Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

Sonsuz Horizon Darbeli kullanarak tek taraflı Servikal Spinal Kord Yaralanması bir Contusive Modeli

Published: July 24, 2012 doi: 10.3791/3313
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,2
1International Collaboration on Repair Discoveries (ICORD), University of British Columbia, 2Department of Orthopaedics, University of British Columbia

Summary

Sonsuz Horizon çarpma kullanarak servikal spinal kord yaralanması üretmek için güvenilir ve tekrarlanabilir bir şekilde anlatılmıştır. Yöntemi özel bir dizayn çerçeve yararlanır ve omurgayı stabilize etmek için kelepçe. Standart bir prosedür yeterli ve sürekli yaralanmalarda biyomekanik yaralanma parametreleri sonucu.

Abstract

Insan omurilik yaralanmalarının çoğunluğu servikal omurilikte meydana gelirken, laboratuvar araştırmalarının büyük çoğunluğu torasik spinal kord yaralı olduğu omurilik yaralanması (SKY) hayvan modellerinde çalışmaktadır. Çoğu insan kord hasarları omurilik şiddetle yerinden kemik veya yumuşak doku tarafından basıldı künt, non-penetran travma (örneğin motorlu taşıt kazası, spor yaralanmaları) sonucu meydana çünkü Ayrıca, SKY araştırmacıların çoğunluğunun görüşü vardır en önemli klinik yaralanma modelleri omurilik hızla contused kaldığı durumlar olduğunu. 1 Bu nedenle, insan çeviri yolda yeni tedavilerin klinik öncesi değerlendirilmesinde önemli bir adım içinde kontüzyon SKY modeli kendi etkinliğini bir değerlendirmesidir servikal spinal kord. Istihdam Burada, teknik özellikleri ve servikal SKY bir tek taraflı contusive modelinin çıkan anatomik ve davranışsal sonuçlar tanımladığınıSonsuz Horizon omurilik yaralanması çarpma.

Sprague Dawley sıçan C5 bir sol taraflı tek taraflı laminektomi yapıldı. Yaralanma modeli, biyomekanik, fonksiyonel ve histolojik sonuçların tekrarlanabilirliği optimize etmek için, biz 150 kdyn bir darbe gücü, 22.5 ° (hayvanlar 22.5 ° dönerek) bir etkisi yörüngesini kullanarak omurilik contused ve etkili konuma kapalı 1.4 mm orta hattın. Fonksiyonel iyileşme 6 haftaya kadar test ve modifiye Montoya Kullanıcı merdiven testi damat, silindir yetiştirme testi, yatay merdiveni testi ile değerlendirildi, bundan sonra omurilik beyaz ve gri cevherde tutucu için histolojik olarak değerlendirildi.

Burada sunulan yaralanması modelinde spinal kord, herhangi bir deneysel SKY modelinin önemli bir özelliği, tutarlı ve tekrarlanabilir biyomekanik güçler kazandırır. Spinal kord yanal yarısına kesikli histolojik hasara neden olur büyük ölçüde t yer aldığıYaralanma o ipsilateral tarafı. Yaralanma ve hayvanlar tarafından tolere, ancak önemli ve yaralanma sonrası hafta içinde sürekli olarak ön ayakları fonksiyonel açıklarının sonucu yok edilmektedir. Burada sunulan tek taraflı servikal yaralanması modelinde insan çeviri öncesinde potansiyel umut verici tedavilerin değerlendirmek isteyen araştırmacılar için bir kaynak olabilir.

Protocol

1. Hayvan Holding için Çerçeve ve Kelepçe Tasarım: Set up

  1. Hayvan tutmak için çerçeve ve kelepçe Infinite Horizon (IH) Spinal Kord Yaralanması Darbeli karşılamak için özel olarak tasarlanmış oldu.
  2. Çerçevenin temel boyutları şunlardır (30.2 cm x 20.3 cm x 1.3 cm) IH cihazı (Şekil 1A) ile standart olarak gelir tablosu kılavuzu parantez içine sığdırmak için oyulmuş bir alüminyum platformdur.
  3. Dört Flexaframe ayak destek plakaları (ON Fisher Scientific, Toronto) platformu ve sekiz Flexaframe destek çubukları (ON Fisher Scientific, Toronto, 30.5 cm) sekiz Flexaframe destek bağlayıcılar (Şekil 1B) kullanılarak monte edilir tutturulur.
  4. Orta iki çubuk bağlanmış iki ek Flexaframe destek bağlantıları, ev yapılan özel kelepçe (Şekil 1B) için de geçerlidir.
  5. Hayvanın spinal kord dikey göre döndürülür hangi açısı keepin tarafından oluşturulurg yerine yatay çubuğun bir ve diğer yatay çubuğun (Şekil 2) arasında değişen yüksekliği.
  6. Kelepçe uzun 35.6 mm, yüksek 25.4 mm ve katı C4 ila C6 (Şekil 1C) için enine süreci altında tutun kapmak için tasarlanmış bir 7.6 mm çene ile. Kelepçe tasarımına ek ayrıntıları Choo ve arkadaşları tarafından daha önce tarif edilmiştir., 2009.

2. Cerrahi

  1. 300-350 gram ağırlığındaki erkek Sprague Dawley sıçanlar (Charles River Laboratories), oksijen (1 L / dak) (indüksiyon için% 4 ve bakım için% 2) izofluran ile anestezi uygulandı.
  2. Hayvanların anestezi altında düzlemi sonra, hayvanlar bir stereotaksik çerçeve (Kopf, Tujunga, CA) içinde yer alır.
  3. Lidokain cerrahi işlem 0.4 mL (20 mg / ml; Bimeda - MTC Hayvan Sağlığı A.Ş., Cambridge, Ontario, Kanada) esnasında kanama en aza indirmek için epinefrin ile dorsal yüzde cerrahi site çevresinde kas içine enjekte edilirl boyun bölgesinde.
  4. Bir 4-5 cm dorsal orta hat kesi kafatası tabanında başlayan ve kaudal uzanan, steril bir bisturi (# 15) kullanılarak yapılır.
  5. Steril Adson forseps açık açık omurga ve steril bir Alm retraktörü (Güzel Bilim Araçları, North Vancouver, BC) kas ayırın tutmak için eklenir ulaşmak için dorsal kas yoluyla incelemek için kullanılır.
  6. # 15 bistüri, kullanma C4-C7 lamina overlaying kaslarının orta hatta başlangıç ​​ve yanal onları süpürme, kapalı kazınır.
  7. Steril bir bisturi (# 15) ile birlikte bir kesi C6 C4 transvers süreçler altında kelepçe uyması için omurganın her iki tarafındaki enine süreçler bağlı kas yapılır.
  8. Steril ince Friedman-Pearson Rongeur (Güzel Bilim Araçları, North Vancouver, BC) uçlu ile sol C5 lamina dikkatle dura ve spinal kord görselleştirmek için kaldırılır.
  9. 1.5 mm'lik bir çapa sahip bir çubuk silah altında kaydırıldığındaböylece biraz omurga yükselterek ve kelepçe takma kolaylaştırılması, hayvan desteklemek için.
  10. C6 C4 lateral transvers süreçleri üzerine steril kelepçe çene takın ve vidalarını sıkın.
  11. Alm retraktör çıkarın.

3. Spinal Kord Yaralanması

  1. Kelepçe hayvan üzerine monte edildikten sonra, hayvanlar IH çarpma taşınır.
  2. Kelepçe yatay kapatma 22.5 ° lik bir açı (Şekil 2) de temin edilmiştir çerçevesinin üzerinde iki orta kolları metal tutucu içine sokulur.
  3. Hayvan düz durduğundan kadar stabil yükseklik ayarı (VWR, Mississauga, ON) sağlayan makas jack yukarıya kaldırılır.
  4. Kelepçe kelepçe üstüne küçük bir silindir seviyesi koyarak ve vidaları sıkarak yatay olduğundan emin olun. Tüm vidaları sıkı ve kurulum herhangi bir hareket olmadan sert olması önemlidir.
  5. Prosedürün geri kalan bir MICR altında gerçekleştirilmektediroscope (Leica MZ8).
  6. Indirin ve çarpma ucu merkezi C6 spinöz proses tepe üzerinde uçan kadar IH çarpma üzerine dikey ayar düğmesi ve iki yatay ayarlama düğmeleri kullanarak çarpma ucu (yuvarlatılmış kenarları ile çapı 15 mm) hedefliyoruz.
  7. Çarpma ucu merkezli sonra, y-ekseni ayar düğmesi tek ve C5 merkezine çarpma ucu hareket ettirmek için sol ve x ekseni yatay ayar düğmesi lateral ucu hareket ettirmek için iki beşinci tur (1.4 mm) açın.
  8. Bu çarpma ucu gri maddenin lateral yarısı hedefliyor doğrulamak için sadece dura yukarıda kadar ucu indirin.
  9. Iki dura yukarıda ucu 4 mm yükseltmek için döner dikey ayar düğmesini çevirin.
  10. Etki alanı bir pamuklu bir bez veya sopa ile kuru olduğundan emin olun.
  11. Program 150 kdyn istenen kuvvet ayarlayın ve çarpma tetiklemek için "Başlat Experiment" tıklayın.
  12. Yaralanma sonrası, yara laye kapatılmaktadır5-0 vicryl sütürlerle rs. Buprenorfin (0.03 mg / kg SC, Temgesic; Schering-Plough Corporation, Kenilworth, NJ) ve Salin (10 mL) önce subkutan ve cerrahi sonrası iki gün süreyle günde iki kez edilir. Hayvanlar yakından 2 hafta ve 6 hafta sonrası yaralanma için bir bir hafta boyunca günde iki kez izlenir.

