Waiting
Login-Verarbeitung ...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Neuroscience

चूहों में खुली रीढ़ की हड्डी की चोटों के मॉडलिंग के लिए एक न्यूनतम इनवेसिव, फास्ट स्पाइनल कॉर्ड लेटरल हेमीसेक्शन तकनीक

Published: March 23, 2022 doi: 10.3791/63534

Summary

यहां, हम चूहों में खुली रीढ़ की हड्डी की चोट को मॉडलिंग करने वाली एक नई, तेज तकनीक का वर्णन करते हैं जो लैमिनेक्टॉमी को समाप्त करता है। माइक्रोस्कोप के माध्यम से देखते समय पार्श्व हेमीसेक्शन किया जाता है। तकनीक बहुमुखी है और इसका उपयोग अन्य जानवरों की रीढ़ की हड्डी के ग्रीवा, वक्ष और काठ क्षेत्रों में भी किया जा सकता है।

Abstract

खुली रीढ़ की हड्डी की चोट की तकनीक मॉडलिंग लेसेशन जैसी चोटें समय लेने वाली और आक्रामक होती हैं क्योंकि उनमें लैमिनेक्टॉमी शामिल होती है। यह नई तकनीक दो स्पिनस प्रक्रियाओं को हटाकर और उठाकर, फिर पुच्छल कशेरुक मेहराब को झुकाकर लैमिनेक्टॉमी को समाप्त करती है। सर्जिकल क्षेत्र लैमिनेक्टॉमी की आवश्यकता के बिना खुलता है। पार्श्व हेमीसेक्शन तब माइक्रोस्कोप के तहत प्रत्यक्ष दृश्य मान नियंत्रण के साथ किया जाता है। आघात को कम किया जाता है, केवल एक छोटे से हड्डी के घाव की आवश्यकता होती है।

इस तकनीक के कई फायदे हैं: यह तेज है और इसलिए, जानवर के लिए बोझ कम है, और हड्डी का घाव छोटा है। क्योंकि लैमिनेक्टॉमी समाप्त हो जाती है, रीढ़ की हड्डी में अवांछित चोट की संभावना कम होती है, और कोई हड्डी के स्प्लिंटर नहीं होते हैं जो समस्याएं पैदा कर सकते हैं (रीढ़ की हड्डी में एम्बेडेड हड्डी के छर्रे सूजन और द्वितीयक क्षति का कारण बन सकते हैं)। कशेरुक नहर बरकरार रहती है। मुख्य सीमा यह है कि हेमीसेक्शन केवल इंटरवर्टेब्रल रिक्त स्थान में किया जा सकता है।

परिणाम बताते हैं कि इस तकनीक को पारंपरिक शल्य चिकित्सा दृष्टिकोण की तुलना में बहुत तेजी से किया जा सकता है, लैमिनेक्टॉमी (11 मिनट बनाम 35 मिनट) का उपयोग करके। यह तकनीक खुली रीढ़ की हड्डी की चोट के पशु मॉडल के साथ काम करने वाले शोधकर्ताओं के लिए उपयोगी हो सकती है क्योंकि यह व्यापक रूप से अनुकूलनीय है और किसी भी अतिरिक्त विशेष उपकरण की आवश्यकता नहीं है।

Introduction

रीढ़ की हड्डी की चोटें (एससीआई) दुर्भाग्य से मनुष्यों में प्रचलित चोटें हैं। एससीआई विभिन्न तरीकों से जटिल हो सकते हैं, उदाहरण के लिए, संक्रमण द्वारा, औरइन चोटों का अध्ययन करना चिकित्सकीय रूप से महत्वपूर्ण है। क्योंकि एससीआई के लिए कोई एकल, निश्चित इलाज नहीं है, शोधकर्ताओं की समझ को आगे बढ़ाने और संभावित उपचार 2,3 को आगे बढ़ाने के लिए पशु मॉडल की अभी भी आवश्यकता है। यद्यपि बंद चोटें सबसे अधिक मॉडलिंग (संपीड़न और दूषित) होती हैं, लेकिन घावों को समझना चिकित्सकीय रूप से महत्वपूर्ण है, जिसे केवलखुली चोटों में मॉडलिंग किया जा सकता है। चोट की प्रकृति (संदूषण बनाम सर्जिकल कट) के कारण, बंद चोट मॉडल की तुलना में ट्रैनसेक्शन या हेमीसेक्शन का उपयोग करके ओपन-घाव मॉडल का उपयोग घाव के अधिक सटीक स्थानीयकरण को प्रदर्शित करने के लिए किया जा सकता है। ओपन-घाव प्रयोग एक नियंत्रित, विश्वसनीय औरप्रतिकृति तरीके से अधिक विशिष्ट न्यूरोनल चोटों पर प्रकाश डाल सकते हैं। रीढ़ की हड्डी का पूर्ण या आंशिक ट्रांससेक्शन एक व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली खुली घाव तकनीक है और ब्राउन और मार्टिनेज6 द्वारा लेख में विस्तार से देखा जा सकता है

चूहों में खुली रीढ़ की हड्डी की चोट का अध्ययन करते समय, कई जानवरों ने सर्जरी से उत्पन्न होने वाली समस्याएं प्रस्तुत कीं: लैमिनेक्टॉमी से हड्डी के टुकड़े रीढ़ की हड्डी में एम्बेडेड हो गए और सूजन का कारण बने; बड़ी हड्डी के घाव को ठीक होने के लिए लंबे समय की आवश्यकता थी; सर्जरी में बहुत लंबा समय लगा। इन समस्याओं को खत्म करने के लिए एक वैकल्पिक शल्य चिकित्सा तकनीक विकसित की गई थी। लक्ष्य एक तेज तकनीक विकसित करना था जो जानवर के लिए कोमल है। यह नई विकसित तकनीक पारंपरिक एससीआई तकनीकों की तुलना में बहुत तेज है। सर्जिकल दृष्टिकोण न्यूनतम आक्रामक है, जिसके परिणामस्वरूप लैमिनेक्टॉमी से उत्पन्न होने वाली समस्याओं को समाप्त करते हुए एक छोटा हड्डी का घाव होता है।

सभी खुले घाव तकनीकों में ड्यूरा7 को खोलना शामिल है। हाल के कई अध्ययनों ने विभिन्न, नई विकसित तकनीकों की जांच की है, जिसका उद्देश्यपिछले तरीकों 8,9 में सुधार करना है। भले ही इस नई तकनीक का उपयोग करके ड्यूरा के उद्घाटन को बाहर नहीं किया जा सकता है, लेकिन यह रीढ़ की हड्डी की विश्वसनीय, नियंत्रित चोट की पेशकश करते हुए ड्यूरा पर एक छोटे घाव का कारण बनता है। रीढ़ की हड्डी की चोट तकनीकों पर साहित्य से परामर्श करते हुए, कई लेखकों ने मूल तकनीक10 में मामूली बदलावों को लागू करके सर्जरी के समय को कम करने की कोशिश की। लैमिनेक्टोमी हमेशा इन शल्य चिकित्सा प्रक्रियाओं का हिस्सा होता है, हालांकि यह समय लेने वाला होता है और इसके लिए एक बड़े हड्डी के घाव की आवश्यकता होतीहै। यह सर्जिकल तकनीक खुले घाव रीढ़ की हड्डी की चोट मॉडल का उपयोग करने वाले शोधकर्ताओं के लिए उपयुक्त हो सकती है, विशेष रूप से इंटरवर्टेब्रल रिक्त स्थान (चित्रा 1) में किए गए पूर्ण ट्रांससेक्शन या पार्श्व हेमीसेक्शन।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

सभी पशु प्रक्रियाओं को यूरोपीय संघ के निर्देश (2010/63 / ईयू) के अनुसार किया गया था और हंगेरियन राष्ट्रीय खाद्य श्रृंखला सुरक्षा कार्यालय (पीईआई / 001/2894-11/2014) की पशु नैतिकता समिति द्वारा अनुमोदित किया गया था। इस अध्ययन के दौरान जानवरों के नैतिक उपयोग से संबंधित सभी लागू संस्थागत और सरकारी नियमों का पालन किया गया था।

1. सर्जरी से पहले तैयारी

  1. प्रक्रिया के दौरान उपयोग किए जाने वाले सभी उपकरणों को निष्फल करें ( सामग्री की तालिका देखें) और उन सतहों को कीटाणुरहित करें जहां प्रक्रिया से पहले काम किया जाना है।
  2. रोगनिरोधी रूप से चमड़े के नीचे एंटीबायोटिक दवाओं की एक खुराक इंजेक्ट करें।
    नोट: एंटीबायोटिक खुराक विवरण के लिए सामग्री की तालिका देखें।
  3. सर्जरी से पहले जानवरों को 1 घंटे के लिए ऑपरेटिंग रूम में छोड़ दें और उनके तनाव को कम करें।
  4. केटामाइन और ज़ाइलेज़िन (केटामाइन 80 मिलीग्राम / किग्रा शरीर का वजन (बीडब्ल्यू) और ज़ाइलेज़िन 8 मिलीग्राम / किग्रा बीडब्ल्यू) के संयोजन के इंट्रामस्क्युलर इंजेक्शन के माध्यम से चूहे को एनेस्थेटाइज करें।
    नोट: संज्ञाहरण के अलावा, केएटामाइन-ज़ाइलेज़िन संयोजन इस प्रक्रिया के लिए पर्याप्त एनाल्जेसिया प्रदान करता है। संस्थागत पशु उपयोग दिशानिर्देशों के अनुसार एनाल्जेसिया आहार को संशोधित किया जा सकता है।
  5. गर्म मेज या अवरक्त प्रकाश का उपयोग करके प्रक्रिया के दौरान चूहे को गर्म रखें और नेत्र मरहम का उपयोग करके संज्ञाहरण के दौरान आंखों को नम रखें (आवश्यकतानुसार पुन: लागू करें)।
  6. अपने सामने और पीछे के पंजे और पूंछ पर सर्जिकल टेप का उपयोग करके ऑपरेटिंग टेबल पर जानवर को ठीक करें, और चोट की साइट के आधार पर, गर्दन पर भी। यदि आवश्यक हो, तो सर्जरी के दौरान इसे स्थिर करने के लिए चूहे को स्टीरियोटैक्सिक फ्रेम में रखें।
  7. बाँझ सर्जिकल सीवन का उपयोग करके, चूहे के ऊपरी सामने के दांतों के चारों ओर एक लूप रखें और इसे ऑपरेटिंग टेबल के किनारे पर ठीक करें।
  8. वायुमार्ग प्रबंधन के लिए जीभ को किनारे से बाहर खींचें।
  9. पीठ पर फर को शेव करें, प्रत्येक दिशा में कम से कम 2 सेमी जहां चीरा लगाया जाएगा।
  10. पोविडोन-आयोडीन समाधान और बाँझ धुंध का उपयोग करके सर्जिकल क्षेत्र की त्वचा को कम से कम तीन बार कीटाणुरहित करें। क्षेत्र के आसपास के फर को भिगोने के लिए विशेष ध्यान रखें। एक बाँझ ड्रेप के साथ सर्जिकल साइट को सुरक्षित करें।
  11. पैर की उंगलियों और जानवर की पूंछ को चुटकी मारकर पहला चीरा लगाने से पहले संज्ञाहरण की पर्याप्तता का आकलन करें। पूरी प्रक्रिया के दौरान संज्ञाहरण की पर्याप्तता की निगरानी जारी रखें।

