Laminotomy גישה גנגליון המותני שורש העזוב, הזרקה של החזירים
Summary
אנו מתארים שיטה laminotomy ב החזירים המספק גישה המותני שורש העזוב הגרעינים (DRG) להזרקה intraganglionic. הזרקת התקדמות מנוטר intraoperatively ו בהיסטולוגיה אישר עד 21 ימים לאחר הניתוח. פרוטוקול זה יוכל לשמש ללימודי פרה בעתיד הכרוכים DRG הזרקה.
Abstract
שורש העץ הגרעינים (DRG) הן מבחינה אנטומית והויכוחים מבנים המכילים כל ראשי החישה הניריונים מתחת לראש. עובדה זו הופכת DRG מטרות אטרקטיבי עבור הזרקה של הריפוי שמטרתו להתייחס לכאב כרוני. במודלים של בעלי חיים קטנים, laminectomy נעשה שימוש כדי להקל על הזרקת DRG כי זה כולל הסרה כירורגית של העצם בחוליות סביב כל DRG. נדגים שיטה להזרקה intraganglionic של DRG המותני במינים בעלי חיים גדולים, כלומר, חזיר. Laminotomy מתבצע כדי לאפשר גישה ישירה DRG באמצעות טכניקות נוירוכירורגיים סטנדרטי, כלים וחומרים. לעומת הסרת עצם נרחב יותר דרך laminectomy, אנו מיישמים את laminotomy כדי לשמר את האנטומיה בעמוד השדרה תוך השגת גישה DRG מספיקות. התקדמות פוסט ניתוחית של הזרקת DRG נעשה באמצעות צבע לא רעיל. לאחר המתת חסד ביום שלאחר הניתוח 21, ההצלחה של הזרקת נקבעת על ידי היסטולוגיה להפצה intraganglionic של 4′, 6-diamidino-2-phenylindole (דאפי). . אנחנו מזריקים פתרון אינו פעיל מבחינה ביולוגית כדי להדגים את הפרוטוקול. שיטה זו יכולה להיות שימושית מחקרים פרה בעתיד לפתרונות טיפוליים היעד כדי DRG. המתודולוגיה שלנו צריך להקל על בדיקות של translatability של intraganglionic פרדיגמות בעלי חיים קטנים מיני בעלי חיים גדולים. בנוסף, פרוטוקול זה עשוי לשמש משאב מפתח עבור אלה תכנון מחקרים פרה של הזרקת DRG ב החזירים.
Introduction
שורש העץ הגרעינים (DRG) הן אוספים אנטומית דיסקרטית, עצביים ממוקם לאורך עמוד השדרה. כל DRG מכיל ראשי החישה הניריונים לקודד ומעבירות היקפיים גירויים למערכת העצבים המרכזית (CNS) מאזורים ספציפיים בגוף. למשל, הכאב של דלקת מפרקים ניוונית מתחיל כאשר קולטני הכאב ממוקם כ ג’וינט תופסים גירוי רעילים. תהליך זה נקרא nociception. מודעות לטווח ארוך של גירויים יתמודד מוביל לכאב כרוני 1.
כאב כרוני הוא נושא תכופים של מחקר קליני 2 שבו אחד המטרה היא לפתח שיטות שימושי עבור משלוח ממוקד של משככי כאבים כדי DRG, כגון הזרקת intraganglionic 3. עם זאת, DRG קשות לגישה כי הן שוכנות בגבולות בוני foramina בין-חולייתי 4. מספר קבוצות בהצלחה להתגבר על המכשול הזה באמצעות ניתוח בעמוד השדרה מכרסמים 5,6,7,8,9,10.
במרפאה, laminectomy היא פעולה נפוצה עמוד השדרה ואת מתייחס הסרה כירורגית של הנדן בחוליות, ובכך unroofing את תעלת השדרה 11. שילוב של טכניקות ניתוחיות להרשות לעצמו גישה ישירה DRG הצליחה מכרסמים 5,12, עם זאת, התרגום יכול להיות לא מציאותי, כיוון הבדלי גודל המבנים הרלוונטיים, כיצד זה משפיע פרמקוקינטיקה או הישימות הטכנית 13,14. לדוגמה, מחקר אחד קבעה את קוטר חוט השדרה רוחבי-T10 להיות 3.0, 7.0 ו- 8.2 מ מ עכברוש, חזיר של האדם, בהתאמה 15. לפיכך, חיה גדולה מודלים כדאי בקירוב מידות האנושי של מבנים לחוץ.
