Detta protokoll beskriver en reproducerbar strategi för facial nerv kirurgi i råtta modellen, inklusive beskrivningar av olika inducible mönster av skada.
Detta protokoll beskriver konsekventa och reproducerbara metoder för att studera axonal regenerering och hämning i en råtta facial nerv skada modell. Ansiktsnerven kan manipuleras längs hela sin längd, från dess intrakraniella segment till dess extratemporal kurs. Det finns tre primära typer av nervskada som används för experimentell studie av regenerativa egenskaper: nervkross, transection, och nervgap. Utbudet av möjliga ingrepp är stort, inklusive kirurgisk manipulering av nerven, leverans av neuroaktiva reagenser eller celler, och antingen centrala eller end-organ manipulationer. Fördelar med denna modell för att studera nerv regenerering inkluderar enkelhet, reproducerbarhet, interspecies konsistens, tillförlitlig överlevnad av råtta, och en ökad anatomisk storlek i förhållande till murine modeller. Dess begränsningar innebär en mer begränsad genetisk manipulation kontra musen modellen och superlativ regenerativ förmåga råtta, så att ansiktsnerven vetenskapsman måste noggrant bedöma tidpunkter för återhämtning och om att översätta resultat till högre djur och studier på människa. Råttmodellen för ansiktsnerven skada möjliggör funktionella, elektrofysiologiska och histomorphometriska parametrar för tolkning och jämförelse av nervregenerering. Det har därmed en enorm potential mot att främja förståelsen och behandlingen av de förödande konsekvenserna av ansiktsnerven skada hos mänskliga patienter.
Kranial nervskada i huvud och hals regionen kan vara sekundärt till medfödda, infektiösa, idiopatisk, iatrogen, traumatisk, neurologiska, onkologiska, eller systemiska etiologier1. Kranial nerv VII, eller ansiktsnerven, påverkas ofta. Förekomsten av ansiktsnerv dysfunktion kan vara betydande, eftersom det påverkar 20 till 30 per 100.000 personer varje år2. De viktigaste motoriska grenarna av ansiktsnerven är de tidsmässiga, zygomatiska, buccal, marginella mandibular och livmoderhalscancer grenarna; beroende på vilken gren det innebär kan konsekvenserna omfatta oral inkompetens eller dreglande, hornhinnans torrhet, bildfältsobstruktion sekundärt till ptos, dysartri eller ansiktsasymmetri2,3. Långsiktig sjuklighet omfattar fenomenet synkinesi, eller ofrivillig rörelse av en ansiktsmuskelgrupp, med försök till frivillig sammandragning av en distinkt ansiktsmuskelgrupp. Okulär-oral synkinesis är den vanligaste av avvikande förnyelse som en sequela av ansiktsnerv skada och orsakar funktionsnedsättning, förlägenhet, minskad självkänsla, och dålig livskvalitet3. Skada på enskilda grenar dikterar de funktioner som är selektivt äventyras.
Den kliniska behandlingen av ansiktsnerven skada är inte väl standardiserad och är i behov av ytterligare forskning för att förbättra resultaten. Steroider kan lindra akut ansiktsnerv svullnad, medan Botox är användbart för temporizing synkinetiska rörelser; men, de primära rekonstruktiva alternativen i utövarens beväpning innebär kirurgiskt ingrepp genom nerv reparation, substitution, eller reanimation3,4,5,6. Beroende på vilken typ av ansiktsnerven skada lidit, ansiktsnerven kirurgen kan utnyttja ett antal alternativ. För enkel transekt är nervreanastomos användbar medan kabeltransplantat reparation är bättre lämpad för en nervdefekt; för återställande av funktion kan kirurgen välja antingen statiska eller dynamiska ansiktsreanimeringsprocedurer. I många fall av ansiktsnerven skada och efterföljande reparation, även i händerna på erfarna ansiktsnerv kirurger, det bästa resultatet fortfarande resulterar i ihållande ansiktsasymmetri och funktionell kompromiss7.
Dessa suboptimala resultat har sporrat omfattande forskning om ansiktsnerven förnyelse. Breda ämnen av intresse inkluderar fullända och nyskapande nerv reparation tekniker, bestämma effekten av olika nerv regenerering faktorer, och bedöma potentialen hos specifika neurala hämmare för att bekämpa det långsiktiga resultatet av synkinesis8,9,10,11. Medan in vitro-modeller kan användas för att bedöma vissa egenskaper hos pro-tillväxt eller hämmande faktorer, är sann translationell forskning om detta ämne bäst uppnås via översättningsbara djurmodeller.
Beslutet om vilken djurmodell att använda kan vara utmanande, eftersom forskare har använt både stora djur, såsom får och små djur modeller, såsom möss12,13. Medan stora djurmodeller erbjuder idealisk anatomisk visualisering, kräver deras användning specialiserad utrustning och personal som inte är lätt eller lättillgänglig. Dessutom, driver en studie för att visa effekt kan vara mycket kostnad-oöverkomliga och potentiellt inte inom den möjliga omfattningen av många vetenskapliga centra. Således är den lilla djurmodellen oftast utnyttjas. Musen modellen kan användas för att bedöma ett antal resultat relaterade till ansiktsnerven kirurgi; Dock kan den begränsade längden på nerven begränsa forskarens förmåga att modellera vissa mönster, såsom stora gap skada14.
Således har råtta murine prototypen framträtt som arbetshäst modell genom vilken forskaren kan utföra innovativa kirurgiska ingrepp eller utnyttja hämmande eller pro-tillväxt faktorer och bedöma effekten över ett brett spektrum av resultatparametrar. Råttan ansiktsnerven anatomi är förutsägbart och lätt närmade sig på ett reproducerbart sätt. Dess större skala, i jämförelse med musmodellen, möjliggör modellering av ett brett spektrum av kirurgiska defekter, allt från enkel transection till 5 mm luckor15,16. Detta möjliggör ytterligare tillämpning av komplexa ingrepp på defektstället, inklusive topikal placering av faktor, intraneural injektioner av faktor, och placering av isografts eller broar17,18,19,20,21,22,23.
Råttans fogliga natur, dess pålitliga anatomi och dess benägenhet för effektiv nervregenerering möjliggör insamling av många resultatåtgärder som svar på de ovan nämnda kirurgiska mönstren för skada24. Via råttmodellen ansiktsnervforskaren kan bedöma elektrofysiologiska reaktioner på skador, nerv- och muskelhologiska resultat via immunohistokemi, funktionella resultat via spårningsförflyttning av vibrissala pad och bedömning av ögonstängning, och mikro- och makroskopiska förändringar via fluorescerande eller konfokalmikroskopi, bland annat11,22,23,25,26,27,28,29. Således kommer följande protokoll beskriva en kirurgisk strategi för råtta ansiktsnerven och de skademönster som kan induceras.
Råttan ansiktsnerven skada modellen har dykt upp som den mest mångsidiga systemet för utvärdering av neurotrofa faktorer på grund av dess kirurgiska tillgänglighet, förgrening mönster, och fysiologiska betydelse27,29,33,34,35,36. Kombinationen av videodemonstration och tillämpning av transgena djurdata öppnar nya m?…
The authors have nothing to disclose.
S.A.A. finansieras av American Academy of Facial Plastic and Reconstructive Surgery Leslie Bernstein Grants Program.
1.8% isoflurane | VetOne | 13985-030-40 | |
11-0 nylon microsutures | AROSuture | TK-117038 | |
4-0 monocryl suture | VWR | 75982-084 | |
Buprenorphine SR | ZooPharm | MIF 900-006 | |
Carprofen | Sigma-Aldrich | MFCD00079028 | |
Chlorhexidine | VWR | IC19135805 | |
Jeweler forceps | VWR | 21909-458 | |
Micro Weitlaner retractor | VWR | 82030-146 | |
Micro-scissors | VWR | 100492-348 | |
Mini tenotomy scissors | VWR | 89023-522 | |
Number 15 scalpel blade | VWR | 102097-834 | |
Operating microscope | Leica | ||
Petrolatum eye gel | Pharmaderm | B002LUWBEK | |
Sterile water | VWR | 89125-834 | |
Tissue adhesive | Vetbond, 3M | NC9259532 | |
Water conductor pad | Aqua Relief System | ARS2000B |