مقالة منهجية

نموذج الصدمة الآلي لإصابة الحبل الشوكي الطارئ في الفئران

3.4K مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/65656

⸱

يناير 19, 2024

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Orthopedics, The First Affiliated Hospital, Jinan University

* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

يظهر هنا جهاز كدمة آلي جديد لإصابة الحبل الشوكي للفئران ، والذي يمكنه إنتاج نماذج كدمة إصابة الحبل الشوكي بدقة بدرجات متفاوتة.

الملخص

ترتبط إصابة الحبل الشوكي (SCI) بسبب الإصابات الرضحية مثل حوادث السيارات والسقوط بخلل وظيفي دائم في الحبل الشوكي. يؤدي إنشاء نماذج كدمة لإصابة الحبل الشوكي عن طريق التأثير على الحبل الشوكي إلى أمراض مماثلة لمعظم إصابات الحبل الشوكي في الممارسة السريرية. تعد النماذج الحيوانية الدقيقة والقابلة للتكرار والمريحة لإصابة الحبل الشوكي ضرورية لدراسة إصابة الحبل الشوكي. نقدم جهازا آليا جديدا لكدمة إصابة الحبل الشوكي للفئران ، وهو نظام إصابة الحبل الشوكي الذكي بجامعة قوانغتشو جينان ، والذي يمكنه إنتاج نماذج كدمة إصابة الحبل الشوكي بدقة وقابلية للتكرار والراحة. ينتج النظام بدقة نماذج بدرجات متفاوتة من إصابة الحبل الشوكي عبر مستشعرات المسافة بالليزر جنبا إلى جنب مع منصة متنقلة آلية وبرامج متقدمة. استخدمنا هذا النظام لإنشاء ثلاثة مستويات من نماذج الفئران المصابة بالحبل الشوكي ، وحددنا درجات مقياس باسو للفأر (BMS) ، وأجرينا فحوصات سلوكية وكذلك تلطيخ لإثبات دقتها وقابليتها للتكاثر. نعرض كل خطوة من خطوات تطوير نماذج الإصابة باستخدام هذا الجهاز ، وتشكيل إجراء موحد. تنتج هذه الطريقة نماذج فئران كدمة إصابة الحبل الشوكي القابلة للتكرار وتقلل من عوامل التلاعب البشري من خلال إجراءات المناولة المريحة. النموذج الحيواني المطور موثوق به لدراسة آليات إصابة الحبل الشوكي وطرق العلاج المرتبطة بها.

المقدمة

عادة ما تؤدي إصابة الحبل الشوكي إلى خلل دائم في الحبل الشوكي أسفل الجزء المصاب. يحدث في الغالب بسبب الأجسام التي تضرب العمود الفقري وفرط تمدد العمود الفقري ، مثل حوادث المرور والسقوط1. نظرا لمحدودية توافر خيارات العلاج الفعالة لإصابة الحبل الشوكي ، فإن توضيح التسبب في إصابات الحبل الشوكي باستخدام النماذج الحيوانية سيكون مفيدا لتطوير أساليب العلاج المناسبة. يؤدي نموذج الكدمة لإصابة الحبل الشوكي الناجم عن التأثير على الحبل الشوكي إلى تطوير نماذج حيوانية ذات أمراض مماثلة لمعظم حالات إصابة الحبل الشوكي السريرية 2,3. لذلك ، من المهم إنتاج نماذج حيوانية دقيقة وقابلة للتكرار ومريحة لكدمة إصابة الحبل الشوكي.

منذ اختراع ألين لأول نموذج حيواني لإصابة الحبل الشوكي في عام 1911 ، كان هناك تقدم كبير في تطوير أدوات لإنشاء نماذج حيوانية لإصابة الحبل الشوكي 4,5. بناء على آليات الإصابة ، تصنف نماذج إصابة الحبل الشوكي على أنها كدمة أو ضغط أو إلهاء أو خلع أو استئصال أو مادةكيميائية 6. من بينها ، نماذج الكدمات ، التي تستخدم قوى خارجية لإزاحة وإصابة الحبل الشوكي ، هي الأقرب إلى المسببات السريرية لمعظم مرضى إصابات الحبل الشوكي. لذلك ، تم استخدام نموذج الكدمة من قبل العديد من الباحثين في دراسات إصابة الحبل الشوكي 3,7. تستخدم أدوات مختلفة لتطوير نماذج كدمة إصابة الحبل الشوكي. ينتج جهاز الصدمة الخاص بدراسات إصابات الحبل الشوكي الحيواني (MASCIS) بجامعة نيويورك (NYU) كدمات إصابة الحبل الشوكي بواسطة جهاز إنقاص الوزن8. بعد عدة إصدارات محدثة ، يستخدم جهاز التصادم MASCIS على نطاق واسع لتطوير نماذج حيوانية لكدمة إصابة الحبل الشوكي9. ومع ذلك ، عندما يسقط قضيب تأثير MASCIS ويضرب الحبل الشوكي ، قد تحدث إصابات متعددة ، مما يؤثر على درجة الإصابة في نماذج إصابة الحبل الشوكي. علاوة على ذلك ، فإن تحقيق الدقة الميكانيكية لضمان دقة الأداة وتكرار نموذج التصنيع يمثل تحديا أيضا. تسبب صدمات الأفق اللانهائية كدمات من خلال التحكم في القوة المطبقة على الحبل الشوكي بدلا من القطرات الثقيلة10. يستخدم جهاز كمبيوتر متصل بجهاز استشعار لقياس قوة التأثير مباشرة بين الصدمة والحبل الشوكي. عند الوصول إلى العتبة ، يتم سحب المؤثر على الفور ، وبالتالي تجنب ارتداد الوزن وتحسين الدقة10,11. ومع ذلك ، فإن استخدام هذه الطريقة الحركية الدقيقة لإلحاق الضرر يمكن أن يؤدي إلى ضرر غير متسق وعجز وظيفي6. يقوم جهاز جامعة ولاية أوهايو (OSU) بضغط السطح الظهري للحبل الشوكي بمعدل عابر بواسطة محرك كهرومغناطيسي12,13. يشبه هذا الجهاز صدمات الأفق اللانهائية ، حيث يستخدم ضغطات قصيرة المدى للتسبب في إصابات الحبل الشوكي. ومع ذلك ، فإن لها قيودا مختلفة في أن التحديد الأولي لنقطة الصفر سيؤدي إلى حدوث أخطاء بسبب وجود السائل النخاعي 6,14. باختصار ، هناك العديد من الأدوات التي يمكن استخدامها لتطوير نماذج حيوانية لكدمة إصابة الحبل الشوكي ، ولكن جميعها لها بعض القيود التي تؤدي إلى عدم كفاية الدقة وقابلية استنساخ النماذج الحيوانية. لذلك ، من أجل إنشاء نماذج كدمة الفئران لإصابة الحبل الشوكي بشكل أكثر دقة وملاءمة وتكرارا ، هناك حاجة إلى مؤثر آلي وذكي لإصابة الحبل الشوكي.

نقدم مؤثرا جديدا لإصابة الحبل الشوكي ، نظام إصابة الحبل الشوكي الذكي بجامعة قوانغتشو جينان (نظام G smart SCI ؛ نظام إصابات النخاع الشوكي الذكي G ؛ نظام إصابات النخاع الشوكي الذكي G ؛ نظام إصابات الحبل الشوكي الذكي ؛ الشكل 1) ، لإنتاج نماذج كدمة إصابة الحبل الشوكي. يستخدم الجهاز جهاز تحديد المدى بالليزر كجهاز لتحديد المواقع ، جنبا إلى جنب مع منصة متنقلة آلية لأتمتة الضربات وفقا لمعايير الإضراب المحددة ، بما في ذلك سرعة الضربة وعمق الضربة ووقت السكون. يقلل التشغيل الآلي من العوامل البشرية ويحسن دقة النماذج الحيوانية وقابليتها للتكرار.

البروتوكول

تمت مراجعة الدراسات التي شملت والموافقة عليها من قبل لجنة الأخلاقيات بجامعة جينان.

1. تخدير واستئصال الصفيحة الفقرية الشوكية T10

  1. استخدم الفئران البالغة من العمر 8 أسابيع C57 / 6J لهذه الدراسة. تخدير الفئران عن طريق الحقن داخل الصفاق من الكيتامين (100 ملغم / كغم) والديازيبام (5 ملغ / كغ). تحقق من التخدير الناجح المشار إليه بفقدان منعكس الألم. ضع مرهم الطبيب البيطري على العينين لمنع الجفاف تحت التخدير.
  2. حلق الشعر على ظهر الفئران باستخدام ماكينة حلاقة للكشف عن الجلد. تطهير الجلد مع ثلاث جولات بالتناوب من اليودوفور والكحول.
  3. قم بعمل شق طولي وسطي 2.5 سم في الجلد الظهري باستخدام مشرط وكشف العمود الفقري على مستوى T9-T11 باستخدام الملقط.
  4. إصلاح جوانب T10 بشكل ثنائي باستخدام مثبت العمود الفقري. تأكد من إصلاح العمود الفقري بثبات. تأكد من تجريد العضلات شبه الفقرية وإزالة العملية الشائكة وكذلك الصفيحة باستخدام مثقاب الطحن الدقيق لكشف الحبل الشوكي لجزء T10.

2. كدمة الحبل الشوكي T10 باستخدام نظام G smart SCI

  1. قم بتشغيل المفتاح وانتظر حتى يعود الجهاز تلقائيا إلى حالته الأصلية. ضع مثبت العمود الفقري في نظام G smart SCI وقم بتثبيته باستخدام البراغي.
  2. باستخدام شاشة التشغيل التي تعمل باللمس (الشكل 2A) ، قم بتعيين معلمات الضرر ، بما في ذلك سرعة التأثير (1 م / ث) ، وعمق التأثير (0.5 مم ، 0.8 مم ، و 1.1 مم لثلاث مجموعات مختلفة من الفئران) ووقت السكون (500 مللي ثانية) 15.
  3. قم بمحاذاة محدد المدى بالليزر في مركز الحبل الشوكي المكشوف عن طريق تحريك المنصة. (الشكل 2 ب)
  4. انقر فوق الزر جاهز على الشاشة باللمس (الشكل 2C). سيتم ضبط رأس التأثير تلقائيا على ارتفاع معين بناء على معلمات الإعداد. تحرك الطاولة الحاملة موقع ارتطام الحبل الشوكي تلقائيا أسفل رأس التصادم.
  5. اضغط يدويا على رأس التصادم لتحديد موقع الارتطام بشكل أكبر. انقر فوق الزر "ابدأ " ، وسيضرب رأس التأثير الحبل الشوكي بناء على المعلمات المحددة.
  6. أخرج الفئران من الجهاز وراقب تحت المجهر المجسم (20x) لتحديد إصابة الحبل الشوكي (الشكل 3). لتحديد نجاح تطوير النموذج ، لاحظ الاحتقان المحلي والانهيار وتمزق الغشاء الشوكي.
  7. خياطة العضلات واللفافة والجلد طبقة تلو الأخرى باستخدام 3-0 الغرز. ضع الفئران في صندوق دافئ وانتظر شفاءها.

3. رعاية ما بعد الجراحة

  1. حقن ميلوكسيكام (5 ملغ/كغ) تحت الجلد يوميا لمدة 7 أيام بعد الجراحة. أفرغ المثانة يدويا كل 8 ساعات حتى تتم استعادة وظائف المثانة.
  2. في 14 يوما بعد العملية ، قم بإزالة خيوط الخياطة.

4. اختبار آثار إصابة العمود الفقري

  1. احسب درجات BMS للفئران من اليوم الأول بعد الجراحة16,17.
  2. فييوم 30 بعد الجراحة ، قم بإجراء تجارب سلوكية حيوانية ، بما في ذلك المنصة وخطأ القدم والروتارود16,17. المنصة: مسافة قياسية تبلغ 45 سم ؛ الحد الأقصى لمدة التشغيل 8 ثوان ؛ كسب الكاميرا 28.02 ؛ عتبة الشدة 0.01. خطأ القدم: سجل 60 خطوة لكل ماوس. روتارود: السرعة 20 دورة في الدقيقة. سجل وقت سقوط الماوس وسجله على أنه 120 ثانية لأكثر من 120 ثانية.
  3. في اليوم 31 بعد العملية الجراحية ، قم بتخدير الفئران عن طريق الحقن داخل الصفاق للكيتامين (100 مجم / كجم) والديازيبام (5 مجم / كجم) ثم القتل الرحيم للفئران عن طريق التروية باستخدام 4٪ PFA. قم بإزالة الحبل الشوكي بعناية ، واعترض 5 مم فوق وتحت موقع الإصابة لتضمين البارافين. جعل قسم 5 ميكرومتر من مركز إصابة الحبل الشوكي الماوس وأداء تلطيخ الهيماتوكسيلين ويوزين17.
  4. للتحليل الإحصائي استخدام البرامج التجارية. التعبير عن البيانات كمتوسط ± الخطأ المعياري للمتوسط (SEM) والمقارنة باستخدام ANOVA أحادي الاتجاه ؛ P < 0.05 اعتبر مهما.