4. Temsilcisi Sonuçlar

300-350 gr ağırlığında, Yirmi Dokuz erkek Sprague Dawley sıçan (Charles River Laboratuvarları) 150 kdyn bir kuvvet ayarında yaralandı. Çarpma ucu dikey 22.5 ° kapalı bir açıyla, orta hattın lateralinde 1.4 mm amaçlanmıştır. Ortalama gerçek gücü 155,55 oldu ± 0.73 kdyn. Ortalama yer değiştirme 1512,72 idi ± 27.86 um ve hızının 120,24 idi ± 0.52 mm / s (Şekil 3).

Davranış Sonuç Ölçütleri

Fonksiyonel kurtarma, test damat, yatay merdiveni testi, silindir yetiştirme testi kullanılarak değerlendirildiMontoya ve merdiven testi 1 değiştirilmiş. Hayvanlar sakatlanmadan önce eğitilmiş ve 2, 4 ve 6 hafta sonrası yaralanma değerlendirildi. Deney süresi boyunca sürdürülmesi önemli ön ayakları bozuklukları vardı.

Yatay Merdiven testi. Yaralanma önce, hayvanları sadece 4,75 yapılan ±% 0.73 hatalar ipsilateral ön ayakları üzerinde düzensiz aralıklı yatay merdiveni karşısında geçme ederken. Zedelenmesini takiben, ön uzuvların hayvanlar hata yüzdesini belirgin artış göstermiştir. Ipsilateral ön ayaklardan yüzde hataları 26.97 ± 2,92,% 26.23 ± 2.84 ve% 22,06 ± 2.05% 2, yaralanma sonrası 4 ve 6 hafta idi (Şekil 4A). Önemlisi, bu test ön ayaklardan düşüklüğü 6 hafta devam edildi.

Silindir Yetiştirme testi. Ipsilateral ön ayakları yüzdesi (sol + iki) arama sırasında kullanımı SKY sonrasında önemli ölçüde azalmıştır.Yaralanma öncesinde, hayvanlar ipsilateral ön ayaklardan 75.12 ±% 2.25 kullanılmıştır. Yaralanma sonrası hayvanların ipsilateral ön ayaklardan 8.59 ± 2 haftada% 1.80, 14.25 ± 2.65% 4 haftada ve 11.76 ± 6 hafta (Şekil 4B) az% 2,66 kullanılır.

Montoya Merdiven testi Modifiye. Ipsilateral ön ayakları ile alınan pelet sayısı yaralanma sonrası önemli oranda azalmıştır. Yaralanması önce, hayvanların 84,85 toplanan ± gıda sevabın 2,88%. Bununla birlikte, 2, 4 ve 6 hafta post-yaralanması az, hayvanların sadece 30,91 alınan ± 4.03,% 28,94 ± 4.38 ve% 25,86 ± peletleri (Şekil 4C) ve% 3.09.

Test Tımar. Yaralanma sonrası damat puanlarında dramatik düşüşler vardı. 2.00 ± 0.17, 4 hafta: 1.83 ± 0.17 ve 6. hafta: 1.79 ± 0.11 (figu SCI sonra ipsilateral damat puanları 2 hafta vardıyeniden 4D).

Histolojik Çıktıları

Beyaz madde ve Gri maddenin koruyucu. 150 kdyn bir kuvvet, 22.5 ° ve 1.4 mm lateral amacı açıda bir omurilik yaralanması bir örneği Şekil 5'te sunulmuştur. Yaralanma ipsilateral tarafta gri ve beyaz cevher büyük hasarlar görmesine neden olmuştur. Kortikospinal ve rubrospinal yolları Hem yaralandı ve 29 hayvanların dışında 23 ipsilateral tarafta bulunan parankim hasarı vardı. Beyaz ve gri cevher hasar boyuna ölçüde rostrally 2400 ve kaudal 2400 (Şekil 6) idi. Beyaz ve gri cevherde koruyucu "birikimli spread" (2000 mikron rostral ve merkez üssü için kaudal) bir brüt tahmini sağlamak için bölümler eklerken, ipsilateral tarafta sadece bağışladı beyaz cevherde% 51.8 ve gri maddenin% 39,7 oldu Kalan karşı taraf (Şekil 6) ile karşılaştırılmıştır.

<img alt = "Şekil 1" src = "/ files/ftp_upload/3313/3313fig1.jpg" />
Şekil 1.. Sonsuz Horizon omurilik yaralanması çarpma. A. Genel Sonsuz Horizon çarpma ve kurmak. B. Çerçeve kurdu. Servikal transvers işlemleri tutmak için kelepçe C. Yakın plan görüntü. Kelepçenin: D. Özelliği (inç birimi). Önerilen tolerans <0.002 (Choo ve ark. 2009). büyük rakam görmek için buraya tıklayın .

Şekil 2
Şekil 2. A. İllüstrasyon ve ilgili çerçeve 0 ° (nötr) veya B 22.5 omurilik dönüşü elde etmek için ° 1.4 mm lateral amacı ile kurulmuştur.

Şekil 3
Şekil 3. Sonsuz Horizon çarpma Temsilcisi kuvvet ve yerdeğiştirme grafikleri. Ok içarpma ucu 20 kdyn ve deplasman kayıt başlatılır noktaya ulaştığı zaman ndicates. Gerçek gücü kuvveti vs zaman eğrisinin pik okunur ve karşılık gelen yerdeğiştirme hesaplanır. Aşağıdaki grafikler, tipik bir 150 kdyn kontüzyon tasvir, A. Deplasman vs zaman grafiği, B. Kuvvet vs Zaman grafiği. Bu grafikler elde gerçek kuvvet kordonu 1.287 mikron olarak ölçülmüştür içine 152 kdyn ve çarpma deplasman olduğunu göstermektedir. büyük rakam görmek için buraya tıklayın .

Şekil 4
Şekil 4. 150 kdyn gücü, 1.4 mm 22.5 ° ve amaç çarpma açılanma için davranış değerlendirmeleri orta hat. A. sol Yatay merdiven testi. B. Silindir yetiştirme testi. C. Modifiye Montoya merdiven testi. D. testi Tımar. Ipsilateral ön ayakları sonuçlandı önemli ve sustained bozukluklar kontralateral ön ayakları ile karşılaştırıldığında.

Şekil 5,
Şekil 5. Kaudal 1600 um ile rostral 1600 um yaralı omurilik Temsilcisi görüntüler.

Şekil 6
6 Şekil. Histolojik değerlendirmeler. A. Yüzde beyaz ve gri cevherde bağışladı. 2000 civarında hasar lokasyonunun mikron büyük ölçüde korunmuştur Matter. Hasar minarenin 2000 mikron içinde bağışladı B. Toplu beyaz ve gri cevherde. Ipsilateral tarafı önemli ölçüde daha az karşı tarafa göre beyaz ve gri cevherde bağışladı etmişti. büyük rakam görmek için buraya tıklayın .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Bu yazıda, 150 kdyn, dikey off 22.5 ° lik bir açı ve hattan 1.4 mm yanal amacı bir kuvvet Infinite Horizon (IH) çarpma kullanarak tek taraflı servikal kontüzyon modeli açıklamak. Bu ayarlar ile, bu önemli hasar rubrospinal, reticulospinal, vestibulospinal ve kortikospinal yolları beklenir bölgeler oluştu göründü büyük ölçüde ipsilateral tarafa içerdiği parankimal bozulma ile ipsilateral ön ayakları sürdürülen davranışsal açıkları üretebilmişlerdir çalıştırın. Bu modelin geliştirilmesi optimum yaralanma kuvveti, orta hat off etkisi konumunu ve rotasyon derecesi kurulan üç bir dizi deney oluştu. Öncelikle, 150 kdyn aşağıda yaralanma kuvvetleri yeterli ve sürekli bir fonksiyon kayıpları üretmek değildi bulundu. Ayrıca, kordon dikey (döndürme yani) çarpıcı çarpma ucu, sık sık f sivri gözlenenOrce vs zaman eğrileri, çarpma ucu spinal kanal ventral tarafta kemiğe çarpmadan olduğunu düşündürmektedir. Bu hayvanların çoğu, şiddetli veya sürekli fonksiyon kaybı olmadı. Bununla uyumlu olarak, ani bir kuvvet sivri bu hayvanlarda histolojik analiz hasar, hafif ve çok yanal omuriliğe yerleştirilen iki oldu parankim hasarı tespit edildi. Bu nedenle, çarpma yörüngesi dikey orta hatta 22.5 ° kapalı olduğu gibi hayvanlar döndürülür. Omuriliğe daha dik gelir çarpma ucu sahip olarak, spinal kanal ventral katında çarpıcı ucu sorunun giderilmiş, ancak omuriliğin karşı tarafta ciddi parankimal hasar gözlenmiştir. Son olarak, 150 kdyn kuvvet ve 22.5 açısını kullanarak, orta hat, 1.0, 1.2 off üç farklı mesafelerde ve 1.4 mm çarpma amaçlayan °. Biz, 1.0, 1.2 ve 1.4 mm se arasında davranış farklılıklarının olduğunu gözlemlemiştietkisi hedef yanal taşındı olarak Yedi düğme içeren, ama, bu brüt parankimal hasar ipsilateral tarafta yer olabileceğini daha olasıdır. Bu nedenle orta hat sol 1.4 mm amaçlayan çarpma ucu, dikey 22.5 ° off teslim 150 kdyn yaralanma mevcut tek taraflı kontüzyon ayarları geldi.

SCI tedavilerin test için servikal yaralanma modelleri mevcuttur yapmak için gerekçesi açık: bireylerin büyük çoğunluğu servikal kordon yaralanabilir, üst ekstremite fonksiyonu, bu bireyler için her şeyden önemlidir, ve roman nöroprotektif veya neuroregenerative müdahalelerin klinik çalışmaların giderek daha fazla odaklanmaktadır Servikal SKY hastaların bir sonuç ölçütü olarak segmental motor iyileşme kullanmak için üzerinde. Servikal spinal kord yaralanması laserasyonu, sıkıştırma veya kontüzyonu ile oluşabilir. Bu yaralanma modelleri arasında, ezilme ve kompresyon yaralanmaları en iyi patofizyolojik süreci ob temsilinsan SCI görev yaptı. 1,2,3 SKY araştırma topluluğunun son bir araştırmaya göre, 324 yanıt verenlerin% 72'si kontüzyon yaralanma SCI en klinik yaralanması modelinde olduğu konusunda hemfikir. 1

Laboratuar ortamında 4 omurilik yaralanmaları üretmek için ilk deneysel ağırlığı bırak cihazın Reginald Allen'ın açıklaması yana, kontüzyon cihazların bir dizi tekrarlanabilirlik optimize etmek ve genel olarak insan yaralanma patoloji taklit çabası içinde geliştirilmiştir. 3 Yeni York Üniversitesi çarpma ağırlık düşürme sırasında yaralanma deplasman ve hız. İşte 5,6 ölçmek için elektromekanik bileşenleri kullanır, yaralanma ciddiyet ağırlık bırakılır hangi yükseklik tarafından dikte edilir. Bunun aksine, Ohio State University (OSU) çarpma ve Choo ve arkadaşları tarafından geliştirilen multimechanism yaralanması sistemi. (2009), spinal kord maksimum deplasman belirlenir ve kuvvet imparın edilirkord için ted sonra ölçülür. IH çarpma kullanıcının uygulanan kuvvet dikte bu da farklı olan ve daha sonra yer değiştirme ölçülür. Bu sistemlerin (ağırlık bırak karşı deplasman kontrolü karşı güç-kontrol) her birinin kendi teorik avantajları, kullanım göreli kolaylığı, ticari kullanılabilirliği ve IH çarpma üreticisinden teknik destek durumu varken bunu giderek daha popüler yaptık Son yıllarda.

Teknik açıdan yaklaştığımızda, biz önemli değişiklikler hayvanları sıkma ve önceki etkisi (Şekil 1) sabitleştirmek için yöntem yapılmıştır dikkat etmelisiniz. Bizim yaralanmaların tutarlılığını geliştirmek için ve servikal benzersiz anatomisini karşılamak için, biz sıkıca servikal transvers süreçleri kavrar özel-yerleşik kenet sistemi ile hayvanların stabilize. Ile sağlanan kelepçeleri gibi 7 IH çarpma spi tutmak için tasarlanmıştırtorakal içinde nous süreçleri, biz onlar gibi servikal çok daha küçük spinöz prosesler için uygun olmadığını hissettim. Çerçevesi ve sıkma sistemi kelepçe ve omurga arasında hemen hemen hiç 'kayma' ile, darbe sırasında çok katı hayvan tutar. 7 sıkma cihazı kullanmak ve omurga uygulamak için nispeten kolaydır. Laboratuvarda stajyer ve teknisyenleri bir dizi tutarlı başarı ile kullanmış olurlar. Daha fazla yanal servikal dorsal kapalı yumuşak dokuların Ek diseksiyonu Ancak enine süreçleri kavramak için gereklidir, ve kanama bunu yaparken görülebilir. Hemostaz genellikle basit cerrahi sünger küçük bir parça ile hafif basınç uygulayarak elde edilir. Bu olasılıkla betwee teslim süpürgeler ile elde edilebilir ancak Ayrıca, kelepçe (300-350 gram ağırlığı aralığında hayvanlar için özel olarak tasarlanmıştır ve küçük hayvanlar uyum sağlamak için değişiklik gerekirn kelepçe iki kolu).

Bu iki kemirgenlerde ön ayakları fonksiyonu bir rol oynadığı gibi, yaralanma amaçlanan hedef açısından, biz, kortikospinal (CST) ve sadece ipsilateral tarafı rubrospinal (RST) yolları hem zarar amaçladık. 8 Çalışmamızda, fonksiyonel açıkları test ve Montoya merdiven testi damat, yatay merdiveni testi, silindir yetiştirme testi ile değerlendirildi. Yatay merdiveni testi ve silindir yetiştirme Hem servikal yaralanma modelleri sonra değerli değerlendirmeler vardır. 8,9,10,11 yatay merdiveni testi test ölçüleri, dolayısıyla hayvanlar merdiveni kızdırmak için ikisi de yaralı ve yaralanmamış ön ayakları kullanmaya zorlar ve ön ayakları ile telafi edici ve adaptif işlevi. Hasar öncesi eğitim sırasında, hayvanlar genellikle "yakala" olacak ya da merdiven geçerken kendi haneli barlar kendi forepawın yerleştirin. Orta veya ciddi servikal tek taraflı kontüzyonları sonra, bu motor fonksiyon en abolished ve hayvanlar artık sürekli olarak yerleştirin veya basamaklara idrak edebiliyoruz. 2,12 silindir yetiştirme testi gönüllü ön ayakları kullanımını analiz ederek doğal kurtarma inceler. Tipik olarak, keşfederken yaralı ön uzuvların kullanımını önemli ölçüde yaralanmadan sonra azaltılmış olur. Bu fonksiyonların kaybı olası aksonal bozulması hem de bir arada ve deltoid, pazı, extensor carpi radialis longus ve extensor carpi radialis brevis kasları gibi kasları innerve lezyon merkez üssünde motor nöronların, eradikasyonu ile ilgilidir. 13 tımar testi, silindir yetiştirme testi gibi, hayvanların brüt doğal davranışı inceler. Modifiye Montoya merdiven ön ayakları ile haneli fonksiyonları, veya ince kontrolü, değerlendirir. Şaşırtıcı bir tarihe, servikal SCI modifiye Montoya Kullanıcı merdiven testi kullanmış durumda sadece bir çalışma vardır. 14 birlikte, bu testler genel ve ince ve kaba bileşenleri değerlendirmekön ayakları fonksiyonları.

Diğer çalışmalar da genellikle önceden varolan bir torasik kontüzyon cihaza bazı değişikliklerle icat edilmiştir servikal kontüzyon modelleri, tarif var. 2,12,15,16,17 Dunham ve ark. (2011), Popovich ve ark. (2010) ve Sandrow ve ark. (2008) tüm IH çarpma kullandı. Dunham ve ark. (2011) silindir yetiştirme testi, Catwalk yürüme analizi, erişte kullanım testi ve yatay merdiveni testi değerlendirerek, 100, 200, ve 300 kdyn kullanarak yaralanması modelinde karakterizedir. Popovich ve ark. (2010) 175 kdyn bir kuvvet de servikal spinal kord yaralı ve eğimli düzlem testi, silindir yetiştirme test ve BBB testi ile fonksiyonel sonuçları görülmektedir. Sandrow ve ark. (2008) 1,8 mm 200 kdyn ve 1.6 bileşkesi deplasman bir güç kullanmış ve daha sonra zorla hareket testi, ön ayakları açık alan hareket, kavrama gücü testi ve ızgara wal ile davranışsal sonuçlar değerlendirildik testi. Bizim laboratuvar Önceki iş tek taraflı servikal çürükler (200 kdyn maksimum pik kuvvet ile) test etmek için 1.5mm deplasman Ohio State Üniversitesi çarpma kullanılır. 18 Gensel ve ark. (2006) 10 g kullanarak Mascis albüm sonrasında / New York Üniversitesi çarpma kullanılan 6.5 mm ve 12.5 mm yükseklikte ve bakım testi, yatay merdiven testi, silindir yetiştirme test ve Yarı Otomatik Walkway testi (Catwalk yürüme analizi) ile davranışsal sonuçlar değerlendirildi. Soblosky ve ark. (2001) 25,0 ° açı ile 5.00, 2.50 veya 1.25 mm yükseklikte yaralanma hayvanlara bir modifiye Allen ağırlık düşürme cihazı (10.5 gr) kullanılır ve yatay merdiveni testi ve davranışsal kurtarma değerlendirmek için silindir yetiştirme testi değerlendirildi. Bu Sandrow ve arkadaşları tarafından çalışma bizim yaralanması modeli karşılaştırmak için zordur. (2008), fonksiyonel testlerin hiçbiri beri mevcut çalışma ile örtüşmektedir. Biz diğer çalışmalar için fonksiyonel sonuçları karşılaştırmak, mevcut IH yaralanma modeli genellikle 300 daha az şiddetli olduğuDunham ve ark kdyn grubu. (2011), ancak daha ciddi diğer servikal tek taraflı kontüzyon raporlarına göre. Bizim yaralanması modelinde diğer hayvanlar yaralanma modelleri yaralanma sonrası 1 hafta başlayan fonksiyonel testler başlaması ise iki hafta yaralanma sonrasına kadar fonksiyonel testleri gerçekleştirmek mümkün değildi. Yatay merdiven testi için, Soblosky ve ark. (2001) adımlar toplam sayısı olmadan slipleri toplam sayısı bildirilmiştir. Mevcut model için 6 hafta sonrası yaralanma at ipsilateral yüzde hata Lee ve arkadaşları tarafından çalışma ile karşılaştırıldığında yaklaşık olarak% 25 idi. (2010) ve Gensel ve ark. (2006), bu 10 aralığında hataları rapor -% 15 ve Dunham ve ark. (2011) ki 100 ve 200 kdyn grupları için 300 kdyn grubu ve% 20% 40 hata bildirilmiştir. Silindir yetiştirme testi için, Popovich ve ark. (2010) yetiştirme süresi bildirdi. 22.5 ° açı için ipsilateral ön ayakları kullanım Bizim 15-20% 5 ile bildirilen karşılaştırılabilir düzeyde olduğunu göstermiştir.0 mm ağırlık düşürme. 12 NYU çarpma, Gensel ark kaynaklanan davranış problemleri karşılaştırılması. (2006) 12.5 mm yükseklik için ipsilateral forepawın kullanımı tam kaldırılması bildirir. Dunham ve ark. (2011) 5, 10 ve 100, 200 ve 300 kdyn hayvanlar için% 20 ipsilateral ön ayakları kullanımı hakkında bildirdi. Tımar test için, bizim hayvan Gensel ark yaralanma gruplarından daha az gol attı. (2006).

Histolojik, yaralanma modeli genellikle daha fazla parankimal diğer servikal hemicontusion yaralanma modelleri ile karşılaştırıldığında hasar, ancak Popovich ve ark. (2010) tarafından bildirilen hasar daha az neden burada sundu. Bizim yaralanmasının rostral ve kaudal uzantısı olarak Popovich ark 8,0 mm ila 4,8 mm kıyasla,., Lee vd 4,0 mm idi. Gensel ark ve 3.6 mm. lezyon merkez üssü ise sırasıyla IH çarpma, OSU çarpma ve NYU çarpma,. 2,18 kullanıldığı çalışmalarda, biz bulunduLee ve ark bizim yaralanması modelinde, içinde ayrılan% 20 gri madde ile ilgili. (2010) 10%, Gensel et al. (2006)% 20-50 ve Soblosky et al. (2001) 31-99% de. . Gensel ve ark% 10, (2006) ve 18 - -. 62 beyaz madde tutucu için, yaralanma modeli yaklaşık% 20 doku 30 Lee vd%, (2010), 5 göre üssü kalan ayrıldı burada sunulan Soblosky ark%., (2001) lezyon merkez üssünde. Bu çalışmada, Lee vd., (2010) rubrospinal yollarında belirgin sakatlanmştı, fakat kortikospinal yolu genellikle olduğu gibi ortaya çıktı. Popovich ve ark. (2010) iki yollarının tamamen kaldırılması bildirdi. Gensel ve ark. (2006) yükseklik ayarları hem de kortikospinal yolları ve rubrospinal yolu tamamen imha için kısmi hasar bildirilmedi. Soblosky ve ark. (2001) kısmi rubrospinal yollarında hasar, ancak kortikospinal yolu hiçbir yaralanma rapor. Bu raporlar fazla uygulanması yeterli fonksiyonel eksiklikleri üretmek amacıyla hem inen yolları yaralanmasına önemi. 19 not da düşünmek mantıklı olduğunu Popovich ve ark. (2010), Gensel ve ark. (2006) ve Soblosky ve ark. (2001), yaralanmalar da karşı tarafa uzatıldı. Modelimizde karşı tarafa uzantısı bu konunun önemi bir davranışsal 1.0, 1.2 yönelik yaralanmalar arasındaki farklar ve orta hat 1.4 mm kapalı (yayınlanmamış veri) olduğunu göz önüne alındığında, tartışmalı, ama içeren cazip olacaktır ipsilateral tarafa yaralanma, çünkü biz 'elin' kontrol olarak karşı tarafa kullandı. Yaşanırken, bazı hayvanlarda, karşı tarafa parenchmyal bazı hasar crossover, bu az oldu. Ipsilateral ve kontralateral taraf arasında ya bir oran olarak beyaz ve gri cevherde hasar temsil karşılaştırırken, ya da zarar mutlak ölçüde olarak, hemen hemen hiç fark (yayınlanmamış veri) vardı.

Sonuç olarak e_content ">, biz tek taraflı kontüzyon hasarı gelişmesi rapor ve gelişimi ve tekniği hakkında yeterli detay sunmayı umuyoruz. preklinik SKY terapiler eğitim görmek isteyen Diğerleri yaygın olarak kullanılabilen bir çarpma aygıtı kullanarak, böyle bir model çalıştırabilir (Sonsuz Horizon çarpma). Şu anda insan çeviri öncesi özel tedaviler için önemli preklinik delil destek sağlama umuduyla, nöroprotektif müdahaleyi değerlendirmek için model kullanıyor.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Çıkar çatışması ilan etti.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. Kwon, B. K., Borisoff, J. F., Tetzlaff, W. Molecular targets for therapeutic intervention after spinal cord injury. Mol. Interv. 2, 244-258 (2002).
  5. 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).
  6. 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).
  7. Gruner, J. A. A monitored contusion model of spinal cord injury in the rat. J. Neurotrauma. 9, 123-128 (1992).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Jones, T. A., Schallert, T. Overgrowth and pruning of dendrites in adult rats recovering from neocortical damage. Brain Res. 581, 156-160 (1992).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).

Tags

Tıp Sayı 65 Nörobilim Fizyoloji Infinite Horizon Spinal Kord Yaralanması Cihaz SCI servikal tek taraflı kontüzyon ön ayakları fonksiyonu
Sonsuz Horizon Darbeli kullanarak tek taraflı Servikal Spinal Kord Yaralanması bir Contusive Modeli
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Lee, J. H. T., Streijger, F.,… More

Lee, J. H. T., Streijger, F., Tigchelaar, S., Maloon, M., Liu, J., Tetzlaff, W., Kwon, B. K. A Contusive Model of Unilateral Cervical Spinal Cord Injury Using the Infinite Horizon Impactor. J. Vis. Exp. (65), e3313, doi:10.3791/3313 (2012).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter