मस्तिष्क के agarose जेल मॉडल में छवि निर्देशित संवहन बढ़ाया डिलिवरी
Summary
संवहन बढ़ाया वितरण (CED) स्नायविक रोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए एक इलाज के विकल्प के रूप में प्रस्तावित किया गया है. CED के गोद लेने के लिए स्वास्थ्य देखभाल पेशेवरों को तैयार करने के लिए, सुलभ प्रशिक्षण मॉडल की जरूरत है. हम परीक्षण, अनुसंधान, और प्रशिक्षण के लिए मानव मस्तिष्क की तरह के एक मॉडल के रूप में agarose जेल के उपयोग का वर्णन.
Abstract
संवहन बढ़ाया वितरण (CED) स्नायविक रोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए एक इलाज के विकल्प के रूप में प्रस्तावित किया गया है. Neuroinfusion कैथेटर CED पारंपरिक दवा वितरण विधियों की तुलना में एक intracranial लक्ष्य के लिए चिकित्सा विज्ञान की अधिक मात्रा देने के लिए सकारात्मक दबाव थोक प्रवाह के लिए अनुमति देता है. वास्तविक समय एमआरआई के नैदानिक उपयोगिता CED (rCED) निर्देशित सही लक्षित चिकित्सा निगरानी, और जटिलताओं की पहचान करने की क्षमता में निहित है. प्रशिक्षण के साथ, rCED कुशल है और जटिलताओं को कम किया जा सकता है. मस्तिष्क के agarose जेल मॉडल CED परीक्षण, अनुसंधान, और प्रशिक्षण के लिए एक सुलभ उपकरण प्रदान करता है. भी लगाने की दृश्य प्रतिक्रिया प्रदान करते हुए नकली मस्तिष्क rCED नकली सर्जरी के अभ्यास की अनुमति देता है. अर्क के विश्लेषण से मानव मस्तिष्क के ऊतकों की तुलना में प्रशिक्षु मॉडल की समानता को सत्यापित करने के लिए अनुमति वितरण अंश (वी डी / vi) की गणना के लिए अनुमति देता है. यह लेख हमारे agarose जेल मस्तिष्क प्रेत का वर्णन करता है और महत्वपूर्ण मुझे रूपरेखास्नायविक रोग के उपचार के लिए CED निषेचन के दौरान सामना करना पड़ा आम नुकसान को संबोधित करते हुए एक CED आसव और विश्लेषण प्रोटोकॉल दौरान trics.
Introduction
संवहन बढ़ाया वितरण (CED) घातक ब्रेन ट्यूमर, मिर्गी, चयापचय संबंधी विकार, (जैसे कि पार्किंसंस रोग के रूप में) neurodegenerative रोगों 1, स्ट्रोक, और आघात 2 सहित स्नायविक विकारों की एक व्यापक स्पेक्ट्रम के लिए एक इलाज के विकल्प के रूप में प्रस्तावित किया गया है. CED एक दवा या अन्य infusate के वितरण के लिए सकारात्मक दबाव थोक प्रवाह कार्यरत हैं. CED नैदानिक प्रासंगिक संस्करणों 3 पर, कम से उच्च से लेकर, आणविक भार यौगिकों के सुरक्षित, विश्वसनीय, और समरूप वितरण प्रदान करता है. मस्तिष्क के ऊतकों को पारंपरिक दवा वितरण गंभीर रूप से रक्त मस्तिष्क बाधा 4 से प्रतिबंधित है. मस्तिष्क की पैरेन्काइमा में प्रवेश करने से रक्त मस्तिष्क बाधा ब्लॉक ध्रुवीय और उच्च आणविक भार अणु, मस्तिष्क में capillaries कि मेकअप endothelial कोशिकाओं के बीच तंग जंक्शनों का गठन करके. CED के माध्यम से सीधी intraparenchymal मस्तिष्क आसव पिछले चिकित्सकीय दवा वितरण तौर तरीकों की सीमाओं को पार कर सकते हैंऔर रक्त मस्तिष्क बाधा पार नहीं होगा कि चिकित्सीय एजेंटों के उपयोग की अनुमति देता है, और इसलिए व्यवहार्य उपचार के विकल्प के रूप में 5 पहले से उपलब्ध नहीं हो गया है.
अमेरिकी राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान (एनआईएच) के शोधकर्ताओं अकेले प्रसार 6-8 से अधिक से अधिक चिकित्सकीय दवा सांद्रता प्राप्त करने का एक साधन के रूप में 1990 के दशक में CED का वर्णन किया. CED के पहले के तरीकों, मस्तिष्क में एक या एक से अधिक कैथेटर दाखिल कैथेटर के लिए एक प्रेरणा पंप जोड़ने, और लक्षित क्षेत्र में सीधे चिकित्सीय एजेंट पम्पिंग शामिल किया गया. वृद्धि की वितरण अंश और अपेक्षाकृत स्थिर एकाग्रता आसव पम्प द्वारा बनाई सकारात्मक दबाव ऊतकों को चौड़ा करना और दवा 9 के पारगमन के लिए अनुमति देने के लिए कारण बनता है के रूप में घटित होने की सूचना दी है.
