Ciddi omurilik yaralanmaları sıklıkla doku defektlerine neden olur. Akut yaralanmadan sonra ve tam omurilik transeksiyonundan beş hafta sonra mekanik bir mikrokonektör sisteminin implantasyonu yoluyla sıçanlarda doku adaptasyonunu, rejeneratif yanıtları ve fonksiyonel iyileşmeyi teşvik etmek için bu tür boşlukları başarılı bir şekilde kapatmak için iki olasılık tanımlanmıştır.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Deneysel Stratejileri Akut ve Kronik Lezyon sonra Yaralı Omurilik Büyük Doku boşlukları doldurmak için
* These authors contributed equally
Bu makalede
Özet
Özet
Spinal kord yaralanması (SKY) aksonal rejenerasyon engelleyen lezyon çekirdek bir yara formları sonra. Omurilik, tümör rezeksiyonlarından veya içine ve etkilenen alanı dışında genel doku onarımı yanı sıra sinir liflerinin rejeneratif büyüme kolaylaştırmada yardımcı olabilir travmatik kazalarından kaynaklanan doku defektleri hakaret sonra yaralanma siteyi Bridging. İki deneysel tedavi stratejileri sunulmuştur: Bir akut ve tam olarak nakledilmiş sıçan torasik omuriliğe yeni microconnector cihazının (1) uygulanan omurilik dokusu stumps kopmuş ve kronik lezyonlu farelerde omurilik yaralanması site (2) polietilen glikol dolum sonrasında yeniden uyum sağlamaya skar rezeksiyon. Bu modelde kronik omurilik lezyonu tedavi öncesi 5 hafta verdirdiler bir tam spinal kord transeksiyonu olduğunu. Her iki yöntem de son zamanlarda çok umut verici sonuçlar ve terfi aksonal büyütme, yararlı hücresel işgali ve fonksiyonel iyileştirmeler elde ettikOmurilik yaralanması kemirgen modellerinde.
Mekanik microconnector sistemi (MMS) MMS negatif basınç uygulamak için bir çıkış boru sistemi ile polimetilmetakrilat (PMMA) oluşan çok kanallı sistem lümen böylece petek yapılı deliklere omurilik köklerini çekerek. 1 mm doku boşluğu içine yerleştirildikten sonra, doku cihazı içine emilir. Ayrıca, MMS iç duvarları daha iyi doku yapışması için bir mikro edilir.
Kronik omurilik yaralanması yaklaşım durumunda, omurilik dokusu - skar dolu lezyon alanı dahil olmak üzere - uzunluğunda 4 mm bir alana rezeke edilir. Mikrocerrahi yara rezeksiyonu sonra elde edilen oyuk hücre istilası, revaskülarizasyon, aksonal rejenerasyon ve in vivo olarak daha küçük remiyelinasyon için mükemmel bir alt tabaka temin bulunmuştur polietilen glikol (PEG 600) ile doldurulur.
Giriş
Omuriliğe bir travmatik yaralanma sadece herhangi bir rejeneratif yanıtları engel doku defektleri akson ama başka sonuç kaybına yol açar (inceleme için 1,2 bakınız). Omurilik dokusu sık sık ve lezyon alanı çevresinde kist oluşumuna veya delikler yol açan ikincil dejenerasyon ile kaybolur. En deneysel tedavi yaklaşımları sağlıklı doku kalan kenarı ile kısmi bir kesik, ezilme veya kontüzyon yaralanma gibi tamamlanmamış omurilik hasarları üzerinde odaklanır. Tümör rezeksiyonlarda gibi travmatik kazalar veya cerrahi müdahaleler kaynaklanan toplam kesilerde gibi tam yaralanmalar için, sadece çok sınırlı tedavi seçenekleri günümüzde 3,4 mevcuttur. tam transeksiyonu sonra, spinal güdük retraksiyonu doku sonuçlarının mekanik gerilim, omurilik küçük bir boşluk bırakarak. Çoğu stratejiler doku, hücreler veya matrisler 5,6 ile bu boşluğu doldurmak odaklanmak.
Burada, farklı bir stratejininBir roman microconnector cihazı 7 kullanılarak ayrılmıştır kütükleri yani yeniden adaptasyon sunulmuştur. İki kütükleri yeniden uyum için, mekanik kuvvet, bu (Şekil 1) gerçekleştirmek için hafif negatif basınç ile uygulanmalıdır. Mekanik microconnector sistemi (MMS) bir çıkış boru sistemi ile donatılmış, bal peteği şeklinde delik (Şekil 1A) ve polimetilmetakrilat (PMMA) 'in bir çok kanallı bir sistemdir. Sıçan (Şekil 1C) tam omurilik transeksiyonu kaynaklanan doku boşluğuna yerleştirilir. Bir boru MMS (Şekil 1D) negatif basınç uygulamak için bir vakum pompası bağlanabilir. Basınç basıncı (Şekil 1B) serbest bırakıldığında yerinde doku tutmak için mikrostrüktürlü duvarları MMS petek şekilli delikler içine bağlantısız omurilik kütükleri çeker. boru ameliyat sonrası sağlam sol ve üzere Bir ozmotik mini pompa eklenebilirlezyon çekirdek (Şekil 1E-F) maddeleri demlenmeye.
omurilik spinal tümör cerrahi olarak çıkarılması veya şimdiye kadar MMS ile üstesinden gelinemez birkaç milimetre, geniş doku boşlukları yol açan katı kronik lezyon skar komple lezyon sonuçlarının başka bir türü akut transeksiyonu yanında. Spinal kord travması geçiren hastaların büyük çoğunluğu kronik yaralanmalar muzdarip. Bu hastalarda, tam gelişmiş yara lezyon çekirdek kaplar. Lezyon skar cerrahi olarak çıkarılması halen deneysel spinal kord 8,9 sonra incelenmiştir tedavisi için bir kavramdır. rezeksiyon işleminin kendisi önemli ölçüde daha fazla hasar vermeden gerçekleştirilebilir olsa da, elde edilen doku boşluğu omurilik yaralanmalarının özel durumda, izin verir ve doku rejenerasyonunu teşvik eder ve uygun bir matriks, sinir liflerinin yenilenmesi ile köprülü olması gerekir korumak ve lokomotor fonksiyonlarını teşvik etmek. Öyleydidüşük molekül ağırlıklı bir polietilen glikol (PEG 600), bu amaç için çok uygun bir malzeme olduğu bulunmuştur. immünojenite ve çok düşük viskozite eksikliğine çevredeki dokuya düzgün bir entegrasyon sağlar. En önemlisi - - inen ve kompakt miyelin 8 elyaf yolları yanı sıra koruyucu kılıf artan akson rejenerasyonunu ve uzama biyopolimerin yerleştirilmesi, tek başına endotel hücreleri, periferal Schwann hücreleri, ve astrositler ve dahil olmak üzere faydalı hücrelerin istilası teşvik etmektedir. Bu rejeneratif tepkiler uzun süreli fonksiyonel iyileştirmeler eşlik bulundu. skar dokusu ve PEG 600 sonraki implantasyonu rezeksiyonu kombinasyonu önemli omurilik dokusu kusurları köprü güvenli ve basit ama çok etkili bir araç sunuyor.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
Hayvan güvenlik ve konfor için kurumsal talimatlarına uyulduğu edildi ve tüm cerrahi müdahaleler öncesi ve ameliyat sonrası hayvan bakımı Alman Hayvanları Koruma hukuku Kuzey Ren Vestfalya'da ve (Devlet Ofisi, Çevre ve Tüketici Haklarını Koruma, LANUV NRW uygun sağlandı ).
Kadın Wistar Sıçanlar Göğüs Omurilik 1. Komple transeksiyonu (220-250 gr)
- Omurilik hazırlanması
- Izofluran inhalasyon anestezi kullanın (2 - 1 oranında O 2 / NO 2 izofluran% 3: 2) ve Carprofen (subkutan [sc] 5 mg / kg) bolus enjeksiyonu. karprofen opioid buprenorfın (0.02 mg / kg sc) kombinasyonu önerilmektedir. forseps ile uyaran kısma bir pamuklu çubukla ve pençe çekme refleksi ile hafif bir dokunuşla göz kapağı refleksi artık gözlenen zaman ameliyat başlatın.
- Vücut temperatu korumak için 37 ° C 'de bir ısıtma battaniyesi üzerine hayvan yerleştiringözleri cerrahi ve koyun göz merhemi sırasında yeniden anestezi altında iken kuruluğu önlemek için.
- Hayvanın sırtını Tıraş ve cilt dezenfektan ile cildi hazırlar.
- cerrahi bıçak ile 4 cm torakal vertebra boyunca orta hat cilt kesmek ve açın. Bu adımdaki tüm işlemler için cerrahi aletler sterilize (otoklav veya daldırma sterilize) kullanın.
- küçük kaslar kelepçe kullanarak göğüs omurları üzerinde kasları geri çekin.
- vertebra kemikleri yassı kadar dikkatli kemik küçük parçalar kırpma yoluyla bir kemik rongeur ile torakal seviyede 8 (Th8) ve Th9 de spinöz süreçleri çıkarın.
- spinöz proses TH7 vertebra sütunu kaldırın ve bir laminektomi Th8 ve Th9 gerçekleştirilir kadar rostral için kaudal vertebral kemik küçük parçalar klibi için bir rongeur kullanmak için anatomik forseps kullanabilir. dikkatle bir seferde vertebra kemik sadece birkaçıdır ve çok küçük parçalar kaldırarak zarar vermeden duramateri Açığa.
- spinöz prosesler TH7 ve Th10 2 stabilizasyon kelepçeler ile omurgasını Kelepçe, omurlar gelen solunum hareketleri birbirinden ayırmak için hayvan kaldırın.
- Göğüs Seviye 8/9 de Omurilik transeksiyonu tamamlayın
- enine yönde ince göz makas ile duramateri kesilmiş, ince forseps ile duramateri kaldırın.
- ince forseps ile dura mater yanal kesik ucunu tutun ve dura mater ve araknoid arasındaki subarachnoidic uzaya spinal kanca takın. forseps veya omurilik kanca ile ya pia ya da dura mater içine batıcı değil tarafından menenjlerin zararı önlenmelidir.
- Yavaş yavaş (pia hala bozulmamış) dura içine dikmek için özen, omurilik dokusu boyunca tüm yerleştirmek için kanca döndürün.
- Bir boşluk omurilik dokusu ve dura arasındaki ventral tarafta görülen kadar yukarı 2 mm - yaklaşık 1 omurilik kaldırın.
- uzayda betwee içine ince göz makas eklemeSpinal kanca yerinde bırakılır iken n dura ve pia ve omurilik kesti.
- İki forseps ile omurilik iki stumps kaldırın ve görsel tamamen kesilmesini sağlamak.
- kronik yaralanma ile kontrol lezyonlu hayvanlar ve hayvanlar için, monofilament olmayan Emilebilir 9.0 parçacığı ile suturlarla dura kapatın.
- Kronik lezyonlarda parçasını 1.6 izleyin.
- Mms İmplantasyonu
- vertebra her yan yan yatarken iki tüp ile yaralanma sitenin üstünde mms yerleştirin ve lezyon boşluğuna indirin.
- rezorbe olmayanlar 4-0 iplik ile vertebra kenarındaki kaslara Sütür tüpleri MMS istikrar sağlamak. Bu adımı sırasında forseps kullanarak MMS bir tespit sağlamak.
- ince bir makas ile keserek MMS bağlantı pimini çıkarın.
- MMS üstünde dura kapatın ve 9.0 parçacığı ile dikin.
- vakum pompasına bir boru bağlayın ve mühürsıkma diğer.
- MMS lümenine omurilik köklerini emerek, açık tüp yoluyla bir vakum pompası ile mms nazik negatif basınç uygulayın. (10 dakika maksimum) birkaç dakika boyunca negatif basınç uygulayın ve sensörler tarafından izlenmesi (250-350 mbar).
- MMS yakın tüpler kesin ve tüpleri kaldırmak. Adım 1.6 ile devam edin.
- İlk Hasarı Sonrası Hafta 5'de Kronik Lezyon Scar dahil Omurilik Doku Rezeksiyon
- 1.1.5 - adımları 1.1.1 izleyin.
- omuriliğin üstünde kahverengi sarı bir görünüm ve sert dokusu tarafından skar dokusu belirleyin. Yavaşça ince forseps ile tutarak ve ince makasla keserek skar dokusu yüzeysel katmanları kaldırmak. Bu yöntemle, omurilik hasarı alan içeren dokuyu ortaya çıkarmak için laminektomi site yeniden açın. Dura dikiş görsel olarak tanımlanır zaman hazırlık durdurun.
- 2 istikrar spin kelepçeler ile omurgasını Kelepçelı süreçler TH7 ve Th10 ve sonra omurlar gelen solunum hareketleri birbirinden ayırmak için hayvan yükseltmek.
- Küçük bir karton cetvelle rezeke edilecek omurilik alanını ölçmek (uzunluk: 4 mm) ve doku sonraki çıkarılmasını sağlamak için enine insizyon bu ilgili doku alanının köşelerini işaretler.
- Kesme ve aspirasyon bir kombinasyonu yoluyla yara dokusu çıkarın. enine kesiler ile omurilik ayrılmış olan doku çıkar. doku çıkarılmasını sağlamak için yeterli olduğunda yavaşça çekilerek kullanın. Buna ek olarak, her skar dokusunun sert doku, doku aspirasyonu çok zorlaştırır kesilmiş ve bu doku kaldırmak için ince makas kullanın.
- Kanama geçene kadar doku boşluğa hemostatik jelatin sünger bir parça (yaklaşık 5 mm x 5 mm x 5 mm küp) yerleştirin. sıvı ile ıslatılır olarak jelatin sünger kısa sürede boyutu küçülecektir.
- ImplaPEG 600 ntation
- 37 ° C'de ısıtılarak, enjeksiyon için, saf, seyreltilmemiş PEG 600 1 ml hazırlayın.
- jelatin sünger çıkarın.
- 10 ul şırınga ya da 10 ul bir pipet kullanarak boşluk içine PEG - (7 ul, yaklaşık 5) yeterli miktarda yerleştirin.
- Dikkatle mastik / dura yerine bir parça (yaklaşık 5 mm x 4 mm) alanı kapsayacak.
- doku yapıştırıcısı birkaç damla kas dokusu çevredeki dolgu macunu sabitleyin. PEG dolu rezeksiyon boşluğu üstünde mastik yerleştirin. dolgu macunu kaymayı önlemek için, çevre kas dokusuna dolgu köşelerini düzeltmek için doku yapıştırıcı küçük damla kullanın. Not: omurilik dokusu üzerine doku yapıştırıcısı sızıntısını önlemek!
- Doku ve Postoperatif Bakım Kapanış
- örgülü Emilebilir 4-0 iş parçacığı ile sütürler ile kat için Sütür kasları ve cilt tabakası
- (NaCl sodyum klorür 2 × 2.5 ml enjekte edilir[% 0.9]) ameliyat sonrası rehidrasyon için 36 ° C sc de. 5 ml NaCl tek bir enjeksiyon hayvanın derisini germek olacağını ve hayvana gereksiz zarar neden olabilir. Tam bilinç sağlanıncaya kadar hayvan gözetimsiz bırakmayın.
- ameliyattan sonra en az 2 gün, günde karprofen (SC 5 mg / kg) enjekte edilir. 3 - Daha sonra 2 grup halinde ilk 2 gün boyunca tek kafeste Evi hayvan.
- İlk post-operatif hafta antibiyotik tedavisi (enrofloxacin günlük oral uygulaması) uygulayın.
- hafifçe kaudal rostal gelen hayvanın karın üzerinde okşayarak ile günde iki ya da üç kez işeme manuel mesane yapın. Hayvanın omurga sütunu taşımak için değil ve kuyruk hayvan asansör yok dikkatli olun. El ile tüm yaşam süresi boyunca her gün tamamen spinalized hayvanın mesane geçersiz. Bakım olmadan hayvanlar tarafından ulaşılabilir yükseklikte gıda pelet ve su şişeleri yerleştirmek için alınmalıdırkendi pençelerin ayakta. arka çeyrek fonksiyonu bozulmuş olmalarına rağmen, hayvanların hareket ve ameliyat sonrası aktif hemen kafesleri keşfedebilirsiniz. Sürmeli gruplarına sıçan tutmak için tavsiye edilir.
- Kronik lezyonlarda skar rezeksiyonu önce beş haftalık hayvanların hayatta kalma zaman bırakın. Takip 1.4 adımları.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
Doku Koruma, aksonal Büyütme ve Omurilik Akut tamamen kesilmesini sonra MMS İmplantasyonu Fonksiyonel Fayda
MMS akut implantasyon tamamen nakledilmiş omurilik stumps stabilize ve doku (B karşı Şekil 2A) büzülmesine azaldığı gösterilmiştir. Sagital bölümlerde trikrom boyama ile görüntülendi gibi, lezyon çekirdek fibrotik skar yeşil bağ dokusu boyama MMS implante hayvanlar (Şekil 2C) daha kontrol lezyonlu h...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
Burada iki farklı cerrahi yaklaşımlar (1) akut tam transeksiyonu ve MMS implantasyonu ve (2) kronik spinal kord lezyonu ve fibröz yara izi kaldırma artı PEG matris implantasyon sonrası omurilikte doku boşlukları doldurmaya sunulmaktadır. Her iki strateji doku korunması ve aksonal rejenerasyon olarak tedavi edilen hayvanların ciddi lokomotor işlevsel iyileşmeye yol açar. MMS ameliyat sonrası firma dura sütür ile omurilik içindeki MMS yeterli fiksasyon implantasyon için kritik bir teknik adımdır.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.
Teşekkürler
Alman Yasal Kaza Sigortası (DGUV), Heinrich-Heine Üniversitesi Tıp Fakültesi Araştırma Komisyonu
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| PEG 600 Ph Eur | Merck/VWR | 8,170,041,000 | |
| Gelastypt jelatin sünger ve nbsp; | sanofi Aventis | PZN-8789582 | |
| Nescofilm Mastik | Roth | 2569.1 | |
| Baytril | Bayer | ||
| Rimadyl (Carpofen) | Pfizer | ||
| Forene (Isoflurane) | Abbvie | ||
| Kodan (cilt dezenfektanı) | |||
| Histoacryl (doku yapıştırıcısı) | |||
| Friedman-Pearson Rongeur, 1 mm fincan, düz | Güzel Bilim Aletleri | 16020-14 | |
| İkisi Bir Arada Mikro Spatula - 12 cm | Güzel Bilim Araçları | 10091-12 | |
| Dumont #7 Forseps - Inox Medikal | Güzel Bilim Araçları | 11273-20 | |
| Dumont #5/45 Forseps - Inox Medikal | Güzel Bilim Araçları | 11253-25 | |
| Omurilik kancası | Güzel Bilim Aletleri | 10162-12 | |
| Makas | Güzel Bilim Araçları | 14078-10 | |
| Kelepçe | Aesculap | EA016R | |
| Ethicon Vicryl 4-0 | |||
| Bepanthen Augen- und Nasensalbe | Bayer | ||
| Anatomik forseps | Güzel Bilim Araçları | 11000-13 | |
| Kendinden tutucu ekartör | Güzel Bilim Araçları | 17008-07 | |
| Cilt kelepçesi | Güzel Bilim Araçları | 13008-12 | |
| Aluspray | Selectavet |
Kaynaklar
- Ramer, L. M., Ramer, M. S., Bradbury, E. J. Restoring function after spinal cord injury: towards clinical translation of experimental strategies. The Lancet. Neurology. 13 (12), 1241-1256 (2014).
- McDonald, J. W., Howard, M. J. Repairing the damaged spinal cord: a summary of our early success with embryonic stem cell transplantation and remyelination. Prog. Brain Res. 137, 299-309 (2002).
- Yoon, S. H., et al. Complete spinal cord injury treatment using autologous bone marrow cell transplantation and bone marrow stimulation with granulocyte macrophage-colony stimulating factor: Phase I/II clinical trial. Stem Cells. 25 (8), 2066-2073 (2007).
- Brotchi, J. Intrinsic spinal cord tumor resection. Neurosurgery. 50 (5), 1059-1063 (2002).
- Estrada, V., Tekinay, A., Muller, H. W. Neural ECM mimetics. Prog. Brain Res. 214, Chapter 16 391-413 (2014).
- Tetzlaff, W., et al. A Systematic Review of Cellular Transplantation Therapies for Spinal Cord Injury. J.Neurotrauma. 28 (8), 1611-1682 (2010).
- Brazda, N., et al. A mechanical microconnector system for restoration of tissue continuity and long-term drug application into the injured spinal cord. Biomaterials. 34 (38), 10056-10064 (2013).
- Estrada, V., et al. Long-lasting significant functional improvement in chronic severe spinal cord injury following scar resection and polyethylene glycol implantation. Neurobiol. Dis. 67, 165-179 (2014).
- Rasouli, A., et al. Resection of glial scar following spinal cord injury. J.Orthop.Res. 27 (7), 931-936 (2009).
- Schira, J., et al. Significant clinical, neuropathological and behavioural recovery from acute spinal cord trauma by transplantation of a well-defined somatic stem cell from human umbilical cord blood. Brain. 135, Pt 2 431-446 (2011).
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
