Хирургическое и поведенческое тестирование в модели транспозиции нериномы большеберцовой кости у крыс
Summary
Этот протокол описывает модель транспозиции невриномы большеберцовой кости, которая влечет за собой поражение большеберцового нерва с последующей транспозицией проксимального нервного конца в подкожное претибиальное или латеральное положение. Поведенческое тестирование боли при невриноме и подошвенной гипералгезии количественно оценивается с использованием монофиламентов фон Фрея.
Abstract
Транспозиция невриномы большеберцовой кости (TNT) представляет собой модель крысы, в которой аллодиния в месте невриномы (большеберцовый нерв) может быть независимо оценена от аллодинии на подошвенной поверхности задней лапы, иннервируемой интактным икроножным нервом. Эта модель TNT подходит для тестирования методов лечения боли при невриноме, таких как потенциальное превосходство определенных хирургических методов лечения, которые уже используются в клинике, или для оценки новых лекарств и их влияния на оба метода боли у одного и того же животного. В этой модели дистальное поражение (нейротмезис) делается в большеберцовом нерве, а проксимальный нервный конец транспонируется и фиксируется подкожно и претибиально, чтобы можно было оценить участок невриномы с помощью мононити фон Фрея 15 г. Для оценки аллодинии над икроножным нервом монофиламенты фон Фрея можно использовать методом вверх-вниз на подошвенной латеральной области задней лапы. После перерезания большеберцового нерва механическая гиперчувствительность развивается в месте невриномы в течение 1 недели после операции и сохраняется, по крайней мере, до 12 недель после операции. Аллодиния на икроножной иннервированной подошвенной поверхности развивается в течение 3 недель после операции по сравнению с контралатеральной конечностью. На 12 неделе на проксимальном конце разорванного большеберцового нерва образуется невринома, о чем свидетельствует дисперсия и закрученность аксонов. Для хирургии модели TNT необходимо выполнить несколько критических (микро)хирургических шагов, и рекомендуется некоторая хирургическая практика под терминальной анестезией. По сравнению с другими моделями нейропатической боли, такими как модель спасенного повреждения нерва, аллодиния над участком невриномы может быть независимо протестирована на гиперчувствительность икроножного нерва в модели TNT. Тем не менее, сайт невриномы может быть протестирован только на крысах, а не на мышах. Советы и указания, представленные в этом протоколе, могут помочь исследовательским группам, работающим с болью, успешно внедрить модель TNT в своем учреждении.
Introduction
Каждая рана, варьирующаяся от простых рваных ран до ампутации всей конечности, сопровождается различной степенью повреждения периферических нервов. Такое повреждение нерва может привести к образованию невриномы, дезорганизованной запутанности прорастающих нервных волокон. Невриномы становятся болезненными у 8-30% пациентов, серьезно влияя на качество их жизни 1,2,3,4,5. После ампутации конечности боль при невриноме развивается у 50% пациентов 6,7,8. Зарегистрированные симптомы включают болезненность, спонтанную боль, аллодинию, гипералгезию и механическую или термическую гиперчувствительность в иннервируемой области9. При отсутствии адекватного лечения в течение 1 года боль при невриноме может перейти в состояние хронической боли, что приводит к высокому социальному бремени и связанным с этим медицинским расходам 10,11,12,13,14. Из-за низкой эффективности современных фармакологических вмешательств боль при невриноме предпочтительно лечат хирургическим удалением болезненной невриномы, а нерв лечат различными хирургическими методами, как описано в литературе15. Важно отметить, что полное обезболивание встречается редко, боль часто усиливается с течением времени, и 40% пациентов не получают пользы от операции, что указывает на необходимость новых методов лечения 1,16.
Стандартизированная модель боли в невриноме на крысах помогает понять механизмы, которые вызывают боль в невриноме, и может помочь определить новые методы лечения или оценить существующие, используемые в клинике. Модель транспозиции невриномы большеберцовой кости (TNT) была впервые описана Dorsi et al. в 2008 году17 и использовалась различными исследовательскими группами18,19,20. Общая цель этого метода состоит в том, чтобы иметь возможность тестировать различные методы лечения боли при невриноме. Преимущество модели по сравнению, например, с травмой избавленного нерва (SNI) модели21, заключается в том, что она позволяет тестировать аллодинию в месте невриномы. Это связано с тем, что модель включает в себя транспонирование проксимального нервного окончания большеберцового нерва в подкожное претибиальное положение, где его можно исследовать с помощью монофиламентов фон Фрея. Кроме того, аллодиния развивается на подошвенной поверхности задней лапы, иннервируемой интактным икроножным нервом, что может быть оценено независимо от боли при невриноме у того же животного. Это похоже на симптомы боли при невриноме у пациентов, у которых постоянная нейропатическая боль после удаления болезненной невриномы иногда вызвана соседними нервами22. Более того, аллодиния над разорванным нервом с невриномой – это другой метод боли, чем аллодиния над интактным соседним нервом. Таким образом, эта модель облегчает оценку влияния новых методов лечения как на аллодинию, присутствующую в месте невриномы, так и на более распространенную невропатическую боль, протестированную на подошвенной поверхности задней лапы. Поскольку операция, выполняемая для создания модели TNT, может быть сложной, в этой статье подробно описывается процедура поддержки исследователей, внедряющих модель в своем учреждении.
Protocol
Representative Results
Discussion
Критические шаги в протоколе
Модель TNT включает в себя разрезание большеберцового нерва и транспонирование его латерально и подкожно в претибиальное расположение, чтобы обеспечить тестирование чувствительности невриномы в дополнение к подошвенной гипералгезии над икроно…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы хотели бы поблагодарить Сабину Верстег за помощь во время микрохирургии, а также Аню ван дер Сар и Труди Остервельд-Ромин из Лаборатории обычных животных (Gemeenschappelijk Dieren Laboratorium) за их помощь в подготовке микроскопа и хирургического кабинета, а также в уходе за животными.
Это исследование финансировалось компанией Axogen.
Materials
| Aesthesio | Linton Instrumentation | 514007 until 514015 | 0.6 g until 15 g monofilaments |
| Carprofen | Local Veterinary Pharmacy | n/a | The local veterinary pharmacy makes caprofen dilution |
| Cotton swabs | Nobamed | 974255 | |
| Electrocautery | Fine Science Tools | 18010-00 | |
| Ethanol 70% | Interchema BV | 400406 | |
| Ethilon 4.0 | Johnson & Johnson | 1854G | IMPORTANT: the color should be blue or black |
| Ethilon 8.0 | Johnson & Johnson | BV130-5 | |
| Isoflo, isoflurane Zoetis | Dechra Veterinary Products | B506 | |
| Mesh bottom cages | StoeltingCo | 57816 and 57824 | |
| Micro forceps | Fine Science Tools | 11251-35 | |
| Micro needle holder | Fine Science Tools | 12076-12 | |
| Micro scissors | Fine Science Tools | 15019-10 | |
| Micro tweezers | Fine Science Tools | 11254-20 | |
| NaCl 0.9% | Trademed | H7 1000-FRE | |
| Needle holder | Fine Science Tools | 12004-16 | |
| Ophthalmic ointment | Local Veterinary Pharmacy | n/a | The local veterinary pharmacy makes the ophthalmic ointment |
| Scalpel | Fine Science Tools | 10003-12 | |
| Scissors | Fine Science Tools | 14001-12 | |
| Stereo surgical microscope | Leica | A60 F | |
| Sterile sheet with hole | Evercare OneMed | 1555-01 | |
| Surgical blade nr.15 | Fine Science Tools | 10015-00 | |
| Tweezers | Fine Science Tools | 11617-12 |
References
- Stokvis, A., vander Avoort, D. J., van Neck, J. W., Hovius, S. E., Coert, J. H. Surgical management of neuroma pain: a prospective follow-up study. Pain. 151 (3), 862-869 (2010).
- Domeshek, L. F., et al. Surgical treatment of neuromas improves patient-reported pain, depression, and quality of life. Plastic and Reconstructive Surgery. 139 (2), 407-418 (2017).
- Lame, I. E., Peters, M. L., Vlaeyen, J. W., Kleef, M., Patijn, J. Quality of life in chronic pain is more associated with beliefs about pain, than with pain intensity. European Journal of Pain. 9 (1), 15-24 (2005).
- Koch, H., Haas, F., Hubmer, M., Rappl, T., Scharnagl, E. Treatment of painful neuroma by resection and nerve stump transplantation into a vein. Annals of Plastic Surgery. 51 (1), 45-50 (2003).
- Fisher, G. T., Boswick, J. A. Neuroma formation following digital amputations. Journal of Trauma. 23 (2), 136-142 (1983).
- Bowen, J. B., Ruter, D., Wee, C., West, J., Valerio, I. L. Targeted muscle reinnervation technique in below-knee amputation. Plastic and Reconstructive Surgery. 143 (1), 309-312 (2019).
- Jensen, T. S., Krebs, B., Nielsen, J., Rasmussen, P. Phantom limb, phantom pain and stump pain in amputees during the first 6 months following limb amputation. Pain. 17 (3), 243-256 (1983).
- Woo, S. L., et al. Regenerative peripheral nerve interfaces for the treatment of postamputation neuroma pain: a pilot study. Plastic and Reconstructive Surgery Global Open. 4 (12), 1038 (2016).
- Arnold, D. M. J., et al. Diagnostic criteria for symptomatic neuroma. Annals of Plastic Surgery. 82 (4), 420-427 (2019).
- Liedgens, H., Obradovic, M., De Courcy, J., Holbrook, T., Jakubanis, R. A burden of illness study for neuropathic pain in Europe. Clinicoeconomics and Outcomes Research. 8, 113-126 (2016).
- Langley, P. C., Van Litsenburg, C., Cappelleri, J. C., Carroll, D. The burden associated with neuropathic pain in Western Europe. Journal of Medical Economics. 16 (1), 85-95 (2013).
- Dworkin, R. H., et al. Interpreting the clinical importance of group differences in chronic pain clinical trials: IMMPACT recommendations. Pain. 146 (3), 238-244 (2009).
- Mackinnon, S. E., Dellon, A. L. Results of treatment of recurrent dorsoradial wrist neuromas. Annals of Plastic Surgery. 19 (1), 54-61 (1987).
- Harden, R. N. Chronic neuropathic pain. Mechanisms, diagnosis, and treatment. Neurologist. 11 (2), 111-122 (2005).
- Poppler, L. H., et al. Surgical interventions for the treatment of painful neuroma: a comparative meta-analysis. Pain. 159 (2), 214-223 (2018).
- Eberlin, K. R., Ducic, I. Surgical algorithm for neuroma management: a changing treatment paradigm. Plastic and Reconstructive Surgery Global Open. 6 (10), 1952 (2018).
- Dorsi, M. J., et al. The tibial neuroma transposition (TNT) model of neuroma pain and hyperalgesia. Pain. 134 (3), 320-334 (2008).
- Tork, S., et al. Application of a porcine small intestine submucosa nerve cap for prevention of neuromas and associated pain. Tissue Engineering Part A. 26 (9-10), 503-511 (2020).
- Miyazaki, R., Yamamoto, T. The efficacy of morphine, pregabalin, gabapentin, and duloxetine on mechanical allodynia is different from that on neuroma pain in the rat neuropathic pain model. Anesthesia and Analgesia. 115 (1), 182-188 (2012).
- Tian, J., et al. Swimming training reduces neuroma pain by regulating neurotrophins. Medicine and Science in Sports Exercise. 50 (1), 54-61 (2018).
- Decosterd, I., Woolf, C. J. Spared nerve injury: an animal model of persistent peripheral neuropathic pain. Pain. 87 (2), 149-158 (2000).
- Poublon, A. R., et al. The anatomical relationship of the superficial radial nerve and the lateral antebrachial cutaneous nerve: A possible factor in persistent neuropathic pain. Journal of Plastic, Reconstructive and Aesthetic Surgery. 68 (2), 237-242 (2015).
- Dixon, W. J. Efficient analysis of experimental observations. Annual Review of Pharmacology and Toxicology. 20 (1), 441-462 (1980).
- Austin, P. J., Wu, A., Moalem-Taylor, G. Chronic constriction of the sciatic nerve and pain hypersensitivity testing in rats. Journal of Visualized Experiments. (61), e3393 (2012).
