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

Авторы хотели бы поблагодарить Лену Брикс, V.M.D, Институт исследований животных, Ганноверская медицинская школа, а также г-жу Ютту Дамманн, Учреждение по уходу за животными, Университетский медицинский центр Гамбург-Эппендорф, Германия, за предоставление пред- и периоперационного ухода за животными и их техническую помощь в обращении с животными. Авторы хотели бы также поблагодарить д-ра Даниэля Мандзони, отделение сосудистой хирургии, больница Кирхберг, Люксембург, за его техническую помощь.

Исследование было одобрено Правительственной комиссией по уходу за животными и их использованию города Гамбурга (ссылка - No 60/17). Животные получали уход в соответствии с «Руководством по уходу и использованию лабораторных животных» (публикация NIH No 86-23, пересмотрена в 2011 году), а также ре...

ТСМ, индуцированная ишемией спинного мозга, является основным осложнением восстановления аорты с огромным влиянием на исход пациента1,2,3,4,10,11,12. Микроциркуляц?...

Травма спинного мозга, вызванная ишемией/реперфузией (ТСМ), является одним из наиболее разрушительных осложнений восстановления аорты, связанных со снижением исхода1,2,3,4. Современные варианты профилактики и лечения ТСМ включают оптимизацию макрогемодинамических параметров, а также нормализацию давления спинномозговой жидкости (CSP) для улучшения перфузионного давления спинного мозга2,5,6,7,8,9. Несмотря на выполнение этих маневров, заболеваемость ТСМ по-прежнему колеблется в пределах от 2% до 31% в зависимости от сложности восстановления аорты10,11,12.
В последнее время микроциркуляция приобрела повышенное внимание13,14. Микроциркуляция является областью поглощения клеточного кислорода и метаболического обмена и, следовательно, играет решающую роль в функции органов и клеточной целостности13. Нарушение микроциркуляторного кровотока является основным фактором, определяющим ишемиютканей,связанную с повышенной смертностью15,16,17,18,19. Нарушение микроциркуляции спинного мозга связано со снижением неврологической функции и исходом20,21,22,23. Поэтому оптимизация микроперфузии для лечения ТСМ является наиболее перспективным подходом. Персистенция микроциркуляторных нарушений, несмотря на макроциркуляторную оптимизацию, описана26,27,28,29. Эта потеря гемодинамической когерентности часто происходит в различных условиях, включая ишемию/реперфузию, подчеркивая необходимость прямой микроциркуляторной оценки и микроциркуляционно-таргетнойтерапии 26,27,30.
До сих пор лишь немногие исследования использовали лазерно-доплеровские зонды для оценки микроциркуляторного поведения спинного мозга в режиме реальноговремени 20,31. В существующих исследованиях часто используются методы инъекции микросферы, которые ограничены прерывистым использованием и патологоанатомическим анализом32,33. Количество различных измерений с использованием метода впрыска микросферы ограничено наличием микросфер с разными длинами волн. Более того, в отличие от лазерно-допплеровских методик, оценка микроперфузии в режиме реального времени невозможна, так как для этого метода необходима посмертная обработка и анализ тканей. Здесь мы представляем экспериментальный протокол для оценки микроциркуляции спинного мозга в режиме реального времени в модели ишемии/реперфузии крупного животного свиньи.
Это исследование было частью крупного проекта на животных, сочетающего рандомизированное исследование, сравнивающее влияние кристаллоидов и коллоидов на микроциркуляцию при ишемии / реперфузии, а также исследовательское рандомизированное исследование влияния жидкостей и вазопрессоров на микроперфузию спинного мозга. 2-точечная калибровка проточного зонда, а также калибровка катетера с наконечником давления были ранее описаны34. В дополнение к сообщенному протоколу, флуоресцентные микросферы использовались для измерения микроперфузии спинного мозга, как описано ранее, с использованием 12 образцов ткани спинного мозга для каждого животного, причем образцы 1-6 представляли верхний спинной мозг и 7-12 представляли нижний спинной мозг35,36. Инъекция микросферы выполнялась для каждого этапа измерения после завершения лазерно-допплеровских записей и макрогемодинамической оценки. Гистопатологическая оценка проводилась с использованием оценки Клейнмана, как описаноранее 37.

<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

Травма спинного мозга является разрушительным осложнением восстановления аорты. Несмотря на разработки по профилактике и лечению травмы спинного мозга, ее заболеваемость по-прежнему значительно высока и, следовательно, влияет на исход лечения пациентов. Микроциркуляция играет ключевую роль в перфузии тканей и снабжении кислородом и часто диссоциируется от макрогемодинамики. Таким образом, прямая оценка микроциркуляции спинного мозга имеет важное значение для разработки методов лечения, нацеленных на микроциркуляцию, и оценки существующих подходов в отношении микроциркуляции спинного мозга. Однако большинство методов не обеспечивают оценку микроциркуляции спинного мозга в режиме реального времени. Целью этого исследования является описание стандартизированного протокола для микроциркуляторной оценки спинного мозга в режиме реального времени с использованием лазерно-допплеровских игловых зондов, непосредственно вставленных в спинной мозг. Мы использовали свиную модель ишемии/реперфузии, чтобы вызвать ухудшение микроциркуляции спинного мозга. Кроме того, был использован метод флуоресцентной микросферной инъекции. Первоначально животных обезболивали и механически вентилировали. После этого было выполнено лазерно-допплеровское введение иглы с последующим размещением дренажа спинномозговой жидкости. Срединную стернотомию проводили для экспозиции нисходящей аорты для выполнения поперечного зажима аорты. Ишемия/реперфузия индуцировалась супрацелиакическим перекрестным зажимом аорты в течение в общей сложности 48 мин с последующей реперфузией и гемодинамической стабилизацией. Лазерно-допплеровский поток проводили параллельно с макрогемодинамической оценкой. Кроме того, для поддержания стабильного спинномозгового давления использовался автоматизированный дренаж спинномозговой жидкости. После завершения протокола животных приносили в жертву, а спинной мозг собирали для гистопатологического и микросферного анализа. Протокол раскрывает целесообразность микроперфузионных измерений спинного мозга с использованием лазерно-допплеровских зондов и показывает заметное снижение во время ишемии, а также восстановление после реперфузии. Результаты показали сопоставимое поведение с оценкой флуоресцентной микросферы. В заключение, этот новый протокол может обеспечить полезную модель крупных животных для будущих исследований с использованием оценки микроперфузии спинного мозга в режиме реального времени в условиях ишемии / реперфузии.

Все шесть животных дожили до завершения протокола. Вес животного составил 48,2 ± 2,9 кг; пять животных были мужскими, а одно животное было женским. Введение зонда иглы спинного мозга, а также измерение потока спинного мозга было возможно у всех животных.
<p class="jove_content" fo:keep...

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

Микроциркуляция спинного мозга играет ключевую роль в травме спинного мозга. Большинство методов не позволяют в режиме реального времени оценивать микроциркуляцию спинного мозга, что необходимо для разработки таргетной терапии микроциркуляции. Здесь мы предлагаем протокол с использованием зондов Laser-Doppler-Flow Needle в большой животной модели ишемии/ реперфузии.

Оценка микроперфузии спинного мозга в свиной модели ишемии/реперфузии в режиме реального времени

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

Нормотермической остановку сердца и сердечно-легочной реанимации: мышиной модели ишемии-реперфузии

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

Острые и хронические Тактильная сенсорная тестирования после травмы спинного мозга у крыс

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

В режиме реального времени Digital Imaging лейкоцитов-эндотелиальной взаимодействия при ишемии-реперфузии (ИРИ) в мышцах Кремастер Крысы

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

Контузия Модель тяжелого повреждения спинного мозга у крыс

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

Воспроизводимость Параплегия по торакальной окклюзии аорты в мышиной модели спинного мозга ишемии

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

Контролируемая Кортикальная Модель воздействия для черепно-мозговой травмой

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

Радио-телеметрическая система для мониторинга сердечно-сосудистой системы у крыс с спинного мозга Перерезка и эмбриональной нервной стволовой клетки трансплантатов

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

Контраст расширенного ультразвуковое исследование для оценки спинного мозга кровотока в экспериментальной повреждением спинного мозга

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

Индукция и оценка ишемии-реперфузии в Лангендорфа-перфузии сердца крыс

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

Неонатальной спинного мозга мыши Сжатие Травма Модель

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