使用撞击器装置生成创伤性脑损伤的小鼠模型

Abstract

来源:Schwulst， S. J. et al.小鼠诱导创伤性脑损伤的受控皮层冲击模型。J. Vis. Exp.（2019 年）

该视频演示了在小鼠模型中诱导创伤性脑损伤 （TBI） 的程序。取一只颅骨暴露的麻醉小鼠在颅骨上形成一个开口，然后使用冲击装置诱导受控的皮质损伤。损伤会损害脑组织，导致认知功能和运动协调受损。

Protocol

所有涉及动物模型的程序均已由当地机构动物护理委员会和 JoVE 兽医审查委员会审查。

1. 诱导麻醉

1. 用腹膜内注射氯胺酮 （125 mg/kg） 和甲苯噻嗪 （10 mg/kg） 麻醉小鼠。

2. 每 15 分钟监测一次生命体征

1. 监测体温、呼吸频率和肤色。鼠标摸起来应该很暖和。皮肤应呈粉红色且灌注良好。呼吸频率应在每分钟 50-70 次呼吸之间。

3. 术前程序

1. 在受伤诱导前一天称量所有小鼠。
2. 通过对每个实验对象进行高压灭菌对一组手术器械进行消毒。使用前对受影响的设备进行消毒。
3. 通过将干净的笼子放在设置为"低"设置的电加热垫上来准备恢复笼，并放置在小鼠一旦走动后就可以远离热量的位置。
4. 在无菌的层流罩内设置手术室。
   1. 定位立体定位作架。
   2. 将撞击装置连接到立体定位框架。
   3. 使用所需的速度和停留时间生物力学参数设置驱动装置。
      注意:在该方案中，使用 3 毫米直径的冲击尖端通过 5 毫米直径的开颅手术描述了严重的脑损伤，速度设置为 2.5 m/s，停留时间为 0.1 s。广泛的生物力学参数可用于诱导全谱 TBI。
5. 穿戴新的个人防护装备和无菌手套。
6. 使用电动剪刀剃掉手术部位的皮毛。
7. 将保护性眼药膏涂抹在小鼠的眼睛上，以防止角膜损伤和干燥。
8. 将鼠标放入手术室。
9. 用含碘的手术磨砂膏与酒精交替洗涤 3 次来准备皮肤。

4. 受控皮质冲击的应用

1. 用手术刀在中线切开头皮 1 厘米，露出颅骨。
2. 通过将双侧颞骨固定在微型耳杆之间并将门牙锁定在门牙夹内，在鼠标头上形成稳定的三点固定，将鼠标放置在立体定位作框架内。
3. 用止血钳或锁定镊子将头皮从手术部位缩回，以确保在开颅手术期间头皮不会与钻头接触。
4. 识别暴露颅骨上的矢状缝和冠状缝。
   注意:该方案将开颅术居中，位于矢状缝线左侧 2 毫米处，冠状缝线喙部 2 毫米处。
5. 使用带有环钻钻头的钻头进行开颅手术。
   1. 要进行开颅手术，首先以最大速度启动钻头，然后在开颅手术部位垂直于颅骨应用环钻钻头。
   2. 一旦接触到颅骨，就对钻头施加轻柔、均匀的压力。一旦钻头穿透颅骨，就会感觉到轻微的"屈服"。不要穿透下面的硬脑膜。
      注意:该协议使用 5 毫米环钻钻头进行开颅手术。
6. 使用镊子和小规格皮下注射针头去除骨瓣，完全暴露下面的硬脑膜。
7. 将撞击器尖端旋转到手术区域并降低它，直到它与暴露的硬脑膜接触。一旦接触，器械的接触传感器将发出声音提示音，提醒外科医生已经接触。这将标记设置变形深度的零点。
   注意:该协议利用 3 毫米的冲击尖端来产生严重伤害。小至 1 毫米的尖端可用于施加更多局部损伤。
8. 缩回撞击尖端，并通过降低立体定位框架上的撞击器位置来设置所需的撞击深度。
   注意:在该协议中，我们通过将变形深度设置为 2 mm 来描述严重损伤。
9. 通过激活驱动装置上的撞击器来施加伤害。
10. 将冲击装置旋转出田间，并将动物从立体定位框架中取出。

5. 手术部位闭合

1. 用无菌棉签涂抹器直接按压来控制颅骨和受伤皮质表面的出血。
2. 用无菌棉签涂抹器擦干头骨。
3. 使用市售的手术粘合剂或单丝缝合线闭合开颅手术上的头皮。
   注意:在该方案中，使用兽医手术粘合剂来闭合头皮。骨瓣没有被替换并被丢弃。

6. 术后护理和监测

1. 进行术后镇痛（例如，缓释丁丙诺啡 0.1-0.5 mg/kg 皮下给药，提供 72 小时的持续镇痛）。
2. 将动物置于干净的预热笼子中的侧卧恢复位置。
3. 观察动物直到醒来并活动起来，然后将每只老鼠放回它的家笼子里。
4. 确保免费获得食物和水。正常的食物和水摄入量通常在受伤后一到两个小时内恢复。
5. 在整个实验过程中每三天测量一次体重。

Materials