Acceso al cerebro porcino a través de una craneectomía con taladro neumático de alta velocidad
Summary
Este protocolo describe la realización de una craniectomía utilizando un taladro neumático de alta velocidad en un cerdo Landrace danés de 3 meses de edad. El acceso se realiza a través del hueso frontal y revela la duramadre ventral y los hemisferios cerebrales subyacentes. Este procedimiento permite acceder a una gran parte del cerebro del cerdo.
Abstract
El uso de cerdos como modelo animal experimental es especialmente relevante en la investigación en neurociencia, ya que el sistema nervioso central (SNC) porcino y humano comparten muchas propiedades funcionales y arquitectónicas importantes. En consecuencia, se espera que los cerdos tengan un papel cada vez más importante en las futuras investigaciones sobre diversas enfermedades neurológicas. En este trabajo se describe un método para realizar una craniectomía anterior a través del hueso frontal porcino. Después de una incisión en la línea media y la posterior exposición del hueso frontal porcino, se utilizan puntos de referencia anatómicos para garantizar la ubicación óptima de la craneectomía. Mediante el adelgazamiento cuidadoso y gradual del hueso frontal con una fresa redondeada, se logra una apertura rectangular a la duramadre y los hemisferios cerebrales subyacentes. El método presentado requiere ciertos materiales quirúrgicos, incluido un taladro neumático de alta velocidad, y cierto grado de experiencia quirúrgica. Las posibles complicaciones incluyen lesiones no deseadas de la duramadre o del seno sagital dorsal. Sin embargo, el método es simple, eficiente en el tiempo y ofrece un alto grado de reproducibilidad para los investigadores. Si se realiza correctamente, la técnica expone una gran parte del cerebro del cerdo no afectado para diversos análisis o neuromonitoreo.
Introduction
En general, los modelos animales se utilizan cuando las limitaciones prácticas y/o éticas prohíben el uso de pacientes humanos para examinar enfermedades o probar métodos quirúrgicos. Por lo general, se establecen nuevos modelos animales para proporcionar nuevos conocimientos con valor traslacional a las condiciones humanas. Los roedores se utilizan a menudo debido a consideraciones prácticas y financieras, pero tienen un valor traslacional limitado para los humanos, especialmente debido a diferencias anatómicas sustanciales1. Los cerdos, sin embargo, ofrecen varias ventajas en comparación con los roedores. Los cerdos no solo comparten varias características anatómicas, fisiológicas, metabólicas y genéticas clave con los humanos, sino que el tamaño de los sistemas de órganos porcinos puede adaptarse al peso para parecerse a los órganos humanos. Esto confiere a los cerdos un papel único entre los modelos animales quirúrgicos y en el entrenamiento de procedimientos4. Aunque el uso de modelos porcinos requiere ciertas capacidades prácticas y financieras en comparación con el uso de roedores, los cerdos ofrecen una opción financiera y éticamente más aceptable en comparación con el uso de primates no humanos.
El cerebro porcino es de particular interés en la investigación en neurociencia traslacional. En primer lugar, la arquitectura del cerebro del cerdo es similar a la del cerebro humano, ya que ambos son predominantemente de materia blanca y giroencefálicos 3,5,6. En segundo lugar, el mayor tamaño del cerebro de los cerdos en comparación con el de los roedores permite el uso de equipos quirúrgicos y diversas modalidades de imagen equivalentes a las utilizadas en el ámbito clínico 7,8. En consecuencia, varios modelos porcinos se han utilizado ampliamente en la investigación en neurociencia en las últimas décadas9. Sin embargo, la mayoría de estos modelos porcinos del SNC requieren un análisis directo del tejido cerebral, que puede obtenerse de diversas maneras (por ejemplo, implantación de catéteres o electrodos, biopsias de tejido, etc.) 10. Dado que la mayoría de estas modalidades requieren cierto grado de instrumentalización y acceso directo al cerebro, se deben considerar diferentes enfoques para el acceso quirúrgico.
Este método consiste en realizar una craniectomía anterior a través del hueso frontal en una cerda Landrace danesa sedada de 3 meses de edad. El propósito general de este manuscrito es describir un método para exponer una gran proporción del cerebro porcino ventral a través de una craniectomía utilizando un taladro neumático de alta velocidad. El primer paso es colocar al sujeto en una posición adecuada con la cabeza elevada. Dado que el cráneo porcino es bastante diferente al de los humanos, el segundo paso consiste en planificar la colocación de la craniectomía utilizando varios puntos de referencia anatómicos. El tercer paso es acceder a la duramadre subyacente que cubre ambos hemisferios sin dañarla.
Protocol
Representative Results
Discussion
El procedimiento demostrado implica varios pasos críticos. En primer lugar, la planificación precisa de la ubicación de la craniectomía es crucial debido a la composición del cráneo porcino. Dado que el grosor del hueso frontal porcino aumenta en los bordes laterales, colocar la abertura demasiado lateralmente11 puede dificultar el alcance de la duramadre durante la perforación. Además, es importante ubicar la abertura correctamente dentro de la línea media para reducir el riesgo de daño…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Los autores desean expresar su gratitud por el apoyo y la experiencia técnica compartidos por el personal del Laboratorio Biomédico del Hospital Universitario de Aalborg, Dinamarca.
Materials
| 10 mL plastic syrringes | Becton, Dickinson and Company | 303219 | |
| 107 Microdialysis pump | M Dialysis | P000127 | 107 Microdialysis Pump |
| 2 mL plastic syrringes | Becton, Dickinson and Company | 300928 | |
| 25 mm, 18 G needles | Becton, Dickinson and Company | 304100 | |
| Bair Hugger heater | 3M | B5005241003 | |
| Bair Hugger heating blanket | 3M | B5005241003 | |
| Batery for microdialysis pump | M Dialysis | 8001788 | Battery 6V, 106 & MD Pump |
| Dissector | Karl Storz | 223535 | Flattended 3 mm dissector |
| Endotracheal tube size 6.5 | DVMed | DVM-107860 | Cuffed endotracheal tube |
| Euthasol Vet | Dechra Veterinary Products A/S | 380019 | phentobarbital for euthanazia, 400 mg/mL |
| Farabeuf Rougine | Mahr Surgical | Flat headed rougine (12 mm) | |
| Foley Catheter 12 F | Becton, Dickinson and Company | D175812E | Catherter with in-built thermosensor |
| Intravenous sheath | Coris Avanti | Avanti Cordis Femoral Sheath 6 F | |
| Microdialysis brain catheters | M Dialysis | P000050 | membrane length 10 mm -shaft 100 mm 4/pkg |
| Microdialysis syringe | M Dialysis | 8010191 | 106 Pump Syringe 20/pkg |
| Microvials for microdialysis sampling | M Dialysis | P000001 | Microvials 250/pkg |
| Operating table | |||
| Pneumatic high-speed drill | Medtronic | Medtronic Midas Rex 7 drill | |
| Primus respirator | Dräger | Respirator with in-built vaporiser for supplementary Sevofluran anesthesia | |
| Rounded diamond drill | Medtronic | 7BA40D-MN | |
| Self-retaining retractor | World Precission Instruments | 501722 | Weitlander retractor, self-retaining, 14 cm blunt |
| Sterile Saline | Fresnius Kabi | 805541 | 1000 mL |
| Sterile surgical swaps | |||
| Surgical scalpel no 24 | Swann Morton | 5.03396E+12 | Swann Morton Sterile Disposable Scalpel No. 24 |
| Zoletil Vet | Virbac | Medical mixture for induction of anesthesia |
References
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