Name: A Novel Wirbelstabilisierungsverfahren zur Herstellung Gequetscht Rückenmarksverletzungen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-01-05T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 24 s
Description: Lernen Sie ein neuartiges Wirbelstabilisierungsverfahren zur Herstellung reproduzierbarer Rückenmarksverletzungen bei Ratten mit dem NYU/MASCIS-Impaktor. Diese Methode minimiert Variabilität und verbessert die Zuverlässigkeit neurologischer Experimente.

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Diese Arbeit wurde von den National Institutes of Health [NS36350, NS52290 und NS50243 Röntgen MX] unterstützt; Mari Hulman George Stiftungsfonds; der Staat Indiana; und Ruth L. Kirschstein National Research Service Award (NRSA) 1F31NS071863 zu CLW

1. Die Exposition der Halswirbelsäule Laminae <ol><li> Reinigen Sie die Operationsfläche mit 70% Ethanol, mit einem Heizkissen vorgewärmt. Bedecken Sie die Oberfläche mit einem sterilen Operationstuch, bevor Sie steriler Gaze, Wattestäbchen und autoklavierten chirurgische Instrumente im OP-Bereich. Verwenden Sie einen Mikrokügelchen-Sterilisator für inter-Chirurgie Sterilisation von chirurgischen Instrumenten. </li><li> Betäuben des Ratten mit Ketamin (87,7 mg / kg) / Xylazin (12,3 mg / kg) intraperitoneal (IP). Die richtige Ebene der Anästhesie ist erreicht, wenn das Tier nicht mehr auf eine Zehe Prise Reiz reagieren. Subkutan injizieren 0,01-0,05 mg / kg Buprenorphin und 5 mg / kg Carprofen vor der chirurgischen Prozedur. Buprenorphin sollten dann alle 8-12 h und Carprofen einmal täglich verabreicht werden, für die ersten 4-7 Tage nach der Operation. </li><li> Anwenden Schutzsalbe auf die Augen des Tieres zu kornealen Trocknung während der Operation zu verhindern. </li><li> Rasieren Sie die OP-Bereich auf der dorsalenOberfläche der Ratte aus der Mitte des Brustbereich auf die Rückseite des Kopfes mit Klipper. Entfernen Sie rasierte Fell mit einem Staubsauger mit einem HEPA-Filter ausgestattet. </li><li> Bewerben Betadin-Lösung auf die rasierte Fläche als ein chirurgischer Peeling reinigen Sie den Bereich mit 70% igem Isopropylalkohol Tücher. </li><li> Verwenden Sie ein Skalpell, um einen 3-4 cm Mittellinienschnitt in der Haut von der Basis des Kopfes kaudal bis Mitte Thorax durchzuführen. </li><li> Identifizieren Sie die Mittellinie der Blende und des subkutanen Muskeln anterior zum Winterschlaf Drüse an der unteren Hals; Messer durch die trapezius und andere Muskeln entlang der Mittellinie, um Blutungen zu verringern. </li><li> Finden Sie die Mittellinie der beiden Regionen von Fettgewebe zugrunde liegenden Muskeln Gewebe; schneiden die paraspinous Muskeln kaudal streng entlang der Mittellinie und separate Muskelschichten mit einem kleinen Geweberetraktor, bis der Pegel des thorakalen T2 Dornfortsatz erreicht wird. </li><li> Identifizieren und schneiden den Muskel zu der T2 Dornfortsatz verbunden ist, um thi nutzens-Struktur als anatomische Landmarke. </li><li> Entfernen Sie die Knorpel Spitze des T2 Dornfortsatz, um die Sichtbarkeit der Halswirbel zu verbessern. </li><li> Trennen Sie die paravertebralen Muskeln seitlich von den Dornfortsätzen und Platten aus C4-T1; jedoch ersparen Muskelbelag auf dem C3 Lamina um Blutungen zu verhindern. </li><li> Schneiden die Muskeln über den Plättchen aus C4-T1 seitlich in Richtung der Facetten auf beiden Seiten der Wirbelsäule. </li><li> Nachdem die Rücken Schichten ausgesetzt sind, setzen das Tier an seiner Bauchseite in dem U-förmigen Kanal des Stabilisators. </li><li> Identifizieren Sie den C5 Wirbels durch Zählen der Dornfortsätze rostral vom T2 Wahrzeichen T1, C7, C6, und schließlich C5. </li></ol> 2. Stabilisierung der Wirbel und Durchführung der Folgenschäden <ol><li> Positionieren der zwei Edelstahlarmen des Stabilisators, um das Tier, indem die gezahnten Kanten der Arme unter der latera auszusetzenl Facetten der C5-6 Wirbeln (Abbildung 1C). Nach der Sicherung der Arme mit Wirbeln anstelle (2B), passen Sie die Stabilisierungsvorrichtung, um sicherzustellen, die Wirbelsäule gerade und zentriert. Schließlich verriegeln die Arme durch Anziehen der Flügelschrauben des Stabilisators. </li><li> Schneiden Sie die Bänder zwischen den Dornfortsätzen und Lamellen bei C4-5 und C5-6, um den Rand des C5 Lamina identifizieren. </li><li> Mit Hilfe eines Mikro Rongeur, Clip entfernt die Hälfte der Lamelle auf der rechten Seite C5 als von SCI (5C-E) vorgesehen. Nach Laminektomie, transportieren das Tier mit dem Stabilisator unter der Verletzung Gerät. Sichern Sie das Tier zusammen mit Stabilisator an einer Halterung (3A-C), um den Stößel exakt ausrichten auf das Rückenmark Ziel mit einem seitlichen Mikromanipulator (Abbildung 3). </li><li> Bei starker Vergrößerung, suchen Sie die C5 und C6 Hinterwurzeleintrittszone (DREZs) auf der freigelegten dorsalen Rückenmarksoberfläche ohne durotomy. Richten des Kolbens in der Mitte der beiden identifizierten DREZs und auf halbem Wege zwischen der Mittellinie und dem Seitenrand des Rückenmarks (5B). </li><li> Verwendung eines NYU / Mascis Schlaggerät mit einem Durchmesser von 2,5 mm Spitze (3A &amp; B), produzieren eine C5 hemi-Quetschung (5B &amp; E) durch eine 10 g Stange x 12,5 mm Höhe Abfall (Abbildung 2A). </li><li> Überprüfen Sie die Verletzungs optisch durch Blutergüsse auf das Rückenmark (Abb. 5E, Pfeil) und überprüfen Sie die Schädigungsparameter von der NYU-Software 12,17 (Abbildung 6) zur Verfügung gestellt. </li><li> Naht Muskeln und Weichgewebe mit sterilem 4-0 Vicryl Naht, schließen Sie dann die Hautschnitt mit chirurgischen Klammern (EZ Clips). </li><li> Anwenden bakterielle Salbe auf die Operationsstelle. </li><li> Verwalten 5,0 ml steriler 0,9% iger Kochsalzlösung subkutan an das Tier für Trink. </li><li> Legen Sie das Tier in einem Wärme-gesteuerte Umwelt (Rückführung von Warmwasser padcage auf einem Heizkissen)) mit Nassfutter auf der Bettwäsche (täglich gewechselt vorgesehen) und eine Wasserflasche mit einem langem Auslauf für den einfachen Zugriff auf dem Boden des Käfigs platziert. Betreuen, um eine ausreichende Erholung, bevor Sie das Tier auf den Käfig zu gewährleisten. </li><li> Da es sich um eine einseitige Hals kontusive Verletzung, wird das Tier wahrscheinlich verlieren Funktion des ipsilateralen Vordergliedmaße, vorübergehend, die in den ersten Wochen nach der Verletzung zu erholen beginnt. Allerdings sollte kontralateralen Funktion erhalten bleiben, so sollte das Tier in der Lage, essen und trinken, ohne Beeinträchtigung sein und haben nur geringe Beeinträchtigung der Fortbewegung und Pflege. </li></ol>

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<li>Martinez, M., Brezun, J. M., Bonnier, L., Xerri, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+rating+scale+for+open-field+evaluation+of+behavioral+recovery+after+cervical+spinal+cord+injury+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">A new rating scale for open-field evaluation of behavioral recovery after cervical spinal cord injury in rats.</a> J Neurotrauma. 26 (7), 1043-1053 (2009).</li>
<li>Cao, Q., Zhang, Y. P., Iannotti, C., DeVries, W. H., Xu, X. M., Shields, C. B., Whittemore, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+and+electrophysiological+changes+after+graded+traumatic+spinal+cord+injury+in+adult+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Functional and electrophysiological changes after graded traumatic spinal cord injury in adult rat.</a> Exp. Neurol. 191 Suppl 1, S3-S16 (2005).</li>
<li>Lee, J. H., Streijger, F., Tigchelaar, S., Maloon, M., Liu, J., Tetzlaff, W., Kwon, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Contusive+Model+of+Unilateral+Cervical+Spinal+Cord+Injury+Using+the+Infinite+Horizon+Impactor%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">A Contusive Model of Unilateral Cervical Spinal Cord Injury Using the Infinite Horizon Impactor.</a> J. Vis. Exp. (65), e3313(2012).</li>
<li>Zhang, Y. P., Walker, M. J., Shields, L. B. E., Wang, X., Walker, C. L., Xu, X. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+Cervical+Laceration+Injury+in+Mice%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Controlled Cervical Laceration Injury in Mice.</a> J. Vis. Exp. (75), e50030(2013).</li>
</ol>

Wir haben nichts zu offenbaren.

