一种用于制造挫伤性脊髓损伤的新型椎体稳定方法

本实验的总体目标是利用一种新型椎体稳定装置，产生稳定、准确且可重复的脊髓损伤，该装置可与多种脊髓损伤（SCI）设备联合使用。首先需仔细分离颈椎周围的组织，并注意尽量减少出血。第二步是将动物放置于稳定装置中，并使用带齿状结构的稳定臂固定椎体。

接下来，进行椎板切除术以暴露目标脊髓区域。最后一步是将U形稳定装置安装到纽约大学（NYU）固定块、撞击器上，并实施脊髓损伤（SCI）。最终，利用这种新型稳定装置可产生稳定且可重复的挫伤性脊髓损伤。今天我们将演示如何使用我们独特的手术稳定装置，结合纽约大学脊髓撞击器，来制备一致且可重复的挫伤性脊髓损伤模型。

我们在实验室中使用该稳定装置来制备脊髓损伤模型，以及进行移植、微注射手术和成像。开始操作前，先用70%乙醇清洁手术台面。将加热垫放置在手术区域，并打开加热垫。

然后将无菌纱布棉签和经高压灭菌的手术器械放置于手术区域。用无菌手术单覆盖表面后，使用微珠灭菌器对手术器械进行术中灭菌。每次手术前及手术间隙，均需用70%乙醇清洁固定器。

现在通过腹腔注射氯胺酮和赛拉嗪使大鼠麻醉，并通过夹趾刺激确认麻醉深度。然后在动物眼睛上涂抹保护性眼膏，以防止角膜干燥。之后，剃除大鼠从胸部中段至头部的背部毛发。

然后使用配备HEPA过滤器的真空装置去除毛发。接着，将碘伏涂抹于剃毛区域进行外科擦洗，并用70%异丙醇擦拭物清洁该区域。在手术前，皮下注射0.01至0.05毫克/千克的丁丙诺啡和5毫克/千克的卡洛芬。

术后最初四到七天内，应每八至十二小时给予一次丁丙诺啡，每天给予一次卡洛芬。之后，将大鼠置于预热的手术区域。使用手术刀片从头部基部向胸中部做一条三至四厘米长的正中切口。然后在颈部下方位于冬眠腺前方的筋膜和皮下肌肉处，辨认出正中线。

沿正中线切开斜方肌及其他肌肉以减少出血。在正中线处肌肉下方找到脂肪组织。冷切椎旁肌肉。

随后使用小型组织牵开器分离肌层，直至暴露胸椎T2棘突水平。然后切除与T2棘突相连的肌肉，并将此结构作为解剖学标志。接下来，去除T2棘突的软骨尖端，以改善颈椎的视野可见度。

将椎旁肌从棘突和椎板处向外侧分离，但保留覆盖在C3椎板上的肌肉，以防止出血。接着，将椎板上方的肌肉从两侧向脊柱关节突方向外侧切开。暴露脊椎椎板后，将动物置于稳定器的U形槽内。

通过从 T2 标志点开始向头侧计数棘突，依次为 T1、C7、C6，最终确定 C5 椎骨的位置。在本操作中，将稳定器的两个不锈钢臂置于 C5–C6 椎骨的侧块下方，利用其锯齿边缘悬挂动物。固定双臂并确保其与椎骨位置匹配后，调节稳定装置，使脊柱保持水平且居中。

最后，通过拧紧稳定器上的拇指螺钉来锁定双臂。然后切断 C4 至 C5 和 C5 至 C6 椎体之间的棘突间韧带和椎板。为确定 C5 椎板的边缘，使用显微剪刀剪除右侧 C5 椎板的一半，以进行脊髓损伤（SCI）操作。

椎板切除术后，使用固定器将动物从手术台转移至损伤装置。将动物连同固定器一起固定在安装于损伤装置上的支架上。在高倍放大条件下，利用侧向显微操作器精确对准冲头与脊髓目标位置。

在未切开硬脑膜的情况下，于暴露的脊髓背侧表面定位颈段第五和第六背根进入区。将撞针对准所确定的两个背根进入区的中点，并位于脊髓中线与外侧缘之间的中点处。使用直径为2.5毫米的NYU撞击器装置，通过10克重物从12.5毫米高度下落，造成颈段第五脊髓半横断挫伤。

通过观察脊髓上的挫伤情况直观确认损伤，并核对 NYU 软件提供的损伤参数。随后缝合肌肉和软组织，使用外科缝钉关闭皮肤切口。在手术部位涂抹抗菌软膏，并皮下注射 5.0 毫升无菌 0.9% 盐水以补充动物体液。

随后，将动物置于温度可控的环境中，垫料上提供湿润的食物，并在笼底放置带有长管嘴的水瓶，以便动物容易获取饮水。在将动物送回饲养笼之前，需提供适当的护理以确保其充分恢复。该图展示了一次非常理想的撞击结果，其中撞击的误差百分比、撞杆速度、初始高度和起始时间等数据测量值均处于可接受误差范围之内。

相反，本图展示的是由于脊柱固定不当以及撞击杆在脊髓表面归零时出现误差所导致的异常撞击产生的数据。在设定撞击杆高度之前，该固定装置可使脊髓保持稳定。然而，此装置的一个显著优势在于其提供的灵活性，可方便地将已固定的动物从手术台转移至移植微注射工作站、撞击装置或成像工作站。

固定侧方椎体突起可实现对目标椎骨的稳定，从而获得更可重复的脊髓损伤模型。一致性和可重复性是脊髓损伤实验模型中的关键因素，有助于最大限度地减少变异，优化治疗效应的明确性，这些对于推动临床转化以及寻找脊髓损伤的治疗方法均具有重要意义。