Summary

En revideret kirurgisk tilgang til at fremkalde endolymphatic hydrops i MarsVin

Published: June 04, 2020
doi:

Summary

Denne artikel viser en ekstradural tilgang til at udslette marsvin endolymphatic sac og skade endolymphatic kanalen med en fin pick for at fremkalde eksperimentelle endolymphatic hydrops.

Abstract

Endolymphatic hydrops er en udvidelse af scala medier, der oftest er forbundet med Meniries sygdom, selv om patofysilogiske mekanisme (r) forbliver uklar. For i tilstrækkelig grad at undersøge egenskaberne ved endolymphatic hydrops, såsom oprindelsen af lavfrekvente høretab, en pålidelig model er nødvendig. Marsvinet er en god model, fordi det hører i de lavfrekvente regioner, der er angiveligt påvirket af endolymphatic hydrops. Tidligere forskning har vist, at endolymphatic hydrops kan induceres kirurgisk via intradural eller ekstradural tilgange, der involverer boring på endolymphatic kanalen og sac. Men om det var muligt at skabe en endolymphatic hydrops model ved hjælp af en ekstradural tilgang, der undgik farlige boring på endolymphatic kanalen og sac var ukendt. Formålet med denne undersøgelse var at demonstrere en revideret ekstradural tilgang til at fremkalde eksperimentelle endolymphatic hydrops på 30 dage postoperativt ved at udslette endolymphatic sac og skade endolymphatic kanalen med en fin pick. Prøvestørrelsen bestod af syv marsvin. Der blev foretaget funktionelle målinger af hørelsen, og der blev efterfølgende høstet tidsmæssige knogler til histologisk analyse. Tilgangen havde en succesrate på 86% i at opnå endolymphatic hydrops. Risikoen for cerebrospinalvæskelækage var minimal. Der forekom ingen perioperative dødsfald eller skader på den bageste halvcirkelformede kanal i prøven. Den præsenterede metode viser en sikker og pålidelig måde at fremkalde endolymphatic hydrops på et relativt hurtigt tidspunkt på 30 dage. De kliniske implikationer er, at den præsenterede metode giver en pålidelig model til yderligere at udforske oprindelsen af lavfrekvente høretab, der kan være forbundet endolymphatic hydrops.

Introduction

Endolymphatic hydrops er en udvidelse af scala medier. Tilstedeværelsen af endolymphatic hydrops kan måles ved hjælp af tværsnittet område af scala medier. Det menes, at kliniske endolymphatic hydrops kan være forbundet med lavfrekvente sensorineuralt høretab, som det ses i Menirekes sygdom. Men oprindelsen (e) af høretabet er fortsat uklar. For at kunne undersøge oprindelsen af lavfrekvent høretab i forbindelse med endolymphatic hydrops er der behov for en pålidelig model.

I 1965 beskrev Kimura og Schuknecht, hvordan man kan fremkalde endolymphatic hydrops i marsvin ved hjælp af en intradural tilgang1. Deres teknik involveret ved hjælp af en posterior kraniel fossa tilgang til at få adgang til operculum og subarcuate fossa. Trinene involverede incising dura, tilbagetrækning af lillehjernen med en Ringer løsning gennemblødt vatrondel, og boring på tværs af endolymphatic kanalen og den mellemliggende del af endolymphatic sac. Bone voks blev derefter placeret i operculum at adskille endolymphatic kanalen fra distale endolymphatic sac. Kraniotomi defekten blev lukket ved at placere absorberbart gelatine pulver (f.eks Gelfoam) og reapproximating de overlydende muskler. Histologisk evidens for endolymphatic hydrops blev konsekvent fundet på postoperative dage 1, 3, 7, 14, 21 og 30, viser, at den intradurale tilgang var en pålidelig metode til at fremkalde histologisk bekræftet endolymphatic hydrops. Ved hjælp af samme intradural tilgang som Kimura og Schuknecht, men med forskellige tidspunkter, Bekræftede Salt og DeMott, at scala medier i anden omgang af cochlea blev væsentligt udvidet på dag 4 og udover 2. Mens den faktiske sygelighed at fremkalde en cerebrospinalvæske (CSF) lækage ved hjælp af Kimura og Schuknecht’s intradural tilgang ikke blev rapporteret i den oprindelige undersøgelse, tilstedeværelsen af en CSF lækage kunne øge risikoen for meningitis. Det er blevet foreslået, at tab af CSF kan føre til en udstrømning af perilymph, hvilket resulterer i en samtidig midlertidig udvidelse af endolymphatic volumen i marsvin3. En ekstradural tilgang til inducerende endolymphatic hydrops ville være en sikrere løsning.

I 1989, Andrews og Bohmer beskrevet to ekstradural kirurgiske tilgange til at nå endolymphatic sac og kanal, via enten en midt kraniel fossa tilgang eller posterior kraniel fossa tilgang, at udslette endolymphatic sac4. De beskrev fjernelse af operculum med en diamant boremaskine, og derefter enten bore ud den mellemliggende del af endolymphatic sac eller ved hjælp af en fin pick at forstyrre endolymphatic sac og kanal. I 1993 beskrev Lee, Wright og Meyerhoff en lignende tilgang, som omfattede boring gennem endolymphatic sac og kanal, men afveg i, at de også samtidig blokeret cochlear akvædukten5. De viste tilstedeværelsen af endolymphatic hydrops, som vurderes via histologi, på fire uger efter udslettelse af endolymphatic sac og obstruktion af cochlear akvædukt. Megerian et al. var den første til at offentliggøre en video artikel, der viser en ekstradural udslettelse af endolymphatic sac og kanal, der involverede boring direkte på den mediale del af operculum at indgå i endolymphatic sac og kanal6. De viste histologiske beviser for endolymphatic hydrops i et marsvin ofret på 28 uger efter operationen, samt høretab i 16 kHz regionen6. Hvorvidt det var muligt at fremkalde histologisk bekræftet endolymphatic hydrops og lavfrekvente høretab på et tidligt tidspunkt ved hjælp af ekstradurale tilgange var ukendt.

Det overordnede mål med denne rapport er at demonstrere en ekstradural tilgang til at fremkalde eksperimentelle endolymphatic hydrops på 30 dage postoperativt ved at udslette endolymphatic sac og skade endolymphatic kanalen med en fin pick. Begrundelsen for brugen af denne teknik er fordelen ved at undgå behovet for at bore på den petrous tidsmæssige knogle, hvorved risikoen for utilsigtet at skade dura og forårsage en CSF lækage, afbøde muligheden for at skade den bageste halvcirkelformede kanalen, og reducere risikoen for skade på sigmoid sinus.

Protocol

Alle procedurer, der er anført umiddelbart nedenfor i protokollen afsnit blev gennemført som beskrevet i protokoller godkendt af Washington University i St. Louis Institutional Animal Care and Use Committee. 1. Anæstesiinduktion og overvågning af vitale tegn BEMÆRK: Denne undersøgelse anvendes pigmenteret NIH-stamme marsvin fremstillet af en in-house avl koloni. Brug marsvin af begge køn, der vejer mindst 350 g. Marsvinet …

Representative Results

Den præsenterede metode anvendes en ekstradural tilgang til at udslette endolymphatic sac og skade endolymphatic kanalen med en fin pick i syv marsvin bestående af to hanner og fem hunner. Den gennemsnitlige varighed af kirurgi var 2 timer fra snit til lukning. Den samlede boretid varierede fra 5-10 minutter. Op til 4 timer var nødvendig for marsvin til fuldt ud at komme ud af anæstesi. Der var ingen intraoperative eller postoperative dødsfald i stikprøven. Der var ingen skader på …

Discussion

Den præsenterede ekstradurale metode havde en succesrate på 86% i at opnå histologisk bekræftet endolymphatic hydrops og lavfrekvente høretab. Metoden opnåede pålideligt histologiske beviser for endolymphatic hydrops efter postoperativ dag 30, i overensstemmelse med tidligere undersøgelser, der anvendte en intradural tilgang2. Metodens betydning med hensyn til eksisterende metoder er, at der ikke er behov for en csf-lækage, hvorved en potentiel konfunderende variabel, der er blevet foresl…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Vi takker Shannon M. Lefler for hjælp med tal og materialetabellen. Forskning rapporteret i denne publikation blev støttet af National Institute of Døvhed og andre kommunikationsforstyrrelser inden for National Institutes of Health, gennem “Udvikling af kliniker / forskere i akademisk ENT” uddannelse tilskud, tildeling nummer T32DC000022 (C.V.V.) og ved R01 DC014997 (J.T.L). Indholdet er alene forfatternes ansvar og repræsenterer ikke nødvendigvis de nationale sundhedsinstitutters officielle synspunkter.

Materials

12 mL syringe Henke-Sass Wolf 5100-X00V0
1 mL and 3 mL syringe BD Precision(Ordered from Fischer Sci) 14-826-87 15859152
27.5 butterfly gauge needle Terumo Surflo Winged Infusion Set, Terumo Corporation, Japan) (Ordered from McKesson) 448407
4-0 suture McKesson 1034507
4×4 gauze sponges Dukal (Ordered form McKesson) 374454
60mL syringe Fisher Sci 22-031-375
Anspach otologic drill Anspach SC2100
atipamezole Zoetis 107204-6
autoclave Fisher sci 15-103-0508
autoclave bags McKesson 524881
bayonet separator Olympus AL 130564
bupivicaine auro Medics Pharma 555150-169-10
clear sterile drape 3M 1020
cotton balls Fisherbrand (ordered from Fisher Sci) 22-456-885
cotton swabs McKesson 508716
diamond burrs #3, #2, #1, and #0.5 mm Anspach QD8-3SD; QD8-2SD; QD8-1SD; QD8-05SD
diaper pad McKesson 945330
disposable 15 blade Swann-Morton 0305
enrofloxacin Hospira 0409-4888-01
epinephrine McKesson 63739-0456
eye ointment Dechra Vet Products 17033-211-38
Freer elevator Grace Medical 215100FX
gelfoam Pfizer (Ordered from McKesson) 82830
hair trimmers Oster Power Pro Cordless (ordered from Amazon) 078400-020-000
iodine scrub Purdue Pharma (ordered from mcKesson) 521243
iris scissors Olympus CL-542114
ketamine Henry Schein Animal Health 55853
lactated ringers B. Braun Medical (ordered from McKesson) 186662
lancet knife by Rosen Grace Medical 151100FX referred to as curette in the text
lubricant Milex (ordered from Cooper Surgical) MX5030
masking tape 3M (ordered from fisher sci 19047259
metal rectangle basin Amazon B07NQDBC6T
needle holder Olympus CR 213015-ENT
needles: 27 gage, 18 gauge BD Precision(Ordered from Fischer Sci) 14-826-48 14-826-5D
neonatal warming isollete Air Borne Life Support Systems 731-1800
operating microscope Carl Zeiss OPMI pico
oxygen tank AirGas OX USP200
pulse ox CapnoTrue (Ordered from Medacx) M-3090112001
rectal probe with heating blanket Harvard Apparatus probe: PY2 50-7217 Heating Blanket: PY2 50-7214
red body holder Lichtenhan Lab N/A In-house product
right angle Olympus BV-230337
rosen needle Olympus AM-130566 customized, it is the instrument I use to tear the sac
rubber tubing for O2 administration Fisher Sci 14-171-104
saran wrap Fisher Sci NC9617977
stereotactic head holder WUSTL Instrument Machine Shop N/A In-house product
sterile drapes Cardinal Health 7553
suction tube by Baron Grace Medical 034903FX 034905FX #3 and #5 Suction
tissue forceps adson brown Grace Medical 325112FX
Weitlander retractor Olympus Grace Medical BL200011 100313FX
xylazine Akorn 59399-110-20

References

  1. Kimura, R. S., Schuknecht, H. F. Membranous Hydrops in the Inner Ear of the Guinea Pig after Obliteration of the Endolymphatic Sac. Pract oto-rhino-laryng. 27, 343-354 (1965).
  2. Salt, A. N., DeMott, J. Time course of endolymph volume increase in experimental hydrops measured in vivo with an ionic volume marker. Hearing Research. 74 (1-2), 165-172 (1994).
  3. Walsted, A., Garbarsch, C., Michaels, L. Effect of craniotomy and cerebrospinal fluid loss on the inner ear. An experimental study. Acta Oto-Laryngologica. 114 (6), 626-631 (1994).
  4. Andrews, J. C., Bohmer, A. The surgical approach to the endolymphatic sac and the cochlear aqueduct in the guinea pig. American Journal of Otolaryngology. 10 (1), 61-66 (1989).
  5. Lee, J. R., Wright, C. G., Meyerhoff, W. L. Modified occipital approach to the endolymphatic sac and cochlear aqueduct of the guinea pig. American Journal of Otolaryngology. 14 (2), 165-169 (1993).
  6. Megerian, C. A., et al. Surgical induction of endolymphatic hydrops by obliteration of the endolymphatic duct. Journal of Visualized Experiments. (35), (2010).
  7. Lichtenhan, J. T., Cooper, N. P., Guinan, J. J. A new auditory threshold estimation technique for low frequencies: proof of concept. Ear and Hearing. 34 (1), 42-51 (2013).
  8. Lichtenhan, J. T., Hartsock, J., Dornhoffer, J. R., Donovan, K. M., Salt, A. N. Drug delivery into the cochlear apex: Improved control to sequentially affect finely spaced regions along the entire length of the cochlear spiral. Journal of Neuroscience Methods. 273, 201-209 (2016).
  9. Lichtenhan, J. T., Hartsock, J. J., Gill, R. M., Guinan, J. J., Salt, A. N. The auditory nerve overlapped waveform (ANOW) originates in the cochlear apex. Journal of the Association for Research in Otolaryngology. 15 (3), 395-411 (2014).
  10. Lichtenhan, J. T., Hirose, K., Buchman, C. A., Duncan, R. K., Salt, A. N. Direct administration of 2-Hydroxypropyl-Beta-Cyclodextrin into guinea pig cochleae: Effects on physiological and histological measurements. PloS One. 12 (4), e0175236 (2017).
  11. Schneider, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis. Nature Methods. 9 (7), 671-675 (2012).
check_url/kr/60597?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Valenzuela, C. V., Lee, C., Buchman, C. A., Lichtenhan, J. T. A Revised Surgical Approach to Induce Endolymphatic Hydrops in the Guinea Pig. J. Vis. Exp. (160), e60597, doi:10.3791/60597 (2020).

View Video