Waiting
Login processing...

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

Neuroscience

Etanol-indusert Cervical sympatisk Ganglion blokk programmer for å fremme hjørnetann mindreverdige Alveolar nerveskader fornyelse ved hjelp av en kunstig Nerve

Published: November 30, 2018 doi: 10.3791/58039

Summary

Vi har vurdert effekten av cervical sympatisk ganglion blokk på nerve reparasjon ved hjelp av kunstige nerve rør. Mannlige beagle hundene ble hver implantert med en kunstig nerve over en 10 mm avstand i venstre dårligere alveolar nerve; venstre cervical sympatisk ganglion ble blokkert av sprøytebruk 99,5% etanol via lateral thoracotomy.

Abstract

Polyglycolic syre kollagen (PGA-C) rør er bio-absorberbare nerve rør fylt med kollagen multi kammer struktur, som består av tynne kollagen filmer. Gode kliniske resultater er oppnådd ved disse rørene for behandling av skadet dårligere alveolar nerve (IAN). En kritisk faktor for vellykket nerven fornyelse med PGA-C rør er blod forsyning til omkringliggende vev. Cervical sympatisk ganglion blokk (CSGB) skaper en sympatisk blokade i hodet og nakken regionen dermed øke blodgjennomstrømningen i området. For å sikre en tilstrekkelig effekt, må blokaden forvaltes med lokale anesthetics en til to ganger om dagen i flere sammenhengende uker; Dette utgjør en utfordring når du oppretter dyremodeller for å undersøke denne teknikken. For å løse denne begrensningen, utviklet vi en etanol-indusert CSGB i en hjørnetann modell av langsiktig økning i blodstrømmen i regionen orofacial. Vi undersøkt om IAN gjenfødelse via PGA-C tube implantasjon bedre denne modellen. Fjorten Beagles var hver implantert med et PGA-C rør over en 10 mm avstand i den venstre IAN. Av IAN ligger i mandibular kanalen omgitt av bein, derfor valgte vi piezoelectric kirurgi, bestående av ultrasoniske bølger, for bein behandling, for å minimere risikoen for nerve og fartøy skade. Et godt kirurgisk resultat ble oppnådd med denne tilnærmingen. En uke etter operasjonen, ble syv av disse hundene utsatt for venstre CSGB ved injeksjon av etanol. Etanol-indusert CSGB resulterte i forbedret nerven fornyelse, antyder at den økte blodstrømmen effektivt fremmer nerven fornyelse i IAN defekter. Denne hjørnetann modellen kan bidra til videre forskning på de langsiktige effektene av CSGB.

Introduction

I mange tilfeller er traumatisk skade av dårligere alveolar nerve (IAN) iatrogenic, ofte skyldes utvinning av den tredje molar eller plassering av tannimplantater1,2,3. Skade på av IAN kan føre til underskudd i termisk og touch opplevelser som parestesier, dysesthesia, hypoestesi og allodynia. Nerve skader behandles ikke bare av konservativ terapi, men også av andre metoder, inkludert suturing og autograft plassering. Disse metodene har imidlertid ulemper, som inkluderer ofte mangel på symptom forbedring og nevrologiske defekter på donor området4,5,6.

Kunstig nerve-polyglycolic syre-kollagen (PGA-C) rør ble opprinnelig utviklet i Japan. Det er en bio-absorberbare rør med sin indre lumen fylt med kugalskap Anne kollagen7. I dyreforsøk, dette røret ble brukt til å forbedre nerven fornyelse i beagle hundene med peroneal nerve defekt, og ble vist å fremme høyere nivået på utvinning enn autologous nerve transplantasjon8. Klinisk anvendelse av PGA-C røret begynte i 2002 i pasienter med eksterne nerve skader. Videre er gode kliniske resultater oppnådd i behandlingen av trigeminal nevropati (IAN og flerspråklig nerve)9,10,11. En kritisk faktor for vellykket nerven fornyelse med PGA-C rør er blod forsyning til omkringliggende vev8. Cervical sympatisk ganglion blokk (CSGB) skaper en sympatisk blokade i hodet og nakken og øker blodtilførselen til de respektive innervated område12; Dermed er det brukt i behandlingen av komplekst regionalt smertesyndrom og sirkulasjons insuffisiens13,14,15. Imidlertid har det vært bare noen eksperimentelle undersøkelser av effekten av CSGB i økende blodet flyt16,17. For å sikre tilstrekkelig CSGB effektivitet, må blokaden brukes sammen med lokale anesthetics én eller to ganger daglig i flere uker, dermed posing en utfordring når dyr modeller for å undersøke denne teknikken. For å løse denne begrensningen i en tidligere studie, utviklet vi en hjørnetann modell av langsiktig økt blodstrøm i orofacial regionen18. Modellen ble generert ved å utføre en CSGB ved å injisere 99,5% etanol. Vi vurderte oral mucosal blodomløpet og nasal huden temperatur av laser Doppler flowmetry og infrarød termografi en gang per uke i 12 uker. Vi fant at blodgjennomstrømningen i regionen orofacial ble økt 7 – 10 uker i denne modellen.

Studien vurdert vi effekten av etanol-indusert CSGB på nerven fornyelse.
PGA-C røret ble implantert i beagle hunder over en 10 mm avstand i den venstre IAN. En uke senere, ble CSGB utført ved å injisere etanol. Tre måneder etter kirurgi, utført vi en rekke elektrofysiologiske, histologiske og morfologiske studier for å vurdere effekten av CSGB på nerven fornyelse. Vi gir en detaljert protokoll for IAN rekonstruksjon bruker PGA-C rør og etanol-indusert CSGB.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Denne studien ble utført i samsvar med de veiledende prinsippene og bruk av dyr og godkjent av komiteen for dyr forskning av Kyoto University (Kyoto, Japan; Autorisasjonsnummer: R-16-16). Alle forsøk ble gjort for å minimere dyrenes lidelse, og alle deler av denne rapporten overholder ANKOMME (dyr forskning: rapportering i Vivo eksperimenter) retningslinjer.

1. fabrikasjon av PGA-C rør

  1. For å utvikle kunstig nerve kanal gjennom en absorberbare polyglycolic syre (PGA) rør, bruke en rørformet pyntebånd machine utstyrt med 48 spindler og fem PGA fibre, består av bunter av 26 filamenter (figur 1)18.
  2. For å gjengi PGA tube overflaten hydrofile, utsette det til plasma utslipp.
  3. Bruk 1% v/w atelocollagen i hydrochloride løsning7.
    Merk: Atelocollagen er utdraget fra svin huden via enzym behandling og utsatt for en virussjekk. Det hovedsakelig består av typen I (70 – 80%) og skriv III kollagen, som er beskrevet i detalj andre steder7. Forberede kollagen løsningen ved å løse opp 1 g kollagen i 100 mL hydrochloride løsning (pH = 3.0). Siden tettheten av hydrochloride løsningen er ca 1.0, er w/w kollagen konsentrasjonen nesten 1%.
  4. Kåpe røret med kollagen lagene av gjentatte ganger dipping det inn 1% kollagen hydrochloride løsningen for 5 s hver gang.
    1. Etter, tørr røret på en ren benk ved romtemperatur. Utfør neste dipping etter røret er helt tørt (ca 6 h for luft-tørking).
    2. Gjenta belegg prosessen 10 ganger.
  5. Underlagt PGA-C røret til 140 ° C i 24 h under vakuum (dehydrothermal behandling), for å kontrollere bio-absorpsjon og crosslinking av kollagen molekyler. Utføre hele prosessen under aseptiske forhold.
    Merk: Denne fremgangsmåten genererer en tube med 14 mm endelige lengden og 3 mm indre diameter 50-μm veggtykkelse.

2. kirurgiske prosedyren oppsett

  1. Bruk voksne mannlige beagles på 9.0 å 13.0 kg.
    1. Huset dyrene inne separat burene, under kontrollerte kennel forhold (12-h lyse og mørke syklus).
    2. Gir solid mat og vann ad libitum.
  2. Veie beagles.
  3. Autoclave alle kirurgiske instrumenter.
  4. Don sterilisert hansker og desinfiser alle overflater for drift med en 80% etanol løsning. Kast brukte hansker.
  5. Utføre kirurgisk handwashing.
  6. Sette på en fersk maske og kappe sterilt hansker.

3. anestesi og huden forberedelse

  1. Bedøve hunden med en blanding av 5 mg/kg ketamin hydroklorid og 1 mg/kg xylazine av intramuskulær injeksjon.
  2. Intubate av en tracheal rør 7,5 mm diameter og 25 cm lengde.
  3. Plass hunden på den helt sideleie. Opprettholde narkose med 3,2% desflurane med oksygen (1.0 L/min).
  4. Bruke en varmeputen for å opprettholde kroppstemperatur på 37 ° C.
  5. Bruke en ophthalmica gel over fremre overflaten av øynene for å unngå hornhinnen avsliting.
  6. Nøye barbere kirurgiske feltet (venstre brystkassen) benytter kirurgisk avklipt. Spray en betydelig mengde hydroalcoholic løsning over operative området. Vent minst 15 sek gjenta programmet 3 ganger.
  7. Registrer hjertefrekvensen og oksygenmetning under operasjonen.

4. dårligere Alveolar Nerve rekonstruksjon bruker PGA-C rør: utvikling av gjenoppbygging bare modellen

  1. Injisere 3 mL 1% lidocaine bruker en 27 G nål til den venstre mandibular gingiva som lokal bedøvelse og smertestillende.
  2. Utføre en 5 cm tverrgående snitt med nummer 15 skalpell blad i den venstre mandibular gingiva, å avsløre Accolade av dyret.
  3. Bruk piezoelectric ultralyd vibrasjoner for å slipe den proksimale del av mandible i et 3-cm × 8 mm rektangel gjennom den bakre mental foramen.
    Merk: Vibrasjonsfrekvens var 28 \u2012 32 kHz.
  4. Fjern den fremre delen av mandibular bein plate (dimensjoner, 3 cm × 8 mm) for å avsløre den venstre IAN (figur 2A)18.
    Merk: Webområdet rekonstruksjon tilsvarer rot toppen av den første molar
  5. Mudderbunn IAN med skalpell for å fjerne en 10 mm-segmentet.
  6. Sett inn de proksimale og distale stumper av kuttet nerve i nerve røret til en dybde på 2 mm.
  7. Bruke 8-0 nylon sømmer og kirurgisk mikroskop på 8 X forstørrelse å Sutur røret til den proksimale og distale nerven slutter (figur 2B)18.
  8. Returnere bein platen til det opprinnelige området i mandible.
  9. Lukke såret med 4-0 nylon sømmer.
  10. Dagen etter operasjonen, bekrefte at mandibular bein platen i riktig posisjon.
    1. 4.10.1 utføre beregnet tomografi (CT) bildebehandling av ansikts bein under narkose. Angi CT parametere som følger: 120 kVp, 200 mAs, 0,5 mm/s, 0,5 mm skive tykkelse.
      1. Administrere anestesi bruker en blanding av 5 mg/kg ketamin hydroklorid og 1 mg/kg xylazine (Figur 3).
  11. Administrere ampicillin (100 mg/dag) som antibiotika og acetaminophen (100 mg/dag) som smertestillende for en uke etter operasjonen.

5. etanol-indusert CSGB: utvikling av gjenoppbygging + CSGB modell

  1. Utføre IAN rekonstruksjon som beskrevet i Seksjon 4 og la en uke for utvinning.
  2. Bedøve dyret med 1,5% desflurane i oksygen (4 L/min) og luft (6 L/min). Barbere og rengjør tiltenkte kirurgiske feltet som beskrevet i del 3.
  3. Merke snittlinjen med merketråd kirurgiske huden ved å tegne en linje på brystkassen venstre (Figur 4, snittlinjen er 20 cm i lengden).
  4. Injisere 5 mL 1% lidocaine bruker en 21 G nål til venstre bryst området som en lokal bedøvelse og smertestillende.
  5. Incise venstre bryst huden med nummer 10 skalpell blad.
  6. Incise fett laget med en elektrisk skalpell å avsløre muskel fascia.
  7. Utsett serratus ventralis muskel- og scalenus muskel.
  8. Heve serratus ventralis muskel- og scalenus muskler fra ventrale til rygg å avsløre andre og tredje ribbeina (figur 5).
  9. Utføre en venstre lateral thoracotomy på den andre og tredje interkostalrom plassen å avsløre den venstre cervical sympatisk ganglion (figur 6).
  10. Injisere 0,2 mL 99,5% etanol i cervical sympatisk ganglion bruker en 30 G nål under direkte visualisering (figur 7).
  11. Lukk den interkostalrom plassen med avbrutt 1-0 absorberbare sting.
  12. Lukk huden med avbrutt 3-0 nylon masker.
  13. Administrere ampicillin (100 mg/dag) som antibiotika og acetaminophen (100 mg/dag) som smertestillende for en uke etter operasjonen.
  14. På 1 uke etter CSGB, måle ansiktshuden temperatur med infrarød termografi å bekrefte CSGB.

6. elektrofysiologiske opptak

  1. For å måle sensoriske nerve handling potensial (SNAP) og sensoriske nerve ledning hastighet (SCV) av av IAN tre måneder etter gjenoppbygging, bedøve dyr som beskrevet i del 3.
    Merk: Fest og SCV bør måles på både eksperimentelle og normal sidene for hver hund i begge behandlingsgrupper.
  2. Gjør et snitt i den venstre mandibular gingiva med nummer 10 skalpell blad.
  3. Fjern forsiktig mandibular bein platen for å unngå fysisk skade Spartments nerve.
  4. Stimulere av IAN med en nål elektroder, å ta opp SNAP og SCV.
    1. Sett inn elektrodene proximally til nerve-kanal.
    2. Bruke 10 kHz elektrisk stimulans 20 ganger.
  5. Analysere resultatene.
    1. Bestemme SNAPIN ved beregning av gjennomsnittlig responstid amplituden til elektrisk stimulering.
    2. Mål peak ventetid og peak amplitude diagram-opptak.
    3. Beregne utvinning indeksen med følgende ligning: topp amplituden til den venstre IAN av til gjenoppbygging kun eller rekonstruksjon + CSGB gruppe / peak amplitude for normal kontrollen (sentral del av den høyre IAN i gruppen Bare rekonstruksjon)19 ,20.

7. histologiske analyse

  1. Delen forberedelse
    1. Tre måneder etter gjenoppbygging, høste av venstre IAN, inkludert 1 cm av nerve på hver side av webområdet rekonstruert.
    2. Høste av høyre IAN på nivå tilsvarer området harvest på venstre side.
    3. Prefiks høstet nerver av nedsenking i 2,5% glutaraldehyde i en 0.1 M cacodylate buffer løsning (pH 7.4, 48 ° C, 24 h).
    4. Postfix med 2% osmium tetroxide løsning (48 ° C, 4 h) og kalium ferrocyanide i 0.1 M fosfat buffer løsning (pH 7.4, 2 h).
    5. Tørke nerver med en rekke gradert etanol løsninger.
    6. Bygge inn i epoxy harpiks (parafin).
    7. Delen prøver på tykkelse på 0,5 \u2012 1.0 μm.
  2. Toluidine blå flekker og morfologisk analyse
    1. Stain deler med toluidine blå løsning.
    2. Få mikroskopi bilder ved hjelp av en optisk mikroskop, på 400 X forstørrelse på følgende områder langs prøvene: venstre IAN, sentrum av gjenfødte segmentet og 2 mm distally til stump; høyre IAN, sentrum av IAN segmentet tilsvarer området harvest på venstre side.
    3. Velg bilder av alle regioner med Spartments nerve fibre.
      1. Tilfeldig utvalgte 8 \u2012 10 områder av 100 μm × 100 μm inneholder regenerert nerve fibre.
      2. Utføre morfologisk analyse ved hjelp av en passende programvare for å måle følgende parametere: myelinated nerve fiber diameter (μm) og tetthet (antall/område), nerve vev prosent og G-ratio (myelinated axon diameter/myelinated nerve fiber diameter ).
  3. Immunostaining
    1. Følg standardprotokoller for parafin delen flekker.
    2. Inkuber med primære antistoffer i 30 min på 25 ° C.
    3. Vask med fosfat-bufret saltvann 3 ganger på 25 ° C.
    4. Inkuber med sekundær antistoffer merket med pepperrotperoksidase i 30 min på 25 ° C.
    5. Skaff bilder med lys mikroskop.
  4. Overføring elektronmikroskop (TEM)
    1. Forberede nerver som beskrevet i trinn 7.1.
    2. Delen nervene tykkelse på 70 \u2012 90 μm ved hjelp av en ultramicrotome.
    3. Stain seksjoner med Reynolds bly citrate og uranyl.
    4. Undersøk og bilde av overføring elektronmikroskop.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Vi observerte en økning i ansiktshuden temperaturen på den blokkerte siden 1 uke etter den venstre CSGB (Figur 8).

På 3 måneder etter gjenoppbygging, PGA-C røret på gjenoppbygging området ble absorbert og fornyelse av den mindreverdige alveolar nerveskader ble observert i rekonstruksjon-bare og gjenoppbygging + CSGB grupper (figur 9A, B)18.

Fest var målbare i begge rekonstruksjon rekonstruksjon + CSGB og gjenoppbygging bare grupper. Resultatene av elektrofysiologiske evalueringen oppsummeres i tabell 118. Utvinning indeksen og SCV var betydelig høyere i gjenoppbygging + CSGB enn i gruppen Bare gjenoppbygging.

Vi observerte myelinated nervefibre på de sentrale og distale segmentene av den gjenfødte IAN i rekonstruksjon-bare og gjenoppbygging + CSGB grupper (figur 10A, B)18. Til gjenoppbygging kun og gjenoppbygging + CSGB grupper viste mindre regenerert myelinated nerve diameter i forhold til normal kontrollgruppen (sentral del av den høyre IAN gruppen gjenoppbygging, figur 10C). Umoden myelinated nervefibre ble også observert.

Undersøkelse av til gjenoppbygging kun, rekonstruksjon + CSGB grupper med TEM viste Spartments myelinated nerve fiber og Schwann celler (figur 10D, E). Figur 10F viser disse resultatene av TEM for normal kontrollgruppen (sentral del av den høyre IAN i gruppen rekonstruksjon).

Spartments axons og Schwann celler ble bekreftet i de sentrale og distale segmentene av til gjenoppbygging kun og gjenoppbygging + CSGB grupper, av flekker med anti-neurofilament (NF) og anti-S100 antistoffer, henholdsvis (Figur 11 )18.

Morfologiske evaluering resultatene oppsummeres i tabell 218. Myelinated nerve fiber diameteren på midten av gjenfødte venstre IAN segmentet ble 4.27 ± 1.5 µm i gruppen gjenoppbygging og 5,11 ± 1,98 µm i gruppen CSGB på distale segmentet av den gjenfødte venstre IAN diameter 3.47 ± 1.21 µm i gjenoppbyg sjon gruppen og 4.53 ± 1,36 µm i gruppen CSGB. I begge tilfeller var diameter betydelig større gruppen CSGB, som også viste en betydelig høyere myelinated nerve fiber tetthet og nerve vev andel i både sentrum og den distale del av den gjenfødte venstre IAN. G-forholdet midt i de gjenfødte venstre IAN var 0,75 ± 0,04 i gruppen gjenoppbygging og 0.68 ± 0,05 gruppen CSGB, mens på den distale del var 0.74 ± 0,04 i gruppen gjenoppbygging og 0,69 ± 0,04 i gruppen CSGB. Således, i begge tilfeller G-forholdet var betydelig mindre i gruppen CSGB.

Prøven størrelser for gjenoppbygging-bare og gjenoppbygging + CSGB grupper var n = 7. De statistiske analysene for myelinated nerve fiber diameter og tetthet, G-forhold og SCV ble utført med Dunnett's test. Analyse av utvinning indeksen ble utført en kort Student t-test. Statistisk betydning ble satt på 5% (p < 0,05).

Figure 1
Figur 1: Polyglycolic syre rør fylt med kollagen svamp. A) grov bilde av røret. De endelige dimensjonene i nerve-kanal var 14 mm lengde, 3 mm indre diameter og 50 µm veggtykkelse. B) Scanning elektron mikroskop-bilde av røret. Dette tallet ble tidligere publisert av Shionoya et al. 18 og er gjengitt med tillatelse. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2: venstre dårligere alveolar nerve (IAN) før og etter gjenoppbygging. A) før rekonstruksjon bilde av den venstre IAN etter blir utsatt ved fjerning av bein. B) etter gjenoppbygging bildet av den venstre IAN rekonstruert bruker en polyglycolic syre-kollagen rør. Dette tallet ble tidligere publisert av Shionoya et al. 18 og er gjengitt med tillatelse. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3: beregnet tomografi avbilding av ansikts bein etter venstre mindreverdige alveolar nerveskader rekonstruksjon. Bildet viser at mandibular bein platen er i riktig posisjon. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 4
Figur 4: Pre-operative huden merking på venstre bryst området før inngrepet. Fotografiet viser huden markeringene før du utfører cervical sympatisk ganglion blokken. Snittlinjen er 20 cm i lengde. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 5
Figur 5: Bruk visning av cervical sympatisk ganglion blokken: pre thoracotomy. Bildet viser de andre og tredje ribbein etter oppdra serratus ventralis og scalenus musklene. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 6
Figur 6: Bruk visning av cervical sympatisk ganglion blokken: etter thoracotomy. Bildet viser den venstre cervical sympatisk ganglion etter lateral thoracotomy på den andre og tredje interkostalrom plassen. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 7
Figur 7: Cervical sympatisk ganglion pre og post etanol injeksjon bruker en 30 G nål. A) Før etanol injeksjon bildet av den venstre cervical sympatisk ganglion. B) etter etanol injeksjon bilde av den venstre cervical sympatisk ganglion. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 8
Figur 8: Thermogram etter venstre cervical sympatisk ganglion blokk (CSGB). Thermogram ble kjøpt en uke etter CSGB av etanol injeksjon. Merk at ansiktshuden temperaturen på venstre side er høyere enn på kontralateral side. Farge angir temperaturer i ° C. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 9
Figur 9: regenerert dårligere alveolar nerve (IAN). En) bilde av IAN i gruppen Bare gjenoppbygging. B) bilde av IAN i gjenoppbygging + CSGB (cervical sympatisk ganglion blokk) gruppe. Nerven fornyelse (område mellom hvite pilspisser) er observert i begge gruppene. Dette tallet ble tidligere publisert av Shionoya et al. 18 og er gjengitt med tillatelse. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 10
Figur 10: Toluidine blå og overføring elektronmikroskop analyse av gjenfødte dårligere alveolar nerve (IAN). En - C) semi tynn tverrgående deler av IAN på 3 måneder etter gjenoppbygging farget med toluidine blå. Bilder viser de distale segmentene av den gjenfødte venstre IAN i hver gruppe, som vist. D - F) overføring elektronmikroskop bilder fra semi tynne snitt viser myelinated og ikke-myelinated nerve fiber (svart og hvit pilspisser, henholdsvis). Skala stolper representerer 50 µm i (A) - (C) og 5 µm (D) - (F). Normal kontroll: sentral del av den høyre IAN i gruppen Bare gjenoppbygging. Dette tallet ble tidligere publisert av Shionoya et al. 18 og er gjengitt med tillatelse. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 11
Figur 11: Immunohistochemical analyse av distale segmenter av gjenfødte venstre dårligere alveolar nerve (IAN). A, B) deler av den gjenfødte IAN på 3 måneder etter gjenoppbygging beiset med et anti-neurofilament (NF) antistoff for gjenoppbygging-eneste gruppen (A) og gjenoppbygging + cervical sympatisk ganglion blokk (CSGB; B) grupper. Svart pilspisser angir Spartments axons. C, D) deler av den gjenfødte IAN på 3 måneder etter gjenoppbygging beiset med et anti-S-100 antistoff for gjenoppbygging-eneste gruppen (C) og gjenoppbygging + CSGB (D) grupper. Hvit pilspisser indikerer Schwann celler. Skalere barer, 50 µm. Dette tallet ble tidligere publisert av Shionoya et al. 18 og er gjengitt med tillatelse. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Sensoriske nerve ledning (m/s) Utvinning indeks
Normal kontroll 48.5 ± 2.8 -
Rekonstruksjon-eneste gruppen 36,8 ± 2.9* 0.22 ± 0,04
Gjenoppbygging + CSGB gruppe 42.0 ± 2.4*# 0,35 ± 0,06#

Tabell 1: elektrofysiologiske funn i den dårligere alveolar nerve (IAN) på 3 måneder etter kirurgi. Dataene presenteres som mener ± standardavvik (n = 7). Sammenligninger ble gjort ved hjelp av en kort Student t-test. IAN, mindreverdige alveolar nerveskader; CSGB, cervical sympatisk ganglion blokk. *, p < 0,05 sammenlignet med normal kontrollgruppen; #, p < 0,05 med gruppen Bare gjenoppbygging. Normal kontroll: sentral del av den høyre IAN i gruppen Bare rekonstruksjon; Utvinning indeks: forholdet mellom topp amplituden til den venstre IAN av til gjenoppbygging kun eller rekonstruksjon + CSGB gruppe til toppen amplituden normal kontrollen. Denne tabellen ble tidligere utgitt av Shionoya et al. 18 og er gjengitt med tillatelse.

Myelinated nerve fiber diameter (μm) Myelinated nerve fiber tetthet (antall/100 μm2) Andelen nervevev (%) G-forhold
Normal kontroll Center 8,83 ± 3.11 103 ± 8 41.3 ± 3.9 0.62 ± 0,03
Rekonstruksjon-eneste gruppen Center 4.27 ± 1.5* 126 ± 20 * 11.6 ± 2.1* 0,75 ± 0.04*
Distale 3.47 ± 1.21* 109 ± 17 * 7.3 ± 2.0 0.74 ± 0.04*
Gjenoppbygging + CSGB gruppe Center 5.11 ± 1.98*# 140 ± 22 *# 15.9 ± 3.0*# 0.68 ± 0.05*#
Distale 4.53 ± 1.36*$ 123 ± 15 *$ 12.5 ± 2.1*$ 0,69 ± 0.04*$

Tabell 2: morfologiske funn i dårligere alveolar nerve (IAN) på 3 måneder etter kirurgi. Dataene presenteres som mener ± standardavvik (n = 7). Sammenligninger ble gjort bruk av Dunnett's test. IAN, mindreverdige alveolar nerveskader; CSGB, cervical sympatisk ganglion blokk. *, p < 0,05 sammenlignet med normal kontrollgruppen; * #, p < 0,05 med den sentrale delen av den venstre IAN i gruppen Bare rekonstruksjon; * $,p < 0,05 med distale av venstre IAN i gruppen Bare gjenoppbygging. Normal kontroll: sentral del av den høyre IAN i gruppen Bare rekonstruksjon; G er forholdet mellom myelinated axon diameteren til totalt myelinated fiber diameter. Denne tabellen ble tidligere utgitt av Shionoya et al. 18 og er gjengitt med tillatelse.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Vi presenterer en effektiv metode for IAN fornyelse ved hjelp av en bioabsorbable nerve rør i kombinasjon med etanol-indusert CSGB. For denne studien brukte vi hundene, siden andre dyr modeller, som mus, rotter og kaniner, har en kort levetid og beskjedne kroppsstørrelse, og dermed kan ikke brukes til å utføre de presise kirurgiske prosedyrene. Som av IAN ligger mandibular kanalen omgitt av bein, er en kirurgisk teknikk nødvendig for å unngå nerve og blodkaret skade når nerve gjenoppbygging. En betydelig tekniske tips prosedyren er nøye fjerne mandibular bein platen for å minimere risikoen for nerve og fartøy skade. Tradisjonelle Bürs og mikro sager ikke kan skille mellom harde og myke vev21. I tillegg pleier disse verktøyene skli forårsaker skade nærliggende vev, spesielt av IAN, av utilsiktet kontakt22. Vi brukte derfor piezoelectric kirurgiske redskaper for benet behandlingstrinnene. Dette er en ny og innovativ bein kirurgi teknikk som bruker ultralyd microvibrations av spesialiserte skalpeller. Derfor bløtvev ikke er skadet selv ved utilsiktet kontakt med skjærende tips23,24. Microvibrations 60-200 µm/s på 24 til 29 kHz er optimale for kutte elastisk mineralholdig vev skåner elastisk bløtvev; Dette er ikke på frekvenser over 50 kHz25. Videre krever roterende Bürs eller oscillerende sager en styrke for å motvirke den rotasjon eller vibrasjon av maskinen. Sammenlignet med disse instrumentene, piezoelectric kirurgiske verktøy trenger ikke bruk av ekstra kraft og så sikker og nøyaktig bein behandling er mulig26. Dette er spesielt viktig i hendene på en ny bruker.

Et annet viktig aspekt i vår metode er at bein platen ikke ble løst ved hjelp av metalliske plater, men ble plassert i den opprinnelige plasseringen i mandible etter plassering av PGA-C røret. Grunnen til dette var å unngå eksponering for platen muntlig mucosal nekrose, som oppstår når du bruker metallisk plater for fiksering. Men i noen tilfeller avvek bein platen fra det opprinnelige området. Derfor er det avgjørende å utføre en CT-skanning av ansikts bein å bekrefte at mandibular bein platen er i riktig posisjon etter operasjonen. Når du bruker en metallisk plate for fiksering, bør stramt suturing unngås for resten kanskje anledning muntlig mucosal nekrose på grunn av blodet flyt forstyrrelser.

CSGB er en effektiv behandling for perifer vaskulær sykdom og smertesyndromer av ansiktet og halsen13,14,15. Mekanismene bak den terapeutiske effekten beholdes imidlertid uklart. En årsak til mangelen på forskning på terapeutiske effekter av CSGB er vanskeligheten med å få en konsekvent og ensartet sympatholytic effekt. For eksempel er spredning av sympatiske blokaden etter PCI CSGB ikke ensartet27,28. Mullenheim et al. 29 implantert hundene med en polyetylen kateter, etter thoracotomy, under fascia og langs øvre sympatisk kjeden, og utføres CSGB ved å injisere lidocaine via kateter. Selv om denne tilnærmingen kan spre sympatisk blokaden på målrettet områder, bærer risikoen for kateter okklusjon eller forvridning, samt infeksjon, særlig i langsiktig eksperimenter. Våre hjørnetann modell av CSGB produsert direkte injeksjon av 99,5% etanol langsiktig økning i blodstrømmen til regionen ipsilateral orofacial. I vår tilnærming, ble blokk injeksjon administrert under direkte visualisering, slik at CSGB kan utføres med presisjon. Derfor reduserer våre risikoen for ujevn spredning av sympatholytic effekten og sympatisk blokaden. Dette anses å være fordelaktig spesielt i langsiktig eksperimenter. Dessuten, vi brukte termografi for å bekrefte suksessen til CSGB, siden ansiktshuden temperaturen øker på blokken side på vellykket CSGB. I dette tilfellet er termografi nyttig fordi den er enkel og noninvasive. Viktigst, skal en nasal og ikke ansiktshuden temperaturen måles, siden den ikke påvirkes av hundens hår. Vår modell kunne bidra til videre forskning på terapeutiske effekter av CSGB. I vår forrige studie økt blodstrøm i området orofacial for 6-11 uker etter cervical sympatiske ganglionectomy. Forskere kan velge denne alternative metoden30 hvis ønskelig.