2. सर्जरी

  1. स्केलपेल ब्लेड 20 का उपयोग करके त्वचा को चीरा लगाएं। सर्जिकल क्षेत्र को खोलने के लिए, रीढ़ के साथ 2-2.5 सेमी लंबा चीरा लगाएं, त्वचा की सभी परतों को काट दें। इस चीरे को रीढ़ की हड्डी के स्तंभ के समानांतर एल 1 कशेरुक का उपयोग करके मध्य बिंदु के रूप में रखें, जिससे यह रीढ़ की हड्डी के स्तंभ के साथ कपाल और पुच्छल दिशा दोनों में ~ 1 सेमी तक बढ़ जाता है।
  2. मांसपेशियों के आसपास के संयोजी ऊतक के माध्यम से काटकर घाव के किनारों को जुटाएं।
  3. पेरीओस्टेम को भेदते हुए रीढ़ की हड्डी के साथ दो समानांतर चीरे लगाएं। टीएच 13 और एल 1 कशेरुकाओं के बीच की दूरी को फैलाते हुए, दोनों तरफ रीढ़ की हड्डी की प्रक्रियाओं के ठीक बगल में चीरे लगाएं।
  4. एक रास्पोटोरियम की सहायता से कशेरुक से जुड़ी मांसपेशियों को विच्छेदित करें जब तक कि सभी रीढ़ की हड्डी के स्नायुबंधन दिखाई न दें। एक हटाने वाला स्थान रखें।
  5. पूरे शल्य चिकित्सा क्षेत्र की कल्पना करने के लिए दंत हड्डी बल का उपयोग करके 13वें वक्ष कशेरुक और 1काठ कशेरुक की रीढ़ की हड्डी की प्रक्रियाओं को हटा दें। इसके बाद, एक बढ़ी हुई (4x-16x आवर्धन) सूक्ष्म छवि को देखकर प्रक्रिया को नियंत्रित करें।
  6. जब आवश्यक हो, तो प्रक्रिया के दौरान रक्तस्राव को नियंत्रित करने के लिए बाँझ धुंध का उपयोग करें।
  7. एल 1 रीढ़ की हड्डी की शेष प्रक्रियाओं को ध्यान से उठाएं, एल 1 कशेरुक ा चाप को ऊपर उठाएं। रीढ़ की हड्डी तक पहुंचने के लिए लिगामेंटम फ्लैवम को अलग करें। पुच्छल रीढ़ की हड्डी की प्रक्रियाओं को और ऊपर उठाएं, जिससे स्पाइनल ड्यूरा मैटर तक पहुंच की अनुमति मिलती है, जो अलग भी हो जाती है। पिया मेटर की कल्पना करने के लिए कपाल दिशा में पुच्छल रीढ़ की हड्डी की प्रक्रियाओं को टिप दें।
  8. रीढ़ की मध्य रेखा को दिखाते हुए, पीछे की मध्य नस के लिए पिया मेटर के माध्यम से देखें।
  9. एक दिशात्मक बाइसेक्टर के रूप में नस का उपयोग करते हुए, नस को बख्शते हुए माइक्रोसर्जिकल स्केलपेल का उपयोग करके एक चीरा लगाएं। रीढ़ की हड्डी के पूर्ववर्ती व्यास के माध्यम से ट्रांसवर्सल प्लेन में नस के नीचे चीरा लगाएं। ब्लेड को केंद्र रेखा से दूर ले जाकर रीढ़ की हड्डी के आधे हिस्से को काट लें।
    नोट: चीरा एकतरफा, दाईं ओर, 4वें काठ खंड पर है।
  10. पूर्ववर्ती रीढ़ की हड्डी की धमनी को काटने से बचने के लिए चीरा लगाने की कोशिश करें। सुनिश्चित करें कि रीढ़ की हड्डी के उदर पक्ष पर पूर्ववर्ती रीढ़ की धमनी को छोड़ने के लिए रीढ़ की हड्डी को काटते समय कशेरुक शरीर पर अतिरिक्त दबाव लागू नहीं होता है।

Figure 1
चित्रा 1: चूहों में नई खुली एससीआई तकनीक के चरणों को दिखाने वाली कलाकृति। () उजागर कशेरुका। (बी) रीढ़ की हड्डी की प्रक्रियाओं को हटा दिया गया (टीएच 13 और एल 1)। (C) L1 कशेरुका का उठा हुआ और झुका हुआ कशेरुक मेहराब। (डी) दाईं ओर किए गए हेमीसेक्शन, जिसमें हेमीसेक्टेड रीढ़ की हड्डी को अलग से दिखाया गया था, ज़ूम किया गया था। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

  1. घाव बंद होने के दौरान सीधे ड्यूरा मैटर को बंद न करें। रीढ़ की हड्डी के साथ मांसपेशियों को कसकर सीवन (सीवन आकार 4-0) करता है, अप्रत्यक्ष रूप से ड्यूरा मैटर पर छोटे घाव को बंद करता है।
  2. पृष्ठीय संयोजी ऊतक परत को सीवन के साथ बंद करें।
  3. अंत में, चीरा स्थल के चारों ओर त्वचा को सिकोड़ें।

