Summary

O coelho Modelo Blood-shunt para o Estudo da aguda e tardia Sequelas de hemorragia subaracnóidea: Aspectos Técnicos

Published: October 02, 2014
doi:

Summary

The experimental intracranial pressure-controlled blood shunt subarachnoid hemorrhage (SAH) model in the rabbit combines the standard procedures — subclavian artery cannulation and transcutaneous cisterna magna puncture, which enables close mimicking of human pathophysiological conditions after SAH. We present step-by-step instructions and discuss key surgical points for successful experimental SAH creation.

Abstract

Lesão cerebral precoce e vasoespasmo cerebral atrasou tanto contribuir para desfechos desfavoráveis ​​após hemorragia subaracnóidea (HSA). Modelos animais reprodutíveis e controláveis ​​que simulam as duas condições são actualmente incomum. Portanto, os novos modelos são necessários para imitar condições fisiopatológicas humanos decorrentes da HAS.

Este relatório descreve as nuances técnicas de um modelo HAS-sangue shunt coelho que permite o controle da pressão intracraniana (PIC). Uma derivação extracorpórea é colocada entre o sistema arterial e o espaço subaracnóide, que permite HAS-examinador independente num crânio fechado. Passo-a-passo as instruções processuais e equipamentos necessários são descritos, bem como considerações técnicas para produzir o modelo com a mortalidade e morbidade mínima. Detalhes importantes necessários para a criação cirúrgica com sucesso deste modelo de coelho HAS controlada pelo ICP robusto, simples e consistente são descritos.

Introduction

Hemorragia subaracnóide aneurismática (HAS) é um dos mais fatais condições neuropatológicas, muitas vezes levando a danos neurológicos permanentes ou morte 1. Pesquisas anteriores se concentrou em vasoespasmo cerebral tardio (DCV são) como etiologia primária de déficits neurológicos associados com HAS 2. No entanto, os resultados clínicos geralmente pobres de pacientes que sofrem de HAS após o tratamento de vasoespasmo levou a uma expansão do foco de pesquisa para incluir os efeitos da lesão cerebral precoce (EBI) após SAH 3. Maior compreensão da importância de ambos EBI e as DCV são em contribuir para desfechos clínicos após SAH é essencial para o desenvolvimento de estratégias terapêuticas mais eficazes.

Até agora, a injecção de sangue autólogo simples e dupla na cisterna magna tem sido o método padrão para a indução de HAS para o estudo de DCV são 2-6. Embora comumente utilizada em estudos anteriores,este modelo provavelmente não reproduz as principais alterações neuropatológicas associadas à HAS induzida EBI 7. Em contraste, a perfuração endovascular é conhecido por produzir alterações fisiopatológicas graves agudos que simulam parcialmente os sintomas da EBI 7.

Este relatório descreve um modelo de coelho romance de HAS projetado para permitir a investigação de ambos EBI e as DCV são, permitindo assim a caracterização mais precisa da patologia induzida pelo SAH 8-10. Com a técnica descrita, o modelo padrão cisterna magna é adaptado ligando o sistema arterial da artéria subclávia e da cisterna magna através de um shunt extracorpórea. O fluxo de sangue está, assim, ligada à fisiologia do coelho e dirigido pela diferença de pressão entre o sangue arterial e da pressão intracraniana. O sangramento pára quando a pressão intracraniana (ICP) iguala a pressão sanguínea diastólica e o sangue no sistema de derivação do coagula. Utilizando o anfitrião & #8217 s fisiologia reduz indução SAH examinador-dependente, levando a um modelo mais consistente de HAS que produz de forma confiável tanto EBI e as DCV são fenótipos 3,8-10.

Protocol

Três mulheres meses de idade coelhos da raça Nova Zelândia, pesando 2,5-3,5 kg foram utilizados para este procedimento. O estudo foi realizado de acordo com os Institutos Nacionais de Saúde diretrizes para o cuidado e uso de animais de laboratório e com a aprovação do Comitê de Cuidados Animais do Cantão de Berna, Suíça (aprovação como 105/13). Todos os procedimentos cirúrgicos foram realizados sob condições estéreis no Instituto Cirúrgico Experimental do Departamento de Pesquisa Clínica do Hospital U…

Representative Results

O modelo de derivação de sangue de coelho de HAS descrito neste relatório produz EBI no hipocampo (Figura 2A, B), córtex basal (Figura 2A, B), e vasculatura cerebral (Figura 2C) tão cedo quanto 24 h depois da lesão e mostra uma característica distribuição de sangue (Figura 2D) 8. Além disso, o modelo provoca graus moderados a graves da DCV são no terceiro dia após a indução da SAH (Figura 3) 10….

Discussion

O modelo de derivação produz patologia semelhante ao observado em seres humanos após SAH 3,8,10 aguda. Tem sido sugerido que pode exacerbar EBI, manter e mesmo desencadear DCV são 12, e, como tal, este modelo pode ajudar na investigação de ambas as fases precoce e tardia DCV são, incluindo interacções EBI e DCV são seguintes HAS. Em particular, repetível in vivo as DCV são técnicas de controlo, incluindo DSA 13, angiotomografia 14, e Doppler transcraniano…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Os autores agradecem Laurie von Melchner, Hospital Universitário de Berna, Departamento de Neurocirurgia, Berna, Suíça, para revisão e edição do manuscrito e Paskus Jeremias, Hospital Infantil de Boston, Boston, MA pela revisão do projecto inicial. Agradecemos a gestão hábil de cuidados com os animais, anestesia e assistência operacional a partir de Daniel Mettler, DVM, Max Müller, DVM, Daniel Zalokar e Olgica Beslac, Experimental Instituto Cirúrgico, Departamento de Pesquisa Clínica da Universidade de Berna, Berna, Suíça. Agradecemos Michael Lensch, Chefe de Pesquisa Enfermeira do Departamento de Medicina de Terapia Intensiva do Hospital Universitário de Berna e da Universidade de Berna, Berna, Suíça, para o monitoramento de dados em tempo real e pós-processamento dos parâmetros fisiológicos. Agradecemos Edin Nevzati, Carl Muroi, e Salomé Erhardt, por sua excelente laboratório de assistência técnica e operativa.

Este trabalho foi financiado pelo Departamento de Intensive Care Medicine, Hospital Universitário de Berna e da Universidade de Berna, Berna, Suíça, o Departamento de Pesquisa Clínica da Universidade de Berna, Berna, Suíça, e ao Fundo de Investigação do Kantonsspital Aarau, Aarau, Suíça. Agradecemos a Elsevier, a permissão para reimpressão Figuras 1 e 2.

Materials

Name Company Catalog Number Comments/Description
Equipment
operation microscope Zeiss, Jena, Germany Zeiss, OPMI-MD surgical microscope
surgical equipment B. Braun, Germany forceps medical n°5, vessel sciccors 8cm, microclip 4mm
respirator Hugo Sachs
hair clipper 3M Surgical Clipper   Starter Kit 9667A
body warm plate FHC
blood gas analyzer Radiometer, Copenhagen, Denmark ABL 725
cardiac monitoring Camino Multi-Parameter Monitor, Integra, Plainsboro, NJ, US AP-05
software analysis BIOPAC Systems, Inc., Goleta, CA, USA Biopac MP100 and acqKnowledge software,version 3.8.1
software analysis ImagePro Discovery, MediaCybernetics, Silver Spring, MD, USA image-Pro Plus version 
angiography apparatus DFP 2000 A-Toshiba MIIXR0001EAA
ICP monitor Camino Laboratories, San Diego, CA, USA ICP monitor, Model 110-4B
blood flow monitor Oxford Optronix Ltd., Oxford, UK CAL KIT microsphere solution
laser-Doppler flowmetry fine needle probes  Oxford Optronix Ltd., Oxford, UK MNP110XP, 0.48 mm diameter
pressure tube B. Braun, Germay PE 1.0 mm × 2.0 mm
anesthesia monitor GE Medical Systems, Switzerland  Datex S5 Monitor
Material
20 G vascular catheter Smiths Medical Jelco i.v. catheter, REF 4057
5.5F three-lumen central venous catheter  Connectors, Tagelswangen, Switzerland silicone catheter STH-C040
22Gx40mm needle  Emergo Group Inc., Netherlands
high-speed microdrill Stryker, Solothurn, Switzerland 5400-15 
bone wax Ethicon, Johnson & Johnson,NJ, USA ETHW31G
bipolar forceps Aesculap, Inc., PA, US US349SP 
Ketamin Any generic product
Xylazine Any generic product
Buprenorphine Any generic product
Fentanyl Any generic product
transdermal fentanyl matrix patches  Any generic product
Lidocaine 1%  Any generic product
4% papaverin HCl  Any generic product
Neomycin sulfate  Research Organics Inc., OH, USA Any generic product
Povidone-iodine  Any generic product
0.9% sodium chloride Any generic product
Iopamidol  Abott Laboratories, IL, USA Any generic product
3-0 resorbable suture Ethicon Inc., USA VCP824G
5-0 non absorbable suture Ethicon Inc., USA 8618G
4-0 polyfilament sutures Ethicon Inc., USA VCP284G

Referenzen

  1. Taylor, T. N., et al. Lifetime cost of stroke in the United States. Stroke; a journal of cerebral circulation. 27, 1459-1466 (1996).
  2. Kikkawa, Y., Kameda, K., Hirano, M., Sasaki, T., Hirano, K. Impaired feedback regulation of the receptor activity and the myofilament Ca2+ sensitivity contributes to increased vascular reactiveness after subarachnoid hemorrhage. Journal of cerebral blood flow and metabolism : official journal of the International Society of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 30, 1637-1650 (2010).
  3. Marbacher, S., Fandino, J., Kitchen, N. D. Standard intracranial in vivo animal models of delayed cerebral vasospasm. British journal of neurosurgery. 24, 415-434 (2010).
  4. Marbacher, S., Neuschmelting, V., Graupner, T., Jakob, S. M., Fandino, J. Prevention of delayed cerebral vasospasm by continuous intrathecal infusion of glyceroltrinitrate and nimodipine in the rabbit model in vivo. Intensive care medicine. 34, 932-938 (2008).
  5. Zhou, M. L., et al. Comparison between one- and two-hemorrhage models of cerebral vasospasm in rabbits. Journal of neuroscience. 159, 318-324 (2007).
  6. Vatter, H., et al. Time course in the development of cerebral vasospasm after experimental subarachnoid hemorrhage: clinical and neuroradiological assessment of the rat double hemorrhage model. Neurosurgery. 58, 1190-1197 (2006).
  7. Lee, J. Y., Sagher, O., Keep, R., Hua, Y., Xi, G. Comparison of experimental rat models of early brain injury after subarachnoid hemorrhage. Neurosurgery. 65, 331-343 (2009).
  8. Marbacher, S., et al. A new rabbit model for the study of early brain injury after subarachnoid hemorrhage. Journal of neuroscience. 208, 138-145 (2012).
  9. Marbacher, S., et al. Outer skull landmark-based coordinates for measurement of cerebral blood flow and intracranial pressure in rabbits. Journal of neuroscience methods. 201, 322-326 (2011).
  10. Marbacher, S., et al. Extra-intracranial blood shunt mimicking aneurysm rupture: intracranial-pressure-controlled rabbit subarachnoid hemorrhage model. Journal of neuroscience. 191, 227-233 (2010).
  11. Sugawara, T., Ayer, R., Jadhav, V., Zhang, J. H. A new grading system evaluating bleeding scale in filament perforation subarachnoid hemorrhage rat model. J Neurosci Methods. 167, 327-334 (2008).
  12. Macdonald, R. L. Delayed neurological deterioration after subarachnoid haemorrhage. Nature reviews. Neurology. 10, 44-58 (2014).
  13. Zhang, Z. W., et al. Platelet-derived growth factor-induced severe and chronic vasoconstriction of cerebral arteries: proposed growth factor explanation of cerebral vasospasm. Neurosurgery. 66, 728-735 (2010).
  14. Laslo, A. M., Eastwood, J. D., Chen, F. X., Lee, T. Y. Dynamic CT perfusion imaging in subarachnoid hemorrhage-related vasospasm. AJNR. American journal of neuroradiology. 27, 624-631 (2006).
  15. Shao, Z., et al. Effects of tetramethylpyrazine on nitric oxide/cGMP signaling after cerebral vasospasm in rabbits. Brain research. 1361, 67-75 (2010).
  16. Bederson, J. B., Germano, I. M., Guarino, L. Cortical blood flow and cerebral perfusion pressure in a new noncraniotomy model of subarachnoid hemorrhage in the rat. Stroke; a journal of cerebral circulation. 26, 1086-1091 (1995).
  17. Veelken, J. A., Laing, R. J., Jakubowski, J. The Sheffield model of subarachnoid hemorrhage in rats. Stroke; a journal of cerebral circulation. 26, 1279-1283 (1995).
  18. Zakhartchenko, V., et al. Cell-mediated transgenesis in rabbits: chimeric and nuclear transfer animals. Biology of reproduction. 84, 229-237 (2011).
  19. Capecchi, M. R. Gene targeting in mice: functional analysis of the mammalian genome for the twenty-first century. Nature reviews. Genetics. 6, 507-512 (2005).
  20. Flisikowska, T., et al. Efficient immunoglobulin gene disruption and targeted replacement in rabbit using zinc finger nucleases. PloS one. 6, e21045 (2011).
  21. Nakajima, M., et al. Effects of aging on cerebral vasospasm after subarachnoid hemorrhage in rabbits. Stroke. 32, 620-628 (2001).
check_url/de/52132?article_type=t

Play Video

Diesen Artikel zitieren
Andereggen, L., Neuschmelting, V., von Gunten, M., Widmer, H. R., Takala, J., Jakob, S. M., Fandino, J., Marbacher, S. The Rabbit Blood-shunt Model for the Study of Acute and Late Sequelae of Subarachnoid Hemorrhage: Technical Aspects. J. Vis. Exp. (92), e52132, doi:10.3791/52132 (2014).

View Video