Begrensning av denne studien er at utgjør etanol-indusert CSGB risikoen for å utvikle permanent Horner syndrom (ptose og miosis)31. Andre metoder, inkludert radiofrekvens ablasjon, fenol og sympatisk ganglionectomy har blitt brukt for å utføre sympathectomies; men for sympathectomy av cervical sympatisk ganglion, har bare radiofrekvens ablasjon vært ansatt i klinisk praksis32,33,34,35. Derfor kan radiofrekvens ablasjon og lokale anesthetics betraktes som en alternativ til etanol-indusert CSGB. Fremtidige studier vil være nødvendig å validere hvordan nerven fornyelse formidlet av en bioabsorbable nerve tube kan styrkes ved CSGB med en lokal bedøvelse eller radiofrekvens ablasjon.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne ikke avsløre.

Acknowledgments

Dette arbeidet ble støttet av avdeling av Bioartificial organer i Kyoto University Institute for Frontier medisinsk vitenskap. Vi ønsker å takke den veterinary staben ved Institutt for Frontier medisinsk vitenskap.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
NMP Collagen PS Nippon Meatpackers 301-84621 Atelocollagen extracted from young porcine skin by enzyme treatment
Surgical clippers Roboz Surgical Instrument Company RC-5903
Disposable scalpel (No.15) Kai medical 219ABBZX00073000
VarioSurg3 Nakanishi VS3-LED-HPSC, E1133 Piezoelectric surgery for bone processing
4-0 nylon sutures Ethicon 8881H
8-0 nylon sutures Ethicon 2775G
Isepamicin sulfate Nichi-Iko 620005641
Disposable scalpel (No.10) Kai medical 219ABBZX00073000
30-gauge needle Nipro 1134
1-0 absorbable stitches Ethicon J347H
3-0 Nylon stitches Ethicon 8872H
Neo Thermo NEC Avio TVS-700 Infrared thermography 
Neuropack Σ NIHON KOHDEN MEB-5504 Orthodromic recorder for electrophysiological recording
Toluidine Blue Sigma-Aldrich T3260-5G
Light microscope Keyence BZ-9000
Mouse anti-human neurofilament protein monoclonal antibody DAKO N1591
Polyclonal rabbit anti-S100 antibody DAKO Z0311
Transmission electron microscopy Hitachi High Technologies Hitachi H-7000
Dynamic cell count Keyence BZ-H1C Software for morphological evaluation

