Ekstrakorporinės šoko bangos litotripsijos poveikis žiurkės nugaros smegenims | nugaros smegenys

Ekstrakorporinės šoko bangos litotripsijos poveikis žiurkės nugaros smegenims | nugaros smegenys

Anonim

Anotacija

Studiju dizainas:

Eksperimentinis tyrimas.

Tikslai:

Norėdami nustatyti ekstrakorporinės šoko bangos litotripsijos (ESWL) poveikį žiurkės nugaros smegenims.

Metodai:

Gyvūnai atsitiktine tvarka buvo suskirstyti į tris grupes. 1 ir 2 grupes sudarė po penkias žiurkes, kurioms buvo atlikta ESWL (atitinkamai 2000 impulsų esant 15 kV ir 2000 impulsų, esant 18 kV įtampai), o 3 grupėje buvo penkios kontrolinės žiurkės (negydoma smūgio banga). ESWL apdorotos ir kontrolinės žiurkės buvo lyginamos atsižvelgiant į gretimų nugaros smegenų šviesos ir elektronų mikroskopinius radinius.

Rezultatai:

Bendri neurologiniai rezultatai buvo normalūs visose grupėse. 1 grupės šviesos mikroskopinis tyrimas parodė didelę raudonųjų kraujo kūnelių ekstravazaciją visose intersticinėse erdvėse. 2 grupė taip pat turėjo hemoragines sritis ir netaisyklingą aksonų organizavimą baltojoje medžiagoje. 1 grupės transmisinis elektroninis mikroskopinis tyrimas parodė ekstravazuotų raudonųjų kraujo kūnelių per endotelį ir patinusią aksoplazmą, išsigimusias mitochondrijas, mielino apvalkalų sunaikinimą ir nedidelį lizosomų skaičiaus padidėjimą. Ekstravazvuotų raudonųjų kraujo kūnelių taip pat buvo pastebėta 2 grupėje. Aksoplazminės mitochondrijos buvo padidintos, tačiau mitochondrijų degeneracijos požymių nepastebėta. 2 mielino apvalkalų demeliacija ir gausios lizosomos buvo labiau vyraujantys 2 grupėje nei 1 grupėje.

Išvada:

Ekstrakorporinės šoko bangos litotripsija sukėlė ne tik kraujavimą, bet ir pažeidė neuronų struktūras, išskyrus branduolį. Mūsų išvados parodė, kad didesnės energijos ESWL sukėlė daugiau mielino degeneracijos stuburo smegenyse.

Įvadas

Ekstrakorporinė šoko bangos litotripsija (ESWL) sukėlė šlapimo akmenų tvarkymo revoliuciją, todėl ši gydymo galimybė dabar susijusi su mažesne rizika nei tradicinis chirurginis gydymas. Smūginių bangų generatorių tipai apima elektrohidraulinius, elektromagnetinius ir pjezoelektrinius įtaisus. Tada šios bangos yra nukreiptos į šlapimo akmenis. 1 Nepriklausomai nuo šaltinio, visos smūgio bangos gali suskaidyti akmenis. Erozija ir drebėjimas atsiranda dėl smūgio bangų, po kurių suskaidomas akmuo. 2 Kraujavimas ir edema, kuriuos galima pastebėti inkstuose ir aplink juos, yra ESWL šalutinis poveikis inkstams. 1 Kraujavimo laipsnis yra tiesiogiai susijęs su panaudota kilovoltacija ir suvartotų smūgio bangų skaičiumi. 3 Tačiau gali atsirasti ūmios ekstrarenalinės ESWL komplikacijos. Dažniausios iš jų yra viršutinės virškinimo trakto sistemos komplikacijos, tokios kaip skrandžio ir dvylikapirštės žarnos erozija; Pranešimų atvejais aprašytos 4 retesnės ekstrarenalinės komplikacijos. Dažniausiai pastebimi visceralinių organų (kepenų, blužnies, kasos, plaučių) pažeidimai. Taip pat buvo pranešta apie pilvo aortos aneurizmos, ureterovaginalinių ir ureterokolinių fistulių plyšimus bei viršutinio šlapimtakio perforaciją. 5, 6 Tyrime taip pat aprašytas trumpalaikis smūgio bangų poveikis žiurkės kiaušidėms, nurodant mikroskopinius kraujavimus ir tam tikrą hipervaskuliarumą, tačiau tai, matyt, neturėjo įtakos kiaušidžių funkcijai ar nėštumui. 7 Moranas ir kt. 8 aprašytas pražūtingas smūgio bangų poveikis viščiukų embrionams; šis tyrimas buvo ESWL kontraindikacijos nėštumo metu pagrindas.

Nugaros smegenų galinę dalį ir (arba) stuburo smegenų šaknis viršutinėje juosmeninėje stuburo dalyje ESWL procedūros metu gali neigiamai paveikti smūgio bangos energija dėl jų santykio su inkstais. ESWL gydymas yra dažnas, tačiau duomenų apie šios procedūros komplikacijas, ypač nerviniame audinyje, yra nedaug. Kadangi nežinome jokių ankstesnių tyrimų apie galimą ESWL poveikį gretimiems nervų audiniams, mes siekėme ištirti klinikinį ir histopatologinį ESWL poveikį nugaros smegenims.

medžiagos ir metodai

Šį tyrimą patvirtino mūsų medicinos mokyklos institucinė etikos taryba ir jis buvo atliktas vadovaujantis institucijomis, susijusiomis su gyvūnų priežiūra ir naudojimu tyrimuose. Naudota penkiolika vienerių metų amžiaus Wistar albinosų žiurkių (250–300 g). Žiurkės buvo suskirstytos į tris lygias grupes. 1 ir 2 grupes sudarė po penkias žiurkes, kurioms buvo atlikta ESWL (atitinkamai 2000 impulsų esant 15 kV (mažai energijos) ir 2000 impulsų, esant 18 kV (didelės energijos)). 3 grupėje buvo penkios kontrolinės žiurkės (gydymas smūgio bangomis nebuvo atliekamas). Visos žiurkių grupės buvo anestezuotos intraperitoniniu būdu vartojant ketamino (8 mg / 100 g; Eczacibasi, Stambulas, Turkija). Žiurkės buvo dedamos ant operacinio stalo. Kiekvienos žiurkės krūtinės ląstos sritis buvo nuskusta, o operacinis laukas paruoštas steriliai, naudojant povidino – jodo tirpalą. Buvo atliktas nugaros vidurinės odos pjūvis 15 numerio ašmenimis ir tęsiamas iki nugaros proceso. T12-L1 tarpslankstelinėje erdvėje, ties paskutiniu krūtinės slankstelio procesu, esančiu spinoje, mes įdėjome radioaktyvią kraujagyslių spaustuką. Po hemostazės žaizda buvo uždaryta naudojant 3–0 šilko siūlų medžiagą, ir gyvūnams buvo leista pasveikti. Profilaktiniai antibiotikai nebuvo naudojami. Vėliau 1 ir 2 grupės žiurkės buvo pakartotinai anestezuojamos, o nugaros smegenys buvo gydomos viena smūgio banga. Nugaros smegenims atliktas smūgio bangos gydymas elektrohidrauliniu aparatu (Stonelithotripter P3500-05030-52; PCK, Ankara, Turkija). Smūginės bangos buvo nukreiptos į užpakalinę T12 – L1 stuburo dalį. Nugaros kanalo vieta buvo nustatyta atlikus radioaktyviosios kraujagyslės spaustuką atliekant C-rankos vaizdą. Pirmoji žiurkių grupė gavo 2000 smūginių bangų impulsus esant 15 kV įtampai, o antroji grupė - 2000 impulsų smūgio bangų esant 18 kV įtampai. Šią smūgio bangos energiją pasirinkome todėl, kad ji buvo artima tai, kuri kliniškai naudojama žmonėms. Iškart po ESWL gydymo atliktoje nugaros stuburo odoje buvo patikrinta, ar nėra vietinių skyrybos kraujavimų. Kontrolinės žiurkės nebuvo gydomos smūgio bangomis. Gydant ESWL, žiurkės buvo grąžintos į savo narvus. Chirurginė žaizda ir neurologinis tyrimas buvo atliekamas kiekvieną dieną 1 savaitę. Bet kurios paviršinės žaizdos buvo gydomos povidinu-jodu, nenaudojant antibiotikų. Visi gyvūnų motorinių savybių tyrimai buvo įvertinti naudojant modifikuotą Tarlovo balą (nuo 0 paraplegiškoms iki 5 normalioms žiurkėms). 9 Visi gyvūnai buvo nužudyti perdozavus ketamino per 1 savaitę po procedūros. Krūtinės ląstos stuburas buvo pašalintas ištisai. Sužeistas 1 cm ilgio stuburo smegenų segmentas T12 – L1 lygyje buvo iškirptas atlikus laminektomiją, atidarius ilgaamžiškumą ir pjaustant šaknis po chirurginiu mikroskopu. Visus pjūvius ištyrė histologai (TZ, BC), kurie buvo apakinti į grupes.

Šviesos mikroskopija

Penki kontrolinės grupės stuburo smegenų segmentai ir penki segmentai iš kiekvienos ESWL grupės buvo fiksuojami 10% neutraliame formaline (pH 7, 4) mažiausiai 24 valandas kambario temperatūroje. Tada audinių mėginiai buvo apdoroti įprastinei histologijai taip: audiniai buvo dehidruojami didėjančia etanolio tirpalų serija, išvalomi ksilenu ir perfuzuojami skystu parafinu prieš dedant į parafino vašką. Iškirpti serijiniai pjūviai (5 μm). Skyriai buvo dažomi hematoksilinu ir eozinu įprastiniam histologiniam tyrimui ir krištolo violetiniu būdu analizuoti perikarionų struktūras. Parafino dalys buvo ištirtos šviesaus lauko mikroskopu (Eclipse E600; Nikon, Tokijas, Japonija) ir vaizdai buvo užfiksuoti naudojant „Nikon Coolpix 5000“ skaitmeninės kameros priedą.

Perdavimo elektronų mikroskopija

Visų trijų gyvūnų gyvūnų audinių baltosios ir pilkosios medžiagos gabalėliai 4 valandas buvo fiksuojami 2% glutaraldehido fosfato buferyje (pH 7, 4). Tada mėginiai 2 valandas buvo fiksuojami 1% osmio tetrokside. Audinių blokai buvo nudažyti 0, 5% uranilacetatu, dehidratuoti ir įterpti į propileno / araldito įterpimo terpę (Electron Microscopy Sciences, Hartfield, PA, JAV). Kiekvienas blokas buvo supjaustytas į nuoseklias pusiau plonas dalis (700 nm), kurios buvo nudažytos toluidino mėlyna / azuras II. Tada atitinkamos sekcijų dalys buvo supjaustytos į 7 nm storio ultra plonas dalis ir nudažytos uranilacetatu ir švino citratu. Sekcijos buvo stebimos naudojant LEO 906E perdavimo elektronų mikroskopą (LEO Elektronmikroskopie, GmbH, Oberkochen, Vokietija).

Rezultatai

Visi gyvūnai išgyveno, o pooperacinis kursas buvo be įvykių. Visoms žiurkėms buvo modifikuotas Tarlovo balas, kuris buvo nustatytas 5, kiekvieną dieną tiriant kiekvieną savaitę po procedūros.

Kontrolinės grupės skyrių šviesos mikroskopinis tyrimas parodė normalią baltosios ir pilkosios medžiagos elementų struktūrą (1a ir b pav.). 1-oje grupėje ekstensyviai eritrocitai buvo ekstruzuojami visoje intersticinėje erdvėje, po pia mater ir centriniame kanale (1d pav.). Išskyrus baltąją ir pilkąją medžiagas, atrodė normalu (1c ir d paveikslai). 2 grupė turėjo normalią pilkosios medžiagos išvaizdą (1e pav.), Taip pat hemoragines sritis (2a paveikslas). Be to, baltojoje medžiagoje pastebėtas netaisyklingas aksonų organizavimas, ir mielino sluoksnių skersmuo pasirodė skirtingas (1f pav.).

Image

Visos grupės rodė normalią perikariono išvaizdą ( a, c, e ). Kontrolinė grupė parodė normalią baltosios medžiagos struktūrą ir struktūrą ( b ). Abi ekstrakorporinės šoko bangos litotripsijos (ESWL) grupės turėjo hemoragines sritis, tačiau tai buvo akivaizdžiau 1 grupėje, kai hemoragija pateko į centrinį kanalą ( d, strėlės galvutė). 2 grupė parodė netaisyklingą aksonų ir skirtingo dydžio mielino apvalkalų ( f ) organizavimą. Hematoksilino ir eozino dažymas. Mastelio juosta = 0, 05 mm ( a, c, e ); 0, 1 mm ( b, d, f ).

Visas dydis

Image

Ekstrakorporinės šoko bangos litotripsijos (ESWL) grupės parodė didelę raudonųjų kraujo kūnelių ekstravazaciją ( a ). Raudonieji kraujo kūneliai taip pat buvo stebimi stromoje atliekant perdavimo elektronų mikroskopiją ( b, d, rodyklių galvutės), tačiau kapiliarai pasirodė nepažeisti ( c, e, en: endotelio ląstelių branduolys, žvaigždutės: raudonieji kraujo kūneliai kapiliarų spindyje). a ) Dažymas hematoksilinu ir eozinu, mastelio juosta = 0, 1 mm. ( b, d ) × 1293; ( c, e ) × 2784.

Visas dydis

1 grupės transmisijos elektroniniu mikroskopiniu tyrimu buvo nustatyti ekstravazuoti eritrocitai (2b paveikslas), nors endotelis ir bazinė kaklo dalis buvo nepažeista (2c paveikslas). Pastebėta degeneravusi aksoplazma su patinusiomis, išsigimusiomis įvairaus dydžio mitochondrijomis (3e pav.). Mielino apvalkalų sunaikinimas buvo akivaizdus, ​​išvaizdus ir nelygus (3b paveikslas). Branduolinės ir perikaryoninės struktūros pasirodė normalios, išskyrus nedidelį lizosomų skaičiaus padidėjimą (3k paveikslas). Ekstravazvuoti raudonieji kraujo kūneliai taip pat buvo pastebėti 2 grupėje (2d paveikslas, rodyklės galvutės), tačiau kraujagyslės nerodė erozijos požymių (2e paveikslas). Mielino apvalkalų deformacija lamelių sluoksniais buvo akivaizdesnė (3c paveikslas). Aksoplazminės mitochondrijos buvo išsiplėtusios, tačiau mitochondrijų degeneracijos požymių nepastebėta. Tačiau ašoplazmoje kartais buvo matomi pažeisto mielino gabalėliai (3f pav.). Branduoliniai ir branduoliniai branduoliai buvo normalūs; tačiau lizosomų buvo daugiau nei 1 grupėje (3l pav.).

Image

Kontrolinėje grupėje buvo normalios mielino, aksonoplazminės struktūros ( a, d, m: mielino apvalkalas, a: aksoplazma, mit: mitochondrijos), perikaryonas ir perikarionų organelės ( g, j, n: branduolys, rER: šiurkštus endoplazminis retikulumas, mit: mitochondrijos). 1 grupei buvo degeneruotas mielinas ( b, žvaigždutė), išsipūtusios ir išsigimusios mitochondrijos aksoplazmoje ( e, stora rodyklė), normalioje citoplazmoje ir organelėse ( h ) bei padidėjęs lizosomų skaičius ( k, rodyklės galvutės). 2 grupėje buvo mielino degeneracija ( c, f, žvaigždutės) ir išsiplėtusios aksoplazminės mitochondrijos ( f, storos strėlės). Perikaryonas ir organelės atrodė normalūs ( i ), o lizosomų skaičius padidėjo daugiau nei 1 grupėje ( l, strėlių galvutės). n: branduolys. ( a, b ) × 3597; c ) × 1670; ( d, g, i - l ) × 6000; ( e ) × 7750; ( h ) × 4646.

Visas dydis

Histopatologinių duomenų santrauka pateikiama 1 lentelėje.

Pilno dydžio lentelė

Diskusija

Ekstrakorporinės šoko bangos litotripsija, palyginti su chirurginiu gydymu, paprastai yra neskausmingas, be kraujo ir palyginti mažos rizikos metodas. Dabar tai yra pirmasis pasirinkimas tiek inkstų, tiek šlapimtakių gydymui. Inkstų biopsijos, paimtos praėjus 1 savaitei po ESWL, parodė edemą ir šlapimo bei kraujo ekstravazaciją į intersticines erdves, užkemšant žievės kanalėlius hemoraginiais dryžiais ir plačiai išsiplėtus venoms, esant endotelio sunaikinimo požymiams ir daliniam trombų organizavimui atliekant šviesos mikroskopiją. 10 Eksperimentiniai tyrimai su žiurkių modeliu atskleidė, kad po 1000 smūgio bangų esant 18 kV tik 5 iš 20 gydytų inkstų buvo normalūs arba menkai paveikti, tuo tarpu 15 iš jų parodė rimtus kraujagyslių pažeidimus. 11

Mūsų žiniomis, nei vienas išsamus eksperimentinis tyrimas neištyrė ESWL gydymo įtakos nugaros smegenims. Newman ir kt. 14 paskelbtas laboratorinis tyrimas apie neigiamą ESWL gydymo poveikį neurologiniams audiniams. Jie pastebėjo užpakalinių galūnių silpnumą pritaikius smūgio bangą šuns šlapimtakiui. Jie nenurodė taikytos ESWL dozės. Silpnumas išnyko per 48 val., O nugaros smegenų tyrimas po skiepo buvo normalus. Jie neaprašė, kaip jie tyrė nugaros smegenis. Nepaisant to, šis atradimas gali būti sužeistas juosmens rezginys, nes jis yra arti šlapimtakio. Jie taip pat ištyrė ESWL poveikį šunų nugaros smegenims; 2000, 4000 ir 6000 smūgiai buvo nukreipti į trijų šunų L3 – L4 arba L4 – L5 tarpslankstelio užpakalinį aspektą. Jie nepastebėjo jokio klinikinio poveikio, tačiau paskelbta ataskaita nebuvo labai išsami. 14

Buvo pranešta apie neurologines ESWL komplikacijas siringomielija sergantiems pacientams. Lorenzo ir kt. 12 aprašytas potrauminės krūtinės ląstos syringomyelia atvejis, kai po ESWL gydymo šlapimtakiais buvo ūminė, greitai progresuojanti pleiskaninė paraplegija ir šlapimo susilaikymas. Jie pasiūlė, kad į vandenį panašus švirkšto ertmės skystis būtų geresnis laidininkas nei stuburo smegenys, perduodančios smūgio bangas, o tai lėmė rimtus ir negrįžtamus ertmę supančios nervų sistemos pokyčius. Be to, Tosi ir Terini 13 pranešė apie ūminio šlapimo susilaikymo atvejį pacientui, kuriam buvo potrauminė syringomyelia po ESWL vartojimo. Paciento magnetinio rezonanso tomografijos tyrimas parodė cistinės ertmės padidėjimą po ESWL gydymo.

Nors mūsų tyrime didelių neurologinių pokyčių nepastebėta, tačiau histopatologinio tyrimo metu buvo pastebėti reikšmingi skirtumai tarp grupių. ESWL sukėlė ne tik kraujavimą, bet ir pažeidė neuronų struktūras, išskyrus branduolį. 1 grupės transmisinis elektroninis mikroskopinis tyrimas parodė ekstravazuotus eritrocitus per endotelį, patinusius aksoplazmas, išsivysčiusias mitochondrijas, mielino apvalkalų sunaikinimą ir nedidelį lizosomų skaičiaus padidėjimą. Pastarieji pokyčiai atspindi ląstelių pastangas išvalyti pažeistus organelius. Ekstravazvuoti raudonieji kraujo kūneliai taip pat buvo pastebėti 2-oje grupėje, kurioje taip pat pasireiškė mielino apvalkalų degeneracija. Aksoplazminės mitochondrijos buvo išsiplėtusios, tačiau mitochondrijų degeneracijos požymių nepastebėta. Lizosomų buvo gausiau nei 1 grupėje. Jei būtų buvusi reikšmingesnė mitochondrijų degeneracija, normali ląstelių veikla galėjo būti sutrikdyta. Mielino degeneracijos laipsnis ir lizosomų skaičiaus padidėjimas buvo stipresnis žiurkėms, kurioms buvo taikoma didesnė kilovoltacija. Mielinas yra būtinas normaliai nervų fiziologijai, o mielino degeneracija yra svarbus funkcijų praradimas esant daugeliui centrinės nervų sistemos sutrikimų, įskaitant traumą, išsėtinę sklerozę ir insultą. 15 Dėl padidėjusio lizosomų skaičiaus gali būti pašalinti pažeisti audiniai.

Ekstrakorporinis šoko bangos litotripsijos gydymas atrodo saugus gydant šlapimtakių ar inkstų akmenis, esančius šalia stuburo, tik jei atsižvelgiama į bendruosius neurologinius rezultatus. Tačiau preliminarūs duomenys parodė, kad EWSL sukėlė nugaros smegenų pažeidimus, o mūsų žiniomis, tai yra pirmasis tyrimas, kuris parodė, kad ESWL buvo atsakingas už stuburo smegenų poveikį histopatologiškai. Histopatologiniai pokyčiai, matyt, nesukėlė kliniškai akivaizdžių trūkumų žiurkėms. Tačiau neurologinius ir histopatologinius rezultatus įvertinome tik praėjus 1 savaitei po vienos dozės ESWL taikymo. Didesnės ir dalintos dozės gali smarkiai pažeisti nugaros smegenis. Norint ištirti ilgalaikius rezultatus, elektrofiziologinį ir biocheminį poveikį bei nustatyti, ar histologiniai rezultatai yra nuolatiniai, reikalingi tolesni tyrimai su gyvūnais. Be to, ESWL gali būti eksperimentinis žiurkių nugaros smegenų sužalojimo modelis dėl stebėto neuronų degeneracijos.