Kirurgi og atferdstesting i tibial neuroma transposisjonsmodell hos rotter
Summary
Denne protokollen beskriver transposisjonsmodellen for tibial neurom, som innebærer en lesjon av tibialnerven med påfølgende transposisjon av den proksimale nerveenden mot en subkutan pretibial eller lateral stilling. Atferdstesting av nevromsmerter og plantar hyperalgesi kvantifiseres ved hjelp av Von Frey-monofilamenter.
Abstract
Tibial neuroma transposition (TNT) er en rottemodell hvor allodyni på nevromstedet (tibialnerven) kan evalueres uavhengig fra allodyni på plantaroverflaten av bakpoten innervert av den intakte surale nerven. Denne TNT-modellen er egnet til å teste terapier for nevroma smerte, for eksempel den potensielle overlegenheten til visse kirurgiske terapier som allerede brukes i klinikken, eller for å evaluere nye stoffer og deres effekt på begge smertemodaliteter i samme dyr. I denne modellen lages en distal lesjon (neurotmesis) i nervus tibia, og den proksimale nerveenden transponeres og fikseres subkutant og pretibialt for å muliggjøre vurderinger av nevromstedet med et 15 g Von Frey monofilament. For å vurdere allodyni over suralnerven kan Von Frey-monofilamenter brukes via opp-ned-metoden på plantarlateralområdet i bakpoten. Etter å ha kuttet tibialnerven, utvikler mekanisk overfølsomhet på nevromstedet innen 1 uke etter operasjonen og vedvarer minst til 12 uker etter operasjonen. Allodyni på den surale innerverte plantaroverflaten utvikler seg innen 3 uker etter operasjonen sammenlignet med den kontralaterale lemmen. Etter 12 uker dannes et neurom på den proksimale enden av den avskårne tibialnerven, indikert ved dispersjon og virvling av axoner. For TNT-modelloperasjonen må flere kritiske (mikro) kirurgiske trinn følges, og noen kirurgiske praksis under terminal anestesi anbefales. Sammenlignet med andre nevropatiske smertemodeller, som den sparte nerveskademodellen, kan allodyni over nevromstedet uavhengig testes fra sural nerveoverfølsomhet i TNT-modellen. Imidlertid kan neuroma-nettstedet bare testes hos rotter, ikke hos mus. Tipsene og instruksjonene i denne protokollen kan hjelpe forskningsgrupper som arbeider med smerte, med vellykket implementering av TNT-modellen i deres anlegg.
Introduction
Hvert sår, varierende fra enkle kuttskader til amputasjon av hele lemmer, ledsages av varierende grad av perifer nerveskade. Slike nerveskader kan resultere i dannelse av et nevrom, en uorganisert sammenfiltring av spirende nervefibre. Neuromer blir smertefulle hos 8% -30% av pasientene, noe som påvirker livskvaliteten deres 1,2,3,4,5. Etter amputasjon av lemmer utvikler nevrom smerte hos 50% av pasientene 6,7,8. Rapporterte symptomer inkluderer ømhet, spontan smerte, allodyni, hyperalgesi og mekanisk eller termisk overfølsomhet i det indre området9. Når det ikke behandles tilstrekkelig innen 1 år, kan nevrom smerte gå videre til en kronisk smertetilstand, noe som resulterer i høy samfunnsbelastning og tilhørende medisinske kostnader 10,11,12,13,14. På grunn av den dårlige effekten av dagens farmakologiske inngrep, behandles neuroma smerte fortrinnsvis ved kirurgisk fjerning av det smertefulle neuromet, og nerven behandles med ulike kirurgiske teknikker, som beskrevet i litteraturen15. Det er viktig å merke seg at fullstendig smertelindring er sjelden, smerte forverres ofte over tid, og 40% av pasientene har ikke nytte av operasjonen, noe som indikerer at nye behandlinger er nødvendig 1,16.
