Оптимизированная система для мониторинга церебральный перфузии у крыс хода модели внутрипросветного окклюзии средней мозговой артерии
Summary
Церебральный мониторинга перфузии была продемонстрирована для повышения точности при ишемическом инсульте моделей. Технические трудности часто ограничивают использование этого необходимый инструмент для мозгового исследования. В этом видео, оптимизированного системы показана для получения одной или нескольких площадках гемодинамический мониторинг во время внутрипросветного окклюзии средней мозговой артерии у крыс.
Abstract
Поступательного потенциал доклинических исследований инсульта зависит от точности экспериментального моделирования. Церебральный мониторинга перфузии на животных моделях острого ишемического инсульта позволяет подтвердить успешное артериальной окклюзии и исключить субарахноидальное кровоизлияние. Церебральный мониторинга перфузии также может быть использована для изучения внутричерепного кровообращения залога, который становится мощным детерминантом инсульт результатах и возможных терапевтической мишени. Несмотря на признанную роль лазерной доплеровской мониторинга перфузии в рамках существующих руководящих принципов для экспериментальной ишемии головного мозга, ряд технических трудностей, что существует предел его широкое использование. Одним из основных вопросов является получение надежной и длительной привязанности глубокого проникновения лазерного доплеровского зонда на череп животного. В этом видео мы покажем наш оптимизированный для системы мониторинга мозговой перфузии во время переходного окклюзии средней мозговой артерии внутрипросветного нити в крысу. Мы разработали яN-House простой способ получить заказ держатель для двойного волокна (глубокого проникновения) Лазерные датчики Доплера, который позволяет на нескольких площадках мониторинга, если необходимо. Непрерывного и длительного мониторинга перфузии головного мозга может быть легко получен через неповрежденный череп.
Introduction
Трансляционные исследования на гемодинамические факторы, влияющие на ход патофизиологии и терапии должен быть реализован, так как это важный вопрос, часто парадоксально пренебрегают основными исследованиями 1.
Церебральный мониторинга перфузии является важным, но недостаточно, инструмент для точного моделирования ишемического инсульта 2. Помимо подтверждения артериальной окклюзии сосудов и исключения субарахноидального кровоизлияния 3, непрерывный мониторинг мозговой перфузии могут дать полезную информацию о степени и последовательности перфузионного дефицита, функциональное состояние внутричерепных сосудов залога и гемодинамического эффекта новых терапевтических подходов.
Недавнее исследование, из нашей группы показывают, что во многих местах гемодинамический мониторинг может быть использован для оценки внутричерепного кровообращения залога и не может предсказать размер инфаркта и функциональный дефицит 4. Эти экспериментальные данные являются ПОСЛУЖИТЬСтент с клиническими исследованиями, которые показали, что функциональные показатели мозгового кровообращения залог является предиктором клинического исхода при ишемическом инсульте 5, 6. По этой причине, церебральный залогов были выступает как потенциальная цель терапии в остром периоде ишемического инсульта 7.
Лазерная доплеровская (LD) инструменты являются наиболее распространенным инструментом, используемым для оценки перфузии головного мозга у экспериментальных ишемического инсульта и их использование рекомендованных последние руководящие принципы по этой теме 8. LD инструментов мера микрососудистой перфузии в небольших корковых объем, глубину записанного сигнала, зависит от ширины отделения волокна, волокна с двумя зондами LD позволяет более глубокого проникновения по сравнению с одиночным волокном LD зондов 9. Значения кровотока выражается в условных единицах перфузии (PU), которые указывают на относительные, а не абсолютные мозгового кровотока. Калибровка ПУ обычно осуществляется УсинСтандарты г подвижности, в соответствии с инструкцией завода-изготовителя. LD флоуметрии позволяет непрерывно динамического наблюдения и формирования количественных данных в рамках одной сессии.
Среди технических проблем, которые в настоящее время ограничивают использование LD, основным вопросом является получение надежной и длительной привязанности глубокого проникновения лазерного доплеровского зонда на череп животного. Это очень важно для длительного мониторинга и если несколько датчиков используются для различных церебральных артерий территорий, как мы выполняем в нашей лаборатории.
В частности, длительное время хирургических требуется, если датчики крепятся к черепу использованием заусенцев отверстий или черепно винта, в то время как плохой сигнал и незащищенных вложений происходит, если одно волокно (с низким уровнем проникновения) LD датчики крепятся к черепу простой хирургического клея. Две волокна (глубокого проникновения) LD зонды обеспечивают более высокий и более последовательным сигналом, но они больше, чем одну зондов волокна и не может быть вприкреплены к черепу с помощью хирургического клея только.
В этом видео мы покажем наш оптимизированный для системы мониторинга мозговой перфузии во время переходного окклюзии средней мозговой артерии внутрипросветного нити в крысу. Мы опишем простой метод получения эффективных, на заказ, низкие затраты держатель для одного или нескольких двойных волокна (глубокого проникновения) LD зондов, которые будут использоваться для длительного мониторинга перфузии головного мозга над нетронутыми черепа.
Хирургические процедуры для переходных MCAO в крысу можно было увидеть в видео-статьи Uluc и его коллеги 10 и не показано на этом видео.
Protocol
Representative Results
Discussion
Мы разработали в доме простые и недорогие системы для надежного крепления одного или нескольких двойных волокна (глубокого проникновения) LD зондов к нетронутым череп крысы во время MCAO процедуры. Хотя и очевидно тривиальная задача, получение надежного крепления зонда LD с черепом на самом деле является серьезной проблемой в этой экспериментальной установки, так как это является необходимым условием для гладкого сигнала обнаружения и успешного мониторинга перфузии головного мозга.
Инвазивные процедуры, такие как заусенцы отверстия и костные винты, как правило, продлить время хирургических и ввести более экспериментальные переменные, связанные с трепанация черепа, и это может отбить у исследователей и воздерживаться от их использования LD мониторинга. С другой стороны, использование одного волокна (низкое проникновение) зонды, которые являются более тонкими и относительно легче клеить прямо на поверхности черепа, дает низкое качество сигнала и не может быть использована надежно взрослых крыс без сверления или истончение черепа.
Мы использовали простые и дешевые материалы, такие как натуральный каучук, пластиковые трубы и металлической стилет. Заказные держатель зонда может быть произведено в течение нескольких минут и адаптированы к условиям эксперимента. Эти держатели зонда может расположиться один или более глубокого проникновения LD зондов, для классической одном участке мониторинга на ишемические основной или нескольких местах мониторинга в различных артериальных территории в том же полушарии или между двумя полушариями. Многие владельцы зонд может быть произведено, химически стерилизуют, и хранить для будущего использования. Ветеринарная утвержденных хирургического клея (cyanoacrilate), ускоряется холодный воздух, используется для крепления держателя зонда к нетронутой поверхности крысы черепа, в зависимости от желаемой черепно координат. Наконец, зонд настройки далее закрепляется на месте по общему швов.
Общее время этого LD зонд настройки, после овладения этой техникой, составляет около 10 мин.
Как показал яп этом видео, мы регулярно контролировать перфузии головного мозга в центральной MCA территории (LD зонд 1: ишемическая ядро) и в периферийной территории MCA (LD зонд 2: в основном полутени область). В нашем недавнем исследовании мы показали, что изменчивость изменения кровотока в LD зонда 2 (означает 52% ± 16% SD, по сравнению с базовым) выше по сравнению с LD зонда 1 (означает 31% ± 6% SD, по сравнению с базовый уровень) и может быть использована для прогнозирования хода четыре результата.
Мы можем предоставить некоторые устранение неисправностей советы для исследователей, которые хотели бы использовать наш внутренний разработанной системы. В начале эксперимента, будьте осторожны, чтобы высушить очень хорошо поверхности черепа (с Merbromin и холодного воздуха) перед установкой держателя зонда для предотвращения преждевременной отслойки. Кроме того, не забудьте нанести клей на натуральный каучук, избегая контакта с открытым концом пластиковой трубки и оптического поверхности LD зонд, чтобы предотвратить плохой сигнал и потенциального ущерба для зонда. Когда связывая нить вокруг головы животного, будьте осторожны, чтобы избежать обструкции дыхательных путей (это предотвратить, установив шов на нижней челюсти). После размещения и крепления зондов, будьте осторожны, чтобы не кабелей тяговых зонда при повороте животное в положении лежа на спине шейки хирургии; этот шаг, как правило, требуется два человека, один человек держит животное и второе лицо, занимающее кабели датчиков и аккуратно их позиционирования в нужное положение. Наконец, возможное заражение крови двойным слоем LD зонд легко управляется после очистки инструкции, предоставленной производителем.
Наша оптимизированная система для мониторинга мозговой перфузии, как показано на этом видео, могли бы обеспечить более простой, быстрой и надежной альтернативой зонд настройки системы, которые в настоящее время продаются коммерческими компаниями в этой области. Кроме того, мы считаем, что использование этой системы на другие исследователи могут повысить шпилькиУ церебральной гемодинамики в экспериментальных инсульта поля, что приводит к развитию нового поколения мозговой терапии залога.
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы благодарим г-жа Каролин Робертсон за голос за кадром и Елена Pirovano за помощь в видео-продукции. Это исследование было поддержано Университета Milano Bicocca, "Fondo ди 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 |
Referências
- 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).
