Name: real-time assessment of spinal cord microperfusion in a porcine model of ischemia/reperfusion
Uploaded: 2020-12-10T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Real-Time Assessment of Spinal Cord Microperfusion in a Porcine Model of Ischemia/Reperfusion at JoVE.com

Les auteurs tiennent à remercier Lena Brix, V.M.D, Institut de recherche animale, École de médecine de Hanovre, ainsi que Mme Jutta Dammann, Facility of Research Animal Care, Centre médical universitaire de Hambourg-Eppendorf, Allemagne, pour avoir fourni des soins préopératoires et périopératoires aux animaux et leur assistance technique sur la manipulation des animaux. Les auteurs tiennent également à remercier le Dr Daniel Manzoni, Département de chirurgie vasculaire, Hôpital Kirchberg, Luxembourg, pour son assistance technique.

L’étude a été approuvée par la Commission gouvernementale sur le soin et l’utilisation des animaux de la ville de Hambourg (référence n° 60/17). Les animaux ont reçu des soins conformément au « Guide pour le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire » (publication des NIH n ° 86-23, révisée en 2011) ainsi que les recommandations FELASA et les expériences ont été menées conformément aux directives ARRIVE24,25. Cette étude était ...

Le LM induit par l’ischémie de la moelle épinière est une complication majeure de la réparation de l’aorte avec un impact considérable sur le résultat du patient1,2,3,4, 10,11,12. Les thérapies ciblées par microcirculation pour prévenir et traiter les lésions médullaires sont ...

La lésion de la moelle épinière induite par l’ischémie / reperfusion (SCI) est l’une des complications les plus dévastatrices de la réparation aortique associée à un résultat réduit1,2,3,4. Les options actuelles de prévention et de traitement de la lésion médullaire comprennent l’optimisation des paramètres macrohémodynamiques ainsi que la normalisation de la pression du liquide céphalo-rachidien (CSP) pour améliorer la pression de perfusion de la moelleépinière 2,5,6,7,8,9. Malgré la mise en œuvre de ces manœuvres, l’incidence des lésions médullaires varie encore entre 2% et 31% selon la complexité de la réparation aortique10,11,12.
Récemment, la microcirculation a attiré l’attention13,14. La microcirculation est le domaine de l’absorption cellulaire de l’oxygène et de l’échange métabolique et joue donc un rôle essentiel dans le fonctionnement des organes et l’intégrité cellulaire13. L’altération du flux sanguin microcirculatoire est un déterminant majeur de l’ischémie tissulaire associée à une mortalité accrue15,16,17,18,19. L’altération de la microcirculation de la moelle épinière est associée à une réduction de la fonction neurologique et du résultat20, 21,22,23. Par conséquent, l’optimisation de la microperfusion pour le traitement des lésions médullaires est une approche des plus prometteuses. La persistance des perturbations microcirculatoires, malgré l’optimisation macrocirculatoire, a été décrite26,27,28,29. Cette perte de cohérence hémodynamique se produit fréquemment dans diverses conditions, y compris l’ischémie / reperfusion, soulignant la nécessité d’une évaluation microcirculatoire directe et de thérapies ciblées par microcirculation26,27,30.
Jusqu’à présent, seules quelques études ont utilisé des sondes laser-Doppler pour l’évaluation en temps réel du comportement microcirculatoire de la moelleépinière 20,31. Les études existantes ont souvent utilisé des techniques d’injection de microsphère, qui sont limitées par l’utilisation intermittente et l’analyse post-mortem32,33. Le nombre de mesures différentes utilisant la technique d’injection de microsphère est limité par la disponibilité de microsphères avec des longueurs d’onde différentes. De plus, contrairement aux techniques Laser-Doppler, l’évaluation en temps réel de la microperfusion n’est pas possible, car le traitement et l’analyse post-mortem des tissus sont nécessaires pour cette méthode. Nous présentons ici un protocole expérimental pour l’évaluation en temps réel de la microcirculation de la moelle épinière dans un modèle porcin de grande animal d’ischémie/reperfusion.
Cette étude faisait partie d’un grand projet animal combinant une étude randomisée comparant l’influence des cristalloïdes par rapport aux colloïdes sur la microcirculation dans l’ischémie / reperfusion ainsi qu’une étude randomisée exploratoire sur les effets des fluides par rapport aux vasopresseurs sur la microperfusion de la moelle épinière. L’étalonnage en 2 points de la sonde de débit ainsi que l’étalonnage du cathéter à pointe de pression ont déjà été décrits34. En plus du protocole rapporté, des microsphères fluorescentes ont été utilisées pour la mesure de la microperfusion de la moelle épinière, comme décrit précédemment, en utilisant 12 échantillons de tissu de la moelle épinière pour chaque animal, avec des échantillons 1-6 représentant la moelle épinière supérieure et 7-12 représentant la moelle épinière inférieure35,36. L’injection de microsphère a été effectuée pour chaque étape de mesure après l’achèvement des enregistrements Laser-Doppler et de l’évaluation macrohémodynamique. L’évaluation histopathologique a été réalisée à l’aide du Kleinman-Score tel que décrit précédemment37.

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	<tbody>
		<tr>
			<td>CardioMed Flowmeter</td>
			<td>Medistim AS, Oslo, Norway</td>
			<td>CM4000</td>
			<td>Flowmeter for Flow-Probe Femoral Artery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CardioMed Flow-Probe, 5mm</td>
			<td>Medistim AS, Oslo, Norway</td>
			<td>PS100051</td>
			<td>Flow-Probe Femoral Artery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>COnfidence probe,&#160;</td>
			<td rowspan="2">Transonic Systems Inc., Ithaca, NY, USA</td>
			<td rowspan="2">MA16PAU</td>
			<td rowspan="2">Flow-Probe Aorta</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>16 mm liners</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DIVA Sevoflurane Vapor</td>
			<td>Dr&#228;ger Medical, L&#252;beck, Germany</td>
			<td></td>
			<td>Vapor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hotline Level 1 Fluid Warmer</td>
			<td>Smiths Medical Germany GmbH, Grasbrunn, Germany</td>
			<td>HL-90-DE-230</td>
			<td>Fluid Warmer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infinity Delta</td>
			<td>Dr&#228;ger Medical, L&#252;beck, Germany</td>
			<td></td>
			<td>Basic Monitoring Hardware</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infinity Hemo</td>
			<td>Dr&#228;ger Medical, L&#252;beck, Germany</td>
			<td></td>
			<td>Basic Pressure Monitoring and Pulmonary Thermodilution Hardware</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LabChart Pro</td>
			<td>ADInstruments Ltd., Oxford, UK</td>
			<td>v8.1.16</td>
			<td>Synchronic Laser-Doppler, Blood Pressure, ECG and Blood-Flow Aquisition Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LiquoGuard 7</td>
			<td>M&#246;ller Medical GmbH, Fulda, Germany</td>
			<td></td>
			<td>Cerebrospinal Fluid Drainage System</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Millar Micro-Tip Pressure Catheter (5F, Single, Curved, 120cm, PU/WD)</td>
			<td>ADInstruments Ltd., Oxford, UK</td>
			<td>SPR-350</td>
			<td>Pressure-Tip Catheter Aorta</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>moor VMS LDF</td>
			<td>moor Instruments, Devon, UK</td>
			<td></td>
			<td>Designated Laser-Doppler Hardware</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>moor VMS Research Software</td>
			<td>moor Instruments, Devon, UK</td>
			<td></td>
			<td>Designated Laser-Doppler Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Perivascular Flow Module</td>
			<td>Transonic Systems Inc., Ithaca, NY, USA</td>
			<td>TS 420</td>
			<td>Flow-Module for Flow-Probe Aorta</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PiCCO 2, Science Version</td>
			<td>Getinge AB, G&#246;teborg, Sweden</td>
			<td>v. 6.0</td>
			<td>Blood Pressure and Transcardiopulmonary Monitoring Hard- and Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PiCCO 5 Fr. 20cm</td>
			<td>Getinge AB, G&#246;teborg, Sweden</td>
			<td></td>
			<td>Thermistor-tipped Arterial Line&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PowerLab</td>
			<td>ADInstruments Ltd., Oxford, UK</td>
			<td>PL 3516</td>
			<td>Synchronic Laser-Doppler, Blood Pressure, ECG and Blood-Flow Aquisition Hardware</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>QuadBridgeAmp</td>
			<td>ADInstruments Ltd., Oxford, UK</td>
			<td>FE 224</td>
			<td>Four Channel Bridge Amplifier for Laser-Doppler and Invasive Blood Pressure Aquisition</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silverline</td>
			<td>Spiegelberg, Hamburg, Germany</td>
			<td>ELD33.010.02</td>
			<td>Cerebrospinal Fluid Drainage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="2">SPSS statistical software package&#160;</td>
			<td rowspan="2">IBM SPSS Statistics Inc., Armonk, New York, USA</td>
			<td rowspan="2">v. 27</td>
			<td rowspan="2">Statistical Software</td>
		</tr>
		<tr>
		</tr>
		<tr>
			<td>Twinwarm Warming System</td>
			<td>Moeck &#38; Moeck GmbH, Hamburg, Germany</td>
			<td>12TW921DE</td>
			<td>Warming System</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Universal II Warming Blanket</td>
			<td>Moeck &#38; Moeck GmbH, Hamburg, Germany</td>
			<td>906</td>
			<td>Warming Blanket</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VP 3 Probe, 8mm length (individually manufactured)</td>
			<td>moor Instruments, Devon, UK</td>
			<td></td>
			<td>Laser-Doppler Probe</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zeus</td>
			<td>Dr&#228;ger Medical, L&#252;beck, Germany</td>
			<td></td>
			<td>Anesthesia Machine</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

real-time assessment of spinal cord microperfusion in a porcine model of ischemia/reperfusion

La lésion de la moelle épinière est une complication dévastatrice de la réparation de l’aorte. Malgré les développements pour la prévention et le traitement des lésions de la moelle épinière, son incidence est encore considérablement élevée et influence donc l’issue des patients. La microcirculation joue un rôle clé dans la perfusion tissulaire et l’apport en oxygène et est souvent dissociée de la macrohémodynamique. Ainsi, l’évaluation directe de la microcirculation de la moelle épinière est essentielle pour le développement de thérapies ciblées par microcirculation et l’évaluation des approches existantes en ce qui concerne la microcirculation de la moelle épinière. Cependant, la plupart des méthodes ne fournissent pas d’évaluation en temps réel de la microcirculation de la moelle épinière. L’objectif de cette étude est de décrire un protocole standardisé pour l’évaluation microcirculatoire de la moelle épinière en temps réel à l’aide de sondes à aiguille laser-Doppler directement insérées dans la moelle épinière. Nous avons utilisé un modèle porcin d’ischémie/reperfusion pour induire une détérioration de la microcirculation de la moelle épinière. De plus, une technique d’injection de microsphère fluorescente a été utilisée. Initialement, les animaux étaient anesthésiés et ventilés mécaniquement. Par la suite, l’insertion de la sonde à aiguille laser-Doppler a été effectuée, suivie de la mise en place d’un drainage du liquide céphalo-rachidien. Une sternotomie médiane a été réalisée pour l’exposition de l’aorte descendante afin d’effectuer un serrage croisé aortique. L’ischémie/reperfusion a été induite par un serrage croisé aortique supra-cœliaque pendant un total de 48 min, suivi d’une reperfusion et d’une stabilisation hémodynamique. Le flux laser-Doppler a été réalisé parallèlement à l’évaluation macrohémodynamique. De plus, le drainage automatisé du liquide céphalo-rachidien a été utilisé pour maintenir une pression céphalo-rachidienne stable. Après l’achèvement du protocole, les animaux ont été sacrifiés et la moelle épinière a été récoltée pour une analyse histopathologique et microsphère. Le protocole révèle la faisabilité des mesures de microperfusion de la moelle épinière à l’aide de sondes laser-Doppler et montre une diminution marquée pendant l’ischémie ainsi qu’une récupération après reperfusion. Les résultats ont montré un comportement comparable à l’évaluation de la microsphère fluorescente. En conclusion, ce nouveau protocole pourrait fournir un modèle animal de grande taille utile pour de futures études utilisant l’évaluation en temps réel de la microperfusion de la moelle épinière dans les conditions d’ischémie / reperfusion.

Les six animaux ont survécu jusqu’à l’achèvement du protocole. Le poids de l’animal était de 48,2 ± 2,9 kg; cinq animaux étaient des mâles et un animal était des femelles. L’insertion de la sonde de l’aiguille de la moelle épinière ainsi que la mesure du flux de la moelle épinière étaient réalisables chez tous les animaux.
Des exemples d’enregistrements microcirculatoires de la moelle épinière en temp...

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Real-Time Assessment of Spinal Cord Microperfusion in a Porcine Model of Ischemia/Reperfusion

La microcirculation de la moelle épinière joue un rôle central dans les lésions de la moelle épinière. La plupart des méthodes ne permettent pas d’évaluer en temps réel la microcirculation de la moelle épinière, ce qui est essentiel pour le développement de thérapies ciblées par microcirculation. Ici, nous proposons un protocole utilisant des sondes Laser-Doppler-Flow Needle dans un grand modèle animal d’ischémie/reperfusion.

Évaluation en temps réel de la microperfusion de la moelle épinière dans un modèle porcin d’ischémie/reperfusion

Spinal cord injury is a devastating complication of aortic repair. Despite developments for the prevention and treatment of spinal cord injury, its ...

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