3. पोस्टसर्जिकल देखभाल और फॉलो-अप

  1. जानवरों को अपने पिंजरों में जागने दें। तापमान-नियंत्रित कमरे के अलावा एक हीट लैंप का उपयोग करके पशु (ओं) को गर्म रखें। सर्जरी के बाद जागने के बाद चूहों को अकेला न छोड़ें, और उन्हें एक ही पिंजरे में अन्य चूहों के साथ न रखें।
  2. कम से कम हर 10 मिनट में उनकी श्वसन दर की निगरानी करें जब तक कि वे पूरी तरह से जाग न जाएं। यदि आवश्यक हो, तो संज्ञाहरण से उनके जागरण में सहायता के लिए कोमल उत्तेजना (जैसे, सिर को रगड़ें) लागू करें।
  3. जब जानवर सतर्क और उचित रूप से सक्रिय होते हैं, तो उन्हें सुरक्षित रूप से पशु घर में वापस ले जाएं।
  4. सर्जरी के बाद पहले 24 घंटे के लिए चूहों को कड़ी निगरानी में रखें। सर्जरी के बाद पहले 24 घंटे के बाद, प्रयोग के अंत तक दिन में कम से कम दो बार जानवरों की जांच करें, संकट के संकेतों की निगरानी करें।
  5. प्रासंगिक संस्थागत पशु कल्याण प्रोटोकॉल का उपयोग करके संकट के संकेतों के लिए दिन में एक बार उनका अच्छी तरह से आकलन करें और संक्रमण और सूजन के संकेतों के लिए उनके घावों की जांच करने के लिए विशेष देखभाल करें।
    नोट: तनाव और संक्रमण जानवरों के कल्याण और प्रयोगों के परिणाम को प्रभावित करते हैं।
  6. प्रयोगों के अंत तक हर दिन एंटीबायोटिक दवाओं को चमड़े के नीचे प्रशासित करें। जानवरों को बाँझ पिंजरों में रखें, प्रति पिंजरे में एक जानवर, और पहले की तरह भोजन और पानी दें। प्रयोगों के अंत में (या यदि प्रयोग की समय सीमा के दौरान कोई गंभीर प्रतिकूल प्रतिक्रिया देखी जाती है), प्रासंगिक संस्थागत पशु कल्याण प्रोटोकॉल के अनुसार, जानवरों को मानवीय रूप से इच्छामृत्यु दें।
    नोट: यहां, जानवरों को पहले शारीरिक खारा छिड़काव (1/3 एमएल / जी बीडब्ल्यू) के बाद 4% पैराफॉर्मलडिहाइड छिड़काव (1 एमएल / जी बीडब्ल्यू) का प्रशासन करके (केटामाइन-ज़ाइलेज़िन के संयोजन से प्रेरित गहरी नींद में) इच्छामृत्यु दी गई थी।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

हेमीसेक्शन के बाद, चूहे ऊपरी हिंदलिम्ब में पक्षाघात दिखाते हैं (सफल हेमीसेक्शन के विवो प्रमाण में )। पूरी तरह से नमूना मूल्यांकन केवल रीढ़ की हड्डी को हटाने के बाद किया जा सकता है ( चित्रा 2 देखें, जहां हटाए गए रीढ़ की हड्डी को उदर और पृष्ठीय दोनों पक्षों से देखा जा सकता है)।

Figure 2
चित्रा 2: हेमीसेक्शन के बाद हटाए गए रीढ़ की हड्डी के उदर और पृष्ठीय दृश्य। पूरी निकाली गई रीढ़ की हड्डी को उदर पक्ष () और पृष्ठीय पक्ष (बी) से देखा गया, जिसे साथ-साथ दिखाया गया। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

सबसे पहले, हटाए गए रीढ़ की हड्डी का विश्लेषण माइक्रोस्कोप के तहत 4x-16x आवर्धन (चोट की डिग्री और परिशुद्धता का मूल्यांकन करने के लिए) का उपयोग करके किया जाता है। नमूना तब हिस्टोलॉजी का उपयोग करके आगे विश्लेषण किया जाता है, जहां चोट की साइट को अधिक विस्तार से देखा जा सकता है। नमूने तैयार करने के लिए हेमटोक्सीलिन और ईओसिन (एच एंड ई) दाग का उपयोग किया गया था (चित्रा 3)।

Figure 3
चित्रा 3: हिस्टोलॉजिकल नमूना हेमीसेक्शन दिखा रहा है। हेमटोक्सीलिन और ईओसिन का उपयोग करके दाग दिया गया हिस्टोलॉजिकल नमूना, हेमीसेक्शन को दिखाते हुए, माइक्रोस्कोप (16x आवर्धन) के तहत देखा गया। स्केल बार = 1 मिमी। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 2 और चित्रा 3 से पता चलता है कि चीरा लंबाई और प्लेसमेंट में पूरी तरह से स्वीकार्य है। नमूनों की गुणवत्ता कम से कम उन जानवरों से प्राप्त की गई थी जिनकी रीढ़ की हड्डी को लैमिनेक्टॉमी के साथ पारंपरिक शल्य चिकित्सा दृष्टिकोण का उपयोग करके हेमीसेक्ट किया गया था (पारंपरिक शल्य चिकित्सा विधि के विस्तृत विवरण के लिए, देखें 6)। छवियां किसी भी अन्य सर्जिकल दृष्टिकोण के परिणाम से गुणात्मक रूप से अलग नहीं हैं, भले ही यह तकनीक तेज है और कोई लैमिनेक्टॉमी नहीं है।

