İntraoperatif Paratiroid Bezi Görüntülemede Basit ve Etkili Bir Sıçan Modelinin Oluşturulması
Summary
Bugüne kadar, paratiroid bezi (PG) tanımlama yöntemlerinin gelişimi, klinik öncesi araştırmalarda hayvan modellerinin eksikliği ile sınırlıdır. Burada, intraoperatif PG görüntüleme için basit ve etkili bir sıçan modeli oluşturuyoruz ve yeni bir PG kontrast maddesi olarak demir oksit nanopartikülleri kullanarak etkinliğini değerlendiriyoruz.
Abstract
Paratiroid bezi (PG) tanımlaması tiroidektomide karşılanmamış kritik bir ihtiyaçtır. PG’nin tanımlanması, tiroid bezine renk olarak benzediği için tiroid cerrahisinde zordur. Preklinik araştırmalarda etkili hayvan modellerinin eksikliği, PG tanımlama tekniklerinin geliştirilmesi için ciddi bir sınırlamadır. Bu protokol, PG tanımlaması için basit ve etkili bir sıçan modelinin oluşturulmasına izin verir. Bu modelde, siyah demir oksit nanopartikülleri (IONP’ler) tiroid bezine lokal olarak enjekte edilir ve PG’ye değil, tiroid bezi içinde hızla yayılır. Negatif lekeli PG ve pozitif boyanmış tiroid bezi, harici mikroskoplara ihtiyaç duymadan çıplak gözle kolayca tanımlanabilir. PG’nin pozisyonu, siyah IONP’lerin rengine bağlı olarak tiroid bezi ile PG arasındaki renk kontrastının arttırılmasıyla tanımlanabilir. Bu sıçan modeli düşük maliyetlidir ve PG tanımlaması için uygundur ve IONP’ler yeni bir PG kontrast maddesidir.
Introduction
Paratiroid bezi (PG), insanların ve diğer omurgalıların boynunda bulunan, kandaki ve kemiklerdeki kalsiyum ve fosfor seviyelerini düzenlemek ve dengelemek için paratiroid hormonları üreten ve salgılayan küçük, oval şekilli endokrin bezlerdir1. İnsanlar genellikle tiroid bezi loblarının arkasında değişken konumlarda bulunan iki çift PG’ye sahiptir; insan PG’sinin boyutu tipik olarak yaklaşık 35-40 mg 2 ağırlığında 6 mm x 4 mm x2 mm boyutlarındadır. PG’nin çıkarılması veya hasar görmesi, hipokalsemi ve düşük veya saptanamayan paratiroid hormonu seviyeleri ile karakterize bir endokrin bozukluk olan hipoparatiroidizme (HP) neden olur ve bu da kramp benzeri spazmlardan hatalı biçimlendirilmiş dişlere ve kronik böbrek hastalıklarına kadar çok çeşitli semptomlara neden olur. Bu komplikasyonlardan bazıları ölümcüldür (örneğin, kalp yetmezliği ve nöbet)3,4,5; Bu nedenle, PG vücudun metabolizmasını düzenlemek ve yaşamı sürdürmek için gereklidir.
HP, dünya çapında en sık görülen endokrin kanser olan tiroid kanseri için iyi bilinen küratif bir tedavi olan tiroidektomi başta olmak üzere anterior boyun cerrahisinden sonra en sık görülen komplikasyonlardan biridir 6,7. Tiroidektomi sonrası HP, ağırlıklı olarak, PG’yi tiroid bezi loblarından ve diğer çevre dokulardan (örneğin, lenf düğümleri ve periferik yağ parçacıkları) ameliyathanede gerçek zamanlı olarak güvenilir bir şekilde ayırt etme yeteneğinin ciddi eksikliği nedeniyle ameliyatta doğrudan travma, iskemi veya PG’nin çıkarılmasından kaynaklanır. 2021 yılında Barrios ve ark., 1.114 tiroidektomi vakasında ortalama PG yanlış kesit oranını% 22.4 olarak bildirmiş ve hatta minimum hata oranı% 7.7 olan deneyimli cerrahlar 8. Bu kadar yüksek PG yanlış kesit oranları, diğer benzer raporlarla tutarlıdır 9,10,11. Bu nedenle yanlış paratiroidektomi postoperatif geçici ve kalıcı HP’de bağımsız bir risk faktörüdür.
Etkili intraoperatif PG tanımlama yöntemlerinin geliştirilmesi, bu kritik karşılanmamış tıbbi ihtiyacın ele alınmasında anahtar tutar; Bununla birlikte, klinik öncesi araştırmalarda hayvan modellerinin eksikliği nedeniyle ciddi şekilde sınırlandırılmıştır. Bugüne kadar, intraoperatif PG tanımlama araştırmalarının çoğu, pahalı ve etik onay almak, denek sayılarını genişletmek ve testleri tekrarlamak zor olan insan hastalar ve büyük hayvanlar (örneğin köpekler)12 üzerinde gerçekleştirilmiştir. Bu arada, biyolojik araştırmalarda en yaygın kullanılan omurgalı modeli olan fare, 1 mm13’ten daha küçük bir boyuta sahip son derece küçük PG’ye sahiptir. Bu sınırlama nedeniyle, fare PG modelleri intraoperatif PG tanımlama araştırmalarında nadiren kullanılmıştır.
Bu yazıda intraoperatif PG tanımlama çalışmaları için basit, anlaşılır ve etkili bir sıçan modelinin oluşturulması bildirilmektedir. Tiroidektomi ameliyatında PG görüntüleme kontrast maddesi IONP’leri test etmek için güvenilir bir hayvan modeli olarak herhangi bir cerrahi modifikasyon veya genetik mühendisliği olmadan yerli Sprague-Dawley (SD) sıçanlarının kullanımını araştırdık. Bu sıçan modeli, PG’nin ve çevresindeki mikro çevrenin insanlarınkine oldukça benzer bir fizyolojik yapısını göstermektedir ve sıçan PG’nin boyutu, farelerinkine kıyasla görsel olarak tespit edilebilecek kadar büyüktür. Çoğu sıçan, tiroid bezinin her iki tarafında bir PG’ye sahiptir. Bu sıçan modelinin basitliği ve etkinliği, tiroidektomi cerrahisinde intraoperatif IONP ile güçlendirilmiş PG görüntülemenin yapılması ile gösterilmiştir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Tiroid bezinin merkezine lokal olarak enjekte edilen ve tiroid bezi içinde yayılan, ancak PG içinde olmayan siyah IONP’leri kullanarak sıçan PG’nin IONP rehberliğinde negatif görüntüleme tekniğini gösterdik. PG’nin herhangi bir mikroskop yardımı olmadan çıplak gözle net bir şekilde tanımlanmasını sağlar. PG’de seçici olarak eksprese edilen yeşil floresan proteinli transgenik fareler bildirilmiş olmasına rağmen13, bu makalede açıklanan modelin gerçekleştirilmesi daha b…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (NSFC) (82172598), Çin’in Zhejiang Eyaleti Doğa Bilimleri Vakfı (LZ22H310001), Çin’in Zhejiang Eyaleti Sağlık Komisyonu’nun 551 Sağlık Yeteneği Eğitim Projesi ve Çin’in Zhejiang Eyaleti Tıp ve Sağlık Bilimleri ve Teknoloji Projesi (2021KY110) tarafından desteklenmiştir.
