Ламинотомия для поясничного спинной ганглий суперпользователя и инъекций в свиней
Summary
Мы описываем метод ламинотомия в свиней, которая обеспечивает доступ к поясничной Спинной корень ганглиев (DRG) для инъекций intraganglionic. Инъекции прогресс отслеживается интраоперационно и гистологически подтвердили до 21 дней после операции. Этот протокол может использоваться для будущих доклинические исследования с участием DRG инъекций.
Abstract
Спинной корень ганглиев (DRG) являются анатомически четко определенной структуры, которые содержат все первичных сенсорных нейронов ниже головы. Этот факт делает DRG привлекательных объектов для инъекций Роман терапии, направленной на лечение хронической боли. В небольших животных моделях Ламинэктомия использовалась для облегчения DRG инъекции, потому что она включает в себя хирургическое удаление позвоночной кости, окружающих каждый DRG. Мы продемонстрировать технику для intraganglionic введения поясничного DRG в крупных видов животных, а именно, свиней. Ламинотомия выполняется для прямого доступа к DRG, с использованием стандартных нейрохирургических методов, инструментов и материалов. По сравнению с более обширной удаление кости через ламинэктомии, мы реализуем ламинотомия сохранение анатомии позвоночника при достижении достаточного доступа DRG. Интраоперационная хода DRG инъекции контролируется с помощью нетоксичных красителей. После эвтаназии на послеоперационный 21 день успех инъекционного определяется гистологии intraganglionic распределения 4′, 6-diamidino-2-phenylindole (DAPI). Мы вводим биологически неактивный решение продемонстрировать протокол. Этот метод может быть прикладной в будущем доклинические исследования целевых терапевтических решений DRG. Наша методология должна облегчить тестирование переводимости intraganglionic мелких животных парадигмы в крупных видов животных. Кроме того этот протокол может служить ключевым ресурсом для тех, кто планирует доклинические исследования DRG инъекций в свиней.
Introduction
Спинной корень ганглиев (DRG) являются анатомически дискретных, нейронов коллекции, расположенных вдоль позвоночного столба. Каждый DRG содержит первичных сенсорных нейронов, которые кодируют и реле периферические раздражители для центральной нервной системы (ЦНС) из тела конкретных регионов. К примеру боль остеоартрита начинается, когда болевых рецепторов, расположенных о совместном воспринимают вредных раздражителей. Этот процесс называется Ноцицепция. Долгосрочный осведомленности о вредных раздражителей приводит к хронической боли 1.
Хроническая боль является предметом частых доклинические исследования 2 , где одна цель заключается в разработке полезных методов для целенаправленной доставки анальгетиков DRG, например intraganglionic впрыск 3. Однако DRG трудно добраться, потому, что они проживают в пределах Бони межпозвоночных отверстий 4. Несколько групп успешно преодолеть это препятствие путем использования хирургии позвоночника в грызунов 5,6,,78,9,10.
В клинике Ламинэктомия — это распространенная операция позвоночника и относится к хирургическому удалению позвоночной пластинки, тем самым unroofing позвоночного канала 11. Включение хирургических методов, чтобы позволить прямой доступ DRG была успешной в грызунов 5,12, однако, перевод может быть нереально рассматривать различия в размерах соответствующих структур и как это влияет на Фармакокинетика или технической осуществимости 13,14. Например в одном исследовании определяется поперечной спинного диаметр T10 3.0, 7.0, и 8,2 мм для крысы, свиньи и человека, соответственно 15. Таким образом крупных животных моделей лучше приблизительное человеческого измерения нервных структур.
В свиней Raore et al. используется многоуровневая Ламинэктомия для получения доступа к шейного отдела спинного для нескольких межпозвонковым инъекции 16. Процедура хорошо переносится и привело к фазе я клинических испытаний где сопоставимых хирургические исходы были документально 17. Эти результаты поощрять продолжение использования доклинических крупных животных моделей как предикторы технической осуществимости и безопасности людей.
На сегодняшний день, никакой подробной методологии существует для хирургического доступа и инъекций DRG в крупных видов животных. Для этого трансляционного разрыва, мы приводим протокол для DRG экспозиции и инъекции через ламинотомия в свиней. Стандартные нейрохирургические методы, инструменты и материалы были использованы, и метод был разработан для имитации современной хирургической практике. Мы продемонстрировать intraganglionic инъекции, используя водный раствор для поясничного DRG и подтверждение успешной доставки через гистологии после послеоперационного дня 21.
Protocol
Representative Results
Discussion
Мы стремились описать метод хирургического воздействия DRG через ламинотомия и intraganglionic инъекции в здоровых крупных видов животных, в частности, свиней. Грызунов подобный метод был подробно 12 и используются для предоставления обычных фармакологических агентов <sup class="x…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Исследование было проведено при поддержке Фонда семьи Шульце (для 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).