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Al-Sabbagh, M., Okeson, J. P., Bertoli, E., Medynski, D. C., Khalaf, M. W. Persistent pain and neurosensory disturbance after dental implant surgery: prevention and treatment. Dental Clinics of North America. 59 (1), 143-156 (2015).
  2. Chaushu, G., Taicher, S., Halamish-Shani, T., Givol, N. Medicolegal aspects of altered sensation following implant placement in the mandible. International Journal of Oral and Maxillofacial Implants. 17 (3), 413-415 (2002).
  3. Robinson, P. P., Loescher, A. R., Yates, J. M., Smith, K. G. Current management of damage to the inferior alveolar and lingual nerves as a result of removal of third molars. British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 42 (4), 285-292 (2004).
  4. Gregg, J. M. Studies of traumatic neuralgia in the maxillofacial region: symptom complexes and response to microsurgery. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 48 (2), 135-140 (1990).
  5. Pogre, M. A. The results of microneurosurgery of the inferior alveolar and lingual nerve. Journal of Oral and Maxillofacial Sureryg. 60 (5), 485-489 (2002).
  6. Strauss, E. R., Ziccardi, V. B., Janal, M. N. Outcome assessment of inferior alveolar nerve microsurgery: a retrospective review. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 64 (12), 1767-1770 (2006).
  7. Nakamura, T., et al. Experimental study on the regeneration of peripheral nerve gaps through a polyglycolic acid-collagen (PGA-collagen) tube. Brain Research. 1027 (1-2), 18-29 (2004).
  8. Yoshitani, M., et al. Experimental repair of phrenic nerve using a polyglycolic acid and collagen tube. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 133 (3), 726-732 (2007).
  9. Seo, K., et al. One-year outcome of damaged lingual nerve repair using a PGA-collagen tube: a case report. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 66 (7), 1481-1484 (2008).
  10. Seo, K., et al. Protracted delay in taste sensation recovery after surgical lingual nerve repair: a case report. Journal of Medical Case Reports. 7, 77 (2013).
  11. Seo, K., Terumitsu, M., Inada, Y., Nakamura, T., Shigeno, K., Tanaka, Y. Prognosis after surgical treatment of trigeminal neuropathy with a PGA-c tube: report of 10 Cases. Pain Medicine. 17 (12), 2360-2368 (2016).
  12. Okuda, Y., Kitajima, T. Comparison of stellate ganglion block with intravascular infusion of prostaglandin e1 on brachial artery blood flow in dogs. Anesthesia and Analgesia. 84 (6), 1329-1332 (1997).
  13. Kohjitani, A., Miyawaki, T., Kasuya, K., Shimada, M. Sympathetic activity-mediated neuropathic facial pain following simple tooth extraction: a case report. Cranio. 20 (2), 135-138 (2002).
  14. Melis, M., Zawawi, K., al-Badawi, E., Lobo Lobo, S., Mehta, N. Complex regional pain syndrome in the head and neck: a review of the literature. Journal of Orofacial Pain. 16 (2), 93-104 (2002).
  15. Salvaggio, I., Adducci, E., Dell'Aquila, L., Rinaldi, S., Marini, M., Zappia, L., Mascaro, A. Facial pain: a possible therapy with stellate ganglion block. Pain Medicine. 9 (7), 958-962 (2008).
  16. Atsumi, M., Sunada, K. The effect of superior cervical ganglion resection on peripheral facial palsy in rats. Journal of Anesthesia. 30 (4), 677-683 (2016).
  17. Hanamatsu, N., Yamashiro, M., Sumitomo, M., Furuya, H. Effectiveness of cervical sympathetic ganglia block on regeneration of the trigeminal nerve following transection in rats. Regional Anesthesia and Pain Medicine. 27 (3), 268-276 (2002).
  18. Shionoya, Y., Sunada, K., Shigeno, K., Nakada, A., Honda, M., Nakamuram, T. Can nerve regeneration on an artificial nerve conduit be enhanced by ethanol-induced cervical sympathetic ganglion block? PLoS One. 12 (12), e0189297 (2017).
  19. Suzuki, Y., Tanihara, M., Ohnishi, K., Suzuki, K., Endo, K., Nishimura, Y. Cat peripheral nerve regeneration across 50 mm gap repaired with a novel nerve guide composed of freeze-dried alginate gel. Neuroscience Letters. 259 (2), 75-78 (1999).
  20. Ichihara, S., et al. Development of new nerve guide tube for repair of long nerve defects. Tissue Engineering, Part C, Methods. 15 (3), 387-402 (2009).
  21. Grenga, V., Bovi, M. Piezoelectric surgery for exposure of palatally impacted canines. Journal of Clinical Orthodontics. 38, 446-448 (2004).
  22. Degerliyurt, K., Akar, V., Denizci, S., Yucel, E. Bone lid technique with piezosurgery to preserve inferior alveolar nerve. Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, Oral Radiology, and Endodontology. 108 (6), e1-e5 (2009).
  23. Kotrikova, B., et al. Piezosurgery--a new safe technique in cranial osteoplasty? International Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 35 (5), 461-465 (2006).
  24. Vercellotti, T. Piezoelectric surgery in implantology: a case report-a new piezoelectric ridge expansion technique. International Journal of Periodontics and Restorative Dentistry. 20 (4), 358-365 (2000).
  25. Stübinger, S., Kuttenberger, J., Filippi, A., Sader, R., Zeilhofer, H. F. Intraoral piezosurgery: Preliminary results of a new technique. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 63 (9), 1283-1287 (2005).
  26. Eggers, G., Klein, J., Blank, J., Hassfeld, S. Piezosurgery: an ultrasound device for cutting bone and its use and limitations in maxillofacial surgery. British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 42 (5), 451-453 (2004).
  27. Hardy, P. A., Wells, J. C. Extent of sympathetic blockade after stellate ganglion block with bupivacaine. Pain. 36 (2), 193-196 (1989).
  28. Hogan, Q. H., Erickson, S. J., Haddox, J. D., Abram, S. E. The spread of solutions during stellate ganglion block. Regional Anesthesia. 17 (2), 78-83 (1992).
  29. Mullenheim, J., et al. Left stellate ganglion block has only small effects on left ventricular function in awake dogs before and after induction of heart failure. Anesthesia and Analgesia. 91 (4), 787-792 (2000).
  30. Tsujimoto, G., Sunada, K., Nakamura, T. Effect of cervical sympathetic ganglionectomy on facial nerve reconstruction using polyglycolic acid-collagen tubes. Brain Research. 1669, 79-88 (2017).
  31. Ghai, A., Kaushik, T., Kumar, R., Wadhera, S. Chemical ablation of stellate ganglion for head and neck cancer pain. Acta Anaesthesiologica Belgica. 67 (1), 6-8 (2016).
  32. Forouzanfar, T., van Kleef, M., Weber, W. E. Radiofrequency lesions of the stellate ganglion in chronic pain syndromes: retrospective analysis of clinical efficacy in 86 patients. Clinical Journal of Pain. 16 (2), 164-168 (2000).
  33. Ohno, K., Oshita, S. Transdiscal lumbar sympathetic block: a new technique for a chemical sympathectomy. Anesthesia and Analgesia. 85 (6), 1312-1316 (1997).
  34. Slappendel, R., Thijssen, H. O., Crul, B. J., Merx, J. L. The stellate ganglion in magnetic resonance imaging: a quantification of the anatomic variability. Anesthesiology. 83 (2), 424-426 (1995).
  35. Wang, Y. C., Wei, S. H., Sun, M. H., Lin, C. W. A new mode of percutaneous upper thoracic phenol sympathicolysis: report of 50 cases. Neurosurgery. 49 (3), 628-634 (2001).

Tags

Nevrovitenskap problemet 141 nevrovitenskap i situ tissue engineering kunstige nerve kanal polyglycolic syre-kollagen rør cervical sympatisk ganglion blokk hjørnetann modell
Etanol-indusert Cervical sympatisk Ganglion blokk programmer for å fremme hjørnetann mindreverdige Alveolar nerveskader fornyelse ved hjelp av en kunstig Nerve
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Shionoya, Y., Sunada, K., Tsujimoto, More

Shionoya, Y., Sunada, K., Tsujimoto, G., Shigeno, K., Nakamura, T. Ethanol-Induced Cervical Sympathetic Ganglion Block Applications for Promoting Canine Inferior Alveolar Nerve Regeneration Using an Artificial Nerve. J. Vis. Exp. (141), e58039, doi:10.3791/58039 (2018).

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