Summary

Une approche chirurgicale révisée pour induire des hydrops endolymphatiques dans le cochon de Guinée

Published: June 04, 2020
doi:

Summary

Cet article démontre une approche extradurale pour effacer le sac endolymphatique de cobaye et blesser le conduit endolymphatique avec un pic fin afin d’induire des hydrops endolymphatiques expérimentaux.

Abstract

Les hydrops endolymphatiques sont un élargissement des médias scala qui est le plus souvent associé à la maladie de Meniere, bien que le mécanisme pathophysiologic(s) reste peu clair. Afin d’étudier adéquatement les attributs des hydropes endolymphatiques, tels que les origines de la perte auditive à basse fréquence, un modèle fiable est nécessaire. Le cobaye est un bon modèle parce qu’il entend dans les régions à basse fréquence qui sont putativement touchés par les hydrops endolymphatiques. Des recherches antérieures ont démontré que les hydrops endolymphatiques peuvent être induits chirurgicalement par des approches intradurales ou extradurales qui impliquent le forage sur le conduit et le sac endolymphatiques. Cependant, s’il était possible de créer un modèle d’hydrops endolymphatique utilisant une approche extradurale qui a évité le forage dangereux sur le conduit et le sac endolymphatiques était inconnu. L’objectif de cette étude était de démontrer une approche extradurale révisée pour induire des hydrops endolymphatiques expérimentaux à 30 jours post-opératoirement en effaçant le sac endolymphatique et en blessant le conduit endolymphatique avec une belle pioche. La taille de l’échantillon se composait de sept cobayes. Des mesures fonctionnelles de l’ouïe ont été faites et des os temporels ont été plus tard récoltés pour l’analyse histologic. L’approche a eu un taux de réussite de 86% dans la réalisation des hydrops endolymphatiques. Le risque de fuite de liquide rébrospinal était minime. Aucun décès ou blessure périopératoire au canal semi-circulaire postérieur ne s’est produit dans l’échantillon. La méthode présentée démontre un moyen sûr et fiable d’induire des hydrops endolymphatiques à un point de temps relativement rapide de 30 jours. Les implications cliniques sont que la méthode présentée fournit un modèle fiable pour explorer davantage les origines de la perte auditive à basse fréquence qui peut être associée hydrops endolymphatiques.

Introduction

Les hydrops endolymphatiques sont un élargissement des médias scala. La présence d’hydrops endolymphatiques peut être mesurée à l’aide de la zone transversale des médias scala. On pense que les hydrops endolymphatiques cliniques peuvent être associés à la perte d’audition neurosensorielle à basse fréquence, comme celle vue dans La maladie de Meniere. Mais l’origine de la perte auditive reste incertaine. Pour étudier adéquatement les origines de la perte auditive à basse fréquence associée aux hydrops endolymphatiques, un modèle fiable est nécessaire.

En 1965, Kimura et Schuknecht ont décrit comment induire des hydrops endolymphatiques dans le cobaye à l’aide d’une approche intradurale1. Leur technique impliquait l’utilisation d’une approche crânienne postérieure fossa pour accéder à l’operculum et subarcuate fossa. Les étapes consistaient à incister dura, à rétracter le cervelet avec la plaque de coton imbibée de solution d’une sonnerie, et à forer le conduit endolymphatique et la partie intermédiaire du sac endolymphatique. La cire d’os a été alors placée dans l’opéculum pour séparer le conduit endolymphatique du sac endolymphatique distal. Le défaut de craniottomie a été fermé en plaçant la poudre absorbable de gélatine (p. ex. Gelfoam) et en récoltant les muscles qui levaient. L’évidence histologic des hydrops endolymphatiques a été uniformément trouvée aux jours postopératoires 1, 3, 7, 14, 21, et 30, démontrant que l’approche intradurale était une méthode fiable pour induire des hydrops endolymphatiques histologically-confirmé. Utilisant la même approche intradurale que Kimura et Schuknecht, mais avec des points de temps différents, Salt et DeMott ont confirmé que les médias scala dans le deuxième tour de la cochlée a été considérablement agrandi au jour 4 et au-delàde 2. Bien que la morbidité réelle d’induire une fuite de liquide phébrospinal (CSF) utilisant l’approche intradurale de Kimura et Schuknecht n’ait pas été rapportée dans l’étude originale, la présence d’une fuite de CSF pourrait augmenter le risque de méningite. Il a été suggéré que la perte de CSF pourrait conduire à une sortie de perilymph, résultant en une expansion temporaire simultanée du volume endolymphatique dans le cobaye3. Une approche extradurale pour induire des hydrops endolymphatiques serait une option plus sûre.

En 1989, Andrews et Bohmer ont décrit deux approches chirurgicales extradurales pour atteindre le sac et le conduit endolymphatiques, par l’intermédiaire d’une approche de fossa crânienne moyenne ou d’approche crânienne postérieure de fossa, pour effacer le sac endolymphatique4. Ils ont décrit l’enlèvement de l’opéculum avec une perceuse au diamant, puis soit le forage de la partie intermédiaire du sac endolymphatique ou en utilisant un pic fin pour perturber le sac et le conduit endolymphatiques. En 1993, Lee, Wright et Meyerhoff ont décrit une approche similaire, qui comprenait le forage à travers le sac et le conduit endolymphatiques, mais différé en ce qu’ils ont également simultanément obstrué l’aqueduc cochléaire5. Ils ont démontré la présence d’hydrops endolymphatiques, tel qu’évalué par l’histologie, à quatre semaines après avoir effacé le sac endolymphatique et obstruant l’aqueduc cochléaire. Megerian et coll. ont été les premiers à publier un article vidéo démontrant une oblitération extradurale du sac et du conduit endolymphatique qui impliquaient le forage directement sur la partie médiale de l’operculum pour entrer dans le sac et le conduit endolymphatique6. Ils ont démontré des preuves histologic des hydrops endolymphatiques dans un cobaye sacrifié à 28 semaines après la chirurgie, aussi bien que la perte d’audition dans la région de 16 kHz6. On ignorait s’il était possible d’induire des hydrops endolymphatiques confirmés histologiquement confirmés et une perte auditive à basse fréquence à un point de temps précoce utilisant des approches extradurales.

L’objectif global de ce rapport est de démontrer une approche extradurale pour induire des hydrops endolymphatiques expérimentaux à 30 jours post-opératoirement en effaçant le sac endolymphatique et en blessant le conduit endolymphatique avec une belle pioche. La raison d’être derrière l’utilisation de cette technique est l’avantage d’éviter la nécessité de forer sur l’os temporel pétrous, éliminant ainsi le risque de blesser accidentellement le dura et de causer une fuite de CSF, atténuant la possibilité de blesser le canal semi-circulaire postérieur, et réduisant le risque de blessure au sinus sigmoïde.

Protocol

Toutes les procédures énumérées immédiatement ci-dessous dans la section du Protocole ont été menées comme décrit dans les protocoles approuvés par l’Université de Washington à St. Louis Institutional Animal Care and Use Committee. 1. Induction anesthésique et surveillance des signes vitaux REMARQUE: Cette étude a utilisé des cobayes pigmentés à souche NIH obtenus d’une colonie de reproduction interne. Utilisez des cob…

Representative Results

La méthode présentée a employé une approche extradurale pour effacer le sac endolymphatique et blesser le conduit endolymphatique avec une pioche fine dans sept cobayes composées de deux mâles et cinq femelles. La durée moyenne de la chirurgie était de 2 heures de l’incision à la fermeture. Le temps total de forage variait de 5 à 10 minutes. Jusqu’à 4 heures ont été nécessaires pour que le cobaye émerge entièrement de l’anesthésie. Il n’y a pas eu de décès intra…

Discussion

La méthode extradurale présentée a eu un taux de réussite de 86% en réalisant des hydrops endolymphatiques confirmés histologically et la perte auditive à basse fréquence. La méthode a réalisé de façon fiable des preuves histologiques des hydrops endolymphatiques par le jour postopératoire 30, compatible avec des études antérieures qui ont employé une approche intradurale2. L’importance de la méthode par rapport aux méthodes existantes est qu’une fuite de FSC n’est pas néc…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Nous remercions Shannon M. Lefler pour l’aide aux chiffres et à la Table des matériaux. Les recherches rapportées dans cette publication ont été soutenues par le National Institute of Deafness and Other Communication Disorders au sein des National Institutes of Health, grâce à la subvention de formation « Développement des cliniciens/chercheurs en ORL académique », numéro de prix T32DC000022 (C.V.V.) et par R01 DC014997 (J.T.L). Le contenu est uniquement la responsabilité des auteurs et ne représente pas nécessairement les vues officielles des National Institutes of Health.

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).
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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).

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