Intracraniale drukmonitoring in niet-traumatisch intraventriculaire bloeding knaagdiermodel
Summary
Het monitoren van de intracraniale druk in knaagdiermodellen van niet-traumatische intraventriculaire bloedingen komt niet vaak voor in de huidige literatuur. Hierin demonstreren we een techniek voor het meten van intracraniale druk, gemiddelde arteriële druk en cerebrale perfusiedruk tijdens intraventriculaire bloeding in een rattendiermodel.
Abstract
Overlevenden van intraventriculaire bloeding blijven vaak achter met een significante stoornis in het langetermijngeheugen; daarom is onderzoek met behulp van intraventriculaire bloedingsdiermodellen essentieel. In deze studie zochten we naar manieren om intracraniale druk, gemiddelde arteriële druk en cerebrale perfusiedruk te meten tijdens niet-traumatische intraventriculaire bloeding bij ratten. Het experimentele ontwerp omvatte drie Sprague Dawley-groepen: sham, standaard 200 μl intraventriculaire bloeding en voertuigcontrolegroepen. Door de introductie van een intraparenchymale fiberoptische druksensor werden nauwkeurige intracraniale drukmetingen verkregen in alle groepen. Cerebrale perfusiedrukken werden berekend met de kennis van intracraniale druk en gemiddelde arteriële drukwaarden. Zoals verwacht, ervoeren de intraventriculaire bloedings- en voertuigcontrolegroepen beide een stijging van de intracraniale druk en de daaropvolgende afname van de cerebrale perfusiedruk tijdens intraventriculaire injectie van respectievelijk autoloog bloed en kunstmatig hersenvocht. De toevoeging van een intraparenchymale fiberoptische druksensor is gunstig bij het bewaken van nauwkeurige intracraniale drukveranderingen.
Introduction
Intraventriculaire bloeding (IVH), een soort intracraniale bloeding (ICH), is een verwoestende ziekte die aanzienlijke mortaliteit en morbiditeit met zich meebrengt. IVH wordt gekenmerkt als de ophoping van bloedproducten in de intracraniale ventrikels. Geïsoleerde IVH bij soms en komt meestal voor bij volwassenen1. Het kan worden geassocieerd met hypertensieve bloeding, gescheurd intracranieel aneurysma of een andere vasculaire misvorming, tumoren of trauma1. IVH leidt tot secundair hersenletsel en de ontwikkeling van hydrocephalus2. Overlevenden van IVH blijven vaak achter met significante functionele, geheugen- en cognitieve stoornissen na hun letsel. Deze cognitieve en geheugentekorten op lange termijn worden gemeld bij maar liefst 44% van de overlevenden van ICH3. Bij subarachnoïdale bloeding (SAH), een ander type ICH, is het bekend dat ongeveer de helft van de overlevenden geheugentekorten zal hebben, en voor degenen die IVH hebben naast SAH, zijn de uitkomsten meestal aanzienlijk slechter 4,5,6.
Onderliggende mechanismen van geheugendisfunctie na IVH moeten nog worden opgehelderd. In vivo onderzoek met behulp van niet-traumatische IVH-diermodellen met functionele en geheugendisfunctie is essentieel om potentiële therapeutische doelen voor dergelijke patiënten te ontdekken. Diermodellen met een ernstiger geheugen en functionele disfunctie na IVH zouden het beste zijn om deze veranderingen te bestuderen. Het laboratorium van de senior auteur heeft ook specifiek de rol van hoge intracraniale druk (ICP) onderzocht bij de ontwikkeling van geheugentekorten in IVH-rattenmodellen. Daarom waren methoden om ISP’s nauwkeurig te meten tijdens IVH belangrijk om te onderzoeken. Hierin rapporteren we over methoden voor het nauwkeurig meten van ISP’s in een IVH-rattenmodel. Hoewel ICP-monitoring eerder is gebruikt in traumatische ICH- en subarachnoïdale bloedingsdiermodellen, wordt ICP-monitoring in spontane IVH-knaagdiermodellen niet zo vaak gemeld in de literatuur 7,8. Daarom omvatte het experimentele ontwerp dat hierin werd gepresenteerd drie groepen Sprague Dawley-ratten: sham, standaard 200 μl intraventriculaire bloeding en voertuigcontrole. Voor de IVH-groep werd een autoloog intraventriculaire bloedinjectiemodel gebruikt. Voor voertuigcontroledieren werd intraventriculaire injectie van steriele Lactated Ringer’s-oplossing gebruikt. ISP’s, gemiddelde arteriële drukken (MAPs) en cerebrale perfusiedrukken (CPPs) werden intraoperatief geregistreerd en de resultaten worden hierin gerapporteerd.
Protocol
Representative Results
Discussion
Deze studie onderzocht mechanismen om ISP’s, MAPs en CPPs te meten in een niet-traumatisch IVH-rattendiermodel. De resultaten werden geregistreerd van de volgende groepen: sham, VH 200 μL en vehicle control (kunstmatige cerebrospinale vloeistof intraventriculaire injectie) dieren. Dit experimentele ontwerp werd gekozen om te onderzoeken hoe ISP’s kunnen worden gemonitord tijdens IVH-injectie, omdat we veronderstelden dat de piek in ISP’s kan bijdragen aan het meer significante secundaire hersenletsel en dus geheugenteko…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd gefinancierd door de NINDS-subsidie: K08NS105914
Materials
| 0.25% bupivacaine | Hospira, Inc. | 409115901 | |
| 1 mL syringe | Covetrus | 60734 | |
| 10% providine iodine solution | Aplicare | MSD093947 | |
| 20 mL syringe | Covidien | 8881520657 | |
| 22 G needles | Becton Dickinson | 305155 | |
| 28 G intraventricular needles | P technologies | 8IC313ISPCXC | C313I/SPC 28-Gneedles to fit 22-G guide cannula with 6 mm projection |
| 3-0 silk suture | Henry Schein, Inc. | SP116 | |
| 3-way-stopcock | Merti Medical Systems | M3SNC | |
| 4% paraformaldehyde | Fisher Chemical | 30525-89-4 | |
| AnyMaze software | Any-Maze behavioral tracking software | Stoelting CO, USA | |
| Artificial ointment | Covetrus | 48272 | |
| Blood collection vials with EDTA | Becton Dickinson | 367856 | |
| Bone wax | CP Medical, Inc. | CPB31A | |
| Carprofen | Zoetis, Inc. | 54771-8507-1 | |
| Centrifuge | Beckman | BE-GS6R | Model GS-6R |
| Cotton tip applicators | Covetrus | 71214 | |
| Drill | Dremel | 1600A011JA | |
| Fiberoptic pressure sensors with readout units | Opsens Medical | OPP-M200-X-80SC- 2.0PTFE-XN-100PIT-P1 and LIS-P1-N-62SC | Opp-M200 packaged pressure sensors with LifeSens system |
| Forceps | 11923-13, 11064-07 | ||
| Gauze | Covetrus | 71043 | |
| Guillotine | World Precision Instruments | 51330 | |
| Heating pad with rectal thermometer | CWE, Inc. | 08-13000 ,08-13014 | TC1000 Temperature controller |
| Hemostats | 13013-14, 13008-12 | ||
| Isoflurane | Covetrus | 29405 | |
| Lactated ringers | Baxter Healthcare Corp. | Y345583 | |
| Laryngoscope | American Diagnostic Corporation | 4080 | |
| Metal clip | Fine Scientic Tools | 18056-14 | |
| Micro scissors | Fine Scientic Tools | 15007-08 | |
| Microscope | Leica | model L2 | |
| Needle driver | 12003-15 | ||
| Polyethylene tubing | Thermo Fisher Scientific | 14-170-12B | PE-50 tubing |
| Rats | Envigo | Sprague Dawley rats 8–10 months old | |
| Scalpel | 10010-00 | ||
| Scissors | 14090-11 | ||
| Stereotaxic instrument | Kopf instruments | Model 940 with ear bars | |
| Syringe pump | KD Scientific | 780100 | Model 100 series |
| Touhy Borst | Abbott | 23242 | |
| Ventilator | Harvard rodent ventilator | 55-0000 | Model 683 |
References
- Gates, P. C., Barnett, H. J. M., Vinters, H. V., Simonsen, R. L., Siu, K. Primary intraventricular hemorrhage in adults. Stroke. 17, 872-877 (1986).
- Strajle, J., Garton, H. J. L., Maher, C. O., Muraszko, K., Keep, R. F., Xi, G. Mechanisms of hydrocephalus after neonatal and adult intraventricular hemorrhage. Translational Stroke Research. 3, 25-38 (2012).
- Murao, K., Rossi, C., Cordonnier, C. Intracerebral hemorrhage and cognitive decline. Revue Neurologique. 169, 772-778 (2013).
- Al-Khindi, T., Macdonald, R. L., Schweizer, T. A. Cognitive and functional outcome after aneurysmal subarachnoid hemorrhage. Stroke. 41, 519-536 (2010).
- Kreiter, K. T., et al. Predictors of cognitive dysfunction after subarachnoid hemorrhage. Stroke. 33, 200-208 (2002).
- Zanaty, M., et al. Intraventricular extension of an aneurysmal subarachnoid hemorrhage is an independent predictor of a worse functional outcome. Clinical Neurology and Neurosurgery. 170, 67-72 (2018).
- Gabrielian, L., Willshire, L. W., Helps, S. C., vanden Heuvel, C., Mathias, J., Vink, R. Intracranial pressure changes following traumatic brain injury in rats: lack of significant change in the absence of mass lesions or hypoxia. Journal of Neurotrauma. 28, 2103-2111 (2011).
- Kolar, M., Nohejlova, K., Duska, F., Mares, J., Pachl, J. Changes of cortical perfusion in the early phase of subarachnoid bleeding in a rat model and the role of intracranial hypertension. Physiological Research. 66, 545-551 (2017).
- Ariesen, M. J., Claus, S. P., Rinkel, G. J. E., Algra, A. Risk factors for intracerebral hemorrhage in the general population. A systematic review. Stroke. 34, 2060-2066 (2003).
- MacLellan, C. L., Paquette, R., Colbourne, F. A critical appraisal of experimental intracerebral hemorrhage research. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 32, 612-627 (2012).
- Hartman, R., Lekic, T., Rojas, H., Tang, J., Zhang, J. H. Assessing functional outcomes following intracerebral hemorrhage in rats. Brain Research. 1280, 148-157 (2009).
