СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЗЛОКАЧЕСТВЕННОГО ИШЕМИЧЕСКОГО ИНСУЛЬТА Российский патент 2024 года по МПК A61B17/00 G09B23/28 A61B17/12 A61L17/04 

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для моделирования злокачественного ишемического инсульта в бассейне средней мозговой артерии.

Наиболее тяжелой формой ишемического инсульта является злокачественный ишемический инсульт в бассейне средней мозговой артерии (СМА) (Сехвейл С.М. М, Гончарова З.А. Особенности клинической картины злокачественного ишемического инсульта в бассейне средней мозговой артерии // Российский нейрохирургический журнал имени профессора А.Л. Поленова. 2022. Т. XIV. №3. С. 77). Злокачественный ишемический инсульт в бассейне СМА характеризуется поражением 50% и более зоны ее кровоснабжения (Hacke W., Schwab S., Horn М., Spranger М., De Georgia М., Kummer R.V. Malignant middle cerebral artery territory infarction: clinical course and prognostic signs // Arch Neurol. 1996. N. 53. P. 314).

Злокачественный ишемический инсульт характеризуется высоким процентом летального исхода: при консервативном лечении до 95% случаев и до 46,2% при хирургическом лечении (Рында А.О., Павлов О.А., Вербицкий О.П., Подгорняк М.Ю., Игнатенко А.В., Воробьев Н.С. Результаты неотложной нейрохирургии при злокачественном течении ишемического инсульта // Сборник научных трудов научно-практической конференции «Джанелидзевские чтения». СПБ. 2023. С. 155).

Разработка экспериментальной модели злокачественного ишемического инсульта в бассейне СМА, максимально приближенной к реальным условиям, позволяет изучить патофизиологические и генетические механизмы, определить эффективность лечения злокачественного ишемического инсульта в бассейне СМА (Fluri F., Schuhmann М., Kleinschitz С. Animal models of ischemic stroke and their application in clinical research // Drug design development and therapy. 2015. Vol. 9. P. 3446).

Известны различные способы модели злокачественного ишемического инсульта в бассейне СМА (Сысоев Ю.И., Приходько В.А., Ивкин Д.Ю., Оковитый С.В. Использование моделей ишемического инсульта у кроликов в биомедицинских исследованиях // Формула фармации. 2019. Том 1. №1. С. 10-13; Голубев A.M. Модели ишемического инсульта (обзор) // General reanimatology. 2020. Vol. 16. N. 1. С. 60-62). Однако всем им присущи ряд недостатков, таких как необходимость выполнения краниотомии с возможностью повреждения мозговой ткани и нарушением герметичности черепа, развитие транзиторного и фокального характеров ишемии, низкая воспроизводимость злокачественного ишемического инсульта в бассейне СМА, имеющего клинические признаки максимально приближенью к реальным условиям и др. (Tamura A., Graham D.I., McCulloch., Teasdale G.M. Focal cerebral ischemia in the rat: Description of technique and early neuropathological consequences following middle cerebral artery occlusion // Journal of cerebral blood flow and metabolism. 1981. Vol. 1. N. 1. P. 59; Doerfler A., Forsting M., Reith W., Staff C., Sabine H., Schäbitz Wolf-Rüdiger, Kummer R.V., Hacke W., Sartor K. Decompressive craniectomy in a rat model of "malignant" cerebral hemispheric stroke: experimental support of an aggressive therapeutic approach // J. Neurosurgery 1996. Vol. 85. P. 857-858; Шмонин А.А. Перевязка средней мозговой артерии крысы: сравнение модификаций моделей фокальной ишемии мозга у крысы // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2011. Т. 10. N. 3. (39). С. 73).

Поэтому разработка новых способов моделирования злокачественного ишемического инсульта в бассейне СМА, имеющих клинические признаки, максимально приближенные к реальным условиям и сходные с клинической картиной злокачественного ишемического инсульта в бассейне СМА у пациентов, с целью изучения патогенеза, усовершенствования способов диагностики и лечения злокачественного ишемического инсульта, является актуальной задачей современной экспериментальной медицины.

Проведенными исследованиями по научно-медицинской и патентной литературе выявлены различные способы моделирования злокачественного ишемического инсульта в бассейне СМА.

В работе Doerfler A., Forsting М., Reith W., Staff С., Sabine Н., Schäbitz Wolf-Rüdiger, Kummer R.V., Hacke W., Sartor K. Decompressive craniectomy in a rat model of "malignant" cerebral hemispheric stroke: experimental support of an aggressive therapeutic approach // J. Neurosurgery 1996. Vol. 85. P. 854 описан способ моделирование злокачественного ишемического инсульта в бассейне СМА.

Способ включает выполнение срединного разреза на шее экспериментального животного - крысы, диссекцию общей сонной и наружной сонной артерий ипсилатерально, их перевязку, выполнение артеритотомии общей сонной артерии, введение во внутреннюю сонную артерию через выполненную артериотомию монофиламента до ощущения сопротивления, фиксацию монофиламента путем лигирования общей сонной артерии дистально от места артериотомии и ушивание раны.

В работе Shanbhag N.C., Henning R.H., Schilling L. Long-term survival in permanent middle cerebral artery occlusion: a model of malignant stroke in rats // Scientific reports. 2016. Vol. 6. P. 8 описан способ моделирования злокачественного ишемического инсульта в бассейне средней мозговой артерии.

Способ предусматривает введение монофиламента через наружную сонную артерию экспериментального животного - крысы, продвижение монофиламента во внутреннюю сонную артерию до начального сегмента СМА.

В работе Simard J.M., Tsymbalyuk N., Tsymbalyuk О., Ivanova S., Yurovsky V., Gerzanich V. Glibenclamide is superior to decompressive craniectomy in a rat model of malignant stroke // Stroke. 2009. Vol. 41. P. 532-533 описан способ моделирования злокачественного ишемического инсульта.

Способ предусматривает выполнение срединного разреза на шее экспериментального животного - крысы, выделение общей сонной, наружной сонной, внутренней сонной, крылонебной артерий и выполнение их лигирования. Выполняют катетеризацию наружной сонной артерии, вводят монофиламент в СМА, временно на 6 часов. После этого монофиламент удаляют и выполняют лигирование наружной сонной артерии в области катетеризации.

Недостатками вышеописанными способами являются: - недостаточная воспроизводимость модели, так как при реализации таких моделей развитие массивного постишемического отека полушария головного мозга, дислокационного синдрома и стойкого выраженного неврологического дефицита, приближенного к клинической практике, в частности, в виде пареза, расстройства сознания, нарушения дыхания, особенно при временной окклюзии не достигается в большинстве случаев (Doerfler А., Forsting М., Reith W., Staff С, Sabine Н., Schäbitz Wolf-Rüdiger, Kummer R.V., Hacke W., Sartor K. Decompressive craniectomy in a rat model of "malignant" cerebral hemispheric stroke: experimental support of an aggressive therapeutic approach // J. Neurosurgery 1996. Vol. 85. P. 861; Longa Z., Weinstein P.R., Carlson S., Cummins R. Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats // Stroke. 1989. Vol. 20. N. 1. P. 90; Шмонин A.A. Перевязка средней мозговой артерии крысы: сравнение модификаций моделей фокальной ишемии мозга у крысы // Регионарное кровообращение и микроциркуляция 2011. Т. 10. №3. (39). С. 73; Simard J.M., Tsymbalyuk N., Tsymbalyuk О., Ivanova S., Yurovsky V., Gerzanich V. - Glibenclamide is superior to decompressive craniectomy in a rat model of malignant stroke // Stroke. 2009. Vol. 41. P. 533), поскольку у экспериментального животного - крысы хорошо развиты лептоменингеальные коллатеральные сосуды (Doerfler A., Forsting M., Reith W., Staff C., Heiland S., Schabitz Wolf-Rudiger., Kummer R.V., Hacke W., Sartor K. Decompressive craniectomy in rat model of "malignant" cerebral hemispheric stroke: experimental support for an aggressive therapeutic approach // J. neurosurgery. 1996. Vol. 85. P. 858; Bederson J., Pitts L., Tsuji M., Nishimura M.C., Davis R.L. Rat middle cerebral artery occlusion: evaluation of the model and development of a neurologic examination // Stroke. 2015. Vol. 17. N. 3. P. 472; Garcia J.H. Experimental ischemic stroke: a review // Stroke. 1984. Vol. 15. N. 1. P. 5-6).

В работе Chen S.T., Hsu C.Y., Hogan E.L., Maricq H. Balentine J.D. A model of focal ischemic stroke in the rat: reproducible extensive cortical infarction // Stroke. 1986. Vol. 17. N. 4. P. 739. описан способ моделирования массивного ишемического инсульта в бассейне СМА.

Способ предусматривает выполнение краниотомии и лигирование СМА у экспериментального животного - крысы. Производят вскрытие твердой мозговой оболочки, выделяют корковую ветвь СМА, выполняют ее лигирование. Выполняют закрытие дефекта черепа и ушивают рану. После чего выполняют срединный кожный разрез на шее, выполняют диссекцию общей сонной артерии с двух сторон и лигирование общей сонной артерии.

Недостатками данного способа являются:

- травматичность, так как выполнение краниотомии нарушает герметичность черепа, может сопровождаться повреждением мозгового вещества и субарахноидального пространства (Tamura A., Graham D.I., McCulloch., Teasdale G.M. Focal cerebral ischemia in the rat: Description of technique and early neuropathological consequences following middle cerebral artery occlusion // Journal of cerebral blood flow and metabolism. 1981. Vol. 1. N 1. P. 59; Kaneko D., Nakamura N., Ogawa T. Cerebral infarction in rats using homologous emboli: development of a new experimental model // Stroke. 1985. Vol. 16. N. 1. P. 82).

- недостаточная воспроизводимость модели, так как в результате ее реализации, как правило, массивный ишемический инсульт развивается только в пределах корковых ветвей СМА и не сопровождается поражением не менее 50% бассейна ее кровоснабжения, как при злокачественном ишемическом инсульте (Brint S., Jacewicz М., Kiessling М., Tanabe J., Pulsinelli W. Focal brain ischemia in the rat: methods for reproducible neocortical infarction using tandem occlusion of the distal middle cerebral and ipsilateral common carotid arteries // Journal of cerebral blood flow and metabolism. 1988. Vol. 8. N 4. P. 476; Tamura A., Graham D.I., McCulloch., Teasdale G.M. Focal cerebral ischemia in the rat: Description of technique and early neuropathological consequences following middle cerebral artery occlusion // Journal of cerebral blood flow and metabolism. 1981. Vol. 1. N. 1. P. 59; Kaneko D., Nakamura N., Ogawa T. Cerebral infarction in rats using homologous emboli: development of a new experimental model // Stroke. 1985. Vol. 16. N. 1. P. 82), а также не сопровождается развитием массивного постишемического отека полушария головного мозга, дислокационного синдрома и стойкого выраженного неврологического дефицита, приближенного к клинической практике, в частности, в виде пареза, расстройства сознания, нарушения дыхания, поскольку у экспериментального животного - крысы хорошо развиты лептоменингеальные коллатеральные сосуды (Doerfler A., Forsting М., Reith W., Staff С., Heiland S., Schabitz Wolf-Rudiger., Kummer R.V., Hacke W., Sartor K. Decompressive craniectomy in rat model of "malignant" cerebral hemispheric stroke: experimental support for an aggressive therapeutic approach // J. neurosurgery. 1996. Vol. 85. P. 858; Bederson J., Pitts L., Tsuji M., Nishimura M.C., Davis R.L. Rat middle cerebral artery occlusion: evaluation of the model and development of a neurologic examination // Stroke. 2015. Vol. 17. N. 3. P. 472; Garcia J.H. Experimental ischemic stroke: a review // Stroke. 1984. Vol. 15. N. 1. P. 5-6).

Наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип является защищенный патентом РФ №2785608 (опубл. 09.12.2022 г.) "Способ моделирования злокачественного ишемического инсульта", включающий выполнение срединного разреза на шее экспериментального животного - кролика, диссекцию общей сонной и наружной сонной артерий ипсилатерально, диссекцию внутренней сонной и затылочной артерий, перевязку общей сонной и наружной сонной артерий на расстояние не более 2 мм от места бифуркации общей сонной артерии (ОСА), перевязку затылочной артерии, накладывание временней клипсы на внутреннюю сонную артерию (ВСА), артериотомию ОСА в месте ее бифуркации, введение во ВСА через выполненную артериотомию монофиламента до ощущения сопротивления, с одновременным удалением с ВСА временной клипсы и ушивание раны.

Недостатком прототипа являются:

- недостаточная воспроизводимость модели у 80% кроликов, так как сохраняется кровоснабжение полушария головного мозга по коллатеральным сосудами и кроме того не обеспечивается ишемия в подкорковых ядрах головного мозга в связи с сохранением кровоснабжения в перфорирующих артериях средней мозговой артерии (Хирургия аневризм головного мозга // Под ред. В.В. Крылов. В трех томах. Том 1. М.: издательство ИП «Т.А. Алексеева», 2011. - С. 243).

Задачей предлагаемого изобретения является разработка высокоэффективного способа моделирования злокачественного ишемического инсульта в бассейне средней мозговой артерии.

Техническим результатом, проявляющимся при реализации данного способа, является повышение воспроизводимости модели злокачественного ишемического инсульта в бассейне СМА, у экспериментального животного - кролика, имеющего клинические признаки, максимально схожие с клинической картиной у пациентов.

Указанный технический результат достигается, тем что на шее экспериментального животного - кролика, выполняют срединный разрез. Ипсилатерально выполняют диссекцию общей сонной и наружной сонной артерий, выполняют диссекцию внутренней сонной и затылочной артерий. Общую сонную и наружную сонную артерии перевязывают на расстоянии не более 2 мм от места бифуркации общей сонной артерии (ОСА). Перевязывают затылочную артерию, а на внутреннюю сонную артерию (ВСА) накладывают временную клипсу. Артериотомию ОСА выполняют в месте ее бифуркации. Через выполненную артериотомию в ВСА вводят выполненный из шовного материала Пролен 5-0 монофиламент до ощущения сопротивления с одновременным удалением с ВСА временной клипсы. После ощущения сопротивления монофиламент продвигают на 2 см в среднюю мозговую артерию. Затем через артериотомию вводят в переднюю мозговую артерию на 5 см от места артериотомии выполненный из шовного материала Пролен 5-0 второй монофиламент. Оба монофиламента фиксируют путем лигирования ВСА, после чего рану ушивают.

Подробное описание способа.

Экспериментальное животное - кролика калифорнийской породы укладывают на спину и фиксируют на операционном столе. Проводят кролику наркоз, для выполнения которого используют, например, раствор золетила в дозе 10 мг на каждый кг массы тела кролика внутримышечно, и ксилазин в дозе 0,2 мг на каждый кг массы тела кролика внутримышечно. Операцию проводят с помощью налобной лупы. На шее экспериментального животного - кролика выполняют срединный разрез. Ипсилатерально выполняют диссекцию общей сонной и наружной сонной артерий. Выполняют диссекцию внутренней сонной и затылочной артерий. Общую сонную и наружную сонную артерии перевязывают, например, нитью Викрил 3-0, на расстоянии не более 2 мм от места бифуркации общей сонной артерии (ОСА). Перевязывают затылочную артерию, например, нитью Викрил 3-0, а на внутреннюю сонную артерию (ВСА) накладывают временную клипсу, например, клипс сосудистый нейрохирургический FT262T (Эскулап AG, Германия). Артериотомию ОСА выполняют в месте ее бифуркации. Через выполненную артериотомию, в ВСА вводят выполненный из шовного материала Пролен 5-0 монофиламент до ощущения сопротивления, с одновременным удалением с ВСА временной клипсы. После ощущения сопротивления монофиламент продвигают на 2 см в среднюю мозговую артерию. Затем через артериотомию ОСА вводят в переднюю мозговую артерию на 5 см от места артериотомии выполненный из шовного материала Пролен 5-0 второй монофиламент. Оба монофиламента фиксируют путем лигирования ВСА, после чего рану ушивают.

Практическая реализуемость заявляемого способа иллюстрируется примером моделирования злокачественного ишемического инсульта в бассейне средней мозговой артерии.

Все манипуляции с экспериментальным животным выполняли с соблюдением принципов Хельсинской декларации о гуманном отношении к животным.

Пример: экспериментальное животное - кролика калифорнийской породы массой 1,8 кг в возрасте 2 месяца уложили на спину и фиксировали на операционном столе. Провели кролику наркоз. Для выполнения наркоза использовали раствор золетила в дозе 18 мг внутримышечно, ксилазин в дозе 0,36 мг внутримышечно. Операцию проводили с помощью налобной лупы. Выполнили обработку операционного поля на шее раствором антисептика - 0,05% спиртового раствора хлоргексидина. Выполнили срединный разрез на шее экспериметального животного. Ипсилатерально - справа выполнили диссекцию общей сонной и наружной сонной артерий. Выполнили диссекцию справа внутренней сонной и затылочной артерий. Общую сонную и наружную сонную артерии перевязали нитью Викрил 3-0, на расстоянии 2 мм от места бифуркации общей сонной артерии (ОСА). Перевязали затылочную артерию нитью Викрил 3-0, а на внутреннюю сонную артерию (ВСА) наложили временную клипсу - клипс сосудистый нейрохирургический FT262T (Эскулап AG, Германия). Артериотомию ОСА выполнили в месте ее бифуркации. Через выполненную артериотомию общей сонной артерии, в ВСА ввели выполненный из шовного материала Пролен 5-0 монофиламент до ощущения сопротивления с одновременным удалением с ВСА временной клипсы. После ощущения сопротивления монофиламент продвинули на 2 см в среднюю мозговую артерию. Затем через артериотомию ОСА ввели в переднюю мозговую артерию на 5 см от места артериотомии выполненный из шовного материала пролен 5-0 второй монофиламент. Оба монофиламента фиксировали путем лигирования ВСА, после чего рану ушили.

Состояние кролика после операции: после выхода из наркоза состояние стабильное, сатурация 94%, артериальное давление 110/86 мм рт.ст., пульс 103 ударов в минуту, температура тела 36,9°С, кролик малоподвижный. Через 5 часов после операции была отмечена отрицательная динамика в виде стойкого неврологического дефицита: глубокого пареза левых конечностей, нарушения дыхания и угнетения уровня сознания. Летальный исход был зафиксирован через 17 часов с момента выполнения операции.

Выполнили вскрытие кролика: извлекли мозг и провели морфологическое исследование головного мозга, выявившее наличие субтотальной ишемии в бассейне кровоснабжения средней мозговой артерии, массивный постишемический отек правого полушария головного мозга и дислокационный синдром, что подтвердило реализацию модели злокачественного ишемического инсульта в бассейне СМА у экспериментального животного - кролика согласно заявляемому способу.

Согласно предлагаемому способу было проведено моделирование злокачественного ишемического инсульта в бассейне средней мозговой артерии у 10 кроликов калифорнийской породы, массой от 1,8 кг до 2 кг, в возрасте 2 месяца.

В послеоперационном периоде злокачественный ишемический инсульт в бассейне СМА был зафиксирован у 90% кроликов. Имело место развитие клинической картины злокачественного ишемического инсульта в бассейне средней мозговой артерии в виде вялости, угнетения уровня сознания, нарушения дыхания и появления соответствующего неврологического дефицита. По данным морфологического исследования у 90% кроликов были зарегистрированы признаки ишемического поражения в бассейне средней мозговой артерии с объемом ишемии не менее 50% полушария головного мозга, развитие массивного постишемического отека полушария головного мозга и дислокационного синдрома.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый способ на 5% обеспечивает увеличение воспроизводимости у экспериментального животного - кролика злокачественного ишемического инсульта в бассейне средней мозговой артерии, который имеет клинические признаки максимально схожие с клинической картиной злокачественного ишемического инсульта в бассейне средней мозговой артерии у пациентов.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к неврологии, и может быть использовано для моделирования злокачественного ишемического инсульта в бассейне средней мозговой артерии. На шее экспериментального животного - кролика, выполняют срединный разрез. Ипсилатерально выполняют диссекцию общей сонной и наружной сонной артерий. Выполняют диссекцию внутренней сонной и затылочной артерий. Общую сонную и наружную сонную артерии перевязывают на расстоянии не более 2 мм от места бифуркации общей сонной артерии (ОСА). Перевязывают затылочную артерию, а на внутреннюю сонную артерию (ВСА) накладывают временную клипсу. Артериотомию ОСА выполняют в месте ее бифуркации. Через выполненную артериотомию в ВСА вводят выполненный из шовного материала Пролен 5-0 монофиламент до ощущения сопротивления с одновременным удалением с ВСА временной клипсы. После ощущения сопротивления монофиламент продвигают на 2 см в среднюю мозговую артерию. Затем через артериотомию вводят в переднюю мозговую артерию на 5 см от места артериотомии выполненный из шовного материала Пролен 5-0 второй монофиламент. Оба монофиламента фиксируют путем лигирования ВСА, после чего рану ушивают. Способ обеспечивает создание модели, имеющей клинические признаки, максимально сходные с клинической картиной злокачественного ишемического инсульта в бассейне средней мозговой артерии у пациентов за счет прекращения кровоснабжения полушария головного мозга по коллатеральным сосудам. 1 пр.

Способ моделирования злокачественного ишемического инсульта в бассейне средней мозговой артерии, включающий выполнение срединного разреза на шее экспериментального животного - кролика, диссекцию общей сонной и наружной сонной артерий ипсилатерально, диссекцию внутренней сонной и затылочной артерий, перевязку общей сонной и наружной сонной артерий на расстоянии не более 2 мм от места бифуркации общей сонной артерии (ОСА), перевязку затылочной артерии, накладывание временной клипсы на внутреннюю сонную артерию (ВСА), артериотомию ОСА в месте ее бифуркации, введение в ВСА через выполненную артериотомию монофиламента до ощущения сопротивления с одновременным удалением с ВСА временной клипсы и ушивание раны, отличающийся тем, что в качестве монофиламента используют шовный материал Пролен 5-0, который после ощущения сопротивления продвигают на 2 см в среднюю мозговую артерию, после чего через артериотомию ОСА вводят в переднюю мозговую артерию на 5 см от места артериотомии выполненный из шовного материала Пролен 5-0 второй монофиламент; оба монофиламента фиксируют путем лигирования ВСА, после чего рану ушивают.