Reproduceerbaar Paraplegie door thoracale aorta-occlusie in een muizenmodel van Spinal Cord ischemie-reperfusie
Summary
Het gebrek aan mechanistische begrip van ruggenmerg ischemie-reperfusie schade heeft verder aanvullingen gehinderd dwarslaesie na een hoog risico aorta operaties te voorkomen. Daarom is de ontwikkeling van diermodellen noodzakelijk. Dit manuscript toont reproduceerbare onderste extremiteit verlamming na thoracale aorta-occlusie in een muismodel.
Abstract
Achtergrond
Onderste extremiteit verlamming blijft aorta interventies bemoeilijken. Het gebrek aan begrip van de onderliggende pathologie heeft vooruitgang belemmerd om het optreden deze blessures verlagen. Het huidige model toont reproduceerbare onderste extremiteit verlamming na thoracale aorta-occlusie.
Methoden
Volwassen mannelijke C57BL6 muizen werden verdoofd met isofluraan. Via een cervicosternal incisie werd de aorta blootgelegd. De thoracale aorta en linker subclavia slagaders werden geïdentificeerd zonder entree in pleuraholte. Skeletkenmerken van deze slagaders werd gevolgd door onmiddellijke sluiting (Sham) of occlusie gedurende 4 minuten (matig ischemie) of 8 min (verlengde ischemie). De sternotomy en de huid werden gesloten en de muis werd overgebracht naar de aarde bed voor herstel. Na herstel, werd functionele analyse verkregen bij 12 uur intervallen tot 48 uur.
Muizen die sham operatie ondergingen toonde geen waarneembare achterste ledematen tekort. Muizen blootgesteld aan matige ischemie gedurende 4 minuten had minimale functionele tekort van 12 uur gevolgd door progressie naar volledige verlamming op 48 uur. Muizen blootgesteld aan langdurige ischemie hadden een onmiddellijke verlamming zonder waarneembare achterste ledematen beweging op elk punt in de postoperatieve periode. Er was geen waargenomen intraoperatieve of postoperatieve mortaliteit.
Conclusie
Reproduceerbare onderste extremiteit verlamming onmiddellijke of latere kan worden bereikt in een muismodel. Bovendien, met een mediane sternotomie en zorgvuldige dissectie, hoge overleving en reproduceerbaarheid worden bereikt.
Introduction
Onderste extremiteit verlamming blijft thoracoabdominal interventies bemoeilijken. De verwonding, bekend als ruggenmerg ischemie-reperfusie schade (SCIR), resulteert in verlamming bij tot 20% van risicopatiënten 1. Chirurgische toevoegsels zoals linker hart bypass, lumbale cerbrospinal vocht afvoeren, onderkoeld circulatiestilstand en intercostale slagader reimplantation hebben de incidentie van deze complicatie 2 verminderd, maar veel te veel patiënten blijven worden beïnvloed.
Klinisch, ruggenmerg ischemie en reperfusie letsel wordt gezien als onmiddellijke of latere verlamming na ingrijpen 3. Echter, ons begrip van deze schade verstikt door een gebrek aan mechanistische detail. Daardoor aantal opties beschikbaar om de schade verzwakken nadat deze zich heeft voorgedaan.
We hebben dus aangeworven een klein dier, muizen, model van ruggenmerg ischemie en reperfusie letsel aanbeter te karakteriseren de pathogenese. De meerderheid van de studies tot op heden hebben gebruikt grotere diermodellen voor deze blessure, namelijk rat 4, 5 konijnen, varkens en 6 modellen karakteriseren. Deze zijn echter beperkt door de kosten, complexiteit, variabele reproduceerbaarheid, en vooral, gebrek aan beschikbare technieken voor genetische manipulatie. De meest betrouwbare van deze gepubliceerde diermodellen gaat infrarenale kruis klemming van de abdominale aorta bij konijnen. Echter, de menselijke anterior spinale neuronen ontlenen vaakst hun bloedvoorziening van meer proximale takken 7. Variabele vasculaire anatomie van het ruggenmerg in deze modellen voegt tot moeilijkheden bij de overgang de resultaten voor klinische toepassingen.
Dit manuscript presenteert een model voor onmiddellijke of vertraagde dwarslaesie na thoracale aorta-occlusie die klinisch relevant en makkelijk te gebruiken. Blootstelling van de aortaboog via mini sternotomijn is minder invasief en kan uitlokken zeer reproduceerbare resultaten met minimale morbiditeit en mortaliteit. Hoewel dit model niet zonder problemen en technische nuances, deze kunnen worden overwonnen met zorgvuldige dissectie en weefsel gebruik om een model van verlamming die gemakkelijk kan worden uitgevoerd produceren.
Protocol
Representative Results
Discussion
Paraplegie secundair aan ruggemerg ischemie reperfusie is het resultaat van een complex van slecht begrepen pathologieën 9. Hoewel dit wordt meestal gezien na thoracoabdominal aortachirurgie, een grote andere beledigingen zoals aorta dissecties, trauma, embolische fenomenen, vasculitis, en systemische hypotensie 10 leiden paraplegie. Om een beter begrip van deze schade te krijgen en zorgen voor toekomstige doelstellingen van deze schade op te heffen, hebben diermodellen een noodzaak geworden…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We willen graag de Thoraxchirurgie Stichting voor Onderzoek en Onderwijs bedanken voor hun financiële steun van dit project.
Materials
| VMS Anesthesia Machine | MDS Matrx | ||
| Isoflurane | Vet One | 13985-528-60 | 2.0% through nose cone |
| Induction Chamber | Vet Equip | 941444 | |
| Heating Bed | Vestavia Scientific | ||
| Laser Doppler Monitor | Moor Instruments | VMS-LDF1 | |
| 5-0 Suture, Polyester | Surgidac | VD-551 | Taper Needel |
| Microdissecting Clips | Biomedical Research Insturments | 14-1030, 14-1060 | |
| Surgical Instruments | Fine Surgical Instruments | Forceps, needle holder |
References
- Conrad, M. F., Ye, J. Y., Chung, T. K., Davison, J. K., Cambria, R. P. Spinal cord complications after thoracic aortic surgery: long-term survival and functional status varies with deficit severity. J. Vasc. Surg. 48, 47-53 (2008).
- Okita, Y. Fighting spinal cord complication during surgery for thoracoabdominal aortic disease. Gen. Thorac. Cardiovasc. Surg. 59, 79-90 (2011).
- Wong, D. R., et al. Delayed spinal cord deficits after thoracoabdominal aortic aneurysm repair. Ann. Thorac. Surg. 83, 1345-1355 (2007).
- Taira, Y., Marsala, M. Effect of proximal arterial perfusion pressure on function, spinal cord blood flow, and histopathologic changes after increasing intervals of aortic occlusion in the rat. Stroke. 27, 1850-1858 (1996).
- Naslund, T. C., Hollier, L. H., Money, S. R., Facundus, E. C., Skenderis, B. S. Protecting the ischemic spinal cord during aortic clamping. The influence of anesthetics and hypothermia. Ann. Surg. , 409-515 (1992).
- Qayumi, A. K., Janusz, M. T., Lyster, D. M., Gillespie, K. D. Animal model for investigation of spinal cord injury caused by aortic cross-clamping. J. Invest. Surg. 10, 47-52 (1997).
- Lang-Lazdunski, L., Matsushita, K., Hirt, L., Waeber, C., Vonsattel, J. P., Moskowitz, M. A., Dietrich, W. D. Spinal Cord Ischemia: Development of a model in the mouse. Stroke. 31, 208-213 (2000).
- Basso, D. M., Fisher, L. C., Anderson, A. J., Jakeman, L. B., McTigue, D. M., Popovich, P. G. Basso Mouse Scale for locomotion detects differences in recovery after spinal cord injury in five common mouse strains. J. Neurotrauma. 23, 635-659 (2006).
- Kwon, B. K., Tetzlaff, W., Grauer, J. N., Beiner, J., Vaccaro, A. R. Pathophysiology and pharmacologic treatment of acute spinal cord injury. Spine. J. 4, 451-464 (2004).
- Cheshire, W. P., Santos, C. C., Massey, E. W., Howard, J. F. Spinal cord infarction: etiology and outcome. Neurology. 47, 321-330 (1996).
- Kakinohana, M., et al. Delayed paraplegia after spinal cord ischemic injury requires caspase-3 activation in mice. Stroke. 42 (8), 2302-2307 (2011).
- Wang, Z., Yang, W., Britz, G. W., Lombard, F. W., Warner, D. S., Sheng, H. Development of a simplified spinal cord ischemia model in mice. J. Neurosci. Methods. 189, 246-251 (2010).
- . model of ischemic spinal cord injury with delayed paralysis caused by aortic cross-clamping. Anesthesiology. 113, 880-891 (2010).
- Kang, J., et al. The effects of systemic hypothermia on a murine model of thoracic aortic ischemia reperfusion. J. Vasc. Surg. 52, 435-443 (2010).
- Li, J., Benashski, S., McCullough, L. D. Post-stroke hypothermia provides neuroprotection through inhibition of AMP-activated protein kinase. J. Neurotrauma. 28 (7), 1281-1288 (2011).
