Epidural Intrakraniell tryckmätning i råttor Använda en fiberoptisk Tryckgivarpaket
Summary
En ny teknik för att registrera tryck inuti skallen beskrivs. Den minimalt invasiv metod använder en fiberoptisk tryckavkännande system för att noggrant mäta intrakraniellt tryck (ICP) i nedsövda råttor utan att orsaka signifikant hjärntrauma. Tekniken kan användas i en mängd olika experimentella modeller.
Abstract
Förhöjt intrakraniellt tryck (ICP) är ett stort problem i många former av ischemisk hjärnskada inklusive stroke, traumatisk hjärnskada och hjärtstillestånd. Denna höjd kan resultera i ytterligare neurologisk skada, i form av transtentorial diskbråck 1,2,3,4, mitthjärnan komprimering neurologiskt bortfall eller ökad cerebral infarkt 2,4. Nuvarande behandlingar är ofta otillräckliga för att kontrollera förhöjd ICP i den kliniska miljö 5,6,7. Det finns alltså ett behov av noggranna metoder för ICP mätning i djurmodeller för att främja vår förståelse av de grundläggande mekanismer och att utveckla nya behandlingar för förhöjd ICP.
I både den kliniska och experimentella inställning ICP kan inte beräknas utan direkt mätning. Flera metoder för ICP katetrar finns för närvarande. Av dessa intraventrikulär kateter har blivit den kliniska "gyllene standard" av ICP mätning i människa 8. Denna metod involves det partiella avlägsnandet av skallen och instrumentering av katetern genom hjärnvävnad. Därför intraventrikulära katetrar har en infektion andelen 6-11% 9. Av detta skäl har subdural och epidural kanyleringar bli de föredragna metoderna i djurmodeller av ischemisk skada.
Olika ICP mättekniker har anpassats för djurmodeller, och av dessa vätskefyllda telemetri katetrar 10 och fasta katetrar tillstånd är den vanligaste 11,12,13,14,15. De vätskefyllda system är benägna att utveckla luftbubblor i ledningen, vilket resulterar i falska avläsningar ICP. Fasta tillståndets sonder undvika detta problem (figur 1). Ett ytterligare problem är passande katetrar under skallen eller i ventriklarna utan att orsaka någon hjärnskada som kan ändra de experimentella resultaten. Därför har vi utvecklat en metod som placerar en ICP kateter gränsar till epiduralrummet, men undviker need för att infoga den mellan skalle och hjärna.
En optisk fiber tryck kateter (420LP, SAMBA Sensorer, Sverige) användes för att mäta ICP vid det epidurala läge på grund av att placeringen av trycksensorn (vid den yttersta spetsen av katetern) visade sig ge en hög fidelitet ICP signalen i denna modell . Det finns andra tillverkare av liknande optiska fiber tekniker 13 som kan användas med vår metodik. Alternativa fasta tillståndets katetrar, som har trycksensorn placerad vid sidan av kateterspetsen, skulle inte vara lämpligt för denna modell eftersom signalen skulle dämpas genom förekomsten av övervakningen skruven.
Här presenterar vi en relativt enkel och noggrann metod för att mäta ICP. Denna metod kan användas över ett brett spektrum av ICP relaterade djurmodeller.
Protocol
Discussion
Förfarandet presenteras här möjliggör en mycket känslig och noggrann registrering av intrakraniellt tryck. Denna minimalt invasiv teknik undviker betydande hjärnskada genom att placera trycksensor i epiduralrummet och inte hjärnvävnad eller ventriklarna.
