Login processing...

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

Neuroscience

Ламинотомия для поясничного спинной ганглий суперпользователя и инъекций в свиней

doi: 10.3791/56434 Published: October 10, 2017

Summary

Мы описываем метод ламинотомия в свиней, которая обеспечивает доступ к поясничной Спинной корень ганглиев (DRG) для инъекций intraganglionic. Инъекции прогресс отслеживается интраоперационно и гистологически подтвердили до 21 дней после операции. Этот протокол может использоваться для будущих доклинические исследования с участием DRG инъекций.

Abstract

Спинной корень ганглиев (DRG) являются анатомически четко определенной структуры, которые содержат все первичных сенсорных нейронов ниже головы. Этот факт делает DRG привлекательных объектов для инъекций Роман терапии, направленной на лечение хронической боли. В небольших животных моделях Ламинэктомия использовалась для облегчения DRG инъекции, потому что она включает в себя хирургическое удаление позвоночной кости, окружающих каждый DRG. Мы продемонстрировать технику для intraganglionic введения поясничного DRG в крупных видов животных, а именно, свиней. Ламинотомия выполняется для прямого доступа к DRG, с использованием стандартных нейрохирургических методов, инструментов и материалов. По сравнению с более обширной удаление кости через ламинэктомии, мы реализуем ламинотомия сохранение анатомии позвоночника при достижении достаточного доступа DRG. Интраоперационная хода DRG инъекции контролируется с помощью нетоксичных красителей. После эвтаназии на послеоперационный 21 день успех инъекционного определяется гистологии intraganglionic распределения 4', 6-diamidino-2-phenylindole (DAPI). Мы вводим биологически неактивный решение продемонстрировать протокол. Этот метод может быть прикладной в будущем доклинические исследования целевых терапевтических решений DRG. Наша методология должна облегчить тестирование переводимости intraganglionic мелких животных парадигмы в крупных видов животных. Кроме того этот протокол может служить ключевым ресурсом для тех, кто планирует доклинические исследования DRG инъекций в свиней.

Introduction

Спинной корень ганглиев (DRG) являются анатомически дискретных, нейронов коллекции, расположенных вдоль позвоночного столба. Каждый DRG содержит первичных сенсорных нейронов, которые кодируют и реле периферические раздражители для центральной нервной системы (ЦНС) из тела конкретных регионов. К примеру боль остеоартрита начинается, когда болевых рецепторов, расположенных о совместном воспринимают вредных раздражителей. Этот процесс называется Ноцицепция. Долгосрочный осведомленности о вредных раздражителей приводит к хронической боли 1.

Хроническая боль является предметом частых доклинические исследования 2 , где одна цель заключается в разработке полезных методов для целенаправленной доставки анальгетиков DRG, например intraganglionic впрыск 3. Однако DRG трудно добраться, потому, что они проживают в пределах Бони межпозвоночных отверстий 4. Несколько групп успешно преодолеть это препятствие путем использования хирургии позвоночника в грызунов 5,6,,78,9,10.

В клинике Ламинэктомия — это распространенная операция позвоночника и относится к хирургическому удалению позвоночной пластинки, тем самым unroofing позвоночного канала 11. Включение хирургических методов, чтобы позволить прямой доступ DRG была успешной в грызунов 5,12, однако, перевод может быть нереально рассматривать различия в размерах соответствующих структур и как это влияет на Фармакокинетика или технической осуществимости 13,14. Например в одном исследовании определяется поперечной спинного диаметр T10 3.0, 7.0, и 8,2 мм для крысы, свиньи и человека, соответственно 15. Таким образом крупных животных моделей лучше приблизительное человеческого измерения нервных структур.

В свиней Raore et al. используется многоуровневая Ламинэктомия для получения доступа к шейного отдела спинного для нескольких межпозвонковым инъекции 16. Процедура хорошо переносится и привело к фазе я клинических испытаний где сопоставимых хирургические исходы были документально 17. Эти результаты поощрять продолжение использования доклинических крупных животных моделей как предикторы технической осуществимости и безопасности людей.

На сегодняшний день, никакой подробной методологии существует для хирургического доступа и инъекций DRG в крупных видов животных. Для этого трансляционного разрыва, мы приводим протокол для DRG экспозиции и инъекции через ламинотомия в свиней. Стандартные нейрохирургические методы, инструменты и материалы были использованы, и метод был разработан для имитации современной хирургической практике. Мы продемонстрировать intraganglionic инъекции, используя водный раствор для поясничного DRG и подтверждение успешной доставки через гистологии после послеоперационного дня 21.

Protocol

все методы, описанные здесь были одобрены институциональный уход животных и использование Комитет (IACUC) клиники Майо.

1. предпосылки строгости и воспроизводимость

  1. для обеспечения строгость дизайна, следовать национальные стандарты надлежащей лабораторной практики во все времена и получить внутреннего утверждения IACUC (или аналогичный комитет) до любых животных участие в экспериментах.
    Примечание: Этот протокол был разработан для поддержания клинически верный подход. Таким образом материалы, инструменты и методы участвующих описаны в моде, идентичные по самым высоким стандартам клинической в организме человека. Например, следуют строгим стерильных и никогда не должны использоваться материалы истек.
  2. Для поддержки воспроизводимость этой методологии в экспериментальных условиях, разрабатывать внутренние стандартные оперативные процедуры и управления для изменчивости в свиней породы, вес, пол и возраст между отдельных когорт.
    Примечание: Дизайн этого протокола был основан на использовании свиней весом 38-53 кг

2. Предоперационное животное уход

  1. управлять профилактическое Цефтиофур внутримышечно (IM), учитывая на 5 мг/кг, за 1 день до процедуры.
  2. Быстро животных твердой пищи и ограничить животных от косметические процедуры, то есть масла ванны, 12 ч до процедуры.
  3. Общая анестезия вызывают в течение 1 ч процедуры, с помощью IM tiletamine и zolazepam, как телазол на 5 мг/кг и IM Ксилазина, на 2 мг/кг.
  4. После индуцированного, администрировать подкожной (SC) бупренорфин устойчивый выпуск (SR), на 0,18 мг/кг.
  5. Поместить катетер уха вен и выполнения быстрой последовательности интубации поставить эндотрахеальную трубку.
  6. Прикрепить пульсоксиметр с сердечного ритма, мониторинг функции к языку для мониторинга кислородом и частоты пульса.
  7. Место животного в лежачем положении и клип кожу на тыльной поверхности с помощью электрической машинки. Клип волос над большой, двусторонние район, простирающийся от сагиттальной плоскости срединной плоскости корональных срединной и продольно сакрального Апекс к лопаточный колючки. Для удаления волос и свободно плавающего кожи использовать скотч.
  8. Скраб отрезанной области до 3 раз теплой водой с мылом и сухой кожи с помощью безворсовой полотенце.
  9. Марк двусторонних анатомические ориентиры, с помощью хирургического маркером. Марк последнего ребра, подвздошные гребни, остистых отростков и поперечных отростков.
    Примечание: По маркировке последнего ребра, подвздошные гребни и поперечных отростков, поясничного отдела позвоночника является демаркация вдоль его улучшенный, нижней и боковой границ, соответственно. Этот протокол был разработан для доступа и введения любых поясничного DRG интерес. Для справки, Улучшенный подвздошные гребни выровнять уровень позвонка L3 и L4.
  10. Покрытия животное с теплое одеяло для транспортировки постановляющей части люкс.

3. Позиционирование в постановляющей части люкс

  1. осторожно Лифт и положение животных склонны в модифицированных большое Гуманное животное слинг с мягкой брюшной полости диафрагмой.
    Примечание: Брюшной полости диафрагма позволяет снижением внутрибрюшного давления похож на Уилсон кадр, используемый во время человека хирургии позвоночника. В свою очередь это уменьшает, интраоперационная кровотечение из позвоночника кровеносных сосудов. Слинг выгодно, потому что ноги могут висеть свободно через проложенный отверстия, которые защиты животных от периферических нервных покушение. Однако поскольку рамка строп изготовлен из металла, следует мягкий с изоляцией во избежание электрического замыкания и случайного животных сжечь. Рулон одеяло могут быть размещены в положение головы и шеи в удобном положении, в зависимости от размера животного.
  2. Поддержания общей анестезии с помощью 1-3% вдыхании (IH) изофлюрановая, титруемая для эффекта. Смочить глаза глазной мазью и осторожно лента их отключение.
  3. Место линии для жизненно важных признаков мониторинга в документе температуры, артериального давления, частоты сердечных сокращений и оксигенации. Контролировать вентиляции capnography.
  4. Место клей, одноразовые электрохирургическое дисперсионные электрода над левой или правой лопатки.
  5. Администрирование утепленные лактат Рингера ' s, как содержание жидкости через катетер ухо вен. Дайте жидкости со скоростью 5-10 мл/кг/ч
  6. Место Устройство приточно-потепления над районом грудного и шейного и избежать покрытия последнего ребра.

4. Стерильные подготовка операционного поля для левосторонней инъекций

Примечание: из этой точки вперед, проходить в строго стерильных моды.

  1. Подготовить кожа начала поясничного отдела позвоночника с широким применением 0,7% йода povacrylex и 74% изопропиловый спирт, по словам производителя ' s инструкции. Для обеспечения соответствия руководство иглу может позднее быть в стерильных моды, lateralize приложение в сторону запланированных инъекции путем расширения антисептического сторону срединной корональных плоскости мимо отмеченные поперечных отростков.
  2. Место Одноразовые хирургические полотенца в прямоугольной моды изложить запланированные разрез сайт, который находится над средней линии вдоль заметное остистого отростка поясничного.
  3. Применить клей антимикробной надрезать драпировка над постановляющей части полотенца и подвергаются кожи. Зажим шторы на месте и продлить драпировки краю покинуть поле постановляющей.
  4. Обеспечить вертикальный Пелерина поляков во главе строп между операционного поля и мониторинга техник.
  5. Secure линии всасывания и электрохирургия в пределах операционного поля путем зажима для стерильных шторы. Пройти свободные концы труб и проводов из поле стерильным.

5. Разрез и Поднадкостничный рассечения кожи

  1. пальпировать остистых отростков поясничных вдоль средней линии и определить 3 последовательных позвоночного уровня.
  2. Использовать #15 скальпеля для открытия 8-12 см срединной Сагиттальный разрез через incise драпировка непосредственно кзади остистого отростка. Поддерживать гемостаза с помощью Марли тампонады и монополярных электрохирургии.
    Примечание: Следует позаботиться не отклоняться от средней линии, как разрез продвигается в направлении передней, потому что это ограничивает, кровотечение из paraspinal мышц. Периодические пальпация для остистого отростка способствует улучшению. Самостоятельно сохранение втягивающих устройств Weitlaner, Meyerding или Gelpi могут быть размещены и перемещать при необходимости для облегчения вскрытия. Всасывания используется для сохранения видимости.
  3. Вскрыть подкожной клетчатки и жира с помощью монополярной электрохирургии, пока не будет достигнуто грудо фасции. Ощупывайте остистого отростка глубоких в грудо фасции и вырезать фасции вдоль средней линии подвергать надостной связки, охватывающих между остистых отростков.
    Примечание: Грудо фасции идентифицируется как организованные, апоневротической оболочка с соединительной ткани зерна, который переплетает в косой, боковые медиального направлении. На данный момент, разрез может быть продлен в либо вышестоящее или уступает направлении для обеспечения полностью видны 3 остистого отростка с пища остистого отростка, выровнены в центре поля диссекции.
  4. Использовать лезвие #15 поставить 2-мм глубокая парасагиттальных разрез через надостной связки кзади каждого остистого отростка. Место каждого разреза вдоль левой трети задняя поверхность остистого отростка.
  5. Осторожно отпустите надостной связки на каждом уровне вдоль каждой incконцепции, с помощью 5-мм Фрир Лифт.
  6. Идентифицировать Поднадкостничный плоскости и вскрыть в этой плоскости вдоль боковой поверхности каждого остистых процесса.
  7. Выполнять Поднадкостничный рассечение на каждом остистого отростка в параллельной моды для обеспечения того, чтобы нежные, достигается даже диссекции.
  8. Надрезать вложение paraspinal мышцы вдоль межостистой пространств, с помощью монополярной электрохирургии в концерте с Поднадкостничный диссекции.
  9. Определить пластинки на каждом уровне и продолжают Поднадкостничный рассечение боково достичь боковые границы 2 zygapophyseal суставов, которые соединяют 3 подвергается позвонок и достичь бокового края пластинки между суставами, называется Парс interarticularis.
    Примечание: Pars interarticularis является задняя граница межпозвонковых отверстий, где проживает DRG. Иногда мелких вен возникает из отверстия, расположенные на задней поверхности пластинки. Эти Вены имеют тенденцию к разрыву во время Поднадкостничный рассечение. Гемостаз легко достигается с помощью комбинации биполярной электрохирургии и кости воск применяется к отверстия.

6. Одного уровня ламинотомия

  1. определить цель ламинотомия как пища пластинки расположен между и медиальнее 2 zygapophyseal суставов.
  2. След пластинки его нижнего края, до точки просто медиальнее смежных нижнего суставного процесса хвостового zygapophyseal сустава.
  3. Использовать 5-мм Фрир Лифт или кюретка, чтобы пальпировать переход между caudalmost края пластинки и Центральный канал.
    Примечание: Осторожность не заставить palpating инструмент передней, как это будет связаться с дурального мешка и спинного мозга. Обратите внимание, что спинной мозг в свином расширяет мимо поясничного отдела позвоночника 18. Межпозвонкового диска rongeur может использоваться для удаления дополнительных мягких тканей, обволакивающие этой области для содействия пальпацию.
  4. Использование 2-мм вверх кусаться, 45-градусная Керрисон rongeur для извлечения костей в кусочно моды. Удаление кости вдоль основания остистого отростка главно до уровня просто каудально к хвостовой поверхности ножке и вне боково в полной мере.
  5. Использование угловой кости rongeurs для оказания помощи с удаления костей. Оставьте нижнего суставного процесса, который был подключен к пластинки на месте до тех пор, пока в основном завершено ламинотомия.
  6. Подтверждают, что нижнего суставного процесса является свободно мобильных и придает только по zygapophyseal капсулы сустава. Надрезать капсула с помощью #15 и #11 лезвие.
  7. Удалить нижнего суставного процесса в кусочно моды, но затрагивает смежные улучшенные суставного процесса.
    Примечание: Как ламинотомия завершена, гемостаз выполняется с биполярной электрохирургии. Монополярная электрохирургии не используется из-за близости нейронных структур. Воск кости могут быть размещены вдоль сайты кровотечения из подвергаются кости и рассасывающиеся желатин губки могут использоваться для получения гемостаза у мягких тканей. Cottonoid является полезным инструментом для фитиля Серозная жидкость и кровь от рассечения.

7. Рассечение DRG

  1. откачать эпидуральной жира в кусочно моды от поверхностного глубокой начало медиально и латерально исходя. Удалить жир, нежный диссекции с помощью биполярного пинцета и всасывания всасывания кончиками французский Фрейзер 6-10.
    Примечание: Увеличение лупы или использование микроскопом рассечения полезен в предоставлении уровень детализации, необходимо безопасно эвакуировать эпидуральной жира и достижения тщательного гемостаза эпидуральной венозного сплетения, с помощью биполярного электрохирургии.
  2. Идентифицировать дурального мешка вдоль средней линии, в superoinferior направлении, параллельном оси разрез кожи. Удалить эпидуральной жир вдоль дурального мешка до тех пор, пока дурального мешка можно увидеть привести к корень рукав дурального нерва.
  3. Отслеживать дурального рукава боков и книзу, эпидуральной жировой эвакуации пока не видно, чтобы увеличить вокруг DRG.
    Примечание: Определение DRG для его овальной формы и желтого до оранжевого цвета. В середине поясничного отдела позвоночника DRG является обычно 4-6 мм, длинной в медиальной боковой направлении и расположен непосредственно подчиненного или 2-3 мм медиальнее своих соответствующих ножке. Крючок тупым, прав-angled нерва может использоваться для осторожно ощупывать для ножке.
  4. Эвакуировать эпидуральной жира боков, мимо DRG, до тех пор, пока видел прилегающих спинного нерва.
    Примечание: Если durotomy возникает, починить водонепроницаемые закрытия с помощью швом нейлона 6-0 и гладкой микро иглы водителя в простой запуск Стич.

8. Инъекции DRG

  1. использования 22-го калибра спинальной иглы для руководства Траектория иглы расширенной доставки (КНИ) 32-калибруйте конвекции. Прокол иглой 22-го калибра руководство через кожу и paraspinal мышцы.
    Примечание: CED Игла предназначена для достижения конвекции жидкости в тканях, также известный как объемного потока, из-за давления градиенты 19 , 20.
  2. Целью руководство иглы вдоль траектории, что приближается к продольной оси DRG и приводит в кончик иглы, возникающих от стены боковых paraspinal поля, рассечение.
  3. Изобразительных настроить иглы путь до тех пор, пока игла люмен выравнивает по центру DRG.
    Примечание: Иглы руководство должно никогда не будет позволено связаться DRG.
  4. Составить стерильные injectate в стерильный шприц и подключить шприц для стерильных инфузионных труб.
  5. Безопасный труб CED иглы и руки шприц из стерильных поля. Подключите шприц к программируемым шприцевый насос.
    Примечание: Трубы готовы длиной 5 футов для сохранения стерильности и мобильность. Кроме того, это чрезвычайно важно включить в решение без воздушных пузырей.
  6. Заранее injectate до тех пор, пока выражение видно из кончик иглы CED.
  7. Место CED иглы в Люмене руководство иглу и медленно заранее CED иглы, до тех пор, пока она вытекает из кончик иглы руководство. Убедитесь, что DRG не пробили во время выравнивания иглы.
  8. Изобразительных настроить положение иглы руководство вдоль длинной оси его траектории для определения окончательного местоположения кончик CED.
  9. Обеспечить руководство иглы и КНИ иглы, вместе с помощью взаимосвязанных узлов иглы, достижении глубины и выравнивание руководстве и КНИ иглы.
  10. Убедитесь, что все соединения инъекции аппарат полностью обеспечены, включая руководство иглы, CED иглы, и подключенные труб загружен с injectate.
  11. Заранее гид иглу вдоль его длинной оси для приближенного CED кончик иглы и DRG.
  12. Пункции DRG с кончик иглы CED.
  13. Погружать кончик иглы КНИ в трехмерной центр DRG.
    Примечание: потому что DRG трехмерную структуру переменного размера и формы, DRG выдержка должна быть полной для того, чтобы точно поместите кончик иглы КНИ в настоящий центр DRG. Истинный DRG центр расположен на пересечении ее три анатомические осей, а именно, передней к задней, боковые до медиальной и превосходит уступает осей.
  14. Доставить 100 мкл injectate, КНИ, используя окончил курс и объем 3 шагов.
  15. Доставить 4 мкл на 2 мкл/мин для первого шага. Доставить 8 мкл в 4 мкл/мин на втором шаге. Доставить 88 мкл 8 мкл/мин для третьего и заключительного шага.
    Примечание: Разрешить 3-мин паузу между шагами и после последний шаг, чтобы позволить для уравновешивания давления.
  16. Снять инъекции аппарат после окончательного инъекции шаг и пауза 3-мин вдоль длинной оси в движение, гладкой, нежной.
    Примечание: Вводят решений, которые бесцветны, цветной краситель входит в растворе в концентрации 0,1% вес/объем для оказания помощи в визуальной оценки распределения injectate 12. Кроме того, жизненно краситель 4 ', 6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) включен в решение в концентрации 0,25 мкг/мкл, когда дизайн исследования требует гистологического оценки injectate распределение 5.

9. Закрытие

  1. Применить 3 раундов теплой соленой орошения хирургической сайта до закрытия для мобилизации и флеш сайт мусора, т.е. костных фрагментов. Для восстановления физиологического раствора и мусора использовать всасывания.
    Примечание: Тщательный гемостаз обеспечивается при ирригации остается ясным. Кровоостанавливающие препараты (желатина Губка) и cottonoid удаляются в это время. Убедитесь, что все материалы и инструменты были удалены из узла разрез до закрытия.
  2. 3-х слойный метод использовать для закрытия.
  3. Шов грудо фасции, с помощью 0 шва в простой, прерванные, noninverted моды. Место Стич каждые 5-8 мм для достижения герметичность закрытия.
  4. Шов, подкожной клетчатки, используя швом 2-0 в простой, прерванные, Перевернутый моды с стежок помещены каждые 5 - до 8-мм для достижения достаточной прочности.
  5. Закройте кожи, с помощью 0 шва в простой, работает или прервана моды.
  6. Иглы счетчик используется для обеспечения того, чтобы не Шарпс неучтенной for.
  7. Орошения кожи с соленой, сухой кожи и помещать пластырь полоски перпендикулярно разрез.
  8. Место поверх Повязки марлевые полоски и придают окончательный клей антимикробной надрезать пелерина.

10. Послеоперационный уход животных

  1. экстубаций, накрыть теплые одеяла и транспортировки животного для восстановления.
  2. Следовать стандартным институциональных оперативные процедуры для послеоперационного мониторинга и восстановление после хирургии выживания. Как минимум, наблюдать животных каждые 15 мин до возвращения сознания, почасовая, пока не будет достигнуто полной анестезии восстановления и два раза в день после этого.
  3. Предоставляют послеоперационные боли управления управляющей IM или устные carprofen, на 4 мг/кг, один раз в день на 5 дней, начинающийся послеоперационный день 0. Администрировать SC бупренорфин SR, учитывая на 0,18 мг/кг, один раз на послеоперационный день 2.
  4. Администрирование послеоперационные антисептического, давая им Цефтиофур, учитывая на 5 мг/кг, один раз на послеоперационный день 4.
  5. Снять повязку на послеоперационный день 5-7. Удаление швов после заживления ран, обычно на послеоперационный день 10-14.
  6. Гуманно усыпить животных согласно институциональных стандартные оперативные процедуры по достижении конечной исследования.

Representative Results

Гистологический оценки распространения injectate
Успешной доставке injectate к DRG определяется гистологических оценки DAPI распространения. Этот метод предполагает, позиционирование кончик иглы в центре трехмерной DRG. Таким образом успешной доставки определяется путем оценки степени DAPI окрашивания от гистологических разделы оба вблизи (центральной секции DRG) и отдаленные (периферийных DRG секции) на кончик иглы. Рисунок 1A и 1B рисунке представляют успешного введения одной DRG. Пятнать DAPI равномерно рассеяны через центральную и периферическую паренхимы DRG. Таким образом успешный инъекции DRG иллюстрируется диффузное распространение DAPI окрашивание всей трехмерной архитектуры DRG. Субоптимальных инъекции иллюстрируется несовместимым пятнать. Например минимальное окрашивание (рис. 1 c) или фокуса окрашивание вдоль внешнего края, но не внутренний аспект DRG паренхимы (рис. 1 d) указывает неудачных инъекций. Кроме того считается в вместе, Рисунок 1 c (Центральный участок DRG) и цифра 1 d (периферийных DRG раздел) иллюстрируют отсутствие последовательной пятнать в трех измерениях для этого единого поясничного DRG.

Figure 1
Рисунок 1 : Трехмерной оценки распределения DAPI вводят DRG. (A) центральный раздел вводят поясничного DRG, представитель успешного исхода. Окрашивание красителем маркер DAPI равномерно рассеяны на протяжении всего DRG в двух измерениях. (B) параллельный, периферийных секции же DRG (a), иллюстрирующие согласованности DAPI раскинулась в пределах второй плоскости сечения, подтверждающий успешное инъекций в трех измерениях. (C) центральный раздел вводят поясничного DRG, представитель югу оптимального результата. Минимальная не пятнать DAPI рассматривается за исключением случайных очагов. (D) параллельно, периферических раздел же DRG в (C), иллюстрирующие частичное распределение DAPI вдоль периферии DRG. Синий: DAPI. Красный: аутофлюоресценция. Масштаб баров = 500 мкм (A и C), 100 мкм (B и D). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Discussion

Мы стремились описать метод хирургического воздействия DRG через ламинотомия и intraganglionic инъекции в здоровых крупных видов животных, в частности, свиней. Грызунов подобный метод был подробно 12 и используются для предоставления обычных фармакологических агентов 8,10 и вирусных векторов 6,7,9,12 DRG. Результаты исследования на выше мелких животных являются многообещающими, и мы надеемся, что наш протокол будет проложить путь для других, чтобы перевести эти предыдущие выводы для свиней. Здоровые и больные животные были использованы в вышеуказанных исследований, поддерживая полезность мелких животных в доклинических исследованиях. Неизбежно большие животные модели будет необходимо сделать лучшие доступные сравнение человека DRG с точки зрения размера и injectate распределения. Например несоответствие размеров DRG ясно между крыс и людей. L5 DRG взрослых, самцах измерить приблизительно 2.6 x 1.5 мм 5 по сравнению с 11,6 мм x 6,6 мм в взрослых, мужской людей 21. Основываясь на живой радиографический измерения в свиней, были признаны L5 DRG около 8,0 мм x 6,0 мм 22. Таким образом свиной расположены как особенно полезные виды доклинические исследования из-за структурного сходства с нервной системы человека и близлежащие Мышечно-скелетная анатомия. Это подтверждается обратный перевод, используются для разработки этого протокола в соответствии с выполняемой в клинике. Кроме того свиной использовать животных и растущее значение в области биомедицинских исследований. Этот протокол будет поддерживать доклинические исследования intraganglionic доставки инъекционных растворов для продвижения предварительного заключения от работы в грызунов для крупных животных. Таким образом этот протокол может способствовать Роман стратегии для лечения хронической боли, которые позволяют интегрировать анатомически выборочной доставки техники с Роман молекулярно селективного агентов, которые, мы прогнозируем, могут иметь потенциал для преобразования боль медицины 3.

Дополнительные примечания для успешного DRG инъекций

Prelaminar надкостницы на поясничных позвонков уровнях в свином продолжает краниально вместо желтой связки. Во время ламинотомия надкостницы может быть легко отделяется путем размещения Керрисон rongeur и может имитировать внешний вид твердой мозговой оболочки. Это является важным шагом для различения желтой связки, надкостницы, эпидуральная жира и дура sac, как вскрытие проводится. Кроме того воздействие эпидурального пространства является более эффективным и несет меньше кровотечения, если надкостницы одновременно удаляется с пластинки. Если надкостницы не удаляется вместе с костей, он может резаная с лезвием #11 и удалены для предоставления базовой эпидуральной жира.

Делать никакого вреда является главным приоритетом, и это должны быть сбалансированы с целью DRG доступа и инъекции. Таким образом, осторожность не продвинуться дальше кпереди эвакуации эпидуральной жира или anteromedially, чем это необходимо разрешить положительных идентификации дурального мешка, дурального нерва корень рукав и DRG. Рассечение в направлении переднемедиальной, где дурального мешка порождает корень рукав дурального нерва является особенно опасным, как продольной эпидуральные Вены будет встречаться. Кроме того рассечение в этом направлении увеличивает риск непреднамеренного durotomy, сигнализируется оттока спинномозговой жидкости с поверхности дурального мешка.

Окончательный критической точки является выявление дурального мешка, спинной корни, DRG в его объеме и спинномозговых нервов. Это помогает установить что 4 части сближаются анатомические доказательства того, что обеспечить полное определение DRG. Для того, чтобы позиционировать кончик иглы на его трехмерной центр, позволяющая иглы CED учредить постоянное давление градиент при максимальном расстояние до окружающих анатомических границ требуется определение DRG во всей его полноте. Оба фактора значительно увеличить объемы доставлены и спектр распространения intraparenchymal 19,20. Доставка injectate в месте, которое не является истинной анатомический центр результаты в субоптимальных инъекции, потому что несогласованные давления результат когда injectate утечки из близлежащих сайта DRG прокол 20.

Одна трудность с использованием CED иглой для инъекций DRG-это соответствие. После начала впрыска, кончик иглы должны храниться по-прежнему, как возможно, или же будет рассеивать градиенты давления из-за резких изменений в соответствие 20. Респираторные движение является источником непрерывного движения во время инъекции. Однако риск иглы движения вторичных дыхательной экскурсии основном удаляется путем закрепления КНИ и руководство иглы в paraspinal мускулатура перед прокол DRG как иглы и DRG двигаться в синхронности с дыханием. Продолжительность впрыска для тома 100 мкл насчитывает 24 мин на ступенчатый курс, описанных здесь. Осторожность следует ограничить внешних потрясений в это время всего инъекции аппарата. Обустройство операционного поля, персонала и окружающих препятствий должна быть изменена, при необходимости до инъекции начала обеспечить ненарушенных интерфейс между CED кончик иглы и DRG.

Disclosures

Нет; авторы имеют без конфликтов интересов, связанных с настоящим исследованием.

Acknowledgments

Исследование было проведено при поддержке Фонда семьи Шульце (для A.S.B.).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Large humane animal sling Britz & Company 002539 Modified to include abdominal aperture
Adhesive patient return electrode - 9 inch Medtronic E7506 -
Ranger blood & fluid warming system 3M 24500 -
Lactated Ringer's fluid Hospira 0409-7953-09 -
Force air warming device 3M 77500 -
Duraprep solution with applicator, 26 mL (0.7% iodine povacrylex, 74% isopropyl alcohol) 3M 8630 -
Sterile disposable surgical towels Medline MDT2168286 -
Ioban 2 incise drape 3M 6651EZSB -
Disposable suction canister and tubing Medline DYND44703H -
Button switch electrosurgical monopolar pencil Medtronic E2450H -
Fine smooth straight bipolar electrosurgical forceps, 4 1/2 inch Bovie A826 -
#15 blade Miltex 4-315 -
#11 blade Miltex 4-311 -
4 x 4 surgical gauze Dynarex 3262 -
Weitlaner self-retaining retractor, 8 inch Miltex 11-618 -
Meyerding self-retaining retractor, 1 x 2 3/8 inch Sklar 42-2078 -
Gelpi self-retaining retractor, 7 inch Sklar 60-6570 -
Freer elevator, 5 mm Medline MDS4641518F -
Bone wax Ethicon W31G -
Spurling intervertebral disc rongeur, 3 mm Sklar 42-2852 -
Spurling 45-degree, up-biting Kerrison rongeur, 2 mm Medline MDS4052802 -
Leksell angled rongeur, 2 mm Sklar 40-4097 -
Gelfoam, size 50 Pfizer AZL32301 -
Cottonoid patty Medtronic 8004007 -
Frazier suction tip, 6 Fr Sklar 50-2006 -
Frazier suction tip, 10 Fr Sklar 50-2010 -
Dandy blunt right angle nerve hook Medline MDS4005220 -
Nylon suture, 6-0 Ethicon 697G -
Castroviejo smooth micro needle holder Medline MDG2428614 -
22 gauge Quinke point spinal needle Halyard Health 18397 -
32 gauge CED needle with locking Luer hub See comments n/a As in: Pleticha, J., Maus, T.P., Christner, J.A., Marsh, M.P., Lee, K.H., Hooten, W.M., Beutler, A.S. Minimally invasive convection-enhanced delivery of biologics into dorsal root ganglia: validation in the pig model and prospective modeling in humans. Technical note. J Neurosurg. 121(4), 851-8 (2014).
Polyethylene tubing, 5 feet Scientific Commodities BB31695-PE/05 -
Monoject syringe, 3 mL Kendall SY15352 -
NanoJet syringe pump Chemyx 10050 -
DAPI Sigma-Aldrich D9542 -
Fast Green FCF Sigma-Aldrich F7252 -
Bulb irrigation syringe Medline DYND20125 -
Fine-toothed Adson forceps Medline MDS1000212 -
Vicryl suture, 0 Ethicon J603H -
Vicryl suture, 2-0 Ethicon J317H -
Needle counter Medline NC20FBRGS -
Steri-strip skin closure, 1/2x4 inch 3M R1547 -

