Rat Beyninde Mikrobalon Diseksiyon Modeli

Transkript

1 Ersoy Kocabıçak Nöroşirürji tarihi boyunca intraserebral patolojiler için cerrahi tedavi planlanırken lezyonun lokalizasyona göre cerrahi teknikler ve açılışlar geliştirilmiştir. Bu geliştirilen teknik ve açılışların amacı beyin dokusunda en az hasarla mevcut patolojiyi ortadan kaldırmaktır. Bu amaçla günümüze kadar geliştirilen bazı klinik ve deneysel beyin diseksiyon modellerinden biri de mikrobalon diseksiyon modelidir. Bu model, beyin içi kanamaya bağlı oluşan diseksiyon paternlerinin gözlemlerine dayanarak oluşturulan bir tekniktir. Rat beyninde uyguladığımız bu teknik, Fogarty kateterinin (4 French, maksimum hacim = 0.75ml ) middle frontal girus içerisinde, üzerindeki balonun şişirilerek çevre dokuyu minimal hasarla disseke etmesi ve fiberlerin oluşturduğu traktusları ayrıştırması esası üzerine kurulmuştur. Bu yöntemde rat kraniumunda sagittal sütür boyunca 3 cm lik orta hat insizyonuyla cilt, cilt altı geçilir. Dental drill kullanılarak sağ middle frontal girusu ortalayacak şekilde paramedian ~ 0.4cm2 lik kraniektomi alanı oluşturulur. Eğer bir başka diseksiyon tekniğiyle ya da modelle karşılaştırılmak istenirse kraniektomi bilateral yapılır, ardından dura açılır. Middle frontal girusdan bazal gangliyonlara kadar Fogarty kateteri ilerletilir. Ardından 2 mm3 çapında bir kanal oluşturacak şekilde 0,25 ml şişirilerek kontrollü olarak geriye doğru çekilir. Perfüzyon fiksasyon işlemi sonrası uygun boyama tekniğiyle boyanır ve histopatolojik inceleme yapılır. Giriş Nöroşirürji tarihi boyunca intraserebral patolojiler için cerrahi tedavi planlanırken lezyonun lokalizasyona göre cerrahi teknikler ve açılışlar geliştirilmiştir. Bu geliştirilen teknik ve açılışların amacı beyin dokusunda en az hasarla mevcut patolojiyi ortadan kaldırmaktır. Beyindeki kortikal, subkortikal ve derin yerleşimli lezyonların cerrahisinde bu dokulara bazen beyindeki nispeten sessiz alanlar yoluyla ulaşılsa da postoperatif bazı komplikasyonlar gelişmektedir. Gösterilen özene rağmen postoperatif dönemde gelişebilen bu komplikasyonlar cerrahların serebral dokuya daha az hasar verecek yöntemleri araştırmasına neden olmuştur. Bu amaçla günümüze kadar geliş- 278 DERMAN MEDICAL PUBLISHING

2 tirilen bazı klinik ve deneysel beyin diseksiyon modelleri şunlardır: 1- Konvansiyonel diseksiyon modeli (Klasik Kortikotomi): Bu yöntemde bisturi, mikro makas, bipolar forseps, cerrahi aspiratör ucu, metal mikro forseps ve pamuk pedleri nöronal diseksiyon için genellikle kullanılan araçlardır. Kortikal, subkortikal, derin yerleşimli veya posterior fossa lezyonlarında kullanılagelen bir tekniktir [1]. Kortikotomi tekniğinin avantajları basit yapılabilmesi, lezyona direkt ulaşabilme imkânı, hemostazın bipolar koagülatör yardımı ile sağlanabilmesidir. Dezavantajları ise kullanılan rijit aletler nedeniyle çevre dokuya zarar vermesidir [2,3]. Bipolar koagülatör beynin mekanik manipülasyonunu (enstrüman ve elektrik akımı ile) gerektirmektedir. Hemostazı sağlarken termal hasar oluşturur [4,5]. 2- Lazer diseksiyon modeli: CO2 lazer nöroşirürji pratiğinde 1980 li yıllardan itibaren kabul görmüştür. Fakat nörocerrahi literatüründe hem klinik hem de deneysel olarak yapılmış fizyolojik olarak etkinliğini ve güvenilirliğini sorgulayan birkaç çalışma vardır. Bu diseksiyon tekniği hiçbir fiziksel manipülasyon gerektirmeyen ışık enerjisi ile dokunun radyasyona maruz kalmasını içerir. Lazer diseksiyon yönteminin avantajları kortikal diseksiyon miktarını azaltması ve hemostazı kolaylıkla sağlamasıdır. Fakat CO2 lazer ile diseksiyon, koagülasyon esnasında termal hasar oluşturması nedeniyle bu tekniğin nöroşirürji kliniğinde kullanım alanını daraltan bir sebeptir [4]. 3- Waterjet diseksiyon modeli: Kısaca Waterjet aleti bir serum fizyolojik kartuş, bir orta kısım ve elle tutulan bir aplikatörden oluşur. Orta kısım elektronik olarak kontrol edilebilen hidrolik bölme olup basıncı 1 ile 150 bar arasında değişen su akımı yaratır. Oluşan akım kalem ucuna benzer bir manuel kısma yönlendirilir ve buradaki küçük delikten fışkırtılır [6]. Bu manuel aplikatörde ayrıca bir de aspiratör bulunur. Basınç ve emme kuvveti manuel olarak önceden ayarlanır ve bir ayak pedalı vasıtası ile cerrahi esnasında değiştirilebilir. Bu teknik basınçlı suyla beyin diseksiyonu sağlamak amacıyla geliştirilmiştir. Waterjet diseksiyon tekniğinin invivo olarak beyin dokusunun diseksiyonunda cerrahi kan kaybı, doku travması, çevre damarların korunması açısından konvansiyonel tekniklere göre daha az hasar verdiğini gösteren çalışmalar mevcuttur [7,8]. 4-Balon diseksiyon modeli: Balon diseksiyon tekniği deneysel ve klinik olarak beyindeki dokulara daha az hasar vermek amacıyla geliştirilmiş bir yöntemdir. Korteksten lezyona ilerletilen kateter ve ucundaki balon şişirilerek çevre dokudan diseksiyon sağlanmaktadır [9]. Shahbabian ve arkadaşları tarafından 1983 yılında deneysel olarak ilk kez köpekler üzerinde kullanılan bu teknik daha sonraki yıllarda Abraham, Madrazo, Hirsch ve Çokluk tarafından klinikte kullanılmıştır [1]. İntraserebral hematom ve kitle ameliyatlarında kullanılan bu teknikte nazogastrik sonda, eldiven parmağı, embolektomi kateterleri ve anjiyoplasti balonu diseksiyon için kullanılmışlardır [1, 9, 10, 11]. Madrazo ve arkadaşları tarafından lateral ventrikül içindeki lezyonlara ulaşmada kullanılan bu yöntem Hirsch ve arkadaşları tarafından talamik tümör cerrahisinde kullanılmıştır [11, 12]. Abraham ve arkadaşları orta serebellar pedinkülde bir kavernom olgusunu, sağ serebellumdaki bir kistik lezyon ve bazal gangliyon lokalizasyonundaki bir kavernomu balon diseksiyon yöntemini kullanarak opere etmişlerdir [10]. Çokluk ve arkadaşları da hem supratentoryal hem infratentoryal malign glial kitle ve metastatik toplam yedi olguda bu yöntemi kullanmışlardır [1]. Fakat yine de günümüzde mikro balon diseksiyon tekniği ile ilgili çalışmalar yeterli değildir. Mikrobalon diseksiyon modeli: Rat beyni lizensefaliktir ve serebral kortekste gyrus bulunmaz. Diğer türlerin aksine, bazal gangliyonları oluşturan kaudat nukleus ile len- 279 DERMAN MEDICAL PUBLISHING

3 tiform nukleusun bir bölümü olan putamen arasında internal kapsül olmadığı için bu yapı kaudato putamen olarak isimlendirilir. Rat beyni; ön beyin (serebral korteks, hipokampus, olfaktorik bulbus), üst beyin kökü (bazal gangliyonlar, septum, epithalamus, thalamus ve hipothalamus) ve orta beyin (serebellum, pons ve medulla oblangata) kısımlarından oluşur [13]. Mikrobalon diseksiyon modeli, beyin içi kanamaya bağlı oluşan diseksiyon paternlerinin gözlemlerine dayanarak oluşturulan bir tekniktir. İntraserebral hemoraji ve benzeri bir kanamada beyin içi traktusları oluşturan liflerde bölünmeden çok ayrılma olur. İntra serebral hematomun boşaltılması sıklıkla nörolojik fonksiyonda düzelme ile sonuçlanır. Böylece nöral dokunun geri dönüşümsüz hasara uğramadığı kabul edilir [9]. Mikrobalon diseksiyon modeli, Fogarty kateterinin (4 French, maksimum hacim = 0.75ml ) middle frontal girus içerisinde, üzerindeki balonun şişirilerek çevre dokuyu minimal hasarla disseke etmesi ve fiberlerin oluşturduğu traktusları ayrıştırması esası üzerine kurulmuştur. Bu modelde Fogarty kateteri kullanılmasının nedeni diğer çalışmalarda kullanılan balonlara benzemesi, deneysel rat modeline uygunluk göstermesi, hacminin ayarlanabilmesi ve kullanım sırasında kontrollü bir materyal olmasıdır. Materyal ve Metod Ağırlıkları gram arasında olan ratlar Xylazine (Rompun Bayer) ile 10mg/ kg intraperitoneal yolla sedatize edilir, deneklere cerrahi işlem öncesi anestezik ajan olarak ketamin hidroklorür ( Ketalar Parke Davis) 80mg/kg intraperitoneal yolla uygulanır. Anestezi sonrası denekler operasyon masasına alınır. Cerrahi saha tıraş edildikten sonra %10 luk povidon iyot solüsyonu (Betadin Kansuk) ile cilt antisepsisi sağlanır. Ardından sagittal sütür boyunca 3 cm lik orta hat insizyonuyla cilt, cilt altı geçilir(resim1-2). Dental drill kullanılarak sağ middle frontal girusu ortalayacak şekilde paramedian ~ 0.4cm2 lik kraniektomi alanı oluşturulur. Eğer bir başka diseksiyon tekniğiyle ya da modelle karşılaştırılmak istenirse kraniektomi bilateral yapılır, ardından dura açılır(resim 3).Middle frontal girusdan bazal gangliyonlara kadar Fogarty kateteri ( uzunluğu 4 French, maksimum şişirilme hacmi 0.75 ml ) ilerletilir. Ardından 2 mm3 çapında bir kanal oluşturacak şekilde 0,25 ml şişirilerek kontrollü olarak geriye doğru çekilir (Resim 4).Bu cerrahi işlem uygulandıktan sonra sırasıyla dura, cilt altı ve cilt sütüre edilir. Denekler daha sonra kafeslerine yerleştirilir. Burada uyanan deneklerin vücut sıcaklığı sabit tutulur. Tüm deneklere beşinci gün sonunda perfüzyon-fiksasyon işlemi uygulanır ve beyinler çıkarılır. % 10 luk formaldehit solüsyonu içinde fikse edilen beyinler kodlanarak histopatolojik inceleme için ayrılır. Resim 1. Ratta orta hat cilt insizyonu çizgisi Resim 2. Rat kraniumunda bregma ve koronal sütür 280 DERMAN MEDICAL PUBLISHING

4 Resim 3. Rat kraniumunda bilateral middle frontal girus üzerinde burr hole Resim 4. Rat beyninde Fogarty kateteri ve lanset ile yapılan diseksiyon işlemleri.(bu resim Türk Nöroşirürji Dergisi, 2006, Cilt: 16, Sayı: 3, da yayınlanmış olan Rat Beyninde Mikrobalon Diseksiyon Yöntemi ile Klasik Kortikotominin Oluşturduğu Hasarlanmanın Histopatolojik Olarak Karşılaştırılması isimli makaleden alınmıştır. Doku Örneklerinin Hazırlanması: %10 luk formaldehit ile fikse edilen beyinler -70 C de dondurularak frozen cihazında 10 µm aralıklarla koronal planda kesilir. Kesitler makroskopik gross lezyonlarından 2mm önce başlatılır ve 2mm sonra sonlandırılır. Spesmenler aksonal dejenerasyonu gösteren bir boyama tekniği olan Gallyas yöntemiyle değerlendirilir. Seri kesitlerden her 10 kesitten biri alınarak tekniğe uygun olarak boyanır. Boyama Tekniği: 1- Ön Muamele: Kesiler alkali hidroksil aminde 10 dakika boyunca bekletilir. Solüsyonun Hazırlanması: 10cc %9 sodyum hidroksil ile 10cc %15 hidroksil amin sülfat karıştırılır. Ardından 10 dakika kadar bu solüsyonda bekletilir. 2- Yıkama: Spesmenler beyaz ve opak hale gelinceye kadar 3 dakika asetik asitle yıkanır. 3- Banyo: Hazırlanan spesmenler ferrik nitrat ve gümüş nitrat içeren solüsyonda 45 dakika ve 25oC ısıda bekletilir ve dokunun kırmızı-sarımsı bir renk aldığı gözlenir. Ardından 5 gr ferrik nitrat 100 gr gümüş nitratla 800 cc distile su kullanılarak çözülür ve 1000 cc olacak şekilde su eklenir. 4- Yeniden Yıkama: Dokular 2 dakika boyunca %1 sitrik asitle ardından %0,5 asetik asitle 5 dakika yıkanır. Spesmenler gri hale geldiğinde fiziksel çözeltilerde bekletilir. Daha sonra %0,5 asetik asit kullanılarak spesmenler 10 dakika yıkanır ardından oda havasında kurumaya bırakılır. Optimal boyanma sürelerinin tayini için 3, 6, 12, 15. dakikalarda boyamalar yapılır. Tüm spesmenler mikroskop altında incelenir. Diseksiyon bölgelerinin morfolojik özellikleri makroskopik olarak incelenir. İnceleme sırasında diseksiyon derinliği ve genişliği, diseksiyon kenarlarının kalitesi gibi genel morfolojik özellikler, lezyon ve lezyon çevresindeki boyanma bölgeleri ile akson dejenerasyonu kalitatif olarak incelenir. Akson dejenerasyonu için sonuçlar mikroskobik olarak kategorize edilir (Tablo 1).Eğer bir başka diseksiyon tekniği ya da model kullanılmışsa yukarıda belirtilen parametreler ya da ek parametreler kullanılarak rat beyninde iki taraflı histopatolojik karşılaştırma yapılır. 281 DERMAN MEDICAL PUBLISHING

5 Kaynaklar 1.Cokluk C, Aydin K, Senel A, Iyigun O. Transparent microballoon dissection in the surgical treatment of brain tumors. Minim Invasive Neurosurg Apr; 47(2): Asgari S, Engelhorn T, Brondics A, Sandalcioglu IE, Stolke D. Transcortical or transcallosal approach to ventricleassociated lesions: a clinical study on the prognostic role of surgical approach. Neurosurg Rev Jul; 26(3): Solaroglu I, Beskonakli E, Kaptanoglu E, Okutan O, Ak F, Taskin Y. Transcortical-transventricular approach in colloid cysts of the third ventricle: surgical experience with 26 cases. Neurosurg Rev Apr; 27(2): Cozzens JW, Cerullo LJ. Comparison of the effect of the carbon dioxide laser and the bipolar coagulator on the cat brain. Neurosurgery Apr; 16(4): Hirsch JF, Sainte-Rose C. A new surgical approach to subcortical lesions: balloon inflation and cortical gluing. Technical note. J Neurosurg Jun; 74(6): Piek J, Wille C, Warzok R, Gaab MR. Waterjet dissection of the brain: experimental and first clinical results. Technical note J Neurosurg Nov; 89(5): Oertel J, Gaab MR, Pillich DT, Schroeder HW, Warzok R, Piek J. Comparison of waterjet dissection and ultrasonic aspiration: an in vivo study in the rabbit brain. J Neurosurg Mar; 100(3): Oertel J, Gaab MR, Schiller T, Schroeder HW, Warzok R, Piek J. Towards waterjet dissection in neurosurgery: experimental in-vivo results with two different nozzle types. Acta Neurochir (Wien) Jul; 146(7): Shahbabian S, Keller JT, Gould HJ 3rd, Dunsker SB, Mayfield FH. A new technique for making cortical incisions with minimal damage to cerebraltissue. Surg Neurol Oct; 20(4): Abraham RG, Kumar NK, Chacko AG. A minimally invasive approach to deep-seated brain lesions using balloon dilatation and ultrasound guidance.minim Invasive Neurosurg Jun; 46(3): Madrazo I., Franco-Bourland R., Balloon Needle for the Atraumatic Transcortical Ventricular Approach : Technical Note. Surg Neurol 1990; 33: Povlishock John T. An Overview of Brain İnjury Models. Neurotrauma chapter 97. ( ) 13. Jain NC. Essentials of Veterinary Hematology. Lea & Febiger, Philadelphia; 1993.p DERMAN MEDICAL PUBLISHING