الأمثل نظام لرصد الإرواء الدماغي في نموذج الفئران من السكتة الدماغية داخل اللمعة انسداد الشريان الدماغي الأوسط
Summary
وقد تجلى الدماغي الرصد لتحسين التروية الدقة في نماذج السكتة الدماغية. الصعوبات الفنية غالبا ما تحد من استخدام هذه الأداة الأساسية للبحث الدماغية. في هذا الفيديو، يظهر نظام الأمثل للحصول على الرصد واحدة أو متعددة خلال الدورة الدموية الموقع داخل اللمعة الأوسط انسداد الشريان الدماغي في الفئران.
Abstract
إمكانية متعدية من البحوث ما قبل السريرية السكتة الدماغية تعتمد على دقة النمذجة التجريبية. الدماغي الرصد نضح في النماذج الحيوانية من السكتة الدماغية الحادة يسمح لتأكيد الانسداد الشرياني ناجحة وشاملة نزف تحت العنكبوتية. ويمكن أيضا رصد الدماغي نضح أن تستخدم لدراسة ضمانات التداول داخل الجمجمة، والتي تبرز كعامل محدد من نتائج قوية والسكتة الدماغية هدفا محتملا العلاجية. على الرغم من الدور المعترف به من رصد ليزر دوبلر نضح كجزء من المبادئ التوجيهية الحالية لنقص التروية الدماغية التجريبية، عددا من الصعوبات التقنية التي تحد من استخدامها موجودة على نطاق واسع. واحدة من القضايا الرئيسية والحصول على مرفق آمن وطويل الأمد لتحقيق اختراق عميق ليزر دوبلر في الجمجمة الحيوان. في هذا الفيديو، وتبين لنا نظامنا الأمثل لرصد التروية الدماغية العابرة خلال انسداد الشريان الدماغي الأوسط من خيوط داخل اللمعة في الفئران. وضعنا طن البيت طريقة بسيطة للحصول على حامل العرف المزدوج للألياف (في أعماق الاختراق) ليزر دوبلر تحقيقات، والتي تسمح في مواقع متعددة الرصد إذا لزم الأمر. يمكن بسهولة للرصد المستمر والمطول لنضح الدماغي يمكن الحصول على أكثر من الجمجمة سليمة.
Introduction
البحث متعدية على عوامل التي تؤثر على الدورة الدموية والسكتة الدماغية والفيزيولوجيا المرضية العلاج يجب أن يتم تنفيذه، لأن هذه المسألة الهامة في كثير من الأحيان إهمال المفارقة من الدراسات البحثية الأساسية 1.
الدماغي الرصد نضح أداة أساسية، ولكن لا تستخدم بكثرة، لنمذجة دقيقة السكتة الدماغية 2. وبصرف النظر عن تأكيد انسداد الأوعية الشريانية والاستبعاد من نزيف تحت العنكبوتية 3، قد نضح المراقبة المستمرة الدماغي توفير بيانات مفيدة عن مدى اتساق والعجز التروية، والحالة الوظيفية للأوعية جانبية داخل الجمجمة وتأثير الدورة الدموية من النهج العلاجي الجديد.
دراسة حديثة تشير إلى مجموعتنا من يمكن استخدام الرصد أن الدورة الدموية في مواقع متعددة داخل الجمجمة لتقييم ضمانات التداول ويمكن التنبؤ حجم احتشاء والعجز وظيفية 4. هذه النتائج التجريبية هي و consiالدعامة مع الدراسات السريرية التي أظهرت أن الأداء الوظيفي للضمانات التداول الدماغي هو التنبؤية لنتائج السريرية في مرضى السكتة الدماغية الإقفارية 5، 6. لهذا السبب، تم الضمانات دعا الدماغية كهدف محتمل التداوي في المرحلة الحادة من 7 السكتة الدماغية.
الليزر دوبلر (LD) الصكوك هي أداة الأكثر شيوعا التي تستخدم لقياس التروية الدماغية السكتة الدماغية في التجريبية وينصح استخدامها من قبل الإرشادات الأخيرة حول هذا الموضوع 8. LD الصكوك نضح الاوعية الدموية الدقيقة في قياس حجم والقشرية الصغيرة، وعمق في الإشارات المسجلة كونها تعتمد على عرض الفصل الألياف، مع الألياف التوأم تحقيقات LD السماح لاختراق أعمق مقارنة مع واحد من الألياف تحقيقات LD 9. يتم التعبير عن القيم تدفق الدم وحدات نضح التعسفي (PU) والتي تشير إلى النسبية المطلقة بدلا من تدفق الدم إلى المخ. عادة ما يتم إجراء معايرة PU النقيبمعايير الحركة غرام، وفقا لتعليمات الشركة الصانعة. LD flowmetry يسمح المراقبة المستمرة الحيوية وتوليد البيانات الكمية في الدورة نفسها.
ومن بين المشاكل التقنية التي تحد حاليا استخدام LD، قضية رئيسية والحصول على مرفق آمن وطويل الأمد لتحقيق اختراق عميق ليزر دوبلر في الجمجمة الحيوان. هذا أمر ضروري لرصد طويلة وإذا تم استخدام مجسات متعددة لمختلف الأراضي الشرايين الدماغية، ونحن أداء في مختبرنا.
على وجه الخصوص، يتطلب وقتا الجراحية لفترات طويلة إذا تعلق تحقيقات في الجمجمة باستخدام مسامير أو ثقوب في الجمجمة لدغ، بينما إشارة الفقراء ومرفق غير آمن يحدث إذا تعلق الألياف واحد (منخفض الاختراق) تحقيقات LD في الجمجمة بواسطة الغراء الجراحية البسيطة. التوأم الألياف (اختراق عميق) تحقيقات LD توفير أعلى إشارة وأكثر اتساقا، لكنها أكبر من الألياف واحد وتحقيقات لا يمكن أن يكون فيtached في الجمجمة باستخدام الغراء الجراحية فقط.
في هذا الفيديو، وتبين لنا نظامنا الأمثل لرصد التروية الدماغية العابرة خلال انسداد الشريان الدماغي الأوسط من خيوط داخل اللمعة في الفئران. وصفنا طريقة بسيطة للحصول على، والعرف الصنع كفاءة، حامل منخفضة التكلفة لواحد أو عدة المزدوج الألياف (اختراق عميق) تحقيقات LD، لاستخدامها في رصد التروية الدماغية طويلة من خلال الجمجمة سليمة.
يمكن أن ينظر إلى عملية جراحية لMCAO عابر في الفئران في المادة عن طريق الفيديو من Uluç وزملاء العمل 10 و لا يظهر في هذا الفيديو.
Protocol
Representative Results
Discussion
وضعنا في منزل نظام بسيط ومنخفض التكلفة لمرفق آمن واحد أو متعددة الألياف المزدوج (اختراق عميق) تحقيقات LD في الجمجمة سليمة من الفئران أثناء إجراء MCAO. وإن كان على ما يبدو مشكلة تافهة، والحصول على المرفقات موثوق بها لجنة التحقيق LD في الجمجمة هو في الواقع قضية رئيسية في هذا الإعداد التجريبية، لأنه هو شرط أساسي لكشف إشارة على نحو سلس وناجح للرصد من نضح الدماغي.
إجراءات الغازية، مثل الثقوب لدغ ومسامير العظام، وإطالة الوقت عادة الجراحية وإدخال متغيرات أكثر تجريبية تتعلق حج القحف، وهذا يمكن أن تثبط الباحثين والامتناع عن استخدام LD لهم الرصد. من ناحية أخرى، واستخدام الألياف واحد (اختراق الأقل) تحقيقات، والتي هي أرق وأسهل نسبيا ليتم لصقها مباشرة إلى سطح الجمجمة، ويعطي المنخفضة جودة الإشارة والتي لا يمكن استخدامها بشكل موثوق مع الفئران الكبار دون حفر أو ترقق الجمجمة.