En standardisert rottemodell av neuroma smerte hjelpemidler i å forstå mekanismene som driver neuroma smerte, og kan bidra til å identifisere nye behandlinger eller evaluere eksisterende som brukes i klinikken. Tibial neuroma transposition (TNT) -modellen ble først beskrevet av Dorsi et al. i 200817 og har blitt brukt av ulike forskningsgrupper18,19,20. Det overordnede målet med denne metoden er å kunne teste ulike behandlingsteknikker for nevrom smerte. Fordelen med modellen over for eksempel den sparte nerveskaden (SNI) modell21, er at den gjør det mulig å teste allodyni på nevromstedet. Dette skyldes at modellen innebærer å transponere den proksimale nerveenden av tibialnerven til en subkutan pretibial posisjon, hvor den kan undersøkes med von Frey-monofilamenter. Videre utvikler allodyni på plantaroverflaten av bakpoten innervert av den intakte suralnerven, som kan vurderes uavhengig av nevromasmerten i samme dyr. Dette ligner symptomer på nevroma smerte hos pasienter, hvor vedvarende nevropatisk smerte etter fjerning av et smertefullt neurom noen ganger er forårsaket av nabonervene22. Videre er allodyni over en avskåret nerve med et neurom en annen smertemodalitet enn allodyni over den intakte nabonerven. Dermed letter denne modellen vurderingen av effekten av nye terapier på både allodyni tilstede på nevromstedet og mer utbredt nevropatisk smerte testet i plantaroverflaten av bakpoten. Siden operasjonen som utføres for å lage TNT-modellen kan være utfordrende, utdyper dette papiret prosedyren for å støtte forskere som implementerer modellen i deres anlegg.
Protocol
Representative Results
Discussion
Kritiske trinn i protokollen
TNT-modellen innebærer å kutte tibialnerven og transponere den lateralt og subkutant til en pretibial plassering for å muliggjøre følsomhetstesting av nevromet, i tillegg til plantar hyperalgesi over suralnerven. I TNT-modellen er det viktig at nevromets sted er synlig for forskerne. Derfor foretrekkes en albino rottestamme fordi subkutane suturer er lett synlige gjennom huden og fargen på suturen skal helst være mørkblå eller svart.
N?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi takker Sabine Versteeg for hjelp under mikrokirurgi og Anja van der Sar og Trudy Oosterveld-Romijn fra Common Animal Laboratory (Gemeenschappelijk Dieren Laboratorium) for deres hjelp med å forberede mikroskop og kirurgisk rom og ta vare på dyrene.
Denne forskningen ble finansiert av Axogen.
Materials
| Aesthesio | Linton Instrumentation | 514007 until 514015 | 0.6 g until 15 g monofilaments |
| Carprofen | Local Veterinary Pharmacy | n/a | The local veterinary pharmacy makes caprofen dilution |
| Cotton swabs | Nobamed | 974255 | |
| Electrocautery | Fine Science Tools | 18010-00 | |
| Ethanol 70% | Interchema BV | 400406 | |
| Ethilon 4.0 | Johnson & Johnson | 1854G | IMPORTANT: the color should be blue or black |
| Ethilon 8.0 | Johnson & Johnson | BV130-5 | |
| Isoflo, isoflurane Zoetis | Dechra Veterinary Products | B506 | |
| Mesh bottom cages | StoeltingCo | 57816 and 57824 | |
| Micro forceps | Fine Science Tools | 11251-35 | |
| Micro needle holder | Fine Science Tools | 12076-12 | |
| Micro scissors | Fine Science Tools | 15019-10 | |
| Micro tweezers | Fine Science Tools | 11254-20 | |
| NaCl 0.9% | Trademed | H7 1000-FRE | |
| Needle holder | Fine Science Tools | 12004-16 | |
| Ophthalmic ointment | Local Veterinary Pharmacy | n/a | The local veterinary pharmacy makes the ophthalmic ointment |
| Scalpel | Fine Science Tools | 10003-12 | |
| Scissors | Fine Science Tools | 14001-12 | |
| Stereo surgical microscope | Leica | A60 F | |
| Sterile sheet with hole | Evercare OneMed | 1555-01 | |
| Surgical blade nr.15 | Fine Science Tools | 10015-00 | |
| Tweezers | Fine Science Tools | 11617-12 |
References
- Stokvis, A., vander Avoort, D. J., van Neck, J. W., Hovius, S. E., Coert, J. H. Surgical management of neuroma pain: a prospective follow-up study. Pain. 151 (3), 862-869 (2010).
- Domeshek, L. F., et al. Surgical treatment of neuromas improves patient-reported pain, depression, and quality of life. Plastic and Reconstructive Surgery. 139 (2), 407-418 (2017).
