Un modelo de rata de hipoperfusión leve intrauterina con microcoil de transcatheter estenosis

Resumen

Leve hipoperfusión intrauterino fue producido por estenosis de la arteria con microcoils metálicos envueltos alrededor de las arterias uterinas y ováricas en ratas en el día embrionario 17. Este procedimiento produce hipoperfusión prenatal y restricción del crecimiento intrauterino.

Resumen

Hipoperfusión, isquemia intrauterina es una de las principales causas de restricción del crecimiento intrauterino fetal, parto prematuro y bajo peso al nacer. Mayoría de los estudios de este fenómeno se han realizado en cualquiera de los dos modelos con isquemia severa intrauterina o modelos con gradiente grado de hipoperfusión intrauterina. Ningún estudio se ha realizado en un modelo de hipoperfusión intrauterino suave uniforme (MIUH). Dos modelos se han utilizado para estudios de MIUH: un modelo basado en la ligadura de la sutura de ambos lados de la arcada arterial formado con las arterias uterinas y ováricas, y un modelo transitorio basado en recorte las arterias ováricas bilaterales y aorta tener permeabilidad. Los dos modelos de roedores de MIUH tienen algunas limitaciones, por ejemplo, no todos los fetos sufren MIUH, dependiendo de su posición en el cuerno uterino. En nuestro modelo MIUH, todos los fetos son sometidos a un nivel comparable de hipoperfusión intrauterina. MIUH fue alcanzado por una estenosis leve de todos cuatro arterias alimentando el útero, es decir, las arterias uterinas y ováricas bilaterales.

Estenosis arterial fue inducida por microcoils metálicos envueltos alrededor de las arterias de alimentación. Producir estenosis arterial con microcoils nos permitidas controlar, optimizar, y reproducir la disminución del flujo sanguíneo con muy poca variabilidad entre animales y una tasa de mortalidad baja, lo que permite la evaluación precisa. Cuando microcoils con un diámetro interno de 0,24 mm fueron utilizados, el flujo sanguíneo en la placenta y el feto estaba ligeramente disminuido (aproximadamente el 30% desde el nivel de la estenosis en la placenta). La descendencia de nuestro modelo MIUH demuestra claramente larga duración alteraciones en los resultados de las pruebas neurológicas, neuroanatomical y comportamiento.

Introducción

Los recién nacidos con restricción del crecimiento intrauterino (RCIU) (también conocido como restricción del crecimiento fetal) (peso al nacer < 10^º percentil para la edad gestacional), parto prematuro (nacido en < 37 semanas de gestación), o bajo nacimiento representan peso (< 2500 g) casi el 10% de los recién nacidos de ^2,3. Muchos de estos niños presentan problemas neurológicos tales como parálisis cerebral y trastornos del desarrollo (p. ej., trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH) y trastornos del aprendizaje) ^3,4,5. Esas condiciones tienen similitudes y diferencias en su etiología y resultados. La etiología del RCIU es multifactorial, y la insuficiencia placentaria asociada a hipoperfusión intrauterina se considera la causa más común en fetos no anómalas ⁷. La etiología del prematuro es multifactorial, así, y corioamnionitis es la causa más frecuente ⁸.

La influencia de hipoperfusión leve intrauterina (MIUH) en el cerebro en desarrollo es confusa. Actualmente modelos animales disponibles de hipoperfusión, isquemia intrauterino principalmente involucran hipoperfusión severa o gradiente grado de hipoperfusión con o sin reperfusión ^9,10,11. En contextos clínicos, sin embargo, casos de MIUH se consideran mucho más frecuentes que las que implican tales condiciones severas. Los modelos actualmente disponibles de MIUH son un modelo de roedor con ligadura de sutura el útero o la arteria ovárica y un modelo de roedor que recorte las arterias ováricas bilaterales y aorta tener permeabilidad ^{12,13, 14,15,16,17}. Una de las desventajas de estos modelos es la amplia variabilidad entre feto, desde fetos con profunda hipoperfusión a fetos con perfusión casi intacta, dependiendo de la posición del feto dentro de la arcada arterial de la uterina y arterias ováricas. Otra desventaja de estos modelos es su incapacidad para distinguir la posición de cada feto después del nacimiento; por lo tanto, los investigadores no pueden distinguir la severidad de la hipoperfusión intrauterino experimentada un cachorro individual después de su nacimiento.

Hemos desarrollado un modelo de rata de MIUH con múltiples estenosis de la arteria ¹. Embalaje micro bobinas de metal con un diámetro interno de 0,24 mm alrededor de las arterias ováricas y uterinas provoca estenosis, pero no la obstrucción de los vasos sanguíneos (figura 1). Aplicando estos microcoils en las partes proximales del todo de las arterias que irrigan el útero, es decir, las arterias uterinas y ováricas bilaterales, en el día embrionario 17 (equivalente a la embrionarias semanas 20-25 en los seres humanos ¹⁸) induce un descenso leve pero significativo en flujo de sangre a la placenta y fetos. Las disminuciones en el flujo sanguíneo después de bobinas se aplican a todos cuatro arterias del útero la alimentación son en gran parte los mismos a través de cada placenta y feto. La tasa de mortalidad del feto es inferior al 20%. Los cachorros nacen por parto espontáneo 1-2 días anteriores (embrionario día 21-22) que lo normal. Casi todos los cachorros nacen exhibiendo significativamente bajo peso ¹. Volúmenes de materia gris y blanca se disminuyen sin tejido obvio daño ¹. Los cachorros presentan adquisición retrasada de recién nacidos reflejos, debilidad muscular y alteración de la actividad espontánea ¹. Este modelo imita los signos y síntomas clínicos de los niños nacidos prematuramente o con retraso del crecimiento intrauterino; exposición de prematuros nacidos niños reducido gris y volumen de materia blanca con o sin materia blanca lesión ⁶, actualmente retrasado jalones del desarrollo neurológico y puede presentar problemas de conducta como el TDAH ^3,5; los niños con RCIU presentan mínimas alteraciones neuroanatómicas y tienen un mayor riesgo de problemas de desarrollo neurológicos como retraso cognitivo y motor ^4,7. Parto prematuro y retraso del crecimiento intrauterino son condiciones diferentes, pero las dos condiciones comparten el mecanismo básico, es decir, insultos a cerebros inmaduros antes de la edad gestacional de término.

Protocolo

Todos los experimentos fueron realizados según protocolos aprobados por el cuidado de animales experimentales y uso de la nacional Cerebral y Centro Cardiovascular, Suita, Japón.

1. prepare los siguientes animales y materiales para cirugía MIUH

1. Preparar ratas de Sprague-Dawley preñadas tiempo gestacional día 17, es decir, embrionario día 17 (E17). Pesos promedio de las presas son 307.0 ± 40,7 g (media ± SD, n = 9).
2. Preparar microcoils metálicos; diámetro interno mm 0,24, hecho de acero recubierto de oro.
3. Preparar todos los materiales según la tabla de materiales.

2. preparar para la cirugía MIUH

1. Caliente una almohadilla térmica a 37 ° C para la colocación de la rata
2. Coloque un pañal estéril sobre la almohada
3. Caliente solución salina estéril a 37 ° C en un baño de agua

3. realizar cirugía MIUH

1. Realizar procedimientos quirúrgicos bajo condiciones de esterilidad. Esterilizar las bobinas, pinzas, aguja con etanol al 70% antes del uso. Utilizar guantes estériles y desinfectar de vez en cuando mediante la aplicación de spray de etanol.
2. Colocar la rata en la caja de inducción de la anestesia. Introducir 4% de isoflurano en el cuadro (aproximadamente 5 min).
3. Colocar la rata en un pañal estéril sobre la almohada en posición supina después de que el animal está anestesiado completamente en el cuadro de inducción. Verifique la profundidad de la anestesia por la falta de una respuesta a un pellizco del dedo del pie. Mantener el isoflurane 1.5-2.0% con un cono de nariz.
4. Aplicar espuma depilatoria en el abdomen desde el ombligo hasta la región del arco pélvico. Después de varios minutos, limpie la espuma depilatoria con una toalla de papel. Una máquina de afeitar puede utilizarse como sustituto de la espuma depilatoria.
5. Aplicar una gasa empapada en solución desinfectante de yodo a la región de depilado de la piel.
6. Coloque un paño quirúrgico con una abertura redonda para cubrir el abdomen que no sean de la zona de la incisión quirúrgica. Varios pedazos de Gasa pueden utilizarse como sustituto de la cortina.
7. Utilizando un bisturí hacer una incisión de aproximadamente 2.5 cm de largo en la parte baja del abdomen desde el borde superior del hueso púbico hacia arriba hacia el ombligo. Luego, realizar una incisión a través de la capa del músculo por debajo.
8. Coloque varias piezas de gasa estéril alrededor de la abertura de la cortina y mojar la gasa con solución salina caliente.
9. Presionar ambos lados laterales del abdomen suavemente, para que una porción de cuerno uterino sale de la incisión.
10. Desinfectar las manos del cirujano con etanol al 70%.
11. Tire el entero cuerno uterino de la cavidad abdominal manualmente sin necesidad de utilizar fórceps. Con unas pinzas quirúrgicas no es recomendable, ya que fácilmente pueden dañar los vasos sanguíneos, útero frágil y fetos comprimiendo fuertemente y desigual.
12. Colocar el cuerno uterino sobre la gasa húmeda.
13. Realizar el mismo procedimiento para el otro cuerno uterino.
14. Contar el número de fetos.
15. Aplique solución salina calentada con frecuencia para mantener el útero cálido y húmedo a lo largo de la cirugía.
    1. Cambiar el pañal cuando ha absorbido demasiado salina. Para mantener la estabilidad, repita guantes desinfección con etanol al 70% y puntas del instrumento con yodo. Es crucial mantener los dedos no estéril de las puntas estériles del instrumento.
16. Identificar la parte proximal de la arcada principal de las arterias ováricas y uterinas bajo un estereomicroscopio.
    Nota: Es fundamental distinguir la arcada principal de las ramas a las placentas. Tenga en cuenta que la intervención quirúrgica puede ser más fácil cuando se gira el cuerno uterino. En ocasiones, aplicar una bobina en la parte muy próxima de la arcada es difícil, porque se encuentra profundamente dentro de la cavidad abdominal y las arterias de la placenta están muy cerca de la parte proximal de la arcada. En este caso, una bobina puede aplicarse a una parte de la Galería después de la primera horquilla rama apagado.
17. Separar la vena paralela a él con el fórceps de la arteria y hacer espacio entre ellos.
18. Coloque un pedazo de cadena (sutura de seda 4.0, 5 cm de largo) por debajo de la arteria.
19. Levante ambos extremos de la cuerda con pinzas para que la arteria se levanta y se separa la vena frágil.
20. Sujeta el borde del microcoil de transcatheter con fórceps fino en la otra mano, coloque un microcoil al lado de la arteria levantada (figura 2.1).
21. Gire la arteria elevada mediante el uso de la cuerda alrededor del microcoil de transcatheter para envolver el microcoil alrededor de la arteria. Es más fácil girar la arteria alrededor de la bobina que al girar la bobina alrededor de la arteria (figura 2.2).
22. Después de girar la arteria 3 o 4 vueltas (bobinas tienen 5 vueltas), modificar el sitio en que se lleva a cabo la bobina a la otra orilla. Sostenga el borde de la bobina que ha sido envuelto alrededor de la arteria con el fórceps. Cambiar el sitio en el que la cadena levanta la arteria hacia el otro lado de la bobina. Gire la arteria alrededor de la bobina para que la bobina completamente (5 vueltas) envuelve la arteria (figura 2.3, 2.4).
23. Quitar la cadena.
24. Realizar el mismo procedimiento para las otras tres arterias.
25. Tenga en cuenta que con frecuencia aplicando solución salina calentada al útero es crucial; de lo contrario, la tasa de mortalidad de los fetos aumenta, y la hipotermia puede ser neuroprotector.
26. Volver suavemente el cuerno uterino en la cavidad abdominal. Levantar el borde de la incisión de la pared abdominal con fórceps puede facilitar este procedimiento.
27. Stich el músculo abdominal y stich la piel abdominal con sutura (sutura seda 4.0). Atar la sutura después de cada puntada, es decir, interrumpidas solo suturas.
28. Aplicar una gasa empapada en solución desinfectante de yodo en y alrededor de la incisión quirúrgica.
29. Administrar el analgésico meloxicam en 0.5 mg/kg de peso corporal por vía subcutánea.
30. Permite 30 minutos de recuperación en una jaula caliente. Ver animales si completamente despierta y mueve alrededor de la jaula, volver a casa jaula.

Resultados

Después de aplicar microcoils a todas las arterias del útero, la alimentación, es decir, las arterias uterinas y ováricas bilaterales, todos los fetos son sometidos a niveles comparables de hipoperfusión. La aplicación de microcoils con un diámetro interno de 0,24 mm causa leve estenosis de las arterias, causando una leve disminución en el flujo sanguíneo a la placenta y fetos (figura 3; aproximadamente el 30% desde el nivel de la estenosis en la pla...

Discusión

El microcoil de transcatheter estenosis de las arterias ováricas y uterinas en ambos cuernos uterinos produce hipoperfusión intrauterino consistente y reproducible en todas las placentas y fetos. El nivel de hipoperfusión puede modificarse usando microcoils con diferentes diámetros interiores. Crías de rata nacidos de una presa en la que se ha realizado la estenosis de la arteria con microcoils 0,24 mm de diámetro interior demuestran retraso del crecimiento intrauterino y parto prematuro (ver referencia 1 para más...

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
Stereomicroscope
Isoflurane anesthesia machine
Anesthesia induction box
Heating pad
Diaper 30x40 cm
Depilatory foam or shaver
Iodine disinfectant solution
Gauze 10x20 cm
Surgical drape 45x45 cm with a round opening 5 cm in diameter
Spray bottle with ethanol for disinfection
Cotton swab
Forceps with large blunt tips
Forceps with angled fine tips
Scissors
Surgical scalpel, blade size is 27mm long (no.10, Axel, AS ONE Corporation, Osaka, Japan)
Surgical suture needle
Metal microcoils; inner diameter 0.24 mm, made from gold-coated steel (SAMINI Co. Ltd., Shizuoka, Japan)
Silk suture 4-0
Sterile saline (0.9% sodium chloride)
Heating water bath
Plastic syringes (50ml) and needles (18G)