Burada, ex vivo vasküler reaktivite belirlenmesi izole, basınçlı, kemirgen orta serebral arter (MCA) parçaları kullanarak birincil patlama travmatik beyin hasarı (bTBI) takip yöntemleri tanımlamak için bir iletişim kuralı mevcut. bTBI indüksiyon bir şok tüp, bir gelişmiş patlama simülatörü (ABS) aygıtı olarak da bilinen kullanılarak yapılır.
Patlama pozlama histopatolojik ve davranışsal etkileri üzerinde çalışmalar olmuştur rağmen daha az patlama’nın serebral vasküler etkileri için adanmış. Etkisi (yani, sigara-patlama) travmatik beyin hasarı (TBY) hem insanlar hem de deneysel hayvan serebral damarlara basınç autoregulation azaltmak için bilinir. Azaltılmış damar içi basıncı kemirgen orta serebral arter (MCA) myogenic akıl yanıt ölçerek patlama kaynaklı travmatik beyin hasarı (bTBI) gibi Tby, etkisi, Engelli serebral vasküler reaktivite sonuçlar hipotezi test edildi kesimi üzerinden fareler bir gelişmiş patlama simülatörü (ABS) şok tüpü kullanarak hafif bTBI tabi. Yetişkin, erkek Sprague-Dawley Rat anestezi, tüp, havalandırılmış ve sahte bTBI (aynı manipülasyon ve anestezi patlama yaralanma hariç) veya hafif bTBI için hazırlanmış. Fareler sahte bTBI veya hafif bTBI kurban 30 veya 60 dk sonrası yaralanma tarafından takip almak için rastgele. BTBI, hemen sonra iyileştiren refleks (RR) bastırma kez değerlendirildi, ötenazi zaman puan sonrası yaralanma tamamlandı, beyin hasat ve bireysel MCA kesimleri toplanan, monte ve basınç altında. Arteryel kesimleri ile periosteum intraluminal basınç 20 mmHg artışla 20 mmHg için 100 düşürüldü gibi MCA çapları ölçülen ve kaydedildi. İntraluminal basınç, MCA DİLATÖR yanıt önemli ölçüde azaltıldı giderek önemli ölçüde temel sahte bTBI gruplar halinde yukarıda artarken MCA çapları (p < 0,05) olarak kanıtladığı belgili tanımlık zayıflatmak, her iki bTBI gruplar daha küçük azaltılarak MCA çapları için bTBI grupları kaydedildi. Buna ek olarak, önemli ölçüde RR bastırma bTBI gruplar halinde yapıldı (p < 0,05) sahte bTBI gruplar halinde daha yüksektir. MCA'ın toplanan sergilenen tipik vasodilatory özellikleri için MCA'ın önemli ölçüde sergilenen bTBI toplanan iken intraluminal basınç azalır azaltılmış myogenic vasodilatory yanıt-e doğru Engelli grupları sahte bTBI basınç en az 60 dk sonra bTBI kalıcı.
Tby, patlama kaynaklı travmatik beyin hasarı (bTBI) serebral vasküler yaralanma1 ile ilişkili ve Engelli etkisi (yani, sigara-patlama) kaynaklanan benzer serebral vasküler telafi edici yanıt-e doğru oluşum tarihlerde karbon dioksit (PaCO2)2,3,4 ve oksijen (PaO2)5değişiklikler kısmi basınç içinde. Ayrıca, patlama pozlama hayvanlar6 ve bTBI hastalar7,8‘ serebral arteriyel vasospasm neden oldu. Klinik Tby9 ve sıvı-perküsyon yaralanma (FPI)10,11,12 arteryel kan basıncı değişiklikleri görme serebral vasküler yanıt ile ilişkilendirilse de (yani, autoregulation basınç)9,10,11,12, belirsizlikler kalır bTBI etkisi serebral vasküler basınç autoregulation kapasitesi ile ilgili.
