Способ моделирования смерти головного мозга в эксперименте

Название	Способ моделирования смерти головного мозга в эксперименте
Разработчик (Авторы)	Ермолаев П.А., Храмых Т.П.
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2798902
Дата регистрации	28.06.2023
Правообладатель	федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Область применения (класс МПК)	G09B 23/28 (2006.01)

Описание изобретения

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.

Формула изобретения

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.

Изобретение "Способ моделирования смерти головного мозга в эксперименте" (Ермолаев П.А., Храмых Т.П. ) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога