Kirurgi og adfærdstest i Tibial Neuroma Transponeringsmodel hos rotter
Summary
Denne protokol beskriver tibial neuroma transponeringsmodellen, som indebærer en læsion af tibialnerven med efterfølgende transponering af den proksimale nerveende mod en subkutan prætibial eller lateral position. Adfærdstest af neuroma smerte og plantar hyperalgesi er kvantificeret ved anvendelse af Von Frey monofilamenter.
Abstract
Tibial neuroma transponering (TNT) er en rottemodel, hvor allodyni på neuromstedet (tibial nerve) uafhængigt kan evalueres fra allodyni på plantaroverfladen af bagpoten inderveret af den intakte surale nerve. Denne TNT-model er velegnet til at teste terapier for neuromsmerter, såsom den potentielle overlegenhed af visse kirurgiske terapier, der allerede anvendes i klinikken, eller til at evaluere nye lægemidler og deres virkning på begge smertemetoder i samme dyr. I denne model fremstilles en distal læsion (neurotmesis) i tibialnerven, og den proksimale nerveende transponeres og fastgøres subkutant og pretibialt for at muliggøre vurderinger af neuromastedet med et 15 g Von Frey-monofilament. For at vurdere allodyni over suralnerven kan Von Frey-monofilamenter anvendes via op-ned-metoden på plantar-lateralområdet af bagpoten. Efter skæring af tibialnerven udvikles mekanisk overfølsomhed på neuromstedet inden for 1 uge efter operationen og vedvarer mindst indtil 12 uger efter operationen. Allodyni på den surale innerverede plantaroverflade udvikler sig inden for 3 uger efter operationen sammenlignet med det kontralaterale lem. Efter 12 uger dannes et neurom på den proksimale ende af den afskårne tibiale nerve, indikeret ved dispersion og hvirvlende af axoner. For TNT-modelkirurgi skal flere kritiske (mikro) kirurgiske trin følges, og nogle kirurgiske praksis under terminal anæstesi anbefales. Sammenlignet med andre neuropatiske smertemodeller, såsom den skånede nerveskademodel, kan allodyni over neuromastedet uafhængigt testes fra sural nerveoverfølsomhed i TNT-modellen. Imidlertid kan neuromastedet kun testes hos rotter, ikke hos mus. De tips og anvisninger, der gives i denne protokol, kan hjælpe forskergrupper, der arbejder med smerte, med succes at implementere TNT-modellen i deres facilitet.
Introduction
Hvert sår, der varierer fra simple flænger til amputation af hele lemmer, ledsages af varierende grader af perifer nerveskade. Sådan nerveskade kan resultere i dannelsen af et neurom, en uorganiseret sammenfiltring af spirende nervefibre. Neuromer bliver smertefulde hos 8% -30% af patienterne, hvilket alvorligt påvirker deres livskvalitet 1,2,3,4,5. Efter amputation af lemmer udvikler neuromsmerter hos 50% af patienterne 6,7,8. Rapporterede symptomer omfatter ømhed, spontan smerte, allodyni, hyperalgesi og mekanisk eller termisk overfølsomhed i det innerverede område9. Når de ikke behandles tilstrækkeligt inden for 1 år, kan neuromsmerter udvikle sig til en kronisk smertetilstand, hvilket resulterer i høj samfundsmæssig byrde og tilhørende medicinske omkostninger 10,11,12,13,14. På grund af den dårlige effekt af nuværende farmakologiske indgreb behandles neuromsmerter fortrinsvis ved kirurgisk fjernelse af det smertefulde neurom og nerven behandles ved forskellige kirurgiske teknikker som beskrevet i litteraturen15. Det er vigtigt at bemærke, at fuldstændig smertelindring er sjælden, smerter forværres ofte over tid, og 40% af patienterne har ikke gavn af operationen, hvilket indikerer, at der er behov for nye behandlinger 1,16.
En standardiseret rottemodel af neuroma smerte hjælper med at forstå de mekanismer, der driver neuroma smerte, og kan hjælpe med at identificere nye behandlinger eller evaluere eksisterende, der anvendes i klinikken. Tibial neuroma transponering (TNT) model blev først beskrevet af Dorsi et al. i 200817 og er blevet brugt af forskellige forskergrupper18,19,20. Det overordnede mål med denne metode er at kunne teste forskellige behandlingsteknikker for neuroma smerte. Fordelen ved modellen i forhold til for eksempel den skånede nerveskade (SNI) model21 er, at den giver mulighed for at teste allodyni på neuromastedet. Dette skyldes, at modellen involverer transponering af tibialnervens proksimale nerveende til en subkutan prætibial position, hvor den kan undersøges med von Frey-monofilamenter. Desuden udvikler allodyni sig på plantaroverfladen af bagpoten inderveret af den intakte suralnerve, som kan vurderes uafhængigt af neuromsmerten hos det samme dyr. Dette ligner symptomer på neuromsmerter hos patienter, hvor vedvarende neuropatisk smerte efter fjernelse af et smertefuldt neurom undertiden skyldes de nærliggende nerver22. Desuden er allodyni over en afskåret nerve med et neurom en anden smertemodalitet end allodyni over den intakte nabonerve. Således letter denne model vurdering af effekten af nye terapier på både allodyni, der er til stede på neuromastedet, og mere udbredt neuropatisk smerte testet i plantaroverfladen af bagpoten. Da operationen, der udføres for at skabe TNT-modellen, kan være udfordrende, uddyber dette papir proceduren for at støtte forskere, der implementerer modellen i deres anlæg.
Protocol
Representative Results
Discussion
Kritiske trin i protokollen
TNT-modellen indebærer at skære tibialnerven og transponere den lateralt og subkutant til en prætibial placering for at muliggøre følsomhedstest af neuroma ud over plantar hyperalgesi over suralnerven. I TNT-modellen er det nøglen, at neuromaets sted er synligt for forskerne. Derfor foretrækkes en albino rottestamme, fordi subkutane suturer er let synlige gennem huden, og suturens farve skal helst være mørkeblå eller sort.
Når operatio…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi vil gerne takke Sabine Versteeg for at hjælpe under mikrokirurgi og Anja van der Sar og Trudy Oosterveld-Romijn fra Fællesdyrlaboratoriet (Gemeenschappelijk Dieren Laboratorium) for deres hjælp med at forberede mikroskopet og operationsrummet og tage sig af dyrene.
Denne forskning blev finansieret af 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).