De kritiska stegen är: 1) borrning genom skallen – måste man vara försiktig att inte tränga igenom dura eller skada underliggande hjärnvävnad, 2) säkerställa en tät förslutning med fogtätning – om det finns någon läcka, …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta projekt har finansierats av National Stroke Foundation, Hunter Medical Research Institute (HMRI) och nationella hälso-och Medical Research Council (NH & MRC), Australien. Speciellt tack till fakulteten för hälsa workshop personal vid University of Newcastle för sin tekniska kompetens.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| Dental Cement Monomer | Henry Schein | VX- SC500MLL | |
| Dental Cement Polymer | Henry Schein | VX- SC1000GCL4 | |
| Dental drill burr- size 12 | Gunz Dental | EL104S001012/10 | |
| Dental drill burr- size 6 | Gunz Dental | EL104S001006/10 | |
| Metal Screw | Hardware Store | 2 x 4 mm, hexagonal head. (laboratory-modified by 0.7 mm hole drilled through shaft) | |
| SAMBA Control Unit | Harvard Apparatus | 50433102 | |
| SAMBA Sensor | Harvard Apparatus | 50461122 | 420 LP, 15cm bare fibre, radio-opaque coating |
| Silagum AV Mono caulking material | Gunz Dental | RG 9152 | Vinylpolysiloxanes, hydrogen polysiloxanes, filler, pigments, additives, plantinum catalyst |
| Terg-A-Zyme | Alconox, Inc. | 1304 | Enzyme-active powdered detergent |
Referências
- Ng, L. K., Nimmannitya, J. Massive cerebral infarction with severe brain swelling: a clinicopathological study. Stroke. 1, 158-163 (1970).
- Plum, F. Brain swelling and edema in cerebral vascular disease. Res. Publ. Assoc. Res. Nerv. Ment. Dis. 41, 318-348 (1966).
- Ropper, A. H., Shafran, B. Brain edema after stroke. Clinical syndrome and intracranial pressure. Arch. Neurol. 41, 26-29 (1984).
- Silver, F. L., Norris, J. W., Lewis, A. J., Hachinski, V. C. Early mortality following stroke: a prospective review. Stroke. 15, 492-496 (1984).
- Geraci, E. B., Geraci, T. A. Hyperventilation and head injury: controversies and concerns. J. Neurosci. Nurs. 28, 381-387 (1996).
- Schwab, S., Aschoff, A., Spranger, M., Albert, F., Hacke, W. The value of intracranial pressure monitoring in acute hemispheric stroke. Neurology. 47, 393-398 (1996).
- Adams, H. P. Guidelines for the early management of patients with ischemic stroke: A scientific statement from the Stroke Council of the American Stroke Association. Stroke. 34, 1056-1083 (2003).
- Zhong, J. Advances in ICP monitoring techniques. Neurol. Res. 25, 339-350 (2003).
- Aucoin, P. J. Intracranial pressure monitors. Epidemiologic study of risk factors and infections. Am. J. Med. 80, 369-376 (1986).
- Silasi, G., MacLellan, C. L., Colbourne, F. Use of telemetry blood pressure transmitters to measure intracranial pressure (ICP) in freely moving rats. Curr. Neurovasc. Res. 6, 62-69 (2009).
- Crutchfield, J. S., Narayan, R. K., Robertson, C. S., Michael, L. H. Evaluation of a fiberoptic intracranial pressure monitor. J. Neurosurg. 72, 482-487 (1990).
- Bolander, R., Mathie, B., Bir, C., Ritzel, D., Vandevord, P. Skull Flexure as a Contributing Factor in the Mechanism of Injury in the Rat when Exposed to a Shock Wave. Ann. Biomed. Eng. , (2011).
- Chavko, M., Koller, W. A., Prusaczyk, W. K., McCarron, R. M. Measurement of blast wave by a miniature fiber optic pressure transducer in the rat brain. J. Neurosci. Methods. 159, 277-281 (2007).
- Chavko, M. Relationship between orientation to a blast and pressure wave propagation inside the rat brain. J. Neurosci. Methods. 195, 61-66 (2011).
- Leonardi, A. D., Bir, C. A., Ritzel, D. V., VandeVord, P. J. Intracranial pressure increases during exposure to a shock wave. J. Neurotrauma. 28, 85-94 (2011).
