مقالة منهجية

تسيطر الموديل أثر القشرية لإصابات الدماغ الرضية

29.4K مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/51781

⸱

أغسطس 5, 2014

 ,  , 
1Spinal Cord and Brain Injury Research Group, Stark Neuroscience Research Institute, Department of Neurological Surgery, Indiana University School of Medicine

في هذه المقالة

ملخص

لا تزال إصابات الدماغ الرضحية (TBIs) مشكلة صحية خطيرة. باستخدام نموذج جراحة التأثير القشري المتحكم فيه ، يمكن إجراء بحث حول آثار إصابات الدماغ الرضية وطرق العلاج الممكنة.

الملخص

يعاني أكثر من مليون أمريكي كل عام من إصابة دماغية رضية (TBI). إلى جانب حدوث إصابات الدماغ الرضية في جميع أنحاء العالم ، فإن الآثار الجسدية والعاطفية والاجتماعية والاقتصادية مذهلة. لذلك ، من الضروري إجراء مزيد من البحث حول آثار إصابات الدماغ الرضية والعلاجات الفعالة. يؤدي نموذج التأثير القشري المتحكم فيه (CCI) إلى إصابات دماغية مؤلمة تتراوح من خفيفة إلى شديدة. تستخدم هذه الطريقة اصطداما صلبا لتوصيل الطاقة الميكانيكية إلى جافية سليمة مكشوفة بعد استئصال كرانيكتوم. يتم التأثير وفقا لمعايير دقيقة بسرعة محددة لتحقيق عمق تشوه محدد مسبقا. على الرغم من وجود نماذج أخرى لإصابات الدماغ الرضية ، مثل انخفاض الوزن والإيقاع بالسوائل ، إلا أن CCI أكثر دقة وأسهل في التحكم ، والأهم من ذلك أنه ينتج إصابات دماغية مؤلمة مماثلة لتلك التي تظهر في البشر. ومع ذلك ، لا يوجد نموذج إصابات الدماغ الرضية قادر حاليا على إعادة إنتاج التغيرات المرضية المماثلة لتلك التي شوهدت في المرضى من البشر. يسمح نموذج CCI بالتحقيق في الآثار قصيرة المدى وطويلة المدى لإصابات الدماغ الرضية ، مثل موت الخلايا العصبية ، ونقص الذاكرة ، والوذمة الدماغية ، بالإضافة إلى العلاجات العلاجية المحتملة لإصابات الدماغ الرضية.

المقدمة

يتم تعريف إصابات في الدماغ (المصرف التجاري العراقي) كما تغيير في وظيفة الدماغ، أو أدلة أخرى من أمراض الدماغ، والناجم عن قوة خارجية 1. تبقى TBIs مشكلة صحية خطيرة في جميع أنحاء العالم، ولا سيما في الولايات المتحدة. وفقا لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها، تحدث 1.7 مليون على الأقل TBIs سنويا في الولايات المتحدة مما أدى إلى 30.5٪ من جميع الوفيات الناجمة عن الإصابة. في عام 2000، بلغ مجموع التكاليف الطبية المباشرة والتكاليف غير المباشرة للTBIs يقدر ب 76500000000 $ في الولايات المتحدة وحدها. على الرغم من التقدم التكنولوجي والعلاجية في العقود السابقة قد تحسنت نوعية الحياة وطولها لأولئك الذين يعانون من TBIs، لا الصيدلانية الفعالة أو العلاجات الوقائية الموجودة حاليا. نظرا لتعقيد وآثار واسعة المدى من TBIs، بما في ذلك آفات الأنسجة، وموت الخلايا، وتنكس عصبي، أي اثنين بجروح متطابقة؛ وبالتالي، لا يوجد نموذج المصرف التجاري العراقي الحالي للحيوانات تستنسخ بدقةجميع جوانب TBI كما رأينا في البشر. ومع ذلك، النماذج الحيوانية لا توفر القدرة على إنتاج الإصابات متطابقة تقريبا اللازمة للتحقيق في آثار مختلفة من المصرف التجاري العراقي مع الأمل في مزيد من فهم المظاهر السريرية للTBIs.

يستخدم تأثير القشرية (CCI) نموذج تسيطر نظام تأثير لتقديم الأثر المادي لالجافية المكشوفة من حيوان. أنها تفضي TBIs تتراوح بين معتدلة وحادة مماثلة لتلك التي يعاني منها البشر. وقد تميزت هذه الإصابة الأولى في النمس 2 وكان في وقت لاحق تكييفها للاستخدام في الفئران 3،4، الماوس 5-7، والأغنام 8. منذ توصيف الأولى، تم وضع موقع الإصابة على حد سواء على 2،9 خط الوسط والقشرة الوحشي 10. يوفر CCI طريقة سهلة ودقيقة من التحقيق في الآثار والعلاجات المحتملة لTBIs.