परिणाम बताते हैं कि इस तकनीक को लैमिनेक्टॉमी (11 मिनट बनाम 35 मिनट) का उपयोग करके पारंपरिक सर्जिकल दृष्टिकोण की तुलना में बहुत तेजी से किया जा सकता है। रीढ़ की हड्डी को इस विधि के साथ 10-15 सेकंड के लिए उजागर किया जाता है, जबकि लैमिनेक्टॉमी का उपयोग करके न्यूनतम 3.5 मिनट (ड्यूरा के बंद होने तक) की तुलना में। अंत में, लैमिनेक्टॉमी के बिना यह नई न्यूनतम इनवेसिव एससीआई विधि बहुत तेज है और इसके लिए किसी भी अतिरिक्त विशेष उपकरण की आवश्यकता नहीं है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

रीढ़ की हड्डी में घायल चूहों का अध्ययन करते समय इस न्यूनतम इनवेसिव रीढ़ की हड्डी की चोट तकनीक विकसित की गई थी, और टीम को सर्जरी से उत्पन्न होने वाली समस्याओं का सामना करना पड़ा (लैमिनेक्टॉमी से हड्डी के टुकड़े संपीड़न और रीढ़ की हड्डी को नुकसान पहुंचाते हैं, सर्जरी में बहुत लंबा समय लगता है, एक बड़े हड्डी के घाव का धीमा उपचार)। लैमिनेक्टॉमी को खत्म करके, प्रक्रिया बहुत तेज हो गई (11 मिनट बनाम 35 मिनट), कशेरुक नहर की संरचना बरकरार रही, हड्डी का घाव बहुत छोटा था, और हड्डी के टुकड़े नहीं थे जो रीढ़ की हड्डी को नुकसान पहुंचा सकते थे।

स्पिनस प्रक्रियाओं को हटाने को समाप्त नहीं किया जा सकता है क्योंकि ऊपरी (कपाल) स्पिनस प्रक्रिया को हटाना निचले (पुच्छल) स्पिनस प्रक्रिया को पीछे की ओर झुकाने के लिए आवश्यक है। निचली स्पिनस प्रक्रिया को हटाने से रीढ़ की हड्डी की दृश्यता में काफी सुधार होता है, जिससे हेमीसेक्शन की सुविधा मिलती है।

हेमीसेक्शन प्रोटोकॉल का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है। यहां, हेमीसेक्शन को फ्रीहैंड किया जाता है, हालांकि यह एक शर्त नहीं है। इसके बजाय एक स्टीरियोटैक्सिक उपकरण का उपयोग किया जा सकता है। सर्जरी6 के दौरान जानवर को स्थिर करने के लिए चूहे को स्टीरियोटैक्सिक फ्रेम में भी रखा जा सकता है। इस कदम के लिए यहां उल्लिखित तकनीक में केवल थोड़े संशोधन की आवश्यकता होगी। यह भी सहायक हो सकता है यदि कम अनुभव वाला कोई व्यक्ति प्रक्रिया कर रहा है।

यह नई तकनीक बेहद बहुमुखी है। यहां, प्रक्रिया एल 4 काठ खंड (एल 1 कशेरुक) में की गई थी; हालांकि, इसका उपयोग वास्तविक प्रयोग की विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुरूप रीढ़ की हड्डी के अन्य खंडों में किया जा सकता है (इस तकनीक का उपयोग वक्ष और ग्रीवा क्षेत्रों में भी किया गया है)। हेमीसेक्शन के बजाय रीढ़ की हड्डी के एक पूर्ण ट्रांससेक्शन को लागू करने के लिए इसे आसानी से समायोजित किया जा सकता है। कशेरुक ा चाप को उठाने से रीढ़ की हड्डी के दिए गए हिस्से का प्रत्यक्ष निरीक्षण हो सकता है। इस प्रकार, रीढ़ की हड्डी के ऊतकों की एक छोटी डिस्क को भी हटाया जा सकता है ताकि पूर्ण ट्रांससेक्शन सुनिश्चित किया जा सके।

इस नई तकनीक का उपयोग चूहों तक ही सीमित नहीं है, बल्कि रीढ़ की हड्डी की चोटों (जैसे, चूहों, सूअरों, कुत्तों) को मॉडल करने के लिए उपयोग की जाने वाली अन्य प्रजातियों पर भी लागू किया जा सकता है। इस तकनीक की मुख्य सीमा यह है कि क्योंकि हेमीसेक्शन (या ट्रांससेक्शन) केवल इंटरवर्टेब्रल रिक्त स्थान में किया जा सकता है, यह उन लोगों के लिए उपयुक्त नहीं है जिन्हें विशेष रूप से कशेरुक स्थानों में कट लगाने की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, क्योंकि यह एक खुले घाव की तकनीक है, यह मॉडलिंग संदूषण या संपीड़न चोटों के लिए इष्टतम नहीं है।

