باستخدام الليزر دوبلر التصوير والرصد لتحليل الحبل الشوكي دوران الأوعية الدقيقة في الفئران
Summary
هنا نقدم مجموعة من نضح دوبلر الليزر التصوير (لدبي) والليزر دوبلر نضح الرصد (لدبم) لقياس العمود الفقري الحبل تدفق الدم المحلية وتشبع الأكسجين (هكذا2)، فضلا عن إجراء موحد لإدخال الحبل الشوكي الصدمة في الفئران.
Abstract
ليزر دوبلر flowmetry (LDF) هو أسلوب موسع لقياس التدفق (BF) الدم، مما يجعل من الأفضل لقياس microcirculatory التعديلات على الحبل الشوكي. في هذه المقالة، كان هدفنا استخدام تصوير “دوبلر الليزر” والرصد لتحليل التغير من فرنك بلجيكي بعد إصابة الحبل الشوكي. كانت موظفة الماسح الضوئي الصورة دوبلر الليزر والتحقيق/جهاز العرض للحصول على كل قراءات. توفير البيانات الخاصة لدبي توزيع محلي لفرنك بلجيكي، الذي قدم عرضاً لنضح حول موقع الإصابة وإتاحتها للتحليل المقارن لفرنك بلجيكي بين مواقع مختلفة. بشكل مكثف لقياس مجال السبر على مدى فترة من الزمن، وكان استخدام مجس مجتمعة لقياس تشبع الحبل الشوكي، يظهر نضح الحبل الشوكي عموما وإمدادات الأكسجين فرنك بلجيكي والأكسجين في نفس الوقت. وقد LDF نفسها عدد قليل من القيود، مثل التدفق النسبي، حساسية للحركة، والصفر البيولوجي الإشارات. بيد أن التكنولوجيا قد طبقت في الدراسة السريرية والتجريبية نظراً لإعداد بسيطة والقياس السريع لفرنك بلجيكي.
Introduction
أنسجة النخاع الشوكي فاسكولاريزيد جداً وحساسة للغاية لنقص الناجمة عن إصابات النخاع الشوكي (الخيال العلمي). وأظهرت دراساتنا السابقة أن تدفق الدم من الحبل الشوكي قد تناقص بصورة كبيرة بعد ارتجاج الإصابة1،2، التي قد تكون ذات صلة بالعجز في وظيفة الحركة. وقد أظهرت الدراسات الأخيرة أن سلامة الأوعية الدموية عقب الخيال ارتباطاً جيدا مع تحسين وظيفة الحركة الحسية3. وأفيد أن تحسن الأوعية الدموية قد إنقاذ المسألة الأبيض، غير مباشر مما يؤدي إلى تحسين وظيفة4. ولذلك، يبدو الحفاظ على التروية بعد إصابة الحبل الشوكي أهمية كبرى للحفاظ على السلامة والأداء الوظيفي.
التي درست آثار المعالجات المختلفة على التروية بعد علوم المحققين العديدة باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات في نماذج تجريبية لعلوم5،،من67. ليزر دوبلر، كتقنية راسخة، وبلا شك وسيلة مفيدة لقياس التروية في عدة الدراسات الحيوانية والبشرية8،،،من910،11. الأسلوب الذي يستند إلى قياس التحول دوبلر12 الناجمة عن نقل خلايا الدم الحمراء للضوء منيرا. منذ إضفاء الطابع التجاري على هذه التقنية في أوائل الثمانينات، أحرز تقدم كبير في تكنولوجيا الليزر والألياف البصرية ومعالجة الإشارات لقياس التروية بالليزر دوبلر الصكوك13، التي جعلت LDF تقنية موثوقة.
في الدراسة الحالية، وطبقت كل أساليب قياس دوبلر الليزر لتقييم تدفق الدم (BF) في الحبال الشوكي من الفئران كونكوسيفي. نظراً لطبيعة موسع إعداد بسيطة والتكنولوجيا، لدينا بروتوكول يوفر طريقة حساسة وسريعة وموثوق بها لقياسات فرنك بلجيكي للحبل الشوكي. الأهم من ذلك، هذا الأسلوب يسمح دراسة طولية من الخيال وظيفة كونكوسيفي فرنك بلجيكي دون التضحية بالحيوان عند كل نقطة في الوقت.
بسبب القدرة على تقييم فرنك بلجيكي للأنسجة والتغيرات السريعة التروية خلال التحفيز، فمن الممكن تطبيق هذا البروتوكول تقييم الدماغي فرنك بلجيكي14،15 ، فضلا عن قياس أنسجة أخرى مثل الكبد16، 17و18،الجلد19واﻷمعاء20. في نموذج الفئران من انسداد الشريان الدماغي الأوسط عابرة، استخدمت قراءات دوبلر الليزر لضمان خفض معدل فرنك بلجيكي للمستويات المتوقعة في غبش الدماغية14السليم. في الفئران التي خضعت أطرافهم الحرجة الاسكيمية (CLI) التعريفي، تم تطبيق المسح دوبلر الليزر لمراقبة أطرافهم هند فرنك بلجيكي قبل وبعد الإجراء CLI وخلال فترات مختلفة بعد العلاج21. بالإضافة إلى ذلك، التوافر البيولوجي وتخليص الأيضية لبعض الأدوية يتوقف على كبدي فرنك بلجيكي، التي تم الكشف عنها بواسطة LDF16. ولذلك، يمكن استخدام LDF على نطاق واسع في تقييم نموذج تجريبي، ميكروبيولوجية والحرائك الدوائية.
Protocol
Representative Results
Discussion
ينبغي أن يلاحظ بعض التفاصيل عند تنفيذ هذا البروتوكول. أولاً، عملية التخدير والجراحة ينبغي أن تنفذ بسرعة وأناقة قدر الإمكان للتقليل من الإجهاد أدخلت للحيوان. للحد من الاضطرابات إلى النتائج، إبقاء الحيوان في دولة سلمية ومستقرة نسبيا. وثانيا، ينبغي إيلاء مزيد من الاهتمام للنزيف أثناء أخذ ا?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
المؤلفين قد لا شكر وتقدير.
Materials
| Laser Doppler Line Scanner | Moor Instruments | moorLDLS2 | |
| Laser Doppler Monitor | Moor Instruments | moorVMS-LDF | |
| Probe for Monitor | Moor Instruments | VP3 | Blunt needle end delivery probe |
| Impactor | Precision Systems and Instrumentation | IH-0400 | |
| Phenobarbital sodium | Sigma-Aldrich | P3761 | |
| Buprenorphine | Sigma-Aldrich | B-908 | |
| Syringe | Becton Dickinson Medica (s) Pte.Ltd | 300841 | |
| Surgical suture needles with thread | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., Ltd | 18T0329 (batch number) /4-0 | |
| Scalpel | Operation instrument factory of Shanghai Medical Instrument Co., Ltd. | J11030 4# | |
| Scalpel blade | Operation instrument factory of Shanghai Medical Instrument Co., Ltd. | J12130 20# | |
| Ophthalmic forceps | Operation instrument factory of Shanghai Medical Instrument Co., Ltd. | JD1040 | |
| Hemostatic forceps | Operation instrument factory of Shanghai Medical Instrument Co., Ltd. | J31050 | |
| Benzyl penicillin sodium | North China Pharmaceutical Co., Ltd | F6072116 (batch number) | |
| 75% alcohol | Dezhou Anjie Gaoke disinfection products Co., Ltd | 150421R (batch number) | |
| Iodine | Shandong Lierkang Medical Technology Co., Ltd | 20170102 (batch number) | |
| Rat | Laboratory Animal Center, The Academy of Millitery Medical Sciences | Sprague-Dawly (rat strain) |
References
- Jing, Y. L., Bai, F., Chen, H., Dong, H. Meliorating microcirculatory with melatonin in rat model of spinal cord injury using laser Doppler flowmetry. Neuroreport. 27 (17), 1248-1255 (2016).
- Jing, Y. L., Bai, F., Chen, H., Dong, H. Melatonin prevents blood vessel loss and neurological impairment induced by spinal cord injury in rats. J Spinal Cord Med. , 1-8 (2016).
- Han, S., et al. Rescuing vasculature with intravenous angiopoietin-1 and alpha v beta 3 integrin peptide is protective after spinal cord injury. Brain. 133 (Pt 4), 1026-1042 (2010).
- Gerzanich, V., et al. De novo expression of Trpm4 initiates secondary hemorrhage in spinal cord injury. Nat Med. 15 (2), 185-191 (2009).
- Phillips, J. P., Cibert-Goton, V., Langford, R. M., Shortland, P. J. Perfusion assessment in rat spinal cord tissue using photoplethysmography and laser Doppler flux measurements. Journal of Biomedical Optics. 18 (3), 037005 (2013).
- Garcia-Lopez, P., Martinez-Cruz, A., Guizar-Sahagun, G., Castaneda-Hernandez, G. Acute spinal cord injury changes the disposition of some, but not all drugs given intravenously. Spinal Cord. 45 (9), 603-608 (2007).
- Brown, A., Nabel, A., Oh, W., Etlinger, J. D., Zeman, R. J. Perfusion imaging of spinal cord contusion: injury-induced blockade and partial reversal by β2-agonist treatment in rats. Journal of Neurosurgery-Spine. 20 (2), 164-171 (2014).
- Olive, J. L., McCully, K. K., Dudley, G. A. Blood flow response in individuals with incomplete spinal cord injuries. Spinal Cord. 40 (12), 639-645 (2002).
