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.
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.
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.
ТСМ, индуцированная ишемией спинного мозга, является основным осложнением восстановления аорты с огромным влиянием на исход пациента1,2,3,4,10,11,12. Микроциркуляц?…
The authors have nothing to disclose.
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.
CardioMed Flowmeter | Medistim AS, Oslo, Norway | CM4000 | Flowmeter for Flow-Probe Femoral Artery |
CardioMed Flow-Probe, 5mm | Medistim AS, Oslo, Norway | PS100051 | Flow-Probe Femoral Artery |
COnfidence probe, | Transonic Systems Inc., Ithaca, NY, USA | MA16PAU | Flow-Probe Aorta |
16 mm liners | |||
DIVA Sevoflurane Vapor | Dräger Medical, Lübeck, Germany | Vapor | |
Hotline Level 1 Fluid Warmer | Smiths Medical Germany GmbH, Grasbrunn, Germany | HL-90-DE-230 | Fluid Warmer |
Infinity Delta | Dräger Medical, Lübeck, Germany | Basic Monitoring Hardware | |
Infinity Hemo | Dräger Medical, Lübeck, Germany | Basic Pressure Monitoring and Pulmonary Thermodilution Hardware | |
LabChart Pro | ADInstruments Ltd., Oxford, UK | v8.1.16 | Synchronic Laser-Doppler, Blood Pressure, ECG and Blood-Flow Aquisition Software |
LiquoGuard 7 | Möller Medical GmbH, Fulda, Germany | Cerebrospinal Fluid Drainage System | |
Millar Micro-Tip Pressure Catheter (5F, Single, Curved, 120cm, PU/WD) | ADInstruments Ltd., Oxford, UK | SPR-350 | Pressure-Tip Catheter Aorta |
moor VMS LDF | moor Instruments, Devon, UK | Designated Laser-Doppler Hardware | |
moor VMS Research Software | moor Instruments, Devon, UK | Designated Laser-Doppler Software | |
Perivascular Flow Module | Transonic Systems Inc., Ithaca, NY, USA | TS 420 | Flow-Module for Flow-Probe Aorta |
PiCCO 2, Science Version | Getinge AB, Göteborg, Sweden | v. 6.0 | Blood Pressure and Transcardiopulmonary Monitoring Hard- and Software |
PiCCO 5 Fr. 20cm | Getinge AB, Göteborg, Sweden | Thermistor-tipped Arterial Line | |
PowerLab | ADInstruments Ltd., Oxford, UK | PL 3516 | Synchronic Laser-Doppler, Blood Pressure, ECG and Blood-Flow Aquisition Hardware |
QuadBridgeAmp | ADInstruments Ltd., Oxford, UK | FE 224 | Four Channel Bridge Amplifier for Laser-Doppler and Invasive Blood Pressure Aquisition |
Silverline | Spiegelberg, Hamburg, Germany | ELD33.010.02 | Cerebrospinal Fluid Drainage |
SPSS statistical software package | IBM SPSS Statistics Inc., Armonk, New York, USA | v. 27 | Statistical Software |
Twinwarm Warming System | Moeck & Moeck GmbH, Hamburg, Germany | 12TW921DE | Warming System |
Universal II Warming Blanket | Moeck & Moeck GmbH, Hamburg, Germany | 906 | Warming Blanket |
VP 3 Probe, 8mm length (individually manufactured) | moor Instruments, Devon, UK | Laser-Doppler Probe | |
Zeus | Dräger Medical, Lübeck, Germany | Anesthesia Machine |