Serebral dolaşımı sürekli oksijen ve besin kaynağı metabolik olarak aktif beyin13,14,–15teslim sürdürmenin niyetiyle sistemik arteriyel basınç farklılığı tepki verir, 16. Tutar”bir organı sürekli kan akımı tansiyon (perfüzyon) ya da diğer fizyolojik veya patolojik uyaranlara değişikliklere rağmen” bir benzersiz tür Homeostazı, autoregulation17,18,19 oluşur 20. serebral arterler daraltır veya yanıt olarak kan basıncı, nitrik oksit (NO), kan viskozite, PaCO2 ve PaO2, vb4,11,16, dilate 21. Arteryel myogenic yanıt anlamına gelir bu kasılmalar veya dilations. Perfüzyon basıncı düştüğünde ilk Bayliss22 ve CBF, autoregulation için katkıda bulunan önemli bir mekanizma tarafından açıklanan myogenic vasküler yanıt perfüzyon basıncı artarsa vazokonstriksiyona ve kapakların ile karakterizedir 14 , 17. bu vasküler yanıttır doğal yeteneği germek için yanıt vermek ve/veya Lümen ve/veya duvar gerilimi23,24, değişiklikler (örneğin vasküler düz kas hücreleri, VSMC’ın) contractile dokuların 25,26,27,28,29. Ne zaman arterler uzatılır (örneğin, sırasında damar içi basınç artar), VSMC’ın24,25,26,28daraltır.
Direnç damarları incelemek çalışmaları ex vivo genellikle izole direnç damarlarının farmakolojik ve fizyolojik özellikleri test etmek için iki yöntemden birini istihdam: halka monte edilmiş yöntemi ve cannulated, basınçlı yöntemi. Halka monte edilmiş gemi hazırlama yöntemi segment yerinde tutması intraluminally gemi segment aracılığıyla geçirilen iki kablo içerir. VSMC’ın uyarılması ölçü aygıtları isometrically sürekli teller yük miktarını ölçen. Ancak, bu teknik ile bazı rezervasyonları, en önemlisi, teller üzerinden geçerken Lümen endotel tabakası tarafından sürekli kaçınılmaz hasar taşır30 ve germe izole segmentine göre sürekli değişen derecesi hangi sırayla sonuçta geminin duyarlılık farmakolojik31etkileyen damar duvar distansiyonu yol açar. Cannulated, basınçlı kap hazırlık metodoloji her ev bir orta serebral arter (MCA) yerleşimini tek bir hayvan hasat iki ayrı odaları oluşan bir arteriograph kullanır. Bir micropipette her iki ucuna segment eklenir, proksimal kesiminin sonuna micropipette dikiş ile tutturulmuş ve Lümen usulca fizyolojik tuz solüsyonu (PSS) ile kan ve diğer maddelerin ortadan kaldırmak için derin. Distal uç sonra dikiş ile sabitlenir. Her pipet her kesimi yukarıda ama diğer32,33,34,35 ile ilgili olarak farklı yüksekliklerde uygun yüksekliğe bağlı iki rezervuarlar yükselterek Transmural veya luminal basınç ayarlanır ,36. Monitör, video kamera ve dış ölçüm için izin ölçekleyici ile outfitted ters bir mikroskop kullanarak damarları büyütülmüş rezervuar ve MİKROPİPETLER yerleştirilmiş basınç güç çeviriciler perfüzyon basınç ölçümleri sağlarken MCA çapları. Her iki yöntem değerli olmasına rağmen cannulated, basınçlı kap hazırlık metodoloji daha iyi taklit eder ve onların vivo içinde koşullar32,37için daha yakın olmak için izni damarları araştırıldı.
Tby serebral vasküler yanıt olarak daha önce serebral atardamar kesimleri21,35,36,38içinde okudu etkisi (yani, sigara-patlama) farklı türde etkileri. Gemi koleksiyonu, montaj ve geçerli çalışma odasında açıklandığı gibi perfüzyon için benzer bir ex vivo MCA protokolü kullanarak, daha önceki çalışmalar elde başarı ile ilişkili mekanizmaları onların ilgili soruşturmalar serebral damarlara işlev bozukluğu Aşağıdaki Tby. Golding vd.34 yetişkin, erkek uzun-Evans sıçan MCA’ın şiddetli Tby kontrollü kortikal etkisi (CCI) yaralanma üzerinden aşağıdaki dilations endotel aracılı inceledi. İkinci çalışmada, Golding vd.36 hafif CCI sürekli sıçanlarından emir MCA’ın hasat sonrası hipotansiyon veya CO2 serebrovasküler reaktivite araştırıldı. Yu ve ark.38 peroxynitrite leş yiyiciler geliştirilmiş akıl yanıt-e doğru Mathew vd.21 myogenic yanıt-e doğru okudu ederken FPI için tabi yetişkin, erkek Sprague-Dawley rat MCA kesimleri intravasküler basınç azaltılmış olup olmadığını analiz hipotansiyon MCA içinde orta sonra hasat’ın merkezi FPI.
