden i samband med stora djurförsök signifikant större än den för de mer vanligen använda mindre laboratoriedjur, och genetisk manipulering av kaniner är oöverkomligt utmanande, sålunda begränsande studier av vissa gener på SAH utfall 18-20.

För att säkerställa enhetlighet och noggrannhet i den nuvarande modellen för SAH vi rekommenderar att följande allmänna kriterier och kritiska kirurgiska åtgärder:

Utför experiment på 3-4 månader gamla kaniner eftersom jag) dödligheten efter SAH induktion markant reducerad jämfört med äldre kaniner, och ii) vasospasm perioden förlängs i äldre kaniner (20-40 månader) 21.

tält "> Kalibrering av angiogram med en extern kalibreringsenhet (liten kula) möjliggör bedömning av fartygets diameter i en blindad sätt med låg variabilitet och noggrann kalibrering vid baseline och uppföljning angiogram. Mätning av diameter kärlet tre gånger (längs en fördefinierad längd från spetsen på basilar artären) med automatisk mätning analysprogram för att bestämma medelvärden (steg 3 i protokollet) rekommenderas.

Säkra ligaturer i subclavia att förhindra vridning eller böjning av subclavia under ompositionering från liggande till liggande position (steg 4 i protokollet).

Täta alla burr hål med en tjock plugg av benvax före SAH induktion för att hålla kraniet vätsketätt och till huvud steady state av ICP, CPP och MAP (steg 6 i protokollet).

Håll spinal tillgång nålen på plats tills ICP återgår till utgångsvärden. Felplacering av det ryggrads tillgång neEdle kan leda till hög sjuklighet (Steg 7 i protokollet).

EBI och DCVS, som båda till stor del bidrar till det negativa resultatet och dödlighet efter SAH, kan studeras med hjälp av blod shunt modell av SAH. Medvetenheten om de enskilda tekniska detaljer garanterar ett framgångsrikt genomförande av denna modell och gör det möjligt att utvärdera SAH följdtillstånd och screening av potentiella behandlingsmetoder.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

Författarna tackar Laurie von Melchner, Bern Universitetssjukhus, Institutionen för neurokirurgi, Bern, Schweiz, för korrekturläsning och redigering av manuskriptet och Paskus Jeremiah, Boston Barnsjukhus, Boston, MA för korrekturläsning det ursprungliga förslaget. Vi uppskattar skickliga hantering av djurvård, anestesi och operativ hjälp från Daniel Mettler, DVM, Max Müller, DVM, Daniel Zalokar och Olgica Beslac, Experimentell Kirurgiska Institutet, Institutionen för klinisk forskning, universitetet i Bern, Bern, Schweiz. Vi tackar Michael Lensch, chef forskningssjuksköterska, Institutionen för intensivvård, Bern University Hospital och University of Bern, Bern, Schweiz, för realtidsövervakning av data och efterbearbetning av fysiologiska parametrar. Vi tackar Edin Nevzati, Carl Muroi och Salome Erhardt, för deras utmärkta laboratorium teknisk och operativ hjälp.

Detta arbete stöddes av Department of Intensive Care Medicine, Bern University Hospital och University of Bern, Bern, Schweiz, Institutionen för klinisk forskning, universitetet i Bern, Bern, Schweiz, och forskningsfonden från Kantonsspital Aarau, Aarau, Schweiz. Vi tackar Elsevier, för nytryck tillstånd till figurerna 1 och 2.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Equipment
Operation microscope Zeiss, Jena, Germany Zeiss, OPMI-MD surgical microscope
Surgical equipment B. Braun, Germany Forceps medical no. 5; vessel scissors 8 cm; microclip 4 mm
Respirator Hugo Sachs
Hair clipper 3M Surgical Clipper  Starter Kit 9667A
Body warm plate FHC
Blood gas analyzer Radiometer, Copenhagen, Denmark ABL 725
Cardiac monitoring Camino Multi-Parameter Monitor, Integra, Plainsboro, NJ, US AP-05
Software analysis BIOPAC Systems, Inc., Goleta, CA, USA Biopac MP100 and acqKnowledge software,version 3.8.1
Software analysis ImagePro Discovery, MediaCybernetics, Silver Spring, MD, USA Image-Pro Plus version 
Angiography apparatus DFP 2000 A-Toshiba MIIXR0001EAA
ICP monitor Camino Laboratories, San Diego, CA, USA ICP monitor, Model 110-4B
Blood flow monitor Oxford Optronix Ltd., Oxford, UK CAL KIT microsphere solution
Laser-Doppler flowmetry fine needle probes Oxford Optronix Ltd., Oxford, UK MNP110XP, 0.48 mm diameter
Pressure tube B. Braun, Germay PE 1.0 mm × 2.0 mm
Anesthesia monitor GE Medical Systems, Switzerland  Datex S5 Monitor
Material
20 G vascular catheter Smiths Medical Jelco i.v. catheter, REF 4057
5.5 F three-lumen central venous catheter  Connectors, Tagelswangen, Switzerland Silicone catheter STH-C040
22 G x 40 mm needle  Emergo Group Inc., Netherlands
High-speed microdrill Stryker, Solothurn, Switzerland 5400-15 
Bone wax Ethicon, Johnson & Johnson,NJ, USA ETHW31G
Bipolar forceps Aesculap, Inc., PA, US US349SP 
Ketamin Any generic product
Xylazine Any generic product
Buprenorphine Any generic product
Fentanyl Any generic product
Transdermal fentanyl matrix patches  Any generic product
Lidocaine 1%  Any generic product
4% papaverin HCl  Any generic product
Neomycin sulfate  Research Organics Inc., OH, USA Any generic product
Povidone-iodine  Any generic product
0.9% sodium chloride Any generic product
Iopamidol  Abott Laboratories, IL, USA Any generic product
3-0 resorbable suture Ethicon Inc., USA VCP824G
5-0 non absorbable suture Ethicon Inc., USA 8618G
4-0 polyfilament sutures Ethicon Inc., USA VCP284G

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Taylor, T. N., et al. Lifetime cost of stroke in the United States. Stroke; a journal of cerebral circulation. 27, 1459-1466 (1996).
  2. Kikkawa, Y., Kameda, K., Hirano, M., Sasaki, T., Hirano, K. Impaired feedback regulation of the receptor activity and the myofilament Ca2+ sensitivity contributes to increased vascular reactiveness after subarachnoid hemorrhage. Journal of cerebral blood flow and metabolism : official journal of the International Society of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 30, 1637-1650 (2010).
  3. Marbacher, S., Fandino, J., Kitchen, N. D. Standard intracranial in vivo animal models of delayed cerebral vasospasm. British journal of neurosurgery. 24, 415-434 (2010).
  4. Marbacher, S., Neuschmelting, V., Graupner, T., Jakob, S. M., Fandino, J. Prevention of delayed cerebral vasospasm by continuous intrathecal infusion of glyceroltrinitrate and nimodipine in the rabbit model in vivo. Intensive care medicine. 34, 932-938 (2008).
  5. Zhou, M. L., et al. Comparison between one- and two-hemorrhage models of cerebral vasospasm in rabbits. Journal of neuroscience. 159, 318-324 (2007).
  6. Vatter, H., et al. Time course in the development of cerebral vasospasm after experimental subarachnoid hemorrhage: clinical and neuroradiological assessment of the rat double hemorrhage model. Neurosurgery. 58, 1190-1197 (2006).
  7. Lee, J. Y., Sagher, O., Keep, R., Hua, Y., Xi, G. Comparison of experimental rat models of early brain injury after subarachnoid hemorrhage. Neurosurgery. 65, 331-343 (2009).
  8. Marbacher, S., et al. A new rabbit model for the study of early brain injury after subarachnoid hemorrhage. Journal of neuroscience. 208, 138-145 (2012).
  9. Marbacher, S., et al. Outer skull landmark-based coordinates for measurement of cerebral blood flow and intracranial pressure in rabbits. Journal of neuroscience methods. 201, 322-326 (2011).
  10. Marbacher, S., et al. Extra-intracranial blood shunt mimicking aneurysm rupture: intracranial-pressure-controlled rabbit subarachnoid hemorrhage model. Journal of neuroscience. 191, 227-233 (2010).
  11. Sugawara, T., Ayer, R., Jadhav, V., Zhang, J. H. A new grading system evaluating bleeding scale in filament perforation subarachnoid hemorrhage rat model. J Neurosci Methods. 167, 327-334 (2008).
  12. Macdonald, R. L. Delayed neurological deterioration after subarachnoid haemorrhage. Nature reviews. Neurology. 10, 44-58 (2014).
  13. Zhang, Z. W., et al. Platelet-derived growth factor-induced severe and chronic vasoconstriction of cerebral arteries: proposed growth factor explanation of cerebral vasospasm. Neurosurgery. 66, 728-735 (2010).
  14. Laslo, A. M., Eastwood, J. D., Chen, F. X., Lee, T. Y. Dynamic CT perfusion imaging in subarachnoid hemorrhage-related vasospasm. AJNR. American journal of neuroradiology. 27, 624-631 (2006).
  15. Shao, Z., et al. Effects of tetramethylpyrazine on nitric oxide/cGMP signaling after cerebral vasospasm in rabbits. Brain research. 1361, 67-75 (2010).
  16. 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; a journal of cerebral circulation. 26, 1086-1091 (1995).
  17. Veelken, J. A., Laing, R. J., Jakubowski, J. The Sheffield model of subarachnoid hemorrhage in rats. Stroke; a journal of cerebral circulation. 26, 1279-1283 (1995).
  18. Zakhartchenko, V., et al. Cell-mediated transgenesis in rabbits: chimeric and nuclear transfer animals. Biology of reproduction. 84, 229-237 (2011).
  19. Capecchi, M. R. Gene targeting in mice: functional analysis of the mammalian genome for the twenty-first century. Nature reviews. Genetics. 6, 507-512 (2005).
  20. Flisikowska, T., et al. Efficient immunoglobulin gene disruption and targeted replacement in rabbit using zinc finger nucleases. PloS one. 6, e21045 (2011).
  21. Nakajima, M., et al. Effects of aging on cerebral vasospasm after subarachnoid hemorrhage in rabbits. Stroke. 32, 620-628 (2001).

Tags

Medicin subaraknoidalblödning djurmodeller kanin extrakorporeal blod shunt tidig hjärnskada fördröjd cerebral vasospasm mikrokirurgi.
Kaninen Blod-shunt modell för studier av akut och sen Sena effekter av subaraknoidalblödning: Tekniska aspekter
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Andereggen, L., Neuschmelting, V.,More

Andereggen, L., Neuschmelting, V., von Gunten, M., Widmer, H. R., Takala, J., Jakob, S. M., Fandino, J., Marbacher, S. The Rabbit Blood-shunt Model for the Study of Acute and Late Sequelae of Subarachnoid Hemorrhage: Technical Aspects. J. Vis. Exp. (92), e52132, doi:10.3791/52132 (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