CED के लिए मौलिक तकनीक काफी हद तक यह पहले वर्णित किया गया था के रूप में ही रहता है. कैथेटर डिजाइन 10, संचार तकनीक के क्षेत्र में अग्रिम <sup> 11, मस्तिष्क पारी 12, 13 के लिए सही कई समरेख लेनी 14 अनुकूलन, और infusate नुकसान 15 के लिए नजर रखने के लिए लाइन दबाव की निगरानी में 2, और वास्तविक समय एमआरआई निगरानी उपचार 10 की प्रभावकारिता और सुरक्षा बढ़ा दी है. अतिरिक्त महत्व प्रवाह की दर सहित कैथेटर डिजाइन और संचार रणनीति पर रखा गया है. सफल CED, सीमित कैथेटर भाटा और ऊतकों को नुकसान के साथ, कैथेटर डिजाइन और अर्क दर के साथ जोड़ा गया है. एक संकीर्ण व्यास और कैथेटर टिप 16 पर मस्तिष्क कैथेटर इंटरफेस के साथ backflow के साथ ही सीमा के नुकसान को सीमित करने के लिए एक कम अर्क दर के साथ एक कैथेटर का उपयोग. यह भी जान फूंकना भाटा या न्यायपालिका वितरण 17 के सुधार के लिए अनुमति देता है, जबकि एमआर इमेजिंग, दृश्य अर्क कैथेटर नियुक्ति के लिए सही स्थान की पुष्टि, और इस तरह दवा वितरण प्रदान करता है. एमआर छवियों भी वी डी (वितरण की मात्रा लगभग और ट्रैक करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है) संचार दवा की. वी डी विभाजन 18 के लिए एक सीमा के रूप में आसपास के गैर संचार जेल से मतलब ऊपर तीन मानक विचलन से अधिक एक एमआर इमेजिंग संकेत तीव्रता मूल्य का उपयोग कर की गणना है. यह मस्तिष्क में वितरित दवा की मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है, क्योंकि वी डी CED के लिए एक उपयोगी माप है. (Vi) संचार मात्रा के साथ साथ, एक अनुपात संचार दवा द्वारा कवर की मात्रा बढ़ाता (वी डी / vi) उत्पन्न किया जा सकता है.
वी डी, जेल कैथेटर बातचीत, poroelastic गुण, और अर्क बादल आकारिकी 10: agarose जेल Phantoms जैसे CED को समझने के लिए महत्वपूर्ण मानव मस्तिष्क के कई महत्वपूर्ण यांत्रिक गुणों की नकल. 0.2% agarose जेल के मिश्रण के कारण CED को जेल फैलाव की वजह से स्थानीय ताकना अंश में vivo में परिवर्तन की नकल करने के लिए दिखाया गया है. मानव मस्तिष्क के लिए एक समान ताकना अंश भी इसी बातचीत और वी डी 19 की सटीक मापन को बढ़ावा देता है. एक के साथ ही, इसी तरह की सांद्रताऐसे में 0.6% और 0.8% के रूप में garose जैल मस्तिष्क से 20 समान आसव दबाव के प्रोफाइल से पता चला है. इसके अलावा, पारदर्शी agarose जैल कैथेटर नियुक्ति और निषेचन भाटा का दृश्य वास्तविक समय का लाभ प्रदान करते हैं. Agarose जेल Phantoms निर्माण करने के लिए अपेक्षाकृत सस्ती हैं. agarose जेल Phantoms की लागत न्यूरोलॉजिकल सर्जरी के दौरान भविष्य में बड़े पैमाने पर प्रशिक्षण के लिए महत्वपूर्ण हो सकता है. कारण इन गुणों के लिए, agarose जैल मस्तिष्क के ऊतकों के उपयोग के बिना मानव मस्तिष्क सुई लेनी की प्रमुख विशेषताओं के कई नकल, एक उपयोगी सरोगेट प्रदान करते हैं.
जैसा कि ऊपर कहा, agarose जेल मॉडल में CED छवि निर्देशित परीक्षण, अनुसंधान, और प्रशिक्षण के लिए इन विट्रो विधि में एक लाभदायक प्रदान करता है. इस लेख का उद्देश्य, agarose जेल Phantoms विश्राम करने के लिए कैसे का वर्णन करने के लिए उपयुक्त CED परीक्षण और विश्लेषण प्रोटोकॉल की रूपरेखा तैयार करने के लिए, और मस्तिष्क संबंधी बीमारी के उपचार के लिए CED लेनी दौरान सामना करना पड़ा आम त्रुटियों का समाधान करने के लिए है.
Protocol
Representative Results
Discussion
निषेचन की सफलता सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण कदम उठाए हैं:, हवा के अर्क रेखा को मिटाने agarose जेल मिश्रण, एमआर डेटा का विश्लेषण करने, छोटे भीतरी कैथेटर व्यास का उपयोग, उपयोग कर backflow को कम करने के लिए कैथ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखकों Semmes-Murphey क्लिनिक, मेम्फिस, टेनेसी के साथ ही मेम्फिस में टेनेसी स्वास्थ्य विज्ञान केंद्र के विश्वविद्यालय, टेनेसी में neurosurgical विभाग में एमआरआई सुविधाओं से कर्मचारियों को धन्यवाद देना चाहूंगा.
Materials
| Prohance | Bracco | Gadoteridol radio contrast media | |
| Bromophenol Blue Dye | Biorad | 161-0404 | Dye for infusate visualization |
| Agarose Gel Powder | Biorad | 161-3101EDU | Agarose powder for creating gels |
| Medrad Veris MR Vital Signs Monitor | Medrad | MR safe infusion pressure monitor | |
| 16 Gauge SmartFlow Catheter | SurgiVision | Infusion catheter | |
| Medrad Continuum MR Infusion System | Medrad | MR safe infusion pump | |
| SMART Frame MRI Guided Trajectory Frame | ClearPoint | Infusion catheter frame | |
| Osirix Imaging Software and DICOM Viewer | Osirix Imaging Software | OsiriX 32-bit DICOM Viewer |
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