Materials
| alcohol | Li feng | 9400820067 | |
| anesthesia machine | RWD Company | R520IE | Machine number |
| blade | Daopian | TB-JZ-10# | |
| cylindrical pillow | made by ourselves | ||
| depilatory cream | Nair | TMG-001 | |
| electronic scale | Hong xingda | CN-HXD2 | |
| eosin | Thermo Fisher (Waltham, USA). | C0105S-2 | |
| erythromycin | Shuang ji (Beijing, China) | 200409 | |
| gauze | Fulanns | YY0331-2006 | |
| heating pad | Johon (ShenZhen,China) | JH-36-2006 | |
| hematoxylin | Thermo Fisher (Waltham, USA). | C0105S-1 | |
| insulin injection needle | Jiangyin NanquanMacromolecule | 20170702 | |
| iodophor cotton ball | HOYON | 19-6007 | |
| iron oxide nanoparticle solution | Zhongke Leiming Technology (Beijing, China) | Mag9110-05 | |
| isoflurane | Sigma Aldrich (St Louis USA). | 21112801 | |
| needle holder | Meijun | MH0587 | |
| operation table | BioJane | BJ-P-M | |
| paraformaldehyde solution | Biosharp | 21269333 | |
| rubber | G-CLONE | XT41050 |
|
| scanning machine | Olympus | Slideview VS200 | |
| surgical forceps | Suping | SPHC-0676 | |
| surgical knife handle | Aladdin | S3052-06-1EA | |
| surgical retractor | TOCYTO | 18-4010 | |
| surgical scissors | Suping | SPHC-0795 | |
| surgical towel | Along technology | YCKJ-RJ-036205 | |
| suture | Ethicon | SA84G | |
| suture with needle | Jinhuan (Shanghai,China) | F301 | |
| vascular forceps | Along technology | YCKJ-RJ-016218 | |
| Water Bath-Slide Drier | Hua su (Jinhua, China) | HS-1145 |
References
- Cope, O., Donaldson, G. A. Relation of thyroid and parathyroid glands to calcium and phosphorus metabolism. Study of a case with coexistent hypoparathyroidism and hyperthyroidism. The Journal of Clinical Investigation. 16 (3), 329-341 (1937).
- Mansberger, A. R., Wei, J. P. Surgical embryology and anatomy of the thyroid and parathyroid glands. Surgical Clinics of North America. 73 (4), 727-746 (1993).
- Koch, A., Hofbeck, M., Dorr, H. G., Singer, H. Hypocalcemia-induced heart failure as the initial symptom of hypoparathyroidism. Zeitschrift für Kardiologie. 88 (1), 10-13 (1999).
- Shoback, D. M., et al. Presentation of hypoparathyroidism: etiologies and clinical features. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. 101 (6), 2300-2312 (2016).
- Arneiro, A. J., et al. Self-report of psychological symptoms in hypoparathyroidism patients on conventional therapy. Archives of Endocrinology Metabolism. 62 (3), 319-324 (2018).
- Olson, E., Wintheiser, G., Wolfe, K. M., Droessler, J., Silberstein, P. T. Epidemiology of thyroid cancer: a review of the national cancer database, 2000-2013. Cureus. 11 (2), 4127 (2019).
- Du, L., et al. Epidemiology of thyroid cancer: incidence and mortality in China, 2015. Frontiers in Oncology. 10, 1702 (2020).
- Barrios, L., et al. Incidental parathyroidectomy in thyroidectomy and central neck dissection. Surgery. 169 (5), 1145-1151 (2021).
- Sitges-Serra, A., et al. Inadvertent parathyroidectomy during total thyroidectomy and central neck dissection for papillary thyroid carcinoma. Surgery. 161 (3), 712-719 (2017).
- Sakorafas, G. H., et al. Incidental parathyroidectomy during thyroid surgery: an underappreciated complication of thyroidectomy. World Journal of Surgery. 29 (12), 1539-1543 (2005).
- Sahyouni, G., et al. Rate of incidental parathyroidectomy in a pediatric population. OTO Open. 5 (4), (2021).
- Erickson, A. K., et al. Incidence, survival time, and surgical treatment of parathyroid carcinomas in dogs: 100 cases (2010-2019). Journal of the American Veterinary Medical Association. 259 (11), 1309-1317 (2021).
- Bi, R., Fan, Y., Luo, E., Yuan, Q., Mannstadt, M. Two techniques to create hypoparathyroid mice: parathyroidectomy using GFP glands and diphtheria-toxin-mediated parathyroid ablation. Journal of Visualized Experiments. (121), e55010 (2017).
- Soulsby, S. N., Holland, M., Hudson, J. A., Behrend, E. N. Ultrasonographic evaluation of adrenal gland size compared to body weight in normal dogs. Veterinary Radiology & Ultrasound. 56 (3), 317-326 (2015).
- Zheng, W. H., et al. Biodegradable iron oxide nanoparticles for intraoperative parathyroid gland imaging in thyroidectomy. PNAS Nexus. 1 (3), 087 (2022).