النتائج

تم إجراء استئصال الصفيحة الفقرية على 24 فأرا أنثى (8 أسابيع من العمر) كما هو موضح أعلاه. لم تتعرض الفئران في المجموعة الوهمية (ن = 6) لإصابة الحبل الشوكي ، في حين أن بقية الفئران ، بما في ذلك مجموعة 0.5 مم (ن = 6) ، ومجموعة 0.8 مم (ن = 6) ، ومجموعة 1.1 ملم (ن = 6) تعرضت لأعماق مختلفة من اصطدام الحبل الشوكي. تم تسجيل درجات BMS بانتظام حتى 1 شهر بعد الجراحة (الشكل 4). كانت هناك اختلافات كبيرة في درجات BMS بعد الجراحة من الفئران في مجموعات مختلفة. بعد شهر واحد ، كان لدى الفئران في مجموعة 0.5 ملم من 4 إلى 6 درجات بعد الجراحة وتعافت إلى مستوى مماثل للمجموعة الوهمية. كان لدى الفئران في مجموعات 0.8 مم و 1.1 مم من 1 إلى 2 درجات بعد الجراحة. بعد شهر واحد ، تعافت مجموعة 0.8 ملم إلى 4 إلى 6 درجات ، في حين تعافت الفئران في مجموعة 1.1 ملم بالكاد.

بعد 1 شهر ، تم إجراء فحوصات سلوكية حيوانية ، بما في ذلك خطأ القدم ، الروتارود والمنصة. في مقايسة صدع القدم (الشكل 5 أ) ، لم تكن هناك فروق ذات دلالة إحصائية في خطأ القدم الخلفية بين مجموعات 0.5 مم والوهم. ومع ذلك ، كان خطأ القدم الخلفية لمجموعة 0.8 مم مختلفا بشكل كبير عن جميع المجموعات الأخرى. كان معدل خطأ القدم للفئران في مجموعة 1.1 ملم 100 ٪ لأن الأطراف الخلفية لم تستطع دعم على الأرض وكان مختلفا بشكل كبير عن المجموعات الأخرى. في اختبار الروتارود (الشكل 5 ب) ، سجلنا وقت الكمون للسقوط في مجموعات مختلفة من الفئران. كانت كل من مجموعات 0.8 مم و 1.1 مم مختلفة بشكل كبير عن المجموعات الأخرى ، لكن المجموعة الوهمية كانت لها نتائج مماثلة لمجموعة 0.5 مم. في اختبار المنصة (الشكل 6) ، قمنا بتسجيل وتحليل مؤشر الانتظام ومنطقة الاتصال الخلفية القصوى في مجموعات مختلفة من الفئران. كانت هناك اختلافات كبيرة في مؤشر الانتظام ومناطق الاتصال الخلفية القصوى بين الفئران في مجموعات مختلفة ، مما يعني وجود اختلافات كبيرة في وظائف المشي بين الفئران ذات الأعماق المختلفة لإصابة الحبل الشوكي. لذلك ، يمكن إنشاء نماذج الفئران ذات الأعماق المختلفة لإصابة الحبل الشوكي ومع وجود اختلافات كبيرة في وظائف الأطراف الخلفية باستخدام الجهاز المطور.

أخيرا ، قمنا باستئصال الحبل الشوكي للفئران (الشكل 7 أ) وصنعنا أقساما لتلطيخ الهيماتوكسيلين ويوزين (HE) (الشكل 7 ج). كانت هناك درجات مختلفة من الضرر في كل من صور الحبل الشوكي والأقسام الملطخة ب HE. باختصار ، قمنا بتطوير درجات مختلفة بدقة من نماذج الفئران المصابة بالحبل الشوكي باستخدام الأداة المقترحة.

figure-results-1
الشكل 1: نظام إصابة الحبل الشوكي الذكي بجامعة قوانغتشو جينان (نظام G الذكي SCI). إصلاح منع الحركة العمود الفقري لشل حركة الماوس على طاولة الناقل. تعيين معلمات التأثير عبر شاشة تعمل باللمس. استخدم برنامج التشغيل الصغير الجانبي لضبط المواضع الجانبية للحامل واستخدم شاشة اللمس لضبط المواضع الأمامية. يؤكد محدد المدى بالليزر موضع التأثير ويقيس ارتفاع التأثير بحيث يمكن لرأس التأثير أن يضرب بدقة وفقا لموضع الضربة المحدد والعمق. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-2
الشكل 2: شاشة التشغيل التي تعمل باللمس. (أ) في صفحة المعلمات ، يمكن ضبط معلمات الضرر ، بما في ذلك سرعة التأثير (0.5 -2.0 م / ث) وعمق التأثير (0-3 مم) ووقت السكون (500 -2 مللي ثانية). (B) في الصفحة المتحركة ، يمكن ضبط ارتفاع رأس التصادم وموضع مثبت العمود الفقري. (ج) في صفحة التحضير ، سيؤدي النقر فوق الزر جاهز إلى ضبط تلقائي لرأس التصادم وجدول الحامل إلى موضع معين بناء على المعلمات المحددة. بالنقر فوق الزر "ابدأ " ، سيضرب رأس التأثير الحبل الشوكي بناء على المعلمات المحددة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-3
الشكل 3: الحبل الشوكي بعد الإصابة. أ: مجموعة الشام. قام مانع الحركة في العمود الفقري بتثبيت فقرات T10 ، ويتعرض الحبل الشوكي بعد استئصال الصفيحة الفقرية دون ضرر. (ب) مجموعة 0.5 مم. أصيب الحبل الشوكي بجروح طفيفة بعد إصابته على عمق 0.5 ملم وكان هناك قدر قليل من الازدحام. (ج) مجموعة 0.8 مم. أصيب الحبل الشوكي بجروح متوسطة وكان لديه احتقان واضح بعد إصابته على عمق 0.8 مم. (د) مجموعة 1.1 ملم. أصيب الحبل الشوكي بجروح خطيرة بعد إصابته على عمق 1.1 ملم وكان هناك الكثير من الازدحام. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-4
الشكل 4: درجات BMS. تم تسجيل درجات BMS للفئران من أول يوم بعد الجراحة إلى شهر واحد بعد الجراحة (n = 6 / مجموعة). * p < 0.05 ، ** p < 0.01 ، *** p < 0.001 مقارنة باستخدام ANOVA. يتم التعبير عن التاريخ كمتوسط ± الخطأ المعياري للمتوسط (SEM). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-5
الشكل 5: اختبار الإقبال واختبار الروتارد. (أ) عيوب القدم الخلفية في الفئران ذات الدرجات المختلفة من إصابات الحبل الشوكي (ن = 6 / مجموعة). p <0.001 مقارنة باستخدام ANOVA. (ب) تمت مقارنة زمن انتقال السقوط أثناء الدوران المتسارع بين الفئران ذات الدرجات المختلفة من إصابات الحبل الشوكي (ن = 6 / مجموعة). * p < 0.05 ، *** p < 0.001 مقارنة باستخدام ANOVA. يتم التعبير عن التاريخ كمتوسط ± الخطأ المعياري للمتوسط (SEM). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-6
الشكل 6: اختبار المنصة. (أ ، ج) مؤشرات الانتظام في الفئران ذات الدرجات المختلفة من إصابات الحبل الشوكي (ن = 6 / مجموعة). * p < 0.05 ، *** p < 0.001 مقارنة باستخدام ANOVA. (ب، د) تم تحليل مناطق الاتصال الخلفية القصوى تلقائيا باستخدام البرنامج (n = 6 / group). ** p < 0.01 ، *** p < 0.001 مقارنة باستخدام ANOVA. يتم التعبير عن التاريخ كمتوسط ± الخطأ المعياري للمتوسط (SEM). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-7
الشكل 7: تلطيخ الحبل الشوكي والتهاب المفاصل والغدد التناسلية. (أ) الحبل الشوكي للفئران بدرجات مختلفة من الإصابة 1 شهر بعد الجراحة. (ب) أرقام مكبرة. ج: تلطيخ H&E لمواقع إصابة الحبل الشوكي في الفئران ذات الدرجات المختلفة من الإصابة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

المناقشة

يمكن أن تؤدي إصابة الحبل الشوكي إلى عجز حسي وحركي ، مما قد يؤدي إلى إعاقات جسدية وعقلية شديدة. في الصين ، تتراوح حالات إصابات الحبل الشوكي في مقاطعات مختلفة من 14.6 إلى 60.6 لكل مليون18. ستؤدي الزيادة في انتشار اصابات النخاع الشوكي إلى زيادة الضغط على نظام الرعاية الصحية. حاليا ، هناك خيار علاج فعال محدود لإصابة الحبل الشوكي ، والإصابات لأن آلياتها المرضية وعمليات الإصلاح لم يتم فهمها بالكامل بعد19. هناك حاجة لإنشاء نماذج حيوانية دقيقة وقابلة للتكرار لإصابة الحبل الشوكي للتحقيق في الآليات المرضية وعمليات إصلاح إصابات الحبل الشوكي. تحقيقا لهذه الغاية ، قمنا بتطوير أداة إصابة الحبل الشوكي دقيقة وقابلة للتكرار وبسيطة.

يتم استخدام العديد من الأجهزة ، بما في ذلك جهاز التصادم NYU-MASCIS وتأثير الأفق اللانهائي وتأثير OSU لإنشاء نماذج كدمة لإصابات الحبل الشوكي8،9،12،13،20. هذه الأجهزة معقدة في التشغيل وقد تنتج أخطاء كبيرة بسبب الكفاءات المختلفة للموظفين. علاوة على ذلك ، هناك العديد من العيوب في تصميمات هذه الأجهزة التي تجعلها أقل دقة وقابلة للتكرار6. يحدد الموقع المحدد لإصابة الحبل الشوكي شدتها ، لذلك أثناء إنشاء نماذج إصابة الحبل الشوكي ، تحدد طريقة تحديد المواقع دقة النمذجة21. يستخدم نظام G smart SCI محدد المدى بالليزر لتحديد موقع إصابة الحبل الشوكي وضبط ارتفاع رأس التأثير بناء على بيانات محدد المدى لضبط عمق الضربة. جهاز قرع آخر يستخدم تحديد المواقع بالليزر هو جهاز صدم جهاز نظام إصابة لويزفيل (LISA) من كلية الطب بجامعة إنديانا15. على الرغم من أن LISA يستخدم تحديد المواقع بالليزر ، إلا أنه يتطلب التحديد اليدوي وتعديل ارتفاع رأس التأثير لتحقيق عمق الضربة المتحكم فيه ، مما يزيد من التدخل البشري. وفي الوقت نفسه ، تستخدم LISA الضربات الهوائية والتحكم في الكمبيوتر المحمول ، والتي تتطلب مساحة تجريبية أكبر وتزيد من تكاليف التشغيل10. يقلل نظام G smart SCI من الأخطاء البشرية عن طريق شبه أتمتة عملية التشغيل ويسهل تحريكه بسبب تصميمه الخفيف.

استنادا إلى المعلمات المحددة ، يمكن للجهاز أن يؤثر بدقة على الحبل الشوكي للفئران ، وبالتالي إنشاء نماذج بدرجات مختلفة من إصابات الحبل الشوكي. في هذه الدراسة ، أظهرت الفئران بدرجات مختلفة من إصابات الحبل الشوكي اختلافات كبيرة في وظائف الأطراف الخلفية. الأهم من ذلك ، أن المقايسات قابلة للتكرار ويمكن أن تولد باستمرار نماذج اصابات النخاع الشوكي.

في البروتوكول ، تشمل الخطوات الأكثر أهمية إجراء استئصال الصفيحة الفقرية بدقة ، وتثبيت العمود الفقري للفئران ، واستخدام الليزر لتحديد المواقع بدقة لضمان دقة التجربة وتكرارها. أثناء عملية التصميم ، أجرينا بعض التحسينات على الجهاز. وجدنا أنه بعد الضربة ، لا يمكن للمرحلة العودة بسهولة إلى نقطة المدى ، لذلك أضفنا زرا للعودة إلى نقطة المدى. علاوة على ذلك ، لا يمكن تعديل المعلمات المطلوبة بسرعة ، وبالتالي ، أضفنا لوحة مفاتيح رقمية للإدخال. كما تم تحسين محرك الشحن الكهرومغناطيسي البطيء في الإصدار الأول. يقتصر هذا الجهاز حاليا على إنشاء نماذج فئران إصابة الحبل الشوكي الصدري. يجب إجراء دراسات لدعم استخدام هذه الأداة في إنشاء نماذج إصابة الحبل الشوكي للفئران أو نماذج إصابة الحبل الشوكي العنقي.

علاوة على ذلك، وصف الدكتور بيلجن من كلية الطب بجامعة كانساس جهاز التصادم الذي يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر، والذي يمكن أن يؤدي إلى إصابات الجهاز العصبي المركزي (CNS)، بما في ذلك إصابات الدماغ الرضحية (TBI) وإصابة الحبل الشوكي (SCI)22. على غرار جهازنا ، يستخدم هذا الجهاز أيضا مجموعة متنوعة من المعدات والأنظمة التجارية ، لذلك تم تسويقه واستخدامه بنجاح23. تتميز المعدات التي نصفها بخصائص الأتمتة والدقة والراحة ، ومن المتوقع أن يتم تسويقها في المستقبل وتفيد المزيد من الباحثين في إصابات الحبل الشوكي.

باختصار ، قمنا بتصميم جهاز صدم آلي للحبل الشوكي للفأر لإنشاء نماذج كدمات اصابات النخاع الشوكي. يعمل الجهاز على تحسين الدقة باستخدام محدد المدى بالليزر ويقلل من الأخطاء البشرية عبر عملية التشغيل الآلي. علاوة على ذلك ، فإن نظام G smart SCI أسهل في التشغيل والحمل من الأجهزة الأخرى ، مما يوفر الراحة لأبحاث إصابات الحبل الشوكي. الأهم من ذلك ، يمكن للجهاز إنشاء فئات مختلفة من نماذج الفئران SCI بدقة وتكرار اعتمادا على احتياجات التجربة.

الإفصاحات

يعلن أصحاب البلاغ عدم وجود مصالح مالية متنافسة.

شكر وتقدير

تم دعم هذا العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين ، رقم 82102314 (إلى ZSJ) ، و 32170977 (إلى HSL) ومؤسسة العلوم الطبيعية بمقاطعة قوانغدونغ ، أرقام 2022A1515010438 (إلى ZSJ) و 2022A1515012306 (إلى HSL). تم دعم هذه الدراسة من قبل برنامج تكنولوجيا الحدود السريرية لأول مستشفى تابع لجامعة جينان ، الصين ، رقم JNU1AF- CFTP- 2022- a01206 (إلى HSL). تم دعم هذه الدراسة من قبل مشروع خطة قوانغتشو للعلوم والتكنولوجيا ، رقم 202201020018 (إلى HSL) ، 2023A04J1284 (إلى ZSJ) و 2023A03J1024 (إلى HSL).

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
0.01M PBS (مسحوق ، درجة الحموضة 7.2-7.4)Solarbio Life SciencesP1010
2،2،2-TribromoethanolMacklin75-80-9
4٪ تثبيت أنسجة بارافورمالدهيدBiosharp علوم الحياةBL539A
المجهر الحيويLeicaLCC50 HD
CatWalk   ؛نولدوس تكنولوجيا المعلوماتCatWalk XT 9.1
غطاء زجاجيCITOTEST Scientific10212432C
آلة التضمينآلة تشانغتشو تشونغوي الإلكترونيةBMJ-A
الإيثانول المطلقDAMAO64-17-5
FootFaultScanClever Sys Inc.-
شريحة زجاجيةCITOTEST Scientific80302-2104
Hematoxylin و Eosin Staining KitBeyotime BiotechnologyC0105S
مثقاب الطحن الصغير   ؛FEIYUBIO19-7010
مثبت العمود الفقري للفأرRWD علوم الحياة68094
البارافين ميكروتومالحرارةشاندون البراعة 325
RotaRod للفئرانUgo Basile47600
مجهر مجسمKUY NICESZM-7045
كحول Tert-AmylMacklin75-85-4
الزيلينالصين الوطنية الصيدلانية# 10023418

المراجع

  1. Venkatesh, K., Ghosh, S. K., Mullick, M., Manivasagam, G., Sen, D. Spinal cord injury: pathophysiology, treatment strategies, associated challenges, and future implications. Cell and Tissue Research. 377 (2), 125-151 (2019).
  2. Chiu, C. W., Cheng, H., Hsieh, S. L. Contusion Spinal Cord Injury Rat Model. Bio Protocol. 7 (12), e2337(2017).
  3. Thygesen, M. M., Guldbæk-Svensson, F., Rasmussen, M. M., Lauridsen, H. Contusion Spinal Cord Injury via a Microsurgical Laminectomy in the Regenerative Axolotl. Journal of Visualized Experiments. (152), 60337(2019).
  4. Anderson, T. E. A controlled pneumatic technique for experimental spinal cord contusion. Journal of Neuroscience Methods. 6 (4), 327-333 (1982).
  5. Allen, A. R. SURGERY OF EXPERIMENTAL LESION OF SPINAL CORD EQUIVALENT TO CRUSH INJURY OF FRACTURE DISLOCATION OF SPINAL COLUMN: A PRELIMINARY REPORT. Journal of the American Medical Association. LVII (11), 878-880 (1911).
  6. Cheriyan, T., et al. Spinal cord injury models: a review. Spinal Cord. 52 (8), 588-595 (2014).
  7. Yan, R., et al. A modified impactor for establishing a graded contusion spinal cord injury model in rats. Annals of Translational Medicine. 10 (8), 436(2022).
  8. Gruner, J. A. A monitored contusion model of spinal cord injury in the rat. Journal of Neurotrauma. 9 (2), 123-126 (1992).
  9. Ghnenis, A. B., et al. Evaluation of the Cardiometabolic Disorders after Spinal Cord Injury in Mice. Biology (Basel). 11 (4), 495(2022).
  10. Scheff, S. W., Rabchevsky, A. G., Fugaccia, I., Main, J. A., Lumpp, J. E. Jr Experimental modeling of spinal cord injury: characterization of a force-defined injury device. Journal of Neurotrauma. 20 (2), 179-193 (2003).
  11. Hong, Y. R., et al. Ultrasound stimulation improves inflammatory resolution, neuroprotection, and functional recovery after spinal cord injury. Scientific Reports. 12 (1), 3636(2022).
  12. Noyes, D. H. Electromechanical impactor for producing experimental spinal cord injury in animals. Medical & Biological Engineering & Computing. 25 (3), 335-340 (1987).
  13. Stokes, B. T., Noyes, D. H., Behrmann, D. L. An electromechanical spinal injury technique with dynamic sensitivity. Journal of Neurotrauma. 9 (3), 187-195 (1992).
  14. Pearse, D. D., et al. Histopathological and behavioral characterization of a novel cervical spinal cord displacement contusion injury in the rat. Journal of Neurotrauma. 22 (6), 680-702 (2005).
  15. Wu, X., et al. A Tissue Displacement-based Contusive Spinal Cord Injury Model in Mice. Journal of Visualized Experiments. (124), 54988(2017).
  16. Forgione, N., Chamankhah, M., Fehlings, M. G. A Mouse Model of Bilateral Cervical Contusion-Compression Spinal Cord Injury. Journal of Neurotrauma. 34 (6), 1227-1239 (2017).
  17. Ji, Z. S., et al. Highly bioactive iridium metal-complex alleviates spinal cord injury via ROS scavenging and inflammation reduction. Biomaterials. 284, 121481(2022).
  18. Chen, C., Qiao, X., Liu, W., Fekete, C., Reinhardt, J. D. Epidemiology of spinal cord injury in China: A systematic review of the chinese and english literature. Spinal Cord. 60 (12), 1050-1061 (2022).
  19. Flack, J. A., Sharma, K. D., Xie, J. Y. Delving into the recent advancements of spinal cord injury treatment: a review of recent progress. Neural Regeneration Research. 17 (2), 283-291 (2022).
  20. Khuyagbaatar, B., Kim, K., Kim, Y. H. Conversion Equation between the Drop Height in the New York University Impactor and the Impact Force in the Infinite Horizon Impactor in the Contusion Spinal Cord Injury Model. Journal of Neurotrauma. 32 (24), 1987-1993 (2015).
  21. Alizadeh, A., Dyck, S. M., Karimi-Abdolrezaee, S. Traumatic Spinal Cord Injury: An Overview of Pathophysiology, Models and Acute Injury Mechanisms. Frontiers in Neurology. 10, 282(2019).
  22. Bilgen, M. A new device for experimental modeling of central nervous system injuries. Neurorehabilitation and Neural Repair. 19 (3), 219-226 (2005).
  23. Khan, M., et al. GSNOR and ALDH2 alleviate traumatic spinal cord injury. Brain Research. 1758, 147335(2021).

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

نموذج الإصابة الرضيةالحبل الشوكي للفأرمقياس باسو للفئرانالمقاييس السلوكيةصبغ الهيماتوكسيلين والإيوزينمستشعر المسافة بالليزراختبار الروتاروداختبار كات-ووك
نموذج الصدمة الآلي لإصابة الحبل الشوكي الطارئ في الفئران
تواصل معنا
أوصِ به للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.