Daha iyi hipotezi araştırmak için sigara-şok Tby, Engelli serebral vasküler reaktivite, sonuçlarında gibi bu bTBI bir mekanizma için tehlikeye autoregulation azaltılmış intravasküler basınç myogenic akıl yanıt ölçerek katkıda test ettik ex vivo bir gelişmiş patlama simülatörü (ABS) şok tüpü modeli (Şekil 2 ve şekil 3) kullanılarak hafif bTBI tabi fareler toplanan olan izole, basınçlı kemirgen MCA kesimleri (şekil 1) içinde (Rodriguez görmek vd.39 Tablo 1) Basınçlı hava dalgaları Freidlander benzeri40 üzerinde ve altında pressure oluşturmak için doğrudan bir sürücü odasına teslim kullanır (Rodriguez görmek vd.39Resim 1A).
Resim 1 : Orta serebral arter (MCA) konumunu. MCA’ın posterior serebral arter (PCA), iç Karotid arter (ICA), dış Karotid arter (ECA), baziler arter (BA) ve ortak Karotid arter (CCA) göreli konumunu vurgulayarak sıçan beyin ventral görünümünü. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Resim 2 : Patlama simülatörü (ABS) şok tüpü cihaz gelişmiş. Birincil patlama yaralanma tüm çalışma hayvanlarda üretmek için kullanılan ABS. 1 = sürücü odası; 2 genişleme odası; = 3 = numune odası; 4 = yansıyan dalga bastırıcı; sarı yıldız numune tepsi =. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Tüm iletişim kuralları ve talimatlar olduğu gibi bu belirli çalışma protokolünde için belirli adımları olabildiğince doğru bir biçimde takip çok önemlidir ve kesin olarak mümkün. Sonra farenin entübasyon ilk bunu sürekli ve zorlanmadan nefes alıyor onaylamak önemlidir. Yemek borusu soluk borusu yerine yanlışlıkla endotrakeal tüp ekleme rasping, zor nefes, kanama ve fareyi akciğerlere eksik anestezik teslimat nedeniyle sonraki hareketlendirici neden olur.
Mylar membran levhalar üzerinde açılış sürücü ve genişleme odası arasında merkezi taping zaman, çarşafları ortalanır ve39,41açma tüm kapak zorunludur. Üzerinde açılış sayfaları misaligning sürücü odası, membran patlama-potansiyel için gerekli basınç ve yönetim patlama yaralanma reddi düşüş hava kaçağı neden olur. Düzgün topografyanın ve güvenli bir şekilde Aksesuar çelik blok montaj Hidrolik el pompası karşı blok ve sürücü odası da Hidrolik el pompası topuzu sıkma, gerekli ve sürücü odası teyit sızıntıları basınçlı kalır. Böylece açılış Mylar membran levhalar ve sürücü ve genişleme odası arasında odası üzerinde gerekli zorunlu mühür oluşturma genişleme odası karşı sıkı bir şekilde kapatmak sürücü odası için uygun çelik blok yerleşimini sağlar.
Sırasında MCA gemi çekimi önce hazırlıklar, PSS %21 O2 ve %5 CO2 N2 bir denge içinde gerekli karışımı ile gaz çözüm Sakinleştiği ve necessitated tarafsız fizyolojik pH için gerekli kolaylaştırır bir PSS çözüm21,33,34çalışma.
60 dk21,32,33,34 için sabit basınçta kesimleri sıcaklığına maksimum genişleme sırasında gösterilen aşağıdaki sıkmak için kesimleri bu adımı izni olmaksızın son derece zorunludur onların ilk birincil basınçlandırma. Bu olay spontan sesi, bir özellik bir sağlıklı arter32,33,34müstehcen oluşumunu gösterir. Diğer çalışmalar33,34,42, bu çalışma ve o Mathew çeşitli basıncı seviyeleri segment denge için kullanılan rağmen vd.21, Golding vd.35 ve Golding vd.43 50 mmHg, kesimleri equilibrated. Sıcaklığına toplanan sürece kesimleri 40 mmHg – 100 mmHg32 arasında herhangi bir yerde sağlar bazı esneklik ve iletişim kuralı, bu adım için değişiklik için bir saat denge süresi içinde bu basınç parametreler sonuçta sağlıklı onaylar arterler deneme devamı için gerekli.
Beyin kafatası ve dan Willis daire sol ve sağ MCA kesimleri bu gemileri olduğu gibi tutmak kaldırırken çok dikkatli alarak belki de tüm Protokolü’nün en önemli adımdır. Kemik rongeurs ile beyin delinme, yırtılma veya şiddetli segmentlerinin kaldırma sırasında germe veya yanlışlıkla damarlara ne zaman kazı Kafatasının dışında beyin cerrahi spatula ile çekerek sonuçta hasat imha içinde neden olur MCA’ın kullanılmayan kesimleri neden ve arterler, o dizi kullanımı sonuçta tüm deneme bu hayvan için geçersiz kılma üretilmiyor.
Akıl veya constrictory uyaranların MCA kesimleri ex vivo serebral vasküler yanıt ölçme darbeden sonra toplanan veya patlama Tby içinde vivo başarı sağladığını, metodoloji onun zorluklar ve/veya sınırlamalar değildir. Belki de daha discernable karmaşıklığı Tby sonuçları üzerinde beyin damarlara dolaşımını incelenmesi ile bağlantılı biri Tby açık etkileri nedeniyle çeşitli malzemeler sonucunda oluşan dolaylı etkilerinden gemiler ayırma ve yaralı beyin44tarafından oluşturulan öğeleri. Bu akla şaşkınlık potansiyel olarak analiz ederek yapmamış ex vivo vasoconstrictory ve vasodilatory reaksiyonlar, hasat, derin ve/veya MCA’ın basınç altında. Serebral arterler içinde vivo yerel olarak taburcu ölüm önce parenkima vazoaktif malzeme maruz kalan süreyi azaltmak için bir çaba olarak, serebral arterler topluluğu Tby hemen sonra böyle uzun süreli pozlama derecesini azaltmak olabilir etkileri. Ex vivo çalışmalar izole MCA’ın üzerinde Ayrıca mekanizmaları aracılığıyla belirli reseptör agonistleri ve antagonistleri travmatik vasküler yaralanma ya da tanınmış araçlar inceleme olarak göze değil vasküler yaralanma olasılığı mevcut verimli veya ayrımcı vivo olarak. Daha sonra bu ex vivo yöntemi ile ex vivo pozlama elde edilen myogenic yanıt (vazokonstriksiyona veya intravasküler veya extravascular uyuşturucu maruz kalma nedeniyle damar parçasının dilatasyon) test etmek için uyuşturucu için kombine edilebilir.
Kabaca veya sabırsızlıkla MCA’ın erken böylece bunların kullanımı geçersiz kılma damarlarının yırtılması içinde sonuçlanabilir hasat beyin kaldırarak diğer sınırlamaları içerir. Buna ek olarak, bir kaç dakikadan hayvan ötenazi arasında geçmesi icar, damarlar ve bunların yerleşimleri hazırlanan PSS çözümde koleksiyonu da canlılığı inkâr. Ne zaman düzgün gerçekleştirilen ve takip, bTBI başından sonuna kadar birkaç saat sürer ve başarı için gerekli süreyi azaltılmasına çalışır sonra myogenic yanıt MCA’ın bir test için bu protokolü içinde açıklanan yöntemleri içinde deneysel neden olabilir hata oluştu. Ancak, bu yöntem yapılır tüp bebek ve önemli ölçüde daha fazla maliyet-etkin araçları ve45,46 veya konvansiyonel Doppler ultrason görüntüleme ekipman içinde vivo yüksek çözünürlüklü manyetik rezonans (MR) daha kullanır / Ayrıca gemi çalışmaları için istihdam velocimetric teknikleri47,48,49 .
Bu bulgular hafif bTBI yaralanma engelli beyin akıl yanıt-e doğru azaltmak intravasküler basınç ile ilişkili potansiyel bir fonksiyonu vasospasm6,7 ve VSMC hyperconstriction50 olabilir Sonuçta tekrarlara gibi önde gelen patlama pozlama göreli serebral perfüzyon azalır sonra daha önce bildirdi. Ayrıca, beyin damarlara normal akıl reaksiyonları engelleyici patlama indüklenen zarar muhtemelen daha fazla zaman Arteryel hipotansiyon, muharebe operasyonları sırasında sık görülme oranı ile birlikte serebral perfüzyon indirimleri desteklemek.
Bu sonuçlar bu bTBI bir değişiklik arteriyel vasküler denetimi kolaylaştırıcı mekanizmaları sonuçları gösterir. Akut Faz serebral vasküler bozukluğu Arteryel myogenic yanıt-e doğru en az bir saat sonrası yaralanma için intravasküler basınç düşüşler gözlendi rağmen Akut Faz bTBI sonra çevreleyen bilgi boşluklar kalır. Serebral damarlara ne fiziksel ve biyokimyasal eksiklikleri yaralanmaları ve bTBI nedenleri oldukça hemen yaralanma sonra tedavi ve/veya rehabilitasyon başarı düzeyini belirlemede yardımcı olabilecek beyin maruz tanımlama önemi.
The authors have nothing to disclose.
Çalışmalar translasyonel travmatik beyin hasarı araştırma ve Ödülü W81XWH-08-2-0132 ABD Ordusu tıbbi araştırma ve malzeme komut – savunma için Moody Project tarafından desteklenen bir ekibin parçası olarak tamamlanmıştır.
Advanced Blast Simulator (ABS) | Dyn-FX Consulting, Ltd. and ORA, Inc. | N/A | Blast-simulating shock tube used to induce primary blast injuries |
Adult, male, Sprague-Dawley rats | Charles River Laboratories | N/A | Experimental animals |
Arteriograph | Living Systems Instrumentation, Inc. | Arteriograph | Mounting of harvested arteries and measurement of lumen diameter |
Bone rongeurs, large | FST Fine Science Tools | Friedman Rongeur | Brain extraction from skull |
Bone rongeurs, small | FST Fine Science Tools | Boynton Rongeur | Brain extraction from skull |
CaCl2 | Sigma | Calcium chloride | Preparation of rodent middle cerebral arterial physiological salt solution (PSS) |
Ear plugs | 3M | Foam Ear Plugs 1100 Class AL | Prevent injury of ear tympanic membrane when in the blast machine |
Glucose | Sigma | D-[+]-Glucose | Preparation of rodent middle cerebral arterial physiological salt solution (PSS) |
Isoflurane | Piramal Enterprises Limited | Isoflurane, USP | Anesthetic |
KCl | Sigma | Potassium chloride | Preparation of rodent middle cerebral arterial physiological salt solution (PSS) |
MgSO4•7H2O | Sigma | Magnesium sulfate | Preparation of rodent middle cerebral arterial physiological salt solution (PSS) |
Microforceps | Buxton Biomedical Inc. | Micro Tying Fcps, 180mm | Brain extraction from skull |
Mylar sheets | Texas Art Supply | Mylar | Membrane used for compressed air build-up during blasting |
NaCl | Sigma | Sodium chloride | Preparation of rodent middle cerebral arterial physiological salt solution (PSS) |
NaHCO3 | Sigma | Sodium bicarbonate | Preparation of rodent middle cerebral arterial physiological salt solution (PSS) |
Nylon suture | Ethicon | 10-0 Ethilon nylon suture black monofilament 5" (13 cm) | Mounting of harvested arteries and measurement of lumen diameter |
Scalpel blade #10 | Bard-Parker | 10 Stainless Steel Surgical Blade | Brain extraction from skull |
Surgical spatula | Delmaks Surgico | Cement Spatula | Brain extraction from skull |
Thermometer | Physitemp Instruments, Inc., | Thermalert Monitoring Thermometer | Monitoring of experimental animal's core body temperature |
Volume ventilator | Harvard Apparatus, Inc. | Small Animal Ventilator | Constant and steading breathing of the intubated experimental animal |
Water blanket | Gaymar Industries, Inc. | Mul-T-Pad Temperature Therapy Pad | Maintenance of experimental animal's body temperature |