使用无限视野冲击器建立单侧颈段脊髓损伤的挫伤模型

本实验的总体目标是使用无限高度撞击器建立颈椎单侧挫伤模型。首先需要构建一个定制设计的框架和夹具，然后将颈椎固定在该夹具上。

随后将动物置于撞击器中，准备进行脊髓损伤。该操作的最后一步是损伤颈段脊髓。此方法可产生稳定且具有一致性的损伤模型，并导致持续而充分的功能缺陷。

最终，该损伤模型具有可重复性强和动物发病率低的优点，从而减少了脊髓损伤研究所需的动物数量。演示该操作的将是来自我实验室的研究助理 j Lee，他在过去几年中积极推动了该模型的开发。为了向脊髓传递稳定且可重复的生物力学力，该操作使用无限地平线（Infinite Horizon，IH）脊髓损伤撞击器，以及夹具和固定架。

该动物装置经过定制设计并制作，以适配 IH 撞击器。确认动物已达到外科麻醉水平后，将动物置于立体定位仪中，并仔细分离背部肌肉组织以暴露脊柱。当 C4 至 C6 椎板暴露后，在脊柱两侧横突下方用尖端精细的 Friedman Pearson 钳进行切口，以便将夹钳置于 C4 至 C6 横突下方。

小心移除左侧第五颈椎椎板，以暴露硬脊膜和脊髓，便于放置夹具。将一根直径1.5厘米的圆杆从动物双臂下穿过，支撑起动物并抬高脊柱。将夹具钳口固定在第四至第六颈椎的横突上，然后拧紧螺钉。将夹具插入框架中间两根金属杆上的金属固定座中，金属杆已固定在22.5度角位置。

升起剪式千斤顶，直到动物身体平直。通过在夹具顶部放置一个小圆柱水平仪，确保夹具处于水平状态。通过拧紧螺丝固定装置，需确保所有螺丝均已拧紧，整个装置稳固无任何松动。

使用 IH 撞击器上的垂直调节旋钮和两个水平调节旋钮，降低并调整撞击头的位置，直至撞击头中心位于第六颈椎棘突顶点上方。撞击头居中后，旋转 Y 轴调节旋钮，将撞击头向左侧横向移动 1.4 毫米。使用 X 轴水平调节旋钮将撞击头移至第五颈椎中心位置。

接下来，降低针尖，使其刚好位于硬脑膜上方，并将撞击针尖对准灰质的外侧半部。旋转垂直调节旋钮，将针尖抬高至高于硬脑膜四毫米处。使用棉签确保撞击区域干燥，并在 IH 撞击软件上进行确认。

在程序中将所需力设置为150千达因，并选择“开始实验”以触发冲击。该动画通过颈髓的横截面示意图，展示了在150千达因的力和22.5度的角度下如何产生单侧损伤。力-时间关系图以插图形式显示。

这些图表显示了使用 IH 撞击器施加典型 150 千达因挫伤时记录的时间-位移曲线和时间-力曲线。红色箭头指示撞击器达到 20 千达因并开始记录位移的时刻。记录结果显示实际达到的力为 152 千达因，撞击进入脊髓的位移测量值为 1,287 微米。此处。

四项行为学测试的结果显示，脊髓损伤导致四肢功能障碍，且在实验期间持续存在统计学上的显著差异，但仅局限于同侧肢体。在所有情况下，损伤后的功能障碍均持续了完整的六周。一系列横跨典型150千达因·秒（kilo nine contusion）脊髓挫伤的脊髓切片显示，同侧的灰质和白质均受到损伤。

损伤区域包含了同侧的红核脊髓束和皮质脊髓束。然而，不能排除这些传导束中部分轴突得以保留的可能性。超过80%的动物其脑实质损伤局限于同侧。

对额外节段进行定量分析可粗略估计白质和灰质保留区域的总体延伸范围，在本例中，该范围为损伤中心头端2,400微米处。与对侧相比，同侧仅有51.8%的白质得以保留，灰质剩余39.7%。观看本视频后，您应能够充分掌握如何使用无限地平线撞击器（infinite horizon impactor）制备稳定的颈段单侧脊髓损伤模型。

该损伤模型不仅为脊髓损伤的潜在临床前治疗方案提供了有价值的测试工具，而且该损伤模型的可重复性还可帮助我们减少此类脊髓损伤研究所需的实验动物数量。我们认为该模型另一个极具吸引力的方面在于，其显著降低了动物的发病风险。动物的神经功能缺损仅局限于单侧前肢，我们认为，尽可能降低动物发病风险是开展临床前脊髓损伤研究的重要环节。