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Millan, M. J. The induction of pain: An integrative review. Prog Neurobiol. 57, (1), 1-164 (1999).
  2. Burma, N. E., Leduc-Pessah, H., Fan, C. Y., Trang, T. Animal models of chronic pain: Advances and challenges for clinical translation. J Neurosci Res. (2016).
  3. Pleticha, J., Maus, T. P., Beutler, A. S. Future directions in pain management: integrating anatomically selective delivery techniques with novel molecularly selective agents. Mayo Clin Proc. 91, (4), 522-533 (2016).
  4. Standring, S. The anatomical basis of clinical practice. Elsevier Churchill. Edinburg. (2005).
  5. Fischer, G., et al. Direct injection into the dorsal root ganglion: technical, behavioral, and histological observations. J Neurosci Methods. 199, (1), 43-55 (2011).
  6. Zhao, X., et al. A long noncoding RNA contributes to neuropathic pain by silencing Kcna2 in primary afferent neurons. Nat Neurosci. 16, (8), 1024-1031 (2013).
  7. Xu, Y., Gu, Y., Wu, P., Li, G. W., Huang, L. Y. M. Efficiencies of transgene expression in nociceptive neurons through different routes of delivery of adeno-associated viral vectors. Hum Gene Ther. 14, (9), 897-906 (2003).
  8. Puljak, L., Kojundzic, S. L., Hogan, Q. H., Sapunar, D. Targeted delivery of pharmacological agents into rat dorsal root ganglion. J Neurosci Methods. 177, (2), 397-402 (2009).
  9. Mason, M. R. J., et al. Comparison of AAV serotypes for gene delivery to dorsal root ganglion neurons. Mol Ther. 18, (4), 715-724 (2010).
  10. Jelicic Kadic, A., Boric, M., Kostic, S., Sapunar, D., Puljak, L. The effects of intraganglionic injection of calcium/calmodulin-dependent protein kinase II inhibitors on pain-related behavior in diabetic neuropathy. Neurosci. 256, 302-308 (2014).
  11. Greenberg, M. S. Handbook of neurosurgery. Thieme. (2010).
  12. Yu, H., Fischer, G., Hogan, Q. H. AAV-mediated gene transfer to dorsal root ganglion. Methods Mol Biol. 1382, 251 (2016).
  13. Yaksh, T. L., et al. Pharmacology and toxicology of chronically infused epidural clonidine HCL in dogs. Toxicol Sci. 23, (3), 319-335 (1994).
  14. Federici, T., et al. Surgical technique for spinal cord delivery of therapies: demonstration of procedure in gottingen minipigs. J Vis Exp. (70), e4371 (2012).
  15. Lee, J. H. T., et al. A novel porcine model of traumatic thoracic spinal cord injury. J Neurotrauma. 30, (3), 142-159 (2013).
  16. Raore, B., et al. Cervical multilevel intraspinal stem cell therapy: assessment of surgical risks in Gottingen minipigs. Spine. 36, (3), e164 (2011).
  17. Riley, J., et al. Intraspinal stem cell transplantation in amyotrophic lateral sclerosis: A phase I safety trial, technical note, and lumbar safety outcomes. Neurosurg. 71, (2), 405-416 (2012).
  18. Olmarker, K., Holm, S., Rosenqvist, A., Rydevik, B. Experimental nerve root compression. A model of acute, graded compression of the porcine cauda equina and an analysis of neural and vascular anatomy. Spine. 16, (1), 61-69 (1991).
  19. Bobo, R. H., et al. Convection-enhanced delivery of macromolecules in the brain. Proc Natl Acad Sci U.S.A. 91, (6), 2076-2080 (1994).
  20. Lonser, R. R., Sarntinoranont, M., Morrison, P. F., Oldfield, E. H. Convection-enhanced delivery to the central nervous system. J Neurosurg. 122, (3), 697-706 (2015).
  21. Shen, J., Wang, H. Y., Chen, J. Y., Liang, B. L. Morphologic analysis of normal human lumbar dorsal root ganglion by 3D MR imaging. AJNR Am J Neuroradiol. 27, (0195–6108 (Print)), 2098-2103 (2006).
  22. Pleticha, J., et al. Minimally invasive convection-enhanced delivery of biologics into dorsal root ganglia: validation in the pig model and prospective modeling in humans. J Neurosurg. 121, (4), 851-858 (2014).
Ламинотомия для поясничного спинной ганглий суперпользователя и инъекций в свиней
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Unger, M. D., Maus, T. P., Puffer, R. C., Newman, L. K., Currier, B. L., Beutler, A. S. Laminotomy for Lumbar Dorsal Root Ganglion Access and Injection in Swine. J. Vis. Exp. (128), e56434, doi:10.3791/56434 (2017).More

Unger, M. D., Maus, T. P., Puffer, R. C., Newman, L. K., Currier, B. L., Beutler, A. S. Laminotomy for Lumbar Dorsal Root Ganglion Access and Injection in Swine. J. Vis. Exp. (128), e56434, doi:10.3791/56434 (2017).

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