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Neuroscience

Cirurgia e Testes Comportamentais no Modelo de Transposição do Neuroma Tibial em Ratos

Published: January 6, 2023 doi: 10.3791/64659

Summary

Este protocolo descreve o modelo de transposição do neuroma tibial, que envolve uma lesão do nervo tibial com subsequente transposição da extremidade proximal do nervo para uma posição subcutânea pré-tibial ou lateral. O teste comportamental da dor do neuroma e da hiperalgesia plantar é quantificado usando monofilamentos de Von Frey.

Abstract

A transposição do neuroma tibial (TNT) é um modelo de rato no qual a alodínia no sítio do neuroma (nervo tibial) pode ser avaliada independentemente da alodínia na superfície plantar da pata traseira inervada pelo nervo sural intacto. Esse modelo de TNT é adequado para testar terapias para a dor do neuroma, como a potencial superioridade de certas terapias cirúrgicas já utilizadas na clínica, ou para avaliar novos fármacos e seu efeito nas duas modalidades de dor no mesmo animal. Nesse modelo, uma lesão distal (neurotmese) é feita no nervo tibial, e a extremidade proximal do nervo é transposta e fixada subcutânea e pré-tibialmente para permitir a avaliação do sítio do neuroma com um monofilamento de Von Frey de 15 g. Para avaliar a alodínia sobre o nervo sural, os monofilamentos de Von Frey podem ser usados pelo método ascendente-descendente na região lateral plantar da pata traseira. Após o corte do nervo tibial, a hipersensibilidade mecânica se desenvolve no local do neuroma dentro de 1 semana após a cirurgia e persiste pelo menos até 12 semanas após a cirurgia. A alodínia na superfície plantar inervada sural desenvolve-se dentro de 3 semanas após a cirurgia em comparação com o membro contralateral. Com 12 semanas, um neuroma se forma na extremidade proximal do nervo tibial seccionado, indicado por dispersão e turbilhonamento de axônios. Para a cirurgia modelo TNT, múltiplos passos críticos (micro)cirúrgicos precisam ser seguidos, e alguma prática cirúrgica sob anestesia terminal é aconselhada. Em comparação com outros modelos de dor neuropática, como o modelo de lesão nervosa poupada, a alodínia sobre o sítio do neuroma pode ser testada independentemente da hipersensibilidade do nervo sural no modelo TNT. No entanto, o sítio do neuroma pode ser testado apenas em ratos, não em camundongos. As dicas e orientações fornecidas neste protocolo podem ajudar grupos de pesquisa que trabalham com dor a implementar com sucesso o modelo de TNT em seu serviço.

Introduction

Cada ferida, variando de simples lacerações a amputação de membros inteiros, é acompanhada por graus variados de lesão nervosa periférica. Tal lesão nervosa pode resultar na formação de um neuroma, um emaranhamento desorganizado de fibras nervosas brotantes. Os neuromas tornam-se dolorosos em 8%-30% dos pacientes, afetando severamente sua qualidade de vida 1,2,3,4,5. Após a amputação do membro, a dor do neuroma desenvolve-se em 50% dos pacientes 6,7,8. Os sintomas relatados incluem sensibilidade, dor espontânea, alodínia, hiperalgesia e hipersensibilidade mecânica ou térmica na área inervada9. Quando não tratada adequadamente em 1 ano, a dor do neuroma pode evoluir para um estado de dor crônica, resultando em alta carga social e custos médicos associados 10,11,12,13,14. Devido à baixa eficácia das intervenções farmacológicas atuais, a dor do neuroma é tratada preferencialmente pela remoção cirúrgica do neuroma doloroso, e o nervo tratado por várias técnicas cirúrgicas, como descrito na literatura15. É importante ressaltar que o alívio completo da dor é raro, a dor geralmente piora com o tempo e 40% dos pacientes não se beneficiam da cirurgia, indicando que novos tratamentos são necessários 1,16.

Um modelo padronizado de dor no rato auxilia na compreensão dos mecanismos que conduzem a dor do neuroma e pode ajudar a identificar novos tratamentos ou avaliar os já existentes usados na clínica. O modelo de transposição do neuroma tibial (TNT) foi descrito pela primeira vez por Dorsi e col. em 200817 e tem sido utilizado por diferentes grupos de pesquisa18,19,20. O objetivo geral deste método é ser capaz de testar diferentes técnicas de tratamento para a dor do neuroma. A vantagem do modelo sobre, por exemplo, o modelo de lesão nervosa poupada (SNI)21, é que ele permite testar a alodínia no sítio do neuroma. Isso porque o modelo envolve a transposição da terminação nervosa proximal do nervo tibial para uma posição pré-tibial subcutânea, onde pode ser sondado com monofilamentos de von Frey. Além disso, a alodínia se desenvolve na superfície plantar da pata traseira inervada pelo nervo sural intacto, o que pode ser avaliado independentemente da dor do neuroma no mesmo animal. Isso é semelhante aos sintomas de dor do neuroma em pacientes, onde a dor neuropática persistente após a remoção de um neuroma doloroso às vezes é causada pelos nervos vizinhos22. Além disso, a alodínia sobre um nervo seccionado com neuroma é uma modalidade de dor diferente da alodínia sobre o nervo vizinho intacto. Assim, esse modelo facilita a avaliação do efeito de novas terapias tanto na alodínia presente no sítio do neuroma quanto na dor neuropática mais disseminada testada na superfície plantar da pata traseira. Como a cirurgia realizada para criar o modelo TNT pode ser desafiadora, este artigo elabora o procedimento para apoiar os pesquisadores na implementação do modelo em suas instalações.

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Protocol

Esta pesquisa foi realizada de acordo com o IVD (Instantie voor Dierenwelzijn Utrecht) e as diretrizes para pesquisa animal, projeto número AVD1150020198824.

1. Medições basais de Von Frey

  1. Antes da cirurgia, realizar as medidas basais de acordo com o procedimento de teste de Von Frey, descrito abaixo nas seções 5 e 6.

2. Anestesia e preparo

NOTA: Este estudo foi realizado em 15 ratos machos Sprague Dawley com 12 semanas de idade.

  1. Anestesiar os animais por indução com isoflurano a 5% e manter a anestesia com isoflurano a 2%-3%.
    OBS: A manutenção com isoflurano a 2% geralmente resulta em anestesia suficiente e respiração espontânea, sem a necessidade de intubação traqueal ou ventilação mecânica.
  2. Verifique os reflexos dos animais apertando o pé com uma pinça. Certifique-se de que o animal não responde antes de prosseguir. Faça a barba do campo operatório do joelho ao tornozelo com um barbeador elétrico e aplique pomada oftálmica nos olhos para evitar o ressecamento. Injetar 0,5 mg/kg de carprofeno analgésico por via subcutânea na região abdominal.
  3. Coloque o rato anestesiado de costas com a cabeça para a esquerda ou para a direita e a perna a ser operada perto do cirurgião. Exorotar o membro posterior inferior de modo que o maléolo medial fique voltado para cima. Colocar o rato sob um microscópio cirúrgico estéreo com aumento de 6x.
  4. Desinfetar a área raspada com três rodadas alternadas de esfoliação à base de iodo seguidas de álcool. Coloque uma folha estéril com um orifício operatório sobre a perna, para que apenas o campo operatório seja visível. Certifique-se de manter essas condições estéreis durante a cirurgia.

3. Cirurgia

  1. Coloque um pequeno cotonete abaixo do tornozelo para manter o campo operatório horizontal. Localize o joelho e faça suavemente uma incisão longitudinal de 1-2 cm usando um bisturi sobre o lado medial da pata traseira do meio da panturrilha até o tornozelo. Se necessário, abra ainda mais a pele e subcutis com micro tesoura até que as camadas musculares fiquem visíveis.
  2. Identificar o feixe neurovascular superficial como dois ou três brancos e uma linha roxa/vermelha mais espessa, às vezes com ramos menores, que podem mover-se livremente sobre as camadas musculares. Usando um eletrocautério (ver Tabela de Materiais), coagule qualquer sangramento ativo ou exsudação no campo operatório. Tenha cuidado para não danificar o feixe neurovascular.
  3. Dissecar com firmeza para abrir a fáscia entre os músculos gastrocnêmios, logo posterior ao feixe neurovascular superficial de 3,2. Entre a fáscia dos músculos, encontra-se o nervo tibial. O nervo tibial tem cerca de três vezes o tamanho do nervo superficial no feixe vasculonervoso. Use o osso tibial como um ponto de referência adicional (o nervo tibial fica logo posterior ao osso tibial).
  4. Identificar o nervo tibial e sua bifurcação.
    NOTA: A bifurcação é geralmente visível com uma linha mais clara longitudinalmente sobre o nervo.
  5. Dissecar cuidadosamente o nervo tibial livre dos feixes vasculares circundantes. Realizar a dissecção movendo bruscamente o nervo tibial e cortando o tecido exposto que apresenta algum estiramento durante a movimentação do nervo tibial.
    NOTA: Se o nervo tibial estiver ligado às veias de cruzamento após a dissecção, essas veias podem ser coaguladas para expor todo o nervo tibial. Tenha cuidado para não coagular o feixe tibial em si.
  6. Expor proximalmente o nervo tibial até que ele desapareça sob uma camada muscular transversal. Nesse ponto, o nervo tibial parece mergulhar mais profundamente na pata traseira em direção ao joelho. Expor o nervo tibial distalmente até o tornozelo.
    NOTA: Quando o nervo tibial é exposto mais distalmente, a quantidade de fibras colágenas cruzadas (ou seja, fibras perpendiculares à direção das fibras nervosas) aumentará. Essas fibras colágenas precisam ser cortadas para permitir comprimento suficiente para transpor o nervo tibial.
    1. Quando todo o nervo tibial estiver exposto, coloque as camadas musculares de volta para evitar a desidratação do nervo. Se o nervo desidratar (ou seja, ficar mais rígido, sem brilho e enrugado), e cobrir com camadas musculares não for suficiente, adicione gotas de soro fisiológico para hidratá-lo.
  7. Com uma ferramenta de microcirurgia romba, de preferência um porta-microagulhas, disseque a pele pré-tibial da camada muscular subcutânea para fazer um túnel subcutâneo. Para fazer isso, segure a pele e empurre a ponta romba para dentro do tecido, paralelamente à pele. Certifique-se de que a extremidade do túnel esteja localizada pré-tibialmente ou mais lateralmente para garantir fácil acessibilidade da área para teste do neuroma.
  8. Aumentar o isoflurano para 5%. Retornar ao nervo tibial e expô-lo (ou seja, voltar ao local descrito no passo 3.6). Cortar o nervo tibial (ou seja, ambos os ramos plantares) no nível mais distal próximo ao tornozelo. Diminuir o isoflurano para o nível normal de 2%-3%.
  9. Mude a ampliação do microscópio para 10x ou 16x. Identificar o epineuro do nervo tibial proximal ao corte realizado no passo 3.8, ou, no caso de uma bifurcação mais proximal do nervo tibial, identificar o epineuro de ambos os ramos plantares medial e lateral proximal ao corte no passo 3.8.
    NOTA: O epineuro é mais branco e firme em comparação com as fibras nervosas internas, que são mais amarelas e macias.
  10. Coloque cuidadosamente um 8-0 sutura de náilon (ver Tabela de Materiais) através do epineuro da extremidade proximal do nervo, segurando cuidadosamente o epineuro com uma pinça e colocando a agulha entre o nervo e o epineuro com uma mordida de aproximadamente 0,5 mm. Puxar a sutura e dar uma mordida com a agulha por via subcutânea no final do túnel subcutâneo confeccionado no passo 3.7. Faça um nó, que irá transpor o nervo lateralmente para o túnel subcutâneo.
    NOTA: Se ambos os ramos plantares compartilham um epineuro comum, uma sutura deve ser suficiente. Se ambos os ramos plantares tiverem seu próprio epineuro, cada epineuro deve ser fixado individualmente. Evitar colocar a sutura através da pele; apenas consertá-lo subcutaneamente.
  11. Coloque uma sutura mais espessa e de cor escura (de preferência uma sutura azul ou preta 4-0) até a extremidade nervosa fixada, não penetrando na pele. Certifique-se de que a sutura é visível do lado de fora da pele. Verifique se o nervo permanece no lugar depois de mover a pata e os músculos. Corte as extremidades da sutura com uma extremidade de sutura ligeiramente mais longa no 4-0 do que no 8-0 sutura.
  12. Altere a ampliação do microscópio de volta para 6x. Fechar a pele com suturas intraepidérmicas utilizando o 8-0 sutura e limpeza suave da pele com NaCl 0,9% com um cotonete.

4. Tratamento pós-cirúrgico

  1. Coloque o rato em uma gaiola limpa sob um papel toalha em uma posição confortável. Se a sala estiver fria, coloque uma almofada térmica sob uma parte da gaiola (apenas sob uma parte da gaiola, pois o animal deve ser capaz de escapar do calor quando necessário). Garanta fácil acesso a alimentos e água.
  2. Não deixe o rato pós-cirúrgico sozinho até que ele tenha recuperado a consciência suficiente para manter a decúbito esternal. O rato pode ser devolvido à companhia de outros animais quando tiver se recuperado totalmente da anestesia após a cirurgia. Isso geralmente ocorre após 1 h e quando o rato exibe seu padrão de marcha e comportamento normais.
  3. Em 24 h e 48 h após a cirurgia, administrar uma dose de 0,5 mg/kg de carprofeno por via subcutânea (região abdominal) para tratar a dor pós-cirúrgica.

5. Teste de Von Frey da face plantar das patas traseiras

NOTA: O teste de Von Frey (passos 5 e 6) é realizado antes da cirurgia (para medição basal) e a partir de 3 dias após a cirurgia.

  1. Coloque os ratos em gaiolas de fundo de arame de malha 1 semana antes da medição basal, ou 2 semanas antes da cirurgia, para garantir a aclimatação ao ambiente de teste.
  2. Comece com as medidas basais pelo menos 1 semana antes da cirurgia. Certifique-se de que três medições basais independentes sejam realizadas em dias separados.
  3. Verifique se os ratos estão calmos nas gaiolas de fundo com arame de malha. Aplicar uma série de monofilamentos de Von Frey com escala logarítmica perpendicular à superfície plantar da pata traseira.
    1. Para estimular o nervo sural (hipersensibilidade), aplique o monofilamento na lateral próxima à borda do cabelo. Evite tocar nas almofadas dos pés, pois estas são mais sensíveis.
    2. Para estimular o nervo tibial (hipossensibilidade), aplique o monofilamento no meio da superfície plantar da pata traseira. Se o monofilamento for aplicado na área mais medial, isso também pode estimular o nervo safeno, um ramo do nervo femoral (Figura 1). Evite tocar nas almofadas dos pés.
  4. Comece com o monofilamento de 4 g. Aplique força suficiente no monofilamento para que o pelo fique dobrando e segure por 3 s e, em seguida, verifique as respostas do animal sobre o monofilamento. Uma resposta positiva é a retirada súbita da pata, o vacilo súbito, a lambida súbita da pata ou a vocalização. Em alguns casos, o rato se move e tenta encontrar/atacar o monofilamento.
  5. Escolha o próximo monofilamento dependendo da resposta ao estímulo pelo método up-down23. Por exemplo, se o rato responder, estimule em seguida com o monofilamento de 2 g; Se o rato não responder, estimule com o monofilamento de 6 g e assim por diante. No total, aplique de 5 a 10 estímulos dependendo da reação.

6. Teste de Von Frey no sítio do neuroma

  1. Manusear os animais diariamente por um mínimo de 5-7 dias antes das medidas basais ou 2 semanas antes da cirurgia. Certifique-se de que os animais estão detidos como descrito no passo 6.2, para que estejam confortáveis com a posição.
  2. Segure os ratos com o nariz apontado para a prega do cotovelo. Se o rato for segurado na mão direita, sua pata traseira esquerda deve ficar pendurada livremente entre o polegar direito e o indicador (primeiro espaço na web). Se o rato for segurado na mão esquerda, a pata traseira direita deve ficar pendurada livremente entre o polegar esquerdo e o indicador.
  3. Comece com as medidas basais pelo menos 1 semana antes da cirurgia. Certifique-se de que três medições basais independentes sejam realizadas em dias separados.
  4. Verifique se os ratos estão calmos e confortáveis enquanto estão sendo segurados. Na linha de base, coloque o monofilamento de 15 g suavemente sobre a superfície pré-tibial da pata traseira exposta. Após a cirurgia, colocar o monofilamento de 15 g sobre a sutura visível (por exemplo, no local do neuroma). Aplique força suficiente no monofilamento para que o cabelo fique dobrando e segure por 1 s.
    1. Registre a reação a cada estímulo. As opções de reação incluem nenhuma reação, retirada lenta, retirada rápida e vocalização. Registre a resposta como 0 pontos para nenhuma reação e um ponto para retirada lenta, retirada rápida ou vocalização.
  5. Repetir cinco clusters de cinco aplicações do monofilamento, com 2-3 s entre cada aplicação e 2-3 min ou mais entre os cinco clusters. No total, cada pata traseira deve ter 25 aplicações do monofilamento com respostas registradas.

7. Recuperação de espécimes para histologia e preparo

NOTA: O exame histológico é realizado 12 semanas após a cirurgia inicial.

  1. Induzir a anestesia e preparar os animais conforme descrito nos passos 2.2, 2.3 e 2.4.
  2. Faça suavemente uma incisão de 2-3 cm usando um bisturi sobre a cicatriz que foi feita pela cirurgia inicial, mas tenha cuidado para não cortar muito profundamente, pois o nervo é colocado superficialmente.
  3. Determinar a posição do neuroma, dissecar cuidadosamente o neuroma e o nervo livre do tecido cicatricial circundante e colocar o neuroma retirado no fixador. Para avaliar a morfologia do neuroma, o tecido é preferencialmente incluído longitudinalmente em parafina ou resina epóxi, como descrito por Tork et al.18.
  4. Após a retirada do tecido, eutanasiar os ratos sob anestesia terminal (isoflurano a 5%) por punção cardíaca ou decapitação.
    NOTA: É aconselhável primeiro colher o neuroma antes de matar os ratos, porque então é mais fácil distinguir o neuroma de seu tecido circundante in vivo.

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Representative Results

A avaliação no sítio do neuroma mostrou aumento da sensibilidade à aplicação do monofilamento de von Frey 15 g. No início do estudo, os ratos tipicamente responderam a 10%-15% (± 13%) das 25 aplicações de um monofilamento de 15 g. A taxa de resposta aumentou para 45%-50% (± 24%) 1 semana após a cirurgia de TNT. No lado contralateral, o número de respostas após a cirurgia foi semelhante ao basal (Figura 2A). Cerca de 20% dos ratos não desenvolveram neuroma doloroso; a taxa de resposta não aumentou em relação à linha de base (Figura 2B). Isso é comparável à situação humana, onde nem todos os pacientes (50% após a amputação) desenvolvem dor após a formação de um neuroma. Todos os ratos desenvolveram neuroma ao final do coto do nervo tibial transeccionado e transposto 12 semanas após a cirurgia (Figura 3). Este neuroma foi caracterizado por axônios e microfascículos giratórios dentro de depósitos de colágeno.

A transecção do nervo tibial reduziu a sensibilidade mecânica no meio da face plantar da pata posterior, inervada pelo nervo tibial (Figura 1). A hipossensibilidade esteve presente em 1 semana após a cirurgia, foi significativamente diferente do lado contralateral e basal a partir de 3 semanas após a cirurgia, e permaneceu até pelo menos 12 semanas após a cirurgia (Figura 4). Na parte lateral da face plantar da pata traseira inervada pelo nervo sural intacto, os ratos desenvolveram hipersensibilidade mecânica significativamente diferente do lado contralateral e basal a partir de 1 semana após a cirurgia (Figura 4). Essa hipersensibilidade persistiu por pelo menos 12 semanas após a cirurgia. Na pata contralateral, a sensibilidade mecânica não foi afetada em relação à basal nas áreas inervadas pelo nervo sural ou tibial (Figura 4).

Figure 1
Figura 1: Distribuição nervosa na face plantar da pata traseira. Vermelho = distribuição do nervo sural (lateral); roxo = distribuição do nervo tibial (médio); verde = distribuição do nervo safeno (medial). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 2
Figura 2: Von Frey do sítio do neuroma. O nervo tibial foi transeccionado e o curso da sensibilidade mecânica sobre o sítio do neuroma foi avaliado com um monofilamento de 15 g aplicado em cinco agrupamentos de cinco aplicações cada, totalizando 25 aplicações. Uma resposta é pontuada como um ponto. (A) O sítio do neuroma apresentou resposta significativamente maior 1 semana após a cirurgia em relação ao basal e ao lado contralateral. N = 15; barras de erro: erro padrão da média (EPM); análise de modelos mistos com comparações múltiplas e teste de Tukey. * = p < 0,05, ** = p < 0,01, *** = p < 0,001. (B) Os valores individuais do sítio ipsilateral mostram diversidade na reação. Três ratos (20%) apresentaram escore basal relativamente alto e três ratos (20%) não apresentaram alterações na sensibilidade pré-tibial. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 3
Figura 3: Morfologia do neuroma. Imagens histológicas de neuroma de 12 semanas. (A) Coloração Hematoxilina-Eosina, (B) Coloração Tricrômico de Masson e (C) Coloração de Neurofilamento. Seta verde = nervo tibial proximal ao neuroma. Seta alaranjada = neuroma, identificado por turbilhonamento dos axônios e difusão dos fascículos. Barra de escala = 500 μm. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 4
Figura 4: Von Frey da pata posterior plantar (nervo tibial e sural). O nervo tibial foi transeccionado e o curso da sensibilidade mecânica foi avaliado pelo teste de Von Frey na superfície plantar da pata traseira. A parte média da pata traseira operada ipsilateralmente inervada pelo nervo tibial mostrou hiposensibilidade. A parte lateral da pata traseira operada ipsilateralmente inervada pelo nervo sural mostrou hipersensibilidade. As partes média e lateral da pata posterior plantar contralateral não apresentaram alterações na sensibilidade em relação à linha de base. N = 15; barras de erro: erro padrão da média (EPM); análise de modelos mistos com comparações múltiplas e teste de Tukey. * = p < 0,05, ** = p < 0,01, *** = p < 0,001, **** = p < 0,0001. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

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Discussion

Etapas críticas do protocolo
O modelo TNT envolve cortar o nervo tibial e transpô-lo lateral e subcutaneamente para um local pré-tibial para permitir o teste de sensibilidade do neuroma, além de hiperalgesia plantar sobre o nervo sural. No modelo TNT, é fundamental que o local do neuroma seja visível para os pesquisadores. Portanto, uma cepa de rato albino é preferida porque as suturas subcutâneas são facilmente visíveis através da pele e a cor da sutura deve ser preferencialmente azul escuro ou preto.

Quando a cirurgia é realizada e o nervo tibial é exposto, há variação no local (por exemplo, proximal ou distal) da bifurcação do nervo tibial. Se os ratos apresentarem uma bifurcação proximal, é possível que dois nervos (o nervo plantar medial e lateral) proximal ao tornozelo (Figura 5A), em vez de apenas um nervo tibial (Figura 5B). É importante que ambos os ramos sejam cortados e transpostos para induzir hiperalgesia plantar sobre o nervo sural. Optou-se por transpor apenas um nervo plantar; entretanto, a distinção entre o nervo plantar lateral e medial não é facilmente feita neste nível e poderia influenciar os resultados. Portanto, é aconselhável transpor ambos os nervos. Além disso, alguns ratos podem ter uma bifurcação mais distal do nervo tibial, e transpor apenas um nervo plantar pode ser impossível.

Figure 5
Figura 5: Bifurcação proximal e distal do nervo tibial. Variação anatômica do nível de bifurcação (*) do nervo tibial. (A) Bifurcação proximal do nervo tibial; (B) bifurcação distal do nervo tibial. Abreviações: NMP = nervo plantar medial, NPL = nervo plantar lateral. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

No artigo original de Dorsi et al.17, uma ligadura é colocada ao redor da extremidade proximal do nervo tibial e o nervo é transposto e fixado através dessa sutura de ligadura. Como a ligadura ao redor do nervo pode induzir dor por constrição24, uma alternativa descrita nesse método é a fixação do nervo por meio de suturas epineurinais. Se o nervo tibial for cortado e transposto, é importante que a sutura para fixação subcutânea do nervo seja colocada através do epineuro e não dos próprios fascículos nervosos, pois isso também poderia influenciar as medidas de dor. Além disso, deve-se evitar a colocação da sutura através da pele, pois os ratos tendem a roer quaisquer suturas visíveis, resultando em deslocamento do neuroma e, portanto, resultados não confiáveis das medidas de dor.

Quando a pele está fechada, também é importante usar suturas intraepidérmicas para evitar roer que resultará em uma ferida aberta. Além disso, após a transposição do nervo tibial, ele ficará situado em uma camada mais superficial logo abaixo da pele. Uma ferida aberta em combinação com um nervo colocado superficialmente é indesejável.

As medidas de von Frey podem ser realizadas para testar a dor do neuroma no local do neuroma e para testar a hiperalgesia plantar sobre o nervo sural, na face lateral da pata traseira. O sítio do neuroma é visível após a cirurgia devido à cor escura da sutura. Para o teste de hipersensibilidade do nervo sural, deve-se escolher um local onde o monofilamento de Von Frey é aplicado. Este pode ser proximal ou distal ao coxim alimentar lateral, mas deve ser aproximadamente o mesmo local durante as medidas basais e medidas nas semanas após a cirurgia.

Solução de problemas do método
Se os ratos reagirem a todos os estímulos aplicados na área pré-tibial já durante as medições basais, certifique-se de que estão calmos e relaxados e de que estão devidamente aclimatados à área de teste. Repetir a medição basal até que os ratos reajam menos aos estímulos. Além disso, é preferível não usar nenhum perfume durante a realização das medições. Idealmente, os ratos não reagem ao estímulo pré-tibial quando um monofilamento de 15 g é aplicado antes da cirurgia. No entanto, se os ratos estiverem calmos e 50%-100% dos ratos ainda reagirem ao monofilamento de 15 g, mude-o para um monofilamento que tenha uma taxa de resposta de 10%-20% durante a linha de base. No entanto, se o monofilamento for alterado, recomenda-se primeiro realizar um experimento piloto para testar se os ratos TNT reagem a essa menor força do monofilamento. No trabalho inicial do modelo TNT, o sítio do neuroma foi medido aplicando-se o monofilamento através de uma abertura no fundo de uma caixa de Perspex17. Em experimentos piloto, os ratos reagiram a cada estímulo quando aplicado através do fundo da gaiola e tenderam a atacar o monofilamento. Quando mantidos de perto pelo pesquisador, os ratos estavam em um estado calmo, resultando em uma menor taxa de resposta no monofilamento durante a medição basal.

Se a extremidade proximal do nervo tibial não puder alcançar o suficiente no túnel subcutâneo, siga o curso do nervo tibial mais proximal e remova qualquer tecido colágeno e gorduroso ao redor do nervo. Corte quaisquer ramos nervosos menores ou vasos que mantenham o nervo fixo ao seu entorno. Isso dará ao nervo uma amplitude de movimento maior para ser transposto mais lateralmente. Vale ressaltar que no trabalho original de Dorsi et al.17, o nervo foi transposto mais lateralmente. Em experimentos piloto, verificou-se a impossibilidade de alcançar a posição lateral. Portanto, este método descreve uma posição pré-tibial do sítio do neuroma.

Limitações do método
Uma limitação do modelo TNT é que a cirurgia envolve múltiplos passos (micro)cirúrgicos a serem seguidos. Outra limitação é que o modelo TNT não é facilmente traduzido para camundongos. Por experiência, camundongos tendem a ser bastante sensíveis a estímulos aplicados em uma área pré-tibial, mesmo com a aplicação de um monofilamento de 0,008 g.

Importância do método em relação aos métodos existentes/alternativos
No modelo TNT, a dor do neuroma pode ser testada independentemente da hiperalgesia plantar sobre o nervo sural. Esta última também é induzida em outros modelos de dor neuropática, como o modelo SNI, mas aqui a dor do neuroma não pode ser testada de forma independente21. Além disso, tanto o nervo tibial quanto o fibular são cortados no modelo SNI, resultando em maior perda da função motora, o que resulta em paralisação dos músculos intrínsecos da pata21. Como apenas o nervo tibial é cortado em nível distal no modelo TNT, os músculos intrínsecos dos pés apresentam apenas uma perda desprezível da função motora.

Aplicações potenciais do método
Pesquisas anteriores já mostraram que o modelo de TNT pode ser usado para testar vários medicamentos para dor, capas nervosas ou outras ferramentas cirúrgicas para o tratamento do neuroma18,19,20. No entanto, todos os grupos de pesquisa interessados em dor poderiam ter potencial benefício com o uso do modelo TNT, uma vez que duas modalidades diferentes de dor podem ser testadas no mesmo animal.

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Disclosures

Os autores declaram não haver conflitos de interesse. Embora este trabalho de pesquisa tenha sido parcialmente financiado pela Axogen, a empresa não teve influência na execução do estudo e nos resultados.

Acknowledgments

Gostaríamos de agradecer a Sabine Versteeg pela assistência durante a microcirurgia e a Anja van der Sar e Trudy Oosterveld-Romijn do Common Animal Laboratory (Gemeenschappelijk Dieren Laboratorium) por sua ajuda na preparação do microscópio e sala cirúrgica e no cuidado com os animais.

Esta pesquisa foi financiada por Axogen.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Aesthesio Linton Instrumentation 514007 until 514015 0.6 g until 15 g monofilaments
Carprofen Local Veterinary Pharmacy n/a The local veterinary pharmacy makes caprofen dilution
Cotton swabs Nobamed 974255
Electrocautery Fine Science Tools 18010-00
Ethanol 70% Interchema BV 400406
Ethilon 4.0 Johnson & Johnson 1854G IMPORTANT: the color should be blue or black
Ethilon 8.0 Johnson & Johnson BV130-5
Isoflo, isoflurane Zoetis Dechra Veterinary Products B506
Mesh bottom cages StoeltingCo 57816 and 57824
Micro forceps Fine Science Tools 11251-35
Micro needle holder  Fine Science Tools 12076-12
Micro scissors Fine Science Tools 15019-10
Micro tweezers Fine Science Tools 11254-20
NaCl 0.9% Trademed H7 1000-FRE
Needle holder Fine Science Tools 12004-16
Ophthalmic ointment  Local Veterinary Pharmacy n/a The local veterinary pharmacy makes the ophthalmic ointment
Scalpel Fine Science Tools 10003-12
Scissors Fine Science Tools 14001-12
Stereo surgical microscope Leica A60 F
Sterile sheet with hole Evercare OneMed 1555-01
Surgical blade nr.15 Fine Science Tools 10015-00
Tweezers Fine Science Tools 11617-12

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Stokvis, A., vander Avoort, D. J., van Neck, J. W., Hovius, S. E., Coert, J. H. Surgical management of neuroma pain: a prospective follow-up study. Pain. 151 (3), 862-869 (2010).
  2. Domeshek, L. F., et al. Surgical treatment of neuromas improves patient-reported pain, depression, and quality of life. Plastic and Reconstructive Surgery. 139 (2), 407-418 (2017).
  3. Lame, I. E., Peters, M. L., Vlaeyen, J. W., Kleef, M., Patijn, J. Quality of life in chronic pain is more associated with beliefs about pain, than with pain intensity. European Journal of Pain. 9 (1), 15-24 (2005).
  4. Koch, H., Haas, F., Hubmer, M., Rappl, T., Scharnagl, E. Treatment of painful neuroma by resection and nerve stump transplantation into a vein. Annals of Plastic Surgery. 51 (1), 45-50 (2003).
  5. Fisher, G. T., Boswick, J. A. Neuroma formation following digital amputations. Journal of Trauma. 23 (2), 136-142 (1983).
  6. Bowen, J. B., Ruter, D., Wee, C., West, J., Valerio, I. L. Targeted muscle reinnervation technique in below-knee amputation. Plastic and Reconstructive Surgery. 143 (1), 309-312 (2019).
  7. Jensen, T. S., Krebs, B., Nielsen, J., Rasmussen, P. Phantom limb, phantom pain and stump pain in amputees during the first 6 months following limb amputation. Pain. 17 (3), 243-256 (1983).
  8. Woo, S. L., et al. Regenerative peripheral nerve interfaces for the treatment of postamputation neuroma pain: a pilot study. Plastic and Reconstructive Surgery Global Open. 4 (12), 1038 (2016).
  9. Arnold, D. M. J., et al. Diagnostic criteria for symptomatic neuroma. Annals of Plastic Surgery. 82 (4), 420-427 (2019).
  10. Liedgens, H., Obradovic, M., De Courcy, J., Holbrook, T., Jakubanis, R. A burden of illness study for neuropathic pain in Europe. Clinicoeconomics and Outcomes Research. 8, 113-126 (2016).
  11. Langley, P. C., Van Litsenburg, C., Cappelleri, J. C., Carroll, D. The burden associated with neuropathic pain in Western Europe. Journal of Medical Economics. 16 (1), 85-95 (2013).
  12. Dworkin, R. H., et al. Interpreting the clinical importance of group differences in chronic pain clinical trials: IMMPACT recommendations. Pain. 146 (3), 238-244 (2009).
  13. Mackinnon, S. E., Dellon, A. L. Results of treatment of recurrent dorsoradial wrist neuromas. Annals of Plastic Surgery. 19 (1), 54-61 (1987).
  14. Harden, R. N. Chronic neuropathic pain. Mechanisms, diagnosis, and treatment. Neurologist. 11 (2), 111-122 (2005).
  15. Poppler, L. H., et al. Surgical interventions for the treatment of painful neuroma: a comparative meta-analysis. Pain. 159 (2), 214-223 (2018).
  16. Eberlin, K. R., Ducic, I. Surgical algorithm for neuroma management: a changing treatment paradigm. Plastic and Reconstructive Surgery Global Open. 6 (10), 1952 (2018).
  17. Dorsi, M. J., et al. The tibial neuroma transposition (TNT) model of neuroma pain and hyperalgesia. Pain. 134 (3), 320-334 (2008).
  18. Tork, S., et al. Application of a porcine small intestine submucosa nerve cap for prevention of neuromas and associated pain. Tissue Engineering Part A. 26 (9-10), 503-511 (2020).
  19. Miyazaki, R., Yamamoto, T. The efficacy of morphine, pregabalin, gabapentin, and duloxetine on mechanical allodynia is different from that on neuroma pain in the rat neuropathic pain model. Anesthesia and Analgesia. 115 (1), 182-188 (2012).
  20. Tian, J., et al. Swimming training reduces neuroma pain by regulating neurotrophins. Medicine and Science in Sports Exercise. 50 (1), 54-61 (2018).
  21. Decosterd, I., Woolf, C. J. Spared nerve injury: an animal model of persistent peripheral neuropathic pain. Pain. 87 (2), 149-158 (2000).
  22. Poublon, A. R., et al. The anatomical relationship of the superficial radial nerve and the lateral antebrachial cutaneous nerve: A possible factor in persistent neuropathic pain. Journal of Plastic, Reconstructive and Aesthetic Surgery. 68 (2), 237-242 (2015).
  23. Dixon, W. J. Efficient analysis of experimental observations. Annual Review of Pharmacology and Toxicology. 20 (1), 441-462 (1980).
  24. Austin, P. J., Wu, A., Moalem-Taylor, G. Chronic constriction of the sciatic nerve and pain hypersensitivity testing in rats. Journal of Visualized Experiments. (61), e3393 (2012).

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Neurociência Edição 191
Cirurgia e Testes Comportamentais no Modelo de Transposição do Neuroma Tibial em Ratos
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Brakkee, E. M., DeVinney, E.,More

Brakkee, E. M., DeVinney, E., Eijkelkamp, N., Coert, J. H. Surgery and Behavioral Testing in the Tibial Neuroma Transposition Model in Rats. J. Vis. Exp. (191), e64659, doi:10.3791/64659 (2023).

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