Reproduserbar Paraplegi av Thoracic Aorta Okklusjon i en Muse Model of Spinal Cord iskemi-reperfusjon
Summary
Mangelen på mekanistisk forståelse av ryggmargen iskemi-reperfusjon skade har hindret ytterligere tilleggsbehandling for å hindre paraplegi følgende høyrisiko aorta operasjoner. Dermed er utviklingen av dyremodeller avgjørende. Dette manuskriptet demonstrerer reproduserbar underekstremitetene lammelse etter torakal aorta okklusjon i en murine modell.
Abstract
Bakgrunn
Underekstremitetene lammelse fortsetter å komplisere aorta intervensjoner. Mangelen på forståelse av den underliggende patologi har hindret fremskritt for å redusere forekomsten denne skaden. Den nåværende modellen demonstrerer reproduserbar underekstremitetene lammelse etter torakal aorta okklusjon.
Metoder
Voksne mannlige C57BL6 mus ble bedøvet med isofluran. Gjennom et innsnitt cervicosternal aorta ble eksponert. Den synkende thorax aorta og venstre subclavia arterier ble identifisert uten inngang til pleural plass. Skeletonization av disse arterier, etterfulgt av umiddelbar lukning (Sham) eller okklusjon i 4 minutter (moderat iskemi) eller 8 min (forlenget ischemia). Den sternotomi og huden ble stengt og musen ble overført til oppvarming seng for utvinning. Etter utvinning, ble funksjonsanalyse innhentet ved 12 timers intervaller til 48 hr.
Mus som gjennomgikk humbug kirurgi viste ingen observerbar hind lem underskudd. Mus som er utsatt for moderat iskemi for 4 min hadde minimal funksjonell underskudd på 12 hr fulgt av progresjon til fullstendig lammelse på 48 hr. Mus som utsettes for langvarig iskemi hadde en umiddelbar lammelse uten observerbar hind-lem bevegelse på noe punkt i den postoperative perioden. Det var ingen observert intraoperativ eller postoperativ mortalitet.
Konklusjon
Reproduserbar underekstremitetene lammelse enten umiddelbart eller forsinket kan oppnås i en murine modell. I tillegg, ved bruk av en midtlinje sternotomi og forsiktig disseksjon, høye overlevelsesrater og reproduserbarhet kan oppnås.
Introduction
Underekstremitetene lammelse fortsetter å komplisere thoracoabdominal intervensjoner. Skaden, kjent som ryggmarg iskemi-reperfusjonsskade (SCIR), fører til paralyse hos opptil 20% av høyrisikopasienter en. Kirurgiske adjuncts som venstre hjerte bypass, lumbale cerbrospinal væske renner, hypothermic sirkulasjonsstans og interkostalrom arterie reimplantation har redusert forekomsten av denne komplikasjonen to, men altfor mange pasienter fortsetter å bli påvirket.
Klinisk, ryggmarg iskemi og reperfusjon skade er sett på som enten umiddelbar eller forsinket lammelse etter intervensjon tre. Men vår forståelse av denne skaden blitt kvalt av mangel på mekanistisk detalj. Som et resultat av noen alternativer er tilgjengelige for å dempe skade når det har forekommet.
Vi har derfor engasjert et lite dyr, murine, modell av ryggmarg iskemi, og reperfusjonssykdommer tilbedre karakterisere sin patogenesen. De fleste studiene hittil har brukt større dyremodeller for å karakterisere denne skaden, nemlig rotte 4, kanin fem, og gris seks modeller. Imidlertid er disse begrenset av sine kostnader, kompleksitet, variabel reproduserbarhet, og, viktigst av alt, mangel på tilgjengelige teknikker for genetisk manipulasjon. Den mest pålitelige av disse publiserte dyremodeller innebærer infrarenale kors klemming av abdominal aorta i kaniner. Men menneskelig fremre spinal nevroner oftest henter sin vaskulær forsyning fra flere proksimale grener 7. Variabel vaskulær anatomi i ryggmargen på disse modellene legger til problemer i overgangen sine resultater i klinisk bruk.
Dette manuskriptet presenterer en modell for umiddelbar eller forsinket paraplegi etter torakal aorta okklusjon som er klinisk relevant og lett å bruke. Eksponering av aortabuen via mini sternotomin er mindre invasiv og kan lokke fram svært reproduserbare resultater med minimal sykelighet og dødelighet. Mens denne modellen på ikke uten tekniske utfordringer og nyanser, disse kan bli overvunnet med forsiktig disseksjon og vev håndtering for å produsere en modell for hind lem lammelse som lett kan implementeres.
Protocol
Representative Results
Discussion
Paraplegi sekundært til ryggmargen iskemi reperfusjon er et resultat av et kompleks av dårlig forstått patologier 9. Selv om dette er mest sett etter thoracoabdominal aorta kirurgi, kan en rekke andre fornærmelser som aorta disseksjoner, traumer, emboliske fenomener, vaskulitt, og systemisk hypotensjon 10 resultere i paraplegi. For å få ytterligere forståelse av denne skaden og gi fremtidige mål å eliminere denne skaden, har dyremodeller blitt en nødvendighet.
…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi vil gjerne takke Thoracic Surgery Foundation for forskning og utdanning for sin økonomiske støtte til dette prosjektet.
Materials
| VMS Anesthesia Machine | MDS Matrx | ||
| Isoflurane | Vet One | 13985-528-60 | 2.0% through nose cone |
| Induction Chamber | Vet Equip | 941444 | |
| Heating Bed | Vestavia Scientific | ||
| Laser Doppler Monitor | Moor Instruments | VMS-LDF1 | |
| 5-0 Suture, Polyester | Surgidac | VD-551 | Taper Needel |
| Microdissecting Clips | Biomedical Research Insturments | 14-1030, 14-1060 | |
| Surgical Instruments | Fine Surgical Instruments | Forceps, needle holder |
References
- Conrad, M. F., Ye, J. Y., Chung, T. K., Davison, J. K., Cambria, R. P. Spinal cord complications after thoracic aortic surgery: long-term survival and functional status varies with deficit severity. J. Vasc. Surg. 48, 47-53 (2008).
- Okita, Y. Fighting spinal cord complication during surgery for thoracoabdominal aortic disease. Gen. Thorac. Cardiovasc. Surg. 59, 79-90 (2011).
- Wong, D. R., et al. Delayed spinal cord deficits after thoracoabdominal aortic aneurysm repair. Ann. Thorac. Surg. 83, 1345-1355 (2007).
- Taira, Y., Marsala, M. Effect of proximal arterial perfusion pressure on function, spinal cord blood flow, and histopathologic changes after increasing intervals of aortic occlusion in the rat. Stroke. 27, 1850-1858 (1996).
- Naslund, T. C., Hollier, L. H., Money, S. R., Facundus, E. C., Skenderis, B. S. Protecting the ischemic spinal cord during aortic clamping. The influence of anesthetics and hypothermia. Ann. Surg. , 409-515 (1992).
- Qayumi, A. K., Janusz, M. T., Lyster, D. M., Gillespie, K. D. Animal model for investigation of spinal cord injury caused by aortic cross-clamping. J. Invest. Surg. 10, 47-52 (1997).
- Lang-Lazdunski, L., Matsushita, K., Hirt, L., Waeber, C., Vonsattel, J. P., Moskowitz, M. A., Dietrich, W. D. Spinal Cord Ischemia: Development of a model in the mouse. Stroke. 31, 208-213 (2000).
- Basso, D. M., Fisher, L. C., Anderson, A. J., Jakeman, L. B., McTigue, D. M., Popovich, P. G. Basso Mouse Scale for locomotion detects differences in recovery after spinal cord injury in five common mouse strains. J. Neurotrauma. 23, 635-659 (2006).
- Kwon, B. K., Tetzlaff, W., Grauer, J. N., Beiner, J., Vaccaro, A. R. Pathophysiology and pharmacologic treatment of acute spinal cord injury. Spine. J. 4, 451-464 (2004).
- Cheshire, W. P., Santos, C. C., Massey, E. W., Howard, J. F. Spinal cord infarction: etiology and outcome. Neurology. 47, 321-330 (1996).
- Kakinohana, M., et al. Delayed paraplegia after spinal cord ischemic injury requires caspase-3 activation in mice. Stroke. 42 (8), 2302-2307 (2011).
- Wang, Z., Yang, W., Britz, G. W., Lombard, F. W., Warner, D. S., Sheng, H. Development of a simplified spinal cord ischemia model in mice. J. Neurosci. Methods. 189, 246-251 (2010).
- . model of ischemic spinal cord injury with delayed paralysis caused by aortic cross-clamping. Anesthesiology. 113, 880-891 (2010).
- Kang, J., et al. The effects of systemic hypothermia on a murine model of thoracic aortic ischemia reperfusion. J. Vasc. Surg. 52, 435-443 (2010).
- Li, J., Benashski, S., McCullough, L. D. Post-stroke hypothermia provides neuroprotection through inhibition of AMP-activated protein kinase. J. Neurotrauma. 28 (7), 1281-1288 (2011).
