Ryggmargsmikrosirkulasjon spiller en sentral rolle i ryggmargsskaden. De fleste metoder tillater ikke sanntidsvurdering av ryggmargsmikrosirkulasjon, noe som er viktig for utviklingen av mikrosirkulasjonsmålrettede terapier. Her foreslår vi en protokoll ved hjelp av Laser-Doppler-Flow Needle-sonder i en stor dyremodell av iskemi/reperfusjon.
Ryggmargsskade er en ødeleggende komplikasjon av aorta reparasjon. Til tross for utviklingen for forebygging og behandling av ryggmargsskade, er forekomsten fortsatt betydelig høy og påvirker derfor pasientutfallet. Mikrosirkulasjon spiller en nøkkelrolle i vevsperfusjon og oksygentilførsel og blir ofte dissosiert fra makrohemodynamikk. Dermed er direkte evaluering av ryggmargsmikrosirkulasjon avgjørende for utviklingen av mikrosirkulasjonsmålrettede terapier og evaluering av eksisterende tilnærminger med hensyn til ryggmargsmikrosirkulasjon. Imidlertid gir de fleste metodene ikke sanntidsvurdering av ryggmargsmikrosirkulasjon. Målet med denne studien er å beskrive en standardisert protokoll for sanntids mikrosirkulasjon av ryggmargen ved hjelp av laser-Doppler nål sonder direkte satt inn i ryggmargen. Vi brukte en porcin modell av iskemi / reperfusjon for å indusere forverring av ryggmargen mikrosirkulasjon. I tillegg ble det brukt en fluorescerende mikrosfæreinjeksjonsteknikk. I utgangspunktet ble dyr bedøvet og mekanisk ventilert. Deretter ble laser-Doppler nål sondeinnsetting utført, etterfulgt av plassering av cerebrospinalvæskedrenering. En median sternotomi ble utført for eksponering av den synkende aorta for å utføre aorta kryssklemming. Iskemi/reperfusjon ble indusert av supra-cøliaki aorta kryssklemming i totalt 48 min, etterfulgt av reperfusjon og hemodynamisk stabilisering. Laser-Doppler Flux ble utført parallelt med makrohemdynamisk evaluering. I tillegg ble automatisert cerebrospinalvæskedrenering brukt til å opprettholde et stabilt cerebrospinaltrykk. Etter ferdigstillelse av protokollen ble dyr ofret, og ryggmargen ble høstet for histopatologisk og mikrosfæreanalyse. Protokollen avslører muligheten for mikroperfusjonsmålinger i ryggmargen ved hjelp av laser-Doppler-sonder og viser en markert reduksjon under iskemi samt gjenoppretting etter reperfusjon. Resultatene viste sammenlignbar oppførsel med fluorescerende mikrosfæreevaluering. Til slutt kan denne nye protokollen gi en nyttig stor dyremodell for fremtidige studier ved hjelp av sanntids spinalmargsmikroperfusjonsvurdering i iskemi / reperfusjonsforhold.
Ryggmargsskade forårsaket av iskemi/reperfusjon (SCI) er en av de mest ødeleggende komplikasjonene ved aortareparasjon forbundet med redusert utfall1,2,3,4. Nåværende forebyggings- og behandlingsalternativer for SCI inkluderer optimalisering av makrohemodynamiske parametere samt normalisering av cerebrospinalvæsketrykk (CSP) for å forbedre ryggmargsperfusjonstrykket2,5,6,7,8,9. Til tross for implementeringen av disse manøvrene varierer forekomsten av SCI fortsatt mellom 2% og 31% avhengig av kompleksiteten av aortareparasjon10,11,12.
Nylig har mikrosirkulasjonen fått økt oppmerksomhet13,14. Mikrosirkulasjon er området for cellulær oksygenopptak og metabolsk utveksling og spiller derfor en kritisk rolle i organfunksjon og cellulær integritet13. Nedsatt mikrosirkulasjonsblodstrøm er en viktig determinant for vevs iskemi forbundet med øktdødelighet 15,16,17,18,19. Svekkelse av ryggmargsmikrosirkulasjon er forbundet med redusert nevrologisk funksjon og utfall20,21,22,23. Derfor er optimalisering av mikroperfusjon for behandling av SCI en mest lovende tilnærming. Vedvarende mikrosirkulasjonsforstyrrelser, til tross for makrosirkulasjonsoptimalisering, er beskrevet26,27,28,29. Dette tapet av hemodynamisk sammenheng forekommer ofte under ulike forhold, inkludert iskemi / reperfusjon, understreker behovet for direkte mikrosirkulasjonsevaluering og mikrosirkulasjonsmålrettede terapier26,27,30.
Så langt har bare få studier brukt laser-Doppler-sonder for sanntidsvurdering av ryggmargens mikrosirkulasjonsadferd20,31. Eksisterende studier har ofte brukt mikrosfæreinjeksjonsteknikker, som er begrenset av periodisk bruk og post-mortem analyse32,33. Antall forskjellige målinger ved hjelp av mikrosfæreinjeksjonsteknikk er begrenset av tilgjengeligheten av mikrosfærer med forskjellige bølgelengder. I motsetning til Laser-Doppler-teknikker er det heller ikke mulig å vurdere mikroperfusjon i sanntid, da vevsbehandling og analyse etter mortem er nødvendig for denne metoden. Her presenterer vi en eksperimentell protokoll for sanntidsvurdering av ryggmargsmikrosirkulasjon i en porcin stor dyremodell av iskemi/reperfusjon.
Denne studien var en del av et stort dyreprosjekt som kombinerte en randomisert studie som sammenlignet påvirkningen av krystallloider vs. kolloider på mikrosirkulasjon i iskemi/reperfusjon samt en utforskende randomisert studie om effekten av væsker vs. vasopressorer på ryggmargsmikroperfusjon. Strømningssonde 2-punkts kalibrering samt trykkspisskateterkalibrering er tidligere beskrevet34. I tillegg til den rapporterte protokollen ble fluorescerende mikrosfærer brukt til måling av ryggmargsmikroperfusjon, som tidligere beskrevet, ved hjelp av 12 prøver av ryggmargsvev for hvert dyr, med prøver 1-6 som representerer øvre ryggmarg og 7-12 som representerer nedre ryggmarg35,36. Mikrosfæreinjeksjon ble utført for hvert måletrinn etter ferdigstillelse av Laser-Doppler-registreringer og makrohemodynamisk evaluering. Histopatologisk evaluering ble utført ved hjelp av Kleinman-Score som tidligere beskrevet37.
SCI indusert av ryggmargs iskemi er en stor komplikasjon av aorta reparasjon med enorm innvirkning på pasientens utfall1,2,3,4,10,11,12. Mikrosirkulasjonsrettede terapier for å forebygge og behandle SCI er mest lovende. Protokollen gir en reproduserbar metode for sanntids ryggmargsmikrosir…
The authors have nothing to disclose.
Forfatterne vil takke Lena Brix, V.M.D, Institute of Animal Research, Hannover Medical School, samt Mrs. Jutta Dammann, Facility of Research Animal Care, University Medical Center Hamburg-Eppendorf, Tyskland, for å gi pre- og perioperativ dyrepleie og deres tekniske hjelp til dyrehåndtering. Forfatterne vil videre takke Dr. Daniel Manzoni, Department of Vascular Surgery, Hôpital Kirchberg, Luxembourg, for hans tekniske hjelp.
CardioMed Flowmeter | Medistim AS, Oslo, Norway | CM4000 | Flowmeter for Flow-Probe Femoral Artery |
CardioMed Flow-Probe, 5mm | Medistim AS, Oslo, Norway | PS100051 | Flow-Probe Femoral Artery |
COnfidence probe, | Transonic Systems Inc., Ithaca, NY, USA | MA16PAU | Flow-Probe Aorta |
16 mm liners | |||
DIVA Sevoflurane Vapor | Dräger Medical, Lübeck, Germany | Vapor | |
Hotline Level 1 Fluid Warmer | Smiths Medical Germany GmbH, Grasbrunn, Germany | HL-90-DE-230 | Fluid Warmer |
Infinity Delta | Dräger Medical, Lübeck, Germany | Basic Monitoring Hardware | |
Infinity Hemo | Dräger Medical, Lübeck, Germany | Basic Pressure Monitoring and Pulmonary Thermodilution Hardware | |
LabChart Pro | ADInstruments Ltd., Oxford, UK | v8.1.16 | Synchronic Laser-Doppler, Blood Pressure, ECG and Blood-Flow Aquisition Software |
LiquoGuard 7 | Möller Medical GmbH, Fulda, Germany | Cerebrospinal Fluid Drainage System | |
Millar Micro-Tip Pressure Catheter (5F, Single, Curved, 120cm, PU/WD) | ADInstruments Ltd., Oxford, UK | SPR-350 | Pressure-Tip Catheter Aorta |
moor VMS LDF | moor Instruments, Devon, UK | Designated Laser-Doppler Hardware | |
moor VMS Research Software | moor Instruments, Devon, UK | Designated Laser-Doppler Software | |
Perivascular Flow Module | Transonic Systems Inc., Ithaca, NY, USA | TS 420 | Flow-Module for Flow-Probe Aorta |
PiCCO 2, Science Version | Getinge AB, Göteborg, Sweden | v. 6.0 | Blood Pressure and Transcardiopulmonary Monitoring Hard- and Software |
PiCCO 5 Fr. 20cm | Getinge AB, Göteborg, Sweden | Thermistor-tipped Arterial Line | |
PowerLab | ADInstruments Ltd., Oxford, UK | PL 3516 | Synchronic Laser-Doppler, Blood Pressure, ECG and Blood-Flow Aquisition Hardware |
QuadBridgeAmp | ADInstruments Ltd., Oxford, UK | FE 224 | Four Channel Bridge Amplifier for Laser-Doppler and Invasive Blood Pressure Aquisition |
Silverline | Spiegelberg, Hamburg, Germany | ELD33.010.02 | Cerebrospinal Fluid Drainage |
SPSS statistical software package | IBM SPSS Statistics Inc., Armonk, New York, USA | v. 27 | Statistical Software |
Twinwarm Warming System | Moeck & Moeck GmbH, Hamburg, Germany | 12TW921DE | Warming System |
Universal II Warming Blanket | Moeck & Moeck GmbH, Hamburg, Germany | 906 | Warming Blanket |
VP 3 Probe, 8mm length (individually manufactured) | moor Instruments, Devon, UK | Laser-Doppler Probe | |
Zeus | Dräger Medical, Lübeck, Germany | Anesthesia Machine |