بالإضافة إلى نموذج CCI، وقرع السوائل وانخفاض الوزن النماذج هي التعاونتستخدم لإنتاج mmonly TBIs. ومع ذلك، فإن هذه النماذج قيود الحاضر، بما في ذلك السيطرة على المعلمات أقل إصابة، وتنتج التغيرات histopathalogical لم أر في TBIs الإنسان، وزيادة نسبة حدوث الوفاة في الفئران 3،5،10. يتم استخدام نموذج موجة الانفجار أيضا لإنتاج TBIs. على الرغم من أن نموذج موجة الانفجار لا يتم إنتاج التغييرات التالية histopathalogical ينظر لها تأثير الميكانيكية، وهذا النموذج لا تنتج بدقة TBIs من ذوي الخبرة وخاصة من قبل الأفراد العسكريين 11. نموذج تأثير القشرية تسيطر من السهل السيطرة عليها نظرا لدقة السيطرة على المعلمات تشوه مثل الوقت، والسرعة، وعمق تأثير 5. بهذه الدقة يجعل تكرار الإصابات متطابقة تقريبا عبر مجموعة كاملة من الحيوانات أكثر جدوى. الأهم من ذلك، CCI يستنسخ TBIs مع ميزات ينظر في TBIs الإنسان 12. ومع ذلك، لا يوجد نموذج حيوان واحد هو أن ناجحة تماما في إعادة إنتاج مجموعة كاملة من تشان المرضيةغيس وحظ بعد المصرف التجاري العراقي. المزيد من البحوث أمر ضروري للكشف بالكامل التغييرات الحادة والمزمنة التي تحدث بعد المصرف التجاري العراقي.

نوعين من الإصابات تحدث بعد TBI: إصابات الابتدائية والثانوية. تحدث الإصابة الأولية في لحظة وتأثير ليست حساسة لعلاجات العلاجية؛ ومع ذلك، فإن الإصابات الثانوية التي لا تزال قائمة بعد الإصابة الأولية تخضع للعلاجات 13. نموذج تأثير القشرية تسيطر تنتج الإصابة الأولية، مما يتيح للباحثين للتحقيق في الآثار المترتبة على المصرف التجاري العراقي والعلاجات العلاجية المحتملة للتأثيرات طويلة الأمد المحتمل للإصابات الثانوية. وتشمل مجالات البحث المحتملة باستخدام نموذج CCI فاة الخلايا العصبية، وذمة دماغية، تكوين الخلايا العصبية، والآثار الأوعية الدموية، والتغيرات histopathalogical، والعجز في الذاكرة وأكثر 3،13-16.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

رعاية الحيوان
من الذكور C57 BL / 6 الفئران يضم مجموعة والاحتفاظ بها في 12/12 ساعة ضوء / دورة الظلام مع حرية الوصول إلى الغذاء والماء بالمال وبالشهرة أيضا الإعلانية. كانت الحيوانات المستخدمة في هذا البروتوكول 10-12 أسابيع من العمر. تم تنفيذ كافة الإجراءات في إطار البروتوكولات التي وافقت عليها لجنة رعاية الحيوان واستخدام إنديانا الجامعة.

1. إعداد الجراحية

  1. تخدير الماوس باستخدام خليط الكيتامين / زيلازين (87.7 ملغ / مل الكيتامين و 12.3 ملغ / مل زيلازين) وإدارة (1 مل / كجم) عن طريق الحقن IP.
  2. حلق الرأس من الفأرة بين الأذنين.
  3. تطبيق هلام الذي يعتمد على النفط إلى العينين من الماوس لمنع الجفاف أثناء الجراحة.
  4. تنظيف المنطقة حليق مع 10٪ اليود. ثم استخدام الإيثانول بنسبة 70٪ لتنظيف قبالة اليود.
  5. تحديد رأس الماوس في إطار المجسم باستخدام قضبان الأذن وصفيحة العضة. ضمان الدماغ مستقرة.

2. قطع القحف

  1. إجراء شق طولي في منتصف الرأس مع مقص. استخدام مرقئ لعقد الجلد قبالة إلى الجانب الأيسر.
  2. استخدام قضيب من القطن ذات الرؤوس لإزالة الدم والأنسجة في العظام لفضح الجمجمة. تسمح الجمجمة يتعرض لتجف لمدة 1 دقيقة.
  3. استخدام ملقط لممارسة الضغط والتأكد من أن الجمجمة لا تزال قادرة على الحركة. تحديد معالم تشريحية لامبدا (الذيلية الجانب) وBregma (الجانب الأمامي). رسم دائرة في وسط لامبدا وBregma التي يبلغ قطرها 4 مم و 0.5 مم بعيدا عن خط الوسط.
  4. استخدام الحفر لقطع على طول دائرة ملحوظ. ضربة برفق الغبار العظام بعيدا. لا حفر تماما من خلال العظام لمنع الإضرار الأم الجافية.
  5. استخدام ملقط لإزالة العظام وفضح جافية.

3. الإنحشار

يشمل نظام الأثر مربع التحكم لتعيين المعلمات تأثير، وهي المحرك لأداء الانحشار، وإطار المجسم لتأمين عملuator ورئيس الماوس للتأثير.

  1. قبل مجموعة سرعة المحرك إلى 3 م / ثانية قبل الجراحة.
  2. قبل تعيين العمق تشوه مختلفة للحث على بالقسوة إصابة مختلفة. سوف أعماق تشوه 0،0-0،2 مم، 0.5-1.0 مم، و1.2-2.0 مم يؤدي إلى TBIs خفيفة، متوسطة، وشديدة، على التوالي. وأوضح هذا البروتوكول كيفية تحقيق إصابات الدماغ الحادة باعتدال مع عمق تشوه 1 ملم باستخدام سرعة 3 م / ثانية.
  3. إرفاق المحرك لصاحب في إطار المجسم واستخدام micromanipulators نقله لتأمين جولة، طرف شقة من المحرك (3 مم) في وسط منطقة الجمجمة مفتوحة. ثم ضبط الطرف في زاوية موازية لسطح موقع التأثير.
  4. إنشاء نقطة الصفر عن طريق تحريك أسفل المحرك في النموذج تمتد حتى تلامس طرف سطح موقع التأثير. ثم تعيين قناة Z على لوحة التحكم المجسم إلى الصفر.
  5. سحب طرف المسباربينما تتحرك في وقت واحد المحرك بنسبة 1 ملم.
  6. اضغط على زر أثر لضرب موقع الإصابة وتحقيق عمق تشوه 1 مم.

4. الاصابات الموقع اختتام

  1. استخدام القطن ذات الرؤوس تطبيقها لإزالة أي أثر الدم التالية، ولكن لا تلمس منطقة الاصابة.
  2. وضع الماوس على وسادة دافئة للحفاظ على درجة حرارة الجسم.
  3. مرة واحدة قد توقف النزيف، خياطة الجرح مغلقة. وضع الحيوان مرة أخرى في قفص نظيفة والسماح لها للتعافي من جراحة ليلة وضحاها على لوحة الدافئة.
  4. إدارة البوبرينورفين 0،05-0،10 ملغ / كغ كل 8-12 ساعة SQ لمدة 2 أيام بعد الجراحة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

نموذج تأثير القشرية تسيطر تنتج TBIs تتراوح في شدتها من خفيفة الى حادة. بعد تأثير كمية من تورم في الجمجمة، والنزيف، وتشويه الجمجمة في موقع التأثير سوف تكشف عن شدة الإصابة الناتجة عن سرعة وعمق تشوه المعلمات. TBIs معتدل يؤدي إلى تورم في الجمجمة في موقع التأثير ونزيف طفيف بسبب خرق الجافية محدودة. والمصرف التجاري العراقي المعتدل المعارض تورم في الجمجمة ونزيف بسبب زيادة الجافية خرق على الانحشار (الشكل 1). الفرق بين المصرف التجاري العراقي المعتدل والشديد قد يكون من الصعب...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

الخطوات الأكثر أهمية لتوليد بنجاح TBIs متسقة باستخدام نظام تأثير المغناطيس الإلكترونية لإحداث CCI هي: 1) تحديد ثابت رئيس الماوس في إطار المجسم؛ 2) توليد نفس الحجم من نافذة العظام بين الفئران وإزالة العظم دون الإضرار الجافية تحته خلال قطع القحف؛ 3) تحديد المواقع بشكل صحيح غيض تأثير في وسط منطقة مفتوحة وإنشاء نقطة الصفر قبل التأثير.

يجب أن تكون ثابتة رأس الماوس في إطار المجسم بإحكام جدا قبل الأثر. وسوف تثبيت فضفاضة...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

شكر وتقدير

وأيد هذا العمل من خلال تمويل من الحبل الشوكي إنديانا وإصابات الدماغ منح البحوث (SCBI 200-12)، ورالف جورج وغريس M. جائزة البحوث شوالتر، جامعة إنديانا البحوث البيولوجية غرانت، المعاهد الوطنية للصحة منح RR025761 و1R21NS072631-01A.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
بوفيدون اليود 7.5٪منتج بوردو LPفرك جراحي
أدوات تطبيق قطنية ذات رأسهنري شين100-6015إزالة الدم والحطام
العلوم الدقيقةالمقص14084-08الجراحة
العلوم الدقيقة11293-00الجراحة
Hemostatأدوات العلوم الدقيقة13021-12الجراحة
القابلة لإعادة الشحن اللاسلكية الحفر الصغيرStoelting58610الجمع مع نتوءات لتوليد
نتوءات النوافذ العظمية لأدواتالعلوم الدقيقةالصغير 19007-05
خياطة أحادية الشعيراتEthiconG697خياطة
كحول ثلاثي أميلسيجما152463-250 ملصنع 2.5٪ أفيرتين
2،2،2-TribromoethanolSigmaT48402-25Gصنع 2.5٪ أفرتين
أدوات أدوات للحفر

المراجع

  1. Menon, D. K., Schwab, K., et al. Position statement: definition of traumatic brain injury. Arch Phys Med Rehabil. 91 (11), 1637-1640 (2010).
  2. Lighthall, J. W., Dixon, C. E., et al. Experimental models of brain injury. J Neurotrauma. 6 (2), 83-97 (1989).
  3. Dixon, C. E., Clfton, G. L., et al. A controlled cortical impact model of traumatic brain injury in the rat. J Neurosci Methods. 39 (3), 253-262 (1991).
  4. Scheff, S. W., Baldwin, S. A., et al. Morris water maze deficits in rats following traumatic brain injury: lateral controlled cortical impact. J Neurotrauma. 14 (9), 615-627 (1997).
  5. Smith, D. H., Soares, H. D., et al. A model of parasagittal controlled cortical impact in the mouse: cognitive and histopathologic effects. J Neurotrauma. 12 (2), 169-178 (1995).
  6. Hannay, H. J., Feldman, Z., et al. Validation of a controlled cortical impact model of head injury in mice. J Neurotrauma. 16 (11), 1103-1114 (1999).
  7. Natale, J. E., Ahmed, F., et al. Gene expression profile changes are commonly modulated across models and species after traumatic brain injury. J Neurotrauma. 20 (10), 907-927 (2003).
  8. Anderson, R. W., Brown, C. J., et al. Impact mechanics and axonal injury in a sheep model. J Neurotrauma. 20 (10), 961-974 (2003).
  9. Lighthall, J. W. Controlled cortical impact: a new experimental brain injury model. J Neurotrauma. 5 (1), 1-15 (1988).
  10. Chen, S., Pickard, J. D., et al. Time course of cellular pathology after controlled cortical impact injury. Exp Neurol. 182 (1), 87-102 (2003).
  11. Long, J. B., Bentley, T. L., et al. Blast overpressure in rats: recreating a battlefield injury in the laboratory. J Neurotrauma. 26 (6), 827-840 (2009).
  12. Clark, R. S., Schiding, J. K., et al. Neutrophil accumulation after traumatic brain injury in rats: comparison of weight drop and controlled cortical impact models. J Neurotrauma. 11 (5), 499-506 (1994).
  13. Werner, C., Engelhard, K. Pathophysiology of traumatic brain injury. Br J Anaesth. 99 (1), 4-9 (2007).
  14. Colicos, M. A., Dixon, C. E., et al. Delayed, selective neuronal death following experimental cortical impact injury in rats: possible role in memory deficits. Brain Res. 739 (1-2), 111-119 (1996).
  15. Raghavendra Rao, V. L., Dogan, A., et al. Traumatic brain injury leads to increased expression of peripheral-type benzodiazepine receptors, neuronal death, and activation of astrocytes and microglia in rat thalamus. Exp Neurol. 161 (1), 102-114 (2000).
  16. Gao, X., Chen, J. Moderate traumatic brain injury promotes neural precursor proliferation without increasing neurogenesis in the adult hippocampus. Exp Neurol. 239, 38-48 (2013).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة