באמצעות דופלר לייזר הדמיה וניטור כדי לנתח את חוט השדרה Microcirculation בעכברוש
Summary
כאן אנו מציגים שילוב של לייזר זלוף דופלר הדמיה (LDPI) ו לייזר הפיקוח זלוף דופלר (LDPM) כדי למדוד את עמוד השדרה כבל זרימת הדם המקומית, חמצן וכו, (2) כמו גם הליך מתוקננת של היכרות עם חוט השדרה טראומה על עכברים.
Abstract
לייזר flowmetry דופלר (LDF) היא שיטה לא פולשנית למדידה בדם זרימה (BF), מה שהופך את זה עדיף למדידת שינויים microcirculatory של חוט השדרה. במאמר זה, המטרה שלנו הייתה להשתמש הדמיה דופלר לייזר והן ניטור כדי לנתח את השינוי של BF לאחר פגיעה בחוט השדרה. דופלר לייזר סורק והן בדיקה/הצג הועסקו להיות כדי להשיג את כל הבדיקה. הנתונים של LDPI מספק הפצה מקומית של BF, אשר נתן סקירה כללית של זלוף סביב האתר פציעה והפכה אותו נגיש לניתוח השוואתי של BF בין מיקומים שונים. על ידי מדידת בעוצמה האזור החקרנית על פני תקופה של זמן, מכשיר בדיקה משולבת שימש למדוד בו זמנית את הרוויה BF ו חמצן של חוט השדרה, ומראה זלוף הכולל חוט השדרה ואת אספקת החמצן. LDF עצמה יש כמה מגבלות, כגון השטף היחסי, רגישות לתנועה, אפס ביולוגי אות. עם זאת, הטכנולוגיה הוחל במחקר קליניים וניסויים בשל הגדרת פשוטה מדידה מהירה של BF שלה.
Introduction
הרקמה של חוט השדרה הוא vascularized מאוד רגישים מאד היפוקסיה המושרה על ידי פגיעה בחוט השדרה (מדע). שלנו מחקרים קודמים הראו כי זרימת הדם של חוט השדרה באופן משמעותי ירדו לאחר זעזוע מוח פציעה1,2, אשר עשוי להיות קשור הגרעון של המוטורית. מחקרים שנעשו לאחרונה הראו כי שלמות כלי הדם בעקבות SCI היטב בקורלציה עם השיפור בתפקוד המוטורי חושית3. דווח vascularity משופר אולי להציל את חומר לבן, שמוביל באופן עקיף שיפור בתפקוד4. לכן, שמירה על חוט השדרה לאחר פציעה זלוף הופיע להיות חשיבות רבה לשמירה על יכולת הקיום ופונקציונליות.
השפעת טיפולים שונים על זלוף לאחר SCI נבחנו על ידי חוקרים רבים באמצעות מגוון רחב של שיטות ניסיוניות של SCI-5,–6,–7. לייזר דופלר, כמו טכניקה ומבוססת, היה ללא ספק שיטה שימושית עבור לכימות זלוף מספר מחקרים בבעלי חיים אנושיים8,9,10,11. הטכניקה מבוססת על מדידת דופלר12 המושרה על-ידי העברת תאי דם אדומים האור להאיר. מאז המסחור של הטכניקה בתחילת שנות ה־80, התקדמות נהדרת נעשתה טכנולוגיית לייזר, סיבים אופטיים, עיבוד למדידת זלוף על ידי לייזר מכשירי דופלר13, אשר הפך LDF טכנולוגיה אמינה.
במחקר הנוכחי, שתי השיטות של לייזר מדידה דופלר הוחלו כדי להעריך את זרימת הדם (BF) בשידרה של חולדות גרם לפגיעה חמורה. בשל אופיו לא פולשנית של הטכנולוגיה וההתקנה פשוטה שלה, פרוטוקול שלנו מספק שיטה רגישה, מהיר ואמין עבור BF המידות של חוט השדרה. חשוב יותר, שיטה זו מאפשרת מחקר אורך של BF SCI פוסט concussive מבלי להקריב חיה בכל נקודה בזמן.
בשל היכולת להעריך את BF של הרקמה ושינויים מהירים של זלוף במהלך גירוי, זה אפשרי ליישם פרוטוקול זה להעריך BF מוחי14,15 , כמו גם למדוד את רקמות אחרות כגון הכבד16, 17,18,העור19ו המעי20. במודל של עכברים של סגר ארעית של עורק המוח התיכון, הקריאות דופלר לייזר שימשו כדי להבטיח צמצום נאותה של קצב BF לרמות זה צפויים ב הילה איסכמי14. בחולדות אשר עברו איבר קריטי איסכמיה (CLI) אינדוקציה, סריקת דופלר הוחל להתבונן הגפיים האחוריות BF לפני, לאחר ההליך CLI, בתקופות שונות לאחר טיפול21. בנוסף, הזמינות הביולוגית של סיווג מטבולית בסמים מסוימים תלויים BF הכבד, אשר זוהה על ידי LDF16. לכן, LDF יכול להיות בשימוש נרחב דגם ניסיוני, pharmacodynamic, פרמוקוקינטיים הערכות.