استخدمنا مواد بسيطة ومنخفضة التكلفة، مثل المطاط الطبيعي، وأنابيب بلاستيكية ومعدنية مرود. يمكن أن تنتج A حامل التحقيق حسب الطلب في غضون دقائق قليلة، وتكييفها وفقا لظروف تجريبية. يمكن لهذه أصحاب التحقيق استيعاب واحد أو أكثر في أعماق الاختراق تحقيقات LD، لرصد الكلاسيكية موقع واحد على جوهر الدماغية أو متعدد رصد موقع في الأراضي الشرياني مختلفة في نصف الكرة نفسه أو عبر نصفي الكرة الأرضية. يمكن أن تنتج العديد من أصحاب التحقيق، تعقيم كيميائيا، وتخزينها لاستخدامها في المستقبل. يتم استخدام الغراء البيطرية التي وافق عليها الجراحية (cyanoacrilate)، تسارع من الهواء البارد، لإرفاق صاحب التحقيق إلى السطح من الجمجمة سليمة الفئران، وفقا لإحداثيات الجمجمة المطلوب. وأخيرا، يتم تأمين مزيد من التحقيق انشاء وضعتها خيوط مشتركة.
الوقت العام لهذا التحقيق LD انشاء، بعد اتقان هذه التقنية، هو حوالي 10 دقيقة.
كما هو موضح طن هذا الفيديو، ونحن مراقبة روتينية التروية الدماغية في إقليم MCA المركزية (LD التحقيق 1: الأساسية الدماغية) وMCA في إقليم الطرفية (LD التحقيق 2: أساسا منطقة الناقص). في دراستنا الأخيرة أظهرت لنا أن تقلب التغيرات في تدفق الدم التحقيق LD 2 (يعني ± 52٪ 16٪ SD، بالمقارنة مع خط الأساس) أعلى بالمقارنة مع التحقيق LD 1 (يعني 31٪ ± 6٪ SD، مقارنة مع ويمكن استخدام خط الأساس) والسكتة الدماغية 4 للتنبؤ النتائج.
وقد تقدم بعض النصائح حل المشاكل للباحثين التي ترغب في استخدام لدينا في منزل نظام المتقدمة. في بداية التجربة، وتوخي الحذر لتجف بشكل جيد للغاية على سطح الجمجمة (مع ميربرومين والهواء البارد) قبل إرفاق صاحب التحقيق لمنع انفصال سابق لأوانه. وعلاوة على ذلك، يجب التأكد من تطبيق الغراء على المطاط الطبيعي، وتجنب الاتصال مع نهاية مفتوحة للأنبوب من البلاستيك والسطح البصري للتحقيق LD، لمنع إشارة الفقراء واحتمال حدوث تلف في التحقيق. عندما ربط الخيط حول الرأس من الحيوان، وتوخي الحذر من أجل تجنب انسداد مجرى الهواء (يتم منع هذا عن طريق وضع الخيط على العظام الفك السفلي). بعد تحديد المواقع وتأمين تحقيقات، يجب الحرص على عدم جر الكابلات التحقيق عندما تحول هذا الحيوان في موقف ضعيف لجراحة سرطان عنق الرحم، وهذا عادة ما يتطلب خطوة شخصين، شخص واحد يمسك الحيوان والشخص الثاني عقد الكابلات التحقيق وتحديد المواقع بلطف لهم إلى الموضع المطلوب. وأخيرا، تتم إدارة التلوث بسهولة في نهاية المطاف دم التحقيق LD المزدوج الألياف اتباع الإرشادات المقدمة تنظيف من قبل الشركة المصنعة.
يمكن أن نظامنا الأمثل لرصد التروية الدماغية، كما هو مبين في هذا الفيديو، وتوفير بديل أسهل، أسرع وأكثر موثوقية للتحقيق انشاء نظم التي تباع حاليا من قبل الشركات التجارية في هذا المجال. وعلاوة على ذلك، نعتقد أن استخدام هذا النظام من قبل الباحثين الآخرين قد يعزز مسمارذ من ديناميكا الدم الدماغي في حقل السكتة الدماغية التجريبية، مما أدى إلى تطوير جيل جديد من العلاجات الجانبية الدماغي.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
السيدة كارولين نشكر روبرتسون لأكثر من صوت والسيدة ايلينا بيروفانو لمساعدتها في إنتاج الفيديو. وأيد هذه الدراسة من جامعة ميلانو بيكوكا "Fondo دي أتينيو 2011".
Materials
| Equipment | |||
| MoorVMS-LDF 2-channel Laser Doppler Monitor | Moor Instruments | ||
| VP12 probe | Moor Instruments | ||
| Reagent/Material | |||
| Doccol silicon-coated filament size 4-0, diameter with coating 0.39mm | Doccol Corporation | 403956PK10 | |
| Natural rubber, e.g. common pacifiers for newborns | Multiple suppliers | ||
| Metal stylet, e.g. from spinal needle 18 GA x 90 mm | Multiple suppliers | ||
| Plastic tubes, e.g. from vein set for infusion 25 GA x 20 mm | Multiple suppliers | ||
| Nonabsorbable suture, coated, braided silk | Multiple suppliers | ||
| Cyanoacrylate surgical glue | Multiple suppliers | ||
| Isoflurane (100% v/v) for veterinary use | Multiple suppliers |
References
- Sutherland, B. A., Papadakis, M., Chen, R. L., Buchan, A. M. Cerebral blood flow alteration in neuroprotection following cerebral ischemia. J. Physiol. 589, 4105-4114 (2011).
- Prinz, V., Endres, M., Dirnagl, U. Chapter 3 Modeling focal cerebral ischemia in rodents: Introduction and overview. Rodent models of stroke. , (2010).
- Schmid-Elsaesser, R., Zausinger, S., Hungerhuber, E., Baethmann, A., Reulen, H. J. A critical reevaluation of the intraluminal thread model of focal cerebral ischemia: evidence of inadvertent premature reperfusion and subarachnoid hemorrhage in rats by laser-Doppler flowmetry. Stroke. 29, 2162-2170 (1998).
- Riva, M., Pappadà, G. B., et al. Hemodynamic monitoring of intracranial collateral flow predicts tissue and functional outcome in experimental ischemic stroke. Exp. Neurol. 233, 815-820 (2012).
- Menon, B. K., Smith, E. E., et al. Regional leptomeningeal score on CT angiography predicts clinical and imaging outcomes in patients with acute anterior circulation occlusions. Am. J. Neuroradiol. 32, 1640-1645 (2011).
- Bang, O. Y., et al. Collateral flow predicts response to endovascular therapy for acute ischemic stroke. Stroke. 42, 693-699 (2011).
- Shuaib, A., Butcher, K., Mohammad, A. A., Saqqur, M., Liebeskind, D. S. Collateral blood vessels in acute ischaemic stroke: a potential therapeutic target. Lancet Neurol. 10, 909-921 (2011).
- Liu, S., Zhen, G., Meloni, B. P., Campbell, K., Winn, H. R. Rodent Stroke Model Guidelines for preclinical stroke trials (1st edition). J. Exp. Stroke Transl. Med. 2, 2-27 (2009).
- Shepherd, A. P., Öberg, P. A. . Laser-Doppler Blood Flowmetry. , (1990).
- Uluç, K., Miranpuri, A., Kujoth, G. C., Aktüre, E., Başkaya, M. K. Focal Cerebral Ischemia Model by Endovascular Suture Occlusion of the Middle Cerebral Artery in the Rat. J. Vis. Exp. (48), e1978 (2011).
- Garcia, J. H., Wagner, S., Liu, K. F., Hu, X. J. Neurological deficit and extent of neuronal necrosis attributable to middle cerebral artery occlusion in rats. Statistical validation. Stroke. 26, 627-634 (1995).
