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

המחברים רוצים להודות לנה בריקס, V.M.D, המכון לחקר בעלי חיים, בית הספר לרפואה האנובר, כמו גם גברת ג'וטה דממן, מתקן המחקר לטיפול בבעלי חיים, המרכז הרפואי האוניברסיטאי המבורג-אפנדורף, גרמניה, על מתן טיפול בבעלי חיים לפני פריופרטיבי וסיוע טכני שלהם בטיפול בבעלי חיים. עוד מבקשים המחברים להודות לד"ר דניאל מנזוני, המחלקה לכירורגיית כלי דם, הופיטל קירצברג, לוקסמבורג, על הסיוע הטכני.

המחקר אושר על ידי הוועדה הממשלתית לטיפול ושימוש בבעלי חיים בעיר המבורג (Reference-No. 60/17). בעלי החיים קיבלו טיפול בהתאם ל'מדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה' (פרסום NIH מס ' 86-23, תוקן בשנת 2011) וכן המלצות וניסויים של FELASA בוצעו על פי הנחיות ARRIVE24,25. מחקר זה היה ניסוי חריף, וכל...

SCI המושרה על ידי איסכמיה חוט השדרה הוא סיבוך גדול של תיקון בוני העורקים עם השפעה עצומה על התוצאה החולה1,2,3,4,10,11,12. טיפולים ממוקדי מיקרו-סירקולציה כדי למנוע ולטפל ב-...

פגיעה בחוט השדרה הנגרמת על ידי איסכמיה / רפרפוזיה (SCI) הוא אחד הסיבוכים ההרסניים ביותר של תיקון באטי העורקים הקשורים לתוצאה מופחתת1,2,3,4. אפשרויות מניעה וטיפול נוכחיות עבור SCI כוללות אופטימיזציה של פרמטרים מקרוהמודינמיים, כמו גם נורמליזציה של לחץ נוזל השדרתי (CSP) כדי לשפר את לחץ זלוף חוט השדרה2,5,6,7,8,9. למרות יישום תמרונים אלה, השכיחות של SCI עדיין נע בין 2% ל 31% בהתאם למורכבות של תיקון בוניהעורקים 10,11,12.
לאחרונה, מיקרו-סירקולציה זכתה לתשומת לב מוגברת13,14. מיקרו-סירקולציה היא אזור של ספיגת חמצן תאית וחילופי מטבוליים ולכן, ממלא תפקיד קריטי בתפקוד האיברים ושלמותהתאים 13. זרימת דם מיקרו-סירקולטורית לקויה היא דטרמיננטה עיקרית של איסכמיה של רקמות הקשורה לתמותה מוגברת15,16,17,18,19. פגיעה במיקרו-סירקולציה של חוט השדרה קשורה לתפקוד נוירולוגי מופחת ולתוצאה20,21,22,23. לכן, אופטימיזציה של microperfusion לטיפול SCI היא גישה מבטיחה ביותר. התמדה של הפרעות מיקרו-סירקולטוריות, למרות אופטימיזציה מקרו-סירקולטורית, תוארה26,27,28,29. אובדן זה של קוהרנטיות המודינמית מתרחש לעתים קרובות בתנאים שונים כולל איסכמיה / reperfusion, המדגיש את הצורך בהערכה מיקרו-סירקולטורית ישירה טיפולים ממוקדי מיקרו-סירקולציה26,27,30.
עד כה, רק מחקרים מעטים השתמשו בבדיקות לייזר-דופלר להערכה בזמן אמת של התנהגות מיקרו-סירקולטורית בחוט השדרה20,31. מחקרים קיימים השתמשו לעתים קרובות בטכניקות הזרקת מיקרוספירה, המוגבלות על ידי שימוש לסירוגין וניתוח שלאחר המוות32,33. מספר המדידות השונות בטכניקת הזרקת מיקרוספירה מוגבל על ידי הזמינות של מיקרוספרות עם אורכי גל שונים. יתר על כן, בניגוד לטכניקות לייזר-דופלר, הערכה בזמן אמת של מיקרופרפוזיה אינה אפשרית, שכן עיבוד וניתוח רקמות לאחר המוות נדרשים לשיטה זו. כאן, אנו מציגים פרוטוקול ניסיוני להערכה בזמן אמת של מיקרו-סירקולציה בחוט השדרה במודל חייתי גדול חזירי של איסכמיה / רפרפוזיה.
מחקר זה היה חלק מפרויקט בעלי חיים גדול המשלב מחקר אקראי המשווה את ההשפעה של גבישים לעומת קולואידים על מיקרו-סירקולציה באיסכמיה/ רפרפוזיה, כמו גם מחקר אקראי חוקר על ההשפעות של נוזלים לעומת מסופרסורים על מיקרופרפוזיה בחוט השדרה. כיול גשושית זרימה 2 נקודות כמו גם כיול קטטר קצה לחץ תוארו בעבר34. בנוסף לפרוטוקול שדווח, מיקרוספרות פלואורסצנטיות שימשו למדידה של מיקרופרפוזיה בחוט השדרה, כפי שתואר בעבר, באמצעות 12 דגימות של רקמת חוט השדרה עבור כל בעל חיים, עם דגימות 1-6 המייצגות את חוט השדרה העליון ו 7-12 המייצגים את חוט השדרה התחתון35,36. הזרקת מיקרוספירה בוצעה עבור כל שלב מדידה לאחר השלמת הקלטות לייזר-דופלר והערכה מקרוהמודינמית. הערכה היסטופתולוגית בוצעה באמצעות ציון קליינמן כפי שתואר בעבר37.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<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

פגיעה בחוט השדרה היא סיבוך הרסני של תיקון בוני העורקים. למרות ההתפתחויות במניעה וטיפול בפגיעה בחוט השדרה, שכיחותו עדיין גבוהה במידה ניכרת ולכן משפיעה על תוצאות המטופל. מיקרו-סירקולציה ממלאת תפקיד מרכזי בהזרמת רקמות ובאספקת חמצן ולעתים קרובות מנותקת ממקרוהמודינמיקה. לכן, הערכה ישירה של מיקרו-סירקולציה של חוט השדרה חיונית להתפתחות טיפולים ממוקדי מיקרו-סירקולציה ולהערכת גישות קיימות לגבי מיקרו-סירקולציה של חוט השדרה. עם זאת, רוב השיטות אינן מספקות הערכה בזמן אמת של מיקרו-סירקולציה של חוט השדרה. מטרת מחקר זה היא לתאר פרוטוקול סטנדרטי להערכה מיקרו-סירקולטורית של חוט השדרה בזמן אמת באמצעות בדיקות מחט לייזר-דופלר המוחדרות ישירות לחוט השדרה. השתמשנו במודל חזירי של איסכמיה/רפרפוזיה כדי לגרום להידרדרות של מיקרו-סירקולציה של חוט השדרה. בנוסף, נעשה שימוש בטכניקת הזרקת מיקרוספירה פלואורסצנטית. בתחילה, בעלי חיים היו מרדים ומאווררים מכנית. לאחר מכן, הכנסה מחט לייזר-דופלר בוצעה, ואחריו המיקום של ניקוז נוזל השדרתי. כריתת החזה החציונית בוצעה לחשיפת אב העורקים היורד לביצוע הידוק צולב של אב העורקים. איסכמיה/רפרפוזיה נגרמה על ידי הידוק אב העורקים של על-צליאק במשך 48 דקות בסך הכל, ואחריו רפרפוזיה וייצוב המודינמי. שטף לייזר-דופלר בוצע במקביל להערכה מקרוהמודינמית. בנוסף, ניקוז נוזל השדרתי אוטומטי שימש כדי לשמור על לחץ מוחי יציב. לאחר השלמת הפרוטוקול, בעלי חיים הוקרבו, וחוט השדרה נקצר לניתוח היסטופתולוגי ומיקרוספירה. הפרוטוקול חושף את ההיתכנות של מדידות מיקרופרפוזיה בחוט השדרה באמצעות בדיקות לייזר-דופלר ומראה ירידה ניכרת במהלך איסכמיה, כמו גם התאוששות לאחר reperfusion. התוצאות הראו התנהגות דומה להערכת מיקרוספרה פלואורסצנטית. לסיכום, פרוטוקול חדש זה עשוי לספק מודל בעלי חיים גדול שימושי למחקרים עתידיים באמצעות הערכת מיקרופרפוזיה של חוט השדרה בזמן אמת בתנאי איסכמיה/רפרפוזיה.

כל שש החיות שרדו עד להשלמת הפרוטוקול. משקל בעלי החיים היה 48.2 ± 2.9 ק"ג; חמש חיות היו זכרים, וחיה אחת הייתה נקבה. החדרת מחט חוט השדרה, כמו גם מדידת שטף חוט השדרה היה אפשרי בכל בעלי החיים.
דוגמאות להקלטות מיקרו-סירקולטוריות של חוט השדרה בזמן אמת ?...

Watch this Scientific Journal Video about Real-Time Assessment of Spinal Cord Microperfusion in a Porcine Model of Ischemia/Reperfusion at JoVE.com

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

מיקרו-סירקולציה בחוט השדרה ממלאת תפקיד מרכזי בפגיעה בחוט השדרה. רוב השיטות אינן מאפשרות הערכה בזמן אמת של מיקרו-סירקולציה של חוט השדרה, החיונית לפיתוח טיפולים ממוקדי מיקרו-סירקולציה. כאן, אנו מציעים פרוטוקול באמצעות לייזר-דופלר-זרימה מחט בדיקות במודל בעלי חיים גדול של איסכמיה / רפרפוזיה.

הערכה בזמן אמת של מיקרופרפוזיה בחוט השדרה במודל חזירי של איסכמיה/רפרפוזיה

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

Research

JoVE Journal

Medicine

Normothermic Cardiac Arrest and Cardiopulmonary Resuscitation: A Mouse Model of Ischemia-Reperfusion Injury

דום לב Normothermic ו החייאה: במודל עכבר של פגיעה איסכמיה reperfusion

Acute Kidney Injury (AKI) is a common, highly lethal, complication of critical illness which has a high mortality1-4 and which is most 
frequently caused ...

Acute and Chronic Tactile Sensory Testing after Spinal Cord Injury in Rats

אקוטי וכרוני בדיקה חושי טקטילי לאחר פגיעה בחוט השדרה של חולדות

Spinal cord injury (SCI) impairs sensory systems causing allodynia1-8. To identify cellular and molecular causes of allodynia, sensitive and valid sensory ...

Real-time Digital Imaging of Leukocyte-endothelial Interaction in Ischemia-reperfusion Injury (IRI) of the Rat Cremaster Muscle

Real-time Digital Imaging of Leukocyte-endothelial Interaction in Ischemia-reperfusion Injury IRI of the Rat Cremaster Muscle

בזמן אמת הדמיה דיגיטלית של אינטראקציה ליקוציט-אנדותל של פגיעה איסכמיה reperfusion (IRI) של השריר Cremaster עכברוש

Ischemia-reperfusion injury (IRI) has been implicated in a large array of pathological conditions such as cerebral stroke, myocardial infarction, ...

A Contusion Model of Severe Spinal Cord Injury in Rats

דגם חבורה של פגיעה בחוט השדרה חמורה בחולדות

The translational potential of novel treatments should be investigated in severe spinal cord injury (SCI) contusion models. A detailed methodology is ...

Reproducable Paraplegia by Thoracic Aortic Occlusion in a Murine Model of Spinal Cord Ischemia-reperfusion

פרפלגיה Reproducable ידי בית חזה אבי העורקים ספיגה במודל Murine של חוט השדרה איסכמיה reperfusion

Background
Lower extremity paralysis continues to complicate aortic interventions. The lack of understanding of the underlying pathology has hindered ...

Controlled Cortical Impact Model for Traumatic Brain Injury

השפעת דגם קליפת המוח מבוקר לפגיעה מוחית טראומטית

Every year over a million Americans suffer a traumatic brain injury (TBI).  Combined with the incidence of TBIs worldwide, the physical, emotional, ...

A Radio-telemetric System to Monitor Cardiovascular Function in Rats with Spinal Cord Transection and Embryonic Neural Stem Cell Grafts

מערכת רדיו-telemetric לפקח פונקצית לב וכלי דם אצל חולדות עם חוט השדרה חיתוך רוחב ועוברי גזע עצבי שתלי סלולארי

High thoracic or cervical spinal cord injury (SCI) can lead to cardiovascular dysfunction. To monitor cardiovascular parameters, we implanted a catheter ...

Contrast Enhanced Ultrasound Imaging for Assessment of Spinal Cord Blood Flow in Experimental Spinal Cord Injury

השווה אולטראסאונד הדמיה משופרת להערכה של חוט השדרה זרימת דם בפגיעה בחוט השדרה הניסויית

Reduced spinal cord blood flow (SCBF) (i.e., ischemia) plays a key role in traumatic spinal cord injury (SCI) pathophysiology and is accordingly an ...

Induction and Assessment of Ischemia-reperfusion Injury in Langendorff-perfused Rat Hearts

אינדוקציה והערכה של איסכמיה reperfusion פגיעה בלבבות עכברוש Langendorff-perfused

The biochemical events surrounding ischemia reperfusion injury in the acute setting are of great importance to furthering novel treatment options for ...

A Neonatal Mouse Spinal Cord Compression Injury Model

חוט השדרה עכבר בילוד דגם פגיעה דחיסה

Spinal cord injury (SCI) typically causes devastating neurological deficits, particularly through damage to fibers descending from the brain to the spinal ...