지주막 하 출혈의 급성과 늦은 후유증의 연구에 대한 토끼 피 션트 모델 : 기술적 측면

요약

The experimental intracranial pressure-controlled blood shunt subarachnoid hemorrhage (SAH) model in the rabbit combines the standard procedures — subclavian artery cannulation and transcutaneous cisterna magna puncture, which enables close mimicking of human pathophysiological conditions after SAH. We present step-by-step instructions and discuss key surgical points for successful experimental SAH creation.

초록

초기 뇌 손상 및 지연 뇌 혈관 경련은 모두 지주막 하 출혈 (SAH) 후 불리한 결과에 기여한다. 두 조건을 시뮬레이션 재현 및 제어 동물 모델은 현재 드물다. 따라서, 새로운 모델은 SAH로 인한 인간의 병태 생리 학적 조건을 모방하기 위해 필요하다.

이 보고서는 뇌내 압력 (ICP)의 제어를 가능하게 토끼 피 션트 SAH 모델의 기술적 인 뉘앙스를 설명합니다. 체외 션트는 동맥 폐쇄 시스템 및 두개골에 시험관 독립적 SAH있게 막밑 공간 사이에 배치된다. 단계별 절차 명령들 및 필요한 장비를 기술뿐만 아니라, 기술적 고려 최소 사망률과 질병률과 모델을 생성한다. 이 강력한 간단하고 일관성있는 ICP-제어 SAH 토끼 모델의 성공적인 수술 작성에 필요한 중요한 세부 사항은 설명한다.

서문

동맥류 성 지주막 하 출혈 (SAH)은 자주 영구적 인 신경 손상 또는 사망 ^한 선도, 신경 병리학 적 조건을 위협하는 가장 삶의 하나입니다. 과거의 연구는 SAH ^2와 관련된 신경 학적 결손의 주요 원인으로 지연 뇌 혈관 연축 (DCVS)에 초점을 맞추고있다. 그러나, 혈관 경련의 치료 후 SAH 고통받는 환자의 일반적 나쁨 임상 결과는 SAH ³ 초 후 뇌 손상 (EBI)의 효과를 포함하는 연구 초점이 팽창되었다. SAH 후 나쁨 임상 결과에 기여하고 EBI DCVS 모두의 중요성은 더 큰 이해 효과적인 치료 전략의 개발이 필수적이다.

지금까지, cisterna 마그나에 단일 및 이중자가 혈액 주입 DCVS ^2-6의 연구를위한 SAH 유도를위한 표준 방법이었다. 일반적으로 이전의 연구에서 사용했지만,이 모델은 대부분 SAH와 관련된 신경 병리학 주요 변경 사항을 재생하지 못하는 EBI ^7을 유도. 대조적으로, 혈관 천공 부분적 EBI ^(7)의 증상을 모방 중증 급성 병리 생리 학적 변화를 생성하는 것으로 알려져있다.

이 보고서는 SAH의 신규 한 토끼 모델이 기재된 방법으로, 표준 cisterna 마그나 모델 동맥 시스템을 연결하여 _{구성된다.} 이에 SAH 유도 병리학 ^8-10의 더 정확한 특성화를 허용 EBI 및 DCVS 양쪽의 조사를 가능하게하기위한 설명 체외 션트를 통해 쇄골 하 동맥과 cisterna 마그나의. 혈류시켜 토끼의 생리학에 링크와 동맥혈 및 두개 내압 사이의 압력 구배에 의해 구동된다. 뇌내 압력 (ICP)는 이완기 혈압이 같고 션트 시스템에서 혈액이 응고 할 때 출혈이 멈 춥니 다. 호스트 & #을 활용8217;의 생리 안정적으로 EBI와 DCVS 표현형 ^3,8-10 모두를 생산 SAH의 일관성 모델에지도 심사관에 의존 SAH 유도를 줄일 수 있습니다.

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프로토콜

2.5 무​​게 3 개월 된 여성 뉴질랜드 토끼 - 3.5 kg이 절차를 사용 하였다. 이 연구는 실험 동물의 관리 및 사용을위한 건강 지침의 국립 연구소에 따라 스위스, 베른 (승인 번호 13분의 105)의 광저우의 동물 관리위원회의 승인을 수행 하였다. 모든 수술은 베른, 스위스 베른 대학 병원에서 임상 연구학과의 실험 외과 연구소에서 무균 조건 하에서 수행 하였다. 동물 용 마취는 수술 중 및 복구에 걸쳐 동물을 모니터링.

1 동물 준비, 위치 및 쇄골 하 동맥 삽관

1. 근육 마취제의 주입 토끼에서 전신 마취를 유도 (30 ㎎ / ㎏, Ketalar, 50 ㎎ / ㎖) 및 자일 라진 (kg 6 밀리그램 /; Xylapan 20 ㎎ / ㎖) 유해에 토끼의 반응을 확인하여 마취의 컨트롤 깊이 stimulat이온 (예를 들면, 발가락 핀치). 긍정적 인 반응의 경우에는 1.7를 참조하십시오.
2. 양안의 하부 뚜껑 풀다운 건조 더욱 자극을 막기 위해 연고 눈꺼풀에 소량의 적용.
3. , 20 Gbutterfly의 venflon (20 G 혈관 카테터)와 측면 귀 정맥 카테 테르를 꽂다 접착 테이프로 고정하고, 0.9 %의 염화나트륨을 포함하는 중력 가방 (500 ㎖ / 24 시간)와 케타민을 연결 (40 ㎎ / ㎏ / 시간) 연속 정맥 마취 / 자일 라진 (xylazine) (4 ㎎ / ㎏ / 시간). 추가 진통제마다 15 분 IV (펜타닐, 1 MCG / kg)을 관리합니다. 참고 : CPP 감소와 연관된 휘발성 가스 마취제, CBF 증가하고, 산소 뇌 대사율의 감소를 피 ¹¹ 정맥 마취제가 뇌 공부를 할 때 맨 중요하다 CBF 및 뇌 혈관 수축, ^12을 유지하여 neuroanesthesia 더 이상적인 특성을 제공한다. 혈관 경련. 또한, 비록 사망률의 증가 spontaneously 동물을 호흡, 더 나은 급성 SAH의 인간의 상황을 모방 할 수 있습니다.
4. 호 기말 이산화탄소를 할 수있는 마스크를 통해 - (2 L / 분 1) (ETCO ₂₎ 모니터링 산소를 제공합니다.
5. 토끼의 복부 측면에있는 삼각형 배열에서 3 채널 심전도 (ECG) .Place 세 피하 전극을 설치합니다 특히, 두 팔다리에 분포 하복부에 두 개의 전극 (쇄골 하 동맥 삽관에 대한 멸균 면도 필드 거리) 오른쪽 midthoracic 영역에 하나의 전극을 배치합니다.
6. 호흡, ECG 신호에서 모니터링 심박수 (HR), 유해 자극에 반응에 따라 마취의 깊이에게 수술 중 매 15 분을 모니터링합니다.
7. 유해 자극 (발가락 핀치)에 긍정적 인 응답의 경우에, 케타민 러스 (6 밀리그램 / kg) IV 및 자일 라진 러스 (0.05 밀리그램 / kg) IV 및 / 또는 펜타닐과 추가적인 진통제의 볼 루스 (1 MC함으로써 마취 깊이를 적응g / kg) IV
8. 아래로 머리를 20 °를 기울 쇄골 하 동맥이 노출 될에 약간 옆으로 반대측으로 돌려, 몸 온난화 접시에 앙와위에서 토끼를 수정합니다.
9. 눈 연고를 적용하고 쇄골의 중간 셋째 주위에 오른쪽 가슴 근육 위에 머리를 면도로 수술 영역을 준비하고, frontal- parietal- 및 후두부 두개골, 목을 통해, 오른쪽 대퇴 동맥을 통해.
10. 살균 넓은 스펙트럼, 예를 들면., 포비돈 요오드로 3 분 동안 피부를 소독.
11. 멸균 시트와 토끼를 커버. 용기의 조작 및 지역 감염에 의한 동맥 혈관 경련을 방지하기 위해 국소 멸균 조건에서 모든 추가 절차를 수행하고 자주 염산 및 항생제 용액 (네오 마이신 황산염 5 ㎎ / ㎖) papaverin 4 %를 적용합니다.
12. 국소 마취제 (리도카인 1 % 최대 6 ㎎ / ㎏)과 가슴 근육을 침투. 흉골 피부 절개를하고 준비가슴 근육. 현미경을 사용하여, 쇄골 하 동맥을 해부 노출 끝 주위 근위 및 원위 합자 (4-0 polyfilament 봉합) 고정합니다. 카테터를 확보하고 말단 혈관을 결찰하는 장소에 인접 제어에 가까운 일 합자를 유지합니다.
13. 곡선 microscissor와 동맥을 절개하여 쇄골 하 동맥의 벽에 arteriotomy을 수행하고 작은 intravasal 3 방향 스톱 콕이 역행 쇄골 하 동맥을 cannulate. 동맥 비틀림 또는 동맥의 근위 부분의 굴곡을 방지하기위한 미끄러짐 또는 출혈을 방지하기 위해 원위 봉합사를 향해 이중 매듭 합자 의해 카테터를 고정.

2 혈압 및 동맥 혈액 가스 모니터링

1. 내가 3 방향 스톱 콕) intravasal 동맥혈 가스 캐 뉼러 (ABG) 분석, 산도, 파코 _2, PAO _2, 수소 나트륨, 기본 초과하고, SO _2를 연결하고, ⅱ) 침략 동맥혈압력 측정 장치, 및 ⅲ) 션트 장치.
2. ABG 상태에 대한 혈액 샘플 (파코 _2, PAO _2)를 수집하고 지속적으로 아날로그 - 표준 심혈관 및 호흡기 매개 변수 (혈압, HR, ECG, 호흡 및 기말 CO ₂₎ 아날로그 출력 인터페이스를 통해 및 전송 데이터를 모니터링 디지털 컨버터 / 데이터 로거 및 저장.
   NOTE : 압력은 전후 각 세션 후에 심장 수준 제로화되고 시리즈가 시작되기 전에, 아날로그 / 디지털 변환기와 데이터 로깅 시스템의 압력 조정이 한번 수행 될 것이다.

3 기준 디지털 감산 혈관 조영술

1. 혈관 조영술을 교정하기 위해 모두 하악 각도를 통해 외부 크기 조정 장치 (작은 영역)을 놓습니다.
   참고 :이 기준의 사후 측정의 정확한 비교를 할 수 있으며 혈관 직경을 따릅니다.
2. 역행 내에서 디지털 감산 혈관 조영술 (DSA)을 수행비 이온 Iopamidol rterial의 일시 주사를 통한 동맥 삽관 (0.6 ㎖ / kg, 2 초 동안 5 ㎖ / 초)와 후자의 폐색을 방지하기 위해 식염수 일시 주사 직후 뉼러를 플러시.
3. 5 ° 왼쪽 전방 경사 위치에서 빠른 연속 혈관 조영 촬영에 vertebrobasilar 시스템의 이미지 (14 초에서 7 이미지)를 얻습니다.
4. 국소 마취제 (리도카인 1 %, 최대 6 ㎎ / ㎏)와 오른쪽 대퇴 동맥 주위를 침투. 작은 사타구니의 피부 절개를합니다. 시각화 현미경을 사용하여, 대퇴 동맥을 해부 노출 끝 주위 근위 및 원위 합자 (4-0 polyfilament 봉합) 고정합니다.
5. arteriotomy 후, 5-F 칼집으로 대퇴 동맥을 cannulate. 식염수 시스의 측면 포트를 세척.
6. 투시 하에서 시스를 통해 완두 동맥에 5-F 카테터를 전진. 로드맵을 만든 다음 토륨 가이드 와이어를 전진전자 vertebrobasilar 시스템. 단계 3.2에 설명 된대로 DSA에 대한 (0.6 ㎖ / kg, 2 초에서 5 ㎖ / 초) 비 이온 Iopamidol의 루스를 주입한다.

수 그린 위치로 4 회전

1. 기준 DSA 다음, 앙와위에서 발생하기 쉬운 위치로 토끼의 위치를​​ 변경. 조작 또는 동맥 카테터의 위치를​​ 재배치하지 않도록주의하십시오.
2. 머리를 아래를 지향, 30 ° 각도로 머리 홀더 머리를 놓습니다.

5 Cisterna 마그나 관통

1. 1 분마다 포비돈 요오드의 3 배와 머리와 목을 통해 피부를 소독, 멸균 시트와 수술 영역을 커버.
2. 사전 피부 절개 나 근육의 변위없이 transcutaneously cisterna 마그나에 22 G X 40mm 소아 척추 액세스 바늘을 삽입합니다.
3. 동물이 완전히 뼈 외부 후두 융기를 따라 아래로 바늘을 밀기 전에 발가락 - 핀치 응답의 부족을 보장함으로써 마취되어 있는지 확인갭이 검출 될 때까지; 더 바늘을 밀어하지 않습니다.
4. 몇 분 동안 20 ° 각도로 아래로 기울어 진 토끼의 머리와 뇌척수액의 자연 떨어지는 관찰하여 바늘의 정확한 위치를 확인합니다.

두개 내 압력 및 대뇌 혈액 흐름 모니터링의 6 설치

1. 중간 선 피부와 머리 덮개 절개 한 후, 작은 수술 견인기를 삽입합니다.
2. neuromonitoring 장치 경우의 배치 후각 망울 및 양자 정면 위에 세 라운드 절골술 (2 mm 직경) 외 두개골 도시 따른 두개골의 정면 부분에서 고속 microdrill를 사용하여 (도 1) ^(9), 즉, 확인 필요. 다음과 같이 버 구멍 배치를위한 좌표를 결정하기 위해 밀리미터 스케일자를 사용 : midpupillary 라인에 두개 내압 (ICP) 모니터링, midsagittal 줄에서 1~2밀리미터; 실질 내출혈 레이저 도플러 프로브4~5mm 전방 및 브레 그마에 횡 방향 (그림 1).
3. 경질을 시각화하고, 세심한 지혈을 수행의 압전 조치 덕분에 뼈 지혈을 위해 뼈 왁스를 사용하여 경질의 바이폴라 응고를 사용하여 로컬 지혈을 수행합니다.
4. 2mm의 깊이에 대한 권리 후각 망울로 실질 내출혈 두개 내압 (ICP) 모니터 팁을 배치하고 교정.
5. 외부 클램프 시스템을 사용하여 2 개의 레이저 도플러 flowmetry 미세 바늘 프로브를 배치하고, 좌우 정면 반구 모두 뇌척수액에 방해가되지 않도록 중앙선에서 심실 시스템, 즉 측 방향에서 대응하는 버어 구멍에 삽입. 2.5 mm의 깊이로 바늘 프로브를 놓습니다.
6. neuromonitoring 프로브를 배치 한 후에, 두개골 유체 기밀을 유지하기 위해 뼈 왁스의 두께 플러그 버어 모든 구멍을 밀봉.
7. 평균 동맥 혈압의 파라미터를 측정 기준선 (MAP), ICP 및 다중 매개 모니터와 네 채널 레이저 도플러 조직 혈류 모니터를 사용하여 뇌 혈류 (CBF).

7 션트 유도

1. 혈액 충전 압력 모니터링 튜브를 통해 이전에 catheterized 쇄골 하 동맥 cisterna 마그나에서 척추 액세스 바늘을 연결합니다. 혈압 측정을위한 혈액 샘플링 포트와 3 방향 스톱 콕을 사용한다.
   NOTE : SAH의 심각성은 혈액의 양에 의존하고, 대략 ^5,11 뇌 수확시 지주막 응고 extensiveness 의해 추정 될 수있다.
2. 지속적으로 SAH 후 최소 20 분까지 전 6 분에서 1 Hz의 샘플링 속도에서 MAP, HR, ECG, 호흡과 호 기말 _{이산화탄소를} 모니터링 할 수 있습니다.
3. 동물이 완전히 쇄골 하 동맥과 cisterna 마그나 압력 gradie에 의해 SAH을 유도 사이의 병렬 연결을 열기 전에 발가락 핀치 응답의 부족을 보장함으로써 마취되어 있는지 확인NT.
   NOTE : (. 예 ICP의 원하는 수준으로) 제어 된 SAH는 어느 시점에서 션트를 폐쇄함으로써 성취 될 수있다.
4. 약 15 분의 기간 동안 정상 값을 기록한다.
5. ICP가 절정에 도달 한 후 ICP가 기준 값에 가까운 정상 상태로 돌아올 때까지 그 자리에 척추 액세스 바늘을 유지합니다. ICP 고원은 10 개 이상의 초 동안 유지 또는 ICP가 자발적으로 감소하면, 션트를 닫됩니다.
6. (연속 출혈 카테터 조작 높은 이환율과 사망률 및 감염 속도를 증가되기 때문에, 쇄골 카테터를 포함하여) 모든 카테터를 제거, 뼈 왁스와 버 구멍을 연결, CBF 미세 바늘 프로브 및 ICP 프로브를 제거와 엄격한 상처 관개를 수행 네오 마이신 황산염과 피부를 봉합.

(8) 수술 후 관리

1. 절차는 약 2 시간 동안 지속된다. 자일 라진 및 케타민 인해, 애니의 회복 시간의 반감기에약 1 시간 - 리터는 매우 짧다. 동물은 복구 중에 가열 램프 아래에 보관됩니다. 추가 유체는 제공되지 않습니다. 초기 수술 후 회복 단계에서, 부 프레 노르 핀 0.02 밀리그램 / kg SC 24 시간마다 8 시간이 적용됩니다.
2. 다음 72 시간 동안 진통 효과에 대한 동물의 면도 목 지역에서 12.5 μg / 시간을 방출 경피 펜타닐 매트릭스 패치를 적용합니다.
3. 이 흉골 드러 누움을 유지하기 위해 충분한 의식을 회복 할 때까지 무인 동물을 두지 마십시오.
4. 완전히 회복 될 때까지 다른 동물의 회사에서 수술을했다 동물을 반환하지 않습니다.

3 일에 DCVS을 평가하기 위해 디지털 감산 혈관 조영술을 따라 9.

1. 상술 한 바와 같이 3.6 단계 1.1를 수행합니다.
2. 나트륨 thiopenthal의 동맥 내 일시 주사 (40 ㎎ / ㎏)에 의해 동물을 안락사 (펜 토탈, Ospedalia AG, Hünenberg, 스위스). 경우 조직 학적 및 immunohist에서ochemistry 필요하다 100cm의 H ₂ O의 관류 압력 RT에서 심장 내 관류 고정을 수행

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결과

SAH의 토끼 피 션트 모델은이 보고서에서 설명하는 것은, 기저 피질 (그림 2A, B) 및 대뇌 혈관 (그림 2C)와 같은 초 24로 시간 부상 후 (B 그림 2A) 해마에서 EBI를 생산하고 특성을 나타낸다 혈액 분포 (그림 2D) ^8. 또한,이 모델은 SAH 유도 (그림 3) ¹⁰ 일 이후 세에 DCVS의 심한 정도가 적당한 트리거합니다. 급성 SAH시 호흡 ?...

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토론

션트 모델 급성 SAH ^3,8,10 후에 인간에서 관찰되는 것과 유사한 병리 현상을 생성한다. 그것은 EBI는 악화 유지하고 심지어 DCVS ¹² 트리거 등이 모델 SAH를 다음 EBI와 DCVS 상호 작용을 포함하여 초기와 후기 DCVS 단계를 모두 조사에 도움이 될 수로 수 있음을 제안하고있다. 특히, 반복 생체 DCVS DSA ^(13)을 포함하여 모니터링 기술, ^{15 개} readibly 작은 실험 동물에 비해 ...

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자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
Equipment
Operation microscope	Zeiss, Jena, Germany		Zeiss, OPMI-MD surgical microscope
Surgical equipment	B. Braun, Germany		Forceps medical no. 5; vessel scissors 8 cm; microclip 4 mm
Respirator	Hugo Sachs
Hair clipper	3M Surgical Clipper		Starter Kit 9667A
Body warm plate	FHC
Blood gas analyzer	Radiometer, Copenhagen, Denmark	ABL 725
Cardiac monitoring	Camino Multi-Parameter Monitor, Integra, Plainsboro, NJ, US	AP-05
Software analysis	BIOPAC Systems, Inc., Goleta, CA, USA		Biopac MP100 and acqKnowledge software,version 3.8.1
Software analysis	ImagePro Discovery, MediaCybernetics, Silver Spring, MD, USA		Image-Pro Plus version
Angiography apparatus	DFP 2000 A-Toshiba	MIIXR0001EAA
ICP monitor	Camino Laboratories, San Diego, CA, USA		ICP monitor, Model 110-4B
Blood flow monitor	Oxford Optronix Ltd., Oxford, UK		CAL KIT microsphere solution
Laser-Doppler flowmetry fine needle probes	Oxford Optronix Ltd., Oxford, UK		MNP110XP, 0.48 mm diameter
Pressure tube	B. Braun, Germay		PE 1.0 mm × 2.0 mm
Anesthesia monitor	GE Medical Systems, Switzerland		Datex S5 Monitor
Material
20 G vascular catheter	Smiths Medical		Jelco i.v. catheter, REF 4057
5.5 F three-lumen central venous catheter	Connectors, Tagelswangen, Switzerland		Silicone catheter STH-C040
22 G x 40 mm needle	Emergo Group Inc., Netherlands
High-speed microdrill	Stryker, Solothurn, Switzerland	5400-15
Bone wax	Ethicon, Johnson & Johnson,NJ, USA	ETHW31G
Bipolar forceps	Aesculap, Inc., PA, US	US349SP
Ketamin			Any generic product
Xylazine			Any generic product
Buprenorphine			Any generic product
Fentanyl			Any generic product
Transdermal fentanyl matrix patches			Any generic product
Lidocaine 1%			Any generic product
4% papaverin HCl			Any generic product
Neomycin sulfate	Research Organics Inc., OH, USA		Any generic product
Povidone-iodine			Any generic product
0.9% sodium chloride			Any generic product
Iopamidol	Abott Laboratories, IL, USA		Any generic product
3-0 resorbable suture	Ethicon Inc., USA	VCP824G
5-0 non absorbable suture	Ethicon Inc., USA	8618G
4-0 polyfilament sutures	Ethicon Inc., USA	VCP284G