Yüksek Hızlı Pnömatik Matkap Kraniektomi ile Domuz Beynine Erişim
Summary
Bu protokol, 3 aylık bir Danimarka Landrace domuzu üzerinde yüksek hızlı bir pnömatik matkap kullanılarak bir kraniektomi yapılmasını açıklar. Erişim frontal kemikten yapılır ve ventral dura mater ve altta yatan serebral hemisferleri ortaya çıkarır. Bu prosedür, domuz beyninin büyük bir bölümüne erişim sağlar.
Abstract
Domuzların deneysel bir hayvan modeli olarak kullanılması, domuz ve insan merkezi sinir sistemleri (CNS) birçok önemli işlevsel ve mimari özelliği paylaştığından, özellikle sinirbilim araştırmalarıyla ilgilidir. Sonuç olarak, domuzların çeşitli nörolojik hastalıklarla ilgili gelecekteki araştırmalarda giderek daha önemli bir role sahip olması beklenmektedir. Burada, domuz ön kemiğinden anterior kraniektomi yapmak için bir yöntem açıklanmaktadır. Orta hat insizyonu ve ardından domuz ön kemiğinin açığa çıkmasından sonra, kraniektominin optimal konumunu sağlamak için anatomik işaretler kullanılır. Ön kemiğin yuvarlak bir matkapla dikkatli ve kademeli olarak inceltilmesiyle, dura mater ve alttaki serebral hemisferlere dikdörtgen bir açıklık elde edilir. Sunulan yöntem, pnömatik yüksek hızlı matkap ve bir dereceye kadar cerrahi deneyim dahil olmak üzere belirli cerrahi malzemeler gerektirir. Potansiyel komplikasyonlar arasında dura mater veya dorsal sagital sinüsün istenmeyen lezyonları bulunur. Bununla birlikte, yöntem basit, zaman açısından verimlidir ve araştırmacılar için yüksek derecede tekrarlanabilirlik sunar. Doğru bir şekilde gerçekleştirilirse, teknik, etkilenmemiş domuz beyninin büyük bir bölümünü çeşitli nöromonitörizasyon veya analizler için açığa çıkarır.
Introduction
Genel olarak, hayvan modelleri, pratik ve/veya etik sınırlamalar, insan hastaların hastalıkları incelemek veya cerrahi yöntemleri test etmek için kullanılmasını yasakladığında kullanılır. Yeni hayvan modelleri genellikle insan koşullarına çeviri değeri olan yeni bilgiler sağlamak için kurulmuştur. Kemirgenler genellikle pratik ve finansal hususlar nedeniyle kullanılır, ancak özellikle önemli anatomik farklılıklar nedeniyle insanlar için sınırlı çeviri değerine sahiptirler1. Bununla birlikte, domuzlar, kemirgenlere kıyasla çeşitli avantajlar sunar. Domuzlar sadece insanlarla birkaç temel anatomik, fizyolojik, metabolik ve genetik özelliği paylaşmakla kalmaz, aynı zamanda domuz organ sistemlerinin boyutu, insan organlarına benzeyecek şekilde ağırlıkla eşleştirilebilir 2,3. Bu, domuzlara cerrahi hayvan modelleri arasında ve prosedürel eğitimde benzersiz bir rol verir4. Domuz modellerinin kullanımı, kemirgenlerin kullanımına kıyasla belirli pratik ve finansal yetenekler gerektirse de, domuzlar, insan olmayan primatların kullanımına kıyasla hem finansal hem de etik olarak daha kabul edilebilir bir seçenek sunar.
Domuz beyni, translasyonel sinirbilim araştırmalarında özellikle ilgi çekicidir. İlk olarak, domuz beyninin mimarisi insan beynininkine benzer, çünkü her ikisi de beyaz madde baskındır ve gyrencephalic 3,5,6’dır. İkinci olarak, domuzlarda kemirgenlere kıyasla daha büyük beyin boyutu, klinik ortamlarda kullanılanlara eşdeğer cerrahi ekipman ve çeşitli görüntüleme yöntemlerinin kullanımına izin verir 7,8. Sonuç olarak, son yıllarda sinirbilim araştırmalarında çeşitli domuz modelleri yaygın olarak kullanılmaktadır9. Bununla birlikte, bu domuz CNS modellerinin çoğu, çeşitli yollarla elde edilebilen beyin dokusunun doğrudan analizini gerektirir (örneğin, kateterlerin veya elektrotların implantasyonu, doku biyopsileri, vb.) 10. Bu yöntemlerin çoğu bir dereceye kadar araçsallaştırma ve beyne doğrudan erişim gerektirdiğinden, cerrahi erişim için farklı yaklaşımlar dikkate alınmalıdır.
Bu yöntem, sedasyonlu 3 aylık dişi bir Danimarka Landrace domuzu üzerinde frontal kemik yoluyla bir anterior kraniektomi yapılmasını içerir. Bu el yazmasının genel amacı, ventral domuz beyninin büyük bir bölümünü pnömatik yüksek hızlı bir matkap kullanılarak bir kraniektomi yoluyla açığa çıkarmak için bir yöntemi tanımlamaktır. İlk adım, nesneyi yükseltilmiş bir kafa ile uygun bir konuma yerleştirmektir. Domuz kafatası insanlarınkinden oldukça farklı olduğundan, ikinci adım, çeşitli anatomik işaretler kullanılarak kraniektominin yerleştirilmesinin planlanmasını içerir. Üçüncü adım, her iki yarım küreyi kaplayan alttaki dura mater’e zarar vermeden erişmektir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Gösterilen prosedür birkaç kritik adımı içerir. İlk olarak, domuz kafatasının bileşimi nedeniyle kraniektominin yerinin doğru planlanması çok önemlidir. Domuz ön kemiğinin kalınlığı yan kenarlarda arttığından, açıklığın çok yanal olarakyerleştirilmesi 11 , delme sırasında dura mater’e ulaşmayı zorlaştırabilir. Ek olarak, açıklığın orta hat içinde doğru bir şekilde konumlandırılması, altta yatan dorsal sagital sinüste istenmeyen hasar riskini azaltmak…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar, Danimarka Aalborg Üniversite Hastanesi Biyomedikal Laboratuvarı personeli tarafından paylaşılan destek ve teknik deneyim için minnettarlıklarımızı ifade etmek isterler.
Materials
| 10 mL plastic syrringes | Becton, Dickinson and Company | 303219 | |
| 107 Microdialysis pump | M Dialysis | P000127 | 107 Microdialysis Pump |
| 2 mL plastic syrringes | Becton, Dickinson and Company | 300928 | |
| 25 mm, 18 G needles | Becton, Dickinson and Company | 304100 | |
| Bair Hugger heater | 3M | B5005241003 | |
| Bair Hugger heating blanket | 3M | B5005241003 | |
| Batery for microdialysis pump | M Dialysis | 8001788 | Battery 6V, 106 & MD Pump |
| Dissector | Karl Storz | 223535 | Flattended 3 mm dissector |
| Endotracheal tube size 6.5 | DVMed | DVM-107860 | Cuffed endotracheal tube |
| Euthasol Vet | Dechra Veterinary Products A/S | 380019 | phentobarbital for euthanazia, 400 mg/mL |
| Farabeuf Rougine | Mahr Surgical | Flat headed rougine (12 mm) | |
| Foley Catheter 12 F | Becton, Dickinson and Company | D175812E | Catherter with in-built thermosensor |
| Intravenous sheath | Coris Avanti | Avanti Cordis Femoral Sheath 6 F | |
| Microdialysis brain catheters | M Dialysis | P000050 | membrane length 10 mm -shaft 100 mm 4/pkg |
| Microdialysis syringe | M Dialysis | 8010191 | 106 Pump Syringe 20/pkg |
| Microvials for microdialysis sampling | M Dialysis | P000001 | Microvials 250/pkg |
| Operating table | |||
| Pneumatic high-speed drill | Medtronic | Medtronic Midas Rex 7 drill | |
| Primus respirator | Dräger | Respirator with in-built vaporiser for supplementary Sevofluran anesthesia | |
| Rounded diamond drill | Medtronic | 7BA40D-MN | |
| Self-retaining retractor | World Precission Instruments | 501722 | Weitlander retractor, self-retaining, 14 cm blunt |
| Sterile Saline | Fresnius Kabi | 805541 | 1000 mL |
| Sterile surgical swaps | |||
| Surgical scalpel no 24 | Swann Morton | 5.03396E+12 | Swann Morton Sterile Disposable Scalpel No. 24 |
| Zoletil Vet | Virbac | Medical mixture for induction of anesthesia |
Riferimenti
- Mariager, T., Bjarkam, C., Nielsen, H., Bodilsen, J. Experimental animal models for brain abscess: a systematic review. Br J Neurosurg. , (2022).
- Bassols, A., et al. The pig as an animal model for human pathologies: A proteomics perspective. Proteomics Clin Appl. 8, 715-731 (2014).
- Meurens, F., Summerfield, A., Nauwynck, H., Saif, L., Gerdts, V. The pig: A model for human infectious diseases. Trends Microbiol. 20 (1), 50-57 (2012).
- Swindle, M. M., Makin, A., Herron, A. J., Clubb, F. J., Frazier, K. S. Swine as models in biomedical research and toxicology testing. Vet Pathol. 49 (2), 344-356 (2012).
- Lind, N. M., et al. The use of pigs in neuroscience: Modeling brain disorders. Neurosci Biobehav Rev. 31 (5), 728-751 (2007).
- Hoffe, B., Holahan, M. R. The use of pigs as a translational model for studying neurodegenerative diseases. Front Physiol. 10, 838 (2019).
- Ettrup, K. S., et al. Basic surgical techniques in the göttingen minipig: Intubation, bladder catheterization, femoral vessel catheterization, and transcardial perfusion. J Vis Exp. 52, e2652 (2011).
- Bjarkam, C. R., Glud, A. N., Orlowski, D., Sørensen, J. C. H., Palomero-Gallagher, N. The telencephalon of the Göttingen minipig, cytoarchitecture and cortical surface anatomy. Brain Struct Funct. 222 (5), 2093-2114 (2017).
- Hou, N., Du, X., Wu, S. Advances in pig models of human diseases. Animal Model Exp Med. 5 (2), 141-152 (2022).
- Munk, M., Poulsen, F. R., Larsen, L., Nordström, C. H., Nielsen, T. H. Cerebral metabolic changes related to oxidative metabolism in a model of bacterial meningitis induced by lipopolysaccharide. Neurocrit Care. 29 (3), 496-503 (2018).
- Kyllar, M., et al. Radiography, computed tomography and magnetic resonance imaging of craniofacial structures in pig. J Vet Med C: Anat Histol Embryol. 43 (6), 435-452 (2014).
- Mariager, T., et al. Continuous evaluation of single-dose moxifloxacin concentrations in brain extracellular fluid, cerebrospinal fluid, and plasma: A novel porcine model. J Antimicrobial Chemother. , (2024).
.