Zum Anzeigen dieser Inhalte ist ein JoVE-Abonnement erforderlich. Melden Sie sich an oder starten Sie Ihre kostenlose Testversion.
Method Article
* Diese Autoren haben gleichermaßen beigetragen
Wir beschreiben eine sehr reproduzierbare Methode zur dauerhaften Verschluss von einem Nagetier großen zerebralen Blutgefäßen. Diese Technik kann mit sehr wenig peripheren Schäden, minimale Blutverlust, eine hohe Rate der langfristigen Überleben und konsistente Infarktvolumen Einklang mit der menschlichen klinischen Bevölkerung erreicht werden.
Der Schlaganfall ist eine führende Ursache von Tod, Invalidität, Verlust und sozioökonomischen weltweit. Die Mehrheit aller Schlaganfälle resultieren aus einer Unterbrechung der Durchblutung (Ischämie) 1. Mittleren Hirnarterie (MCA) liefert eine große Mehrheit von Blut in der Seitenfläche des Kortex 2 ist die häufigste Lokalisation der menschlichen Schlaganfall 3 und Ischämie in seinem Hoheitsgebiet in umfangreichen Dysfunktion oder Tod 1,4,5 führen. Überlebende des ischämischen Schlaganfalls leiden oft unter Verlust oder Störungen der motorischen Fähigkeiten, sensorische Defizite und Infarkt. In dem Bemühen, diese wichtigen Eigenschaften eines Schlaganfalls zu erfassen, und dadurch wirksame Behandlung wird ein großer Wert auf Tiermodellen für Ischämie bei MCA platziert.
Hier präsentieren wir eine Methode dauerhaft Verschließen eines kortikalen Oberfläche der Blutgefäße. Wir präsentieren diese Methode an einem Beispiel eines relevanten Gefäßverschluss, dass die häufigste Art, Lage und outcom modellierte der menschlichen Schlaganfall, permanent mittleren Hirnarterie (pMCAO). In diesem Modell, wir chirurgisch freizulegen MCA in der erwachsenen Ratte und anschließend per Doppelklick Ligatur und Durchtrennung des Gefäß zu verschließen. Diese pMCAO blockiert die proximalen kortikalen Zweig MCA, wodurch Ischämie in allen MCA kortikalen Gebiet ein großer Teil der Hirnrinde. Diese Methode der Okklusion auch mehr distalen Abschnitte der kortikalen Gefäße zu verschließen, um mehr fokale Ischämie-Aktionen in einem kleineren Bereich des Kortex zu erreichen. Die Hauptnachteile pMCAO sind, dass das chirurgische Verfahren ein wenig invasive als kleiner Craniotomie ist erforderlich, um MCA zugreifen, auch wenn dies zu einer minimalen Gewebeschäden. Die wichtigsten Vorteile dieses Modells sind jedoch: die Stelle des Verschlusses ist gut definiert, der Grad der verminderte Durchblutung ist konsistent, funktionale und neurologische Beeinträchtigung erfolgt rasch, ist Infarktgröße konsistent und die hohe Rate der Überleben ermöglicht lange Begriff chronische Einschätzung.
Um ischämischen Bedingungen, die effektiv zu imitieren menschliche ischämischen Schlaganfall zu induzieren, werden mehrere Tier Takt Modelle weit verbreitet eingesetzt wird, mit unterschiedlichen Volumina resultierenden Infarkt. Im photothrombotic Modell wird das Gehirn durch die intakte Schädel bestrahlt mit Laserbestrahlung nach intravenöser Injektion einer lichtempfindlichen Substanz (wie Rose-Bengal), was zu photochemischen Koagulation, Verstopfung der bestrahlten Gefäße und Ischämie in das umgebende Gewebe 6, 7. Photothrombose können in sehr kleinen, isolierten Regionen Infarkt führen und ist in der Regel als Mittel der Modellierung "Mini-Schlaganfälle" oder "Mikro-Schläge" verwendet.
Der breitere Anwendung Technik zum Induzieren ischämischen Schlaganfall, insbesondere in der mittleren zerebralen Arterie (MCA), das intraluminale Monofilament Modell 8, bei dem ein Filament chirurgisch in die äußere Halsschlagader eingeführt und vorgeschoben, bis die Spitze die Basis verschließt MCA. A primary Herausforderung intraluminale Filament Okklusion ist die hohe Sterblichkeit (70% bei MCA für 3 Stunden, eine relevante Zeitpunkt für Schlaganfall-Forschung verschlossen ist) 9. Andere Probleme mit der Methode einbezogen möglich Subarachnoidalblutung, unvollständige Okklusion und variable Infarktvolumen 10,11. Dieses Modell führt zu einer umfangreichen Grad der Infarkt sowohl im Cortex und subkortikal 12 und ein Modell eines menschlichen massiven Schlaganfall.
Obwohl sowohl Mikro-und schweren Schlaganfall Modelle wichtig sind, sind menschliche Schlaganfälle typischerweise irgendwo dazwischen. In großen klinischen Studien, Schlaganfall Infarkt reicht in der Größe von 28 bis 80 cm 3, die 4,5 bis 14% der ipsi-ischämische Hemisphäre 9 übersetzt. Im Vergleich dazu unsere Ratte pMCAO Infarkt Größe reicht von etwa 9-35 mm 3, die 3 bis 12% der ipsi-ischämische Hemisphäre darstellt. Unsere pMCAO Modell, daher ähnelt menschlichen ischämischen Schlaganfall Infarkt Bände Prozentsatz des GehirnsVolumen.
Neben der Modellierung der strukturellen Schädigung von Schlaganfall, pMCAO Ergebnisse in funktionale und Verhaltensdefiziten ähnlich dem menschlichen Zustand. Zumindest ein effektives Modell für Schlaganfall führt zu einer Bewegung Defizite Gegenseite zu streicheln Schaden 13-15, Verlust oder Störung der motorischen und sensorischen Funktion 16,17, Verlust oder Störung der neuronalen Aktivität hervorgerufen 16,18, Ermäßigungen in Hirndurchblutung 19, 20 und 21,22 Infarkt. Dementsprechend hat sich unsere pMCAO Modelle eine ernsthafte Verschluss der MCA in körperlicher Behinderung, Verlust der Funktion innerhalb des sensorischen Kortex (und benachbarten Kortex), Störung der neuronalen Aktivität, eine starke Reduktion in MCA Blutfluss und Infarkt-Kennzeichen Attribute des ischämischen Schlaganfalls 23 -25 daher als wirksames Modell der menschlichen Schlaganfall.
Prozedural beinhaltet pMCAO eine kleine Kraniotomie, in denen wir vorsichtig den Schädel und Duraa 2 x 2 mm "chirurgischen Fenster" über den ersten (M1) Segment der MCA, kurz vor der Gabelung der primären MCA in den vorderen und hinteren kortikalen Äste (1A und 1B). Wir passieren eine halbe Kurve Negativ Schneiden Nähnadel und Faden (6-0 Seide) durch die Pia Schicht der Hirnhäute, unterhalb und oberhalb des MCA kortikalen Oberfläche (siehe Tabelle der spezifischen Reagenzien und Geräte für die chirurgische Versorgung notwendig für die Durchführung pMCAO ). Wir haben dann eine doppelte Ligatur binden, ziehen Sie die beiden Knoten um MCA und durchschneiden das Schiff zwischen den beiden Knoten. Die doppelte Ligatur und Durchtrennung durch M1 tritt nur distal der lentikulostriatalen Verzweigung, so dass nur die kortikalen Äste betroffen MCA-also nur kortikalen Infarkt (kein subcortical Schaden) tritt 26,27 (Abbildung 2) sind. Obwohl menschlichen Schlaganfall oft mit subkortikalen Infarkt, Modellierung dies bei Nagern erfordert erhöhte Invasivität (Verschließen Hirngefäße vor kortikalen Branching erfordert Zugriff Arterien über die Halsschlagader in den Hals und erfordert zusätzliche Einschlüsse) in Technik und erhöhte Variabilität in Infarktgröße. Das hier beschriebene Modell kann nicht mehr proximal durchgeführt werden, wie den Zugriff auf frühere Zweige der MCA ist nicht über eine einfache Kraniotomie möglich. Zwar mag es möglich, eine chirurgisch subkortikalen Infarkt über pMCAO induzieren würde Okklusion bringen eine extrem invasive Verfahren und ist daher nicht ideal.
Wirksamkeit der Okklusion kann über Laser-Doppler-oder Laser-Speckle-Imaging 12,24,25 (Abbildung 3) oder histologisch post-mortem (Abbildung 2) bestätigt werden. Es sollte angemerkt werden, dass die bisherigen Untersuchungen haben gezeigt, dass sensorische Stimulation kann eine wichtige Rolle in der Entwicklung und das Ergebnis der Infarkt spielen; verleiht Schutz vor Beschädigung, wenn innerhalb von 2 h pMCAO verabreicht und verursacht einen Anstieg in der Schlaganfall-Schaden, wenn bei 3 Stunden nach pMCAO verabreicht 24,25,28. Wir haben bestätigt, dass bei 5 h nach pMCAO, Stimulation nicht mehr wirkt zum Ergebnis (unveröffentlichte Daten). Daher sollten sensorische Stimulation von Themen für 5 Stunden nach Infarkt zu pMCAO Bände mit minimaler Variabilität erhalten minimiert werden. Dementsprechend läuft unsere Gruppe "unbehandelten Kontrollen" dieser Art, indem sie narkotisierten Ratten für 5 Stunden nach der pMCAO, in der Dunkelheit, mit minimal sensorische Stimulation, und ausdrücklich nicht Whisker Stimulation.
Es sollte ferner angemerkt werden, dass gelegentliche Variation MCA Struktur, einschließlich übermäßiger Verzweigung, mehrere primäre Segmente oder das Fehlen der Kommunikation Arterien mit einer Frequenz von 10 bis 30% in erwachsenen männlichen Sprague Dawley Ratten 29,30 auftreten. Wenn Anomalien in MCA beobachtet werden, ist es ratsam, nicht zu diesem speziellen Thema wie das Hinzufügen Tiere mit solchen Gefäßveränderungen wird Infarkt Variabilität erhöhen verwenden.
Darüber hinaus gibt es verschiedene praktische Aspekte our Verfahren, die diese Methode vorteilhaft Okklusion für Schlaganfall Untersuchung zu machen. Erstens kann Nähte rund um die Arterie platziert werden, aber nicht angezogen, um eine Beurteilung der Ausgangslage, von post-ischämische Einschätzung nach Unterbindung und Durchtrennung gefolgt sammeln. Auf diese Weise ist die chirurgische Zubereitung, die für den Verschluss wirksam für gesteuert wird, innerhalb der Subjekte. Da Fächer kann stationär bleiben oder in einem stereotaktischen Rahmen während Okklusion ist es möglich, experimentelle Bestimmung der einzelnen Fächer vor leiten, während und nach der Okklusion, ohne den Gegenstand zu stören oder jede Versuchsanordnung verwendet 25,28. Darüber hinaus führt dieses Verfahren zu einer sehr geringen Sterblichkeit, auch innerhalb Alters Nagetier Themen 21-24 Monate alt (äquivalent zu einem älteren Menschen) 31, und können daher verwendet werden, um Behandlungen Schlaganfall bei Ratten zu beurteilen, die genauer modellieren die häufigste Altersklasse von Schlaganfall-Kranken 25,28. Schiff transection dient auch mehrere praktische Zwecke. Das Fehlen von Blutungen nach Durchtrennung bestätigt, dass das Schiff wurde komplett an beiden Seiten Ligatur verschlossen. Zusätzlich sorgt eine permanente Störung Durchtrennung des Blutflusses. Schließlich sorgt, dass eine Durchtrennung des Blutflusses in den distalen Abschnitten des verschlossenen Gefäßes erfasst muss von einer anderen Quelle kommen.
Schließlich, obwohl wir beschreiben speziell diese Technik zur Okklusion MCA in diesem Manuskript und Video kann die gleiche Doppel-Ligatur Durchtrennung Technik irgendeinem Hirngefäßes die über Craniotomie zugegriffen werden kann, angewendet werden. Unser Labor, zum Beispiel in Verbindung pMCAO genutzt mit mehreren zusätzlichen dauerhaften Verschlüssen der distalen Äste MCA, um sowohl primäre und Sicherheiten Blutfluss 24 in einer Art und Weise zu blockieren ähnlich Techniken entwickelt, um selektiv induzieren Ischämie im primären somatosensorischen Kortex 32.
Abschließend tseine Methode zur permanenten Okklusion zu MCA angewendet eng modelliert drei primären Facetten des menschlichen ischämischen Schlaganfall: die häufigste Lokalisation (MCA), Typ (Ischämie), und der Grad der Beschädigung (Infarkt) mit der klinischen Literatur Schlaganfall. Darüber hinaus kann diese Methode der Okklusion auf einzelne oder mehrere Seiten Okklusion im gesamten Gehirn angewendet werden und kann bei älteren Patienten mit einer hohen Rate des Überlebens durchgeführt werden. Angesichts der dynamischen, permanent, und relativ nicht-invasive Natur dieses Okklusion, stellt diese Technik ein zusätzliches Werkzeug für die präklinische Evaluierung Forscher neue Ansätze für den Schutz vor und Behandlung von Schlaganfällen.
1. Erste Schritte: Erforderlich Chirurgische Instrumente
Siehe Abbildung 4.
2. Erstellen des OP-Fenster
WICHTIGER HINWEIS: Stoppen Ausdünnung, wenn die Dicke des Schädels ist ähnlich der Plastikfolie. Das Gefäß reißt, wenn der Bohrer bricht durch den Schädel und Dura. Wenn der Schädel ist dünn genug, auf der anderen Seite, wird das Entfernen es zur Occlusion schwierig und kann zu Schäden an der Rinde oder Arterie führen.
HINWEIS: Schneiden die Dura wird dazu führen, dass schälen und MCA wird mehr im Vordergrund, als Folge der verminderten Druck.
3. Verschließen der MCA
HINWEIS: Wenn eine interne Schein erwünscht ist, bereiten die Okklusion Verlassen der Okklusion Knoten locker, so dass sie nicht einengen MCA überhaupt und sammeln Daten vor dem Anziehen der Knoten und Schneiden des Schiffes. Schneiden Sie den Faden zu verhindern, dass sie ihn über alles vor der Okklusion, aber lassen Sie genügend Faden um die Verschärfung der Knoten später. Auf diese Weise kann jede Grundlinie Bildgebung oder Datenerfassung mit all den gleichen operativen Eingriff als der Okklusion und der Knoten auf der geeigneten Zeitpunkt mit wenig Verzögerung angezogen durchgeführt werden.
4. Sterbehilfe
Erfolgreiche Verschluss eines Gefäßes kann bestätigt werden mittels Laser Speckle-Imaging (LSI) unter anderem die Durchblutung bildgebenden Verfahren werden. Der Blutfluss in der großen kortikalen Zweige MCA sollte ~ 25% des Ausgangswertes oder weniger nach einem Verschluss abhängig von der Höhe des Rauschens in dem Aufzeichnungssystem und Empfindlichkeit der Technik fallen. Abbildung 3 zeigt eine repräsentative LSI Bild von einem Segment eines kortikalen Zweig MCA vor und nach d...
Dieses Protokoll wurde entwickelt, um Ischämie im Nagetier Kortex induzieren, und zwar mit minimalen Auswirkungen auf die peripheren Versuchspersonen. Die Doppel-Okklusion und Durchtrennung Verfahren ermöglicht die visuelle Bestätigung, dass das Gefäß wurde fest verschlossen und können ohne übermäßiges Eindringen oder Gewebeschäden, und mit einer hohen Überlebensrate durchgeführt werden. Dieses Protokoll kann Okklusion einem kortikalen Behälter, die über Craniotomie zugegriffen werden kann, um Ischämie in...
Die Autoren haben nichts zu diesem Zeitpunkt offen.
Diese Arbeit wurde von der American Heart Association Promotionsstipendium 788808-41910, das NIH-NINDS NS-066001 und NS-055832, und das Zentrum für Hören Forschung NIH Ausbildungsförderung 1T32DC010775-01 unterstützt.
Name of the equipment | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
Extra Fine Graefe Forceps - 0.5 mm Tips Slight Curve (1) | Fine Science Tools | 11151-10 | |
Ceramic Coated Dumont #5 Forceps (2) | Fine Science Tools | 11252-50 | |
Extra Fine Bonn Scissors, straight (1) | Fine Science Tools | 14084-08 | |
Round 3/8 (16 mm) Suture Needles | Fine Science Tools | 12050-02 | |
6-0 Braided Silk Suture | Fine Science Tools | NC9071061 Harvard Apparatus No.:510461 | |
30 gauge needle, ½" length | Fine Science Tools | NC9867376 No.:ZT-5-030-5-L/COL |
Genehmigung beantragen, um den Text oder die Abbildungen dieses JoVE-Artikels zu verwenden
Genehmigung beantragenThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Alle Rechte vorbehalten