СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ИШЕМИИ СПИННОГО МОЗГА Российский патент 2003 года по МПК G09B23/28 

Предлагаемое изобретение относится к медицине, а именно к способам моделирования.

Известны различные способы моделирования ишемии спинного мозга у лабораторных животных путем травмы позвоночника, компрессии спинного мозга, гипоксии (в барокамере), гипотонии (кровопускание), что приводит к незначительно выраженным ишемическим повреждениям спинного мозга (см. Kochanowski J. , Harat M. "Electrophysiological investigations of the mild spinal cord injury in rats", Acta Neurobiol. Exp. (Warsz), 1997, 57(3), p. 197-202; Fehlings M. G., Noshmi R. 2A new model of acute compressive spinal cord injury in vitro", J. Neurosci Methods, 1997, Feb. 71(2), p. 215-224.)
Известен способ моделирования ишемии спинного мозга путем перевязки нисходящей аорты (см. Qayumi A.K., Gillespie K.D., Lyster D.M., Janusz M.T. "Animal model for investigation of spinal cord injury caused by aortic cross-champing", J. Invest Surg., 1997, Jan.-Apr., 10(1-2), p. 47-52). Однако данный способ обладает высокой травматичностью и сложностью доступа к нисходящей аорте.

Наиболее близким к предложенному является способ моделирования ишемии спинного мозга путем введения катетера Fogarty через левую сонную артерию в нисходящую аорту (см. 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 (United States), Oct. 1996, 27(10), р. 1850). Однако известный способ моделирования основан на снижении кровотока в дистальных отделах аорты путем сужения ее просвета на определенном участке, способ сложен в применении, требует значительных экономических затрат. При окклюзии аорты возникает перерастяжение ее стенок и раздражение рецепторов аорты, что влияет на артериальное давление и вызывает нежелательные различные висцеральные рефлексы. Это приводит к снижению достоверности результата. Окклюзия аорты осуществляется локально, что сохраняет возможность коллатерального перетока крови к дистальным отделам аорты и снижает выраженность ишемии, что также снижает воспроизводимость способа.

Техническим результатом предлагаемого способа моделирования являются приближение к клинике, высокая воспроизводимость результата, малая травматичность, легкость реализации способа и отсутствие нежелательных рефлексов с рецепторов аорты.

Технический результат достигается путем введения катетера через левую сонную артерию в нисходящую аорту выше уровня диафрагмы. Новым в достижении поставленного результата является то, что через бедренную артерию вводят два окклюдера и дополнительно через левую сонную артерию по направлению к окклюдерам вводят 0,3 мл 1% раствора феракрила. В качестве окклюдера используют стерильную нить из хромированного кетгута 2,0. Введение окклюдера вызывает нарушение кровоснабжения по крестцовым корешковым артериям. Кетгутовая нить служит матрицей для оседания комплекса белок-железистая соль полиакриловой кислоты (феракрил), что увеличивает толщину окклюдеров и закрывает просвет брюшной аорты на всем ее протяжении без изменения диаметра сосуда, что приводит к высокой воспроизводимости способа и приближении модели к реальным условиям облитерации и тромбоза аорты.

Введение феракрила обусловлено тем, что он связывается, в основном, с альбуминовой фракцией белков крови, образуя с ними вязкие, каучукоподобные, нерастворимые комплексы. Феракрил не проникает через биологические барьеры, не обладает выраженными токсическими свойствами, тем самым не влияет на активность физиологических и патофизиологических процессов. Введение феракрила более 0,3 мл вызывает гибель животного от эмболии ветвей аорты.

Введение окклюдеров через бедренные и подвздошные артерии нарушает коллатеральный ток крови через крестцовые корешковые артерии к анастоматической петле конуса спинного мозга, что приближает предлагаемую модель к клинике и повышает выраженность ишемических изменений спинного мозга.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается тем, что два окклюдера вводят через бедренную артерию и дополнительно через левую сонную артерию по направлению к окклюдерам вводят 0,3 мл 1% раствора феракрила, что соответствует критерию "новизна".

Новая совокупность признаков позволяет приблизить модель к клинике, способ обладает высокой воспроизводимостью результатов, малой травматичностью, быстротой и легкостью реализации, не требует больших экономических затрат, что соответствует критерию "промышленная применимость".

При анализе известных способов было выявлено, что в них отсутствуют сведения о влиянии отличительных признаков заявленного способа на достижение технического результата, что соответствует критерию "изобретательский уровень".

Способ осуществляют следующим образом.

Под поверхностным наркозом у животных выделяют левую и правую бедренные артерии. Для этого производят разрез мягких тканей от середины паховой связки к коленному суставу. Мягкие ткани препарируют. Выделяют бедренную артерию, под артерию подводят лигатуру.

После выделения артерий последние лигируются. Хирургической иглой с круглым сечением производят перфорацию стенки бедренной артерии выше места перевязки. В артерию по направлению к сердцу вводят окклюдер. Глубину введения окклюдера определяют расстоянием от мечевидного отростка до основания хвоста. То же повторяют на противоположной стороне. Производят выделение левой общей сонной артерии. У крыс рассекают мягкие ткани передней поверхности шеи по средней линии. Выделяют левую общую сонную артерию. Под сосуд подводят две лигатуры (верхнюю и нижнюю). Перевязывают артерию верхней лигатурой для предупреждения массивного кровотечения. Подведенным под сонную артерию пинцетом приподнимают сосуд и производят введение 0,3 мл 1% раствора феракрила по направлению к окклюдерам. Не вынимая иглы из артерии, общую сонную артерию повторно перевязывают нижней лигатурой, ниже места перфорации. Регистрируют время введения феракрила и начинают отсчет времени ишемии. Извлекают иглу и ушивают мягкие ткани шеи.

В течение 40-45 минут каждые 5 минут определяют тонус мышц, сохранность движений, глубокой, тактильной, температурной и болевой чувствительностей в задних конечностях животного. Через 40-45 минут окклюдеры извлекают. Для этого под бедренную артерию выше места перфорации подводят лигатуру, окклюдер извлекают и сосуд перевязывают. Раны ушивают. В качестве окклюдера используют стерильную нить из хромированного кетгута 2,0. Нить нарезают на фрагменты по 7 см.

Для проведения эксперимента берут 3 группы крыс обоего пола весом 110-160 грамм по 6 крыс в каждой группе. Первой группе крыс производят введение окклюдеров без введения феракрила на 2-3 часа. В этом случае отмечают легкое нарушение движений без нарушения чувствительности в дистальных отделах задних конечностей животного, что свидетельствует об ишемии нервных корешков вследствие нарушения кровообращения по подвздошным и крестцовым корешковым артериям. Второй группе крыс вводят феракрил без введения окклюдеров. В этом случае отмечают гибель крыс в первые 6 часов после введения феракрила вследствие эмболии ветвей аорты. Третьей группе крыс моделируют ишемию спинного мозга по предлагаемому способу. В течение 45 минут каждые 5 минут определяют сохранность движений, глубокой, тактильной, температурной и болевой чувствительностей в задних конечностях. Критериями правильности методики являются:
1. Постепенное симметричное угасание чувствительности и рефлексов в задних конечностях в процессе ишемии.

2. Видимое побледнение и похолодание задних конечностей после введения окклюдеров и 1% раствора феракрила.

3. Гематурия сразу или через несколько минут после извлечения окклюдеров.

4. Наличие равномерного белкового налета по длине окклюдеров после извлечения последних.

5. Параплегия по периферическому типу и анестезия в задних конечностях после пробуждения животного (см. фиг.1)
6. Видимые ишемические изменения внутренних органов (почек, печени, кишечника и др.) и атрофия мышц поясничной области и задних конечностей (см. фиг.2).

Выполнение критериев эксперимента позволяет достичь высокую воспроизводимость результатов.

Оценку сохранности чувствительности и движений определяют по 6-балльной шкале, разработанной авторами (см. табл.1).

Выраженность ишемии определяют на основании времени исчезновения признаков сохранности чувствительности или устойчивой степени снижения чувствительности после извлечения окклюдеров по 5-балльной шкале, разработанной авторами (см. табл.2).

Для характеристики скорости нарастания ишемических нарушений фиксируют время снижения реакции на стимуляцию.

У животных третьей группы среднее время снижения глубокой, тактильной, температурной и болевой чувствительностей соответственно составляла 18,5, 15 и 17,5 минут. Средняя степень снижения этих видов чувствительностей соответственно составляла 3,3, 3,6 и 3,3 балла.

Через 48 часов крыс забивали. Извлекали спинной мозг и фиксировали в 96% спирте. Изучали срезы спинного мозга на уровне поясничного утолщения, окрашенные гематоксилин-эозином.

При гистологическом исследовании обнаруживались ишемические изменения серого и белого вещества спинного мозга: деструкция волокнистых структур, пикноз ядер, хроматолиз, клетки-тени.

Таким образом, предлагаемый способ моделирования ишемии спинного мозга является приближенным к клинике, обладает высокой воспроизводимостью результатов.

Способ может быть использован в медицине. Под поверхностным наркозом у животных выделяют левую и правую бедренную артерии. Через бедренную артерию вводят два окклюдера и через левую сонную артерию по направлению к окклюдерам вводят 0,3 мл 1%-ного раствора феракрила. Способ малотравматичен, позволяет избежать нежелательных рефлексов с дуги аорты. 2 табл., 2 ил.

Способ моделирования ишемии спинного мозга у крыс путем введения катетера через левую сонную артерию в нисходящую аорту выше уровня диафрагмы, отличающийся тем, что дополнительно через бедренные артерии в подвздошные артерии вводят окклюдеры из хромированного кетгута, а через левую сонную артерию по направлению к окклюдерам вводят 0,3 мл 1%-ного раствора феракрила и через 40-45 мин окклюдеры извлекают.