- Yamada, T., et al. Spinal cord blood flow and pathophysiological changes after transient spinal cord ischemia in cats. Neurosurgery. 42 (3), 626-634 (1998).
- Gordeeva, A. E., et al. Vascular Pathology of Ischemia/Reperfusion Injury of Rat Small Intestine. Cells Tissues Organs. , (2017).
- Liu, M., et al. Insulin treatment restores islet microvascular vasomotion function in diabetic mice. J Diabetes. , (2016).
- Drain, L. . The laser Doppler technique. , (1980).
- Rajan, V., Varghese, B., van Leeuwen, T. G., Steenbergen, W. Review of methodological developments in laser Doppler flowmetry. Lasers Med Sci. 24 (2), 269-283 (2009).
- Dohare, P., et al. The neuroprotective properties of the superoxide dismutase mimetic tempol correlate with its ability to reduce pathological glutamate release in a rodent model of stroke. Free Radic Biol Med. 77, 168-182 (2014).
- Bai, H. Y., et al. Pre-treatment with LCZ696, an orally active angiotensin receptor neprilysin inhibitor, prevents ischemic brain damage. Eur J Pharmacol. 762, 293-298 (2015).
- Vertiz-Hernandez, A., et al. L-arginine reverses alterations in drug disposition induced by spinal cord injury by increasing hepatic blood flow. J Neurotrauma. 24 (12), 1855-1862 (2007).
- Garcia-Lopez, P., Martinez-Cruz, A., Guizar-Sahagun, G., Castaneda-Hernandez, G. Acute spinal cord injury changes the disposition of some, but not all drugs given intravenously. Spinal Cord. 45 (9), 603-608 (2007).
- Li, Z., et al. Post pressure response of skin blood flowmotions in anesthetized rats with spinal cord injury. Microvasc Res. 78 (1), 20-24 (2009).
- Boyle, N. H., et al. Scanning laser Doppler is a useful technique to assess foot cutaneous perfusion during femoral artery cannulation. Critical Care. 3 (4), 95-100 (1999).
- Emmanuel, A. V., Chung, E. A. L., Kamm, M. A., Middleton, F. Relationship between gut-specific autonomic testing and bowel dysfunction in spinal cord injury patients. Spinal Cord. 47 (8), 623-627 (2009).
- Sheu, J. J., et al. Combination of cilostazol and clopidogrel attenuates rat critical limb ischemia. J Transl Med. 10, 164 (2012).
- Basso, D. M., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. Graded histological and locomotor outcomes after spinal cord contusion using the NYU weight-drop device versus transection. Experimental Neurology. 139 (2), 244-256 (1996).
- Basso, D. M., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. A Sensitive and Reliable Locomotor Rating-Scale for Open-Field Testing in Rats. Journal of Neurotrauma. 12 (1), 1-21 (1995).
- Oberg, P. A. Tissue motion–a disturbance in the laser-Doppler blood flow signal?. Technol Health Care. 7 (2-3), 185-192 (1999).
- Tenland, T., Salerud, E. G., Nilsson, G. E., Oberg, P. A. Spatial and temporal variations in human skin blood flow. Int J Microcirc Clin Exp. 2 (2), 81-90 (1983).
- Kernick, D. P., Tooke, J. E., Shore, A. C. The biological zero signal in laser Doppler fluximetry – origins and practical implications. Pflugers Arch. 437 (4), 624-631 (1999).
- Rudolph, A. M., Heymann, M. A. The circulation of the fetus in utero. Methods for studying distribution of blood flow, cardiac output and organ blood flow. Circ Res. 21 (2), 163-184 (1967).
- Dubory, A., et al. Contrast Enhanced Ultrasound Imaging for Assessment of Spinal Cord Blood Flow in Experimental Spinal Cord Injury. Jove-Journal of Visualized Experiments. (99), e52536 (2015).
- Kuliga, K. Z., et al. Dynamics of Microvascular Blood Flow and Oxygenation Measured Simultaneously in Human Skin. Microcirculation. 21 (6), 562-573 (2014).
- Li, Z. Y., et al. Post pressure response of skin blood flowmotions in anesthetized rats with spinal cord injury. Microvascular Research. 78 (1), 20-24 (2009).
- Muck-Weymann, M. E., et al. Respiratory-dependent laser-Doppler flux motion in different skin areas and its meaning to autonomic nervous control of the vessels of the skin. Microvasc Res. 52 (1), 69-78 (1996).
- Stefanovska, A., Bracic, M., Kvernmo, H. D. Wavelet analysis of oscillations in the peripheral blood circulation measured by laser Doppler technique. Ieee Transactions on Biomedical Engineering. 46 (10), 1230-1239 (1999).