Protocol
Representative Results
Discussion
צריך להיות לב כמה פרטים בעת ביצוע פרוטוקול זה. ראשית, התהליך של הרדמה וניתוח צריכה להתבצע גם במהירות, באלגנטיות ככל האפשר כדי למזער את הלחץ הציג לחיה. כדי להפחית הפרעות על פי התוצאות, לשמור על החיה במצב יחסית שקט ויציבות. שנית, צריך להיות משולם יותר תשומת לב כדי דימום במהלך המדידה באמצעות דו?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים לא תודות לך
Materials
| Laser Doppler Line Scanner | Moor Instruments | moorLDLS2 | |
| Laser Doppler Monitor | Moor Instruments | moorVMS-LDF | |
| Probe for Monitor | Moor Instruments | VP3 | Blunt needle end delivery probe |
| Impactor | Precision Systems and Instrumentation | IH-0400 | |
| Phenobarbital sodium | Sigma-Aldrich | P3761 | |
| Buprenorphine | Sigma-Aldrich | B-908 | |
| Syringe | Becton Dickinson Medica (s) Pte.Ltd | 300841 | |
| Surgical suture needles with thread | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., Ltd | 18T0329 (batch number) /4-0 | |
| Scalpel | Operation instrument factory of Shanghai Medical Instrument Co., Ltd. | J11030 4# | |
| Scalpel blade | Operation instrument factory of Shanghai Medical Instrument Co., Ltd. | J12130 20# | |
| Ophthalmic forceps | Operation instrument factory of Shanghai Medical Instrument Co., Ltd. | JD1040 | |
| Hemostatic forceps | Operation instrument factory of Shanghai Medical Instrument Co., Ltd. | J31050 | |
| Benzyl penicillin sodium | North China Pharmaceutical Co., Ltd | F6072116 (batch number) | |
| 75% alcohol | Dezhou Anjie Gaoke disinfection products Co., Ltd | 150421R (batch number) | |
| Iodine | Shandong Lierkang Medical Technology Co., Ltd | 20170102 (batch number) | |
| Rat | Laboratory Animal Center, The Academy of Millitery Medical Sciences | Sprague-Dawly (rat strain) |
References
- Jing, Y. L., Bai, F., Chen, H., Dong, H. Meliorating microcirculatory with melatonin in rat model of spinal cord injury using laser Doppler flowmetry. Neuroreport. 27 (17), 1248-1255 (2016).
- Jing, Y. L., Bai, F., Chen, H., Dong, H. Melatonin prevents blood vessel loss and neurological impairment induced by spinal cord injury in rats. J Spinal Cord Med. , 1-8 (2016).
- Han, S., et al. Rescuing vasculature with intravenous angiopoietin-1 and alpha v beta 3 integrin peptide is protective after spinal cord injury. Brain. 133 (Pt 4), 1026-1042 (2010).
- Gerzanich, V., et al. De novo expression of Trpm4 initiates secondary hemorrhage in spinal cord injury. Nat Med. 15 (2), 185-191 (2009).
- Phillips, J. P., Cibert-Goton, V., Langford, R. M., Shortland, P. J. Perfusion assessment in rat spinal cord tissue using photoplethysmography and laser Doppler flux measurements. Journal of Biomedical Optics. 18 (3), 037005 (2013).
- Garcia-Lopez, P., Martinez-Cruz, A., Guizar-Sahagun, G., Castaneda-Hernandez, G. Acute spinal cord injury changes the disposition of some, but not all drugs given intravenously. Spinal Cord. 45 (9), 603-608 (2007).
- Brown, A., Nabel, A., Oh, W., Etlinger, J. D., Zeman, R. J. Perfusion imaging of spinal cord contusion: injury-induced blockade and partial reversal by β2-agonist treatment in rats. Journal of Neurosurgery-Spine. 20 (2), 164-171 (2014).
- Olive, J. L., McCully, K. K., Dudley, G. A. Blood flow response in individuals with incomplete spinal cord injuries. Spinal Cord. 40 (12), 639-645 (2002).
- Yamada, T., et al. Spinal cord blood flow and pathophysiological changes after transient spinal cord ischemia in cats. Neurosurgery. 42 (3), 626-634 (1998).
- Gordeeva, A. E., et al. Vascular Pathology of Ischemia/Reperfusion Injury of Rat Small Intestine. Cells Tissues Organs. , (2017).
- Liu, M., et al. Insulin treatment restores islet microvascular vasomotion function in diabetic mice. J Diabetes. , (2016).
- Drain, L. . The laser Doppler technique. , (1980).
- Rajan, V., Varghese, B., van Leeuwen, T. G., Steenbergen, W. Review of methodological developments in laser Doppler flowmetry. Lasers Med Sci. 24 (2), 269-283 (2009).
- Dohare, P., et al. The neuroprotective properties of the superoxide dismutase mimetic tempol correlate with its ability to reduce pathological glutamate release in a rodent model of stroke. Free Radic Biol Med. 77, 168-182 (2014).
- Bai, H. Y., et al. Pre-treatment with LCZ696, an orally active angiotensin receptor neprilysin inhibitor, prevents ischemic brain damage. Eur J Pharmacol. 762, 293-298 (2015).
- Vertiz-Hernandez, A., et al. L-arginine reverses alterations in drug disposition induced by spinal cord injury by increasing hepatic blood flow. J Neurotrauma. 24 (12), 1855-1862 (2007).
- Garcia-Lopez, P., Martinez-Cruz, A., Guizar-Sahagun, G., Castaneda-Hernandez, G. Acute spinal cord injury changes the disposition of some, but not all drugs given intravenously. Spinal Cord. 45 (9), 603-608 (2007).
- Li, Z., et al. Post pressure response of skin blood flowmotions in anesthetized rats with spinal cord injury. Microvasc Res. 78 (1), 20-24 (2009).
- Boyle, N. H., et al. Scanning laser Doppler is a useful technique to assess foot cutaneous perfusion during femoral artery cannulation. Critical Care. 3 (4), 95-100 (1999).
- Emmanuel, A. V., Chung, E. A. L., Kamm, M. A., Middleton, F. Relationship between gut-specific autonomic testing and bowel dysfunction in spinal cord injury patients. Spinal Cord. 47 (8), 623-627 (2009).
- Sheu, J. J., et al. Combination of cilostazol and clopidogrel attenuates rat critical limb ischemia. J Transl Med. 10, 164 (2012).
- Basso, D. M., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. Graded histological and locomotor outcomes after spinal cord contusion using the NYU weight-drop device versus transection. Experimental Neurology. 139 (2), 244-256 (1996).
- Basso, D. M., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. A Sensitive and Reliable Locomotor Rating-Scale for Open-Field Testing in Rats. Journal of Neurotrauma. 12 (1), 1-21 (1995).
- Oberg, P. A. Tissue motion–a disturbance in the laser-Doppler blood flow signal?. Technol Health Care. 7 (2-3), 185-192 (1999).
- Tenland, T., Salerud, E. G., Nilsson, G. E., Oberg, P. A. Spatial and temporal variations in human skin blood flow. Int J Microcirc Clin Exp. 2 (2), 81-90 (1983).
- Kernick, D. P., Tooke, J. E., Shore, A. C. The biological zero signal in laser Doppler fluximetry – origins and practical implications. Pflugers Arch. 437 (4), 624-631 (1999).
- Rudolph, A. M., Heymann, M. A. The circulation of the fetus in utero. Methods for studying distribution of blood flow, cardiac output and organ blood flow. Circ Res. 21 (2), 163-184 (1967).
- Dubory, A., et al. Contrast Enhanced Ultrasound Imaging for Assessment of Spinal Cord Blood Flow in Experimental Spinal Cord Injury. Jove-Journal of Visualized Experiments. (99), e52536 (2015).
- Kuliga, K. Z., et al. Dynamics of Microvascular Blood Flow and Oxygenation Measured Simultaneously in Human Skin. Microcirculation. 21 (6), 562-573 (2014).
- Li, Z. Y., et al. Post pressure response of skin blood flowmotions in anesthetized rats with spinal cord injury. Microvascular Research. 78 (1), 20-24 (2009).
- Muck-Weymann, M. E., et al. Respiratory-dependent laser-Doppler flux motion in different skin areas and its meaning to autonomic nervous control of the vessels of the skin. Microvasc Res. 52 (1), 69-78 (1996).
- Stefanovska, A., Bracic, M., Kvernmo, H. D. Wavelet analysis of oscillations in the peripheral blood circulation measured by laser Doppler technique. Ieee Transactions on Biomedical Engineering. 46 (10), 1230-1239 (1999).
