Isolierte in-situ Hirnperfusion an Ratten ohne zwischengeschaltete Flussunterbrechung: Entwicklung, Machbarkeit und Evaluierung des Modells

Fragestellung: Isoliert perfundierte Gehirnpräparationen sind von großem Interesse für pharmakologische, neurophysiologische und immunologische Untersuchungen über zerebrale Ischämie und Neuroinflammation. Bisher angewandte Techniken beinhalten ein Intervall ohne Perfusion während der Präparation. Dies führt zu vorübergehender globaler Ischämie mit möglichen unerwünschten Effekten wie Blut-Hirn-Schranken-Dysfunktion, ischämischer Präkonditionierung und Lipidperoxidation. Wir entwickelten eine Technik der isolierten in-situ Hirnperfusion ohne Unterbrechung der zerebralen Perfusion während der Präparation. Methoden: Unter Allgemeinanästhesie wurden 250–350g schweren Ratten EEG-Elektroden implantiert und beide Aa. carotis externae (ACE) nacheinander kanüliert. Hierbei wurde die zugehörige A. carotis communis vorübergehend ausgeklemmt und nach Intubation der ACE wieder freigegeben, während die zerebrale Perfusion über die gegenseitige A. carotis sowie die vertebrobasiläre Zirkulation aufrechterhalten wurde. Anschließend wurde eine V. jugularis externa kanüliert. Während die Perfusion über die Karotiden mit einem künstlichen Perfusionsmedium gestartet wurde, wurden die restlichen vaskulären Verbindungen zur Rumpfzirkulation unterbunden. Der venöse Abstrom über die intubierte Jugularvene wurde freigegeben und durch venöse Kanülierung der Gegenseite komplettiert. EEG, Perfusatfluss und Perfusionsdruck wurden kontinuierlich aufgezeichnet. Ergebnisse: Die hier beschriebene Technik erlaubt die Etablierung der isolierten Hirnperfusion ohne Unterbrechung der EEG-Aktivität während Präparation und Übergang von der natürlichen zur artifiziellen Perfusion. Im augenblicklichen Entwicklungsstadium kann die funktionelle Integrität des Gehirns für über 2 Stunden aufrechterhalten werden. Schlussfolgerungen: Die Präparation eines isoliert perfundierten Rattenhirns ohne zwischengeschaltete Ischämiephase vermeidet die Entstehung von Artefakten wie ischämische Präkonditionierung und hypoxische Hirnschwellung. Dadurch erscheint eine Kühlung des Gehirns zur Erhöhung der Ischämietoleranz unnötig. Ohne Ischämieintervall ist der Erfolg des Systems weniger von einer kurzen Präparationszeit abhängig und ist daher auch für weniger geübte Experimentatoren leichter durchführbar.