- Lame, I. E., Peters, M. L., Vlaeyen, J. W., Kleef, M., Patijn, J. Quality of life in chronic pain is more associated with beliefs about pain, than with pain intensity. European Journal of Pain. 9 (1), 15-24 (2005).
- Koch, H., Haas, F., Hubmer, M., Rappl, T., Scharnagl, E. Treatment of painful neuroma by resection and nerve stump transplantation into a vein. Annals of Plastic Surgery. 51 (1), 45-50 (2003).
- Fisher, G. T., Boswick, J. A. Neuroma formation following digital amputations. Journal of Trauma. 23 (2), 136-142 (1983).
- Bowen, J. B., Ruter, D., Wee, C., West, J., Valerio, I. L. Targeted muscle reinnervation technique in below-knee amputation. Plastic and Reconstructive Surgery. 143 (1), 309-312 (2019).
- Jensen, T. S., Krebs, B., Nielsen, J., Rasmussen, P. Phantom limb, phantom pain and stump pain in amputees during the first 6 months following limb amputation. Pain. 17 (3), 243-256 (1983).
- Woo, S. L., et al. Regenerative peripheral nerve interfaces for the treatment of postamputation neuroma pain: a pilot study. Plastic and Reconstructive Surgery Global Open. 4 (12), 1038 (2016).
- Arnold, D. M. J., et al. Diagnostic criteria for symptomatic neuroma. Annals of Plastic Surgery. 82 (4), 420-427 (2019).
- Liedgens, H., Obradovic, M., De Courcy, J., Holbrook, T., Jakubanis, R. A burden of illness study for neuropathic pain in Europe. Clinicoeconomics and Outcomes Research. 8, 113-126 (2016).
- Langley, P. C., Van Litsenburg, C., Cappelleri, J. C., Carroll, D. The burden associated with neuropathic pain in Western Europe. Journal of Medical Economics. 16 (1), 85-95 (2013).
- Dworkin, R. H., et al. Interpreting the clinical importance of group differences in chronic pain clinical trials: IMMPACT recommendations. Pain. 146 (3), 238-244 (2009).
- Mackinnon, S. E., Dellon, A. L. Results of treatment of recurrent dorsoradial wrist neuromas. Annals of Plastic Surgery. 19 (1), 54-61 (1987).
- Harden, R. N. Chronic neuropathic pain. Mechanisms, diagnosis, and treatment. Neurologist. 11 (2), 111-122 (2005).
- Poppler, L. H., et al. Surgical interventions for the treatment of painful neuroma: a comparative meta-analysis. Pain. 159 (2), 214-223 (2018).
- Eberlin, K. R., Ducic, I. Surgical algorithm for neuroma management: a changing treatment paradigm. Plastic and Reconstructive Surgery Global Open. 6 (10), 1952 (2018).
- Dorsi, M. J., et al. The tibial neuroma transposition (TNT) model of neuroma pain and hyperalgesia. Pain. 134 (3), 320-334 (2008).
- Tork, S., et al. Application of a porcine small intestine submucosa nerve cap for prevention of neuromas and associated pain. Tissue Engineering Part A. 26 (9-10), 503-511 (2020).
- Miyazaki, R., Yamamoto, T. The efficacy of morphine, pregabalin, gabapentin, and duloxetine on mechanical allodynia is different from that on neuroma pain in the rat neuropathic pain model. Anesthesia and Analgesia. 115 (1), 182-188 (2012).
- Tian, J., et al. Swimming training reduces neuroma pain by regulating neurotrophins. Medicine and Science in Sports Exercise. 50 (1), 54-61 (2018).
- Decosterd, I., Woolf, C. J. Spared nerve injury: an animal model of persistent peripheral neuropathic pain. Pain. 87 (2), 149-158 (2000).
- Poublon, A. R., et al. The anatomical relationship of the superficial radial nerve and the lateral antebrachial cutaneous nerve: A possible factor in persistent neuropathic pain. Journal of Plastic, Reconstructive and Aesthetic Surgery. 68 (2), 237-242 (2015).
- Dixon, W. J. Efficient analysis of experimental observations. Annual Review of Pharmacology and Toxicology. 20 (1), 441-462 (1980).
- Austin, P. J., Wu, A., Moalem-Taylor, G. Chronic constriction of the sciatic nerve and pain hypersensitivity testing in rats. Journal of Visualized Experiments. (61), e3393 (2012).
