Système optimisé pour la surveillance de la perfusion cérébrale chez le rat des maladies du intraluminale occlusion de l'artère cérébrale moyenne
Summary
Surveillance perfusion cérébrale a été démontré pour améliorer la précision dans ischémiques modèles d'AVC. Les difficultés techniques limitent souvent l'utilisation de cet outil essentiel pour la recherche vasculaire cérébral. Dans cette vidéo, un système optimisé est indiqué pour obtenir un contrôle simple ou multi-sites hémodynamique pendant intraluminale occlusion de l'artère cérébrale moyenne chez le rat.
Abstract
Le potentiel de translation de recherche pré-clinique AVC dépend de la précision de la modélisation expérimentale. Suivi la perfusion cérébrale dans des modèles animaux d'AVC ischémique aigu permet de confirmer le succès occlusion artérielle et d'exclure une hémorragie méningée. Surveillance perfusion cérébrale peut également être utilisée pour étudier la circulation collatérale intracrânienne, qui est en train de devenir un puissant déterminant de l'issue accident vasculaire cérébral et une cible thérapeutique possible. En dépit d'un rôle reconnu de la surveillance Laser Doppler perfusion dans le cadre des lignes directrices actuelles pour l'ischémie cérébrale expérimentale, un certain nombre de difficultés techniques existent qui limite son utilisation à grande échelle. L'un des problèmes majeurs est l'obtention d'un attachement sécurisant et prolongée d'une sonde de profondeur de pénétration laser Doppler au crâne animal. Dans cette vidéo, nous montrons notre système optimisé pour la surveillance de la perfusion cérébrale au cours occlusion transitoire de l'artère cérébrale moyenne par le filament intraluminal chez le rat. Nous j'ai développén-maison d'une méthode simple pour obtenir un support sur mesure pour bi-fibres (profondeur de pénétration) des sondes Doppler laser, qui permettent multi-sites de surveillance si nécessaire. Une surveillance continue et prolongée de la perfusion cérébrale pourrait facilement être obtenu sur le crâne intact.
Introduction
Recherche translationnelle sur les facteurs hémodynamiques concernant la physiopathologie et thérapie course doit être mis en œuvre, depuis cette importante question est souvent paradoxalement négligé par les études de recherche de base 1.
Suivi la perfusion cérébrale est un outil essentiel, mais sous-utilisé, pour la modélisation précise course ischémique 2. Mis à part la confirmation de l'occlusion vasculaire artérielle et de l'exclusion de 3 hémorragie méningée, une surveillance continue de perfusion cérébrale peuvent fournir des données utiles sur le degré et la cohérence de déficit de perfusion, l'état fonctionnel des vaisseaux collatéraux intracrâniennes et l'effet hémodynamique de nouvelles approches thérapeutiques.
Une étude récente de notre groupe montrent que la surveillance hémodynamique multi-sites peuvent être utilisés pour évaluer la circulation collatérale intracrânienne et peuvent prédire la taille de l'infarctus et déficit fonctionnel 4. Ces résultats expérimentaux sont consistent avec des études cliniques qui ont montré que les performances fonctionnelles de la circulation collatérale cérébrale est prédictif de la réponse clinique chez les patients avec AVC ischémique 5, 6. Pour cette raison, les collatérales cérébrales ont été préconisés comme une cible potentielle thérapeutique dans la phase aiguë de 7 accident vasculaire cérébral ischémique.
Laser-Doppler (LD) instruments sont l'outil le plus couramment utilisé pour mesurer la perfusion cérébrale dans l'AVC ischémique expérimentale et leur utilisation est recommandée par les directives récentes sur ce thème 8. LD perfusion microvasculaire instruments de mesure dans un petit volume cortical, la profondeur du signal enregistré étant fonction de la largeur de séparation des fibres, avec deux sondes LD fibres permettant une pénétration plus profonde par rapport à des sondes individuelles de fibres LD 9. Les valeurs du flux sanguin sont exprimés en unités arbitraires de perfusion (PU) qui indiquent relative plutôt que la circulation sanguine cérébrale absolue. Calibration de PU est généralement effectuée usinnormes motilité g, selon les instructions du fabricant. LD débitmétrie permet une surveillance continue, dynamique et production de données quantitatives au sein de la même session.
Parmi les problèmes techniques qui limitent actuellement l'utilisation de LD, un enjeu majeur est d'obtenir une fixation sûre et prolongée d'une sonde de profondeur de pénétration laser Doppler au crâne animal. Cela est essentiel pour une surveillance prolongée et si plusieurs sondes sont utilisées pour différents territoires artériels cérébraux, comme nous jouons dans notre laboratoire.
En particulier, allongement du temps opératoire est nécessaire si les sondes sont fixées à l'aide de crâne trépanations crâniennes ou de vis, tandis que de mauvaise réception et de fixation non sécurisé se produit si seule fibre (faible pénétration) LD sondes sont fixées sur le crâne de la colle chirurgicale simple. Jumeaux de fibres (profondeur de pénétration) des sondes LD fournir un signal plus élevée et plus constante, mais elles sont plus grandes que les sondes à fibre unique et ne peut pas être àattachée à l'aide d'une colle chirurgicale crâne seulement.
Dans cette vidéo, nous montrons notre système optimisé pour la surveillance de la perfusion cérébrale au cours occlusion transitoire de l'artère cérébrale moyenne par le filament intraluminal chez le rat. Nous décrivons une méthode simple pour obtenir un système efficace, sur mesure, support à faible coût pour simple ou multiple bi-fibre (profondeur de pénétration) des sondes LD, être utilisé pour la surveillance prolongée de la perfusion cérébrale sur le crâne intact.
La procédure chirurgicale pour MCAO transitoire chez le rat pourrait être vu dans la vidéo-article de Uluç et ses collègues 10 et n'est pas représenté dans cette vidéo.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nous avons développé en interne un système simple et peu coûteux pour une fixation sûre de l'une ou plusieurs double-fibres (pénétration profonde) sondes LD au crâne intact du rat au cours de la procédure MCAO. Même s'il semble un problème trivial, l'obtention d'une fixation fiable de la sonde de LD au crâne est en fait un problème majeur dans ce cadre expérimental, puisque c'est la condition sine qua non pour un signal de détection lisse et un bon suivi de la perfusion cérébrale.
Les procédures invasives, comme les trous de trépan et vis à os, le plus souvent de prolonger la durée de la chirurgie et d'introduire davantage de variables expérimentales liées à la craniotomie, ce qui peut décourager les chercheurs et les s'abstenir d'utiliser la surveillance LD. D'autre part, l'utilisation de la fibre unique (faible pénétration) des sondes, qui sont plus minces et relativement facile d'être collé directement sur la surface du crâne, donne mauvaise qualité du signal et ne peut pas être utilisée de manière fiable avec des rats adultes sans percer ni fluidifier le crâne.
Nous avons utilisé des matériaux simples et peu coûteux, tels que le caoutchouc naturel, des tubes en plastique et un stylet métallique. Un support de sonde sur mesure peut être réalisée en quelques minutes et adaptée aux conditions expérimentales. Ces supports de sondes peut accueillir une ou plusieurs sondes de pénétration profonde LD, pour la surveillance du site classique unique sur le noyau ischémique ou plusieurs sites de surveillance dans les différents territoires artériels dans le même hémisphère ou dans les deux hémisphères. De nombreux supports de sondes pourraient être produites, stérilisé chimiquement, et stockés pour une utilisation future. Vétérinaire agréé colle chirurgicale (cyanoacrilate), accélérée par l'air froid, est utilisé pour fixer le support de sonde sur la surface du crâne intact rat, selon les coordonnées désirées crâniens. Enfin, la sonde mise en place est en outre maintenue en place par des sutures communs.
Le temps global de cette sonde LD set-up, après avoir maîtrisé cette technique, est d'environ 10 min.
Comme le montre in cette vidéo, nous avons l'habitude de surveiller la perfusion cérébrale dans le territoire central MCA (LD sonde 1: noyau ischémique) et dans le territoire périphérique MCA (LD sonde 2: principalement une zone de pénombre). Dans notre étude récente, nous avons montré que la variabilité des changements du flux sanguin dans LD sonde 2 (moyenne 52% ± 16% SD, par rapport à la ligne de base) est plus élevé par rapport à la sonde LD 1 (moyenne 31% ± 6% SD, par rapport à la de référence) et peut être utilisée pour prédire 4 Résultat course.
Nous pouvons fournir quelques conseils de dépannage pour les chercheurs qui souhaitent utiliser notre propre système développé. Au début de l'expérience, veillez à bien sécher la surface du crâne (avec merbromine et l'air froid) avant de fixer le support de la sonde pour éviter le décollement prématuré. En outre, veiller à appliquer la colle sur le caoutchouc naturel, en évitant le contact avec l'extrémité ouverte du tube de matière plastique et la surface optique de la sonde LD, pour empêcher signal faible et risque d'endommagement de la sonde. Lorsque attacher le fil de suture autour de la tête de l'animal, être prudent afin d'éviter l'obstruction des voies aériennes (ceci est empêché par le positionnement de la suture de l'os mandibulaire). Après le positionnement et la fixation des sondes, veiller à ne pas les câbles des sondes de traction dans les virages de l'animal en décubitus dorsal pour la chirurgie cervicale; cette étape nécessite habituellement deux personnes, une personne tenant l'animal et une deuxième personne détenant les câbles des sondes et doucement en les positionnant dans la position souhaitée. Enfin, la contamination du sang éventuelle de la sonde bi-fibre LD est facilement géré en suivant les instructions de nettoyage fournies par le fabricant.
Notre système optimisé pour la surveillance de la perfusion cérébrale, comme le montre cette vidéo, pourrait fournir une alternative plus facile, plus rapide et plus fiable pour la sonde mise en place des systèmes qui sont actuellement vendus par des sociétés commerciales dans ce domaine. En outre, nous pensons que l'utilisation de ce système par d'autres chercheurs peuvent améliorer le goujony du hémodynamique cérébrale dans le domaine expérimental course, menant à l'élaboration d'une nouvelle génération de produits thérapeutiques collatérales cérébrales.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous tenons à remercier Mme Caroline Robertson pour la voix-off et Mme Elena Pirovano pour son aide dans la production vidéo. Cette étude a été soutenue par l'Université de Milano Bicocca, "Fondo di 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 |
References
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