ב החזירים, Raore. et al. השתמש מרובת רמות laminectomy כדי לקבל גישה חוט השדרה הצווארי לקבלת זריקות תוך מספר 16. ההליך היה נסבל היטב והוביל שלב אני ניסוי קליני שבו ניתוח תוצאות דומות היו מתועדים 17. תוצאות אלו מעודדים את המשך השימוש במודלים בבעלי חיים גדולים פרה כמו גורמים מנבאים הישימות הטכנית והבטיחות בבני אדם.
עד כה, מתודולוגיה מפורט לא קיימת גישה כירורגית, הזרקה של DRG במינים בעלי חיים גדולים. כדי לצמצם את הפער translational הזה, אנחנו מדווחים על פרוטוקול DRG חשיפה, הזרקה דרך laminotomy של חזיר. טכניקות נוירוכירורגיים סטנדרטי, כלים וחומרים שימשו, השיטה נועדו לחקות תרגול כירורגי מודרני. אנו מדגימים הזרקת intraganglionic באמצעות פתרון מימית DRG המותני ואשר מסירה מוצלחת באמצעות כלים לאחר 21 יום לאחר הניתוח.
Protocol
Representative Results
Discussion
חיפשנו תארו שיטה כירורגית חשיפת DRG ויה laminotomy, הזרקת intraganglionic, זן בעל חיים גדול בריאה, באופן ספציפי, חזיר. בחולדות, שיטה דומה יש כבר מפורט 12 , נהגה לספק סוכנים תרופתי קונבנציונלי 8,10 ווקטורים ויראלי 6,7,<sup clas…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחקר בוצע עם תמיכה על ידי הקרן המשפחתית על שולץ (ל A.S.B.).
Materials
| Large humane animal sling | Britz & Company | 002539 | Modified to include abdominal aperture |
| Adhesive patient return electrode – 9 inch | Medtronic | E7506 | – |
| Ranger blood & fluid warming system | 3M | 24500 | – |
| Lactated Ringer's fluid | Hospira | 0409-7953-09 | – |
| Force air warming device | 3M | 77500 | – |
| Duraprep solution with applicator, 26 ml (0.7% iodine povacrylex, 74% isopropyl alcohol | 3M | 8630 | – |
| Sterile disposable surgical towels | Medline | MDT2168286 | – |
| Ioban 2 incise drape | 3M | 6651EZSB | – |
| Disposable suction canister and tubing | Medline | DYND44703H | – |
| Button switch electrosurgical monopolar pencil | Medtronic | E2450H | – |
| Fine smooth straight bipolar electrosurgical forceps, 4 1/2 inch | Bovie | A826 | – |
| #15 blade | Miltex | 4-315 | – |
| #11 blade | Miltex | 4-311 | – |
| 4×4 surgical gauze | Dynarex | 3262 | – |
| Weitlaner self-retaining retractor, 8 inch | Miltex | 11-618 | – |
| Meyerding self-retaining retractor, 1×2 3/8 inch | Sklar | 42-2078 | – |
| Gelpi self-retaining retractor, 7 inch | Sklar | 60-6570 | – |
| Freer elevator, 5 mm | Medline | MDS4641518F | – |
| Bone wax | Ethicon | W31G | – |
| Spurling intervertebral disc rongeur, 3 mm | Sklar | 42-2852 | – |
| Spurling 45-degree, up-biting Kerrison rongeur, 2 mm | Medline | MDS4052802 | – |
| Leksell angled rongeur, 2 mm | Sklar | 40-4097 | – |
| Gelfoam, size 50 | Pfizer | AZL32301 | – |
| Cottonoid patty | Medtronic | 8004007 | – |
| Frazier suction tip, 6 Fr | Sklar | 50-2006 | – |
| Frazier suction tip, 10 Fr | Sklar | 50-2010 | – |
| Dandy blunt right angle nerve hook | Medline | MDS4005220 | – |
| Nylon suture, 6-0 | Ethicon | 697G | – |
| Castroviejo smooth micro needle holder | Medline | MDG2428614 | – |
| 22 gauge Quinke point spinal needle | Halyard Health | 18397 | – |
| 32 gauge CED needle with locking Luer hub | See comments | n/a | As in: Pleticha, J., Maus, T.P., Christner, J.A., Marsh, M.P., Lee, K.H., Hooten, W.M., Beutler, A.S. Minimally invasive convection-enhanced delivery of biologics into dorsal root ganglia: validation in the pig model and prospective modeling in humans. Technical note. J Neurosurg. 121(4), 851-8 (2014). |
| Polyethylene tubing, 5 feet | Scientific Commodities | BB31695-PE/05 | – |
| Monoject syringe, 3 ml | Kendall | SY15352 | – |
| NanoJet syringe pump | Chemyx | 10050 | – |
| DAPI | Sigma-Aldrich | D9542 | – |
| Fast Green FCF | Sigma-Aldrich | F7252 | – |
| Bulb irrigation syringe | Medline | DYND20125 | – |
| Fine-toothed Adson forceps | Medline | MDS1000212 | – |
| Vicryl suture, 0 | Ethicon | J603H | – |
| Vicryl suture, 2-0 | Ethicon | J317H | – |
| Needle counter | Medline | NC20FBRGS | – |
| Steri-strip skin closure, 1/2×4 inch | 3M | R1547 | – |
Riferimenti
- Millan, M. J. The induction of pain: An integrative review. Prog Neurobiol. 57 (1), 1-164 (1999).
- Burma, N. E., Leduc-Pessah, H., Fan, C. Y., Trang, T. Animal models of chronic pain: Advances and challenges for clinical translation. J Neurosci Res. , (2016).
- Pleticha, J., Maus, T. P., Beutler, A. S. Future directions in pain management: integrating anatomically selective delivery techniques with novel molecularly selective agents. Mayo Clin Proc. 91 (4), 522-533 (2016).
- Standring, S. . The anatomical basis of clinical practice. , (2005).
- Fischer, G., et al. Direct injection into the dorsal root ganglion: technical, behavioral, and histological observations. J Neurosci Methods. 199 (1), 43-55 (2011).
- Zhao, X., et al. A long noncoding RNA contributes to neuropathic pain by silencing Kcna2 in primary afferent neurons. Nat Neurosci. 16 (8), 1024-1031 (2013).
- Xu, Y., Gu, Y., Wu, P., Li, G. W., Huang, L. Y. M. Efficiencies of transgene expression in nociceptive neurons through different routes of delivery of adeno-associated viral vectors. Hum Gene Ther. 14 (9), 897-906 (2003).
- Puljak, L., Kojundzic, S. L., Hogan, Q. H., Sapunar, D. Targeted delivery of pharmacological agents into rat dorsal root ganglion. J Neurosci Methods. 177 (2), 397-402 (2009).
- Mason, M. R. J., et al. Comparison of AAV serotypes for gene delivery to dorsal root ganglion neurons. Mol Ther. 18 (4), 715-724 (2010).
- Jelicic Kadic, A., Boric, M., Kostic, S., Sapunar, D., Puljak, L. The effects of intraganglionic injection of calcium/calmodulin-dependent protein kinase II inhibitors on pain-related behavior in diabetic neuropathy. Neurosci. 256, 302-308 (2014).
- Greenberg, M. S. . Handbook of neurosurgery. , (2010).
- Yu, H., Fischer, G., Hogan, Q. H. AAV-mediated gene transfer to dorsal root ganglion. Methods Mol Biol. 1382, 251 (2016).
- Yaksh, T. L., et al. Pharmacology and toxicology of chronically infused epidural clonidine HCL in dogs. Toxicol Sci. 23 (3), 319-335 (1994).
- Federici, T., et al. Surgical technique for spinal cord delivery of therapies: demonstration of procedure in gottingen minipigs. J Vis Exp. (70), e4371 (2012).
- Lee, J. H. T., et al. A novel porcine model of traumatic thoracic spinal cord injury. J Neurotrauma. 30 (3), 142-159 (2013).
- Raore, B., et al. Cervical multilevel intraspinal stem cell therapy: assessment of surgical risks in Gottingen minipigs. Spine. 36 (3), e164 (2011).
- Riley, J., et al. Intraspinal stem cell transplantation in amyotrophic lateral sclerosis: A phase I safety trial, technical note, and lumbar safety outcomes. Neurosurg. 71 (2), 405-416 (2012).
- Olmarker, K., Holm, S., Rosenqvist, A., Rydevik, B. Experimental nerve root compression. A model of acute, graded compression of the porcine cauda equina and an analysis of neural and vascular anatomy. Spine. 16 (1), 61-69 (1991).
- Bobo, R. H., et al. Convection-enhanced delivery of macromolecules in the brain. Proc Natl Acad Sci U.S.A. 91 (6), 2076-2080 (1994).
- Lonser, R. R., Sarntinoranont, M., Morrison, P. F., Oldfield, E. H. Convection-enhanced delivery to the central nervous system. J Neurosurg. 122 (3), 697-706 (2015).
- Shen, J., Wang, H. Y., Chen, J. Y., Liang, B. L. Morphologic analysis of normal human lumbar dorsal root ganglion by 3D MR imaging. AJNR Am J Neuroradiol. 27 (0195–6108 (Print)), 2098-2103 (2006).
- Pleticha, J., et al. Minimally invasive convection-enhanced delivery of biologics into dorsal root ganglia: validation in the pig model and prospective modeling in humans. J Neurosurg. 121 (4), 851-858 (2014).
