Paraplejia reproducible por la oclusión de la aorta torácica en un modelo murino de la médula espinal por isquemia-reperfusión

Resumen

La falta de comprensión mecanicista de la médula espinal lesión por isquemia-reperfusión ha obstaculizado otros aditamentos para prevenir la paraplejia después de las operaciones de aorta de alto riesgo. Por lo tanto, el desarrollo de modelos animales es imperativo. Este manuscrito demuestra menor parálisis de las extremidades reproducible después de la oclusión de la aorta torácica en un modelo murino.

Resumen

Fondo
Parálisis de las extremidades inferiores sigue complicando las intervenciones de aorta. La falta de comprensión de la patología subyacente ha obstaculizado los avances para disminuir la incidencia de esta lesión. El modelo actual demuestra menor parálisis de las extremidades reproducible después de la oclusión de la aorta torácica.

Métodos
Ratones C57BL6 macho adultos fueron anestesiados con isoflurano. A través de una incisión cervicosternal la aorta fue expuesto. Las arterias aorta y subclavia izquierda torácica descendente se identificaron sin entrada en el espacio pleural. Esqueletonización de estas arterias fue seguido por el cierre inmediato (Sham) u oclusión de 4 min (isquemia moderada) o 8 min (isquemia prolongada). La esternotomía y la piel se cerraron y el ratón fue trasladado a la cama calentamiento para la recuperación. Después de la recuperación, el análisis funcional se obtuvo a los 12 intervalos h hasta las 48 h.

Resultados jove_content
Los ratones que fueron sometidos a cirugía simulada mostraron ningún déficit de las extremidades posteriores observable. Los ratones sometidos a isquemia moderada durante 4 min tuvieron déficit funcional mínima en 12 horas, seguido de la progresión a la parálisis completa a las 48 h. Los ratones sometidos a isquemia prolongada tenían una parálisis inmediata con ningún movimiento de las extremidades posteriores observable en cualquier punto en el postoperatorio. No había observado intraoperatoria o la mortalidad postoperatoria.

Conclusión
Reproducible inferior parálisis de las extremidades sean inmediatos o diferidos se puede lograr en un modelo murino. Además, mediante el uso de una esternotomía mediana y disección cuidadosa, las altas tasas de supervivencia, y reproducibilidad que se puede lograr.

Introducción

Parálisis de las extremidades inferiores sigue complicando intervenciones toracoabdominal. La lesión, conocida como la médula espinal lesión por isquemia-reperfusión (SCIR), resulta en la parálisis en hasta el 20% de los pacientes de alto riesgo ^1. Auxiliares quirúrgicas como el bypass cardíaco izquierdo, lumbar fluido drena cerbrospinal, paro circulatorio hipotérmico y reimplantación de la arteria intercostal han reducido la incidencia de esta complicación ^2, sin embargo, demasiados pacientes continúan siendo afectados.

Clínicamente, la isquemia de la médula espinal y lesión por reperfusión se considera como inmediata o tardía parálisis después de la intervención ^3. Sin embargo, nuestra comprensión de esta lesión ha sido sofocado por la falta de detalles mecanicista. Como resultado, algunas opciones están disponibles para atenuar el daño una vez que ha ocurrido.

Así, hemos alistado un animal pequeño, modelo murino de isquemia de la médula espinal, y la lesión de reperfusión amejor caracterizar su patogénesis. La mayoría de los estudios hasta la fecha han utilizado modelos animales más grandes para caracterizar esta lesión, a saber, la rata ^{4, 5} conejo, cerdo y ⁶ modelos. Sin embargo, éstos están limitados por su coste, la complejidad, la reproducibilidad variable y, lo más importante, la falta de técnicas disponibles para la manipulación genética. El más fiable de estos modelos animales publicados implica pinzamiento cruzado de infrarrenal de la aorta abdominal en conejos. Sin embargo, anteriores humano neuronas espinales más a menudo obtienen su suministro vascular de las ramas más proximales ^7. Anatomía vascular variable de la médula espinal en estos modelos añade a la dificultad en la transición de sus resultados en el uso clínico.

Este manuscrito presenta un modelo para la paraplejía inmediata o retardada después de la oclusión de la aorta torácica que es clínicamente relevante y fácil de emplear. Exposición del arco aórtico a través de mini sternotomi es menos invasivo y puede provocar resultados altamente reproducibles con mínima morbilidad y mortalidad. Si bien este modelo en no sin problemas y matices técnicos, éstos se pueden superar con una cuidadosa disección y manipulación de tejidos para producir un modelo de parálisis de las extremidades posteriores que se puede implementar fácilmente.

Protocolo

1. Preparación preoperatoria y anestesia

1. Asegúrese de seguir una técnica estéril durante todo el procedimiento. Coloque todos los instrumentos.
2. Girar en la cama control de la temperatura antes de la inducción de la anestesia de modo que pueda calentar a la temperatura apropiada (36,5 ° C). Potencia en el monitor de perfusión Doppler láser de modo que puede arrancar durante la inducción.
3. Coloque el ratón en la cámara de inducción.
   1. Controle cuidadosamente la frecuencia respiratoria del ratón durante la inducción.
   2. Tan pronto como la frecuencia respiratoria se ha ralentizado visualmente, quitar el ratón de la cámara de inducción.
   3. Realice pizca dedo del pie para evaluar la adecuación de la anestesia.
4. Con el ratón adecuadamente anestesiado, el lugar del ratón en la posición supina.
5. Inserte cara en cono de la nariz y asegure todas las extremidades a la mesa de la calefacción.
   1. Preste especial atención a que las extremidades están asegurados en posición anatómica, sin deviatia un lado. Si el ratón está colocado de forma incorrecta, es difícil evitar la transección de la arteria torácica interna durante la esternotomía.
6. El uso de máquinas de cortar o crema de depilación disponibles en el mercado, eliminar el vello del tórax en la línea media y la parte inferior izquierda la superficie ventral de la extremidad.
   1. Si se usa crema de depilación, evite dejar la crema en su lugar por más de 30 segundos, se pueden producir quemaduras como alcalinos.
7. Valorar concentración vaporizador anestésico volátil para mantener la anestesia adecuada.
   1. Fracciones vaporizador esperados son entre 1-5% utilizando isoflurano con alto flujo de _O2.
   2. Concentración vaporizador anestésico volátil debe ajustarse para mantener la anestesia durante la estimulación quirúrgica, manteniendo la respiración espontánea.

2. Colocación Laser Doppler sonda rectal

1. Inserte la sonda rectal lubricado en el recto del ratón. Asegure en su lugar para operAting cama.
2. Ajuste la cama de calefacción para una temperatura rectal objetivo de 36,5 ° C.
3. Hacer de la pequeña incisión sobre la arteria femoral del ratón y diseccionar la piel lejos del tejido subcutáneo.
4. Inserte la sonda Doppler láser sobre la arteria femoral.
5. Ajuste las posiciones de la sonda hasta que el monitor de perfusión registra mayor que 800 unidades de perfusión.
   1. Sonda firmemente en su lugar. Sondas fijado en forma incorrecta puede tener mediciones falsamente baja perfusión.

3. La disección del arco aórtico / arteria subclavia

1. Haga una incisión en la piel 2 cm por encima de la horquilla esternal y suavemente diseccionar la piel lejos del tejido subcutáneo.
2. Diseccionar la glándula submandibular libre.
   1. Si se presenta sangrado, presionar con suavidad puede ser aplicado con un algodón.
   2. Divida la glándula submandibular a través de la línea media en el plano avascular.
3. Levante suavemente el esternón con pinzas y con el scissSRO hacen 1 cm esternotomía media a través de la línea media del esternón. Cualquier desviación de la línea media puede resultar en hemorragia de la arteria mamaria interna que será difícil de controlar.
4. Coloque 5-0 suturas de retracción en cada lado en el borde del esternón y retraer esternón asegurar lateralmente suturas a la cama en funcionamiento. Evite colocar suturas de retracción demasiado lateralmente para prevenir el neumotórax.
5. Utilizando disección roma músculos correa libre a lo largo tráquea. El músculo correa de la izquierda se puede dividir con tijeras para mejorar la exposición.
6. Diseccionar liberar el timo del tejido circundante. Continuar disección roma hasta que se visualizan los grandes vasos. Tenga mucho cuidado para evitar la entrada en el espacio pleural.
7. Coloque las abrazaderas vasculares en el arco aórtico y la arteria subclavia izquierda.
8. Verifique el flujo distal ha interrumpido de manera apropiada. Esto será visto como una reducción> 90% en unidades de perfusión.
   1. Continuar oclusión de desirojo para 4-8 min.
9. Sacar la pinza vascular y verificar hemostasia antes del cierre del pecho.

4. Cierre de esternotomía y la piel

1. Retire la sutura de retracción en el lado izquierdo del ratón.
2. Cierre la esternotomía con la sutura de retracción derecha.
   1. Una sola sutura esternal (usando la puntada de retracción colocado previamente) es adecuada para el cierre esternal. Colocar otra puntada es innecesario y aumenta los riesgos de neumotórax y hemorragia.
3. Cerrar la piel con el funcionamiento de 5-0 puntada.

5. Evaluación y Recuperación postoperatoria

1. Transferir el ratón para jaula de recuperación. Jaula debe ser colocado sobre una almohadilla de calentamiento para aumentar la temperatura ambiente de la cámara de recuperación y reducir la pérdida de calor al medio ambiente.
2. Vigilar de cerca el ratón en busca de signos de dificultad respiratoria o la actividad convulsiva. Administrar la analgesia por directrices de la institución. Eutharatones nize inmediatamente si se observan convulsiones o dificultad respiratoria.
   1. CO ₂ eutanasia cámara es nuestro método preferido. La dislocación cervical es otra opción si el CO ₂ no está disponible.
   2. La recuperación completa se puede esperar en 1-2 horas, dependiendo de la longitud de anestésico volátil y la concentración usada.
3. Devuelva el ratón para jaula normal. Coloque los alimentos y el lugar de agua en el suelo de la jaula.
4. Evaluar el estado neurológico a intervalos de 12 h utilizando Basso Ratón Escala de Locomotion ^8.

Resultados

Los ratones se sometieron a cirugía simulada (n = 3) o de oclusión aórtica para 4 (n = 3) a 8 min (n = 3). Los ratones después de la operación se calificaron por el Score Basso ratón (Figura 1). Los ratones que fueron sometidos a cirugía simulada no tenían déficits funcionales observables en cualquier momento después de la operación. Los ratones sometidos a isquemia moderada (4 min) tenían cerca de la función normal de las extremidades posteriores, a las 12 horas con el deterioro funcional ...

Discusión

Paraplejia secundaria a la médula reperfusión isquemia de la médula es el resultado de un complejo de patologías poco comprendidos ^9. Si bien esto es más frecuente después de la cirugía de la aorta toracoabdominal, una variedad de otros insultos tales como las disecciones de aorta, traumatismos, fenómenos embólicos, vasculitis, y la hipotensión sistémica ¹⁰ puede resultar en paraplejia. Para lograr una mejor comprensión de esta lesión y proporcionar objetivos futuros para eliminar esta...

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
VMS Anesthesia Machine	MDS Matrx
Isoflurane	Vet One	13985-528-60	2.0% through nose cone
Induction Chamber	Vet Equip	941444
Heating Bed	Vestavia Scientific
Laser Doppler Monitor	Moor Instruments	VMS-LDF1
5-0 Suture, Polyester	Surgidac	VD-551	Taper Needel
Microdissecting Clips	Biomedical Research Insturments	14-1030, 14-1060
Surgical Instruments	Fine Surgical Instruments		Forceps, needle holder