Summary
En standardiseret musemodel af subaraknoidalblødning ved intraluminal Circle of Willis perforering er beskrevet. Vessel perforation og subaraknoid blødning overvåges af intrakranielt tryk overvågning. Ud over forskellige vitale parametre registreres og styres for at opretholde fysiologiske betingelser.
Abstract
I denne video publikation en standardiseret musemodel af subaraknoidalblødning (SAH) præsenteres. Blødning er fremkaldt af endovaskulær Circle of Willis perforering (CWP) og dokumenteret af det intrakranielle tryk (ICP) overvågning. Derved en homogen blod fordeling i subaraknoid rum omkring arterielle cirkulation og cerebellare sprækker er opnået. Animal fysiologi vedligeholdes af intubation, mekanisk ventilation, og kontinuerlig on-line overvågning af forskellige fysiologiske og kardiovaskulære parametre: kropstemperatur, systemisk blodtryk, puls, og hæmoglobin mætning. Derved cerebrale perfusionstryk kan følges nøje resulterer i en mindre variabel volumen ekstravasaterede blod. Dette giver en bedre standardisering af endovaskulær endeløse perforering i mus og gør hele modellen meget reproducerbar. Det er således let tilgængelige for farmakologiske og patofysiologiske undersøgelser i vildtype og genetiskly ændret mus.
Introduction
SAH er slagtilfælde undertype med den mindst gunstige virkninger for patienter: 40% af patienterne dør inden for en måned efter blødning 1 og overlevende har sjældent et klinisk gunstigt udfald.
Det store flertal af spontane Sahs (80%) er forårsaget af brud på intrakranielle aneurismer, der er for det meste placeret langs den forreste og bageste kommunikere arterie, basilararterien og midterste cerebral arterie (MCA) 2.
Sådanne aneurismer er vanskelige at modellere i dyr, og derfor dyremodeller af SAH enten udføres ved injektion af blodet ind i subarachnoidealrummet / cerebrale ventrikler eller endovaskulær perforering af subaraknoid fartøj.
Autologt blod injektion i cisterna magna er let at udføre og reproducerbar som blodvolumen kan styres direkte 3. Desværre er nogle aspekter af SAH patofysiologi, fxkarskade ikke kan modelleres ved denne procedure. En anden teknisk metode til induktion af SAH er åbningen af en intracisternal vene 4.
Den intraluminal CWP på grenen MCA synes dog at være den procedure, at modeller patofysiologi i mennesker bedst 5. Metoden blev udviklet og først beskrevet i rotter ved Bederson og kolleger, og på samme tid ved Veelken og kolleger 6,7. Senere intraluminale perforering model blev tilpasset til mus 8,9. En glødetråd er indsat ind i den ydre carotidarterie (ECA) og avancerede til kraniet basen via den interne carotidarterie (ICA). Ved forgreningspunktet MCA perforerer glødetråden beholderen og inducerer en blødning i subarachnoidealrummet på kraniet base. Blodet distribuerer derefter i den resterende subaraknoidale rum langs sprækker og blodkar. Blødning stoppes af koageldannelse på stedet for perforering men rebleedings, WHICH er ofte skadelig for patienter 10, kan forekomme. Derfor blev den endovaskulære glødetråd model en udbredt SAH model i løbet af de sidste par år. Den hyppigst nævnte ulempe af glødetråden perforering model er, at blødende volumen ikke umiddelbart kan kontrolleres og kan derfor være variabel. Denne variabilitet kan reduceres betydeligt ved en stram styring af dyrepsykologi og post-blødende ICP.
Mus har den store fordel, at et stort antal af genetisk modificerede stammer er tilgængelige. Men på grund af deres lille størrelse kirurgiske procedurer har en tendens til at være mere kompleks end i større arter, fx rotter eller kaniner. Derfor nedskalering af teknikker udviklet for rotter til mus ofte ikke fører til de ønskede resultater, f.eks som mus har en meget begrænset kropsvægt og blodvolumen invasive teknikker til blodtryk og blodgasanalyse samt for hæmoglobin mætning og pulsmålingskal anvendes, når det er muligt. Følgelig er formålet med den aktuelle publikation beskriver glødetråden perforering model for SAH i mus og for at vise, hvordan denne model kan udføres på en standardiseret og meget reproducerbar måde.
Protocol
Representative Results
Discussion
Behandlingsmuligheder efter SAH er knappe og for det meste virkningsløs. Derfor patofysiologi post-hæmorrhagisk hjerneskade skal yderligere forstås med henblik på at identificere nye terapeutiske mål og udvikle nye terapeutiske tilgange. Standardiseret og godt reproducerbare dyremodeller i genetisk modificerede dyr, dvs mus, er afgørende for sådanne undersøgelser. CWP-modellen er blevet en udbredt model for SAH da det ligner patofysiologien i mennesker tæt, men dets anvendelse er i mus hæmmet af lav r…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Den aktuelle forskning er finansieret af Solorz-Zak Grundforskningsfond.
