Способ моделирования глобальной ишемии головного мозга у крыс


 


Владельцы патента RU 2544369:

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт фармакологии имени Е.Д. Гольдберга" Сибирского отделения Российской академии медицинских наук ФГБУ "НИИ фармакологии имени Е.Д. Гольдберга" СО РАМН (RU)

Изобретение относится к экспериментальной медицине и биологии. Осуществляют окклюзию магистральных сосудов, кровоснабжающих головной мозг. При этом доступ к левой общей сонной артерии осуществляют через вентральную поверхность шеи, а доступ к плечеголовному стволу и левой подключичной артерии осуществляют через первое межреберье справа и слева - в обход плевральной полости. Способ позволяет снизить посттравматические осложнения животных, что достигается за счет хирургического доступа к артериям в обход плевральной полости. 2 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к экспериментальной медицине и биологии и может быть использовано для моделирования глобального ишемического и реперфузионного повреждения головного мозга.

Известен способ моделирования глобальной ишемии головного мозга у крыс путем окклюзии четырех магистральных артерий, кровоснабжающих головной мозг [1]. Недостатками данного способа являются: двухэтапность воспроизведения модели (коагуляция позвоночных артерий в первый день и пережатие сонных артерий во второй день эксперимента), частичная ишемия вертебро-базиллярного бассейна, сохраняющаяся в период рециркуляции крови по сонным артериям, труднодоступность позвоночных артерий, риск повреждения ствола мозга при коагуляции позвоночной артерии. Последующие модификации данного способа моделирования глобальной ишемии головного мозга не устранили эти его существенные недостатки [2, 3].

Известен способ моделирования глобальной ишемии головного мозга у крыс, представляющий собой модификацию четырехсосудистой модели глобальной ишемии головного мозга, воспроизводимую в один этап, при одномоментной окклюзии общих сонных артерий с наложением хирургических микрозажимов на вертебральные артерии между вторым и третьим шейными позвонками [4]. Однако при этом также не исключается коллатерального кровоснабжения головного мозга у крыс, осуществляемого по вентральной спинномозговой артерии.

Наиболее близким способом моделирования глобальной ишемии головного мозга (прототипом) является способ экстракраниальной окклюзии сосудов, кровоснабжающих головной мозг (плечеголовного ствола, левой подключичной артерии и левой общей сонной артерии) [5]. Этот способ моделирования глобальной ишемии головного мозга лишен недостатков вышеуказанных способов: позволяет проводить операцию одноэтапно, создает состояние глобальной ишемии ткани головного мозга, исключающей коллатеральное и редуцированное кровоснабжение.

Недостатком данного способа является его повышенная травматичность, так как используется подход к дуге аорты и магистральным артериям, кровоснабжающим головной мозг, через вскрытие грудной клетки по нижнему краю III ребра. При этом повреждается плевральная полость, возникает пневмоторакс с необходимостью перевода животных на искусственное дыхание. О тяжести хирургического вмешательства при реализации этого способа свидетельствует гибель крыс в группе ложнооперированных животных [6].

Задачей данного изобретения является разработка способа моделирования глобальной ишемии головного мозга, который исключает пневмоторакс и снижает травматичность хирургического доступа к артериям, кровоснабжающим головной мозг.

Поставленная задача решается созданием способа моделирования глобальной ишемии головного мозга у крыс. Доступ к левой общей сонной артерии осуществляется через вентральную поверхность шеи, а доступ к плечеголовному стволу и левой подключичной артерии осуществляют через первое межреберье справа и слева соответственно в обход плевральной полости. При этом исключается пневмоторакс. Как следствие, отсутствует необходимость использования аппарата искусственной вентиляции легких в период проведения хирургического вмешательства. Это приводит к снижению травматичности хирургического вмешательства, отсутствию гибели крыс в группе ложнооперированных животных и отсутствию у них неврологического дефицита.

Новым в предлагаемом способе является то, что доступ к левой общей сонной артерии осуществляют через вентральную поверхность шеи, а доступ к плечеголовному стволу и левой подключичной артерии осуществляют через первое межреберье справа и слева соответственно в обход плевральной полости.

Отличительные признаки проявили в заявляемой совокупности новые свойства, явным образом не вытекающие из уровня техники в данной области и неочевидные для специалиста. Идентичной совокупности признаков не обнаружено в патентной и научно-медицинской литературе. Предлагаемое изобретение может быть использовано для моделирования ишемических и реперфузионных повреждений головного мозга, наблюдаемых в клинике при остановке сердца и при последующих реанимационных действиях, при хирургических операциях с применением искусственного кровообращения, для изучения патогенеза ишемических и реперфузионных нарушений головного мозга, поиска новых средств фармакотерапии ишемических и реперфузионных повреждений головного мозга.

Исходя из вышеизложенного следует считать предлагаемое изобретение соответствующим условиям патентоспособности «Новизна», «Изобретательский уровень», «Промышленная применимость».

Способ осуществляется следующим образом.

Эксперименты выполнены на аутбредных крысах-самцах Вистар (n=33) массой 220-240 г, полученных из клиники лабораторных животных ФГБУ «НИИ фармакологии имени Е.Д. Гольдберга» СО РАМН. Эксперименты на животных проведены в соответствии с правилами, принятыми Европейской Конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных научных целей [7].

Хирургические вмешательства проводили в асептических условиях. Крыс наркотизировали хлоралгидратом (450 мг/кг внутрибрюшинно), интубировали без нарушения целостности трахеи и оставляли на самостоятельном дыхании, поскольку использованный нами доступ к сосудам, кровоснабжающим головной мозг, исключал вскрытие плевральной полости. По средней линии вентральной поверхности шеи делали разрез, выделяли и затем лигируровали левую общую сонную артерию. На вентральной поверхности грудной клетки делали поперечный разрез кожи на уровне первого межреберья, проходящий над реберным хрящом I правого ребра, грудной костью и реберным хрящом I левого ребра. Разрезали межреберные мышцы в правом межреберье между реберными хрящами I и II ребер до грудной кости, разводили ребра с помощью ранорасширителя, выделяли плечеголовной ствол проксимальней отхождения правой подключичной артерии, осторожно отодвигая верхнюю полую вену, и с помощью малой лигатурной иглы Купера лигировали выделенный сосуд. Затем разрезали межреберные мышцы в левом межреберье между реберными хрящами I и II ребер до грудной кости, разводили ребра с помощью ранорасширителя, выделяли левую подключичную артерию, осторожно отодвигая левую верхнюю полую вену, и с помощью малой лигатурной иглы Купера лигировали выделенный сосуд. После подключения аппарата искусственной вентиляции к интубационной трубке по открытой схеме производили пережатие лигированных сосудов в течение 7 мин, после чего лигатуры снимали и послойно ушивали раны. Использование аппарата искусственного дыхания в период создания глобальной ишемии головного мозга обусловлено остановкой дыхания при пережатии магистральных сосудов, кровоснабжающих головной мозг.

После восстановления ритмичного самостоятельного дыхания животных экстубировали. У ложнооперированных животных проводили аналогичное оперативное вмешательство, но без наложения лигатур на сосуды.

Неврологический дефицит оценивали по шкале Stroke-index McGraw в нашей модификации суммой баллов по исследуемым показателям [8]. Оценку функционального состояния высшей нервной деятельности проводили на 1-е, 3-и и 5-е сутки после воспроизведения модели глобальной ишемии головного мозга по следующим показателям: спонтанная двигательная активность (нормальная, повышенная или сниженная, отсутствие), расстройства походки (скованность, шаткость, замедленность движений, нарушение ориентации), рефлексы отдергивания хвоста, обеих передних и задних лап, реакция на звук, тремор, судороги, тонус мышц туловища и конечностей (нормальный, повышенный, отсутствие), признаки птоза (отсутствие, односторонний, двусторонний). Каждый показатель оценивали в баллах: 0 баллов - норма; 1 балл - умеренно выраженные изменения; 2 балла - резко выраженные изменения.

Выживаемость животных регистрировали на 1-е, 3-и и 5-е сутки после глобальной ишемии головного мозга с реперфузией.

Результаты, свидетельствующие об эффективности использования предложенного способа, изложены в примерах 1 и 2.

Пример 1. В группе ложнооперированных животных проведенные оперативные вмешательства без наложения лигатур на магистральные сосуды дуги аорты не вызывали гибели крыс (таблица 1). К 1-м суткам после оперативного вмешательства у крыс этой группы наблюдались лишь легкие изменения спонтанной двигательной активности, которые в последующие сроки исчезали. Средний балл неврологического дефицита составил в 1-е сутки 0,4±0,2 балла, в последующие сроки наблюдения неврологических нарушений не выявлено (таблицы 2 и 3).

Пример 2. В группе опытных животных к 1-м суткам после глобальной ишемии головного мозга с репефузией погибло 30,4% животных, что примерно соответствует выживаемости крыс при воспроизведении у них способа по прототипу [6]. К 3-м суткам наблюдения смертность возросла до 43,5%, к 5-м суткам - до 52,2% (таблица 1).

В первые 2-5 ч после глобальной ишемии головного мозга с репефузией у крыс опытной группы наблюдались наиболее тяжелые симптомы поражения ЦНС в виде арефлексии, судорог, спастического паралича конечностей, тонического напряжения мышц туловища, бокового положения.

У крыс опытной группы средний балл неврологического дефицита к 1 суткам после воспроизведения глобальной ишемии головного мозга составил 9,3±1,7 балла с последующим уменьшением к 3-м суткам до 7,7±1,9 и к 5-м -4,4±0,9 (таблица 2).

Таблица 1
Выживаемость животных после глобальной ишемии головного мозга с реперфузией, %
Группы животных 1 сут 3 сут 5 сут
Ложнооперированные (n=10) 100 100 100
Ишемия (n=23) 69,6∗ 56,5∗ 47,8∗
Примечание. В таблицах 1-2 ∗ - p<0,05 по сравнению с показателями ложнооперированных животных.
Таблица 2
Средний балл неврологического дефицита у крыс после глобальной ишемии головного мозга с реперфузией
Группы животных 1 сут 3 сут 5 сут
Ложнооперированные (n=10) 0,4±0,2 0 0
Ишемия (n=23) 9,3±1,7∗ 7,7±1,9∗ 4,4±0,9∗

Таким образом, глобальная ишемия головного мозга с реперфузией, вызываемая окклюзией плечеголовного ствола, левой подключичной артерии и левой общей сонной артерии, сопровождается явлениями выраженного и стойкого неврологического дефицита. Используемый в данном способе доступ к магистральным сосудам, снабжающим кровью головной мозг, без повреждения плевральной полости позволяет сделать модель менее травматичной, снижает отход опытных животных и, судя по результатам выживаемости ложнооперированных крыс, позволяет минимизировать последствия хирургического вмешательства.

Список использованных источников

1. Pulsinelli W.A., Brierley J.B. A new model of bilateral hemispheric ischemia in the unanesthetized rat // Stroke. - 1979. - Vol.10, №3. - P.267-272.

2. Sugio K., Horigome N., Sakaguchi Т., Goto M. A model of bilateral hemispheric ischemia-modified four-vessel occlusion in rats // Stroke. - 1988. - Vol.19, №7. P.922.

3. Pulsinelli W.A., Buchan A.M. The four-vessel occlusion rat model: method for complete occlusion of vertebral arteries and control of collateral circulation // Stroke. - 1988; Vol.19. - P.913-914.

4. Yamaguchi M., Calvert J.W., Kusaka G., Zhang J.H. One-stage anterior approach for four-vessel occlusion in rat // Stroke. - 2005. - Vol.36, №10. - P.2212-2214.

5. Патент РФ 2464645. Способ моделирования глобальной ишемии головного мозга у мелких лабораторных животных.

6. Щербак Н.С., Галагудза М.М., Кузьменков А.Н. и др. Новый способ момделирования обратимой глобальной ишемии головного мозга // Бюл. экперим. биол. и мед. - 2011. - Т.152, №11. - С.592-595.

7. European Convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes // ETS №123. Strasbourg. 1986.

8. McGraw C.P. Experimental cerebral infarction: effects of pentobarbital in Mongolian gerbils // Arch. Neurol. - 1977. - Vol.34. - P.334-336.

Способ моделирования глобальной ишемии головного мозга у крыс путем окклюзии магистральных сосудов, кровоснабжающих головной мозг, отличающийся тем, что доступ к левой общей сонной артерии осуществляют через вентральную поверхность шеи, а доступ к плечеголовному стволу и левой подключичной артерии осуществляют через первое межреберье справа и слева соответственно в обход плевральной полости.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к медицине и вирусологии и касается разработки способов создания биологической модели цитомегаловирусной инфекции человека. Один из вариантов способа включает прививку (вживление) иммунодефицитным мышам nude имплантата, представляющего собой биодеградируемый матрикс.

Изобретение относится к области медицины, а именно к анестезиологии. Используют экспериментальную модель дурального мешка, включающую прозрачную трубку ПВХ диаметром 1,5 см и длиной 40 см, алюминиевую втулку, трупную твердую мозговую оболочку (ТМО), которую герметично фиксируют пластиковым хомутом к концу трубки ПВХ со стороны вставленной алюминиевой втулки, и стойку для капельницы.
Изобретение относится к области медицины, предназначено для коррекции эндотелиальной дисфункции у беременных и связанной с этим нарушением микроциркуляции в плаценте.
Изобретение относится к экспериментальной медицине, патологической физиологии, гастроэнтерологии, хирургии. Способ моделирования острого панкреатита в эксперименте заключается в том, что лабораторному животному - нелинейной белой крысе - перорально в течение 21 дня вводят нестероидный противовоспалительный препарат Римадил Р в разовой дозе 40 мг/кг массы тела животного, один раз в день, за один час до кормления.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и касается разработки вопросов коррекции острого повреждения легких в пульмонологии, неотложной терапии и реанимации.

Изобретение относится к медицине, а именно к топографической анатомии, рентгенологии, колопроктологии и может быть использовано при рентгенологическом исследовании анатомии порто-кавальной системы прямой кишки человека.

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной хирургии, нейрохирургии, и может быть использовано для профилактики послеоперационного рубцово-спаечного эпидурита.
Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной хирургии, и может быть использовано для моделирования хронического панкреатита. Способ включает создание гипертензии в билиопанкреатическом протоке.

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано в научной и клинической практике при разработке консервативных и оперативных методов лечения осевой близорукости.
Изобретение относится к экспериментальной медицине и касается моделирования панкреатопатии, вызванной нестероидным противовоспалительным препаратом (НПВП-панкреатопатии).

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной хирургии, и может быть использовано для профилактики интраоперационных кровотечений на фоне введения гепарина до операции. При проведении эксперимента кроликам-самцам за один час до оперативного вмешательства осуществляют внутривенное введение раствора, содержащего фибрин-мономер в концентрации 11 мг/мл и мочевину в концентрации 150 мг/мл. При этом доза фибрин-мономера составляет 0,25 мг/кг. Способ обладает высокой эффективностью, так как не только снижает объем кровопотери, но и не вызывает тяжелые гемодинамические нарушения и аллергические реакции. 2 ил.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, патофизиологии и может быть использовано при изучении атеросклеротического процесса. Для этого проводят моделирование атеросклероза путем кормления исследуемых животных атерогенным рационом. В качестве атерогенного рациона в течение 12 месяцев у крыс используют питьевую воду, свеклу, морковь, картофель и зерно пшеницы из Присурского субрегиона Чувашской республики, неблагополучного в отношении распространенности атеросклероза, ишемической болезни сердца, смертности от острого инфаркта миокарда. Способ обеспечивает создание модели атеросклероза, максимально приближенной к естественным условиям среды проживания людей, что позволяет выявлять специфические механизмы патогенеза и разрабатывать эффективные мероприятия первичной профилактики заболевания. 4 табл., 8 ил.
Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной медицине и гастроэнтерологии, и может быть использовано для энтеро- и панкреатопротективного воздействия нестероидными противовоспалительными препаратами при моделировании язвы желудка и/или панкреатита в эксперименте. Для этого перед моделированием проводят курсы введения кетанова, целебрекса или кетонала. Препараты вводят парентерально. В течение первых трех дней курса в дозе 2,5-3,1 мг/кг. Далее в течение трех дней препараты вводят в дозе 1,5-2,4 мг/кг. Затем в течение четырех дней в дозе 0,5-1,4 мг/кг с последующим повторением курса через 1,5-2 мес. При этом первые три дня повторного курса доза препарата составляет 0,7-2,0 мг/кг. Последующие три дня доза составляет 2,1-2,6 мг/кг. Заключительные четыре дня доза препарата составляет 2,7-3,1 мг/кг. Способ обеспечивает эффективное энтеро- и панкреатопротективное воздействие нестероидными противовоспалительными препаратами при моделировании язвы желудка и/или панкреатита в эксперименте при снижении токсичности воздействия. 3 пр.

Изобретение относится к медицине, а именно к анатомии, патологической анатомии, топографической анатомии, проктологии и гастроэнтерологии, и может быть использовано при изучении особенностей венозной ангиоархитектоники прямой кишки человека в норме и при патологии. Для этого проводят изъятие комплекса прямой кишки с сосудистыми структурами. Венозные сосуды промывают. Затем их плотно и равномерно заполняют инъекционной средой «РЕДОНТ-КОЛИР». Причем окрашенную наливную массу нагнетают в систему верхней прямокишечной вены при одновременном нагнетании наливной массы, окрашенной в другой цвет, в систему средних и нижних прямокишечных вен. При этом контролируют полное заполнение вен по единовременному обратному току наливной массы из этих сосудов. Далее препарат помещают в 10% раствор формалина на двое суток. Просвет органа заполняют монтажной пеной MACROFLEX. Препарат помещают в 10% раствор формалина на 24 часа для фиксации. Препарируют слепки вен прямой кишки и ее стенки острым и тупым путем. Готовый препарат покрывают бесцветным лаком ХВ-784. Способ позволяет определить точное количество и место расположения порто-кавальных анастомозов, на уровне которых сообщаются обе венозные системы, а также оптимизировать изготовление муляжей вен прямой кишки. 1 ил.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, в частности к стоматологии, и предназначено для моделирования хронического пародонтита. Создание модели у крыс осуществляют под анестезией путем нанесения острой механической травмы мягких тканей десны. Для этого вводят цельнометаллическую иглу длиной 12 мм в десневой край с вестибулярной поверхности правого нижнего зуба с медиального края вплотную вдоль зуба с небольшим усилием для разрыва тканей и внедрения в костную ткань челюсти. Простой, надежный, минимально травмирующий способ обеспечивает развитие хронического пародонтита у крыс и дает возможность для исследования, поиска или создания новых лекарственных форм, предназначенных для лечения этого заболевания. 1 ил., 1 пр.
Изобретение относится к экспериментальной биологии и медицине и дает возможность изучения патогенеза силикоза. Для моделирования этой патологии проводят затравку лабораторных животных пылью промышленного происхождения путем ингаляционного запыления углем в течение 4 часов в сутки. При этом используют уголь марки газовожирный в концентрации 50 мг/м3 с размером частиц до 5 микрон. Запыление проводят в прерывистом режиме, состоящем из чередования шести 20-минутных периодов подачи воздушно-пылевой среды и шести 20-минутных перерывов с подачей чистого воздуха. Запыление проводят 5 раз в неделю с общей продолжительностью эксперимента от 3 до 12 недель. Способ позволяет создать модель патологических изменений при различной стадии развития силикоза, адекватной промышленным условиям, что позволяет наиболее полно изучить механизмы развития указанной патологии, профилактика и лечение которой являются одной из важнейших проблем медицины труда, промышленной гигиены и профпатологии. 2 табл., 2 пр.

Изобретение относится к области медицины и предназначено для обучения операционной бригады, работающей в команде, в условиях, максимально приближенных к реальным. Тренажер выполнен в виде единого программно-аппаратного комплекса, содержащего модуль управления, включающего систему визуализации и блок сопряжения, подключенные к ЭВМ, модуль эндохирургии, модуль имитатора пациента. Введен модуль анестезии, включающий имитатор ввода лекарственных средств в виде системы ввода информации, реализованной в виде сенсорного монитора, и имитатор наркозно-дыхательного аппарата, содержащий панель управления искусственной вентиляции легких и имитатор испарителя анестетиков. Модуль эндохирургии, модуль имитатора пациента и модуль анестезии соединены двусторонней связью с модулем управления. Тренажер позволяет отрабатывать практические навыки хирургам, ассистентам, анестезиологам и операционным сестрам в режиме реального времени путем полного погружения обучающихся в ситуацию, смоделированную в учебных целях. 2 ил.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в медицинских тренажерах. Привод содержит устройства линейного перемещения и вращательного движений удлиненного инструмента с устройствами регулируемого торможения и датчики слежения за перемещениями удлиненного инструмента. Устройство линейного перемещения удлиненного инструмента и устройство регулируемого торможения выполнены воедино в виде линейного электромагнитного двигателя. Устройство вращательного движения с устройством регулируемого торможения выполнены в виде электромагнитного двигателя, где удлиненный инструмент выполнен в виде трубчатого инструмента с магнитами внутри и располагается внутри линейного электромагнитного двигателя, осуществляющего регулируемое линейное перемещение трубчатого инструмента, который взаимодействует с ротором электромагнитного двигателя, например, шлицевым соединением. Двигатели линейного перемещения и вращательного движений расположены соосно и снабжены блоками управления двигателями, взаимодействующими с блоком сопряжения. Изобретение обеспечивает повышение точности тактильных ощущений и расширение технических возможностей привода. 4 ил.
Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной хирургии и фармакологии, и может быть использовано для коррекции ишемии скелетной мыщцы. Для этого лабораторным животным на вторые сутки эксперимента моделируют ишемию мышц голени оперативным удалением участка магистральных сосудов, включающего бедренную, подколенную, переднюю и заднюю большеберцовые артерии. Коррекцию ишемии проводят внутрижелудочным введением дигидрокверцетина в суточной дозе 5,5 мг/кг каждые 46 часов первые 7 суток эксперимента. Способ обеспечивает эффективное лечение ишемии скелетной мышцы за счет стимуляции неоангиогенеза, что подтверждается результатами лазерной доплеровской флоуметрии и морфологического исследования. 1 пр.

Изобретение относится к экспериментальной медицине. Способ экспресс-моделирования износа полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки экспериментального модуля эндопротеза тазобедренного сустава заключается в использовании экспериментального модуля эндопротеза тазобедренного сустава, который имеет головку с ножкой, полиэтиленовый вкладыш металлической чашки или полиэтиленовую чашку и устройство для фиксации чашки. Головка состоит из керамики или металлических сплавов и имеет шероховатую поверхность. Экспериментальный модуль эндопротеза тазобедренного сустава фиксируют в специальном устройстве таким образом, чтобы головка находилась в полиэтиленовом вкладыше металлической чашки или полиэтиленовой чашке модуля эндопротеза, при этом продольная ось головки и ножки модуля эндопротеза были перпендикулярны плоскости входа в полиэтиленовую чашку или полиэтиленовый вкладыш металлической чашки модуля эндопротеза. После чего проводят динамические испытания на совместное сжатие и циклическое кручение в паре трения, а в конце эксперимента получают износ полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки. Изобретение обеспечивает возможность исследовать износ полиэтиленового вкладыша чашки или полиэтиленовой чашки экспериментального модуля эндопротеза тазобедренного сустава при перпендикулярном расположении продольной оси головки и оси шейки ножки модуля эндопротеза по отношению к плоскости входа в полиэтиленовую чашку или полиэтиленовый вкладыш металлической чашки модуля эндопротеза. 5 ил.
Наверх