Hier haben wir eine Stabilisierung der Halswirbelsäule Verfahren zur Herstellung von einseitigen kontusive SCI an C5 demonstriert. Dieses Stabilisierungsverfahren erhöht die Präzision des Traumas anatomisch und konsistente Funktionsdefizite 13,18. In anderen Modellen, die am Rückenklemm der Dornfortsätze stützen, ist das Risiko eines Dornfortsatzes Beschädigung oder Ablösung der Klammern aus dem Wirbel recht hoch. Diese Modelle können auch gestatten erheblichen Wirbelsäulen Verschieben und nachgiebig von der Quetschung Kraft und der Flexibilität der Wirbelsäule und Wirbelsäulen (1A und B). Das was ändert den Kolben-Gewebekontaktzeit und führt zu unvorhersehbaren Verletzungen Kraft (1A-B &amp; 6B) Gewebe. Unsere beschriebenen Wirbelstabilisierung bietet auch andere Vorteile für die chirurgische Vorbereitung: 1) diese Methode vollständig die Wirbel an C5 in der Mitte stabilisiertOperationsmikroskop, das die Genauigkeit Laminektomien (1C) erhöht; 2) das Tier innerhalb des U-förmigen Stabilisators kann direkt aus dem chirurgischen Ort zu dem kundenBefestigungsAnordnung, die das Verfahren und binden das Tier auf SCI Vorrichtungen vermeidet und spart Zeit gelagert; und 3) die Stabilisierung der Wirbelsäule an der Verletzungsebene und direkt Rücken- und Schwanz auf die vorgesehene Stelle der Verletzung können die Bewegung des Körpers durch die Atmung verursacht stark vermindert, eine weitere Maßnahme, um die Variabilität zu reduzieren. Der Hauptvorteil der Verwendung dieses Stabilisierungsverfahren ist die reduzierte Menge des Nachgebens oder ventralen Bewegung des Rückenmarks und der Säule bei einem Aufprall. Anhand einfacher Physik eines Quetschung Verletzung, die Kraft und die Energie des Aufpralls wird von der Stange, um das Rückenmark mit der Schnur zu absorbieren diese Energie an der Stelle des Aufpralls zu übertragen, im Idealfall. Wenn die Wirbelsäule Renditen unter dem Kabel, wie es ist jedoch möglich,im dorsalen spinous Klemmverfahren (1A &amp; B), an der Schnur wird verringert und variabel aufgebrachte tatsächliche Kraft, abhängig von dem Grad der Ausbeute. Obwohl dieses Video veranschaulicht, das gesamte Verfahren von einer zervikalen kontusive SCI-Modell, ist die Essenz dieses Artikels die Einführung des Wirbelsäulenstabilisierungsverfahren, die wir in verschiedenen Anwendungen in unserem Labor speziell für SCI-Studien. Eine modifizierte Version dieses Stabilisierungsvorrichtung und ein Verfahren wurde an Mäusen SCI 23 verwendet. Diese einfache Methode zur Wirbelsäulenstabilisierung ist sehr nützlich für SCI Forschung, und wir haben auch bisher diese Methode und Ausrüstung zum Thorax Quetschung sowie laceration SCI Modelle durchzuführen. Ein weiteres Labor hat vor kurzem in dieser Zeitschrift 22 beschrieben eine Variante dieser Form der Stabilisierung der zervikalen Verletzungen. Zusammenfassend ist zu mehreren Surgic stellen wir diesen Roman Wirbelstabilisierungsverfahrenal Verfahren zur Erzeugung von reproduzierbaren Versuchs SCI von Laminektomie, um Verletzungen der Produktion. Die Vorteile dieser Stabilisierungsvorrichtung nicht auf Halsmark Prellung beschränkt, da diese Stabilisierungsverfahren ist für eine Vielzahl von Experimenten, wie innerRückenSpritzen, Zelltransplantation, CSF Sammlung von den Cisterna magna, Hemisektion und Durchtrennung Verletzungen angepasst worden, Brust-Prellung Verletzungen, in-vivo-Bildgebung, die zwei-Photonen-Mikroskopie und Rückenelektrophysiologische Ableitung. Die Erhöhung der Qualität der Wirbelsäulen-Operations-und Verletzungsverfahren und die Verringerung der experimentellen Variabilität wird dazu beitragen, einen Einblick in wahre Mechanismen von Verletzungen und Erholung und Bildschirm die Auswirkungen verschiedener Therapien auf der verheerenden Erkrankung des SCI.

Die konsequente und reproduzierbare mechanische Kraft auf den Zielbandscheibengewebe ist entscheidend für die Minimierung der funktionalen und histologische Variabilität und für den Aufbau erfolgreicher kontusive Rückenmarksverletzungen (SCI) Modelle 1-7. Die Menge an Kraft, um eine Zielregion der Wirbelsäule aufgebracht, hängt von den für die Wirbelsäulenstabilisierung verwendeten Verfahren. Positionsverschiebung des Ziel Wirbelsäule während des Kontakts zwischen dem Schlagbolzen und dem Rückenmark ändert die resultierende Schädigung Kraft. Die zervikale kontusive SCI-Modell ist ein klinisch relevantes Modell als andere Formen der SCI als ungefähr 50% der menschlichen SCI Fälle treten auf dieser Ebene 8, und mehrere SCI Studien durchgeführt unter Verwendung von Tierhalsverletzung Modelle 9-14. Obwohl kontusive SCI Modelle verwenden häufig eine Form der Stabilisierung durch Klemmen des Dornfort Front- und zum Ort der Verletzung ist dieses Präparat schwierig für die Herstellung von Hals SCI. &amp;# 160; vorteilhaft in ihrer Fähigkeit, die Qualität und Reproduzierbarkeit der Quetschung Schädigung zu erhöhen, wie in dieser Demonstration gezeigt, ist das Stabilisierungsverfahren zu entwickeln sind. 1) Variabilität in der Wirbel Nachgeben unter der Stoßkraft kann durch die Begrenzung benachbarten Rückenwirbelfortsätze rostral und kaudal der Laminektomie auftreten: Insbesondere wurde dieses Verfahren zur Wirbelstabilisierung in einem Versuch, die Mängel und Probleme bei anderen Modellen Änderung hergestellt. Der Grad der Wirbelverschiebung ist abhängig von der Anzahl der Wirbelgelenke zwischen der Wirkung und der Wirbel stabilisiert (Abbildung 1). Daher beteiligt sich die mehrere Gelenke desto weniger stabil die Wirbelsäule wird; 2) die Rückenwirbelfortsätze sind zerbrechlich und Ursache Klemmversagen infolge Dornfort Fraktur oder der Klemme Abrutschen des Prozesses; und 3) die Dornfortsätze auf dieser Wirbel extrem kurz zwischen der C3 Wirbel T1 im Vergleich zu denen der Brust- verte sindBrae, die mit traditionellen Klammern es schwierig macht, die Dornfortsätze zur Stabilisierung der Halswirbelsäule erfassen. Hier beschreiben wir ein neues Verfahren zur Stabilisierung der Wirbelsäule zur Herstellung C5 kontusive SCI in erwachsenen weiblichen Sprague-Dawley Ratten. Diese Methode kann für die Stabilisierung der anderen Ebenen der Wirbelsäule und des Rückenmarks, und Konjugate gut mit anderen kontusive SCI-Geräten verwendet werden, einschließlich der New York University / Multizentrische Tier Spinal Cord Injury Study (NYU / Mascis) Impaktor 15 (Abbildung 2) , Precision Systems und Instrumentierung, LLC unendlichen Horizont (IH) Einrichtung 16, Ohio State University / Elektromagnetische Spinal Cord Injury Gerät 1 und der Louisville Verletzungssystem Gerät (LISA) 17, so dass für einen breiten Einsatz in SCI Forschung.

<table><tbody><tr><td>Purdue Products Betadine Chirurgisches Peeling</td><td>Fisher Scientific</td><td>19-027132</td><td></td></tr><tr><td>Dukal Mullschwämme</td><td>Fisher Scientific</td><td>22-415-490</td><td></td></tr><tr><td>Ketamin (87,7 mg/kg)/Xylazin (12,3 mg/kg)</td><td>Webster Veterinary</td><td>07-881-9413, 07-890-5745</td><td></td></tr><tr><td>Decon Ethanol 200 Proof</td><td>Fisher Scientific</td><td>04-355-450</td><td></td></tr><tr><td>Künstliche Tränen Auge Salbe</td><td>Webster Veterinary</td><td>07-870-5261</td><td></td></tr><tr><td>Antiobiotische Salbe</td><td>Webster Veterinary</td><td>07-877-0876</td><td></td></tr><tr><td>Applikatoren mit Baumwollspitze</td><td>Fisher Scientific</td><td>1006015</td><td></td></tr><tr><td>Rongeur</td><td>Fine Science Tools</td><td>16000-14</td><td></td></tr><tr><td>Surigical Scissors</td><td>Fine Science Tools</td><td>15009-08</td><td></td></tr><tr><td>Schere (stumpfe Dissektion)</td><td>Fine Science Tools</td><td>14040-10</td><td></td></tr><tr><td>Chirurgischer Retraktor</td><td>Fine Science Tools</td><td>17005-04</td><td></td></tr><tr><td>Große Pinzetten</td><td>Fine Science Tools</td><td>11024-18</td><td></td></tr><tr><td>Feine Pinzette</td><td>Fine Science Tools</td><td>11223-20</td><td></td></tr><tr><td>Hämostat</td><td>Fine Science Tools</td><td>13004-14</td><td></td></tr><tr><td>Skalpell</td><td>Fine Science Tools</td><td>10003-12</td><td></td></tr><tr><td>Skalpellklinge #15</td><td>Fisher Scientific</td><td>10015-00</td><td></td></tr><tr><td>EZ Clips</td><td>Fisher Scientific</td><td>59027</td><td></td></tr><tr><td>Sterile Nähte</td><td>Fine Science Tools</td><td>12051-10</td><td></td></tr><tr><td>Instrument Sterilisator</td><td>Fine Science Tools</td><td>14040-10</td><td></td></tr><tr><td>Chirurgischer Stabilisator</td><td>Custom Manufactured</td><td>N/A</td><td>Kontaktieren Sie Y. Ping Zhang für Details. (yipingzhang50@gmail.com)</td></tr><tr><td>Wirbelstabilisatoren (krallenförmige Endfüße)</td><td>Sonderanfertigung</td><td>N/A</td><td>Kontaktieren Sie Y. Ping Zhang für Details. (yipingzhang50@gmail.com)</td></tr><tr><td>NYU/MASCIS Impaktorgerät</td><td>nach Maß gefertigt</td><td>W. M. Keck Center for Collaborative Neuroscience Rutgers, The State University of New Jersey E-Mail: impactor@biology.rutgers.edu</td><td></td></tr></tbody></table>

a novel wirbelstabilisierungsverfahren zur herstellung gequetscht rückenmarksverletzungen

A Novel Vertebral Stabilization Method for Producing  Contusive Spinal Cord Injury

Klinisch relevanten Tierhalsrückenmarksverletzungen (SCI) Modelle sind für die Entwicklung und Erprobung potenzielle Therapien; jedoch zur Bereitstellung zuverlässiger zervikalen SCI ist schwierig wegen des Mangels an zufriedenstellenden Verfahren für Wirbelstabilisierung. Die herkömmliche Methode, um die Wirbelsäule zu stabilisieren ist es, die rostralen und kaudalen HWS über Klemmen an Gebärmutterhalskrebs Dornfortsätze angebracht auszusetzen. Diese Art der Stabilisierung fehlt aber was während der Quetschung als die Halswirbelsäule Prozesse zu kurz, um effektiv durch die Klammern (1) befestigt werden sollen Gewebes zu verhindern. Hier stellen wir eine neue Methode, um die Halswirbel vollständig stabilisieren auf dem Niveau des Aufpralls Verletzungen. Dieses Verfahren vermindert wirksam die Bewegung der Wirbelsäule an der Stelle der Wirkung, die die Herstellung von konsistenten SCIs stark verbessert. Wir machen Beschreibung des Geräts (Abbildung 2-4), Verfahrens und einen Schritt-für-Schritt-Protokoll für die Stabilisierung des zervikalen 5 Wirbel (C5) von erwachsenen Ratten auf Laminektomie (Abbildung 5) auszuführen, um ein kontusiven SCI danach. Obwohl wir nur eine zervikale hemi-Quetschung mit der NYU / Mascis Schlagvorrichtung zeigen, kann dieses Wirbelstabilisierungstechnik auf andere Regionen des Rückenmarks eingesetzt werden, oder auf andere SCI Geräte angepasst werden. Verbesserung Rückenmark Belichtung und Fixierung durch Wirbelstabilisierung kann wertvoll für die Herstellung von konsistenten und zuverlässigen Verletzungen des Rückenmarks ist. Diese Wirbelstabilisierungsverfahren kann auch für die stereotaktische Injektionen von Zellen und Tracer und zum Abbilden mittels Zwei-Photonen-Mikroskopie bei verschiedenen neurobiologischen Untersuchungen verwendet werden.

Bei nach diesem Protokoll, konsistent und reproduzierbar zervikalen hemi-kontusiven SCI erzeugt wird (Fig 5 und 6). Die Verwendung eines Wirbel Stabilisator die Seitenfortsätze desselben Wirbels auf der Ebene von SCI bestimmt stabilisieren können derartige Durch zufriedenstellende Ergebnisse. Mit diesem Verfahren werden nicht nur die Ziel C5 Wirbel, aber auch benachbarte C4 und C6 starr fixiert. Die NYU / Mascis Software eine ausgelesene mit einer Grafik auf einer x- und einer y-Achse eingestellt, und unterstützt die Verwendung der Wirbelstabilisierungsverfahren und Ausrüstung (Abbildung 6). Dieses Verfahren zur Stabilisierung reduziert Verletzungs Variabilität, die sich aus der nach unten gerichteten Verschiebung des Zielgewebes und der Wirbelsäule (Abbildung 1) zur Folge haben kann. Nach Verletzungen, ist eine klare einseitige bläulich Hämatom zwischen dem C5 und C6 DREZs zentriert ist (5E). Diese Verletzungen Parameter konsistent von Tier zu ani sindmal nach dem Auslesen durch den NYU / Mascis Software bereitgestellt (Abbildung 6). Da die Hals Hemi-Prellung produziert klare forelimb Defizite, ist dieses Modell ideal für die Beurteilung der Vordergliedmaße funktionalen Fähigkeiten wie das Erreichen, Pflege 13 und Objektmanipulation 18-19. Als Hinterlauf motorische Defizite sind weniger prominent, das Basso ist Beattie und Bresnahan (BBB) ​​Bewegungsbewertungsskala 4 nicht für den Einsatz in diesem Modell angemessen. Das funktionelle Ergebnis nach der Verletzung ist am deutlichsten in den ipsilateralen forepaw extensor Defiziten, bei der die Ratte zeigt eine &quot;Keule&quot; Faust mit allen Ziffern 18 gebogen. Alle Tiere auf dem gleichen Verletzungsschwere und Ebene des Rückenmarks ausgesetzt sind, sollten ähnliche Defizite auf der ipsilateralen Vorderbein in diesem Protokoll veranschaulicht, bei der richtigen Verletzungen aufweisen. Tiere unsachgemäß verletzt kann mit sehr unterschiedlichen Erscheinungsform und Dauer der Defizite 13,18 präsentieren. Histologisch dieses Modell produziert umfangreiche grauen und weißen Substanz Schäden an der Verletzungs Epizentrum und rostral und kaudal der Stelle der Verletzung, was zu einer erheblichen Schädigung und Hohlraumbildung enthalten fast ausschließlich innerhalb der verletzten Seite des Rückenmarks. Eine große, vor allem Astrozyten-basierte Glianarbe Formen an den Läsion Grenzen mit massiven neuronalen Tod 18. <img alt="Figur 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig1highres.jpg" width="500" /> Abbildung 1: Abbildung der Wirbelsäule Flexibilität bei kontusive SCI mit unterschiedlichen Spannverfahren. Die Abbildungen A und B zeigen die Flexibilität oder &quot;Ertrag&quot; der Wirbelsäule bei Dornfortsätze sind dorsal eingespannt, so dass für unsachgemäße Auswirkungen und inkonsistente Daten. Die in A gezeigten Darstellung zeigt viel mehr Flexibilität beim Aufprall (rot gestrichelte Linieund große gebogene Pfeile) im Vergleich zu dem in B gezeigt (kleiner gebogene Pfeile), da die Klammern sind weiter von der Stelle der Laminektomie und Verletzungen. Abbildung C zeigt Seitenstabilisierung mit unseren beschriebene Gerät mit der stabilisierenden Arm unter dem Querfortsatz fest angezogen der Wirbel, wo der Ort des Aufpralls durchgeführt. Es gibt keine Flexibilität der Wirbelsäule während dieses Verfahrens, da die Wirbel von Interesse vollständig stabilisiert. <img alt="Abbildung 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig2highres.jpg" width="500" /> Abbildung 2: NYU / Mascis Impaktor und benutzerdefinierte Stabilisierungsbehälter. Abbildung A zeigt die Teile und Merkmale der NYU / Mascis Verletzung des Rückenmarks-Gerät, mit mehreren Stabhöhe Einstellungen für Verletzungsschwere (kleines Bild). Die Zahlen B und C zeigen die U-förmigen Behälter, der den LaderäumenRatte, und die gezahnten Stabilisierung Arme, die während der Operation und Verletzungen sicher Stabilisierung der Wirbelsäule (entworfen und von YP Zhang produziert). <img alt="Figur 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig3highres.jpg" width="500" /> Abbildung 3: Kundenspezifische Montagesystem und Seiten microadjuster an der NYU / Mascis Impaktor Abbildung A beschreibt die verschiedenen Komponenten des kundenspezifischen Montagesystem für die U-förmige Ratte Stabilisator für Rückenmarksverletzungen.. Beachten Sie den seitlichen microadjuster in Figur A, entscheidend für eine genaue Ausrichtung der Rückenmark der Ratte für Verletzungen dar. Die Figuren B und C stellen weitere Darstellung des Stabilisators ohne (B) und mit der U-förmigen Ratte Behälter (C) in Bezug auf andere wichtige Komponenten der Verletzung Gerät (Montagesystem entworfen und von YP Z hergestellthängt). <img alt="4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig4highres.jpg" width="500" /> Fig. 4: Die Abmessungen der einzelnen Komponenten des chirurgischen Stabilisierungseinrichtung und Anhänge Jede Komponente des benutzerdefinierten Stabilisierungssystems markiert ist, um die Abmessungen und die Waage (A, C und D) zeigen. Thoracic Stabilisierungsarme (B) gezeigt, um die mögliche Anwendung dieses Gerätes für den Einsatz in verschiedenen Wirbelsäulenoperationsmodelle anzuzeigen. <img alt="Abbildung 5" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig5highres.jpg" width="500" /> Abbildung 5: Chirurgische Sehenswürdigkeiten und Vorbereitung für Gebärmutterhalskrebs Hemi-Prellung Rückenmarksverletzungen. Die Zahlen A und B die richtigen Wahrzeichen für die richtige impa darzustellenct Ausrichtung auf der exponierten Ratten-Rückenmark. Die entsprechenden Auswirkungen Punkt ist direkt zwischen den C5 und C6 dorsalen Nervenwurzeln (rostral-kaudale) und der Mittellinie und Seitenkanten des Rückenmarks (B). Die Zahlen CE-Show, in höherer Vergrößerung der Prozess der Freilegung der gewünschten Hälfte der Halsmark für Verletzungen, durch sorgfältige einseitige Laminektomie. Auch Zahlen D und E demonstrieren die Kabel unmittelbar vor und nach Rückenmarksquetschung Verletzungen. Beachten Sie die sichtbaren Blutungen (E) durch die Auswirkungen (schwarzer Pfeil) verursacht. <img alt="Figur 6" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig6highres.jpg" width="500" /> Figur 6 :. Beispiele akzeptabler Vergleich nicht akzeptabel Datenanzeigen folgenden Auswirkungen mit der NYU / Mascis Impaktor. Die obere Linie (A) und Top-Datensatz (C) </strong&gt; veranschaulichen ein Auslesen einer sehr guten Wirkung, mit Datenmessungen von &quot;% Fehler&quot; für Schlagstangengeschwindigkeit, Ausgangshöhe, und die Startzeit, als mit dem roten Pfeil angezeigt und unterstreichen. Alle Werte liegen auch innerhalb des Fensters der zulässigen Fehler. Umgekehrt ist die Bodenplatte zeigt Daten, die durch eine unsachgemäße Auswirkungen, die durch unsachgemäße Stabilisierung der Wirbelsäule (B) und den Fehler verursacht produziert während &quot;Nullstellung&quot; des Stoßstab und Spitze auf die Oberfläche des Rückenmarks, vor der Einstellung der Höhe des Stoßstab (C). Beachten Sie die für die Anfangshöhe angegeben erhebliche Fehler und Startzeit des Stoß Tropfen, wie durch den roten Pfeil angedeutet und zu unterstreichen. Die Software bietet auch eine Warnung, dass Fehler für diese Parameter (unten auf Feld C) festgestellt.

Wirbelkörperstabilisierung ist zur Minimierung Variabilität und für die Erstellung von konsistenten experimentellen Rückenmarksverletzungen notwendig. Mit einem maßgeschneiderten Stabilisierungsvorrichtung in Verbindung mit der NYU / Mascis Impaktor Gerät, haben wir hier die richtige Ausrüstung und Verfahren zur Erzeugung von reproduzierbaren halb kontusive zervikalen (C5) Rückenmarksverletzungen bei erwachsenen Ratten nachgewiesen.

A Novel Wirbelstabilisierungsverfahren zur Herstellung Gequetscht Rückenmarksverletzungen

Clinically-relevant animal cervical spinal cord injury (SCI) models are essential for developing and testing potential therapies; however, producing ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, mithilfe eines neuartigen Wirbelsäulenstabilisators konsistente, präzise und reproduzierbare Rückenmarkschädigungen zu erzeugen, der mit mehreren SCI-Geräten verwendet werden kann. Dies wird erreicht, indem das umgebende Gewebe der Halswirbel sorgfältig disseziert wird, wobei darauf geachtet wird, Blutungen zu minimieren. Der zweite Schritt besteht darin, das Tier in der Stabilisierungsvorrichtung zu positionieren und die Wirbel mithilfe der gezahnten Stabilisierungsarme zu fixieren.Führen Sie anschließend eine Laminektomie durch, um den Zielbereich des Rückenmarks freizulegen. Der letzte Schritt besteht darin, die U-förmige Stabilisierungsvorrichtung an den NYU-Massen und dem Impaktor zu befestigen und die Rückenmarkverletzung (SCI) durchzuführen. Letztendlich wird mit der neuartigen Stabilisierungsvorrichtung eine letale, reproduzierbare, kontusive Rückenmarkverletzung erzeugt. Heute werden wir die Anwendung unserer einzigartigen chirurgischen Stabilisierungsvorrichtung zusammen mit dem New-York-University-Rückenmark-Impaktor zur Erzeugung konsistenter und reproduzierbarer kontusiver Rückenmarkverletzungen demonstrieren.Wir verwenden diese Stabilisierungsvorrichtung in unserem Labor zur Erzeugung von Verletzungen des Rückenmarks sowie für Transplantations- und Mikroinjektionsoperationen und bildgebende Verfahren. Beginnen Sie dieses Verfahren, indem Sie die Operationsfläche mit 70 %igem Ethanol reinigen. Legen Sie eine Heizplatte auf den Operationsbereich und schalten Sie die Heizplatte ein.Legen Sie dann die sterilen Gazetupfer und die autoklavierten chirurgischen Instrumente im Operationsbereich ab. Nachdem die Oberfläche mit einem sterilen Operationsfeld abgedeckt wurde, verwenden Sie einen Mikrokugel-Sterilisator zur Sterilisation der chirurgischen Instrumente zwischen den Eingriffen. Reinigen Sie den Stabilisator außerdem vor und zwischen den Operationen mit 70 %igem Ethanol.Narkotisieren Sie nun die Ratte durch intraperitoneale Injektion von Ketamin-Xylazin und überprüfen Sie die Anästhesietiefe durch einen Zehenquetschreiz. Tragen Sie danach einen schützenden Augensalbe auf die Augen des Tieres auf, um eine Hornhauttrockenheit zu verhindern. Rasieren Sie anschließend den Rücken der Ratte vom mittleren Brustbereich bis zum Kopf.Entfernen Sie anschließend das Fell mithilfe eines Vakuums, das mit einem HEPA-Filter ausgestattet ist. Tragen Sie danach Betadine auf den rasierten Bereich als chirurgisches Desinfektionsmittel auf und reinigen Sie die Stelle mit 70 %igen Isopropylalkoholtüchern. Injizieren Sie subkutan 0,01 bis 0,05 Milligramm pro Kilogramm Buprenorphin und fünf Milligramm pro Kilogramm Carprofen vor dem chirurgischen Eingriff.Buprenorphin sollte anschließend alle acht bis zwölf Stunden verabreicht werden und Carprofen einmal täglich für die ersten vier bis sieben Tage nach der Operation. Danach wird die Ratte auf den vorgewärmten Operationsbereich gelegt. Mit einer Skalpellklinge wird ein drei bis vier Zentimeter langer medianer Hautschnitt von der Schädelbasis bis zum mittleren Thorax durchgeführt. Anschließend wird die Mittellinie der Faszie und der subkutanen Muskulatur vor der Glandula hibernaculum im unteren Halsbereich identifiziert.Schneiden Sie durch den Musculus trapezius und andere Muskeln entlang der Mittellinie, um eine Blutung zu verringern. Suchen Sie das Fettgewebe unterhalb der Muskeln an der Mittellinie. Schneiden Sie die paraspinalen Muskeln vorsichtig durch.Trennen Sie anschließend die Muskelschichten mit einem kleinen Geweberelektor, bis die Ebene des Dornfortsatzes von Thorakalwirbel T2 erreicht ist. Schneiden Sie dann das am Dornfortsatz von T2 ansetzende Muskelgewebe weg und nutzen Sie diese Struktur als anatomische Orientierungsmarke. Entfernen Sie danach die knorpelige Spitze des Dornfortsatzes von T2, um die Sicht auf die Halswirbel zu verbessern.Trennen Sie die paraspinalen Muskeln seitlich von den Dornfortsätzen und Laminas ab, schonen Sie jedoch den Muskelüberzug der C3-Lamina, um Blutungen zu vermeiden. Schneiden Sie anschließend die Muskeln über den Laminen beidseits der Wirbelsäule lateral in Richtung der Gelenkfortsätze. Nachdem die spinalen Laminen freigelegt sind, positionieren Sie das Tier in den U-förmigen Kanal des Stabilisators.Suchen Sie die fünfte Halswirbel auf, indem Sie die Dornfortsätze ausgehend vom zweiten Brustwirbel als Orientierungspunkt bis zum ersten Brustwirbel, siebten Halswirbel, sechsten Halswirbel und schließlich zum fünften Halswirbel zählen. Positionieren Sie bei diesem Verfahren die beiden Edelstahlarme des Stabilisators so, dass das Tier aufgehängt wird, indem Sie die gezahnten Kanten der Arme unterhalb der lateralen Facetten der Wirbel C5 bis C6 platzieren. Nachdem Sie die Arme mit den Wirbeln fixiert haben, justieren Sie die Stabilisierungsvorrichtung, um sicherzustellen, dass die Wirbelsäule waagerecht und zentriert ist.Schließlich arretieren Sie die Arme, indem Sie die Daumenschrauben des Stabilisators festziehen. Dann schneiden Sie die Bänder zwischen den Dornfortsätzen und Laminas im Bereich C vier bis fünf und C fünf bis sechs durch. Um die Grenze des C-fünf-Laminas mit einem Mikro-Ron zu lokalisieren, entfernen Sie die Hälfte des Laminas am rechten C-fünf für die SCI.Nach der Laminektomie transportieren Sie das Tier mit dem Stabilisator vom Operationstisch zum Verletzungsgerät. Sichern Sie das Tier zusammen mit dem Stabilisator an einer Halterung, die am Verletzungsgerät befestigt ist. Richten Sie den Stößel mithilfe eines lateralen Mikromanipulators unter hoher Vergrößerung präzise auf das Zielareal im Rückenmark aus.Lokalisieren Sie die Eintrittszonen der dorsalen Wurzeln C5 und C6 auf der freigelegten dorsalen Oberfläche des Rückenmarks, ohne eine Durotomie durchzuführen. Richten Sie den Stößel auf die Mitte der beiden identifizierten DRE-Zonen und auf halbem Weg zwischen der Mittellinie und dem lateralen Rand des Rückenmarks aus. Erzeugen Sie mit einem NYU-Masses-Imponiergerät mit einer Spitze von 2,5 Millimeter Durchmesser eine HEMI-Kontusion C5 durch einen 10-Gramm-Stab aus einer Fallhöhe von 12,5 Millimeter.Überprüfen Sie die Verletzung visuell anhand der Prellung am Rückenmark und kontrollieren Sie die vom NYU-Software bereitgestellten Verletzungsparameter. Anschließend nähen Sie die Muskulatur und das Weichgewebe und verschließen den Hautschnitt mit chirurgischen Klammern. Tragen Sie ein antibakterielles Salbe auf die Operationsstelle auf und verabreichen Sie dem Tier 5,0 Milliliter sterile 0,9%ige Kochsalzlösung subkutan zur Flüssigkeitszufuhr.Anschließend das Tier in eine temperaturkontrollierte Umgebung bringen, in der feuchtes Futter auf der Einstreu bereitgestellt wird und eine Wasserflasche mit langem Auslauf zur einfachen Erreichbarkeit auf dem Käfigboden platziert ist. Die Versorgung sicherstellen, um eine ausreichende Erholung zu gewährleisten, bevor das Tier in den Heimkäfig zurückgebracht wird. Diese Abbildung zeigt eine Darstellung eines sehr guten Aufpralls mit Datenmessungen des prozentualen Fehlers für Aufprall, Stabgeschwindigkeit, Anfangshöhe und Startzeit; alle Werte liegen deutlich innerhalb des akzeptablen Fehlerbereichs.Umgekehrt zeigt dieses Panel Daten, die durch einen unsachgemäßen Aufprall entstanden sind, verursacht durch eine unzureichende Stabilisierung der Wirbelsäule und einen Fehler beim Nullabgleich der Aufprallstange an der Oberfläche des Rückenmarks. Vor dem Einstellen der Höhe der Aufprallstange immobilisiert diese Stabilisierungsvorrichtung das Rückenmark. Ein großer Vorteil dieser Vorrichtung ist jedoch die Beweglichkeit, die sie ermöglicht, um das stabilisierte Tier von einem Operationstisch zu einer Transplantations-Mikroinjektionsstation sowie zu einer Aufprallvorrichtung oder einer Bildgebungsstation zu transportieren.Die Stabilisierung der lateralen Wirbelprozesse ermöglicht die Fixierung der jeweils interessierenden Wirbel, wodurch eine reproduzierbarere Rückenmarkverletzung erreicht wird. Konsistenz und Reproduzierbarkeit sind entscheidende Faktoren für experimentelle Modelle von Rückenmarkverletzungen, um die Variabilität zu minimieren und die Aufklärung von Therapieeffekten zu optimieren, was alles für die Übertragung in die klinische Anwendung und die Suche nach einer Heilung von Rückenmarkverletzungen von Bedeutung ist.

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Research

Forschung

JoVE Journal

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Medizin

Eine zuverlässige und wiederholbare Möglichkeit, eine zervikale einseitige Verletzung des Rückenmarks mit der Infinite Horizon Impaktor produzieren wird beschrieben. Die Methode nutzt die Vorteile eines maßgeschneiderten Rahmen und spannen, um die Wirbelsäule zu stabilisieren. Das standardisierte Verfahren und biomechanischen Parameter führen zu Verletzungen ausreichende und nachhaltige Verletzungen.

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Eine In Vivo Duo-Farbe-Methode für Imaging-vaskuläre Dynamik nach Contusive Spinal Cord Injury

Hier beschreiben wir eine neue, schnelle Technik, die eine offene Rückenmarksverletzung bei Ratten modelliert und die Laminektomie eliminiert. Die laterale Hemisektion wird unter dem Mikroskop durchgeführt. Die Technik ist vielseitig einsetzbar und kann auch im Hals-, Brust- und Lendenwirbelbereich des Rückenmarks anderer Tiere angewendet werden.

Eine minimal-invasive, schnelle laterale Hemisektionstechnik des Rückenmarks zur Modellierung offener Rückenmarksverletzungen bei Ratten

Minimalinvasive Techniken und ein einfaches Laborgerät verbessern die Reproduzierbarkeit des Rückenmarksverletzungsmodells, indem sie operative Schäden an den Versuchstieren reduzieren und die Aufrechterhaltung der anatomischen Morphologie ermöglichen. Die Methode lohnt sich, weil die zuverlässigen Ergebnisse und das reproduzierbare Vorgehen die Untersuchung der Mechanismen der Krankheitsheilung erleichtern.

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Hier wird ein neuartiges automatisiertes Gerät zur Quetschung von Rückenmarksverletzungen für Mäuse vorgestellt, das Modelle für Rückenmarksverletzungen mit unterschiedlichem Grad genau herstellen kann.

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Das sagittale Einstellschraubensystem (SAS) wird häufig bei thorakolumbalen (TL) Wirbelsäulentraumata eingesetzt. Perkutane Optionen und spezielle Geräte zur Traumareduktion sind ebenfalls für das SAS-System erhältlich. Wir beschreiben eine Technik zur Reduzierung von TL-Burst-Frakturen unter Verwendung eines SAS-Systems und eines neu eingeführten Traumareduktionsgeräts.

Minimalinvasive Behandlung von thorakolumbalen Burst-Frakturen mit sagittalen Ausrichtungsschrauben und einem Traumareduktionsgerät

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