مارس 27, 2016
توضح هذه المقالة طريقة لتوليد إصابة ضغط الحبل الشوكي القابلة للتكرار (SCI) في فأر حديثي الولادة. يوفر النموذج منصة مفيدة لدراسة آليات اللدونة التكيفية التي تكمن وراء الانتعاش الوظيفي التلقائي.
الهدف العام من هذا الإجراء هو إحداث إصابة انضغاطية في النخاع الشوكي بشكل قابل للتكرار في فأر حديث الولادة. يتم تحقيق ذلك أولاً عن طريق تخدير الفأر تخديراً عميقاً، ثم إجراء عملية استئصال الصفيحة الفقرية الظهرية للكشف عن النخاع الشوكي.
وأخيرًا، من خلال إحداث إصابة انضغاطية. لقد أنشأنا مؤخرًا نموذجًا للفئران حديثة الولادة لإصابة الحبل الشوكي، وأثبتنا أن الفئران حديثة الولادة تظهر درجة مذهلة من اللدونة التكيفية. إن دراسة هذه الآلية الكامنة وراء التعافي قد توفر رؤى مهمة يمكن استخدامها في علاج إصابات الحبل الشوكي.
في هذا الفيديو، سنوضح كيفية إجراء إصابة انضغاط الحبل الشوكي في فأر يبلغ من العمر يوماً واحداً. يتضمن هذا الإجراء الجراحي التخدير، واستئصال الصفيحة الفقرية، وعمليتي ضغط فوق الجافية باستخدام المشابك. التحضير للجراحة.
تُجرى الجراحة تحت مجهر ستيريو. ضع وسادة تدفئة تحت المجهر؛ فمن الضروري الحفاظ على دفء الجرو لتجنب الوفاة المفاجئة أثناء الجراحة.
ضع بطانية جراحية أو ورقة مختبرية ناعمة ونظيفة وكبيرة الحجم فوق وسادة التدفئة. ولتسكين الآلام قبل الجراحة، قم بتجهيز حقنة إنسولين مقاس 30 gauge وسعة 0.3 milliliters، مملوءة بالمخدر الموضعي Marcaine المخفف بمحلول PBS معقم، ليصل التركيز النهائي إلى 2.5 milligrams per milliliter. أما بالنسبة لشق الجلد وإزالة العضلات واستئصال الصفيحة الفقرية، فاستخدم سكيناً جراحياً دقيقاً وملقطاً دقيقاً ومقصات استئصال القزحية الدقيقة.
لاحظ أننا نستخدم هنا أيضاً ملقطاً قمنا بثني أطرافه لتكوين أسنان. وتؤدي هذه الملاقط عملاً أفضل من الملاقط المسننة المتوفرة تجارياً لأن الأسنان يجب أن تكون صغيرة جداً. أما بالنسبة لضغط الحبل الشوكي، فاستخدم مشبك تمدد الأوعية الدموية المؤقت Yasargil Miniclip معدلاً بشكل خاص، والذي سنقوم بوصفه لاحقاً.
يلزم أيضاً توفير قطعة صغيرة من أنبوب شعري بلاستيكي لصنع سدادة تمنع الإغلاق التام للمشبك، بالإضافة إلى أداة وضع المشبك لتثبيته. وللخياطة، استخدم حامل إبر ومقصاً صغيراً لقص الخيط. أما بالنسبة لعلاج الألم، فقم بتخفيف Temgesic في PBS معقم، ليصل التركيز إلى 0.03 milligrams per milliliter.
تتضمن إصابة الحبل الشوكي ضغطاً مدفوعاً بمشبك، باستخدام مشبك Yasargil Temporary Aneurysm Miniclip. قبل الاستخدام، يجب تعديل المشبك ميكانيكياً عن طريق تقليل سماكة الشفرات لتصل إلى 150 micrometers باستخدام حجر شحذ. وقبل الجراحة مباشرة، يتم قطع قطعة قصيرة من الأنابيب البلاستيكية ووضعها فوق إحدى شفرات المشبك.
تعمل الأنابيب كسدادة لمنع الإغلاق الكامل للمشبك. التخدير وتسكين الآلام. بالنسبة للتخدير الغازي، نستخدم مبخر suprane متصلاً بأسطوانة أكسجين.
يعتبر الإيزوفلوران (Isoflurane) هو المخدر الذي يتم تبخيره في أكسجين نقي. ولتوزيع خليط الإيزوفلوران والأكسجين على الفأر، تحتاج إلى صنع قناع أنفي مخصص لحديثي الولادة. ونظراً لصغر حجم الفئران حديثة الولادة، يمكن صنع القناع من طرف سرنجة، والتي تعمل كمدخل للأنابيب البلاستيكية المتصلة بمخرج جهاز التبخير.
قم بحفر ثقب صغير على جانب القناع لتوصيل أنبوب إخلاء ينتهي إما بمضخة فراغ منظمة، مع وحدة تجميع، أو ببساطة داخل خزانة استرداد الغازات (fume hood). اصنع غرفة فائض للتخدير باستخدام طبق بتري بلاستيكي بمقاس 150 في 25 ملليلتر. وفي أحد جوانبه، اصنع ثقباً كبيراً بما يكفي لمرور رأس الفأر.
في الجانب المقابل، اصنع ثقبين أصغر بقطر الأنبوب البلاستيكي. وأخيراً، اصنع ثقباً للإخلاء، يكون أصغر من الثقوب الأخرى، في الجزء العلوي من الطبق. اقطع طرف رأس ماصة سعة 250 microliter وأدخله في هذا الثقب الأخير.
تعمل طرف الماصة كوصلة لأنبوب التفريغ المتصل بجهاز تفريغ مضبوط على ضغط سلبي طفيف. وباستخدام الصلصال الاصطناعي (Plasticine)، قم بتثبيت القناع داخل فتحة رأس الفأر مباشرة. وباستخدام الشريط اللاصق أو الصلصال الاصطناعي، قم بتثبيت الأنابيب البلاستيكية بسقف الغرفة، مع التأكد من وضع الأنابيب بشكل صحيح في الفتحات المناسبة.
ضع الحجرة على البطانية الجراحية تحت المجهر. يظهر النظام بأكمله في هذا المخطط. يتم وضع صنبور إيقاف ثلاثي الاتجاهات عند مخرج المبخر.
هنا، يكون المسار إلى غرفة النوم مفتوحاً، بينما يكون المسار إلى القناع مغلقاً، مما يسمح بوضع الفأر في غرفة النوم لبدء عملية التهدئة. ويؤدي تدوير الصنبور ثلاثي الاتجاهات إلى اليمين إلى السماح بتدفق الغاز إلى القناع وإغلاق المسار المؤدي إلى غرفة النوم. وفي هذا التكوين، يمكن نقل الفأر إلى القناع.
يتم إزالة تسرب الغاز بواسطة تفريغ الهواء من غرفة التدفق الزائد. اختر جرواً من الفئران كان يشرب الحليب مؤخراً، وهو ما يستدل عليه باللون الأبيض المرئي من خلال الجلد. ضع الجرو في غرفة النوم وأدخل بخار Isoflurane بتركيز 4% لتحقيق تخدير سريع.
انقل الجرو إلى القناع. ضع خطم الفأر بعناية داخل القناع لضمان التعرض الكافي للغاز المخدر. أدر صمام التوقف ثلاثي الاتجاهات لتوجيه الغاز نحو القناع.
احقن 50 µL من Marcaine بتركيز 2.5 mg/mL تحت الجلد في موقع الجراحة المطلوب. توخَّ الحذر لعدم الحقن بعمق زائد، حيث يمكن إصابة الأوعية الدموية بسهولة، كما أن دخول Marcaine إلى وعاء دموي يعد أمراً مميتاً. امسح فائض Marcaine باستخدام ضماطة معقمة صغيرة.
استئصال الصفيحة الفقرية الظهرية. خفّض تركيز الـ Isoflurane إلى 1% أو 2%. بعد بضع دقائق، اثقب الجلد باستخدام سكين دقيق وأحدث فتحة نقل بطول 8 إلى 9 mm عن طريق سحب الجلد بلطف في اتجاه من المنخري إلى الذيلي.
تعتبر الفتحة الانتقالية أكثر ملاءمة وتوفر وصولاً جانبياً أفضل لإجراء عملية استئصال الصفيحة الفقرية. قم بإبعاد حواف الشق الجلدي عن الأنسجة الكامنة عن طريق إدخال قطع من الإسفنج الطبي (spongistatin) تحت الجلد في الاتجاهين الرأسي والذنبي للشق. قم بقص العضلات أمام الفقرية باستخدام مقص رفيع للكشف عن العمود الفقري.
لاحظ أن النتوء الشوكي لا يكون مكتمل النمو في حديث الولادة. حدد الخط الناصف واقطع الصفيحة عرضياً باستخدام المقص الرفيع. احرص على عدم القطع بعمق زائد، لأن ذلك قد يؤدي إلى تلف الجافية أو حتى النخاع الشوكي.
ضع أحد طرفي ملقط رفيع بعناية بين الصفيحة والصلابة. أمسك الصفيحة بإغلاق الملقط وارفعها بحذر حتى تنفصل، مع الحفاظ على سلامة الصلابة. كرر هذه الخطوة من مرتين إلى ثلاث مرات لإجراء استئصال صفيحي يمتد من قطعة إلى قطعتين.
يتم التحكم في النزيف باستخدام قطع صغيرة من الإسفنج الجراحي (spongistatin). وباستخدام الملقط الرفيع كقارض عظمي، تُزال أجزاء من المفاصل الوجيهية بشكل ثنائي الجانب لتوفير مساحة كافية لوضع ملقط تمدد الأوعية الدموية المصغر المعدل (modified aneurysm miniclip) داخل القناة الفقرية. وغالباً ما تؤدي هذه الخطوة إلى حدوث نزيف يمكن التحكم فيه باستخدام قطع صغيرة من الإسفنج الجراحي (spongistatin).
لتحسين الرؤية، قد يكون من المفيد أحياناً الشطف باستخدام PBS معقم ودافئ، بدرجة حرارة 37 درجة مئوية. إحداث إصابة بضغط الحبل الشوكي. افتح المشبك وضع الشفرات على جانبي الحبل الشوكي في المساحات الموجودة بين المفاصل الوجيهية والحبل الشوكي.
تأكد من إدخال الشفرات بعمق كافٍ لتشمل الجزء البطني من النخاع الشوكي. أغلق الملقط بسرعة مع تثبيت أداة التطبيق في مكانها لتجنب انزلاق الملقط للخلف. وبعد مرور 15 ثانية، حرر الملقط بسرعة.
نظف الجرح باستخدام spongistatin. ولتحقيق ضغط متماثل، اعكس الشفرات وقم بإجراء عملية ضغط ثانية لمدة 15 ثانية في الاتجاه المعاكس. الخياطة. قم بإزالة قطع spongistatin التي وُضعت تحت الجلد في بداية الجراحة وأغلق الجلد باستخدام غرز 6.0.
احقن 0.05 milliliters من Temgesic بتركيز 0.03 milligrams per milliliter تحت الجلد باستخدام حقنة إنسولين مقاس 30 gauge، ثم ضع الجرو في بيئة محكومة درجة الحرارة عند 30 درجة مئوية لبضع ساعات. وللحد من السلوك العدواني للأم تجاه الجرو الذي خضع للعملية خلال الليلة الأولى بعد الجراحة، قم بتحضير محلول من Diazepam مخفف في PBS نظيف بتركيز 0.1 milligrams per milliliter للحقن داخل الصفاق بجرعة ثمانية غرامات لكل كيلوغرام. النتائج.
كما يظهر في هذا الرسم البياني، بعد مرور ست ساعات من ضغط الحبل الشوكي، وفي المستويات الصدرية السفلية، تكون الأطراف الخلفية للفئران المصابة مصابة بالشلل، بينما لا تكون الأطراف الأمامية كذلك. وفي حالة حيوانات المجموعة الضابطة (sham control)، التي خضعت فقط لعملية استئصال الصفائح الفقرية، تكون كل من الأطراف الخلفية والأمامية ذات حركة عالية. ويظهر مقطع الحبل الشوكي وجود بقايا دم في موقع الإصابة.
بالإضافة إلى ذلك، تكون الأنسجة شفافة، مما يشير إلى فقدان الأنسجة، وهو ما يؤدي غالباً إلى تكوين فجوة بعد عدة أيام. الخلاصة. بعد مشاهدة هذا الفيديو، يجب أن تكون لديك معرفة جيدة بكيفية إحداث إصابة بضغط الحبل الشوكي في فأر حديث الولادة. وتكمن ميزة استخدام الفئران حديثة الولادة في إمكانية استخدام طرق محددة لدراسة اللدونة التكيفية، وهي طرق لا يمكن تطبيقها على الفئران البالغة.
بالإضافة إلى ذلك، يوفر النموذج منصة لاختبار النهج العلاجية، مثل زراعة الخلايا الجذعية.
تصف هذه المقالة طريقة لإحداث إصابة انضغاطية في النخاع الشوكي (SCI) قابلة للتكرار في الفئران حديثة الولادة. ويعد هذا النموذج مفيداً لدراسة آليات اللدونة التكيفية التي تكمن وراء الاستعادة الوظيفية التلقائية.
يتيح نموذج ضغط الحبل الشوكي لدى الفئران حديثة الولادة هذا إجراء استقصاء ميكانيكي للبلاستيكية التكيفية في التعافي من إصابات بداية الحياة، مما يوفر نظاماً ذا صلة بالمرض لتقليل المخاطر المرتبطة بالفرضيات العلاجية. ومن خلال رصد ديناميكيات التعافي الوظيفي التلقائي، يدعم هذا النموذج التحقق من الأهداف والفحص المظهري في برامج العلوم العصبية قبل السريرية. وتعزز صلة هذا النموذج بإصابات الحبل الشوكي لدى الأطفال وإمكانية استمراريته الانتقالية للتطبيقات لدى البالغين من عملية اتخاذ القرارات على مستوى المحفظة في اكتشاف العلاجات العصبية.
يتناسب هذا النموذج ضمن سلسلة الاكتشافات التي تبدأ من التحقق من الهدف وصولاً إلى اختبارات الفعالية قبل السريرية، وبشكل خاص للمناهج التي تهدف إلى الحماية العصبية والاستعادة العصبية.