ניטור לחץ תוך גולגולתי במודל מכרסם דימום תוך חדרי לא טראומטי

Summary

ניטור לחץ תוך גולגולתי במודלים מכרסמים של דימום תוך חדרי לא טראומטי אינו נפוץ בספרות הנוכחית. כאן אנו מדגימים טכניקה למדידת לחץ תוך גולגולתי, לחץ עורקי ממוצע ולחץ זלוף מוחי במהלך דימום תוך-חדרי במודל של חיית חולדה.

Abstract

ניצולים של דימום תוך חדרי נותרים לעתים קרובות עם פגיעה משמעותית בזיכרון לטווח ארוך; לפיכך, מחקר המשתמש במודלים של דימום תוך-חדרי בבעלי חיים הוא חיוני. במחקר זה חיפשנו דרכים למדוד לחץ תוך גולגולתי, לחץ עורקי ממוצע ולחץ זלוף מוחי במהלך דימום תוך-חדרי לא טראומטי בחולדות. תכנון הניסוי כלל שלוש קבוצות של ספראג דאולי: sham, דימום תוך-חדרי סטנדרטי של 200 μl, וקבוצות בקרת רכב. על ידי הצגת חיישן לחץ פיברופטי אינטרפרנצימלי, התקבלו מדידות לחץ תוך גולגולתי מדויקות בכל הקבוצות. לחצי זלוף מוחיים חושבו עם הידע של לחץ תוך גולגולתי וערכי לחץ עורקי ממוצעים. כצפוי, קבוצות הדימום התוך-חדרי וקבוצת הביקורת של כלי הרכב חוו שתיהן עלייה בלחץ התוך גולגולתי ולאחר מכן ירידה בלחץ הזלוף המוחי במהלך הזרקה תוך-חדרית של דם אוטולוגי ונוזל מוחי מלאכותי, בהתאמה. התוספת של חיישן לחץ פיברופטי אינטרפרנציאלי מועילה במעקב אחר שינויי לחץ תוך גולגולתיים מדויקים.

Introduction

דימום תוך חדרי (IVH), סוג של דימום תוך גולגולתי (ICH), היא מחלה הרסנית הנושאת תמותה ותחלואה משמעותיות. IVH מאופיין כהצטברות של מוצרי דם בתוך החדרים תוך גולגולתיים. IVH מבודד נדיר ובדרך כלל מתרחש במבוגרים¹. זה יכול להיות קשור עם דימום יתר לחץ דם, מפרצת תוך גולגולתית קרועה או מום כלי דם אחר, גידולים, או טראומה¹. IVH מוביל לפגיעה מוחית משנית, כמו גם להתפתחות של הידרוצפלוס². ניצולי IVH נותרים לעתים קרובות עם ליקויים תפקודיים, בזיכרון ובקוגניציה משמעותיים לאחר פציעתם. ליקויים קוגניטיביים וזיכרון ארוכי טווח אלה מדווחים בשיעור של עד 44% מניצולי ICH³. בדימום תת-עכבישי (SAH), סוג אחר של ICH, ידוע כי כמחצית מהניצולים יהיו ליקויים בזיכרון, ועבור אלה שיש להם IVH בנוסף ל- SAH, התוצאות נוטות להיות גרועות משמעותית ^4,5,6.

המנגנונים הבסיסיים של תפקוד לקוי של הזיכרון בעקבות IVH נותרו ברורים. מחקר In vivo המשתמש במודלים לא טראומטיים של חיות IVH עם תפקוד לקוי תפקודי וזיכרון הוא חיוני על מנת לגלות מטרות טיפוליות פוטנציאליות עבור חולים כאלה. מודלים של בעלי חיים עם זיכרון חמור יותר ותפקוד לקוי בעקבות IVH יהיו הטובים ביותר לחקור את השינויים האלה. המעבדה של המחבר הבכיר גם חוקרת באופן ספציפי את התפקיד של לחץ תוך גולגולתי גבוה (ICP) בפיתוח ליקויי זיכרון במודלים של חולדות IVH. לפיכך, שיטות למדוד במדויק ICPs במהלך IVH היו חשובים לחקור. כאן אנו מדווחים על שיטות למדידה מדויקת של ICPs במודל של חולדות IVH. למרות שניטור ICP שימש בעבר ב- ICH טראומטי כמו גם במודלים של בעלי חיים של דימום תת-עכבישי, ניטור ICP במודלים ספונטניים של מכרסמים IVH אינו מדווח בדרך כלל בספרות ^7,8. לפיכך, התכנון הניסיוני המוצג כאן כלל שלוש קבוצות של חולדות ספראג דאולי: sham, דימום תוך-חדרי סטנדרטי של 200 μl ובקרת רכב. עבור קבוצת IVH, נעשה שימוש במודל הזרקת דם תוך-חדרית אוטולוגית. עבור בעלי חיים בקרת רכב, הזרקה תוך חדרית של פתרון סטרילי Lactated Ringer שימש. ICPs, לחץ עורקי ממוצע (MAPs) ולחצי פרפוזיה מוחיים (CPPs) נרשמו תוך ניתוח, והתוצאות מדווחות כאן.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

כל שיטות המחקר והטיפול/תחזוקה של בעלי חיים בוצעו בהתאם להנחיות המוסדיות באוניברסיטת קליפורניה בדייוויס. הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים (IACUC) של אוניברסיטת קליפורניה, דייוויס, אישרה את כל פרוטוקולי השימוש בבעלי חיים והליכי הניסוי (פרוטוקול IACUC #21874).

1. דיור לבעלי חיים

1. השיגו חולדות ספראג-דאולי בנות 8-10 חודשים. לפני כל הליך ניסיוני, אחסן את החולדות בוויבריום ואפשר לפחות שבוע אחד להסתגלות כללית בכלובים שלהן לאחר מחזור אור/חושך של 12 שעות עם מזון ומים עד ליביטום.

2. הרדמה והליכים טרום ניתוחיים

1. הרדימו את החולדה עם 4% איזופלורן למשך 4 דקות. תלו את החולדה ליד שיניה בתנוחת שכיבה על פלטפורמת אינטובציה, והכניסו אינטובציה אנדוטרכלית באמצעות צינורית אנדוטרכאלית ולרינגוסקופ.
2. הניחו את החולדה המורדמת והמורדמת על מכונת הנשמה (2% איזופלורן וגז נשא O2/N2). החולדה מורדמת כראוי אם לא נצפתה תגובה לגירוי כואב כגון צביטה אחורית.
3. הכנס מדחום רקטלי כדי לפקח ברציפות על הטמפרטורה.
4. בצע את כל ההליכים האופרטיביים באמצעות טכניקה סטרילית. קצצו את השיער על הראש ועל אזור הירך והכינו את העור עם שלושה קרצוף לסירוגין של בטאדין ו-70% אלכוהול לפני הניתוח.
5. שאפו כל הפרשות נשימתיות שהצטברו על ידי הסרה זמנית של החולדה ממכונת ההנשמה ושאיפת ההפרשות באמצעות צינורות PE-50 המחוברים למזרק של 10 מ"ל.
6. הגן על עיני החולדה באמצעות משחת עיניים דמעות מלאכותיות סטריליות.
7. יש להזריק בופיווקאין מקומי (~0.1 מ"ל של תמיסה של 0.25%) לעור ולרקמות התת עוריות לפני החתך בקרקפת.

3. פרוטוקול ניתוח

1. מיקום מחט תוך חדרית ומוניטור לחץ תוך גולגולתי (ICP)
   1. הניחו את החולדה בתנוחה מועדת במסגרת סטריאוטקטית וסרקו את האוזן של החולדה.
   2. בצעו חתך בקרקפת באורך 1.5 ס"מ לאורך קו האמצע בעזרת אזמל בעל 15 להבים.
   3. החל לחץ מתון עם גזה עבור hemostasis.
   4. באמצעות אפליקטור קצה כותנה סטרילי, להפריד את periosteum מן הגולגולת עד ציון הדרך bregma גלוי.
   5. אתר וסמן את bregma באמצעות סטריאוטקסיס וסמן את מיקומם של שני חורי בור דו-צדדיים, 1.4 מ"מ לרוחב ו-0.9 מ"מ אחורי לברגמה.
   6. באמצעות מקדחה ידנית, צור את שני חורי הגולגולת הקטנים האלה (עד 2 מ"מ) בחצי הכדור הימני והשמאלי. השקו את כל עודפי שבבי העצם בעזרת תמיסה סטרילית של רינגר מלקט.
   7. בחצי הכדור הימני, מקם צינורית מנחה 22-G בגובה חור הבור כדי להחדיר את מחט 28-G דרך הצינורית לעומק החדר הצדדי הימני (4.6 מ"מ ביחס לברגמה) על מנת ליצור IVH.
   8. חבר את חיישן הלחץ הסיברופטי ליחידת הקריאה. הפעל את יחידת הקריאה וודא שהיחידות שנבחרו נמצאות במ"מ כספית. לאחר מכן הגדילו את החיישן על ידי טבילת הקצה שלו בכוס קטנה עם הפתרון של Lactated Ringer עד שיחידת הקריאה תקרא אפס. ברגע שהוא מאופס בתמיסת הצלצול המניקה, הוא מוכן להכנסת.
   9. בחצי הכדור השמאלי, הכנס בעדינות את חיישן הלחץ לעומק של 2-3 מ"מ לתוך קליפת המוח לניטור ICP בזמן אמת.
2. קנולציה של עורק הירך והחדרת מוניטור לחץ עורקי ממוצע (MAP)
   1. לאחר החדרת צג ה- ICP, סובב את הגזע התחתון של החולדה לגישה נוחה לאזור הירך השמאלית והמפשעה.
   2. לאחר הכנה סטרילית ומתן בופיווקאין מקומי, יש לבצע חתך בעור באורך 1.5 ס"מ מעל החלק האחורי בעזרת אזמל בעל 15 להבים.
   3. לנתח את עורק הירך השמאלי תחילה באופן שטחי עם hemostat ולאחר מכן שכבות עמוקות יותר באמצעות מלקחיים עם קצוות עדינים תחת מיקרוסקופ. זהה את וריד הירך הכחול העמוק כדי לסייע באיתור העורק הסמוך.
   4. קושרים את עורק הירך הדיסטלי באמצעות תפר משי 3-0 ומניחים תפס מתכת זמני על החלק הפרוקסימלי של עורק הירך.
   5. יש חיישן לחץ סיברופטי שני המחובר ליחידת הקריאה שכבר הוכנה. הכנס את חיישן הלחץ לתוך צינור פוליאתילן (PE-50), אשר מוכנס לתוך Tuohy Borst כי הוא סגור לאחר מכן. חבר את ה- Tuohy Borst לזין תלת-כיווני המחובר למזרק של 1 מ"ל בקצה אחד ולמחט 22-G עם צינורות PE-50 בקצה השני.
   6. תחת המיקרוסקופ, לעשות arteriotomy 2 מ"מ הירך עם מספריים מיקרו ו cannulate אותו עם צינורות PE-50 מחובר לשאר המערך.
3. הזרקה תוך חדרית
   1. שאפו 500 μL של דם באמצעות מזרק של 1 מ"ל וסובבו את ה-3-way-stopcock כדי שחיישן הלחץ יקרא MAP.
   2. פריים את המחט התוך-חדרית 28-G המחוברת לצינורות PE-50 עם הדם השואף עבור חיות IVH ו-Bedated Ringer's עבור חיות בקרת הרכב. לאחר מכן הכנס מחט זו לתוך צינורית המדריך לעומק החדר הצדדי הימני.
   3. באמצעות קצב של 100 μL/min, להזריק את הדם או את התמיסה הסטרילית של Lactated Ringer (200 μL) לחדר הצדדי הימני על ידי שאיבת מזרק 1 מ"ל עם האגודל. לפני כן ובמהלך הזרקה תוך חדרית, לפקח ולהקליט ICP, לחץ דם עורקי, וטמפרטורה רקטלית.
   4. נטר והקלט את ערכי ICP ו- MAP שלאחר ההזרקה.
4. הסגר
   1. לאחר השלמת ההזרקה התוך-חדרית, יש למשוך את צינור ה-PE-50 המכיל את חיישן הלחץ שהוחדר לעורק הירך ולהחיל את התפס הזמני על עורק הירך כדי למנוע דימום.
   2. קושרים את החלק הפרוקסימלי של עורק הירך באמצעות תפר משי 3-0.
   3. סוגרים את החתך בעצם הירך בצורה מופרעת באמצעות משי 3-0.
   4. הסר את צינורית המדריך עם המחט התוך-חדרית וצג ה- ICP.
   5. אטמו את חורי הבור בשעוות עצם.
   6. סגרו את חתך הגולגולת עם תפר משי 3-0 בצורה מופרעת.
   7. יש למרוח בופיווקאין מקומי על החתך ולהזריק 0.35 מ"ל קרפרופן (5 מ"ג/ק"ג) לאחר הניתוח. אין להשאיר בעלי חיים ללא השגחה עד שהם חזרו להכרה מספקת כדי לשמור על משענת החזה.
   8. אפשרו לחולדות להתאושש באופן מלא לאחר ניתוח תחת השגחה והחזירו אותן לכלובים הביתיים שלהן עם גישה חופשית למזון ולמים לאחר ההחלמה.

4. ניהול לאחר הניתוח

1. בדוק את כל בעלי החיים לאחר הניתוח מדי יום במשך שבעה ימים לאחר הניתוח כדי לעקוב אחר ההתאוששות שלהם, מצבם הנוירולוגי, התנהגותם, משקלם וחתכים.
2. מתן 0.35 מ"ל של קרפרופן (5 מ"ג / ק"ג) על ידי הזרקה תת עורית בזמן הניתוח ובימים¹ ו -^{2 לאחר} הניתוח.
3. מוציאים את התפרים ביום^{השביעי שלאחר הניתוח} בצורה סטרילית.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

תוצאות

לחצי זלוף תוך גולגולתיים, עורקיים וממוחיים ממוצעים
גם ICPs וגם MAPs היו במעקב תוך-ניתוחי בכל בעלי החיים (איור 1). החולדות היו בנות 8-10 חודשים עם משקל ממוצע של 495 ± 17 גרם. כמו כן נאספו גרפים של ICP בזמן אמת (איור 2). למעט קבוצת ה-sham, ה-ICPs עלו באופן משמעותי ב...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

מחקר זה חקר מנגנונים למדידת ICPs, MAPs ו-CPPs במודל של בעלי חיים לא טראומטיים של חולדות IVH. התוצאות נרשמו מהקבוצות הבאות: sham, VH 200 μL, ובקרת רכב (הזרקה תוך-חדרית של נוזל מוחי מלאכותי). תכנון ניסוי זה נבחר כדי לחקור כיצד ניתן לנטר ICPs במהלך הזרקת IVH, כאשר שיערנו כי העלייה החדה ב-ICPs עשויה לתרום לפגיעה המוח?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.25% bupivacaine	Hospira, Inc.	409115901
1 mL syringe	Covetrus	60734
10% providine iodine solution	Aplicare	MSD093947
20 mL syringe	Covidien	8881520657
22 G needles	Becton Dickinson	305155
28 G intraventricular needles	P technologies	8IC313ISPCXC	C313I/SPC 28-Gneedles to fit 22-G guide cannula with 6 mm projection
3-0 silk suture	Henry Schein, Inc.	SP116
3-way-stopcock	Merti Medical Systems	M3SNC
4% paraformaldehyde	Fisher Chemical	30525-89-4
AnyMaze software	Any-Maze behavioral tracking software		Stoelting CO, USA
Artificial ointment	Covetrus	48272
Blood collection vials with EDTA	Becton Dickinson	367856
Bone wax	CP Medical, Inc.	CPB31A
Carprofen	Zoetis, Inc.	54771-8507-1
Centrifuge	Beckman	BE-GS6R	Model GS-6R
Cotton tip applicators	Covetrus	71214
Drill	Dremel	1600A011JA
Fiberoptic pressure sensors with readout units	Opsens Medical	OPP-M200-X-80SC- 2.0PTFE-XN-100PIT-P1 and LIS-P1-N-62SC	Opp-M200 packaged pressure sensors with LifeSens system
Forceps		11923-13, 11064-07
Gauze	Covetrus	71043
Guillotine	World Precision Instruments	51330
Heating pad with rectal thermometer	CWE, Inc.	08-13000 ,08-13014	TC1000 Temperature controller
Hemostats		13013-14,  13008-12
Isoflurane	Covetrus	29405
Lactated ringers	Baxter Healthcare Corp.	Y345583
Laryngoscope	American Diagnostic Corporation	4080
Metal clip	Fine Scientic Tools	18056-14
Micro scissors	Fine Scientic Tools	15007-08
Microscope	Leica	model L2
Needle driver		12003-15
Polyethylene tubing	Thermo Fisher Scientific	14-170-12B	PE-50 tubing
Rats	Envigo		Sprague Dawley rats 8–10 months old
Scalpel		10010-00
Scissors		14090-11
Stereotaxic instrument	Kopf instruments		Model 940 with ear bars
Syringe pump	KD Scientific	780100	Model 100 series
Tuohy Borst	Abbott	23242
Ventilator	Harvard rodent ventilator	55-0000	Model 683