Epidurale Intrakranielle Druckmessung in Ratten mit einem LWL-Druckaufnehmer
Summary
Eine neue Technik, um die Drücke innerhalb des Schädels aufnehmen beschrieben. Die minimal-invasive Methode verwendet eine Glasfaser-Druck-Sensing-System genau zu messen Hirndruck (ICP) in narkotisierten Ratten ohne wesentliche Hirn-Trauma. Die Technik kann in einem weiten Bereich von experimentellen Modellen verwendet werden.
Abstract
Erhöhten intrakraniellen Druck (ICP) ist ein bedeutendes Problem in mehreren Formen von ischämischen Hirnschädigung wie Schlaganfall, Schädelhirntrauma und Herzstillstand. Diese Erhöhung kann zu einem weiteren neurologischen Verletzungen führen, in Form von transtentorielle Herniation 1,2,3,4, Mittelhirn Kompression, neurologische Defizite oder erhöhte Hirninfarkt 2,4. Aktuelle Therapien sind oft unzureichend, um erhöhten ICP im klinischen Umfeld 5,6,7 steuern. So gibt es einen Bedarf für eine genaue Methoden der ICP-Messung in Tiermodellen zu unserem Verständnis der grundlegenden Mechanismen zu fördern und zu neuen Behandlungen für erhöhten ICP zu entwickeln.
Sowohl in der klinischen und experimentellen Einstellung ICP kann nicht ohne direkte Messung geschätzt werden. Mehrere Methoden der ICP-Katheter zur Zeit existieren. Davon sind der intraventrikulären Katheter hat sich der klinische "Goldstandard" der ICP-Messung beim Menschen 8. Diese Methode involves die teilweise Entfernung des Schädels und die Instrumentierung des Katheters durch Hirngewebe. Folglich haben intraventrikulären Katheter eine Infektionsrate von 11.6% 9. Aus diesem Grund haben subduralen und epidurale Kanülen werden die bevorzugten Verfahren in Tiermodellen von ischämischen Schädigung.
Verschiedene Techniken wurden ICP-Messung für Tiermodelle angepasst, und von diesen sind mit Flüssigkeit gefüllte Telemetrie Katheter 10 und Katheter festen Zustand die am häufigsten verwendete 11,12,13,14,15. Die Flüssigkeit gefüllte Systeme sind anfällig für die Entwicklung von Luftblasen in der Leitung, was zu falschen Messungen ICP. Solid-State-Sonden dieses Problem vermeiden (Abbildung 1). Ein weiteres Problem ist passend Katheter unter dem Schädel oder in die Ventrikel, ohne dass eine Hirnschädigung, die die experimentellen Ergebnisse beeinflussen könnten. Deshalb haben wir eine Methode, die eine ICP-Katheter angrenzend an den Epiduralraum platziert entwickelt, aber vermeidet die need, um es zwischen Schädel und Gehirn einzufügen.
Lichtleitfaser Druck Katheter (420LP, SAMBA Sensoren, Schweden) wurde verwendet, um ICP bei den Epiduralraum Ort zu messen, da die Lage des Drucksensors (an der äußersten Spitze des Katheters) wurde gefunden, dass eine High-Fidelity-ICP-Signal in diesem Modell zu erzeugen . Es gibt andere Hersteller von ähnlichen optischen Faser 13, die mit Technologien unsere Methode verwendet werden kann. Alternative festen Zustand Katheter, die den Drucksensor an der Seite der Katheterspitze angeordnet sind, nicht geeignet sein, dieses Modell an, wenn das Signal durch die Anwesenheit des Abfrageschraube gedämpft werden.
Hier präsentieren wir eine relativ einfache und genaue Methode zur ICP zu messen. Dieses Verfahren kann in einem breiten Bereich von ICP erhältlichen Tiermodellen verwendet werden.
Protocol
Discussion
Das hier vorgestellte Verfahren ermöglicht eine sehr empfindliche und genaue Erfassung von Hirndruck. Diese minimal invasive Technik vermeidet erhebliche Hirn-Trauma, indem Sie den Drucksensor im Epiduralraum und nicht das Hirngewebe oder Herzkammern.
Die entscheidenden Schritte sind: 1) Bohren durch den Schädel – darauf zu achten, nicht zu durchbohren die Dura oder Schäden zugrunde liegenden Hirngewebes werden; 2) sicherzustellen, dicht mit dem Dichtungsmaterial – wenn es irgendein Leck,…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dieses Projekt wurde von der National Stroke Foundation, Hunter Medical Research Institute (HMRI) und National Health and Medical Research Council (MRC & NH), Australien finanziert. Besonderer Dank geht an der Fakultät für Gesundheitswissenschaften Werkstatt Mitarbeiter an der Universität Newcastle für ihre fachliche Unterstützung.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| Dental Cement Monomer | Henry Schein | VX- SC500MLL | |
| Dental Cement Polymer | Henry Schein | VX- SC1000GCL4 | |
| Dental drill burr- size 12 | Gunz Dental | EL104S001012/10 | |
| Dental drill burr- size 6 | Gunz Dental | EL104S001006/10 | |
| Metal Screw | Hardware Store | 2 x 4 mm, hexagonal head. (laboratory-modified by 0.7 mm hole drilled through shaft) | |
| SAMBA Control Unit | Harvard Apparatus | 50433102 | |
| SAMBA Sensor | Harvard Apparatus | 50461122 | 420 LP, 15cm bare fibre, radio-opaque coating |
| Silagum AV Mono caulking material | Gunz Dental | RG 9152 | Vinylpolysiloxanes, hydrogen polysiloxanes, filler, pigments, additives, plantinum catalyst |
| Terg-A-Zyme | Alconox, Inc. | 1304 | Enzyme-active powdered detergent |
References
- Ng, L. K., Nimmannitya, J. Massive cerebral infarction with severe brain swelling: a clinicopathological study. Stroke. 1, 158-163 (1970).
- Plum, F. Brain swelling and edema in cerebral vascular disease. Res. Publ. Assoc. Res. Nerv. Ment. Dis. 41, 318-348 (1966).
- Ropper, A. H., Shafran, B. Brain edema after stroke. Clinical syndrome and intracranial pressure. Arch. Neurol. 41, 26-29 (1984).
- Silver, F. L., Norris, J. W., Lewis, A. J., Hachinski, V. C. Early mortality following stroke: a prospective review. Stroke. 15, 492-496 (1984).
- Geraci, E. B., Geraci, T. A. Hyperventilation and head injury: controversies and concerns. J. Neurosci. Nurs. 28, 381-387 (1996).
- Schwab, S., Aschoff, A., Spranger, M., Albert, F., Hacke, W. The value of intracranial pressure monitoring in acute hemispheric stroke. Neurology. 47, 393-398 (1996).
- Adams, H. P. Guidelines for the early management of patients with ischemic stroke: A scientific statement from the Stroke Council of the American Stroke Association. Stroke. 34, 1056-1083 (2003).
- Zhong, J. Advances in ICP monitoring techniques. Neurol. Res. 25, 339-350 (2003).
- Aucoin, P. J. Intracranial pressure monitors. Epidemiologic study of risk factors and infections. Am. J. Med. 80, 369-376 (1986).
- Silasi, G., MacLellan, C. L., Colbourne, F. Use of telemetry blood pressure transmitters to measure intracranial pressure (ICP) in freely moving rats. Curr. Neurovasc. Res. 6, 62-69 (2009).
- Crutchfield, J. S., Narayan, R. K., Robertson, C. S., Michael, L. H. Evaluation of a fiberoptic intracranial pressure monitor. J. Neurosurg. 72, 482-487 (1990).
- Bolander, R., Mathie, B., Bir, C., Ritzel, D., Vandevord, P. Skull Flexure as a Contributing Factor in the Mechanism of Injury in the Rat when Exposed to a Shock Wave. Ann. Biomed. Eng. , (2011).
- Chavko, M., Koller, W. A., Prusaczyk, W. K., McCarron, R. M. Measurement of blast wave by a miniature fiber optic pressure transducer in the rat brain. J. Neurosci. Methods. 159, 277-281 (2007).
- Chavko, M. Relationship between orientation to a blast and pressure wave propagation inside the rat brain. J. Neurosci. Methods. 195, 61-66 (2011).
- Leonardi, A. D., Bir, C. A., Ritzel, D. V., VandeVord, P. J. Intracranial pressure increases during exposure to a shock wave. J. Neurotrauma. 28, 85-94 (2011).
