Intrakraniell trykkovervåking i ikke-traumatisk intraventrikulær blødningsgnagermodell
Summary
Overvåking av intrakranielt trykk i gnagermodeller av ikke-traumatisk intraventrikulær blødning er ikke vanlig i dagens litteratur. Her demonstrerer vi en teknikk for måling av intrakranielt trykk, gjennomsnittlig arterielt trykk og cerebralt perfusjonstrykk under intraventrikulær blødning i en rottedyrmodell.
Abstract
Overlevende av intraventrikulær blødning er ofte igjen med betydelig langsiktig hukommelsessvikt; Dermed er forskning ved bruk av intraventrikulære blødningsdyrmodeller avgjørende. I denne studien søkte vi etter måter å måle intrakranielt trykk, gjennomsnittlig arterielt trykk og cerebralt perfusjonstrykk under ikke-traumatisk intraventrikulær blødning hos rotter. Det eksperimentelle designet inkluderte tre Sprague Dawley-grupper: humbug, standard 200 μl intraventrikulær blødning og kjøretøykontrollgrupper. Ved å introdusere en intraparenkymal fiberoptisk trykksensor ble det oppnådd nøyaktige intrakranielle trykkmålinger i alle grupper. Cerebralt perfusjonstrykk ble beregnet med kunnskap om intrakranielt trykk og gjennomsnittlige arterielle trykkverdier. Som forventet opplevde begge gruppene med intraventrikulær blødning og kjøretøykontroll en økning i intrakranielt trykk og påfølgende nedgang i cerebralt perfusjonstrykk under henholdsvis intraventrikulær injeksjon av autologt blod og kunstig cerebrospinalvæske. Tilsetningen av en intraparenkymal fiberoptisk trykksensor er gunstig for å overvåke presise intrakranielle trykkendringer.
Introduction
Intraventrikulær blødning (IVH), en type intrakraniell blødning (ICH), er en ødeleggende sykdom som bærer betydelig dødelighet og sykelighet. IVH er karakterisert som akkumulering av blodprodukter inne i intrakranielle ventrikler. Isolert IVH i mindre vanlige og forekommer vanligvis hos voksne1. Det kan være forbundet med hypertensiv blødning, sprukket intrakraniell aneurisme eller annen vaskulær misdannelse, svulster eller traumer1. IVH fører til sekundær hjerneskade samt utvikling av hydrocephalus2. Overlevende av IVH sitter ofte igjen med betydelige funksjonelle, minne og kognitive funksjonsnedsettelser etter skaden. Disse langsiktige kognitive og minneunderskuddene rapporteres hos så høyt som 44% av overlevende av ICH3. I subaraknoidalblødning (SAH), en annen type ICH, er det velkjent at omtrent halvparten av de overlevende vil ha minneunderskudd, og for de som har IVH i tillegg til SAH, har resultatene en tendens til å være betydelig verre 4,5,6.
Underliggende mekanismer for hukommelsesdysfunksjon etter IVH gjenstår å bli belyst. In vivo forskning ved bruk av ikke-traumatiske IVH-dyremodeller med funksjonell og minnedysfunksjon er viktig for å oppdage potensielle terapeutiske mål for slike pasienter. Dyremodeller med mer alvorlig hukommelse og funksjonell dysfunksjon etter IVH ville være best å studere disse endringene. Seniorforfatterens laboratorium har også undersøkt spesifikt rollen som høyt intrakranielt trykk (ICP) i utviklingen av minneunderskudd i IVH-rottemodeller. Derfor var metoder for å nøyaktig måle ICP under IVH viktig å undersøke. Her rapporterer vi om metoder for nøyaktig måling av ICP i en IVH rottemodell. Selv om ICP-overvåking tidligere har vært brukt i traumatiske ICH så vel som subaraknoidale blødningsdyrmodeller, er ICP-overvåking i spontane IVH-gnagermodeller ikke så vanlig rapportert i litteraturen 7,8. Derfor inkluderte det eksperimentelle designet som ble presentert her tre grupper av Sprague Dawley-rotter: humbug, standard 200 μl intraventrikulær blødning og kjøretøykontroll. For IVH-gruppen ble det brukt en autolog intraventrikulær blodinjeksjonsmodell. For kjøretøykontrolldyr ble intraventrikulær injeksjon av steril Lactated Ringers løsning brukt. ICP, gjennomsnittlig arterielt trykk (MAPs) og cerebralt perfusjonstrykk (CPP) ble registrert intraoperativt, og resultatene rapporteres her.
Protocol
Representative Results
Discussion
Denne studien undersøkte mekanismer for å måle ICPs, MAPs og CPPs i en ikke-traumatisk IVH rottedyrmodell. Resultatene ble registrert fra følgende grupper: humbug, VH 200 μL og kjøretøykontroll (kunstig cerebrospinalvæske intraventrikulær injeksjon) dyr. Dette eksperimentelle designet ble valgt for å undersøke hvordan ICP kan overvåkes under IVH-injeksjon, da vi antydet at spissen i ICP kan bidra til den mer signifikante sekundære hjerneskaden og dermed minneunderskuddet i IVH dyremodeller. Derfor var målen…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbeidet ble finansiert av NINDS-tilskuddet: K08NS105914
Materials
| 0.25% bupivacaine | Hospira, Inc. | 409115901 | |
| 1 mL syringe | Covetrus | 60734 | |
| 10% providine iodine solution | Aplicare | MSD093947 | |
| 20 mL syringe | Covidien | 8881520657 | |
| 22 G needles | Becton Dickinson | 305155 | |
| 28 G intraventricular needles | P technologies | 8IC313ISPCXC | C313I/SPC 28-Gneedles to fit 22-G guide cannula with 6 mm projection |
| 3-0 silk suture | Henry Schein, Inc. | SP116 | |
| 3-way-stopcock | Merti Medical Systems | M3SNC | |
| 4% paraformaldehyde | Fisher Chemical | 30525-89-4 | |
| AnyMaze software | Any-Maze behavioral tracking software | Stoelting CO, USA | |
| Artificial ointment | Covetrus | 48272 | |
| Blood collection vials with EDTA | Becton Dickinson | 367856 | |
| Bone wax | CP Medical, Inc. | CPB31A | |
| Carprofen | Zoetis, Inc. | 54771-8507-1 | |
| Centrifuge | Beckman | BE-GS6R | Model GS-6R |
| Cotton tip applicators | Covetrus | 71214 | |
| Drill | Dremel | 1600A011JA | |
| Fiberoptic pressure sensors with readout units | Opsens Medical | OPP-M200-X-80SC- 2.0PTFE-XN-100PIT-P1 and LIS-P1-N-62SC | Opp-M200 packaged pressure sensors with LifeSens system |
| Forceps | 11923-13, 11064-07 | ||
| Gauze | Covetrus | 71043 | |
| Guillotine | World Precision Instruments | 51330 | |
| Heating pad with rectal thermometer | CWE, Inc. | 08-13000 ,08-13014 | TC1000 Temperature controller |
| Hemostats | 13013-14, 13008-12 | ||
| Isoflurane | Covetrus | 29405 | |
| Lactated ringers | Baxter Healthcare Corp. | Y345583 | |
| Laryngoscope | American Diagnostic Corporation | 4080 | |
| Metal clip | Fine Scientic Tools | 18056-14 | |
| Micro scissors | Fine Scientic Tools | 15007-08 | |
| Microscope | Leica | model L2 | |
| Needle driver | 12003-15 | ||
| Polyethylene tubing | Thermo Fisher Scientific | 14-170-12B | PE-50 tubing |
| Rats | Envigo | Sprague Dawley rats 8–10 months old | |
| Scalpel | 10010-00 | ||
| Scissors | 14090-11 | ||
| Stereotaxic instrument | Kopf instruments | Model 940 with ear bars | |
| Syringe pump | KD Scientific | 780100 | Model 100 series |
| Touhy Borst | Abbott | 23242 | |
| Ventilator | Harvard rodent ventilator | 55-0000 | Model 683 |
References
- Gates, P. C., Barnett, H. J. M., Vinters, H. V., Simonsen, R. L., Siu, K. Primary intraventricular hemorrhage in adults. Stroke. 17, 872-877 (1986).
- Strajle, J., Garton, H. J. L., Maher, C. O., Muraszko, K., Keep, R. F., Xi, G. Mechanisms of hydrocephalus after neonatal and adult intraventricular hemorrhage. Translational Stroke Research. 3, 25-38 (2012).
- Murao, K., Rossi, C., Cordonnier, C. Intracerebral hemorrhage and cognitive decline. Revue Neurologique. 169, 772-778 (2013).
- Al-Khindi, T., Macdonald, R. L., Schweizer, T. A. Cognitive and functional outcome after aneurysmal subarachnoid hemorrhage. Stroke. 41, 519-536 (2010).
- Kreiter, K. T., et al. Predictors of cognitive dysfunction after subarachnoid hemorrhage. Stroke. 33, 200-208 (2002).
- Zanaty, M., et al. Intraventricular extension of an aneurysmal subarachnoid hemorrhage is an independent predictor of a worse functional outcome. Clinical Neurology and Neurosurgery. 170, 67-72 (2018).
- Gabrielian, L., Willshire, L. W., Helps, S. C., vanden Heuvel, C., Mathias, J., Vink, R. Intracranial pressure changes following traumatic brain injury in rats: lack of significant change in the absence of mass lesions or hypoxia. Journal of Neurotrauma. 28, 2103-2111 (2011).
- Kolar, M., Nohejlova, K., Duska, F., Mares, J., Pachl, J. Changes of cortical perfusion in the early phase of subarachnoid bleeding in a rat model and the role of intracranial hypertension. Physiological Research. 66, 545-551 (2017).
- Ariesen, M. J., Claus, S. P., Rinkel, G. J. E., Algra, A. Risk factors for intracerebral hemorrhage in the general population. A systematic review. Stroke. 34, 2060-2066 (2003).
- MacLellan, C. L., Paquette, R., Colbourne, F. A critical appraisal of experimental intracerebral hemorrhage research. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 32, 612-627 (2012).
- Hartman, R., Lekic, T., Rojas, H., Tang, J., Zhang, J. H. Assessing functional outcomes following intracerebral hemorrhage in rats. Brain Research. 1280, 148-157 (2009).
