Yöntem makalesi

Modifiye Dört Damar Oklüzyonu ile İndüklenen Serebral İskemik Koma Modeli

DOI:

10.3791/67161

⸱

5 Temmuz 2024

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology, 2School of Medicine, Foshan University

* These authors contributed equally

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu protokol, modifiye edilmiş dört damar oklüzyon yöntemi kullanılarak bir serebral iskemik koma modelini indükleme sürecini açıklar.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Serebral iskeminin neden olduğu koma, serebral iskeminin en ciddi komplikasyonudur. Dört damar tıkanıklığı, hastalık araştırması ve ilaç geliştirme için bir serebral iskemik koma modeli oluşturabilir. Bununla birlikte, yaygın olarak kullanılan dört damar oklüzyon yöntemi, esas olarak, vertebral arterleri elektrokoagüle etmek için boynun arkasındaki birinci servikal omurun bilateral pterygoid foramenine bir elektrokoagülasyon kalemi yerleştirilmesini içerir. Bu süreç, eksik elektrokoagülasyon, kanama ve beyin sapı ve omurilikte hasar riski taşır. Ameliyattan yirmi dört saat sonra, yeniden anestezi uygulanan sıçanlara boynun önünde karotis arter ligasyonu uygulanır. İki ameliyat, sıçanları daha yüksek enfeksiyon riskine maruz bırakır ve deney süresini uzatır. Bu çalışmada, tek bir cerrahi prosedür sırasında, vertebral arterin ilk servikal vertebraya girdiği anahtar bölgeyi bulmak için ön servikal bir insizyon kullanıldı. Bilateral vertebral arterler görme koşullarında elektrokoterize edilirken, bilateral ortak karotis arterler gevşek düğümler yerleştirmek için ayrıldı. Sıçanların uzuvları seğirmeye başladığında, bilateral ortak karotis arterler iskemik komaya neden olmak için hızla bağlandı. Bu yöntem, iki cerrahi operasyonun neden olduğu enfeksiyon riskini önleyebilir ve yüksek bir başarı oranı ile gerçekleştirilmesi kolaydır ve ilgili uygulayıcılar için yararlı bir referans sağlar.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

İskemik beyin hasarı, klinik pratikte en sık görülen beyin hasarıdır ve serebrovasküler hastalık vakalarının yaklaşık %75'ini oluşturur. İskemi, ciddi ikincil beyin yaralanmalarına ve hastalıklarına 1,2 yol açabilir ve koma, iskemik hipoksik beyin hasarının neden olduğu en şiddetli semptomdur. Aynı zamanda birçok kritik durum için son yoldur3. Koma, klinik pratikte yönetilmesi zor olan kritik ve ciddi bir hastalıktır4. Koma ne kadar uzun sürerse, potansiyel tehlike o kadar büyük olur. Çabuk uyanma, durumun kötüleşmesini ve ilerlemesini önlemede birincil amaçtır. Nalokson enjeksiyonu, uyanıklığı teşvik etmede geniş bir klinik uygulama yelpazesine sahip olmasına rağmen, yine de bazı yan etkileri vardır5. Bu nedenle, güvenli ve etkili uyanıklığı teşvik eden ilaçların geliştirilmesi, ele alınması gereken acil bir sorundur. İskemik koma patogenezinin aydınlatılması ve ilaç geliştirilmesi için basit ve kullanımı kolay bir beyin iskemik koma modelinin oluşturulması esastır 6,7,8.

Bu çalışmanın amacı, bilateral vertebral arterlerin (VA) elektrokoagülasyonu ve bilateral ortak karotid arterlerin (CCA) geçici ligasyonu yoluyla küresel iskemik komayı indüklemek için acemiler için basit ve kullanıcı dostu bir model sunmaktır. Önceki protokol, ilk operasyon sırasında birinci posterior servikal vertebranın bilateral pterygoid forameninin açığa çıkarılmasını ve bilateral VA'ları bloke etmek için pterygoid foramenin elektriksel olarak yakılmasını içeriyordu. 24 saat sonra bilateral CCA'ların 9,10,11,12 ligasyonu ile total iskemik komayı indüklemek için ikinci bir operasyon gerçekleştirildi. Bununla birlikte, görünmezlik nedeniyle, eksik elektrokoagülasyon, kanama, beyin sapı ve omurilik yaralanmasının yanı sıra uzun süreli bir deney süresi riski vardır. Bu nedenle, bu sorunları ele almak gerekir.

Burada, iskemik komanın modellenmesi için geliştirilmiş bir yöntem sunuyoruz. Ana prosedür, median anterior boyun insizyonu yapılması, görsel koşullar altında bilateral VA'ların elektriksel rezeksiyonunun yapılması ve tüm beyne giden kan akışını bloke etmek için tek bir operasyon sırasında bilateral CCA'ların kısa bir süre bağlanmasını içerir, bu da hızlı elektroensefalogram (EEG) inhibisyonuna neden olur ve komaya yol açar. Bu yöntem aynı zamanda reperfüzyondan sonra kısa bir sürekli komaya neden olur. Bu prosedürün uygulanması kolaydır, acemi dostudur ve hayvanlarda ikincil travma enfeksiyonu riskini azaltır, böylece deney süresini kısaltır.

Protokol, kardiyak arrestin neden olduğu küresel iskemik koma çalışması için uygundur. Aynı zamanda iskemik demans çalışmaları için de idealdir, çünkü esas olarak hipokampal beyin bölgesi iskemiye karşı son derece hassastır; Bu nedenle, geçici serebral iskemi, hipokampal nöronların13 hasarına ve hatta kaybına yol açarak bilişsel işlev bozukluğuna neden olabilir. Bu nedenle protokol, serebral iskemi, iskemik koma ve iskemik demans okuyan uygulayıcılar için bir referans sağlayabilir.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deney protokolü, Foshan Üniversitesi Laboratuvar Hayvanları Kullanımı ve Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanımı Komitesi'nin gerekliliklerine uygun olarak gerçekleştirilmiştir (Kayıt numarası: 2023-643656). Bu çalışma için erkek Sprague Dawley (SD) sıçanları (200 g ± 20 g, 6-8 haftalık) kullanıldı. Tüm hayvan araştırma verileri ARRIVE (Hayvan Araştırmaları: İn Vivo Deneylerin Raporlanması) yönergelerine uygun olarak yazılmıştır. Çalışmada kullanılan reaktiflerin ve ekipmanların detayları Malzeme Tablosunda listelenmiştir.

1. EEG elektrotlarının implantasyonu

  1. Salgıların neden olduğu solunum tıkanıklığını ve asfiksiyi önlemek için anesteziden 15 dakika önce deri altına 0.05 mg / kg atropin enjekte edin. Sıçanları uyuşturmak için kas içi 20 mg / kg zoletil ve 5 mg / kg ksilazin enjeksiyonu uygulayın14. Derin anesteziyi doğrulamak için farenin ayak parmaklarını kelepçelemek için cımbız kullanın.
  2. Bir saç tıraş makinesi ile farenin kafasındaki tüyleri alın. Farenin kafasını, nüfuz etmeyen kulak çubukları kullanarak bir beyin stereotaksik cihazına sabitleyin. Cildi dezenfekte etmek için cerrahi bölgeye üç kez etanol ve povidon iyot uygulamak için steril pamuk topları kullanın.
  3. Sıçanın kafasının derisini cerrahi bir bıçakla kesik dikiş boyunca kesin. Kafatasını kaplayan kası çıkarın ve kafatasını tamamen açığa çıkarın. İşlem boyunca kanamayı durdurmak için steril pamuklu çubuklar kullanın.
  4. Diş çimentosunun kafatasına sıkıca yapışmasına yardımcı olmak için kafatasının yüzeyini bir kulak yıkama topuyla kurutun. Kafatası çivisinin yerleştirme konumunu (Çap 1.2 mm, Uzunluk 3 mm) siyah bir kalemle işaretleyin (Şekil 1, adım 1). Spesifik pozisyonlar anterior bıngıldak noktası ve diğer dört bölgedir.
  5. Sırayla dört alanı döndürmek ve delmek için 10 mL'lik bir şırınganın iğnesini kullanın. Dört kafatası çivisini sırayla kafatasına yerleştirin ve serebral korteks ile teması sağlayın (Şekil 1, adım 2-3).
    NOT: Kemik tırnaklarının paslanmasını önlemek için kanama durumunda kanı emmek için steril pamuklu çubuklar kullanın.
  6. EEG elektrodunun gümüş telini kafatası tırnağının etrafına sarın. Elektromiyografik elektrodu kasın içine gömün ve 6-0 dikişle sabitleyin.
  7. Protez tabanı reçinesini kendiliğinden yerleşen protez tozu ile karıştırın ve elektrodu kafatasına sabitleyin. Kürlenmeyi hızlandırmak için diş çimentosunun yüzeyine hava üflemek için bir kulak yıkama topu kullanın.
  8. Enfeksiyonu önlemek için 10.000 ünite penisilin enjekte edin. Elektrotların karşılıklı yırtılmasını ve zarar görmesini önlemek için her fareyi ayrı bir kafese koyun. Postoperatif ağrıyı hafifletmek için art arda üç gün boyunca deri altından 0.2 mg / kg meloksikam enjekte edildi. Sıçan yaralarının iyileşmesi ve elektrot fiksasyonu için 3 gün bekleyin (Şekil 1, adım 4).

2. Serebral iskemik koma modelinin cerrahi süreci

  1. Üç gün sonra, fareleri yeniden uyuşturun ve sırtüstü pozisyona getirin. Cerrahi bölgeyi dezenfekte etmek için steril pamuk topları kullanın, tekrarlanan üç iyot uygulaması ve ardından alkollü durulama / silme ile dezenfekte edin. Sternumun üst kenarından boynun ortası boyunca uzunlamasına bir bistüri ile yaklaşık 2-3 cm uzunluğunda bir kesi yapın (Şekil 1, adım 5).
  2. Deri altı dokuyu ve sternohyoid kası künt bir şekilde ayırın, trakea ve trakeanın her iki tarafındaki longus colli kaslarını tamamen açığa çıkarın15.
    NOT: Tüm prosedür boyunca trakeayı uyarmaktan kaçının.
  3. Longus colli kaslarını tiroid bezi seviyesinden aşağıya doğru künt bir şekilde ayırın ve birinci ve ikinci servikal omurları açığa çıkarın. Boyun bölgesini bir sıçan dokusu genişletici ile genişletin ve cerrahi bölgeyi tamamen açığa çıkarın.
  4. Servikal intervertebral boşlukta görünen kasları ve dokuları dikkatlice ayırmak için ince forseps kullanın ve vertebral arterin ilk servikal omurlara girdiği karakteristik konumu ortaya çıkarın. Vertebral arterin birinci servikal vertebradan geçtiği görülebilir (Şekil 1, basamak 6).
    NOT: Boynun altına 1 mL'lik bir şırınga yerleştirmek daha net bir cerrahi manipülasyon alanı sağlar.
  5. Elektrokoagülasyon kalemini önceden ısıtın ve vertebral arterin elektrokoagüle edildiğinden ve koptuğundan emin olmak için 3-5 saniye boyunca alana sokun. Sternokleidomastoid kasın iç kenarı boyunca kasları ve fasyayı ayırın, bilateral CCA'ları açığa çıkarın ve serbest bırakın ve gevşek bir düğüm atın.
    NOT: Elektrokoagülasyon kalemi önceden ısıtılmalıdır; Aksi takdirde, vertebral arteri hızlı bir şekilde pıhtılaştıramaz ve kanamaya neden olur. Her iki vertebral arter elektrokoagüle edilir ve CCA'ların etrafına gevşek düğümler bağlanır.
  6. EEG dedektörü aktif EEG ve EMG sinyallerini algılarken, sıçanlar bilincini geri kazandığında ve uzuv seğirmesi sergilediğinde CCA'daki kan akışını engellemek için ilk gevşek düğümü hızla sıkın. Sıçanlar birkaç saniye mücadele edecek ve daha sonra yavaş yavaş bilinçlerini kaybedeceklerdir (Şekil 1, adım 7).
  7. Fiksasyonu serbest bıraktıktan sonra, sıçanın uzuvlarının sert olduğunu, düzeltme refleksinin kaybolduğunu, ancak solunumun devam ettiğini gözlemleyin. Bu noktada, elektromiyogram (EMG) düz bir çizgi sunar ve EEG hızla baskılanır, bu da 4-VO ile indüklenen serebral iskemi modelinin başarılı olduğunu gösterir16.
    NOT: Bilateral CCA ligasyonu sırasında bazı sıçanlarda solunum depresyonu meydana gelir. Hızlı mekanik stimülasyon, bazı sıçanlarda spontan solunumu geri yükleyebilir.
  8. "İğne kontrol bağı yöntemi16"ya göre, CCA, ICA ve ECA'nın çatallanmasından yaklaşık 1,5 cm uzakta 6-0 naylon iplik kullanarak CCA'yı 0,5 mm çapında bir şırınga iğnesi ile bağlayın. İğneyi dikkatlice dışarı çekin; bu ikinci düğüm daha sonra karotis arterin daralmasına neden olacaktır (Şekil 1, adım 8).
    NOT: CCA darlığı için kullanılan bağın, stabil olan naylon malzemeden yapılması gerekir. Naylon iplik kandan etkilenmez ve kalınlaşmaz; aksi takdirde, sıçanlarda CCA'nın aşırı darlığına neden olabilir ve mortalite oranını artırabilir.
  9. 30 dakikalık iskemiden sonra, ilk düğümü çözün ve CCA reperfüzyona uğrayacaktır, ancak ikinci düğüm CCA darlığına neden olacak ve sürekli bir komaya neden olacaktır (Şekil 1, adım 9). Cilt altı dokusunu emilebilir monofilament sütürlerle, cildi ise emilmeyen monofilament sütürlerle kapatın.

3. Hayvanların geri kazanılması

  1. Fareleri yalıtım pedlerine yerleştirin ve enfeksiyonu önlemek için 10.000 birim penisilin enjekte edin. Ameliyat sonrası ağrıyı hafifletmek için art arda üç gün boyunca deri altına 0.2 mg / kg meloksikam enjekte edin.
  2. 60 dakikalık reperfüzyondan sonra, farelerin yavaş yavaş iyileştiğinden emin olun.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Elektrotların implantasyonunun neden olduğu iltihaplanma ve diğer stimülasyonlar nedeniyle, EEG kararsız olabilir, bu nedenle sıçanların 3 gün boyunca iyileşmesi gerekir. 3 gün sonra normal EEG ve EMG'si olan sıçanlar koma modeli hazırlığı için dahil edilebilir. Sıçanlar uyuşturulduğunda, EEG ve EMG aktivitesi hafifçe baskılandı, ancak sorunsuz bir şekilde ilerledi. Bilateral VA'ları bloke eden elektrokoagülasyon sonrası EEG ve EMG aktivitesinde anlamlı bir değişiklik olmadı. Yaklaşık 30 dakika sonra, ilaç metabolize edildi, sıçanlar yavaş yavaş bilinçlerini geri kazandılar ve EEG ve EMG aktivitesi arttı. Sıçanlar uzuv seğirmesi sergilediğinde, EEG ve EMG sinyalleri aktifken ve artık düz bir çizgide değilken, CCA hızlı bir şekilde bağlandı. Şu anda, beyne kan akışından sorumlu dört kan damarının tümü tıkandı ve bu da küresel serebral iskemi ile sonuçlandı. EEG ve EMG aktiviteleri hızla inhibe edildi, neredeyse düz bir çizgi oluşturdu ve sıçan artık mücadele etmedi ve gözbebekleri gri ve beyaz göründü (Şekil 2A). Sıçanlar komaya sokulamazsa, modelin başarısız olduğu anlamına gelir.

30 dakika sonra, CCA'ların ilk ligasyon ipliği reperfüzyon için serbest bırakıldı, ancak CCA'ların önüne yerleştirilen ikinci ligasyon ipliği perfüzyon seviyesini düşük tuttu ve sıçanlarda yaklaşık 60 dakika boyunca sürekli komaya neden oldu. Vücudun kademeli olarak telafi edilmesi ve kan perfüzyonu ile sıçanlar yavaş yavaş uyandı (Şekil 2B). Sıçanların EEG ve EMG'si uyandıktan sonra neredeyse tamamen iyileşti.

figure-results-1
Şekil 1: Elektrokoagülasyon vertebral arterinin konum diyagramı. Adım 1-3, elektrotların implante edilmesi için protokolü ana hatlarıyla belirtir ve adım 4, elektrotların düzgün çalışıp çalışmadığını test eder. Adım 5-6, elektrokoagülasyon için boynun ön tarafında ve bilateral vertebral arterlerde (VA'lar) cerrahi insizyon prosedürünü detaylandırır. Sarı oklar ve yaylar, elektrokoagülasyon için anahtar bölgeleri gösterir. İpek iplikler, vertebral arterin omurgadan geçişini simüle etmek için kullanılır ve elektrokoagüle vertebral arterin karakteristik konumunun daha net bir göstergesini sağlar. Adım 7-9, komayı indüklemek için bilateral ortak karotid arterlerin (CCA'lar) ligasyonu için protokolleri açıklar. Tüm prosedürler Hayvan Kullanımı yönergelerine uygundur. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-2
Şekil 2: Elektroensefalogram (EEG) ve elektromiyogram (EMG) komadan iyileşmeye kadar geçen değişiklikler. (A) Serebral iskemik koma sırasında sıçanlarda EEG, EMG ve aktivite seviyelerinin dalga formu. (B) Komadan uyanmaya geçiş yapan sıçanlarda EEG, EMG ve aktivite seviyelerinin diyagramı. Tüm süreç yaklaşık 90 dakika sürer. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dört damar tıkanıklığı, klinik uygulamada serebral iskeminin neden olduğu akut koma, kalp durması, asfiksi, şok, şiddetli aritmi ve diğer kritik klinik durumları simüle edebilen küresel iskemik ve hipoksik beyin hasarına neden olur. Bu arada, dört damar tıkanıklığı, esas olarak bilişsel hafızadan 19,20,21 sorumlu birincil işlevsel beyin alanı olan hipokampusta 17,18 hasara yol açabilir. Bu nedenle, vasküler demans modelini simüle etmek için dört damar tıkanıklığı da kullanılabilir22,23. Özetle, dört damar tıkanıklığına bağlı global serebral iskemi modeli, yukarıda bahsedilen klinik hastalıkları simüle etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır.

1979'da Pulsinelli ve ark.10 bilateral ortak karotis arterleri ve bilateral vertebral arterleri bloke ederek global serebral iskemi ve reperfüzyon elde ettiler. O zamandan beri, model yavaş yavaş küresel serebral iskemi modelleri için uluslararası kabul görmüş klasik bir hazırlama yöntemi haline gelmiştir 24,25,26. Bununla birlikte, bu yöntemin, küçük, düzensiz ve kavisli foramina dahil olmak üzere ilk servikal omurun enine prosesindeki bireysel farklılıklar ve foramen gibi bazı problemleri vardır ve bu da eksik elektrokoagülasyona neden olur. Ek olarak, uzun süreli elektrokoagülasyon veya aşırı elektrik akımı, beyin sapına ve omuriliğe zarar verme riski oluşturabilir. Vertebral arterin yetersiz elektrokoagülasyonu önemli kanamaya ve diğer sorunlara yol açabilir 15,16,27.

Bu nedenle, bilim adamları, vertebral arterin elektrokoagülasyonunun bütünlüğünü sağlamak ve modelin değişkenliğini azaltmak için sürekli iyileştirmeler yapmışlardır28,29. Todd ve ark.30, vertebral arterin vertebral foramen yoluyla elektrokoagülasyonunun görünmezliği nedeniyle, vertebral arteri tamamen açığa çıkardı ve atlas foramenini delerek doğrudan görüş altında yaktı, böylece elektrokoagülasyonun doğruluğunu artırdı. Bununla birlikte, bu cerrahi yöntem oldukça invazivdir ve servikal omurgaya zarar verebilir. Pterygoid foramenin ince duvarı, vertebral artere kolayca zarar verebilir, büyük kanamaya neden olabilir ve nispeten yüksek bir mortalite oranına neden olabilir. Sugio ve ark.12 vertebral arteri görüntülediler ve ikinci servikal vertebranın sol ve sağ intervertebral foraminasına elektrikli bir iğne sokarak kalıcı olarak kestiler. Toda ve ark.31 ve Lu ve ark.27 bu anatomik yapıya dayanarak atlas eklemi dışındaki birinci ve ikinci transvers süreçler arasındaki vertebral arteri açığa çıkarmış ve elektrokoagülasyon gerçekleştirmiştir. Bu araştırmacılar, vertebral arter görünmediğinde elektrokoagülasyondaki instabilite problemini, boynun arkasına maruz bırakarak ve elektrokoagülasyon yaparak çözdüler.

Bununla birlikte, hem karın hem de sırtta ameliyat geçiren sıçanların hala enfeksiyon riski artmıştır, bu nedenle bazı bilim adamları boynun önünden ameliyat etmeye çalıştılar. Sun Wei ve ark.15 , vertebral arteri ön boyundan ayırarak, küçük arterleri bağlayarak veya klipleyerek ve CCA'yı sürekli veya aralıklı olarak klipleyerek global serebral iskemi-reperfüzyon elde etti. Bu adım, ince doğası nedeniyle vertebral arterin ayrılması zor olduğu için titiz bir çalışma gerektirir. Ek olarak, küçük arteriyel klemplerin vertebral arteri doğru bir şekilde klemplemesi zordur. Ayırma yeterince açık ve temiz değilse, eksik kenetlenmeye veya ligasyona yol açacaktır, bu da şüphesiz modelin kararsızlığını artırır.

Bu çalışma, vertebral arter elektrokoagülasyonu için basit ve uygulanabilir bir yöntem sunmaktadır. Anahtar adım, vertebral arteri ayırmak değil, vertebral arterin geçtiği ve ilk servikal omura girdiği transvers foramenin yerini bulmaktır. Bu, kavisli bir özelliğe sahip olan vertebral arterin girişidir ve acemilerin onu hızlı bir şekilde bulmasını sağlar. Elektrokoagülasyon kalemini önceden ısıttıktan sonra, vertebral arteri hızlı bir şekilde pıhtılaştırmak için kavisli konuma getirin ve tam tıkanıklığı sağlamak için 3-5 saniye bekleyin. Hem vertebral arter elektrokoagülasyonu hem de CCA ligasyonu tek bir ameliyatta gerçekleştirildi, bu da enfeksiyon riskini ve deney süresini azalttı.

Ayrıca, model hayvanın ölümünün esas olarak serebral kan akışından sorumlu dört kan damarının tümünün tıkanmasından kaynaklandığını ve cerrahi operasyonların sayısı ile ilgili olmadığını bulduk. Bununla birlikte, tüm ameliyatların tek bir ameliyatta tamamlanması gerçekten de deney süresini kısalttı. Ek olarak, modifiye edilmiş yöntem, global serebral iskemi-reperfüzyon modelini hazırlamak için de kullanılabilir. Dört damar tıkanıklığına bağlı serebral iskemi koma modeli, geleneksel Çin tıbbındaki "kilitli sendrom" modelini de simüle edebilir32. Bu nedenle, bu çalışmada tanıtılan model, geleneksel Çin tıbbı uygulayıcıları için de bir referans sağlayabilir.

Önceki literatürde 16,33,34 iskemiden 30 dakika sonra CCA stenoz ligasyonu yapılmaktaydı. Bununla birlikte, 30 dakikalık iskemiden sonra, bazı sıçanlar tazminat nedeniyle hafif bilinç gösterdi. Mekanik stimülasyon, bu farelerin uyanmasına neden olarak koma modelinin bozulmasına neden olabilir. Bu nedenle çalışmamızda CCA darlık tedavisi koma başlangıcından hemen sonra gerçekleştirilmiştir. Şu anda, koma derinliği derindi, bu da farelerin uyanmasını teşvik etmeyi zorlaştırarak modelin stabilitesini sağladı. CCA bu tedavi sırasında klempli bir durumdaydı ve darlık tedavisi kan akışını etkilemeyecekti.

Ek olarak, sıçanların boyun insizyonunda, üç omurga aralığındaki vertebral arterlerin elektrokoter veya ligasyon ile bloke edilebileceği gözlendi. Bununla birlikte, ilk omurgada vertebral arter girişinin karakteristik bir işareti vardır ve bu da onu elektrokoter blokajı için çok uygun hale getirir. İkinci ve üçüncü omurlar arasında olduğu kadar üçüncü ve dördüncü omurlar arasında da karakteristik belirteçlerin olmaması nedeniyle, sütür ligasyonu daha uygundur. Bununla birlikte, yetersiz ligasyonun bir dezavantajı vardır. Bu nedenle, bu çalışmada, birinci ve ikinci omurlar arasındaki vertebral arteri kesmek için elektrokoter seçildi.

Ek olarak, bu modelin başarısının sıçanların ağırlığı ile yakından ilişkili olduğu unutulmamalıdır. Ağırlığı 180-200 g arasında olan sıçanların komaya neden olmak için daha uygun olduğu bildirilmiştir. Bu çalışmada, 180 g'dan daha hafif olan sıçanların aynı anda dört kan damarının hasarına zorlukla dayanabildiği ve bunun da yüksek bir ölüm oranına yol açtığı bulunmuştur. Tersine, ağırlık 220 g'dan büyükse, sıçan hızlı bir şekilde uyanacak ve model standardını karşılayacak kadar uzun süre komada kalmayacaktır.

Ayrıca, CCA'yı daraltmak için kullanılan iğne deliğinin çapı, sıçanlarda koma süresini etkileyen başka bir faktördür. Çalışmalar, 0.6 mm'lik bir iğne deliği çapının, sıçanlarda yüksek bir hayatta kalma oranı ile 6-8 saat boyunca sürekli komaya neden olabileceğini göstermiştir. 0.45 mm'lik bir iğne deliği çapı, sıçanlarda aşırı arteriyel darlığa neden oldu, bu da ciddi şekilde yaralanan sıçanların iyileşmemesine yol açarken, 0.7 mm'lik bir çap, 1-3 saat süren koma ile sonuçlandı, ancak önemli bireysel farklılıklar var16.

Bununla birlikte, ön deneyde, 0,6 mm'lik bir iğne deliği çapı 60 dakikadan fazla komaya neden olamazken, 0,5 mm'lik bir çap 1-2 saat komaya neden olabilir. Bu, anestezikler ve modelleme yöntemlerindeki farklılıklardan kaynaklanabilecek Xiaobing Jia ve arkadaşları tarafından yapılan çalışmadan farklıdır. Bu farklılıkları aydınlatmak için gelecekte daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır.

Sonuç olarak, bu çalışma dört damar tıkanıklığı için basit, uygulanabilir ve yeni başlayanlar için uygun bir yöntem sunmaktadır. Serebral iskemik koma veya global serebral iskemi okuyan uygulayıcılar için değerli bir referans görevi görür.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (82173781 ve 82373835), Doktora Sonrası araştırma projesi (BKS212055), Foshan Bilim ve Teknoloji Bürosu Bilim ve Teknoloji İnovasyon Projesi (2320001007331), Guangdong Temel ve Uygulamalı Temel Araştırma Vakfı (2019A1515010806), Guangdong Eyaletindeki Genel Üniversitelerin Anahtar Alan Projeleri (Akıllı Üretim) (2020ZDZX2057) ve Genel Bilimsel Araştırma Projeleri (Karakteristik Yenilik) tarafından desteklenmiştir. Guangdong Eyaletindeki Üniversiteler (2019KTSCX195).

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
16 kanallı mikrofiber fotoelektrot dizisiJiangsu Yige Biotechnology Co., Ltd2605
4-0 Cerrahi sütürNantong Holycon Medical Devices Co., Ltd.B-104
6-0 Cerrahi sütürNingbo MEDICAL Needle Co., Ltd.JM1216-742417
EEG elektrotKedou Beyin makinesi Technology Co, LtdKD-EEGEMG
Elektrokoagülasyon kalemiCONPUVON Şirketi465
Lunion Aşaması Otomatik Uyku Evreleme SistemiŞangay Lulian Akıllı Technology Co., Ltd.1336
Minyatür el tipi kafatası matkabıRayward Life Technology Co., Ltd87001
Penisilin sodyumChengdu Kelong Chemical Co., Ltd.17121709-2
SD sıçanlarSPF (Pekin) Biyoteknoloji Co., Ltd.180-220g
Kafatası çivisiGLOBALEBIO, LTD/
Stereotaksik aletRayward Life Technology Co., Ltd68801
Zoletil 50Vic Trading (Şangay) Co., LTDBN 88SHA

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Hou, Y., et al. Rhodiola crenulata alleviates hypobaric hypoxia-induced brain injury by maintaining BBB integrity and balancing energy metabolism dysfunction. Phytomedicine. 128, 155529(2024).
  2. Rong, M., et al. A modified model preparation for middle cerebral artery occlusion reperfusion. J Vis Exp. (207), e67060(2024).
  3. Hoesch, R. E., Koenig, M. A., Geocadin, R. G. Coma after global ischemic brain injury: Pathophysiology and emerging therapies. Crit Care Clin. 24 (1), 25-44 (2008).
  4. You, W., et al. Amplitude-integrated electroencephalography predicts outcome in patients with coma after acute brain injury. Neurosc Bull. 34 (4), 639-646 (2018).
  5. He, F., Jiang, Y., Li, L. The effect of naloxone treatment on opioidinduced side effects A meta-analysis of randomized and controlled trails. Medicine (United States). 95 (37), e4729(2016).
  6. Shukla, D. Description of coma and coma arousal therapy in Caraka Sahitā and its corollary in modern medicine. Neurol India. 65 (2), 250-252 (2017).
  7. Cossu, G. Therapeutic options to enhance coma arousal after traumatic brain injury: State of the art of current treatments to improve coma recovery. Brit J Neurosurg. 28 (2), 187-198 (2014).
  8. Li, J., Cheng, Q., Liu, F. K., Huang, Z., Feng, S. S. Sensory stimulation to improve arousal in comatose patients after traumatic brain injury: a systematic review of the literature. Neurol Sci. 41 (9), 2367-2376 (2020).
  9. Pulsinelli, W. A., Levy, D. E., Duffy, T. E. Cerebral blood flow in the four-vessel occlusion rat model. Stroke. 14 (5), 832-834 (1983).
  10. Pulsinelli, W. A., Brierley, J. B. A new model of bilateral hemispheric ischemia in the unanesthetized rat. Stroke. 10 (3), 267-272 (1979).
  11. Plaschke, K., et al. Pronounced arterial collateralization was induced after permanent rat cerebral four-vessel occlusion. Relation to neuropathology and capillary ultrastructure. J Neural Transm. 110 (7), 719-732 (2003).
  12. Sugio, K., Horigome, N., Sakaguchi, T., Goto, M. A model of bilateral hemispheric ischemia- modified four-vessel occlusion in rats: To the editor. Stroke. 19 (7), 922(1988).
  13. Sadelli, K., et al. Global cerebral ischemia in rats leads to amnesia due to selective neuronal death followed by astroglial scar formation in the CA1 layer. Neurobiol Learn Mem. 141, 168-178 (2017).
  14. Song, B. W., et al. 1H-pyrrole-2,5-dione-based small molecule-induced generation of mesenchymal stem cell-derived functional endothelial cells that facilitate rapid endothelialization after vascular injury. Stem Cell Res Ther. 6 (1), 174(2015).
  15. Sun, W., et al. A modified four vessel occlusion model of global cerebral ischemia in rats. J Neurosci Methods. 352, 109090(2021).
  16. Xiaobing, J., et al. Modifying the four vessel occlusion to establish ischemic brain injury coma model in rats. Sichuan Med J. 29 (4), 384-386 (2008).
  17. Wang, W., et al. Levodopa improves cognitive function and the deficits of structural synaptic plasticity in hippocampus induced by global cerebral ischemia/reperfusion injury in rats. Front Neurosci. 14, 586321(2020).
  18. Zhan, L., Lu, X., Xu, W., Sun, W., Xu, E. Inhibition of MLKL-dependent necroptosis via downregulating interleukin-1R1 contributes to neuroprotection of hypoxic preconditioning in transient global cerebral ischemic rats. J Neuroinflammation. 18 (1), 97(2021).
  19. Konaka, K., Miyashita, K., Ishibashi-Ueda, H., Naritomi, H. Severe hyperthermia caused by four-vessel occlusion of main cerebral arteries. Internal Med. 48 (24), 2137-2140 (2009).
  20. Ferreira, E. D. F., Romanini, C. V., Mori, M. A., de Oliveira, R. M. W., Milani, H. Middle-aged, but not young, rats develop cognitive impairment and cortical neurodegeneration following the four-vessel occlusion/internal carotid artery model of chronic cerebral hypoperfusion. Eur J Neurosci. 34 (7), 1131-1140 (2011).
  21. Ma, B., et al. Protective effects of extract of Coeloglossum viride var. bracteatum on ischemia-induced neuronal death and cognitive impairment in rats. Behav Pharmacol. 19 (4), 325-333 (2008).
  22. Song, Y. Y., Chen, Y. H., Li, J. F., Sun, W. A review of animal models of vascular dementia. Chin J Comp Med. 33 (12), 75-85 (2023).
  23. Liu, B., et al. Autophagy activation aggravates neuronal injury in the hippocampus of vascular dementia rats. Neural Regen Res. 9 (13), 1288-1296 (2014).
  24. Li, J., Takeda, Y., Hirakawa, M. Threshold of ischemic depolarization for neuronal injury following four-vessel occlusion in the rat cortex. J Neurosurg Anesthesiol. 12 (3), 247-254 (2000).
  25. Rishitha, N., Muthuraman, A. Ameliorative potential of thymoquinone in four vessel occlusion induced vascular dementia in rats. Alzheimer Dement. 19 (S13), e71053(2023).
  26. Oruc, S., et al. The antioxidant and antiapoptotic effects of crocin pretreatment on global cerebral ischemia reperfusion injury induced by four vessels occlusion in rats. Life Sci. 154, 79-86 (2016).
  27. Lu, D., et al. A modified method to reduce variable outcomes in a rat model of four-vessel arterial occlusion. Neurol Res. 38 (12), 1102-1110 (2016).
  28. Idt-Kastner, R. S., Paschen, W., Ophoff, B. G., Hossmann, K. A. A modified four-vessel occlusion model for inducing incomplete forebrain ischemia in rats. Stroke. 20 (7), 938-946 (1989).
  29. McBean, D. E., Kelly, P. A. T. Rodent models of global cerebral ischemia: A comparison of two-vessel occlusion and four-vessel occlusion. Gen Pharmacol. 30 (4), 431-434 (1998).
  30. Todd, N. V., Picozzi, P., Alan Crockard, H., Russell, A. R. R. Reperfusion after cerebral ischemia: Influence of duration of ischemia. Stroke. 17 (3), 460-466 (1986).
  31. Toda, S., et al. Highly reproducible rat model of reversible forebrain ischemia - Modified four-vessel occlusion model and its metabolic feature. Acta Neurochir (Wien). 144 (12), 1297-1304 (2002).
  32. Ma, R., Lu, D., Wang, J., Xie, Q., Guo, J. Comparison of pharmacological activity and safety of different stereochemical configurations of borneol: L-borneol, D-borneol, and synthetic borneol. Biomed Pharmacother. 164, 114668(2023).
  33. Ji, X. Y., et al. Potential targets for protecting against hippocampal cell apoptosis after transient cerebral ischemia-reperfusion injury in aged rats. Neural Regen Res. 9 (11), 1122-1128 (2014).
  34. Martínez-Alonso, E., et al. Differential association of 4E-BP2-interacting proteins is related to selective delayed neuronal death after ischemia. Int J Mol Sci. 22 (19), 10327(2021).

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Vertebral Arter T kan klKarotid Arter LigasyonuElektrokoterizasyon Tekni iEEG zlemiS an ModeliGlobal Serebral skemiN rolojik yile me

İlgili makaleler