Sistema ottimizzato per il monitoraggio perfusione cerebrale nel modello Rat Stroke of intraluminale occlusione dell'arteria cerebrale media
Summary
Monitoraggio perfusione cerebrale è stata dimostrata per migliorare l'accuratezza in modelli ictus ischemico. Le difficoltà tecniche spesso limitano l'uso di questo strumento essenziale per la ricerca cerebrovascolare. In questo video, un sistema ottimizzato viene mostrato per ottenere un monitoraggio singolo o multi-sito emodinamico durante intraluminale occlusione dell'arteria cerebrale media nel ratto.
Abstract
Il potenziale traslazionale di pre-clinica corsa dipende dalla precisione di modellazione sperimentale. Monitoraggio della perfusione cerebrale in modelli animali di ictus ischemico acuto permette di confermare il successo occlusione arteriosa ed escludere emorragia subaracnoidea. Monitoraggio della perfusione cerebrale può essere utilizzato anche per studiare la circolazione intracranica collaterale, che sta emergendo come fattori determinanti per la corsa e il risultato possibile bersaglio terapeutico. Nonostante un ruolo riconosciuto di monitoraggio laser Doppler perfusione nel quadro delle attuali linee guida per l'ischemia cerebrale sperimentale, una serie di difficoltà tecniche idonee che ne limitano l'uso diffuso. Uno dei problemi principali è l'ottenimento di un attaccamento sicuro e prolungato di una profonda penetrazione del laser Doppler sonda al cranio animale. In questo video, dimostriamo il nostro sistema ottimizzato per il monitoraggio della perfusione cerebrale durante transitoria occlusione dell'arteria cerebrale media di filamento intraluminale nel ratto. Abbiamo sviluppato in-casa di un metodo semplice per ottenere un supporto su misura per doppia fibra (deep-penetrazione) sonde laser Doppler, che consentono multi-sito di monitoraggio, se necessario. Un monitoraggio continuo e prolungato di perfusione cerebrale potrebbe essere facilmente ottenuta nel cranio intatto.
Introduction
Ricerca traslazionale sui fattori che influenzano emodinamici fisiopatologia e la terapia ictus deve essere attuata, in quanto questa importante questione è spesso paradossalmente trascurato dagli studi di ricerca di base 1.
Monitoraggio perfusione cerebrale è uno strumento essenziale, ma sottoutilizzata, per una precisa modellazione ictus ischemico 2. A parte la conferma di occlusione vaso arterioso e l'esclusione di emorragia subaracnoidea 3, il monitoraggio continuo della perfusione cerebrale può fornire dati utili circa il grado e la consistenza del deficit di perfusione, lo stato funzionale dei vasi collaterali intracranici e l'effetto emodinamico di nuovi approcci terapeutici.
Un recente studio condotto dal nostro gruppo indicano che il multi-sito di monitoraggio emodinamico possono essere utilizzati per valutare la circolazione intracranica garanzia e in grado di prevedere dimensioni dell'infarto e deficit funzionale 4. Questi risultati sperimentali sono consistent con studi clinici che hanno dimostrato che le prestazioni funzionali della circolazione collaterale cerebrale è predittivo di outcome clinico nei pazienti con ictus ischemico 5, 6. Per questo motivo, collaterali cerebrali sono stati proposti come potenziale bersaglio terapeutico nella fase acuta di ictus ischemico 7.
Laser-Doppler (LD) gli strumenti sono lo strumento più utilizzato per misurare la perfusione cerebrale in experimental ictus ischemico e il loro utilizzo è raccomandato dalle linee guida più recenti su questo tema 8. LD perfusione microvascolare strumenti misurano in un piccolo volume corticale, la profondità del segnale registrato dipendere dalla larghezza di separazione delle fibre, con sonde gemelle fibra LD permettono una penetrazione più profonda rispetto alle sonde singole fibre LD 9. Valori di flusso del sangue sono espressi come unità arbitrarie perfusione (PU) che indicano relativo piuttosto che assoluto del flusso sanguigno cerebrale. Taratura di PU è di solito eseguita usinnorme motilità g, secondo le istruzioni del produttore. LD flowmetry permette un continuo monitoraggio dinamico e generazione dei dati quantitativi all'interno della stessa sessione.
Tra i problemi tecnici che attualmente limitano l'uso di LD, una questione importante è l'ottenimento di un attaccamento sicuro e prolungato di una profonda penetrazione del laser Doppler sonda al cranio animale. Ciò è essenziale per il monitoraggio prolungato e se sonde multiple sono utilizzate per diversi territori arteriosi cerebrali, come si sta eseguendo nel nostro laboratorio.
In particolare, prolungato tempo chirurgico è necessario se le sonde sono collegate al cranio con fori bave o viti cranici, mentre poco segnale attaccamento unsecure verifica se fibra singola (bassa penetrazione) LD sonde sono attaccati al cranio dalla semplice colla chirurgica. Twin fibra (profonda penetrazione) sonde LD fornire un segnale più alto e più coerente, ma sono più grandi di sonde a singola fibra e non può esserestaccati al cranio con colla chirurgica solo.
In questo video, dimostriamo il nostro sistema ottimizzato per il monitoraggio della perfusione cerebrale durante transitoria occlusione dell'arteria cerebrale media di filamento intraluminale nel ratto. Descriviamo un metodo semplice per ottenere un efficiente, misura, titolare basso costo per singolo o multiplo twin-fibra (deep-penetrazione) sonde LD, da utilizzare per il monitoraggio prolungato di perfusione cerebrale sul cranio intatto.
La procedura chirurgica per MCAO transitoria nel ratto potrebbe essere visto nel video-articolo di Uluc e collaboratori 10 e non viene mostrato in questo video.
Protocol
Representative Results
Discussion
Abbiamo sviluppato in-house un sistema semplice ed economico per un attaccamento sicuro di una o più sonde a doppia fibra (penetrazione) LD al cranio intatto dei ratti durante la procedura MCAO. Seppur apparentemente un problema banale, ottenendo un fissaggio affidabile della sonda LD al cranio è in realtà una questione importante in questo modello sperimentale, in quanto è il presupposto per un segnale di rilevamento regolare e un monitoraggio efficace di perfusione cerebrale.
Procedure invasive, come i fori bave e le viti ossee, di solito prolungare il tempo chirurgico e introdurre variabili più sperimentali relativi alla craniotomia, e questo può scoraggiare i ricercatori ed evitare loro di utilizzare il monitoraggio LD. D'altra parte, l'uso di singola fibra (bassa penetrazione) sonde, che sono più sottili e relativamente facile da incollare direttamente alla superficie del cranio, dà bassa qualità del segnale e non può essere utilizzato in modo affidabile con ratti adulti senza forare o diradamento cranio.
Abbiamo usato materiali semplici e di basso costo, come la gomma naturale, tubi di plastica e un mandrino metallico. Una misura porta sonda può essere prodotta in pochi minuti e adattato alle condizioni sperimentali. Questi porta sonde in grado di ospitare uno o più profonda penetrazione sonde LD, per il monitoraggio classico singolo sito sul core ischemico o per più siti di monitoraggio in diversi territori arteriosi nello stesso emisfero o tra i due emisferi. Porta sonde molti potrebbe essere prodotta, chimicamente sterilizzato, e conservati per uso futuro. Veterinaria approvato colla chirurgica (cyanoacrilate), accelerati da aria fredda, è utilizzato per fissare il supporto sonda intatta la superficie del cranio ratto, secondo le coordinate craniche desiderati. Infine, la sonda set-up è ulteriormente fissato in posizione mediante suture comuni.
Il tempo complessivo di questa sonda LD set-up, dopo padroneggiare questa tecnica, è di circa 10 min.
Come ho mostraton questo video, regolarmente monitorare la perfusione cerebrale nel MCA centrale territorio (LD sonda 1: cuore ischemica) e nelle regioni periferiche MCA territorio (LD sonda 2: principalmente una zona penombra). Nel nostro recente studio abbiamo dimostrato che la variabilità delle variazioni del flusso sanguigno in LD sonda 2 (media 52% ± 16% SD, rispetto al basale) è maggiore rispetto al LD sonda 1 (media 31% ± 6% SD, rispetto al basale) e può essere usato per predire 4 tempi outcome.
Possiamo fornire alcuni consigli sulla risoluzione dei problemi per i ricercatori che desiderano utilizzare il nostro in-house sistema sviluppato. All'inizio dell'esperimento, fare attenzione ad asciugare molto bene la superficie del cranio (con Merbromina e aria fredda) prima di collegare il supporto sonda per evitare il distacco prematuro. Inoltre, assicurarsi di applicare la colla sulla gomma naturale, evitando il contatto con l'estremità aperta del tubo di plastica e la superficie ottica della sonda LD, per impedire poco segnale potenziali danni alla sonda. Nel legare la sutura intorno alla testa dell'animale, prestare attenzione per evitare l'ostruzione delle vie aeree (questo è impedito posizionando la sutura sopra l'osso mandibolare). Dopo aver posizionato e garantire le sonde, fare attenzione a non i cavi delle sonde di trazione quando si accende l'animale in posizione supina per la chirurgia del collo dell'utero, questo passaggio richiede di solito due persone, una persona che tiene l'animale e una seconda persona che tiene i cavi delle sonde e delicatamente posizionamento nella posizione desiderata. Infine, l'eventuale contaminazione del sangue del twin-fibra LD sonda è facilmente gestito seguendo le istruzioni fornite dal produttore.
Il nostro sistema ottimizzato per il monitoraggio di perfusione cerebrale, come mostrato in questo video, potrebbe fornire una alternativa più semplice, più rapido e più affidabile per la sonda set-up sistemi attualmente venduti da aziende commerciali in questo campo. Inoltre, si ritiene che l'uso di questo sistema da altri ricercatori possono aumentare il pernoy dell'emodinamica cerebrale nel campo sperimentale corsa, che portano allo sviluppo di una nuova generazione di terapie collaterali cerebrali.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ringraziamo la signora Caroline Robertson per il voice-over e la signora Elena Pirovano per la sua assistenza nella produzione video. Questo studio è stato sostenuto dall'Università degli Studi di 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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