Способ моделирования смерти головного мозга в эксперименте Российский патент 2023 года по МПК G09B23/28 

Изобретение относится к медицине, а именно к моделям для патофизиологии, реаниматологии и трансплантологии, и может быть использовано для изучения патогенеза смерти головного мозга (СГМ), исследования структурных, функциональных и метаболических изменений, развивающихся в органах потенциального донора со СГМ и прогнозирования жизнеспособности трансплантатов, а также с целью разработки методов предварительной фармакологической защиты трансплантатов в организме донора со СГМ.

СГМ наступает при полном и необратимом прекращении всех его функций, регистрируемом при работающем сердце и продолжающейся искусственной вентиляции легких (ИВЛ). СГМ может развиваться вследствие его прямого повреждения, в том числе при черепно-мозговой травме, внутричерепных кровоизлияниях, инфаркте мозга, опухолях мозга, закрытой острой гидроцефалии, внутричерепных оперативных вмешательствах. Вторичное повреждение головного мозга, как правило, возникает вследствие гипоксии, которая может иметь различный генез. [Приказ Министерства здравоохранения РФ от 25 декабря 2014 г. № 908н “О Порядке установления диагноза смерти мозга человека”]. Изъятие органов у доноров со СГМ в настоящее время является “золотым” стандартом клинической трансплантологии, позволяющим получить максимальное количество пригодных для трансплантации донорских органов [Мещерин С.С., Бельских Л.В., Круглов Д.Н., Семенова А.М. “Современный взгляд на посмертное донорство органов. Опыт ФГБУ "ФНЦТИО им. акад. В.И. Шумакова" Минздрава РФ” / Креативная хирургия и онкология. 2017; Т.7, №1: 25-33. DOI: 10.24060/2076-3093-2017-7-1-25-33].

Из существующего уровня техники известен способ моделирования СГМ у крыс, который заключается в том, что после проведения фронто-латеральной трепанации черепа с помощью микрохирургической дрели через трепанационное отверстие в субдуральное пространство помещается баллонный катетер Фогарти 14 G, при раздувании которого достигается механическое повреждение головного мозга [van der Hoeven et al. Effects of Brain Death and Hemodynamic Status on Function and Immunologic Activation of the Potential Donor Liver in the Rat / Annals of surgery. 2000; Vol. 232, №. 6: 804-813]. Данный способ моделирования СГМ рассматривался нами в качестве прототипа предлагаемого изобретения.

Основными недостатками известного способа моделирования СГМ являются необходимость выполнения инвазивного оперативного вмешательства в виде трепанации черепа, наличие специальных хирургических инструментов (дрель, сверло, баллонный катетер), а также возможные технические сложности при проведении баллонного катетера в полость черепа через отверстие в кости размером 1х1 мм, что значительно снижает воспроизводимость модели и удорожает ее исполнение.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка в эксперименте способа моделирования СГМ, лишенного перечисленных недостатков.

Для решения поставленной задачи экспериментальным животным (беспородные крысы, кролики) при осуществлении способа моделирования СГМ производят пункцию большой цистерны мозга и через пункционную иглу нагнетают в полость черепа атмосферный воздух под давлением.

Способ осуществляется следующим образом. Экспериментальное животное (беспородная крыса, кролик) наркотизируют диэтиловым эфиром. Катетеризируют левую общую сонную артерию, определяют систолическое, диастолическое и среднее артериальное давление (АД). После интубации трахеи, перехода на ИВЛ и расположения электродов для регистрации электрокардиограммы (ЭКГ) экспериментальное животное укладывают на живот, голову наклоняют кпереди. Далее нащупывают protuberantia occipitalis externa и остистый отросток II шейного позвонка, на середине расстояния между этими костными ориентирами производят вкол иглы 22 G с мандреном в мягкие ткани, далее иглу направляют косо кверху под углом 45°, продвигают вглубь, направляя ее вдоль чешуи затылочной кости, прокалывают membrana atlantooccipitalis, попадая в cisterna magna, что определяется по появлению капли спинномозговой жидкости в канюле после удаления мандрена. Иглу направляют горизонтально, продвигают в полость черепа на всю длину и соединяют с механическим тонометром. Вручную с помощью нагнетателя с обратным клапаном в полость черепа накачивают атмосферный воздух до достижения давления, равного среднему АД, что регистрируется по манометру, время экспозиции повышенного давления составляет 5 мин. Способ поясняется Фигурой «Схема осуществления способа моделирования смерти головного мозга в эксперименте», где: 1 - игла, находящаяся в cisterna magna, 2 - механический тонометр, соединенный с иглой.

СГМ при осуществлении предлагаемого способа закономерно развивается вследствие резкого увеличения внутричерепного давления и соответствующего снижения церебральной перфузии, что последовательно приводит к дисциркуляции, механическому повреждению и дислокации мозговых структур, и как следствие, прекращению всех функций головного мозга. Констатация СГМ у экспериментальных животных проводится на основании следующих общепринятых критериев: полное и устойчивое отсутствие сознания (кома), атония всех мышц, неподвижность глазных яблок, отсутствие фотореакции зрачков, окулоцефалических и роговичных рефлексов, отсутствие фарингеальных и трахеальных рефлексов при движении эндотрахеальной трубки в верхних дыхательных путях, отсутствие самостоятельного дыхания (апноэ), подтвержденное положительным тестом апноэтической оксигенации [Приказ Министерства здравоохранения РФ от 25 декабря 2014 г. № 908н “О Порядке установления диагноза смерти мозга человека”].

На протяжении всего эксперимента продолжают ИВЛ, мониторинг показателей гемодинамики и сердечного ритма, после констатации СГМ осуществляют коррекцию развивающихся гемодинамических нарушений для обеспечения адекватной перфузии потенциальных донорских органов.

Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью признаков, заключается в упрощении технического исполнения и снижении затрат на реализацию способа моделирования СГМ, что сопровождается повышением воспроизводимости и рентабельности модели.

Экспериментальные примеры конкретного выполнения

Пример 1. Эксперимент был проведен на половозрелой беспородной крысе-самце. Под эфирным наркозом после катетеризации левой общей сонной артерии для мониторинга АД, интубации трахеи и перехода на ИВЛ, расположения электродов для регистрации ЭКГ экспериментальное животное укладывали на живот, голову наклоняли кпереди. Далее на середине расстояния между protuberantia occipitalis externa и остистым отростком II шейного позвонка производили вкол иглы 22 G с мандреном в мягкие ткани, иглу направляли косо кверху под углом 45°, продвигали вглубь, направляя ее вдоль чешуи затылочной кости, прокалывали membrana atlantooccipitalis, попадая в cisterna magna, что определялось по появлению капли спинномозговой жидкости в канюле после удаления мандрена. Иглу направляли горизонтально, продвигали в полость черепа на всю длину и соединяли с механическим тонометром. Вручную с помощью нагнетателя с обратным клапаном в полость черепа накачивали атмосферный воздух до достижения давления, равного среднему АД, что отмечали по манометру, удерживали указанное давление в течение 5 мин. В пре- и постмортальном периоде продолжали ИВЛ, мониторинг показателей гемодинамики и сердечного ритма.

Пример 2. Эксперимент был проведен половозрелом беспородном кролике-самце. Под эфирным наркозом после катетеризации левой общей сонной артерии для мониторинга АД, интубации трахеи и перехода на ИВЛ, расположения электродов для регистрации ЭКГ экспериментальное животное укладывали на живот, голову наклоняли кпереди. Далее на середине расстояния между protuberantia occipitalis externa и остистым отростком II шейного позвонка производили вкол иглы 22 G с мандреном в мягкие ткани, иглу направляли косо кверху под углом 45°, продвигали вглубь, направляя ее вдоль чешуи затылочной кости, прокалывали membrana atlantooccipitalis, попадая в cisterna magna, что определялось по появлению капли спинномозговой жидкости в канюле после удаления мандрена. Иглу направляли горизонтально, продвигали в полость черепа на всю длину и соединяли с механическим тонометром. Вручную с помощью нагнетателя с обратным клапаном в полость черепа накачивали атмосферный воздух до достижения давления, равного среднему АД, что отмечали по манометру, удерживали указанное давление в течение 5 мин. В пре- и постмортальном периоде продолжали ИВЛ, мониторинг показателей гемодинамики и сердечного ритма.

Констатация СГМ у экспериментальных животных проводилась путем оценки уровня сознания и самостоятельного дыхания, фотореакции зрачков, окулоцефалических и роговичных рефлексов, фарингеальных и трахеальных рефлексов.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют, что предлагаемый в качестве изобретения способ моделирования СГМ соответствует общепринятым диагностическим критериям, т. е. клинически релеватен; несложен в техническом исполнении, отличается высокой воспроизводимостью, снижением затрат на реализацию и может быть использован в экспериментальной трансплантологии и реаниматологии.

Изобретение относится к медицине, а именно к моделям для патофизиологии, реаниматологии и трансплантологии, и предназначено для экспериментального моделирования смерти головного мозга. Способ включает нащупывание у наркотизированного животного protuberantia occipitalis externa и остистый отросток II шейного позвонка и на середине расстояния между ними производят вкол иглы 22 G с мандреном в мягкие ткани. Далее иглу направляют косо кверху под углом 45°, продвигают вглубь, направляя ее вдоль чешуи затылочной кости, прокалывают membrana atlantooccipitalis, попадая в cisterna magna. Иглу направляют горизонтально, продвигают в полость черепа на всю длину и соединяют с механическим тонометром. В полость черепа накачивают атмосферный воздух до достижения давления, равного среднему артериальному давлению. Время экспозиции повышенного давления составляет 5 мин. Способ обеспечивает упрощение технического исполнения, повышение воспроизводимости и рентабельности модели за счёт малоинвазивной методики исполнения, отсутствия необходимости использования специальных хирургических инструментов и необходимости проведения баллонного катетера в полость черепа. 1 ил., 2 пр.

Способ моделирования смерти головного мозга, отличающийся тем, что у наркотизированного экспериментального животного нащупывают protuberantia occipitalis externa и остистый отросток II шейного позвонка, на середине расстояния между этими костными ориентирами производят вкол иглы 22 G с мандреном в мягкие ткани, далее иглу направляют косо кверху под углом 45°, продвигают вглубь, направляя ее вдоль чешуи затылочной кости, прокалывают membrana atlantooccipitalis, попадая в cisterna magna, иглу направляют горизонтально, продвигают в полость черепа на всю длину и соединяют с механическим тонометром, в полость черепа накачивают атмосферный воздух до достижения давления, равного среднему артериальному давлению, время экспозиции повышенного давления составляет 5 мин.