Summary
एक विश्वसनीय और repeatable एक गर्भाशय ग्रीवा एकतरफा रीढ़ की हड्डी में चोट अनंत क्षितिज impactor का उपयोग कर उत्पादन में वर्णित है. विधि एक कस्टम डिजाइन फ्रेम के लाभ लेता है और रीढ़ को स्थिर करने के लिए दबाना है. मानकीकृत प्रक्रिया और पर्याप्त और घायल में biomechanical चोट मापदंडों परिणाम है.
Protocol
1. फ़्रेम और पशु होल्डिंग के लिए दबाना डिजाइन: सेट अप
- फ्रेम और दबाना करने के लिए पशु पकड़ कस्टम (IH) अनंत क्षितिज स्पाइनल कॉर्ड चोट impactor को समायोजित डिजाइन किया गया था.
- फ्रेम के आधार पर एक एल्यूमीनियम निम्नलिखित (30.2 सेमी x 20.3 सेमी x 1.3 सेमी) आयाम क्रम में तालिका गाइड ब्रैकेट है कि IH डिवाइस (चित्रा 1 ए) के साथ मानक आता है में फिट में कटौती मंच है.
- चार Flexaframe समर्थन पैर प्लेट (फिशर साइंटिफिक, टोरंटो, पर) मंच और आठ Flexaframe समर्थन (फिशर साइंटिफिक, टोरंटो, पर 30.5 सेमी) छड़ आठ Flexaframe समर्थन connectors (चित्रा 1 बी) का उपयोग करते हुए इकट्ठे कर रहे हैं से जुड़े होते हैं.
- दो अतिरिक्त Flexaframe समर्थन connectors के बीच दो छड़ से जुड़ी, घर बनाया कस्टम दबाना (चित्रा 1 बी) के लिए रखती है.
- कोण है जो द्वारा पशु की रीढ़ की हड्डी में खड़ी संबंध में घुमाया जा रहा है keepin द्वारा स्थापित हैजी जगह में क्षैतिज रॉड और एक अन्य क्षैतिज रॉड (चित्रा 2) की ऊंचाई अलग.
- दबाना 35.6 लंबी मिमी, 25.4 मिमी उच्च और एक 7.6 मिमी जबड़ा सख्ती से अनुप्रस्थ प्रक्रिया के नीचे C4 से सी 6 (चित्रा 1C) पकड़ ले लो करने के लिए डिज़ाइन के साथ है. दबाना डिजाइन पर अतिरिक्त विवरण चू एट अल द्वारा पहले से वर्णित किया गया है, 2009.
2. सर्जरी
- पुरुष Sprague Dawley चूहों (चार्ल्स नदी प्रयोगशालाओं) 300-350 ग्राम वजन isoflurane द्वारा संवेदनाहृत (ऑक्सीजन (1 एल / मिनट) में शामिल करने के लिए 4% और रखरखाव के लिए 2%) थे.
- एक बार जानवरों संज्ञाहरण के विमान के तहत कर रहे हैं, जानवर एक stereotaxic फ्रेम है (KOPF, Tujunga, सीए) में रखा गया है.
- एपिनेफ्रीन साथ lidocaine की शल्य चिकित्सा की प्रक्रिया 0.4 एमएल (20 मिलीग्राम / एमएल, Bimeda MTC पशु स्वास्थ्य इंक, कैम्ब्रिज, ओंटारियो, कनाडा) के दौरान खून बह रहा कम से कम intramuscularly dorsa में शल्य साइट के चारों ओर इंजेक्शनमैं गर्दन क्षेत्र.
- 4-5 सेमी पृष्ठीय midline चीरा एक बाँझ स्केलपेल (# 15) का उपयोग कर, खोपड़ी के आधार से शुरू करने और दुमदारी से विस्तार किया है.
- बाँझ Adson संदंश दो टूक पृष्ठीय मांसलता के माध्यम से काटना करने के लिए रीढ़ की हड्डी, और एक बाँझ Alm के प्रतिकर्षक (ललित विज्ञान उपकरण, उत्तर वैंकूवर, ई.पू.) को रखने के लिए मांसपेशियों को फैलाने के अलावा डाला तक पहुँचने के लिए उपयोग किया जाता है.
- # 15 स्केलपेल, C4-C7 की laminae एक छवि मांसपेशियों का उपयोग बंद scraped, midline में शुरू करने और उन्हें व्यापक बाहर है laterally.
- एक बाँझ स्केलपेल (# 15) के साथ एक चीरा मांसपेशियों को रीढ़ की हड्डी के दोनों ओर पर अनुप्रस्थ प्रक्रियाओं को संलग्न क्रम में सी 6 C4 की अनुप्रस्थ प्रक्रियाओं के नीचे दबाना फिट किया जाता है.
- साथ एक बाँझ ठीक से इत्तला दे दी फ्राइडमैन Pearson के Rongeur (ललित विज्ञान उपकरण, उत्तर वैंकूवर, ई.पू.), बाईं C5 लामिना ध्यान ड्यूरा और रीढ़ की हड्डी कल्पना निकाल दिया जाता है.
- 1.5 मिमी की एक व्यास के साथ एक छड़ी बाहों के नीचे खिसक रहा हैपशु सहारा, जिससे रीढ़ की हड्डी थोड़ा ऊपर उठाने और दबाना प्रविष्टि की सुविधा.
- माउंट C6 के लिए पार्श्व अनुप्रस्थ C4 की प्रक्रिया पर बाँझ दबाना के जबड़े और शिकंजा कस.
- Alm के प्रतिकर्षक निकालें.
3. रीढ़ की हड्डी में चोट
- के बाद दबाना पशु पर मुहिम शुरू की है, पशु IH impactor के लिए ले जाया जाता है.
- दबाना दो फ्रेम के बीच छड़ है कि 22.5 डिग्री के एक क्षैतिज (चित्रा 2) कोण में सुरक्षित है पर धातु धारकों में डाला जाता है.
- कैंची जैक है कि स्थिर ऊंचाई समायोजन, (VWR, मिसिसॉगा, पर) प्रदान करता है उठाया है जब तक पशु फ्लैट देता है.
- सुनिश्चित करें कि दबाना दबाना के शीर्ष पर एक छोटे से सिलेंडर स्तर रखकर और शिकंजा कस क्षैतिज है. यह महत्वपूर्ण है कि सभी शिकंजा कस रहे हैं और सेट अप किसी भी आंदोलन के बिना कठोर है.
- प्रक्रिया के शेष माइकर के तहत आयोजित किया जाता हैoscope (MZ8 Leica है).
- लोअर और impactor टिप (व्यास में गोल बंद किनारों के साथ 15 मिमी) का उद्देश्य IH impactor पर ऊर्ध्वाधर समायोजन घुंडी और दो क्षैतिज समायोजन knobs का उपयोग तक impactor टिप के बीच सी 6 spinous प्रक्रिया की सुप्रीम ऊपर मँडरा रहा है.
- एक बार impactor टिप केंद्रित है, समायोजन y-अक्ष एक दस्ता और दो 5 (1.4 मिमी) बारी टिप laterally बाईं ओर और एक्स अक्ष क्षैतिज समायोजन घुंडी C5 के केंद्र impactor टिप चाल चाल बारी.
- टिप के निचले हिस्से में जब तक यह ड्यूरा बस के ऊपर है सत्यापित करें कि impactor टिप ग्रे मामले की पार्श्व आधे लक्ष्य है.
- ऊर्ध्वाधर समायोजन घुंडी बारी दो ड्यूरा ऊपर टिप 4 मिमी बढ़ा बदल जाता है.
- सुनिश्चित करें कि प्रभाव क्षेत्र एक कपास झाड़ू या स्टिक के इस्तेमाल से सूखा है.
- कार्यक्रम पर 150 kdyn. करने के लिए वांछित बल सेट और "प्रारंभ प्रयोग impactor ट्रिगर क्लिक करें.
- चोट के बाद घाव के लेय में बंद कर दिया हैमें 5-0 vicryl sutures के साथ रु. (0.03 मिलीग्राम / किग्रा अनुसूचित जाति, Temgesic, Schering-सप्तऋषि निगम, Kenilworth, न्यू जर्सी) buprenorphine और खारा (10 एमएल) subcutaneously से पहले प्रशासित किया जाता है और दो बार सर्जरी के बाद दो दिनों के लिए दैनिक. पशु बारीकी से 2 सप्ताह और 6 के बाद चोट के सप्ताह के लिए एक सप्ताह के लिए कर रहे हैं एक दिन में दो बार निगरानी.
4. प्रतिनिधि परिणाम
बीस नौ पुरुष Sprague Dawley (चार्ल्स नदी प्रयोगशालाओं) चूहों वजन 300-350 ग्राम 150 kdyn के बल सेटिंग में घायल हो गए. impactor टिप 1.4 मिमी के midline के लिए पार्श्व खड़ी की 22.5 बंद ° का एक कोण पर, उद्देश्य से किया गया था. मतलब वास्तविक बल 155.55 ± 0.73 kdyn. मतलब विस्थापन 1512.72 ± में माइक्रोन 27.86 और वेग 120.24 ± 0.52 mm / s (चित्रा 3).
व्यवहार परिणाम उपाय
कार्यात्मक वसूली क्षैतिज सीढ़ी परीक्षण के, सिलेंडर पालन परीक्षण का उपयोग कर मूल्यांकन किया गया था, परीक्षण सौंदर्य,और Montoya सीढ़ी 1 परीक्षण संशोधित. पशु चोट से पहले प्रशिक्षित किया गया और 2, 4 और 6 सप्ताह में चोट के बाद मूल्यांकन. महत्वपूर्ण forelimb प्रयोगात्मक अवधि के दौरान निरंतर impairments के थे.
क्षैतिज सीढ़ी परीक्षण. चोट से पहले, जानवरों बनाया 4.75 केवल ± 0.73% ipsilateral forelimb पर त्रुटियों जबकि अनियमित दूरी पर क्षैतिज सीढ़ी के पार प्रवाह. चोट के बाद, जानवरों के forelimb त्रुटियों के प्रतिशत में चिह्नित बढ़ जाती है का प्रदर्शन किया. ipsilateral forelimb प्रतिशत त्रुटियों थे 26.97 ± 2.92%, 26.23 ± 2.84% और 22.06 ± 2 में 2.05%, 4 और 6 के बाद चोट सप्ताह, क्रमशः (4A चित्रा). महत्वपूर्ण बात, इस परीक्षण पर forelimb हानि 6 सप्ताह के लिए निरंतर था.
एससीआई के बाद सिलेंडर पालन परीक्षण. Ipsilateral forelimb का प्रतिशत (बाएं + दोनों) अन्वेषण के दौरान उपयोग में काफी कमी आई है.चोट करने के लिए पहले, जानवरों ipsilateral forelimb 75.12 ± 2.25% का इस्तेमाल किया. चोट के बाद जानवरों ipsilateral forelimb 8.59 ± 2 सप्ताह में 1.80%, 14.25 ± 2.65% और 4 सप्ताह में 11.76 ± 2.66% 6 सप्ताह (4B चित्रा) में इस्तेमाल किया.
Montoya सीढ़ियाँ परीक्षण संशोधित ipsilateral forelimb के साथ प्राप्त छर्रों की संख्या चोट के बाद नाटकीय रूप से कमी आई है. चोट से पहले, जानवरों एकत्र 84.85 ± खाद्य पुरस्कार के 2.88%. हालांकि, 2, 4 और 6 सप्ताह में चोट के बाद, जानवरों 30.91 केवल पुनः प्राप्त ± 4.03%, 28.94 ± 4.38% और 25.86 ± 3.09% की छर्रों (चित्र 4C).
परीक्षण सौंदर्य. चोट के बाद सौंदर्य स्कोर में नाटकीय घटने थे. 2.00 ± 0.17, 4 सप्ताह:: 1.83 ± 0.17 और 6 सप्ताह: 1.79 ± 0.11 (figu एससीआई के बाद, ipsilateral सौंदर्य स्कोर 2 सप्ताह पहलेफिर 4D).
Histological परिणाम
सफेद पदार्थ और ग्रे बात बख्शते. चित्रा 5 में 150 kdyn की एक शक्ति के रूप में, 22.5 डिग्री और 1.4 मिमी के पार्श्व उद्देश्य के कोण पर एक रीढ़ की हड्डी की चोट का एक उदाहरण प्रस्तुत किया है. चोट ipsilateral ओर ग्रे और सफेद बात के लिए पर्याप्त नुकसान में हुई. दोनों corticospinal और rubrospinal इलाकों घायल हो गए और 29 पशुओं के बाहर 23 parenchymal ipsilateral पक्ष पर निहित नुकसान किया था. सफेद और ग्रे मामले की क्षति की हद तक अनुदैर्ध्य rostrally 2400 और 2400 दुमदारी से (चित्रा 6). जब वर्गों को जोड़ने के लिए सफेद और ग्रे मामले बख्शते के संचयी प्रसार "(2000 माइक्रोन विजय - स्तम्भ और उपरिकेंद्र के लिए लांगुलिय) के एक सकल अनुमान प्रदान ipsilateral ओर केवल सफेद बख्शा बात की 51.8% और ग्रे मामले की 39.7% था शेष contralateral ओर (चित्रा 6) की तुलना में.
<img alt = "चित्रा 1" = "files/ftp_upload/3313/3313fig1.jpg /" />
आकृति 1. अनंत क्षितिज रीढ़ की हड्डी में चोट impactor ए. अनंत क्षितिज impactor और समग्र सेट. बी फ़्रेम सेट. सी. गर्भाशय ग्रीवा के अनुप्रस्थ प्रक्रियाओं को धारण करने के लिए घोड़े का अंसबंध की छवि बंद. दबाना: डी. विशिष्टता (इंच इकाई). सुझाव <में 0.002 सहिष्णुता (चू एट अल 2009). बड़ा आंकड़ा देखने के लिए यहाँ क्लिक करें .
चित्रा 2 ए. चित्रण और इसी फ्रेम सेट करने के लिए 1.4 मिमी के पार्श्व उद्देश्य के साथ रीढ़ की हड्डी में रोटेशन 0 ° (तटस्थ) या बी 22.5 ° प्राप्त करने के.
चित्रा 3. मैं प्रतिनिधि बल और विस्थापन रेखांकन अनंत क्षितिज impactor के लिए तीर.समय कि impactor टिप 20 kdyn और जब विस्थापन की रिकॉर्डिंग शुरू की है बिंदु तक पहुँच गया है ndicates. वास्तविक बल बल बनाम समय वक्र के शिखर से पढ़ा है और इसी विस्थापन की गणना है. नीचे के रेखांकन एक ठेठ 150 kdyn कुचलन को दर्शाती है, ए विस्थापन बनाम समय ग्राफ, बी. सेना बनाम समय ग्राफ. ये रेखांकन बताते हैं कि वास्तविक हासिल बल के कॉर्ड 1287 माइक्रोन होना मापा गया था में में 152 kdyn, और impactor विस्थापन था. बड़ा आंकड़ा देखने के लिए यहाँ क्लिक करें .
चित्रा 4. 150 kdyn के बल, 22.5 ° उद्देश्य की 1.4 मिमी impactor कोणीयकरण के लिए व्यवहार आकलन midline ए. के छोड़ दिया क्षैतिज सीढ़ी परीक्षण. बी सिलेंडर पालन परीक्षण. सी. संशोधित Montoya सीढ़ी परीक्षण. डी. सौंदर्य परीक्षण. ipsilateral forelimb में हुई महत्वपूर्ण और निरंतरनेड impairments के contralateral forelimb की तुलना में.
चित्रा 5 लांगुलिय 1600 माइक्रोन के लिए विजय - स्तम्भ 1600 माइक्रोन से घायल रीढ़ की हड्डी के प्रतिनिधि छवियाँ.
6 चित्रा. Histological आकलन ए. प्रतिशत सफेद और ग्रे मामले बख्शा. बात 2000 के आसपास नुकसान का उपरिकेंद्र की माइक्रोन बड़े पैमाने पर बख्शा गया. बी से संचयी सफेद और ग्रे बात क्षति की उपरिकेंद्र की 2000 माइक्रोन भीतर बख्शा. ipsilateral पक्ष में काफी कम था contralateral पक्ष की तुलना में सफेद और ग्रे मामले बख्शा. बड़ा आंकड़ा देखने के लिए यहाँ क्लिक करें .
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
इस पत्र में, हम एक गर्भाशय ग्रीवा के एकतरफा कुचलन 150 kdyn, 22.5 डिग्री के एक बंद ऊर्ध्वाधर कोण, और midline से 1.4 मिमी की एक पार्श्व उद्देश्य के बल पर अनंत क्षितिज (IH) impactor मॉडल का उपयोग कर का वर्णन. इन सेटिंग्स के साथ, हम parenchymal मोटे तौर पर ipsilateral पक्ष निहित विघटन, साथ ipsilateral forelimb में निरंतर व्यवहार घाटा जहां यह दिखाई दिया कि काफी क्षति जहां rubrospinal, reticulospinal vestibulospinal, और corticospinal इलाकों के लिए उम्मीद की होगी क्षेत्रों के लिए हुआ उत्पादन करने में सक्षम थे चलाते हैं. इस मॉडल का विकास तीन प्रयोगों जो इष्टतम चोट बल, midline के प्रभाव से दूर स्थान और रोटेशन की डिग्री की स्थापना की एक श्रृंखला में हुई. सबसे पहले, हमने पाया कि 150 kdyn नीचे चोट बलों पर्याप्त और निरंतर कार्यात्मक घाटे का उत्पादन नहीं किया था. इसके अतिरिक्त, impactor कॉर्ड खड़ी (यानी कोई रोटेशन के साथ) हड़ताली टिप के साथ, हम अक्सर च में spikes मनायाorce बनाम समय घटता है, सुझाव है कि impactor टिप स्पाइनल कैनाल के उदर पक्ष पर हड्डी मार रहा था. इन जानवरों के भी कई गंभीर या निरंतर कार्यात्मक घाटा नहीं था. इस के साथ संगत है, अचानक बल spikes के साथ इन पशुओं में histological विश्लेषण की क्षति, parenchymal नुकसान से पता चला है कि दोनों हल्के और बहुत laterally रीढ़ की हड्डी के भीतर रखा गया था. इसलिए हम ऐसे कि impactor की प्रक्षेपवक्र खड़ी midline के 22.5 ° जानवरों घुमाया. Impactor रीढ़ की हड्डी को सीधा में आ टिप होने से, हम स्पाइनल कैनाल के उदर मंजिल हड़ताली टिप की समस्या का समाधान है, लेकिन हम रीढ़ की हड्डी के में contralateral पक्ष पर काफी parenchymal क्षति मनाया. अंत में, हम midline, 1.0, 1.2 के तीन अलग बंद दूरी और 1.4 मिमी पर impactor के उद्देश्य से, एक 150 kdyn बल और 22.5 के कोण का उपयोग °. हम ने कहा कि 1.0, 1.2 और 1.4 मिमी से के बीच में कोई व्यवहार मतभेद थेttings, लेकिन के रूप में प्रभाव का लक्ष्य है laterally ले जाया गया था, यह अधिक संभावना है कि सकल parenchymal क्षति ipsilateral पक्ष पर समाहित किया जा सकता है है. इसलिए हम हमारे वर्तमान एक 150 kdyn impactor टिप के साथ खड़ी की 22.5 बंद ° पर दिया चोट की एकतरफा कुचलन सेटिंग्स पर पहुंचे midline की बाईं करने के लिए 1.4 मिमी के उद्देश्य से.
गर्भाशय ग्रीवा चोट मॉडल में एससीआई उपचारों के परीक्षण के लिए उपलब्ध बनाने के लिए तर्क स्पष्ट है: व्यक्तियों के बहुमत ग्रीवा रीढ़ की हड्डी की चोट पीड़ित हैं, ऊपरी सिरा समारोह इन व्यक्तियों के लिए सर्वोपरि है, और उपन्यास के neuroprotective या neuroregenerative हस्तक्षेप के नैदानिक परीक्षणों तेजी से ध्यान केंद्रित कर रहे हैं पर ग्रीवा एससीआई रोगियों के क्रम में एक परिणाम उपाय के रूप में कमानी मोटर वसूली का उपयोग. ग्रीवा रीढ़ की हड्डी में चोट पंगु बनाना, संपीड़न, या contusion के माध्यम से हो सकता है. इन मॉडलों के बीच में चोट, कुचलन और संपीड़न चोटों सबसे अच्छा pathophysiological प्रक्रिया ओब का प्रतिनिधित्व करते हैंमानव एससीआई में सेवा की. 1,2,3 एससीआई अनुसंधान समुदाय के हाल के एक सर्वेक्षण के अनुसार, 324 उत्तरदाताओं का 72% सहमत हूँ कि कुचलन चोट सबसे नैदानिक प्रासंगिक एससीआई की चोट मॉडल 1.
रेजिनाल्ड एलेन पहली प्रयोगशाला की स्थापना में 4 रीढ़ की हड्डी की चोट पैदा करने के लिए प्रयोगात्मक डिवाइस वजन ड्रॉप के विवरण के बाद, contusion के उपकरणों की एक संख्या reproducibility के अनुकूलन के लिए और आम तौर पर मानव चोट की विकृति अनुकरण करने का प्रयास में विकसित किया है 3 नई. न्यूयॉर्क विश्वविद्यालय impactor विद्युत घटकों का उपयोग करता है वजन ड्रॉप के दौरान चोट विस्थापन और वेग 5,6 यहाँ. उपाय, चोट की गंभीरता ऊंचाई से जो वजन गिरा दिया है से निर्धारित होता है. इसके विपरीत, ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी (OSU) impactor और multimechanism चोट चू एट अल द्वारा डिजाइन प्रणाली में. (2009), रीढ़ की हड्डी की अधिकतम विस्थापन निर्धारित है, और बल असमहड्डी के लिए टेड तो मापा जाता है. IH impactor है कि उपयोगकर्ता के लागू शक्ति पैदा करती है में अलग है, और फिर विस्थापन मापा जाता है. जबकि इन प्रणालियों (वजन ड्रॉप बनाम विस्थापन नियंत्रण बनाम बल नियंत्रण) में से प्रत्येक अपनी सैद्धांतिक लाभ, उपयोग के रिश्तेदार आसानी वाणिज्यिक उपलब्धता और IH impactor के निर्माता से तकनीकी सहायता की उपलब्धता में यह तेजी से लोकप्रिय बना दिया है हाल के वर्षों.
एक तकनीकी दृष्टिकोण से, हम नोट करना चाहिए कि महत्वपूर्ण संशोधनों clamping के जानवरों और उन्हें हासिल करने से पहले प्रभाव (चित्रा 1) के लिए विधि में किए गए थे. हमारे चोटों की स्थिरता को बेहतर बनाने और ग्रीवा रीढ़ की अद्वितीय शरीर रचना को समायोजित करने के लिए, हम एक कस्टम निर्मित प्रणाली है कि दृढ़ता से ग्रीवा रीढ़ की अनुप्रस्थ प्रक्रियाओं grasps clamping के साथ जानवरों स्थिर 7 के रूप में है कि clamps के साथ प्रदान की जाती हैं. IH impactor spi पकड़ इरादा कर रहे हैंथोरैसिक स्पाइन के भीतर प्रज्ञा प्रक्रियाओं, हमने महसूस किया है कि वे के रूप में अच्छी तरह से ग्रीवा रीढ़ की बहुत और छोटे spinous प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त नहीं थे. फ्रेम और प्रणाली clamping के पशुओं प्रभाव के दौरान बहुत सख्ती से, धारण दबाना और रीढ़ की हड्डी के बीच लगभग कोई 'फिसलन' के साथ 7 clamping के युक्ति अपेक्षाकृत का उपयोग करने के लिए और रीढ़ की हड्डी को लागू करने के लिए आसान है. प्रयोगशाला में प्रशिक्षुओं और तकनीशियनों की एक संख्या यह सुसंगत सफलता के साथ उपयोग किया है. ग्रीवा रीढ़ की पृष्ठीय पहलू से अधिक है laterally कोमल ऊतकों के अतिरिक्त विच्छेदन लेकिन क्रम में अनुप्रस्थ प्रक्रियाओं की समझ की जरूरत है, और खून बह रहा है ऐसा करने में सामना किया जा सकता है. इस hemostasis आम तौर पर बस शल्य स्पंज की एक छोटा सा टुकड़ा के साथ कोमल दबाव लागू करने के द्वारा प्राप्त किया है. इसके अतिरिक्त, दबाना 300-350 ग्राम वजन सीमा में पशुओं के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया है, और संशोधन के छोटे जानवरों को समायोजित करने की जरूरत है (हालांकि यह संभावना betwee दर्ज कराई spacers के साथ प्राप्त किया जा सकता हैn दबाना के दो हथियार).
चोट के निर्धारित लक्ष्य के लिए सम्मान के साथ, हम दोनों corticospinal (सीएसटी) और rubrospinal ipsilateral ही पक्ष के इलाकों (RST) घायल करने के उद्देश्य से, के रूप में इन दोनों कृन्तकों में forelimb समारोह में एक भूमिका निभा हमारे अध्ययन में. 8, कार्यात्मक घाटे क्षैतिज सीढ़ी परीक्षण के, सिलेंडर पालन परीक्षण के साथ मूल्यांकन किया गया, सौंदर्य परीक्षण और Montoya सीढ़ी परीक्षण के. दोनों क्षैतिज सीढ़ी परीक्षण के और सिलेंडर पालन ग्रीवा चोट मॉडल के बाद मूल्यवान आकलन 8,9,10,11 क्षैतिज सीढ़ी परीक्षण के बलों जानवर दोनों उनके घायल और रिहाई का forelimbs उपयोग करने के लिए सीढ़ी पार पाने के लिए, और इसलिए, परीक्षण उपायों forelimb के प्रतिपूरक और अनुकूली समारोह. पूर्व चोट प्रशिक्षण के दौरान, जानवरों को आमतौर पर "पकड़ो" या सलाखों पर उनके अंकों के साथ उनके forepaw जबकि सीढ़ी पार जगह. गंभीर या मध्यम ग्रीवा एकतरफा contusions के बाद, इस मोटर समारोह की सबसे अब हैolished, और जानवरों नहीं रह रहे हैं लगातार जगह या पायदान समझ में सक्षम 2,12 सिलेंडर पालन परीक्षण वसूली स्वैच्छिक forelimb के उपयोग का विश्लेषण करने से स्वाभाविक रूप से परख होती है. आमतौर पर, जबकि तलाश घायल forelimb के उपयोग में नाटकीय रूप से चोट के बाद कम है. इन कार्यों के नुकसान की संभावना दोनों axonal व्यवधान के एक संयोजन और घाव उपरिकेंद्र में मोटर न्यूरॉन्स, जो अंदर आना तिकोना, मछलियां, प्रसारिणी मणिबंध radialis longus और प्रसारिणी मणिबंध radialis ब्रेविस मांसपेशियों के रूप में की मांसपेशियों के उन्मूलन के लिए संबंधित हैं 13. सौंदर्य परीक्षण, सिलेंडर पालन परीक्षण की तरह, पशुओं की सकल प्राकृतिक व्यवहार की जाँच. संशोधित Montoya सीढ़ी अंक कार्यों, या forelimbs के ठीक नियंत्रण, मूल्यांकन करता है. तिथि करने के लिए हैरानी की बात है, वहाँ केवल एक अध्ययन है कि संशोधित Montoya ग्रीवा एससीआई में सीढ़ी परीक्षण का उपयोग किया गया है 14. साथ में, इन परीक्षणों दोनों समग्र ठीक है और सकल घटकों का मूल्यांकनforelimb कार्यों.
अन्य अध्ययनों से यह भी गर्भाशय ग्रीवा कुचलन मॉडल, जो आम तौर पर एक पूर्व मौजूदा वक्ष कुचलन डिवाइस के लिए कुछ संशोधन के साथ तैयार किया गया है वर्णित है 2,12,15,16,17 Dunham एट अल. (2011), Popovich एट अल. (2010) और Sandrow एट अल. (2008) सभी IH impactor का उपयोग. Dunham एट अल. (2011) चोट सिलेंडर पालन परीक्षण, Catwalk चाल विश्लेषण, सेंवई से निपटने के परीक्षण और क्षैतिज सीढ़ी परीक्षण के मूल्यांकन के द्वारा 100, 200, और 300 kdyn मॉडल का उपयोग कर की विशेषता. Popovich एट अल. (2010) 175 kdyn बल पर ग्रीवा रीढ़ की हड्डी घायल और कार्यात्मक परिणामों इच्छा विमान परीक्षण, सिलेंडर पालन परीक्षण और BBB के परीक्षण का उपयोग कर मनाया. Sandrow एट अल. (2008) 1.8 मिमी में 200 kdyn और 1.6 के परिणामी विस्थापन के बल प्रयोग किया और फिर मजबूर हरकत परीक्षण, forelimb खुले क्षेत्र हरकत, पकड़ शक्ति परीक्षण और ग्रिड वाल के साथ व्यवहार के परिणामों का मूल्यांकनकश्मीर परीक्षण. हमारी प्रयोगशाला से पिछला काम लिए 1.5mm विस्थापन के ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी impactor पर इस्तेमाल करने के लिए एकतरफा ग्रीवा contusions (200 kdyn की एक अधिकतम चोटी बल के साथ) का परीक्षण 18 Gensel एट अल. (2006) / MASCIS न्यूयॉर्क विश्वविद्यालय impactor 10 ग्राम का उपयोग करते हुए. 6.5 मिमी और 12.5 मिमी ऊंचाई पर और परीक्षण सौंदर्य, क्षैतिज सीढ़ी परीक्षण, सिलेंडर पालन परीक्षण और अर्ध स्वचालित उद्यानपथ परीक्षण (Catwalk चाल विश्लेषण) के साथ व्यवहार परिणाम का मूल्यांकन. Soblosky एट अल. (2001) 25.0 ° कोण पर चोट पशुओं के लिए 5.00, 2.50 या 1.25 मिमी ऊंचाई पर एक संशोधित एलेन के वजन ड्रॉप डिवाइस (10.5 ग्राम) का इस्तेमाल किया, और क्षैतिज सीढ़ी परीक्षण के और सिलेंडर पालन के लिए व्यवहार वसूली का आकलन परीक्षण का मूल्यांकन. यह मुश्किल है Sandrow एट अल द्वारा अध्ययन करने के लिए हमारी चोट मॉडल की तुलना है. (2008), कार्यात्मक परीक्षण से कोई नहीं के बाद से हमारे वर्तमान के अध्ययन के साथ ओवरलैप. जब हम अन्य अध्ययन के लिए कार्यात्मक परिणामों की तुलना हमारे वर्तमान IH चोट मॉडल आम तौर पर कम करने के लिए 300 गंभीरDunham एट अल से kdyn समूह. (2011), लेकिन और अधिक गंभीर अन्य गर्भाशय ग्रीवा के एकतरफा कुचलन रिपोर्ट की तुलना में. हमारे चोट मॉडल में पशुओं के लिए चोट के बाद दो सप्ताह तक कार्यात्मक परीक्षण करते हैं जबकि अन्य चोट मॉडल चोट के बाद 1 सप्ताह शुरू कार्यात्मक परीक्षण शुरू करने में सक्षम नहीं थे. क्षैतिज सीढ़ी परीक्षण के लिए, Soblosky एट अल. (2001) चरणों की कुल संख्या के बिना निकल जाता है की कुल संख्या की सूचना दी. हमारे वर्तमान मॉडल के लिए 6 के बाद चोट सप्ताह में ipsilateral प्रतिशत त्रुटि के बारे में 25% था ली एट अल द्वारा अध्ययन की तुलना में,. (2010) और Gensel एट अल. (2006), जो 10 के रेंज में त्रुटियों की रिपोर्ट - 15% और Dunham एट अल. (2011) है कि 300 kdyn और 100 और 200 kdyn समूहों के लिए 20% के समूह के लिए 40% त्रुटि की सूचना दी. सिलेंडर पालन परीक्षण के लिए, Popovich एट अल. (2010) पालन की अवधि की सूचना दी. हमारे 22.5 ° कोण के लिए ipsilateral forelimb उपयोग के 15-20% एक 5 के साथ सूचित करने के लिए तुलनीय था.0 मिमी वजन ड्रॉप. 12 व्यवहार घाटे कि NYU impactor, Gensel एट अल से परिणामस्वरूप तुलना. (2006) 12.5 मिमी ऊंचाई के लिए ipsilateral forepaw उपयोग के की पूरी हटाने का कार्य रिपोर्ट. Dunham एट अल. (2011) 5, 10 और 200, 100, और 300 kdyn जानवरों के लिए 20% ipsilateral forelimb के उपयोग के बारे में सूचना दी. सौंदर्य परीक्षण के लिए, हमारे जानवरों चोट Gensel एट अल द्वारा रिपोर्ट समूहों से कम रन बनाए. (2006).
Histologically, चोट मॉडल यहाँ प्रस्तुत आम तौर पर अधिक से अधिक parenchymal क्षति के रूप में अन्य गर्भाशय ग्रीवा hemicontusion चोट मॉडल की तुलना में, लेकिन कम से कम नुकसान Popovich एट अल (2010) द्वारा रिपोर्ट लाती है. हमारे चोट की विजय - स्तम्भ और दुम का विस्तार 4.8 मिमी, के रूप में Popovich एट अल में 8.0 मिमी की तुलना में, ली एट अल में 4.0 मिमी था. और Gensel एट अल में 3.6 मिमी. घाव उपरिकेंद्र IH impactor, OSU impactor और NYU impactor, क्रमश: 2,18. का उपयोग अध्ययन, हमने पायाके बारे में 20% ग्रे बात हमारे चोट मॉडल, के रूप में ली एट अल की तुलना में बख्शा. (2010) में 10%, Gensel एट अल. (2006) में 20-50%, और Soblosky एट अल. (2001) 31-99% पर. सफेद बात बख्शते के लिए, चोट मॉडल यहाँ प्रस्तुत के बारे में 20% ऊतक ली एट अल में 30% (2010), 5 की तुलना में उपरिकेंद्र पर शेष रह Gensel एट अल में 10% (2006) और 18 - 62 % Soblosky एट अल. (2001) घाव उपरिकेंद्र पर. इस अध्ययन में, ली एट अल द्वारा, (2010) rubrospinal पथ महत्वपूर्ण चोट का सामना करना पड़ा, लेकिन corticospinal पथ अक्सर बरकरार दिखाई दिया. Popovich एट अल. (2010) दो इलाकों के पूरा उच्छेद की सूचना दी. Gensel एट अल. (2006) corticospinal और दोनों ऊंचाई सेटिंग्स के लिए rubrospinal पथ के पूरा विनाश के पथ को आंशिक क्षति की सूचना दी. Soblosky एट अल. (2001) rubrospinal पथ आंशिक क्षति, लेकिन corticospinal पथ को कोई चोट रिपोर्ट. इन रिपोर्टों में आगे लागू दोनों अवरोही इलाकों घायल करने में पर्याप्त कार्यात्मक घाटे का उत्पादन का महत्व 19. यह भी ध्यान दें करने के लिए लायक है कि Popovich एट अल में. (2010), Gensel एट अल. (2006) और Soblosky एट अल. (2001), चोट भी contralateral ओर बढ़ा. हमारे मॉडल में विपरीत दिशा में विस्तार के इस मुद्दे के महत्व बहस का मुद्दा है, यह देखते हुए कि वहाँ कोई व्यवहार चोटों के बीच मतभेद 1.2 1.0, के उद्देश्य से, और midline की 1.4 मिमी (अप्रकाशित डेटा) थे, लेकिन यह शामिल वांछनीय होगा ipsilateral पक्ष को चोट के बाद से, हम 'रिहाई' नियंत्रण contralateral पक्ष के रूप में इस्तेमाल किया. जबकि वहाँ था, कुछ पशुओं में, contralateral पक्ष parenchmyal नुकसान की कुछ विदेशी, यह कम से कम था. जब या तो ipsilateral और contralateral पक्षों के बीच एक अनुपात के रूप में सफेद और ग्रे बात क्षति का प्रतिनिधित्व की तुलना, या क्षति की पूर्ण सीमा तक के रूप में, वहाँ वास्तव में कोई अंतर (अप्रकाशित डेटा) था.
e_content अंत में "> हम एकतरफा कुचलन चोट के विकास की रिपोर्ट है, और इसके विकास और तकनीक के बारे में पर्याप्त विस्तार प्रदान करने की उम्मीद है दूसरों जो preclinical एससीआई उपचारों का अध्ययन करना चाहते हैं इस तरह के एक मॉडल को रोजगार, एक impactor युक्ति है कि व्यापक रूप से उपलब्ध है का उपयोग कर सकते हैं. (अनंत क्षितिज impactor) हम वर्तमान में लिए neuroprotective हस्तक्षेप का मूल्यांकन मॉडल का उपयोग कर रहे हैं विशिष्ट मानव अनुवाद के लिए पहले उपचार के लिए महत्वपूर्ण preclinical जाहिर तौर पर समर्थन प्रदान करने की आशा के साथ.Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Infinite Horizon Impactor | Precision Systems and Instrumentation | IH-0400 | |
| Aluminum metal sheet | Metalsupermarlets.com | APT6061/500 | |
| Flexaframe support foot plates | Fishers Scientific | 1466625Q | |
| Flexaframe support rods | Fishers Scientific | 1466610GQ | |
| Flexaframe Support Connectors | Fishers Scientific | 1466620Q | |
| Clamp1 | Custom made | Choo et al., 2009 | |
| Metal holders | Custom made | See above | |
| Impactor tip | Custom made | Diameter: 1.15 mm | |
| Stereotaxic frame | David Kopf Instruments | Model 900 | |
| Cylinder Level | YIJIA TOOLS | YJ-SL0620 | |
| Microscope | Leica | Model #: MZ8 | |
| Laboratory scissor jack | VWR | 12620-902 |
References
- Lee, J. H., Tigchelaar, S., Liu, J., Stammers, A. M., Streijger, F., Tetzlaff, W., Kwon, B. K. Lack of neuroprotective effects of simvastatin and minocycline in a model of cervical spinal cord injury. Exp. Neurol. 225, 219-230 (2010).
- Kwon, B. K., Hillyer, J., Tetzlaff, W. Translational research in spinal cord injury: a survey of opinion from the SCI community. J. Neurotrauma. 27, 21-33 (2010).
- Gensel, J. C., Tovar, C. A., Hamers, F. P., Deibert, R. J., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. Behavioral and histological characterization of unilateral cervical spinal cord contusion injury in rats. J. Neurotrauma. 23, 36-54 (2006).
- Kwon, B. K., Borisoff, J. F., Tetzlaff, W. Molecular targets for therapeutic intervention after spinal cord injury. Mol. Interv. 2, 244-258 (2002).
- Allen, A. R. Surgery of experimental lesions of spinal cord equivalent to crush injury of fracture dislocation. J. Am. Med. Assoc. 57, 878-880 (1911).
- Basso, D. M., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. Graded histological and locomotor outcomes after spinal cord contusion using the NYU weight-drop device versus transection. Exp Neurol. 139, 244-256 (1996).
- Gruner, J. A. A monitored contusion model of spinal cord injury in the rat. J. Neurotrauma. 9, 123-128 (1992).
- Choo, A. M., Liu, J., Liu, Z., Dvorak, M., Tetzlaff, W., Oxland, T. R. Modeling spinal cord contusion, dislocation, and distraction: characterization of vertebral clamps, injury severities, and node of Ranvier deformations. J. Neurosci. Methods. 181, 6-17 (2009).
- Whishaw, I. Q., Piecharka, D. M., Drever, F. R. Complete and partial lesions of the pyramidal tract in the rat affect qualitative measures of skilled movements: impairment in fixations as a model for clumsy behavior. Neural. Plast. 10, 77-92 (2003).
- Jones, T. A., Schallert, T. Overgrowth and pruning of dendrites in adult rats recovering from neocortical damage. Brain Res. 581, 156-160 (1992).
- Liu, Y., Kim, D., Himes, B. T., Chow, S. Y., Schallert, T., Murray, M., Tessler, A., Fischer, I. Transplants of fibroblasts genetically modified to express BDNF promote regeneration of adult rat rubrospinal axons and recovery of forelimb function. J. Neurosci. 19, 4370-4387 (1999).
- Schallert, T., Fleming, S. M., Leasure, J. L., Tillerson, J. L., Bland, S. T. CNS plasticity and assessment of forelimb sensorimotor outcome in unilateral rat models of stroke, cortical ablation, parkinsonism and spinal cord injury. Neuropharmacology. 39, 777-787 (2000).
- Soblosky, J. S., Song, J. H., Dinh, D. H. Graded unilateral cervical spinal cord injury in the rat: evaluation of forelimb recovery and histological effects. Behav. Brain Res. 119, 1-13 (2001).
- McKenna, J. E., Prusky, G. T., Whishaw, I. Q. Cervical motoneuron topography reflects the proximodistal organization of muscles and movements of the rat forelimb: a retrograde carbocyanine dye analysis. J. Comp. Neurol. 419, 286-296 (2000).
- Sandrow, H. R., Shumsky, J. S., Amin, A., Houle, J. D. Aspiration of a cervical spinal contusion injury in preparation for delayed peripheral nerve grafting does not impair forelimb behavior or axon regeneration. Exp. Neurol. 210, 489-500 (2008).
- Popovich, P. G., Lemeshow, S., Gensel, J. C., Tovar, C. A. Independent evaluation of the effects of glibenclamide on reducing progressive hemorrhagic necrosis after cervical spinal cord injury. Exp. Neurol. 233, 615-622 (2012).
- Dunham, K. A., Siriphorn, A., Chompoopong, S., Floyd, C. L. Characterization of a graded cervical hemicontusion spinal cord injury model in adult male rats. J. Neurotrauma. 27, 2091-2106 (2010).
- Lee, J. H., Roy, J., Sohn, H. M., Cheong, M., Liu, J., Stammers, A. T., Tetzlaff, W., Kwon, B. K. Magnesium in a polyethylene glycol formulation provides neuroprotection after unilateral cervical spinal cord injury. Spine (Phila Pa 1976). 35, 2041-2048 (2010).
- Alstermark, B., Isa, T., Lundberg, A., Pettersson, L. G., Tantisira, B. The effect of low pyramidal lesions on forelimb movements in the cat. Neurosci. Res. 7, 71-75 (1989).
