Nontravmatik İntraventriküler Kanama Kemirgen Modelinde İntrakraniyal Basınç İzleme

Özet

Travmatik olmayan intraventriküler kanamanın kemirgen modellerinde kafa içi basıncının izlenmesi güncel literatürde yaygın değildir. Burada, bir sıçan hayvan modelinde intraventriküler kanama sırasında kafa içi basıncı, ortalama arteriyel basıncı ve serebral perfüzyon basıncını ölçmek için bir teknik gösterilmektedir.

Özet

İntraventriküler kanamadan kurtulanlar genellikle önemli uzun süreli hafıza bozukluğu ile bırakılır; Bu nedenle, intraventriküler kanama hayvan modellerini kullanan araştırmalar esastır. Bu çalışmada, sıçanlarda travmatik olmayan intraventriküler kanama sırasında kafa içi basıncı, ortalama arteriyel basıncı ve serebral perfüzyon basıncını ölçmenin yollarını aradık. Deneysel tasarım üç Sprague Dawley grubunu içeriyordu: sahte, standart 200 μl intraventriküler kanama ve araç kontrol grupları. İntraparankimal fiberoptik basınç sensörü eklenerek, tüm gruplarda hassas kafa içi basınç ölçümleri elde edildi. Serebral perfüzyon basınçları kafa içi basıncı ve ortalama arteriyel basınç değerleri bilgisi ile hesaplandı. Beklendiği gibi, intraventriküler kanama ve araç kontrol gruplarının her ikisi de sırasıyla intraventriküler otolog kan ve yapay beyin omurilik sıvısı enjeksiyonu sırasında intrakraniyal basınçta bir artış ve ardından serebral perfüzyon basıncında düşüş yaşadı. İntraparankimal fiberoptik basınç sensörünün eklenmesi, hassas kafa içi basınç değişimlerinin izlenmesinde faydalıdır.

Giriş

İntraventriküler kanama (IVH), bir tür intrakraniyal kanama (ICH), önemli mortalite ve morbidite taşıyan yıkıcı bir hastalıktır. IVH, intrakraniyal ventriküllerin içinde kan ürünlerinin birikmesi olarak karakterize edilir. İzole IVH nadir görülür ve tipik olarak yetişkinlerde görülür¹. Hipertansif kanama, rüptüre intrakraniyal anevrizma veya başka bir vasküler malformasyon, tümörler veya travma ile ilişkili olabilir¹. IVH, sekonder beyin hasarına ve hidrosefali² gelişimine yol açar. IVH'den kurtulanlar genellikle yaralanmalarını takiben önemli fonksiyonel, hafıza ve bilişsel bozukluklarla bırakılır. Bu uzun süreli bilişsel ve hafıza eksiklikleri, ICH^3'ten kurtulanların% 44'ünde bildirilmiştir. Başka bir ICH türü olan subaraknoid kanamada (SAH), hayatta kalanların yaklaşık yarısının hafıza eksikliğine sahip olacağı iyi bilinmektedir ve SAH'ye ek olarak IVH'si olanlar için sonuçlar önemli ölçüde daha kötü olma eğilimindedir ^4,5,6.

IVH sonrası hafıza disfonksiyonunun altında yatan mekanizmalar aydınlatılmaya devam etmektedir. Fonksiyonel ve hafıza disfonksiyonu olan travmatik olmayan IVH hayvan modellerini kullanan in vivo araştırmalar, bu tür hastalar için potansiyel terapötik hedefleri keşfetmek için gereklidir. IVH'yi takiben daha şiddetli hafıza ve fonksiyonel işlev bozukluğu olan hayvan modelleri, bu değişiklikleri incelemek için en iyisi olacaktır. Kıdemli yazarın laboratuvarı ayrıca, IVH sıçan modellerinde hafıza açıklarının gelişiminde yüksek kafa içi basıncın (ICP) rolünü özel olarak araştırmaktadır. Bu nedenle, IVH sırasında ICP'leri kesin olarak ölçme yöntemlerinin araştırılması önemliydi. Burada, bir IVH sıçan modelinde ICP'leri hassas bir şekilde ölçme yöntemleri hakkında rapor veriyoruz. ICP monitörizasyonu daha önce travmatik ICH ve subaraknoid kanamalı hayvan modellerinde kullanılmış olmasına rağmen, spontan IVH kemirgen modellerinde ICP monitörizasyonu literatürde yaygın olarak bildirilmemiştir ^7,8. Bu nedenle, burada sunulan deneysel tasarım üç grup Sprague Dawley sıçanını içeriyordu: sahte, standart 200 μl intraventriküler kanama ve araç kontrolü. IVH grubu için otolog intraventriküler kan enjeksiyon modeli kullanıldı. Araç kontrol hayvanları için, steril Laktasyonlu Ringer çözeltisinin intraventriküler enjeksiyonu kullanıldı. ICP'ler, ortalama arteriyel basınçlar (MAP'ler) ve serebral perfüzyon basınçları (CPP'ler) intraoperatif olarak kaydedildi ve sonuçlar burada bildirildi.

Protokol

Tüm araştırma yöntemleri ve hayvan bakımı / bakımı, Davis'teki Kaliforniya Üniversitesi'ndeki kurumsal kılavuzlara uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Davis, Kaliforniya Üniversitesi'nin Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi (IACUC), tüm hayvan kullanım protokollerini ve deneysel prosedürleri onayladı (IACUC protokolü #21874).

1. Hayvan barınağı

1. 8-10 aylık Sprague-Dawley sıçanlarını edinin. Herhangi bir deneysel prosedürden önce, sıçanları bir vivaryumda barındırın ve yiyecek ve su ad libitum ile 12 saatlik bir ışık / karanlık döngüsünü takiben kafeslerinde genel adaptasyon için en az 1 hafta bekleyin.

2. Anestezi ve ameliyat öncesi işlemler

1. Sıçanı 4 dakika boyunca% 4 izofluran ile uyuşturun. Sıçanı dişlerinden bir entübasyon platformunda sırtüstü pozisyonda asın ve endotrakeal kanül ve laringoskop kullanarak endotrakeal olarak entübe edin.
2. Anestezi uygulanmış ve entübe edilmiş sıçanı bir ventilatöre yerleştirin (%2 izofluran ve O2/N2 taşıyıcı gaz). Arka bacak tutam gibi ağrılı bir uyarana yanıt gözlenmezse, sıçan yeterince uyuşturulur.
3. Sıcaklığı sürekli izlemek için bir rektal termometre takın.
4. Tüm ameliyat prosedürlerini steril teknik kullanarak gerçekleştirin. Saçları başın ve femur bölgesinin üzerine kesin ve ameliyattan önce üç alternatif Betadine ovma ve% 70 alkol ile cildi hazırlayın.
5. Sıçanı ventilatörden geçici olarak çıkararak ve sekresyonları 10 mL'lik bir şırıngaya bağlı PE-50 tüpü ile aspire ederek biriken solunum sekresyonlarını aspire edin.
6. Sıçanın gözlerini steril yapay gözyaşları göz merhemi ile koruyun.
7. Kafa derisi insizyonundan önce lokal bupivakain (~% 0.25 çözeltinin ~ 0.1 mL'si) cilde ve deri altı dokulara enjekte edin.

3. Ameliyat protokolü

1. İntraventriküler iğne ve kafa içi basıncı (ICP) monitörünün yerleştirilmesi
   1. Sıçanı stereotaktik bir çerçevede eğilimli bir konuma yerleştirin ve sıçanı kulak çubuğuna koyun.
   2. 15 bıçaklı bir neşter ile orta hat boyunca 1,5 cm'lik bir kafa derisi kesisi yapın.
   3. Hemostaz için gazlı bezle hafif basınç uygulayın.
   4. Steril bir pamuk ucu aplikatörü kullanarak, bregma dönüm noktası görünene kadar periostu kafatasından ayırın.
   5. Stereotaksi kullanarak bregmayı bulun ve işaretleyin ve bregmanın 1,4 mm lateral ve 0,9 mm posterior olmak üzere iki bilateral çapak deliğinin yerini işaretleyin.
   6. Elde taşınan bir matkap kullanarak, sağ ve sol yarımkürelerde bu iki küçük (2 mm'ye kadar) kafatası çapak deliği oluşturun. Fazla kemik yongalarını steril Laktasyonlu Ringer çözeltisi ile sulayın.
   7. Sağ yarımkürede, IVH oluşturmak için 28-G iğneyi kanülden sağ lateral ventrikülün derinliğine (bregma ile ilişkili olarak 4.6 mm) yerleştirmek için çapak deliği seviyesinde bir 22-G kılavuz kanül yerleştirin.
   8. Fiberoptik basınç sensörünü okuma ünitesine bağlayın. Okuma ünitesini açın ve seçilen birimlerin mmHg cinsinden olduğundan emin olun. Ardından, okuma ünitesi sıfır okuyana kadar ucunu Lactated Ringer çözeltisiyle küçük bir beherin içine batırarak sensörü hazırlayın. Lactated Ringers çözümünde sıfırlandıktan sonra, hepsi eklenecek şekilde ayarlanır.
   9. Sol yarımkürede, gerçek zamanlı ICP izleme için basınç sensörünü kortekse 2-3 mm derinliğe kadar yavaşça yerleştirin.
2. Femoral arter kanülasyonu ve ortalama arteriyel basınç (MAP) monitörünün yerleştirilmesi
   1. ICP monitörünü taktıktan sonra, sol uyluk ve kasık bölgesine kolay erişim için sıçanın alt gövdesini çevirin.
   2. Steril hazırlama ve lokal bupivakain uygulamasından sonra, 15 bıçaklı bir neşter ile arka bacak üzerinde 1,5 cm'lik bir cilt kesisi yapın.
   3. Sol femoral arteri önce yüzeysel olarak bir hemostat ile ve daha sonra mikroskop altında ince uçlu forseps kullanarak daha derin tabakaları diseke edin. Bitişik arterin yerini belirlemeye yardımcı olmak için derin mavi femoral veni tanımlayın.
   4. Distal femoral arteri 3-0 ipek sütür kullanarak bağlayın ve femoral arterin proksimal kısmına geçici bir metal klips yerleştirin.
   5. Okuma ünitesine bağlı ikinci bir fiberoptik basınç sensörünün önceden astarlanmış olmasını sağlayın. Basınç sensörünü, daha sonra kapatılan bir Tuohy Borst'a yerleştirilen polietilen (PE-50) boruya yerleştirin. Tuohy Borst'u bir ucunda 1 mL'lik bir şırıngaya bağlı 3 yönlü bir stopcock'a ve diğer ucunda PE-50 borulu 22-G iğneye bağlayın.
   6. Mikroskop altında, mikro makasla 2 mm'lik bir femoral arteriyotomi yapın ve kurulumun geri kalanına bağlı PE-50 tüp ile kanüle edin.
3. İntraventriküler enjeksiyon
   1. 1 mL'lik bir şırınga kullanarak 500 μL kan aspire edin ve basınç sensörünün MAP'yi okumasını sağlamak için 3 yönlü stopcock'u çevirin.
   2. PE-50 tüpüne bağlı 28-G intraventriküler iğneyi, IVH hayvanları için aspire edilmiş kan ve araç kontrol hayvanları için Laktasyonlu Ringer'larla astarlayın. Daha sonra bu iğneyi kılavuz kanüle sağ lateral ventrikülün derinliğine yerleştirin.
   3. 100 μL / dak hızını kullanarak, 1 mL şırıngayı baş parmağınızla pompalayarak kan veya steril Laktasyonlu Ringer çözeltisini (200 μL) sağ lateral ventriküle enjekte edin. Bundan önce ve intraventriküler enjeksiyon sırasında, ICP, arteriyel kan basıncı ve rektal sıcaklığı izleyin ve kaydedin.
   4. Enjeksiyon sonrası ICP ve MAP değerlerini izleyin ve kaydedin.
4. Kapama
   1. İntraventriküler enjeksiyonun tamamlanmasının ardından, femoral artere yerleştirilen basınç sensörünü içeren PE-50 tüpünü geri çekin ve kanamayı önlemek için geçici klipsi femoral artere uygulayın.
   2. 3-0 ipek sütür kullanarak femoral arterin proksimal kısmını bağlayın.
   3. Femoral kesiyi 3-0 ipek kullanarak kesilmiş bir şekilde kapatın.
   4. Kılavuz kanülü intraventriküler iğne ve ICP monitörü ile çıkarın.
   5. Çapak deliklerini kemik mumu ile kapatın.
   6. Kraniyal insizyonu 3-0 ipek dikişle kesilmiş bir şekilde kapatın.
   7. İnsizyona topikal bupivakain uygulayın ve ameliyat sonrası 0.35 mL karprofen (5 mg / kg) enjekte edin. Sternal yassılığı korumak için yeterli bilinci yeniden kazanana kadar hayvanları gözetimsiz bırakmayın.
   8. Sıçanların gözetim altında ameliyattan sonra tamamen iyileşmelerine izin verin ve iyileşmeden sonra yiyecek ve suya serbestçe erişerek onları ev kafeslerine geri döndürün.

4. Postoperatif yönetim

1. İyileşmelerini, nörolojik durumlarını, davranışlarını, ağırlıklarını ve insizyonlarını izlemek için ameliyat sonrası yedi gün boyunca tüm postoperatif hayvanları günlük olarak kontrol edin.
2. Ameliyat sırasında^{ve postoperatif} 1^{. ve 2}. günlerde deri altı enjeksiyonu ile 0.35 mL karprofen (5 mg / kg) uygulayın.
3. Ameliyat sonrası 7. günde dikişleri steril bir şekilde alın^.

Sonuçlar

İntrakraniyal, ortalama arteriyel ve serebral perfüzyon basınçları
Hem ICP'ler hem de MAP'ler tüm hayvanlarda intraoperatif olarak izlendi (Şekil 1). Sıçanlar 8-10 aylıktı ve ortalama ağırlığı 495 ± 17 g idi. Gerçek zamanlı ICP grafikleri de toplandı (Şekil 2). Sahte grup hariç, IVH ve araç kontrol gruplarında intraventriküler enjeksiyon sırasında ICP'ler anlamlı olarak artmıştır (?...

Tartışmalar

Bu çalışmada, travmatik olmayan bir IVH sıçan hayvan modelinde ICP'leri, MAP'leri ve CPP'leri ölçme mekanizmaları araştırılmıştır. Sonuçlar aşağıdaki gruplardan kaydedildi: sahte, VH 200 μL ve araç kontrolü (yapay beyin omurilik sıvısı intraventriküler enjeksiyon) hayvanlar. Bu deneysel tasarım, IVH enjeksiyonu sırasında ICP'lerin nasıl izlenebileceğini araştırmak için seçildi, çünkü ICP'lerdeki artışın IVH hayvan modellerinde daha önemli ikincil beyin hasarına ve dolayısıyla h...

Malzemeler

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