हालांकि, यह तकनीक खुले एससीआई का अध्ययन करने के लिए आदर्श विकल्प हो सकती है, क्योंकि हेमीसेक्शन (या ट्रांससेक्शन) को ठीक से निष्पादित किया जाता है और आसानी से प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य होता है। रीढ़ की हड्डी के मार्गों का अध्ययन कम कलाकृतियों के साथ भी किया जा सकता है क्योंकि कशेरुक नहर बरकरार रहती है। न्यूनतम इनवेसिव चिकित्सीय दृष्टिकोण का अध्ययन करते समय यह विशेष रूप से उपयोगी हो सकता है। इस तकनीक का उपयोग करके, ध्यान का ध्यान सर्जरीके संभावित दुष्प्रभावों के बजाय पूरी तरह से उपचार पर हो सकता है।

अंत में, इस नई, न्यूनतम इनवेसिव तकनीक के लिए न तो नए उपकरण और न ही महंगी सेटिंग्स की आवश्यकता होती है क्योंकि जानवरों के साथ काम करने वाली प्रयोगशालाओं में आसानी से उपलब्ध उपकरणों का ही उपयोग किया जाता है। इसे आसानी से किसी दिए गए अध्ययन की विशिष्ट आवश्यकताओं के लिए अनुकूलित किया जा सकता है (चोट की साइट; हेमी- या ट्रांससेक्शन; जानवर का प्रकार)। यह सीखने में भी आसान है। इसलिए, यह संशोधन खुले एससीआई पशु मॉडल के साथ काम करने वाले शोधकर्ताओं के लिए रुचि का हो सकता है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

लेखक घोषणा करते हैं कि उनके पास कोई ज्ञात प्रतिस्पर्धी वित्तीय हित या व्यक्तिगत संबंध नहीं हैं जो इस पेपर में रिपोर्ट किए गए काम को प्रभावित कर सकते थे।

Acknowledgments

लेखक मूल कलाकृति के लिए गेरगेली एंग्यान को धन्यवाद देना चाहते हैं। इस शोध कार्य को सेमेलवेइस विश्वविद्यालय, बुडापेस्ट, हंगरी द्वारा वित्त पोषित किया गया था। इस अध्ययन को हंगेरियन मानव संसाधन विकास परिचालन कार्यक्रम (ईएफओपी-3.6.2-16-2017-00006) द्वारा भी समर्थित किया गया था। हंगरी में नवाचार और प्रौद्योगिकी मंत्रालय के विषयगत उत्कृष्टता कार्यक्रम (2020-4.1.1.-TKP2020) से सेमेलवेइस विश्वविद्यालय के थेरेपी विषयगत कार्यक्रम के ढांचे के भीतर अतिरिक्त समर्थन प्राप्त हुआ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Augmentin (1,000 mg/200 mg powder) GlaxoSmithKline, UK One-time dose of s.c. antibiotics prophylactically (10 mg of amoxicillin and 2 mg clavulanic acid; Augmentin 1,000 mg/200 mg powder). Every day following surgery, 10 mg of amoxicillin and 2 mg of clavulanic acid (Augmentin 1,000 mg/200 mg powder) per day per animal
Betadine EGIS, Hungary Disinfect the skin of the surgical area using a povidone-iodine solution
Calypsol (50 mg/mL) Richter Gedeon, Hungary Anesthesia: combination of ketamine 80 mg/kg and xylazine 8 mg/kg intramuscularly
CP XYLAZIN 2% (20 mg/mL) Produlab Pharma B.V., the Netherlands Anesthesia: combination of ketamine 80 mg/kg and xylazine 8 mg/kg intramuscularly
Dental bone forceps Dentech, Hungary BS 0127 Remove the spinous processes of the 13th thoracic vertebra and the 1st lumbar vertebra using dental bone forceps
dental surgical micromotor W&H, Austria MF-TECTORQUE Using a dental surgical micromotor, a laminectomy is performed at the L1 vertebra
optical microscope Zeiss, Germany OPMI19-FC Control the procedure by viewing an enlarged (16x magnification) microscopic image
physiological saline solution (0.9% NaCl) Fresenius Kabi, Germany Keep the rat's eyes moist throughout the entire anesthesia using physiological saline solution drops (reapply as necessary)
raspatorium Dentech, Hungary FK 1164 Dissect the muscles attached to the vertebrae with the aid of a raspatorium, until all the spinal ligaments are visible.
retractor Dentech, Hungary RT 1253
scalpel Dentech, Hungary BB 173
scalpel Dentech, Hungary BB 184
scalpel blade 12 B. Braun, Germany 12
scalpel blade 20 B. Braun, Germany 20
sterile cut gauze 10 x 10 cm Sterilux, Hartmann, Germany
sutures (monofilament, synthetic; absorbable and nonabsorbable), size: 4-0 B. Braun, Germany
tweezer (13 cm) Dentech, Hungary BD 1555
tweezer (delicate tissue forceps) Dentech, Hungary BD 1670

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Failli, V., et al. Functional neurological recovery after spinal cord injury is impaired in patients with infections. Brain. 135, Pt 11 3238-3250 (2012).
  2. Guan, B., Chen, R., Zhong, M., Liu, N., Chen, Q. Protective effect of Oxymatrine against acute spinal cord injury in rats via modulating oxidative stress, inflammation and apoptosis. Metabolic Brain Disease. 35 (1), 149-157 (2020).
  3. Kjell, J., Olson, L. Rat models of spinal cord injury: from pathology to potential therapies. Disease Models & Mechanisms. 9 (10), 1125-1137 (2016).
  4. Minakov, A. N., Chernov, A. S., Asutin, D. S., Konovalov, N. A., Telegin, G. B. Experimental models of spinal cord injury in laboratory rats. Acta Naturae. 10 (3), 4-10 (2018).
  5. Borbély, Z., et al. Effect of rat spinal cord injury (hemisection) on the ex vivo uptake and release of [3H]noradrenaline from a slice preparation. Brain Research Bulletin. 131, 150-155 (2017).
  6. Brown, A. R., Martinez, M. Thoracic spinal cord hemisection surgery and open-field locomotor assessment in the rat. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (148), e59738 (2019).
  7. Taoka, Y., Okajima, K. Spinal cord injury in the rat. Progress in Neurobiology. 56 (3), 341-358 (1998).
  8. Hou, S., Saltos, T. M., Iredia, I. W., Tom, V. J. Surgical techniques influence local environment of injured spinal cord and cause various grafted cell survival and integration. Journal of Neuroscience Methods. 293, 144-150 (2018).
  9. Mattucci, S., et al. Development of a traumatic cervical dislocation spinal cord injury model with residual compression in the rat. Journal of Neuroscience Methods. 322, 58-70 (2019).
  10. Ahmed, R. U., Alam, M., Zheng, Y. P. Experimental spinal cord injury and behavioral tests in laboratory rats. Heliyon. 5 (3), 01324 (2019).
  11. Ashammakhi, N., et al. Regenerative therapies for spinal cord injury. Tissue Engineering. Part B, Reviews. 25 (6), 471-491 (2019).

Tags

मिनिमली इनवेसिव फास्ट स्पाइनल कॉर्ड लेटरल हेमीसेक्शन तकनीक चूहों में खुली रीढ़ की हड्डी की चोटों का मॉडलिंग लैमिनेक्टोमी स्पिनस प्रक्रियाएं पुच्छल कशेरुक चाप सर्जिकल क्षेत्र खोलना दृश्य नियंत्रण माइक्रोस्कोप आघात न्यूनीकरण छोटे हड्डी के घाव फायदे तेज प्रक्रिया जानवरों के लिए कम बोझ छोटे हड्डी के घाव लैमिनेक्टोमी जोखिम ों का उन्मूलन बरकरार कशेरुक नहर इंटरवर्टेब्रल रिक्त स्थान की सीमा कम सर्जिकल दृष्टिकोण समय (11 मिनट बनाम 35 मिनट)। खुली रीढ़ की हड्डी की चोट के पशु मॉडल के साथ काम करने वाले शोधकर्ताओं के लिए उपयोगिता
चूहों में खुली रीढ़ की हड्डी की चोटों के मॉडलिंग के लिए एक न्यूनतम इनवेसिव, फास्ट स्पाइनल कॉर्ड लेटरल हेमीसेक्शन तकनीक
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Csomó, K. B., Varga, G., Belik, More

Csomó, K. B., Varga, G., Belik, A. A., Hricisák, L., Borbély, Z., Gerber, G. A Minimally Invasive, Fast Spinal Cord Lateral Hemisection Technique for Modeling Open Spinal Cord Injuries in Rats. J. Vis. Exp. (181), e63534, doi:10.3791/63534 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter