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Utilizzo di Laser Doppler Imaging e monitoraggio per analizzare il microcircolo del midollo spinale nel ratto

Published: May 30, 2018 doi: 10.3791/56243
*1,2,3,4, *1,2,3,4, 1,2,3,4, 1,2,3,4
* These authors contributed equally

Summary

Qui presentiamo una combinazione della perfusione Doppler laser imaging (LDPI) e monitoraggio di laser Doppler aspersione (LDPM) per misurare spinale cord flussi sanguigni locali e saturazione dell'ossigeno (SO2), così come una procedura standardizzata per l'introduzione del midollo spinale trauma da ratto.

Abstract

Flussometria del laser Doppler (LDF) è un metodo non invasivo per la misura di portata (BF) di sangue, che lo rende preferibile per la misurazione microcircolatorie alterazioni del midollo spinale. In questo articolo, il nostro obiettivo era di utilizzare sia Laser Doppler imaging e monitoraggio per analizzare il cambiamento di BF dopo la ferita del midollo spinale. Sia il laser scanner di immagini Doppler e il sonda/monitor sono stati impiegati per ottenere ogni lettura. I dati di LDPI fornito una distribuzione locale di BF, che ha dato una panoramica di aspersione intorno al sito di lesione e reso accessibile per l'analisi comparativa di BF tra posizioni diverse. Intensamente misurando l'area sondaggio per un periodo di tempo, una sonda combinata è stata utilizzata per misurare simultaneamente la saturazione di ossigeno e BF del midollo spinale, mostrando perfusione generale del midollo spinale e rifornimento di ossigeno. LDF stessa ha alcune limitazioni, quali flusso relativo, segnale di sensibilità al movimento e zero biologico. Tuttavia, la tecnologia è stata applicata in studio clinico e sperimentale, grazie alla sua semplice installazione e misura rapida di BF.

Introduction

Il tessuto del midollo spinale è estremamente sensibile all'ipossia indotta da lesione del midollo spinale (SCI) e altamente vascularized. Nostri studi precedenti hanno mostrato che il flusso di sangue del midollo spinale è stato diminuito significativamente dopo trauma cranico lesioni1,2, che potrebbe essere collegato al deficit della funzione motoria. Recenti studi hanno dimostrato che l'integrità dei vasi sanguigni dopo SCI è ben correlato con il miglioramento della funzione motoria sensoriale3. È stato segnalato che una migliore vascolarizzazione potrebbe salvare la materia bianca, che indirettamente conduce a miglioramento della funzione4. Di conseguenza, il mantenimento della perfusione di alberino-ferita del midollo spinale è sembrato essere di primaria importanza per preservare la vitalità e funzionalità.

Gli effetti dei vari trattamenti su aspersione dopo SCI sono stati esaminati da numerosi ricercatori usando una varietà di tecniche in modelli sperimentali di SCI5,6,7. Laser Doppler, come una tecnica ben consolidata, era senza dubbio un metodo utile per la quantificazione di aspersione in parecchi studi animali ed umani8,9,10,11. La tecnica si basa sulla misurazione l' effetto Doppler12 indotta da globuli rossi in movimento alla luce illuminante. Dalla commercializzazione della tecnica nei primi anni 1980, grandi progressi compiuti nella tecnologia laser, fibre ottiche ed elaborazione dei segnali per aspersione di misurazione laser Doppler strumenti13, che ha reso LDF in una tecnologia affidabile.

Nello studio corrente, entrambi i metodi del laser Doppler misura sono stati applicati per valutare il flusso sanguigno (BF) nei midolli spinali dei ratti concussive. A causa della natura non invadente della tecnologia e sua installazione semplice, il nostro protocollo fornisce un metodo sensibile, rapido e affidabile per misure di BF del midollo spinale. Ancora più importante, questo metodo consente uno studio longitudinale di BF post concussiva SCI senza sacrificio animale in ogni momento.

Grazie alla capacità di valutare il BF del tessuto e veloci cambi di aspersione durante la stimolazione, è possibile applicare questo protocollo per valutare cerebrale BF14,15 , nonché di misurare altri tessuti quali fegato16, 17, pelle18,19e viscere20. In un modello del ratto dell'occlusione transitoria dell'arteria cerebrale centrale, le letture di Doppler del laser sono state utilizzate per assicurare la corretta riduzione del tasso di BF a livelli che sono attesi nella penombra ischemica14. In ratti che sono stati sottoposti a induzione (CLI) l'ischemia critica degli arti, scansione Doppler laser è stata applicata per osservare dell'arto BF prima e dopo la procedura CLI e durante diversi periodi dopo trattamento21. Inoltre, la biodisponibilità e la clearance metabolica di alcuni farmaci dipendeva dal BF epatica, che è stato rilevato da LDF16. Di conseguenza, LDF potrebbe essere ampiamente usato nella valutazione del modello sperimentale, di farmacodinamica e farmacocinetica.

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Protocol

Protocolli degli animali che coinvolgono gli animali sperimentali seguivano linee guida stabilite dai National Institutes of Health (NIH) e sono stati approvati dalla cura degli animali e uso Comitato di Capital Medical University.

Le procedure di introduzione di SCI e di misurazione BF del midollo spinale utilizzando laser Doppler apparecchiature descritte di seguito sono state utilizzate in un studio pubblicato1.

1. preparazione per la chirurgia

  1. Preparare il sodio pentobarbital soluzione 3% (p/v) in soluzione salina e amministrare alla dose di 35 mg/kg.
    Attenzione: il sodio pentobarbital è una sostanza controllata. Dovrebbero essere tenuti registri dettagliati e soluzioni archiviate in un luogo sicuro, bloccato.
  2. Sterilizzare attrezzature e preparare l'area operata.
    1. Pulire l'attrezzatura di chirurgia con le seguenti operazioni: pulizia, quindi sterilizzare in autoclave a 121 ° C per 30 min, poi asciugare in forno a 60 ° C durante la notte di etanolo di 75%. Sterilizzare la zona di chirurgia con 75% di alcol.

2. preparazione del ratto per chirurgia

  1. Anestetizzare il topo con un'iniezione intraperitoneale di sodio pentobarbital (35 mg/kg). L'intera procedura dovrebbe prendere 30-40 min tra cui chirurgia, misure di BF e suture.
  2. Radere la zona dorsale del ratto dalla parte bassa della schiena fino al collo. I capelli devono essere tagliati più corti possibile. Posizionare il topo su un 40 ° C riscaldamento pad per mantenere una temperatura corporea costante.

3. laminectomy e la commozione cerebrale al midollo spinale

Nota: Per eseguire il laminectomy solo per gruppo finto, seguire i passaggi da 3.1 a 3.6.

  1. Posizionare il lato dorsale animale fino. Sterilizzare la parte rasata con iodio seguito da 75% di alcol utilizzando batuffoli di cotone sterile. Fare un'incisione della pelle (4 cm) con il bisturi sopra il sito di laminectomia coprendo vertebre toraciche T7 a T11.
  2. Tagliare i muscoli collegati su entrambi i lati da T8 a T10 per esporre i processi spinous, lamine e giunti di sfaccettatura.
  3. Utilizzare il bisturi per effettuare incisioni che scollegare la giunzione tra T10 e T11. Inoltre espone la giunzione di attentamente dissecando lo strato del muscolo via per esporre l'osso.
  4. Utilizzare le forbici per cancellare ulteriori muscolo dalla lamina e dintorni il pedicle con piccola furbetta. Questo aprirà un piccolo spazio tra le vertebre a T10 e T11 (Figura 1A). Lentamente e delicatamente inserire una pinza emostatica in questa lacuna e rompere il pedicle (Figura 1B). Assicurarsi che la curvatura delle pinze è sempre posizionata lateralmente, rispetto al cavo. Ripetere sull'altro lato.
  5. Esporre il midollo spinale (Figura 1) e sollevare con cautela e rompere la lamina. Essere sicuri di non lasciare eventuali frammenti di osso libero o frastagliati.
  6. Ripetere il processo per rimuovere ulteriori lamine T9 e T8.
  7. Spostare l'animale alla tabella attrezzature impactor e utilizzare la coppia di Adson da associata alla tabella per stabilizzare la colonna vertebrale dell'animale di bloccaggio sul processo spinous di T7 e T11, quindi regolare il forcipe per raddrizzare la spina dorsale (Figura 1).
  8. Mettere l'animale sotto il dispositivo d'urto, mirare l'asta di sciopero al centro del midollo spinale esposto e abbassare l'asta entro 3-5 mm della superficie del midollo spinale.
  9. Impostare i parametri di impatto come la forza di impatto (160 KD) e tempo di sosta (1 s)
    1. Indurre la SCI facendo clic sul pulsante "Avvia esperimento" sul software di interfaccia, quindi fare clic su "Sì" sull'interfaccia seguente per avviare automaticamente l'impatto. Dopo l'impatto, il software Visualizza i dati effettivi dell'impatto accanto a seconda dei parametri impostati, controllare i dati per assicurarsi che era vicino al punto di impostazione (Figura 1E).
      Nota: Un segno tipico per il successo dell'esperimento è stato un breve periodo di movimento di oscillazione e arto involontari coda dopo l'impatto. Potrebbero essere fatto anche stimoli alla coda per verificare la riflessione degli arti. Tuttavia, valutazione dell'apparato locomotore quali il Basso, Beattie e Bresnahan (BBB) locomotore scala22,23 è necessario determinare l'efficacia della lesione indotta.

4. laser Doppler scansione

  1. Vedi la Tabella materiali per i dettagli dello scanner laser Doppler utilizzate in questo studio. Per eseguire la scansione del midollo esposto, posto sul lato dorsale del ratto su uno sfondo nero, antiriflesso.
  2. Impostare i parametri di scansione: Aprire il software di scansione, fare clic su "Misura" per accedere all'interfaccia di utente grafica misura e fare clic sul pulsante "Impostazione Scanner" per aprire l'interfaccia di installazione dello scanner. Per la scansione di piccole aree come in questo esperimento, selezionare "Alta risoluzione" sotto "Scansione dimensioni e opzioni di visualizzazione" per una modalità di scansione bene con risoluzione superiore (256 × 256 punti che copre 4 × 10 cm2) (Figura 2A). Fare clic sull'opzione "Image Scan" per controllare i perimetri di scansione (Figura 2B).
  3. Fare clic sull'opzione "Video e distanza" per verificare l'immagine video in diretta. Posizionare lo scanner 10-13 cm sopra la finestra chirurgica e spostare lo sfondo con l'animale al centro del midollo esposto sulla finestra di scansione (Figura 2).
  4. Utilizzare la funzione "auto distante" per regolare l'altezza di scansione bene, si noti che l'altezza di scansione deve essere coerenza tra tutte le misurazioni nell'esperimento Figura 2.
  5. Utilizzare una copertura antiriflesso con una finestra per esporre solo l'area chirurgica per ulteriormente ridurre sfondo e contrassegnare la direzione dell'animale.
  6. Fare clic su "Ripeti scansione", impostare il numero di scansioni (usiamo 8 scansioni di ripetere in questo caso), quindi fare clic su "OK" per aprire l'interfaccia di esplorazione di ripetizione. Fare clic sul pulsante start per avviare la scansione e l'intero processo richiederà circa 3-4 min (Figura 2D).

5. laser Doppler monitoraggio

  1. Abbiamo usato un monitor scanner con VP3 smussato della sonda ad ago fine consegna al monitor BF e SO2 nel corso del tempo. Collegare la sonda Laser Doppler perpendicolare ad uno strumento stereotassica per impostare le apparecchiature di monitoraggio.
  2. Mettere il ratto sul lato dorsale apparato stereotassica, sottoposto l'animale con un piccolo pezzo di polistirolo quando necessario livellare il midollo spinale esposto.
  3. Abbassare la sonda al midollo spinale a monitor BF.
    Nota: Passaggio 5.3 è cruciale per la riproducibilità della misurazione come le letture di dati sono sensibili alla pressione applicata alla sonda, quindi prestare particolare attenzione è necessaria per non sopra - o sotto - position la sonda.
    1. Esaminare l'incisione e rimuovere qualsiasi liquido in eccesso o sangue usando un tampone di cotone sterile.
    2. Utilizzare assi X e Y di apparato per individuare la sonda a 2 mm rostrale al punto centrale del midollo spinale esposto o lesione punto ed evitare la vena centrale.
    3. Utilizzare l'asse Z per abbassare lentamente la sonda al livello appena toccare la superficie del midollo spinale. La sonda deve solo toccare la superficie del midollo spinale ma non così sciolto per consentire qualsiasi luce brillante sfuggire dal lato del punto di contatto.
  4. Registrazione dei dati
    1. Aprire il software di acquisizione dati, fare clic sul pulsante "nuovo esperimento" per aprire l'interfaccia di installazione. Sotto l'opzione "Generale" controllare per la configurazione di sistema e fare clic su "Avanti" (Figura 3A), nell'impostazione di visualizzazione selezionare il canale per BF e SO2 e fare clic su "Avanti" (Figura 3B).
    2. Informazioni sui file di input e fare clic su "Avanti" (Figura 3) per accedere all'interfaccia di registrazione dei dati, fare clic sul pulsante triangolo verde per avviare la registrazione dei dati dalla sonda (Figura 3D).
    3. Una volta che il segnale è stabili, record dati per 8 min consecutivi. Quindi sollevare la sonda e rimuovere l'animale dall'apparecchio stereotassica a suturare l'incisione e mettere l'animale in cura post-operatoria.

6. suture e post-operatorio

  1. Suturare l'incisione: inserire un ago di sutura il muscolo su entrambi i lati dell'incisione. Tirare il filo attraverso, tirando i tessuti insieme, coprendo quindi il midollo spinale esposto presso il sito di lamine rimossi. Utilizzando il porta-aghi, tirare il filo intero, attraverso il modulo di tre nodi quadrati e tagliare il filo come vicino i nodi come possibili.
  2. Suturare la pelle con 3-4 nodi quadrati nello stesso modo come sutura l'incisione, quindi tagliare i fili circa 1 cm dai nodi.
  3. Posizionare il topo su un lato nella sua gabbia, evitando il contatto tra il sito di chirurgia e il fondo della gabbia. Gabbie dovrebbero essere posizionate su rilievi di riscaldamento.
  4. Monitorare l'animale fino a quando si sveglia dall'anestesia affinché nessun sanguinamento post-operatorio e che le suture rimangono chiuse.
  5. Iniettare per via sottocutanea benzil penicillina sodica nel ratto per 3 giorni dopo la chirurgia, 120 mg/kg al giorno. Iniettare per via intraperitoneale buprenorfina (0,05 mg/kg) immediatamente dopo la chirurgia e ogni 6 ore dopo l'intervento per 1 giorno.
  6. Per assicurarsi che gli animali hanno accesso a cibo e acqua sufficienti, bottiglie d'acqua con beccucci estese in forma e mettere il cibo vicino l'animale nella gabbia.
    Nota: Abbiamo condotto scala di rating BBB per valutare la funzione locomotoria hindlimb della post-ferita animale 24h per escludere gli animali con un punteggio di BBB superiore a 0, quindi garantendo che l'animale è stato paralizzato dalla ferita indotta.
  7. Post-chirurgia, fornire vuoto manuale della vescica urinaria applicando delicatamente pressione sull'addome, due volte al giorno, se necessario.

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Representative Results

LDPI fu utilizzato per misurare il BF nel midollo spinale, che è stato quantificato lungo l'asse rostro-caudale del midollo spinale tramite l'estrazione di profili lineari (Figura 4). Figura 5A e 5B figura rappresentano rispettivamente l'imaging di flusso del midollo spinale del gruppo SCI e del gruppo finto. Figura 5 e Figura 5 rappresentano il BF alterando lungo l'asse rostro-caudale del midollo spinale del gruppo finto e gruppo SCI, rispettivamente. Un confronto della Figura 5A e 5B figura ha dimostrato che SCI ha indotto riduzione di BF, e BF dell'epicentro era più bassa di midollo rostrale e caudale midollo.

LDPM ha mostrato il segnale di LD di dominio del tempo e così2 e nella figura 6 illustrato l'acquisizione e l'elaborazione dei dati LDPM. Dopo i dati sono stati registrati, un tratto di 8 min di dati continui di regione di interesse (ROI) è stato selezionato, che era poi filtrata da un filtro incorporato per ridurre al minimo eventuali segnali di non-biologico. Successivamente, il ROI è stato statisticamente analizzato e i risultati sono stati esportati in un formato di dati grezzi. Figura 7 registrato la variazione periodica di BF e SO2 nel corso del tempo nel gruppo finto e gruppo SCI. Come mostrato nella figura 7A, il midollo spinale BF del gruppo SCI è diminuito significativamente rispetto al gruppo di sham. Contemporaneamente, SO2 del midollo spinale è stato notevolmente inferiore dopo trauma cranico del midollo spinale (figura 7B), che era costante con il cambiamento del BF dopo la ferita. Per ridurre la dispersione, le misurazioni sono state effettuate ripetutamente e i dati sono stati normalizzati.

Figure 1
Figura 1. Il laminectomy e la concussione al rachide. (A) scollegare la giunzione tra T10 e T11. (B) inserire la pinza per rompere il pedicle. (C) interruzione della lamina ed esporre il midollo spinale. (abbozzo schematico dell'anatomia) (D) stabilizzare la colonna vertebrale sul tavolo esperimento. (E) impatto iniziale utilizzando il software e controllare i dati. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 2
Figura 2. Installazione passo per passo per scansione Doppler laser. Setup generale (A) per la scansione. (B) installazione interfaccia per parametri di scansione dell'immagine. (C) installazione interfaccia per video e distanza. (D) installazione interfaccia per esplorazione di ripetizione. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 3
Figura 3. Installazione passo per passo per monitoraggio Doppler laser. (A) avviare un nuovo esperimento. (B) selezionare la visualizzazione del canale. (C) inserire i dettagli del soggetto. (D) per avviare la registrazione di dati. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 4
Figura 4. Processo di imaging di perfusione Doppler laser. (A) 8 continuo scansioni derivata da scansione ratti nel gruppo finto. (B) l'immagine media delle scansioni continue. (C, D) Regione di interesse (ROI) è stata selezionata sulla base dell'immagine a infrarossi per estrarre il profilo di intensità lungo l'asse centrale della colonna vertebrale. La casella di inserto Mostra il risultato analisi del ROI. La barra di colore indicato unità di perfusione misurata con laser Doppler scanner dove il blu rappresenta il valore più basso e il rosso rappresenta il valore più alto. Lo strumento ha rilevato il valore relativo della perfusione, vale a dire "flux". Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 5
Figura 5. BF del midollo spinale è stato rilevato usando la formazione immagine di aspersione Doppler laser. (A, B) Una 5mm ROI è stata disegnata sulla Mappa flusso lungo l'asse della spina dorsale dalla rostrale al midollo caudale. (C, D) Il profilo di intensità di ogni ROI lungo una linea centrata sull'asse del midollo spinale è stata estratta per la quantificazione.

Figure 6
Nella figura 6. Processo di monitoraggio di laser Doppler perfusion. (A) la registrazione dei dati grezzi dove il marcatore del tempo indicato il punto di partenza. (B) selezione di un ROI di 8 min. (C) i dati selezionati sono stati poi filtrati da un filtro incorporato. (D) analisi statistica del ROI. (E) esportazione dei dati grezzi. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 7
Figura 7. Aspersione del midollo spinale è stata valutata dal monitoraggio di laser Doppler perfusion. (A) A 15 s esempio l'output di flusso di sangue greggio dal gruppo finto e gruppo SCI. (B), A 15 s esempio l'output di saturazione di ossigeno crudo dal gruppo finto e gruppo SCI. La sonda Doppler laser è stata posizionata 2 mm rostralmente al punto centrale a livello appena sopra la superficie del midollo spinale al lato destro della vena centrale. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Discussion

Alcuni dettagli dovrebbero essere notati durante l'esecuzione di questo protocollo. In primo luogo, il processo di anestesia e chirurgia dovrebbe essere effettuato in modo più rapido ed elegantemente possibile per ridurre al minimo lo stress introdotto all'animale. Per ridurre il disturbo ai risultati, è possibile mantenere l'animale in uno stato relativamente tranquillo e stabile. In secondo luogo, si dovrebbe prestare attenzione più al sanguinamento durante la misurazione utilizzando apparecchiature Doppler laser, poiché sangue poteva potenzialmente interferire con la lettura. Infine, durante la registrazione di dati, gli animali devono essere tenuti in un ambiente a temperatura controllata per evitare risultati incoerenti causati dalla variazione di temperatura.

Ci sono diversi fattori importanti ricercatori dovrebbero considerare quando si utilizza la scansione laser Doppler. Come indicato nel protocollo, la distanza della scansione dovrebbe essere mantenuta costante in tutto l'esperimento per ottenere risultati comparabili. Per piccole aree, consigliamo di alta risoluzione con scansioni multiple per produrre dati affidabili del BF. Inoltre, si consiglia di mettere una garza sterile con la direzione di marcato dell'animale che copre l'area chirurgica con una piccola finestra solo esponendo la colonna vertebrale per ridurre ulteriormente la sfondo.

Posizionamento della sonda è la considerazione critica nell'adattare e attuare il protocollo di monitoraggio. La sonda deve essere perpendicolare alla superficie misurata e dovrebbe evitare una pressione eccessiva. Per raggiungere questo obiettivo, la spina dorsale del ratto dovrebbe essere raddrizzata e livellata di garzare l'animale con polistirolo, se necessario e la sonda deve essere posizionata utilizzando l'apparecchio e le coordinate per effettuare misurazioni che sono presi da approssimativamente la stessa area.

Come discusso nel nostro precedente articolo1, ci sono alcune limitazioni a questa tecnologia, come la disabilità di calibrazione con flusso assoluto e sensibilità al movimento artefatto24. Un'altra limitazione ben notata è il biologico segnale zero – vale a dire la presenza del segnale senza BF25,26. Per ridurre al minimo l'influenza di queste limitazioni ai risultati, le misurazioni devono essere effettuate ripetutamente e normalizzazione è consigliato per ridurre il disturbo.

Altre tecniche come tecnica di microsfere radioattive e tecnica di ultrasuono di Doppler sono stati sviluppati per la misura di BF. Tuttavia, l'ex non è in tempo reale dal momento che una sostanza radioattiva deve essere iniettata nel sangue e il tessuto deve essere asportato per la misura27. Per quanto riguarda la tecnologia di contrasto migliorato ecografia, anche se è non-invasivo come LDF, agente di contrasto (microbolle) deve essere iniettato per via endovenosa e cateterizzazione della giugulare o femorale è necessaria per infusione di microbolle coerente 28. confrontato con queste tecniche, LDF è in grado di misurare in modo non invasivo il flusso microcircolatorio del tessuto.

LDF segnali consistono di diverse caratteristiche di frequenza e di tempo. Per catturare queste caratteristiche, sono stati applicati metodi di analisi di fourier e analisi wavelet per rivelare le fluttuazioni di frequenza periodica29,30. Queste oscillazioni si manifestano l'influenza di cuore battere, respirazione, attività intrinseca myogenic del muscolo liscio vascolare, neurogena attività sulla parete del vaso ed endoteliali correlate attività metabolica31,32. In applicazioni cliniche e di ricerca fondamentale, LDF non possono solo ottenere i segnali di BF, ma anche la valutazione di BF microvascolare può fornire una piattaforma da cui partire per indagare il danno microvascolare e, più in generale, la patogenesi della malattia microvascolare.

Nello studio corrente, entrambi i metodi di LDF sono stati applicati per valutare BF nel midollo spinale. I dati di LDPI fornito una distribuzione geografica di BF, che ha dato una panoramica di aspersione intorno alla zona e ha reso possibile eseguire analisi comparativa di BF in posizioni diverse. Intensamente misurando l'area sondaggio nel corso del tempo, i dati ricavati dal monitoraggio di LD ha fornito una descrizione più dettagliata del flusso sanguigno locale, consentendo analisi approfondite, come spettro e analisi wavelet, per acquisire una più profonda comprensione del BF in zona , che è un argomento di ricerca futuro promettente.

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Disclosures

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Acknowledgments

Gli autori non hanno nessun ringraziamenti.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Laser Doppler Line Scanner Moor Instruments moorLDLS2
Laser Doppler Monitor Moor Instruments moorVMS-LDF
Probe for Monitor Moor Instruments VP3 Blunt needle end delivery probe
Impactor Precision Systems and Instrumentation IH-0400
Phenobarbital sodium Sigma-Aldrich P3761
Buprenorphine Sigma-Aldrich B-908
Syringe Becton Dickinson Medica (s) Pte.Ltd 300841
Surgical suture needles with thread Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., Ltd 18T0329 (batch number) /4-0
Scalpel Operation instrument factory of Shanghai Medical Instrument Co., Ltd. J11030 4#
Scalpel blade Operation instrument factory of Shanghai Medical Instrument Co., Ltd. J12130 20#
Ophthalmic forceps Operation instrument factory of Shanghai Medical Instrument Co., Ltd. JD1040
Hemostatic forceps Operation instrument factory of Shanghai Medical Instrument Co., Ltd. J31050
Benzyl penicillin sodium North China Pharmaceutical Co., Ltd F6072116 (batch number)
75% alcohol Dezhou Anjie Gaoke disinfection products Co., Ltd 150421R (batch number)
Iodine Shandong Lierkang Medical Technology Co., Ltd 20170102 (batch number)
Rat Laboratory Animal Center, The Academy of Millitery Medical Sciences Sprague-Dawly (rat strain)

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Jing, Y. L., Bai, F., Chen, H., Dong, H. Meliorating microcirculatory with melatonin in rat model of spinal cord injury using laser Doppler flowmetry. Neuroreport. 27 (17), 1248-1255 (2016).
  2. Jing, Y. L., Bai, F., Chen, H., Dong, H. Melatonin prevents blood vessel loss and neurological impairment induced by spinal cord injury in rats. J Spinal Cord Med. , 1-8 (2016).
  3. Han, S., et al. Rescuing vasculature with intravenous angiopoietin-1 and alpha v beta 3 integrin peptide is protective after spinal cord injury. Brain. 133 (Pt 4), 1026-1042 (2010).
  4. Gerzanich, V., et al. De novo expression of Trpm4 initiates secondary hemorrhage in spinal cord injury. Nat Med. 15 (2), 185-191 (2009).
  5. Phillips, J. P., Cibert-Goton, V., Langford, R. M., Shortland, P. J. Perfusion assessment in rat spinal cord tissue using photoplethysmography and laser Doppler flux measurements. Journal of Biomedical Optics. 18 (3), 037005 (2013).
  6. Garcia-Lopez, P., Martinez-Cruz, A., Guizar-Sahagun, G., Castaneda-Hernandez, G. Acute spinal cord injury changes the disposition of some, but not all drugs given intravenously. Spinal Cord. 45 (9), 603-608 (2007).
  7. Brown, A., Nabel, A., Oh, W., Etlinger, J. D., Zeman, R. J. Perfusion imaging of spinal cord contusion: injury-induced blockade and partial reversal by β2-agonist treatment in rats. Journal of Neurosurgery-Spine. 20 (2), 164-171 (2014).
  8. Olive, J. L., McCully, K. K., Dudley, G. A. Blood flow response in individuals with incomplete spinal cord injuries. Spinal Cord. 40 (12), 639-645 (2002).
  9. Yamada, T., et al. Spinal cord blood flow and pathophysiological changes after transient spinal cord ischemia in cats. Neurosurgery. 42 (3), 626-634 (1998).
  10. Gordeeva, A. E., et al. Vascular Pathology of Ischemia/Reperfusion Injury of Rat Small Intestine. Cells Tissues Organs. , (2017).
  11. Liu, M., et al. Insulin treatment restores islet microvascular vasomotion function in diabetic mice. J Diabetes. , (2016).
  12. Drain, L. The laser Doppler technique. , Wiley, USA. (1980).
  13. Rajan, V., Varghese, B., van Leeuwen, T. G., Steenbergen, W. Review of methodological developments in laser Doppler flowmetry. Lasers Med Sci. 24 (2), 269-283 (2009).
  14. Dohare, P., et al. The neuroprotective properties of the superoxide dismutase mimetic tempol correlate with its ability to reduce pathological glutamate release in a rodent model of stroke. Free Radic Biol Med. 77, 168-182 (2014).
  15. Bai, H. Y., et al. Pre-treatment with LCZ696, an orally active angiotensin receptor neprilysin inhibitor, prevents ischemic brain damage. Eur J Pharmacol. 762, 293-298 (2015).
  16. Vertiz-Hernandez, A., et al. L-arginine reverses alterations in drug disposition induced by spinal cord injury by increasing hepatic blood flow. J Neurotrauma. 24 (12), 1855-1862 (2007).
  17. Garcia-Lopez, P., Martinez-Cruz, A., Guizar-Sahagun, G., Castaneda-Hernandez, G. Acute spinal cord injury changes the disposition of some, but not all drugs given intravenously. Spinal Cord. 45 (9), 603-608 (2007).
  18. Li, Z., et al. Post pressure response of skin blood flowmotions in anesthetized rats with spinal cord injury. Microvasc Res. 78 (1), 20-24 (2009).
  19. Boyle, N. H., et al. Scanning laser Doppler is a useful technique to assess foot cutaneous perfusion during femoral artery cannulation. Critical Care. 3 (4), 95-100 (1999).
  20. Emmanuel, A. V., Chung, E. A. L., Kamm, M. A., Middleton, F. Relationship between gut-specific autonomic testing and bowel dysfunction in spinal cord injury patients. Spinal Cord. 47 (8), 623-627 (2009).
  21. Sheu, J. J., et al. Combination of cilostazol and clopidogrel attenuates rat critical limb ischemia. J Transl Med. 10, 164 (2012).
  22. 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. Experimental Neurology. 139 (2), 244-256 (1996).
  23. Basso, D. M., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. A Sensitive and Reliable Locomotor Rating-Scale for Open-Field Testing in Rats. Journal of Neurotrauma. 12 (1), 1-21 (1995).
  24. Oberg, P. A. Tissue motion--a disturbance in the laser-Doppler blood flow signal? Technol Health Care. 7 (2-3), 185-192 (1999).
  25. Tenland, T., Salerud, E. G., Nilsson, G. E., Oberg, P. A. Spatial and temporal variations in human skin blood flow. Int J Microcirc Clin Exp. 2 (2), 81-90 (1983).
  26. Kernick, D. P., Tooke, J. E., Shore, A. C. The biological zero signal in laser Doppler fluximetry - origins and practical implications. Pflugers Arch. 437 (4), 624-631 (1999).
  27. Rudolph, A. M., Heymann, M. A. The circulation of the fetus in utero. Methods for studying distribution of blood flow, cardiac output and organ blood flow. Circ Res. 21 (2), 163-184 (1967).
  28. Dubory, A., et al. Contrast Enhanced Ultrasound Imaging for Assessment of Spinal Cord Blood Flow in Experimental Spinal Cord Injury. Jove-Journal of Visualized Experiments. (99), e52536 (2015).
  29. Kuliga, K. Z., et al. Dynamics of Microvascular Blood Flow and Oxygenation Measured Simultaneously in Human Skin. Microcirculation. 21 (6), 562-573 (2014).
  30. Li, Z. Y., et al. Post pressure response of skin blood flowmotions in anesthetized rats with spinal cord injury. Microvascular Research. 78 (1), 20-24 (2009).
  31. Muck-Weymann, M. E., et al. Respiratory-dependent laser-Doppler flux motion in different skin areas and its meaning to autonomic nervous control of the vessels of the skin. Microvasc Res. 52 (1), 69-78 (1996).
  32. Stefanovska, A., Bracic, M., Kvernmo, H. D. Wavelet analysis of oscillations in the peripheral blood circulation measured by laser Doppler technique. Ieee Transactions on Biomedical Engineering. 46 (10), 1230-1239 (1999).

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L'aspersione Laser Doppler imaging comportamento problema 135 laser Doppler aspersione monitoraggio microcircolazione flusso sanguigno saturazione dell'ossigeno ferita del midollo spinale
Utilizzo di Laser Doppler Imaging e monitoraggio per analizzare il microcircolo del midollo spinale nel ratto
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Jing, Y., Bai, F., Chen, H., Dong,More

Jing, Y., Bai, F., Chen, H., Dong, H. Using Laser Doppler Imaging and Monitoring to Analyze Spinal Cord Microcirculation in Rat. J. Vis. Exp. (135), e56243, doi:10.3791/56243 (2018).

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