מערכת אופטימלית לניטור זלוף מוחות במודל שבץ העכברוש של חסימת עורק מוח האמצעית intraluminal
Summary
ניטור זלוף מוחות הודגם לשיפור דיוק במודלים של שבץ איסכמי. קשיים טכניים לעתים קרובות להגביל את השימוש בכלי חיוני זה למחקר כלי דם במוח. בסרטון הזה, מערכת אופטימיזציה מוצגת להשיג ניטור המודינאמית בודד או מרובה אתרים בחסימת עורק מוח האמצעית intraluminal בחולדות.
Abstract
פוטנציאל translational של מחקר שבץ טרום קליני תלוי במידת הדיוק של מודלים ניסיוניים. ניטור פרפוזיה מוחית במודלים של בעלי חיים של שבץ איסכמי חריף מאפשר לאשר חסימת עורקים מוצלחת ואינו כולל דימום תת עכבישים. ניטור זלוף מוחות יכול לשמש גם כדי ללמוד במחזור ביטחונות תוך גולגולתי, אשר מתעורר כגורם רב עצמה של תוצאת שבץ ויעד טיפולי אפשרי. למרות תפקיד מוכר של ניטור זלוף דופלר ליזר כחלק מההנחיות הנוכחיות לאיסכמיה המוחית ניסיונית, מספר הקשיים טכניים קיים מגבלה שהשימוש הנרחב שלה. אחד הנושאים העיקריים הוא להשיג התקשרות בטוחה ומתמשכת בחדירה עמוקה ליזר דופלר חללית לגולגולת של בעלי החיים. בסרטון הזה, אנחנו מראים מערכת אופטימיזציה שלנו לניטור פרפוזיה מוחי במהלך חסימה חולפת עורק מוח האמצעית, בנימת intraluminal בחולדה. פתחנו ליn בית שיטה פשוטה להשיג מחזיק בהתאמה אישית לבדיקות תאומת סיבים (לחדירה עמוקה) ליזר דופלר, המאפשרים ניטור אתרים מרובים במידת צורך. ניטור רציף ומתמשך של זלוף מוחות בקלות יכול להיות מושגת על הגולגולת השלמה.
Introduction
מחקר translational בגורמים המשפיעים על hemodynamic פתופיזיולוגיה וטיפול שבץ צריך להיות מיושם, שכן נושא חשוב זה מוזנח לעתים קרובות באופן פרדוקסלי על ידי מחקרים בסיסיים 1.
ניטור זלוף מוחות הוא כלי חיוני, אך מספק, לדוגמנות שבץ איסכמי מדויקת 2. מלבד האישור של חסימת עורקי כלי והדרה של דימום תת עכבישים 3, ניטור זלוף מוחות מתמשך עשוי לספק מידע מועיל לגבי המידה והעקביות של גירעון זלוף, המצב התפקודי של כלי טחונות תוך גולגולתי והשפעה המודינאמית של גישות טיפוליות חדשות.
מחקר שנערך לאחרונה מהקבוצה שלנו מצביע על כך שהניטור המודינאמית אתרים מרובים ניתן להשתמש כדי להעריך את זרימת דם תוך גולגולתי וביטחונות יכול לחזות גודל אוטם וגירעון תפקודי 4. ממצאי ניסויים אלה הם consiתומכן במחקרים קליניים אשר הראו כי ביצועים התפקודיים של זרימת ביטחונות מוחות הם חיזוי של תוצאה קלינית בחולי שבץ מוחי איסכמי 5, 6. מסיבה זו, בטחונות מוחיות כבר דגל כמטרה רפויה פוטנציאל בשלב החריף של 7 שבץ איסכמי.
ליזר דופלר מכשירים (LD) הם הכלי הנפוץ ביותר המשמש למדידת הפרפוזיה מוחית בשבץ איסכמי ניסוי והשימוש בם מומלץ על ידי ההנחיות האחרונות בנושא זה 8. LD זלוף מכשירי מדידת כלי דם בנפח קליפת מוח קטן, את העומק של האות המוקלט להיות תלוי ברוחב של הפרדת סיבים, עם בדיקות LD סיבי תאומים ומאפשרים חדירה עמוקה יותר בהשוואה לבדיקות LD סיב בודדות 9. ערכי זרימת דם מבוטאים כיחידות זלוף שרירותיות (PU) המצביעים יחסי ולא מוחלטת זרימת דם במוח. כיול של יחידת השיטור מתבצע לרוב usinסטנדרטי תנועתיות גרם, על פי הוראות היצרן. LD flowmetry מאפשר ניטור רציף דינמי ודור של נתונים כמותיים באותה הפגישה.
בין הבעיות הטכניות שכרגע מגבילים את השימוש של LD, סוגיה מרכזית היא להשיג התקשרות בטוחה וממושכת לחדירה עמוקה ליזר דופלר חללית לגולגולת של בעלי החיים. זה חיוני לניטור מתמשך ואם בדיקות מרובות משמשים לשטחי עורקים מוחיים שונים, כפי שאנו מבצעים במעבדה שלנו.
בפרט, זמן ממושך כירורגית נדרש אם בדיקות מצורפות לגולגולת באמצעות חורי Burr או ברגי גולגולת, בעוד שאות חלשה וקובץ מצורף לא מאובטח מתרחשות אם בדיקות LD אחת סיבים (-חדירה נמוכה) מחוברות לגולגולת על ידי דבק רפואי פשוט. (-חדירה עמוקה) בדיקות סיבי תאומי LD תהווינה איתות גבוהה יותר ועקבית יותר, אבל הם גדולים יותר מחלליות סיב בודדות ולא יכולות להיות בtached לגולגולת באמצעות דבק רפואי בלבד.
בסרטון הזה, אנחנו מראים מערכת אופטימיזציה שלנו לניטור פרפוזיה מוחי במהלך חסימה חולפת עורק מוח האמצעית, בנימת intraluminal בחולדה. אנו מתארים שיטה פשוטה להשיג בעל יעיל, Custom Made, עלות נמוכה ל( חדירה עמוקה-) תאום סיב בודד או מרובה בדיקות LD, שישמש לניטור ממושך של זלוף מוחות מעל הגולגולת השלמה.
ההליך כירורגי לMCAO החולף בחולדה ניתן היה לראות בוידאו מאמרו של עמיתים לעבודה וUluç 10 ואינו מוצג בסרטון זה.
Protocol
Representative Results
Discussion
אנחנו פתחנו בתוך בית מערכת פשוטה וזולה להתקשרות בטוחה של אחד או בדיקות תאומת סיבים-(חדירה עמוקה) מרובות LD לגולגולת השלמה של חולדות במהלך הליך MCAO. אם כי ככל הנראה בעיה טריוויאלית, קבלת קובץ מצורף אמין של בדיקת LD לגולגולת היא למעשה נושא מרכזי במערך ניסוי זה, שכן הוא התנאי ההכרחי לגילוי אותות חלקים וניטור מוצלח של זלוף מוחות.
פעולות פולשניות, כגון חורי Burr וברגים בעצמות, בדרך כלל להאריך את זמן הניתוח ולהציג את משתנים ניסיוניים יותר הקשורים לפתיחת גולגולת, וזה עלול למנוע מחוקרים ולהימנע מהם באמצעות ניטור LD. מצד השני, השימוש בסיב בודד (חדירה נמוכה) בדיקות, שהם דקים יותר ויחסית קלים יותר להיות מודבקים ישירות על פני הגולגולת, נותן אות באיכות נמוכה ולא ניתן להשתמש באופן אמין עם חולדות בוגרות ללא קידוח או דילול הגולגולת.
אנחנו השתמשנו בחומרים פשוטים וזולים, כגון גומי טבעי, צינורות פלסטיק ומתכת stylet. בעל חללית אישית יכול להיות מיוצר בכמה דקות ומותאמת לתנאי הניסוי. מחזיקי בדיקה אלה יכולים להכיל אחת או יותר בדיקות LD-חדירה עמוקה, לניטור אתר אחד קלסי על ליבת איסכמי או לניטור מרובה אתרים בשטחי עורקים שונים באותה האונה או על פני שתי ההמיספרות. מחזיקי בדיקה רבים יכולים להיות מיוצר, עיקור כימי, ומאוחסנים לשימוש בעתיד. דבק וטרינרית המאושרת כירורגית (cyanoacrilate), שהואץ על ידי אוויר קר, משמש כדי לחבר את המחזיק לבדיקת המשטח השלם של גולגולת החולדה, על פי קואורדינטות גולגולת הרצויה. לבסוף, הגדרת החללית מאובטחת גם במקום על ידי תפרים משותפים.
הזמן הכולל של LD בדיקה זו הגדרה, לאחר מאסטרינג בטכניקה זו, הוא כ 10 דקות.
כפי שהראה ליn בסרטון זה, אנחנו מפקחים באופן שגרתי בפרפוזיה המוחית המרכזי MCA השטח (LD 1 חללית: ליבת איסכמי) ובMCA השטח ההיקפי (LD חללית 2: בעיקר אזור פנומברה). במחקר האחרון שלנו הראו שהשונות של שינויים בזרימת דם בבדיקת LD 2 (כלומר 52% ± 16% SD, בהשוואה לתחילת המחקר) הן גבוהות יותר בהשוואה לבדיקת LD 1 (כלומר 31% ± 6% SD, לעומת בסיסי) וניתן להשתמש בו כדי לחזות 4 תוצאת משבץ מוחיים.
אנו עשויים לספק כמה עצות לפתרון בעיות, לחוקרים שהיו רוצים להשתמש במערכת שפותחה בבית שלנו. בתחילת הניסוי, הקפד לייבש את משטח הגולגולת (עם Merbromin ואוויר קר) היטב לפני שחבר בעל החללית כדי למנוע שפיכת ניתוק. יתר על כן, הקפד להחיל את הדבק על הגומי הטבעי, הימנעות ממגע עם הקצה הפתוח של צינור הפלסטיק והמשטח האופטי של LD הבדיקה, כדי למנוע אות עניה וניזק אפשרי לבדיקה. כאשר קשירת התפר סביב ראשו של בעל החיים, להיות זהיר על מנת להימנע מחסימה בדרכי נשימה (זו נמנעת על ידי מיצוב התפר מעל לעצם הלסת). לאחר המיצוב והבטחת הבדיקות, היזהר שלא לכבלי בדיקת מתיחה בעת הפעלת בעלי החיים במצב שכיבה לניתוח צוואר רחם; שלב זה בדרך כלל דורש שני אנשים, אדם אחד מחזיק את בעלי החיים ואדם שני מחזיק את כבלי הבדיקה ועדינות מיצובם למיקום הרצוי. לבסוף, זיהום דם סופי של LD חללית תאומת הסיבים הוא הצליח בקלות בהתאם להוראות הניקוי שסופקו על ידי היצרן.
המערכת שלנו המותאמת לניטור פרפוזיה מוחי, כפי שמוצגת בסרטון הזה, יכול לספק אלטרנטיבה קלה יותר, מהירה יותר ואמינה יותר לבדיקת הגדרת מערכות הנמכרות כיום על ידי חברות מסחריות בתחום זה. יתר על כן, אנו מאמינים כי השימוש במערכת זו על ידי חוקרים אחרים יכול לשפר את ההרבעהy של פרמטרים המודינמיים מוחיים בתחום השבץ הניסיוני, שהובילו לפיתוח דור חדש של תרופות טחונות מוחיות.
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנו מודים לגב 'קרוליין רוברטסון לקריינות והגב' אלנה Pirovano על סיועה בהפקת וידאו. מחקר זה נתמך על ידי אוניברסיטת מילאנו יקוקה, "Fondo די Ateneo 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 |
Referenzen
- 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).
