Name: facial nerve surgery in the rat model to study axonal inhibition and regeneration
Uploaded: 2020-05-05T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Facial Nerve Surgery in the Rat Model to Study Axonal Inhibition and Regeneration at JoVE.com

S.A.A. wordt gefinancierd door de American Academy of Facial Plastic and Reconstructive Surgery Leslie Bernstein Grants Program.

Alle interventies werden uitgevoerd in strikte overeenstemming met de National Institutes of Health (NIH) richtlijnen. Het experimentele protocol werd goedgekeurd door de University of Michigan's Institutional Animal Care & Use Committee (IACUC) voorafgaand aan de uitvoering. Tien weken oude volwassen vrouwelijke Sprague-Dawley ratten werden gebruikt.
1.
<ol><li>Zorg voor een geschikte voorraad van gesteriliseerde chirurgische instrumenten, pijnstillende medicijnen, verdovingsmedicatie en zu...

Het model van de zenuwletsel van de rattengezichtsweg is naar voren gekomen als het meest veelzijdige systeem voor de evaluatie van neurotrofe factoren vanwege de chirurgische toegankelijkheid, het vertakkingspatroon en de fysiologische betekenis27,29,33,34,35,36. De combinatie van videodemonstratie en toepassing van transgen...

Craniale zenuwletsel in het hoofd- en nekgebied kan ondergeschikt zijn aan aangeboren, infectieuze, idiopathische, iatroggeene, traumatische, neurologische, oncologische of systemische etiologieën1. Craniale zenuw VII, of de gezichtszenuw, wordt vaak beïnvloed. De incidentie van gezichtszenuw disfunctie kan aanzienlijk zijn, omdat het 20 tot 30 per 100.000 mensen per jaar2beïnvloedt. De belangrijkste motorische takken van de gezichtszenuw zijn de temporele, zygomatische, buccale, marginale mandibulaire en cervicale takken; afhankelijk van de betrokken tak, kunnen de gevolgen bestaan uit orale incompetentie of kwijlen, hoornvliesdroogheid, visuele veldobstructie secundair aan ptose, dysartrie of gezichtsasymmetrie2,3. Langdurige morbiditeit omvat het fenomeen van synkinese, of onwillekeurige beweging van een gezichtsspiergroep, met poging tot vrijwillige samentrekking van een afzonderlijke gezichtsspiergroep. Oculair-orale synkinese is de meest voorkomende van de afwijkende regeneratie als een sequela van gezichtszenuw letsel en veroorzaakt functionele stoornissen, verlegenheid, verminderd gevoel van eigenwaarde, en slechte kwaliteit van leven3. Letsel aan individuele takken dicteert de functies die selectief worden aangetast.
De klinische behandeling van letsel aan de gezichtszenuw is niet goed gestandaardiseerd en heeft behoefte aan verder onderzoek om de resultaten te verbeteren. Steroïden kunnen verlichten acute zwelling van de gezichtszenuw, terwijl Botox is nuttig voor het temporizing synkinetische bewegingen; maar, de primaire reconstructieve opties in het bewapeningvan de beoefenaar arium te betrekken chirurgische interventie door middel van zenuwreparatie, substitutie, of reanimatie3,4,5,6. Afhankelijk van het type van gezichtszenuw letsel opgelopen, de gezichtszenuw chirurg kan gebruik maken van een aantal opties. Voor eenvoudige transsectie, zenuw reanastomose is nuttig, terwijl kabel-graft reparatie is beter geschikt voor een zenuwdefect; voor een herstel van de functie kan de chirurg kiezen voor statische of dynamische reanimatieprocedures voor het gezicht. In veel gevallen van gezichtszenuwletsel en daaropvolgende reparatie, zelfs in de handen van ervaren gezichtszenuwchirurgen, resulteert het beste resultaat nog steeds in aanhoudende gezichtsasymmetrie en functioneel compromis7.
Deze suboptimale resultaten hebben aangespoord uitgebreid onderzoek naar gezichtszenuw regeneratie. Brede onderwerpen van belang zijn het perfectioneren en innoveren van zenuwreparatietechnieken, het bepalen van het effect van verschillende zenuwregeneratiefactoren en het beoordelen van het potentieel van specifieke neurale remmers om de langetermijnuitkomst van synkinese8,9,10,11te helpen bestrijden.11 Terwijl in vitro modellen kunnen worden gebruikt om bepaalde kenmerken van pro-groei of remmende factoren te beoordelen, kan echt translationeel onderzoek over dit onderwerp het best worden uitgevoerd via vertaalbare diermodellen.
De beslissing van welk dier model te gebruiken kan een uitdaging zijn, als onderzoekers hebben gebruik gemaakt van zowel grote dieren, zoals schapen en kleine dier modellen, zoals muizen12,13. Terwijl de grote dierlijke modellen ideale anatomische visualisatie aanbieden, vereist het gebruik ervan gespecialiseerde apparatuur en personeel niet gemakkelijk of gemakkelijk beschikbaar. Bovendien kan het aandrijven van een studie om effect aan te tonen zeer kostenonbetaalbaar zijn en mogelijk niet binnen het haalbare bereik van veel wetenschappelijke centra vallen. Zo wordt het kleine diermodel het meest gebruikt. De muis model kan worden gebruikt voor de beoordeling van een aantal resultaten in verband met gezichtszenuwchirurgie; echter, de beperkte lengte van de zenuw kan beperken van de wetenschapper het vermogen om bepaalde patronen te modelleren, zoals large-gap letsel14.
Zo is de rat murine prototype is ontstaan als het werkpaard model waardoor de wetenschapper kan innovatieve chirurgische ingrepen uit te voeren of gebruik maken van remmende of pro-groei factoren en beoordelen effect over een breed scala van uitkomst parameters. De rat gezichtszenuw anatomie is voorspelbaar en gemakkelijk benaderd in een reproduceerbare manier. De grotere schaal, in vergelijking met het muismodel, maakt het mogelijk om een breed scala aan chirurgische defecten te modelleren, variërend van eenvoudige transsectie tot 5 mm hiaten15,16. Dit maakt het verder mogelijk om complexe interventies op de plaats van het defect toe te voeren, met inbegrip van de actuele plaatsing van factor, intraneurale injecties van factor, en de plaatsing van isografts of bruggen17,18,19,20,21,22,23.
De volgzame aard van de rat, de betrouwbare anatomie, en de neiging tot effectieve zenuwregeneratie maakt het mogelijk voor het verzamelen van vele uitkomst maatregelen in reactie op de bovengenoemde chirurgische patronen van letsel24. Via het ratmodel is de gezichtszenuwwetenschapper in staat om elektrofysiologische reacties op letsel-, zenuw- en spierhistologische uitkomsten te beoordelen via immunohistochemie, functionele uitkomsten via het volgen van beweging van het vibrissale pad en het beoordelen van oogsluiting, en micro- en macroscopische veranderingen via onder andere11,22,23,25,26,27,28,29. Zo zal het volgende protocol een chirurgische benadering van de rattengezichtszenuw en de letselpatronen schetsen die kunnen worden geïnduceerd.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:769px;" width="770">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">1.8% isoflurane</td>
			<td style="width:175px;">VetOne</td>
			<td style="width:182px;">13985-030-40</td>
			<td style="width:171px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">11-0 nylon microsutures</td>
			<td style="width:175px;">AROSuture</td>
			<td style="width:182px;">TK-117038</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">4-0 monocryl suture</td>
			<td style="width:175px;">VWR</td>
			<td style="width:182px;">75982-084</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Buprenorphine SR</td>
			<td style="width:175px;">ZooPharm</td>
			<td>MIF 900-006</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Carprofen</td>
			<td style="width:175px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:182px;">MFCD00079028</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Chlorhexidine</td>
			<td style="width:175px;">VWR</td>
			<td style="width:182px;">IC19135805</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Jeweler forceps</td>
			<td style="width:175px;">VWR</td>
			<td style="width:182px;">21909-458</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Micro Weitlaner retractor</td>
			<td style="width:175px;">VWR</td>
			<td style="width:182px;">82030-146</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Micro-scissors</td>
			<td style="width:175px;">VWR</td>
			<td style="width:182px;">100492-348</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Mini tenotomy scissors</td>
			<td style="width:175px;">VWR</td>
			<td style="width:182px;">89023-522</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Number 15 scalpel blade</td>
			<td style="width:175px;">VWR</td>
			<td style="width:182px;">102097-834</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Operating microscope</td>
			<td style="width:175px;">Leica</td>
			<td style="width:182px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Petrolatum eye gel</td>
			<td style="width:175px;">Pharmaderm</td>
			<td style="width:182px;">B002LUWBEK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Sterile water</td>
			<td style="width:175px;">VWR</td>
			<td style="width:182px;">89125-834</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Tissue adhesive</td>
			<td style="width:175px;">Vetbond, 3M</td>
			<td style="width:182px;">NC9259532</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Water conductor pad</td>
			<td style="width:175px;">Aqua Relief System</td>
			<td style="width:182px;">ARS2000B</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

facial nerve surgery in the rat model to study axonal inhibition and regeneration

Dit protocol beschrijft consistente en reproduceerbare methoden om axonale regeneratie en remming te bestuderen in een rat gezichtszenuwletsel model. De gezichtszenuw kan over de gehele lengte worden gemanipuleerd, van zijn intracraniale segment tot zijn extratemporere koers. Er zijn drie primaire soorten zenuwletsel gebruikt voor de experimentele studie van regeneratieve eigenschappen: zenuwverplettering, transsectie, en zenuwkloof. Het bereik van mogelijke interventies is enorm, met inbegrip van chirurgische manipulatie van de zenuw, levering van neuroactieve reagentia of cellen, en ofwel centrale of eind-orgaan manipulaties. Voordelen van dit model voor het bestuderen van zenuwregeneratie zijn eenvoud, reproduceerbaarheid, interspecies consistentie, betrouwbare overlevingskansen van de rat, en een verhoogde anatomische grootte ten opzichte van murine modellen. De beperkingen omvatten een meer beperkte genetische manipulatie ten opzichte van het muismodel en het superieure regeneratieve vermogen van de rat, zodanig dat de gezichtszenuwwetenschapper zorgvuldig tijdspunten voor herstel moet beoordelen en of de resultaten moeten worden vertaald naar hogere dieren en menselijke studies. Het ratmodel voor letsel aan het gezicht zenuw kan functionele, elektrofysiologische, en histomorfometrische parameters voor de interpretatie en vergelijking van zenuwregeneratie. Het biedt daardoor een enorm potentieel in de richting van het bevorderen van het begrip en de behandeling van de verwoestende gevolgen van gezichtszenuw letsel bij menselijke patiënten.

Na de eerste chirurgische ingreep zijn er twee belangrijke soorten uitkomstmetingen: seriële metingen in het levende dier en metingen die het offeren van het dier vereisen. Voorbeelden van seriële metingen zijn elektrofysiologische tests, zoals een samengestelde spierwerkingspotentieelmeting30, beoordelingen van gezichtsspierbewegingen via laser-assisted of videografie betekent9, of zelfs repetitieve live beeldvorming van hergroei van de g...

Watch this Scientific Journal Video about Facial Nerve Surgery in the Rat Model to Study Axonal Inhibition and Regeneration at JoVE.com

Facial Nerve Surgery in the Rat Model to Study Axonal Inhibition and Regeneration

Dit protocol beschrijft een reproduceerbare benadering van gezichtszenuwchirurgie in het rattenmodel, inclusief beschrijvingen van verschillende induceerbare patronen van letsel.

This protocol describes consistent and reproducible methods to study axonal regeneration and inhibition in a rat facial nerve injury model. The facial ...

Dit protocol kan wetenschappers helpen bij het bestuderen van resultaten na gezichtszenuwletsel en methoden om regeneratie over veel verschillende parameters te verbeteren. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat de rat anatomie maakt gemakkelijke toegang tot de gezichtszenuw, en de grote schaal stelt ons in staat om alle relevante letselpatronen te bestuderen. De toepassingen van deze techniek breiden zich uit tot de revalidatie van de patiënten na gezichtszenuwletsel.Als regeneratief potentieel biedt de rat een reproduceerbaar en beknopt experimenteel model. En deze methode kan inzicht geven in chirurgische en medische therapieën voor gezichtszenuwparese of verlamming. En het is te vertalen naar andere hoofd-halsmodellen of andere perifere zenuwen.Opereren onder een microscoop met beide handen kan een uitdaging zijn. Ik adviseer het beoefenen van het gebruik van verrekijker versie onder de microscoop voor een poging tot een gezichtszenuw dissectie. Na bevestiging van een gebrek aan respons op teensnuifje, breng zalf aan op de ogen van de rat en scheer het chirurgische gebied.Stel een methode voor de identificatie van ratten vast en plaats een rol gaas onder de nek. Desinfecteer de blootgestelde huid met drie afwisselende chloorhexidine en 70% ethanol scrubs en plaats de rat onder een stereomicroscoop. Manipuleer het ipsilaterale oor in een voorste achterste richting om de natuurlijke vouwen van de postauriculaire huid te bepalen.Gebruik een nummer 15 mes om een incisie van twee tot drie millimeter in de postauriculaire vouw te maken. De planning en de plaatsing van de incisie zijn de meest kritieke stappen voor het waarborgen van een betrouwbare identificatie van de gezichtszenuw terwijl het minimaliseren van de wondgrootte. Ontleden botweg door de directe onderhuidse fascia en plaats een micro-Weitlaner oprolmechanisme om de blootstelling aan het weefsel te verbeteren.Identificeer de voorste digastric spier als het reist in een inferieure-naar-superieure richting in de richting van de invoeging langs de schedelbasis. Verspreid zachtjes door de spierbuik langs de spierinvoegpositie om de pees van de voorste digazitrische buik te onthullen. De pees zal verschijnen als een filmachtig wit proces afkomstig van de spier met een stevige invoeging op de schedelbasis.Na identificatie van de voorste digastric spier en zijn pees, pas de Weitlaner oprolmechanisme aan de spierbuik verder in te trekken. Het blootgestelde gebied is de driedimensionale ruimte waarin de hoofdstam van de gezichtszenuw ligt. Ontleden langs de zenuw in een inferieure richting distally van de uitgang van de stylomastoid foramen.Om een crush letsel patroon induceren, gebruik glad-surfaced juwelier tang stevig te grijpen en comprimeren van de zenuw toe te passen constante en reproduceerbare druk gedurende 30 seconden om een passende crush letsel te garanderen. Voor een eenvoudige transsectie, pak de onmiddellijke epineurium bovenlyseren van de zenuw met fijngetande tangen, en gebruik scherpe microscissors om de zenuw netjes transect op het gewenste punt met een enkele snede. Voor een zenuwspleet model, gebruik verstelbare remklauwen om de gewenste zenuwsleerlengte in te stellen om vergelijkbare verwondingspatronen tussen dieren te garanderen en de zenuw te transecteren zoals net is aangetoond.Nadat de experimentele verwonding is afgeleverd, irrigeer de wond met steriele zoutoplossing en droog het weefsel met steriel gaas. voor het sluiten van de huidincisie volgens institutionele richtlijnen. Hier wordt live beeldvorming van de hoofdstam van de gezichtszenuw met een crush-letsel van ongeveer twee tot drie millimeter distaal getoond aan het takpunt van de eerste PES in een volwassen transgene Thy1-GFP-rat.Beoordeling van de geleidelijke terugkeer van fluorescentie bij één, twee, drie en vier weken na de verwonding kan worden gebruikt als marker voor het monitoren van zenuwregeneratie bij deze transgene dieren. Histomorfometrische analyse kan worden gebruikt om transversale beelden van de marginale mandibulaire verdeling waardoor kwantificering van de axonale diameter, hoeveelheid puin, zenuwvezel, percentage van de zenuw, en dichtheid metingen te verkrijgen. Het is belangrijk om de plaatsing van het oprolmechanisme vaak aan te passen als dat nodig is om ervoor te zorgen dat de relevante anatomische zenuwen zichtbaar zijn bij het identificeren van de gezichtszenuw.Na deze procedure kunnen de relevante zenuwen en spieren worden geoogst voor immunohistochemische analyse om de mate van regeneratie ten opzichte van andere experimentele groepen te beoordelen. Na de ontwikkeling heeft deze techniek de weg vrijgemaakt voor onderzoekers bij het bestuderen van de functionele resultaten na gezichtszenuwletsel. Specifiek, hoe het fenomeen van synkinese effect.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Optic Nerve Transection: A Model of Adult Neuron Apoptosis in the Central Nervous System

Optic Nerve transsectie: Een model van de volwassen Neuron Apoptosis in het centrale zenuwstelsel

Retinal ganglion cells (RGCs) are CNS neurons that output visual information from the retina to the brain, via the optic nerve. 
The optic nerve can be ...

An Optic Nerve Crush Injury Murine Model to Study Retinal Ganglion Cell Survival

Een Optic Nerve Crush letsel muismodel om retinale ganglion cel Survival Study

Injury to the optic nerve can lead to axonal degeneration, followed by a gradual death of retinal ganglion cells (RGCs), which results in irreversible ...

Transplantation of Olfactory Ensheathing Cells to Evaluate Functional Recovery after Peripheral Nerve Injury

Transplantatie van olfactorische Ensheathing Cellen tot functioneel herstel Evalueer na perifere zenuwschade

Olfactory ensheathing cells (OECs) are neural crest cells which allow growth and regrowth of the primary olfactory neurons. Indeed, the primary olfactory ...

The Olfactory System as a Model to Study Axonal Growth Patterns and Morphology In Vivo

The Olfactory System as a Model to Study Axonal Growth Patterns and Morphology In Vivo

Het olfactorisch systeem als model om axonale groeipatronen en morfologie Bestudeer<em&gt; In Vivo</em

The olfactory system has the unusual capacity to generate new neurons throughout the lifetime of an organism. Olfactory stem cells in the basal portion of ...

Dorsal Root Ganglia Neurons and Differentiated Adipose-derived Stem Cells: An In Vitro Co-culture Model to Study Peripheral Nerve Regeneration

Dorsal Root Ganglia Neurons and Differentiated Adipose-derived Stem Cells: An In Vitro Co-culture Model to Study Peripheral Nerve Regeneration

Achterwortelganglia Neuronen en Gedifferentieerde Adipose-afgeleide stamcellen: Een<em&gt; In Vitro</em&gt; Co-cultuur Model naar regeneratie van perifere zenuwen Bestudeer

Dorsal root ganglia (DRG) neurons, located in the intervertebral foramina of the spinal column, can be used to create an in vitro system facilitating the ...

Visual Evoked Potential Recording in a Rat Model of Experimental Optic Nerve Demyelination

Visual Evoked Potential Opname in een rat model van Experimentele Optic Nerve Demyelinisatie

The visual evoked potential (VEP) recording is widely used in clinical practice to assess the severity of optic neuritis in its acute phase, and to ...

In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing

In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing

In Vivo Elektrofysiologische meting van de Rat telefoonbotje met axonale prikkelbaarheid testen

Electrophysiology enables the objective assessment of peripheral nerve function in vivo. Traditional nerve conduction measures such as amplitude and ...

Screening of Axonal Degeneration in Carpal Tunnel Syndrome Using Ultrasonography and Nerve Conduction Studies

Screening van axonale degeneratie in carpaal tunnelsyndroom via Ultrasonografie en zenuw geleiding Studies

Axonal degeneration, indicative of surgical decompression, may coexist in carpal tunnel syndrome (CTS) as the disease progresses. However, the current ...

Thoracic Spinal Cord Hemisection Surgery and Open-Field Locomotor Assessment in the Rat

Thoracale ruggenmerg hemisection chirurgie en open veld motorische beoordeling bij de rat

Spinal cord injury (SCI) causes disturbances in motor, sensory, and autonomic function below the level of the lesion. Experimental animal models are ...

3D Kinematic Analysis for the Functional Evaluation in the Rat Model of Sciatic Nerve Crush Injury

3D Kinematic Analyse voor de functionele evaluatie in het Rattenmodel van Sciatische Zenuwbrekerletsel

Compared to the Sciatic Functional Index (SFI), kinematic analysis is a more reliable and sensitive method for performing functional evaluations of ...