영구적 인 뇌 혈관 폐색<em&gt;를 통해</em&gt; 더블 합자 및 절개

요약

우리는 설치류의 주요 뇌 혈관의 영구 폐색에 대한 높은 재현성 방법을 설명합니다. 이 기술은 거의 주변의 손상을 최소화 혈액 손실, 장기 생존의 높은 속도, 인간의 임상 인구에 상응하는 일관된 경색 볼륨을 수행 할 수 있습니다.

초록

뇌졸중은 사망, 장애, 사회 경제적 손실 전세계의 주요 원인이다. 모든 뇌졸중의 대부분은 혈액의 흐름이 중단 (허혈) ^1의 결과. 중대 뇌동맥 (MCA)은 피질 ^(2)의 측면 표면에 혈액의 대다수를 제공하는 인간의 뇌졸중 ^3의 가장 일반적인 사이트입니다, 그 영토 내에서 허혈은 광범위한 장애 또는 사망 ^1,4,5 될 수 있습니다. 허혈성 뇌졸중의 생존자는 종종 손실이나 운동 기능의 장애, 감각 결손, 및 경색을 겪고 있습니다. 뇌졸중의 이러한 주요 특성을 포착함으로써 효과적인 치료를 개발하기위한 노력의 일환으로, 강조의 큰 거래는 MCA 허혈 동물 모델에 배치됩니다.

여기에 우리가 영구적으로 대뇌 피질의 표면의 혈관을 폐색하는 방법을 제시한다. 우리는 가장 일반적인 유형, 위치 및 outcom를 모델링하는 관련 혈관 폐색의 예를 사용하여이 방법을 제시합니다인간 뇌졸중, 영구 중간 대뇌 동맥 폐색 (pMCAO)의 전자. 이 모델에서, 우리는 수술 성인 쥐에서 MCA를 노출하고 이후 선박의 이중 합자와 절개를 통해 막다. 이 pMCAO은 MCA 피질 영역, 피질의 큰 부분 모두에서 허혈을 유발 MCA의 근위 대뇌 피질의 분기를 차단합니다. 폐색이 방법은 피질의 작은 지역을 대상으로 더 많은 초점 허혈을 달성하기 위해 대뇌 피질 혈관의 더 많은 말초 부분을 폐색하는 데 사용할 수 있습니다. pMCAO의 주요 단점은 작은 개두술가 MCA에 액세스하는 데 필요한대로 수술은 최소한의 조직 손상이 결과이지만, 다소 침습적이다입니다. 이 모델의 주된 장점은, 그러나,이다 : 폐색의 사이트가 잘 혈류 감소의 정도, 일관된 기능과 손상이 빠르게 발생하는 신경이다, 정의, 경색 크기는 일관성이 있으며 생존의 높은 속도에 대한 장기 허용 장기 만성 평가.

서문

효과적으로 인간의 허혈성 뇌졸중을 모방 허혈 상태를 유발하기 위해 여러 동물 스트로크 모델은 널리 경색의 볼륨 결과를 변화와 함께 사용된다. photothrombotic 모델에서 ^뇌가 주위 조직 ^6에서 광 화학적 응집, 조사 혈관의 막힘, 그리고 허혈의 결과로, 감광성 물질 (예 : 로즈 벵골 등)을 정맥 주사 한 후 레이저 조명을 사용하여 그대로 두개골을 통해 조사된다 ^7. Photothrombosis는 경색의 아주 작은, 고립 된 지역에서 발생할 수 있습니다 일반적으로 모델링 "미니 뇌졸중"또는 "마이크로 스트로크"의 의미로 사용됩니다.

특히 중대 뇌동맥 (MCA)에서 허혈성 뇌졸중을 유도에 대한보다 광범위하게 채택 된 기술은, 필라멘트가 수술 외 경동맥에 도입 팁 MCA의 기본을 폐색까지 진행되는 강내 모노 필라멘트 모델 ^8입니다. PRI강내 필라멘트 폐쇄 메리 도전은 높은 사망률 ⁹ (MCA는 3 시간, 뇌졸중 연구를위한 중요한 시점에 대한 가려 70 %)입니다. 방법으로 다른 문제는 가능한 지주막 하 출혈, 불완전 폐색, 및 가변 경색 볼륨 ^{10,11 포함되어} 있습니다. 이 모델은 피질과 subcortically ¹² 모두 경색의 광범위한 정도 결과 및 모델의 거대한 인간의 뇌졸중.

마이크로 거대한 두 스트로크 모델은 중요하지만, 인간의 스트로크는 어딘가에 사이에 일반적입니다. 대규모 임상 연구에서 뇌졸중 경색 범위의 크기 IPSI-허혈성 반구 ⁹ 4.5-14 %로 변환 28~80cm ^3에서. 비교, 우리의 쥐 pMCAO 경색 크기 범위 IPSI-허혈성 반구 3 ~ 12 % 구성하는 약 9-35밀리미터 ^3에서. 우리 pMCAO 모델은, 따라서 밀접하게 두뇌의 비율로 인간의 허혈성 뇌졸중 경색 볼륨을 닮았다볼륨입니다.

인간의 조건과 유사한 기능 및 행동 적자 뇌졸중, pMCAO 결과의 구조적 손상을 모델링뿐만 아니라. 최소한, 뇌졸중 손상을 ^13-15, 손실 또는 운동 및 감각 기능 ^{16, 17,} 손실 유발 신경 활동 ^16,18의 장애, 뇌의 혈액 흐름을 ¹⁹ 감소의 중단에 반대측 운동 적자 치기 결과의 효과적인 ^{모델 20,} 및 경색 ^21,22. 따라서, 우리 pMCAO 모델 MCA의 심각한 폐색 감각 피질 (및 인근 피질), 신경 활동의 중단, MCA 혈류의 심각한 감소하고 허혈성 뇌졸중 ²³ 경색 특징 속성 내에서 함수의 신체 장애, 손실의 결과 ^-25, 따라서 인간의 뇌졸중의 효과적인 모델로 제공.

절차 적, pMCAO 우리가주의에서 두개골과 경막을 제거하는 작은 개두술을 포함MCA의 초기 (M1) 세그먼트에 2 × 2mm "수술 창"그냥 전방 및 후방 피질 분지 (그림 1A와 1B)에 MCA의 주요 분기점 이전에. 우리는 (pMCAO을 수행하는 데 필요한 외과 용품에 대한 특정 시약 및 장비의 표를 참조하십시오 MCA 아래 및 대뇌 피질의 표면 위의 수막의 pial 층을 반 곡선 역 절단 봉합 바늘과 실 (6-0 실크)을 통과 ). 우리는 다음 두 합자를 연결, MCA 주위에 두 개의 매듭을 강화하고, 두 매듭 사이의 혈관을 절개. M1을 통해 두 합자와 절개 그냥 lenticulostriate 분기 원위부 MCA 만 대뇌 피질의 분기 영향 - 따라서 만 대뇌 피질의 경색 (아무 피질 손상) ^{26,27 (그림} 2)가 발생되는 등 발생합니다. 인간의 뇌졸중은 종종 피질 경색을 포함하지만, 설치류이 모델링은 증가 침입을 (뇌 혈관 폐색 대뇌 피질 branchi 이전에 필요NG는 목에 경동맥을 통해 액세스 동맥을 필요로하고 기술과 경색 크기가 증가 다양성에) 추가 폐색을 필요로한다. MCA 이전 분기에 액세스하는 간단한 개두술을 통해 가능 아니므로 여기에 설명 된 모델은 더 근위부 수행 할 수 없습니다. 이 pMCAO을 통해 피질 경색을 유도하는 수술을 할 수는 있지만, 폐색은 매우 침습적 절차를 수반하기 때문에 적합하지 않습니다 것입니다.

폐색 효과는 조직 학적으로 레이저 도플러, 또는 레이저 이미징 ^{12,24,25 반점} (그림 3) 또는 사후 (그림 2)를 통해 확인 할 수있다. 그것은 이전의 연구는 감각 자극 경색의 진화와 결과에 중요한 역할을 할 수있는 것으로 나타났습니다 주목해야한다 pMCAO에서 2 시간 이내에 투여시 손상으로부터 보호 기능을 부여하고 3 시간 후 pMCAO에서 관리 뇌졸중 손상의 증가를 초래 ^24,25,28. 우리는 5 시간 후 pMCAO에서 자극이 더 이상 결과 (미발표 자료)에 영향이 없음을 확인했습니다. 따라서 주제의 감각 자극 pMCAO 최소한의 변화로 경색 볼륨을 얻기 위해 다음과 같은 5 시간 동안 최소화해야한다. 따라서, 우리의 그룹은 최소한의 감각 자극, 어둠 속에서, 5 시간 후 pMCAO에 대한 쥐가 마취 유지하여 이러한 유형의 "치료 컨트롤"을 실행하지 않고, 명시 적으로 어떤 수염 자극.

그것은 또한 과도한 분기, 여러 기본 세그먼트, 또는 의사 소통 동맥의 부재 등 MCA 구조에서 가끔 변화는 성인 남성의 Sprague Dawley 계 흰쥐 ^29,30 10 ~ 30 % 주파수에서 발생할 수 있다고 지적한다. MCA에 이상이 발견되면, 그것은 같은 혈관 이상으로 동물을 추가하는 경색 변동성 증가로 특정 주제를 사용하지 않는 것이 좋습니다.

또한, 오의 몇 가지 실용적인 측면이 있습니다행정 조사를 위해 유익이 폐색 방식을 통해 UR 절차. 첫째, 봉합 동맥 주위에 배치하지만, 합자 및 절개 후 사후 허혈성 평가에 의해 다음 기준 평가를 수집하기 위해 조여지지 할 수 있습니다. 이러한 방식으로, 폐색에 필요한 수술 준비를 효과적으로 주제 안에 대한 통제된다. 대상은 고정 남아있을 수 있습니다 또는 폐쇄에 걸쳐 정위 틀 내에서, 사용 ^25,28에서 피사체를 이동하거나 실험 장비를 방해하지 않고시 및 폐쇄 후, 이전에 각 과목의 실험 평가를 수행 할 수 있기 때문에. 또한, 심지어 세 설치류 과목에서 매우 낮은 사망률이 프로 시저 결과 21-24 세의 달 (노인 성격에 해당) ^31, 따라서 더 밀접 가장 일반적인 모델링하는 쥐의 뇌졸중 치료를 평가하는 데 사용할 수 있습니다 뇌졸중 환자 ^25,28의 연령대. 선박 transectio여기서 n은 또한 몇개의 실제적인 목적을 제공합니다. 절개 후 출혈의 부재는 혈관이 완전히 합자 사이트 모두에서 폐색 된 것을 확인합니다. 또한, 절개는 혈액 흐름의 영구 중단을 보장합니다. 마지막으로, 절개는 폐색 혈관의 말초 부분에서 감지 된 혈액의 흐름이 다른 소스에서 와서해야한다는 것을 보장합니다.

우리는 특히이 원고와 비디오에 MCA이 폐색 기술을 설명하지만 결국 같은 두 합자 절개 기법은 개두술을 통해 액세스 할 수있는 뇌 혈관에 적용 할 수 있습니다. 우리 실험실은, 예를 들어, 선택적 차 체성 감각 피질 ^32에서 허혈을 유도하도록 설계 기법과 유사에 방식으로 기본 및 담보 혈액의 흐름 ^24을 모두 차단하기 위해 원심 MCA 지점의 몇 가지 추가 영구 폐색과 함께 pMCAO을 활용.

결론, T뇌졸중의 인간 임상 문학과 관련된 가장 일반적인 위치 (MCA), 유형 (허혈) 손상의 정도 (경색) : MCA에 적용되는 영구 폐쇄를위한 그의 방법은 밀접하게 인간의 허혈성 뇌졸중의 세 가지 주요 측면을 모델링. 또한, 폐색이 방법은 뇌 전체에 하나 또는 여러 개의 폐색 사이트에 적용 할 수 있으며, 생존의 높은 속도로 세 과목에서 수행 할 수 있습니다. 이 폐색의 동적, 영구, 비교적 비 침습적 인 성격을 감안할 때,이 기술의 보호 및 뇌졸중의 치료에 대한 새로운 접근 방식을 평가하는 임상 연구자를위한 추가 도구를 나타냅니다.

프로토콜

1. 시작하기 : 필요한 수술 도구

그림 4 참조

1. 치과 드릴 (KAVO 치과 장비 모델 : UMXL-TM), 2 비트 드릴, 3 비트 드릴
2. 두 개의 ~ 30 게이지 피하 주사 바늘
3. 톱니 핀셋 곡선 팁 선택 사항 (도움이되지만 필수적이지 수 있습니다)
4. 두 개의 좋은 팁 핀셋
5. 전선 절단기
6. 봉합 실
7. 마이크로 가위

2. 외과 창 만들기

1. 마취 절차 NIH 가이드 라인을 준수하고 UC 어바인 동물 관리 및 사용위원회에 의해 승인되었습니다. 실험 대상은 2백95~4백그램 남성의 Sprague Dawley 계 흰쥐 (찰스 리버 연구소, 윌 밍턴, MA, USA) 다음과 같은 마취 절차가 사용되어야합니다 :
   1. H에서 아트로핀의 근육 주사 (0.05 ㎎ / ㎏, B​​W) 다음에 나트륨 펜 토바 비탈 알약 (55 ㎎ / ㎏ BW)와 쥐의 복강 주사IND 다리, 그리고 피하 물에 5 % 포도당의 관리 3.0 CC.
   2. 펜 토바 비탈 나트륨 (27.5 ㎎ / ㎏, B​​W) 주사 필요에 따라 보충. 다음 절차 중 각막을 보호하기 위해 눈 안과 항생제 연고를 관리 할 수​​ 있습니다. 6 시간마다 마취 호흡기 분비물을 감소 5 % 포도당 (3 ㎖) 아트로핀 (0.05 ㎎ / ㎏, B​​W)를 관리합니다. 측정 신체 직장 프로브를 통해 온도, 자기 조절 열 담요 37 ° C에서 체온을 유지합니다.
2. 하나에 의해 MCA를 찾습니다
   1. 숱이 2 × 2mm 영상 / 두개골은 거의 투명하게 될 때까지 크기 HP 3 드릴 비트를 사용하여 체성 감각 피질에 창을 시각화하고 크기를 HP 2 드릴 비트를 사용하여 전체 투명성 얇게.에게 MCA의 위치는 다음이 창을 초기 세그먼트의 대략적인 위치를 사용하는 자사의 근 궤적을 볼 수 있습니다. MCA는 일반적으로 대각선으로 실행됩니다지느러미 방향으로 복부 / 꼬리 (예를 들어, 뷰의 외과 의사의 관점에서 왼쪽으로 반구를 볼 때 맨 / 오른쪽 아래 왼쪽)의 주동이의 창. 관찰자 M1 세그먼트 (대뇌 피질 분기에 인접)이 첫 번째 창을 통해 보이는 말단 지점에 따라 위치하는 추정 위치를 수술 창이 다음 위에서 생성 할 수 있습니다. MCA에 액세스하기 위해 제거 된 두개골의 양을 최소화하기 위해, 영상 / 시각화 창 가까이 위치하지만, 수술 창에서 분리되어야한다.
      또는
   2. 작은 수술 창이 약 3mm 전방과 가까이 아치 연단 ^30,33,34에 난원 공이나 하악 신경에 가로 1mm를 배치해야합니다. 효과적으로 MCA (또한 M1 세그먼트라고도 함)의 줄기에 액세스하려면, 측두근 근육이 일시적으로 두개골 표면에서 떨어져 반영됩니다. (참고 : 장기 생존 수술의 경우, 우리 연구소의 경험은 그쪽되었습니다측두근는 앵커에 연결된 상태를 유지할 수 있기 때문에 t는 근육 건강한 식습관과 체중을 효과적으로 유지 수, 두개골 표면에 다시 단련됩니다.
3. 초기 대뇌 피질의 지점이 자리하고있는 곳 추정하기 위해 영상 윈도우의 주동이, 복부 코너 (참고로이를 사용하는 경우)에 대한 MCA를 따르십시오.
4. (우리는이 수술 창으로 참조) 새로운 얇은 두개골 영역을 만들 약간 주동이 및 이미징 창 (참고로이를 사용하는 경우) MCA의 M1 세그먼트 (사전 피질 분기)이 있어야 할 곳에에 복부. 중요 참고 : (참고로이를 사용하는 경우) 및 수술 창 이미지 창 사이에 약 2mm의 간격을 둡니다.
5. 단지 그림의 1A와 1B에서와 같이 동맥의 대뇌 피질 분기 전에 MCA의 줄기를 (또한 M1 세그먼트라고도 함) 찾습니다.
6. 예상 M1 세그먼트 위치 위의 두개골 얇은 크기 HP-3 드릴 비트를 사용하여. 때완전히 투명하게 될 때까지 두개골 약간 투명하게, 더 미묘한 사이즈 HP-2 드릴 비트 얇은 두개골로 전환합니다. 수술 창 영역은 혈관을 볼 수 있으며,이 시점에서 M1의 위치를​​ 평가 2-3 mm은 M1 세그먼트의 길이의 양쪽에이되도록 창 (완료 정도로 얇아지고로 시각적으로 확인이 할 수 삽입을위한 공간 및 MCA의 양쪽에 봉합 바늘의 종료).

중요 : 두개골의 두께가 플라스틱 랩과 비슷한 경우 숱이 중지합니다. 드릴 두개골과 경막 돌파하면 용기가 파열 할 것이다. 두개골 반면에 충분한 얇은 경우, 폐색을 제거하는 것은 어려울 것 피질이나 동맥 손상 될 수 있습니다.

7. 30 게이지 (30 G) 피하 주사 바늘을 가지고 톱니 핀셋을 사용하여 바늘의 끝을 구부립니다.
8. 구멍 두개골 치료에 30 G 바늘을 사용하여완전히 직접적 동맥 위의 장소. 족집게 머리를 잡고 조심스럽게 수술 창 얇게 영역을 제거 할 수 있도록하기 위해이 구멍 구멍을 사용합니다.
9. , 새로운 30 G의 필요성을 6 단계로 그 끝을 구부리는, 조심스럽게 경질를 제거합니다.

참고 : DURA을 절단은 껍질 후면과 MCA는 감압의 결과로, 더 두드러진 될 것입니다 원인이됩니다.

3. MCA를 폐색

1. 3-5밀리미터에 대해에 봉합 바늘 (둥근 3 / 8, 16mm 봉합 바늘) 자르고 반 곡선 역을 정돈하는 절단기를 사용합니다.
2. 그림 4E의 그림과 같이 손질 봉합 바늘에 실을 꿰다. 중요 : 봉합 실의 양쪽 끝은 동일 길이가되도록 바늘을 스레드하는 것이 중요합니다. 이 두 실의 당겨가 동시에 M1에서 종료 가능, 바늘 후 MCA 주위에 두 개의 매듭을 묶어 스레드의 두 길이를 떠나 자유롭게 절단 할 수 있습니다.
3. 톱니 핀셋 M1에서 봉합 바늘을 미끄러 사용합니다. 피질의 손상을 최소화 할 수 최대한 얕은 너무 머물고 있지만,뿐만 아니라 MCA에 너무 많은 부담을 피하고, MCA 0.5-1 mm 정도의 거리에 넣습니다.
4. 봉합 바늘은 MCA 아래 것과 같은 다른 측면을 때, 먹이를 계속하거나 봉합의 다른 쪽 끝을 누르면서 반대 측에서 봉합 바늘의 끝을 당겨 (아래와 같이) 끝이 족집게를 사용 톱니 모양의 팁 핀셋 바늘.
5. 봉합 바늘이 완전히 MCA에서 전달되고 떠나게되면, 나사의 길이가 MCA의 양쪽에 동일해질 때까지 봉합 바늘이나 실을 당겨 계속합니다. 그것은 MCA에 대한 부담을 최소화하기를 통해 공급되는 스레드에서 아래로 누르면 스레드가 동맥에서 통과 파열을 방지하기 위해 도움이 될 수 있습니다.
6. 봉합 바늘에 가까운 실을 잘라.
7. 두 결과 봉합 실을 수습하기 위해 두 좋은 점 핀셋을 사용하여들 너무 감동하지 않는 MCA에서 묶인 두 개의 독립적 인 스레드가합니다. 이상적으로 스레드들이 MCA를 통과 간격은 약 1 mm가됩니다.
8. 매듭 사이의 간격 1 ~ MM은 절개을위한 공간을 허용하는 것을 유지하기 MCA 주위에 스레드를 두 개의 별도의 매듭 (두 개의 합자)를 묶어 둘 다 좋은 점 핀셋을 사용합니다.

참고 : 내부 가짜 제어가 필요한 경우, 느슨한 그래서 그들은 전혀 MCA를 수축하지 않는 폐쇄 매듭을 떠나 교합을 준비하고 매듭을 강화하고 혈관을 절단하기 전에 데이터를 수집합니다. 그것은 이전 폐색 아무것도 잡기 방지하지만 나중에 매듭의 강화 할 수 있도록 충분한 스레드를 남기시려면 스레드를 잘라. 이 방법은 어떤 기준 영상 또는 데이터 수집 교합과 약간의 지연 적절한 시점에 체결 매듭과 같은 수술 침공의 모든을 수행 할 수 있습니다.

9. 매듭이 될 나면EN 꽉, 두 매듭 사이에 M1을 절개하는 마이크로 가위를 사용 당겼다.
10. : 장기 생존 연구의 경우
    1. 봉합사는 멸균 수술 실에 다시 자리에 두피 플랩을 절개 또는 멸균 상처 클립을 사용하여 조직을 고정합니다.
    2. 상처 영역 (예 : 바시 트라 신 연고)와 체계적으로 암피실린의 예방 주사 (150 ㎎ / ㎏ IM)에 의해 로컬 항생제를 관리 할 수​​ 있습니다.
    3. 피사체가 눈에 안과 항생제 연고를 관리 여전히 마취 동안.
    4. 마취 호흡기 분비물을 감소 보충 아트로핀을 (0.05 ㎎ / ㎏ IM) 관리 할 수​​ 있습니다.
    5. 수술의 결론 및 통증 조절을 위해 다시 다음날 아침 (~ 12 시간 이상)에 피하 flunixin 메 글루 민을 (1.1 ㎎ / ㎏) 주입.
    6. 동물 코 (이것은 동물이 깨어 때까지 호흡을 용이) 경사에 꼬리 위에 그런 건조하고 따뜻한, 기울어 진 표면에 동물을 배치합니다. <이/ 리>
    7. 그것이 깨어 자체 안전하게 이동 될 때까지 동물을 모니터링 할 수 있습니다.
    8. 동물 사육장에서 돌아 오면, 동물의 활동, 외관, 발성, 그리고 먹이 및 동작을 마시는 매일 모니터링해야합니다.

4. 안락사

1. 각 실험의 결론에서, 쥐 펜 토바 비탈 나트륨 (2-3 mL를 복강)으로 안락사되어야한다.

결과

선박의 성공적인 폐색 다른 혈액 흐름 이미징 기술 중 영상 (LSI)를 반점 레이저를 이용하여 확인할 수 있습니다. MCA의 주요 대뇌 피질 분지에서 혈액 흐름 레코딩 시스템의 소음과 기술의 민감도 수준에 따라 ~ 25 기준선 % 이하 다음 폐색에 드롭해야한다. MCA 폐색 전후 MCA의 대뇌 피질 분기의 세그먼트의 대표 LSI 이미지의 그림 3을 참조하십시오. 설명 폐색 기술은 모두 대?...

토론

이 프로토콜은 설치류 피질에서 허혈을 유발하고, 실험 과목 최소한의 주변 영향이를 위해 개발되었습니다. 이중 폐색과 절개 방법은 용기가 영구적으로 폐색 된 것을 시각적으로 확인 할 수 있습니다, 과도한 침입이나 조직의 손상없이, 높은 생존율을 수행 할 수 있습니다. 이 폐색 프로토콜은 특정 대뇌 피질의 도메인 내에서 허혈을 유도하기 위해 개두술을 통해 액세스 할 수있는 대뇌 피질의 ...

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