Materials
| Equipment | |||
| operation microscope | Leica | KL2500 | |
| isoflurane vaporizer | Harvard Instruments | Continuous Flow Vaporizer | |
| respirator | Hugo Sachs | Minivent 845 | |
| microcapnograph | Hugo Sachs | Type 340 | |
| temperature controller | FHC | DC Temperature Controller | |
| dental drill | Paggen | Labset- N | |
| ICP monitor | Codman | ICP monitor | |
| blood pressure monitor | AD Instruments | Bridge Amp FE221 | |
| syringe pump | World Precision Instruments | SP101IZ | |
| pulsoximeter | Kent Scientific | MouseSTAT | |
| LDF | Perimed | Periflux 5000 | |
| analog data monitor | AD Instruments | Power Lab 16/35 | |
| Material | |||
| cement for ICP probe fixation | Speiko | Carboxylate cement | |
| glue for LDF probe fixation | Bob Smith Industries | Cyanoacrylate glue (Maxi Cure and Insta Set) | |
| venous catheter | Johnson & Johnson | Jelco winged i.v. catheter; REF 4076 | modified intubation tube |
| tubing for femoral catheter | Smiths Medical | Fine Bore Polythene Tubing; ID 0.28 mm OD 0.61 mm; REF 800/100/100 | cut to 30 cm length |
| filament for vessel perforation | Ethicon | Prolene 5-0 | cut to 12 mm length |
| surgical equipment | Fine Scientific Instruments | forceps medical #5, vessel scissors 8 cm, microclip 4 mm jaw |
References
- Cahill, J., Zhang, J. H. Subarachnoid hemorrhage: is it time for a new direction. Stroke. 40, 86-87 (2009).
- van Gijn, J., Kerr, R. S., Rinkel, G. J. Subarachnoid haemorrhage. Lancet. 369, 306-318 (2007).
- Lin, C. L., et al. A murine model of subarachnoid hemorrhage-induced cerebral vasospasm. J. Neurosci. Methods. 123, 89-97 (2003).
- Altay, T., et al. A novel method for subarachnoid hemorrhage to induce vasospasm in mice. J. Neurosci. Methods. 183, 136-140 (2009).
- Feiler, S., Friedrich, B., Scholler, K., Thal, S. C., Plesnila, N. Standardized induction of subarachnoid hemorrhage in mice by intracranial pressure monitoring. J. Neurosci. Methods. 190, 164-170 (2010).
- Bederson, J. B., Germano, I. M., Guarino, L. Cortical blood flow and cerebral perfusion pressure in a new noncraniotomy model of subarachnoid hemorrhage in the rat. Stroke. 26, 1086-1091 (1995).
- Veelken, J. A., Laing, R. J., Jakubowski, J. The Sheffield model of subarachnoid hemorrhage in rats. Stroke. 26, 1279-1283 (1995).
- Kamii, H., et al. Amelioration of vasospasm after subarachnoid hemorrhage in transgenic mice overexpressing CuZn-superoxide dismutase. Stroke. 30, 867-871 (1999).
- Parra, A., et al. Mouse model of subarachnoid hemorrhage associated cerebral vasospasm: methodological analysis. Neurol. Res. 24, 510-516 (2002).
- Broderick, J. P., Brott, T. G., Duldner, J. E., Tomsick, T., Leach, A. Initial and recurrent bleeding are the major causes of death following subarachnoid hemorrhage. Stroke. 25, 1342-1347 (1994).
- Thal, S. C., Plesnila, N. Non-invasive intraoperative monitoring of blood pressure and arterial pCO2 during surgical anesthesia in mice. J. Neurosci. Methods. 159, 261-267 (2007).
- Hockel, K., Trabold, R., Scholler, K., Torok, E., Plesnila, N. Impact of anesthesia on pathophysiology and mortality following subarachnoid hemorrhage in rats. Exp. Transl. Stroke Med. 4, 5 (2012).
- Wang, Z., Schuler, B., Vogel, O., Arras, M., Vogel, J. What is the optimal anesthetic protocol for measurements of cerebral autoregulation in spontaneously breathing mice?. Exp. Brain Res. 207, 249-258 (2010).
- Schwartz, A. Y., Masago, A., Sehba, F. A., Bederson, J. B. Experimental models of subarachnoid hemorrhage in the rat: a refinement of the endovascular filament model. J. Neurosci. Methods. 96, 161-167 (2000).
- Feiler, S., Plesnila, N., Thal, S. C., Zausinger, S., Scholler, K. Contribution of matrix metalloproteinase-9 to cerebral edema and functional outcome following experimental subarachnoid hemorrhage. Cerebrovasc. Dis. 32, 289-295 (2011).
