Name: Experimentelle Strategien große Gewebelücken in das verletzte Rückenmark nach akutem zu überbrücken und chronische Lesion (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-04-05T16:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 14 s
Description: Erfahren Sie Strategien zur Überbrückung großer Gewebelücken im verletzten Rückenmark bei Ratten durch ein mechanisches Mikroverbindungssystem. Diese Methode fördert die Geweberegeneration und funktionelle Erholung.

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Deutsche gesetzliche Unfallversicherung (DGUV), Forschungskommission der Medizinischen Fakultät der Heinrich-Heine-Universität

Institutionelle Richtlinien für die Tier Sicherheit und Komfort wurden eingehalten und alle chirurgischen Eingriffe und prä- und postoperative Pflege der Tiere wurden in Übereinstimmung mit dem Deutschen Tierschutzgesetz (Landesamt, Umwelt- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen, LANUV NRW zur Verfügung gestellt ). 1. Vollständige Durchtrennung des thorakalen Rückenmarkes von weiblichen Wistar-Ratten (220-250 g) <ol><li> Vorbereitung des Rückenmarks <ol><li> Verwenden Isofluran Inhalationsanästhesie (2 - 3% Isofluran in O 2 / NO 2 in einem Verhältnis von 1: 2) und Bolusinjektion von Carprofen (subkutan [sc] 5 mg / kg). Die Kombination von Carprofen und dem Opioid Buprenorphin (0,02 mg / kg sc) empfohlen. Beginnen Chirurgie wenn Augenlid Reflex auf leichte Berührung mit einem Wattestäbchen und Pfotenrückzugsreflex mit einer Pinzette zu kneifen Reiz nicht mehr beobachtet. </li><li> Legen Sie das Tier auf einer Heizdecke bei 37 ° C bis Körper temperatu haltenre während der Operation und stellen Augensalbe auf die Augen Trockenheit während der Narkose zu vermeiden. </li><li> Shave dem Rücken des Tieres und bereiten die Haut mit einem Hautdesinfektionsmittel. </li><li> Schneiden Sie die Haut an der Mittellinie entlang der Brustwirbel für 4 cm mit einem Skalpell und öffnen. Von diesem Schritt auf, verwenden Sie chirurgische Instrumente für alle Verfahren sterilisiert (autoklaviert oder Tauchsterilisiert). </li><li> Fahren Sie die Muskeln über der Brustwirbel mit einem kleinen Muskeln verspannen. </li><li> Entfernen Sie die Dornfortsätze bei thorakalen 8 (Th8) und Th9 mit einem Knochen Rongeur durch vorsichtige kleine Stücke von Knochen Clipping bis die Wirbelknochen flach sind. </li><li> Verwenden anatomischen Pinzette die Wirbelsäule bei Dornfortsatz Th7 zu heben und eine rongeur verwenden, um kleine Stücke von Wirbelknochen von kaudal rostral Clip, bis eine Laminektomie bei Th8 und Th9 durchgeführt wird. Belichten der Dura mater, ohne es zu beschädigen, indem sorgfältig zu einer Zeit nur wenige und sehr kleine Stücke von Wirbelknochen zu entfernen.</li><li> Spannen Sie das Rückgrat von zwei Stabilisierungsklammern an Dornfortsätze Th7 und Th10, heben Sie das Tier zu Atembewegungen aus den Wirbeln entkoppeln. </li></ol></li><li> Füllen Sie Spinal Cord Trennung bei thorakalen 8/9 <ol><li> Heben Sie die Dura mater mit einer feinen Pinzette, schneiden Sie die Dura mater mit feinen Auge Schere in Querrichtung. </li><li> Halten Sie die seitliche Schnittende der Dura mater mit einer feinen Pinzette und legen Sie eine Wirbelsäulenhaken in die subarachnoidic Raum zwischen Dura mater und Arachnoidea. Vermeiden Sie Beschädigungen der Meningen durch nicht Einstechen in die pia oder Dura mater entweder mit einer Pinzette oder Rückenmark Haken. </li><li> Langsam drehen Sie den Haken alles entlang des Rückenmarks Gewebe zu platzieren, dabei nicht in die Dura zu stechen (pia noch intakt ist). </li><li> Heben Sie das Rückenmark für etwa 1 bis 2 mm nach oben, bis eine Lücke an der Bauchseite zwischen Rückenmarksgewebe und Dura zu sehen ist. </li><li> Legen Sie feine Augen Schere in den Raum between dura und pia und schneiden Sie das Rückenmark, während die Rücken Haken an Ort und Stelle bleibt. </li><li> Heben Sie die beiden Stümpfe des Rückenmarks mit zwei Zangen und optisch komplett transection gewährleisten. </li><li> Zur Kontrolle-lädierten Tieren und Tieren, die mit einer chronischen Verletzung, schließen Sie die Dura durch unterbrochene Nähte mit Monofilament nicht adsorbierbaren 9,0 Gewinde. </li><li> Bei chronischen Läsionen folgen Teil 1.6. </li></ol></li><li> mMS Implantierung <ol><li> Platzieren mMS über der Verletzungsstelle mit den beiden Rohren an jeder lateralen Seite des Wirbels liegen und in Läsion Hohlraum abzusenken. </li><li> Nahtrohre an die Muskeln an der Seite des Wirbels mit nicht resorbierbaren Faden 4-0 Stabilisierung der mMS sicherzustellen. Achten Sie auf eine Fixierung der mMS mit einer Pinzette in diesem Schritt. </li><li> Entfernen Sie den mMS Steckerstift, indem sie mit einem Paar von einer feinen Schere zu schneiden. </li><li> Schließen Sie die Dura über den MMS- und vernähen es mit 9,0 Gewinde. </li><li> Schließen Sie ein Rohr mit der Vakuumpumpe und Dichtungdie andere durch Klemmung. </li><li> Sie vorsichtig auf Unterdruck auf die mMS durch eine Vakuumpumpe über das offene Rohr, das Rückenmark Stümpfe in die mMS Lumen zu saugen. Übernehmen des Unterdrucks für mehrere Minuten (bei maximal 10 min) und Überwachung von Sensoren (250-350 mbar). </li><li> Schneiden Sie die Rohre nahe den MMS- und die Schläuche entfernen. Fahren Sie mit Schritt 1.6. </li></ol></li><li> Die Resektion von Rückenmarksgewebe einschließlich der chronischen Lesion Scar in Woche 5 nach Erstverletzung <ol><li> Führen Sie die Schritte 1.1.1 - 1.1.5. </li><li> Identifizieren von Narbengewebe durch braungelbes Aussehen und steife Gewebe auf der Oberseite des Rückenmarks. Entfernen Sie vorsichtig oberflächlichen Schichten von Narbengewebe, indem sie mit einer feinen Pinzette halten und Schneiden mit einer feinen Schere. Mit dieser Methode wieder zu öffnen, die Seite von Laminektomie um das Gewebe zu entlarven die Verletzung des Rückenmarks Bereich enthält. Stoppen Vorbereitung, wenn die Dura Naht visuell identifiziert wird. </li><li> Spannen Sie das Rückgrat von 2 Stabilisierung klemmt bei Spinous Prozesse Th7 und Th10, und dann das Tier erheben zu Atembewegungen aus den Wirbeln entkoppeln. </li><li> Mit einem kleinen Pappe Lineal messen den Bereich des Rückenmarks, die reseziert werden soll (Länge: 4 mm), und die Ränder dieser jeweiligen Gewebebereich markieren mit Quereinschnitte die anschließende Entfernung des Gewebes zu ermöglichen. </li><li> Entfernen von Narbengewebe durch eine Kombination von Schneiden und Aspiration. Nehmen Sie das Gewebe aus, die aus dem Rückenmark mit den Quer Einschnitte getrennt wurde. Schon Aspiration, wenn es ausreichend ist, um die Entfernung des Gewebes zu ermöglichen. Darüber hinaus macht, wenn die steife Textur des Narbengewebes Gewebe Aspiration zu schwierig, verwenden feinen Schere dieses Gewebe zu schneiden und zu entfernen. </li><li> Legen Sie ein Stück (ca. 5 mm x 5 mm x 5 mm Würfel) hämostatischer Gelatine Schwamm in den Gewebespalt bis die Blutung nachlässt. Die Gelatineschwamm wird in der Größe schrumpfen, sobald er mit Flüssigkeit getränkt ist. </li></ol></li><li> Implantation von PEG 600 <ol><li> Vorbereitung 1 ml reinem unverdünntem PEG 600 zur Injektion durch Erhitzen auf 37 ° C. </li><li> Entfernen Gelatineschwamm. </li><li> Legen Sie eine ausreichende Menge (ca. 5 bis 7 &amp; mgr; l) von PEG in den Spalt eine 10 &amp; mgr; l-Spritze oder eine 10 ul-Pipette. </li><li> Sorgfältig decken den Bereich mit einem Stück (ca. 5 mm x 4 mm) von Dicht- / Dura-Ersatz. </li><li> Befestigen Sie das Dichtungsmittel Muskelgewebe mit einigen Tropfen Gewebekleber auf die Umgebung. Legen Sie das Dichtmittel auf der Oberseite des PEG-gefüllten Resektion Lücke. Um zu verhindern ein Verrutschen des Dichtmittels, verwenden kleine Tropfen Gewebekleber auf die Ecken des Dichtungsmittels auf das umgebende Muskelgewebe fixieren. Hinweis: Vermeiden Sie ein Auslaufen des Gewebekleber auf die Rückenmarksgewebe! </li></ol></li><li> Abschluss des Tissue und Nachsorge <ol><li> Suture Muskeln und Hautschicht für Schicht mit unterbrochenen Nähten mit geflochtenen adsorbierbare 4-0 Fäden </li><li> Injizieren 2 × 2,5 ml Natriumchlorid (NaCl[0,9%]) bei 36 ° C für sc Rehydratation nach der Operation. Eine einzige Injektion von 5 ml NaCl würde die Haut des Tieres dehnen und unnötigen Schaden für das Tier verursachen könnten. Lassen Sie keine Tier unbeaufsichtigt bis zur vollständigen Bewusstsein wiedererlangt wird. </li><li> Injizieren täglich Carprofen (sc 5 mg / kg) für mindestens 2 Tage nach der Operation. Haustier in einzelnen Käfig während der ersten 2 Tage, danach in Gruppen von 2 - 3. </li><li> Bewerben Antibiotika-Behandlung (tägliche orale Verabreichung von Enrofloxacin) für den ersten postoperativen Woche. </li><li> Haben manuelle Blase bei zwei bis drei Mal pro Tag für ungültig erklären, indem Sie vorsichtig den Bauch des Tieres, von rostral streicht über nach kaudal. Achten Sie darauf, nicht die Wirbelsäule des Tieres zu bewegen und nicht heben das Tier am Schwanz. Manuelles Erlöschen der vollständig täglich während der gesamten Lebenszeit Blase Tieres spinalisierten. Es muss Futterpellets und Wasserflaschen in einer Höhe zu platzieren getroffen werden, die von den Tieren erreicht werden kann, ohnestehend auf ihren Hinterpfoten. Obwohl in Hinterviertel Funktion beeinträchtigt wird, die Tiere die Käfige aktiv unmittelbar nach der Operation zu bewegen und zu erkunden. Es wird empfohlen, die Ratten in geselligen Gruppen zu halten. </li><li> Bei chronischen Läsionen lassen eine Überlebenszeit der Tiere von fünf Wochen vor Narbe Resektion. Führen Sie die Schritte 1.4. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Ramer, L. M., Ramer, M. S., Bradbury, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Restoring+function+after+spinal+cord+injury%3A+towards+clinical+translation+of+experimental+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet.+Neurology%22%5BJournal%5D)">Restoring function after spinal cord injury: towards clinical translation of experimental strategies.</a> The Lancet. Neurology. 13 (12), 1241-1256 (2014).</li>
<li>McDonald, J. W., Howard, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Repairing+the+damaged+spinal+cord%3A+a+summary+of+our+early+success+with+embryonic+stem+cell+transplantation+and+remyelination%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Repairing the damaged spinal cord: a summary of our early success with embryonic stem cell transplantation and remyelination.</a> Prog. Brain Res. 137, 299-309 (2002).</li>
<li>Yoon, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complete+spinal+cord+injury+treatment+using+autologous+bone+marrow+cell+transplantation+and+bone+marrow+stimulation+with+granulocyte+macrophage-colony+stimulating+factor%3A+Phase+I%2FII+clinical+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cells%22%5BJournal%5D)">Complete spinal cord injury treatment using autologous bone marrow cell transplantation and bone marrow stimulation with granulocyte macrophage-colony stimulating factor: Phase I/II clinical trial.</a> Stem Cells. 25 (8), 2066-2073 (2007).</li>
<li>Brotchi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intrinsic+spinal+cord+tumor+resection%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Intrinsic spinal cord tumor resection.</a> Neurosurgery. 50 (5), 1059-1063 (2002).</li>
<li>Estrada, V., Tekinay, A., Muller, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+ECM+mimetics%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Neural ECM mimetics.</a> Prog. Brain Res. 214, Chapter 16 391-413 (2014).</li>
<li>Tetzlaff, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Systematic+Review+of+Cellular+Transplantation+Therapies+for+Spinal+Cord+Injury%5BTitle%5D)+AND+%22J.Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">A Systematic Review of Cellular Transplantation Therapies for Spinal Cord Injury.</a> J.Neurotrauma. 28 (8), 1611-1682 (2010).</li>
<li>Brazda, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+mechanical+microconnector+system+for+restoration+of+tissue+continuity+and+long-term+drug+application+into+the+injured+spinal+cord%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">A mechanical microconnector system for restoration of tissue continuity and long-term drug application into the injured spinal cord.</a> Biomaterials. 34 (38), 10056-10064 (2013).</li>
<li>Estrada, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-lasting+significant+functional+improvement+in+chronic+severe+spinal+cord+injury+following+scar+resection+and+polyethylene+glycol+implantation%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol.+Dis%22%5BJournal%5D)">Long-lasting significant functional improvement in chronic severe spinal cord injury following scar resection and polyethylene glycol implantation.</a> Neurobiol. Dis. 67, 165-179 (2014).</li>
<li>Rasouli, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resection+of+glial+scar+following+spinal+cord+injury%5BTitle%5D)+AND+%22J.Orthop.Res%22%5BJournal%5D)">Resection of glial scar following spinal cord injury.</a> J.Orthop.Res. 27 (7), 931-936 (2009).</li>
<li>Schira, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Significant+clinical%2C+neuropathological+and+behavioural+recovery+from+acute+spinal+cord+trauma+by+transplantation+of+a+well-defined+somatic+stem+cell+from+human+umbilical+cord+blood%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Significant clinical, neuropathological and behavioural recovery from acute spinal cord trauma by transplantation of a well-defined somatic stem cell from human umbilical cord blood.</a> Brain. 135, Pt 2 431-446 (2011).</li>
</ol>

Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Hier werden zwei verschiedene chirurgische Ansätze werden vorgestellt, um Gewebe Lücken im Rückenmark nach (1) akute vollständige Durchtrennung und mMS Implantation und (2) chronischen Rückenmark Läsion und faserige Entfernung von Narben und PEG-Matrix Implantation überbrücken. Beide Strategien führen zu Gewebeerhaltung und axonalen Regeneration sowie zu erheblichen Bewegungs funktionelle Verbesserung der behandelten Tiere. Für mMS von der Firma dura Naht nach der Operation eine ausreichende Fixierung der mMS innerhalb ...

Eine traumatische Verletzung des Rückenmarks nicht nur führt zum Verlust von Axonen , aber es weitere Ergebnisse bei Gewebedefekten , die keine regenerative Reaktionen behindern (zur Übersicht siehe 1,2). Rückenmarksgewebe wird häufig durch sekundäre Degeneration verloren Zystenbildung oder Löchern in und um den Schädigungsbereich führt. Die meisten experimentellen therapeutischen Interventionen konzentrieren sich auf unvollständige Rückenmarksschäden wie teilweise Durchtrennung, zerdrücken oder Prellung Verletzungen mit einer Rest Rand von gesundem Gewebe. Für eine vollständige Verletzungen wie Gesamtquerschnitten erhalten von traumatischen Unfällen oder chirurgischen Eingriffen führt, wie Tumorresektionen, nur sehr begrenzte Behandlungsmöglichkeiten zur Verfügung stehen heute 3,4. Nach der vollständigen Durchtrennung, so dass Mechaniker Spannung der Gewebe führt Wirbelsäulenstumpf Retraktion, einen kleinen Spalt im Rückenmark. Die meisten Strategien konzentrieren , diese Lücke mit Gewebe, Zellen oder Matrizen auf Füllung 5,6. Hier wird eine andere Strategieist, und zwar erneut Anpassung der getrennten Stümpfe präsentiert 7 ein neuartiges microconnector Gerät. Hat , um die beiden Stümpfe, mechanische Kraft auf neu anpassen als leichter Unterdruck angelegt werden , um diese (Figur 1) zu erreichen. Die mechanische microconnector System (MMS) ist ein Mehrkanalsystem aus Polymethylmethacrylat (PMMA) mit wabenförmigen Löchern (1A) und mit einem Auslass Rohrsystem vorgesehen. Es wird in den Gewebespalt von kompletten Rückenmarksdurchtrennung in der Ratte (Figur 1C) resultierenden implantiert. Ein Rohr mit einer Vakuumpumpe verbunden sein , um Unterdruck an den MMS (1D) anzuwenden. Der Druck zieht abgeklemmten Rückenmark Stümpfe in die wabenförmigen Löcher der mMS, die mikrostrukturierten Wände haben , das Gewebe in Position zu halten , wenn der Druck freigegeben wird (1B). Der Schlauch kann nach der Operation und an eine osmotische Minipumpe intakt gelassen werden, umSubstanzen in die Läsion Kern (1E-F) zu infundieren. Neben einer akuten Durchtrennung des Rückenmarks eine andere Art von vollständigen Läsion ergibt sich aus der chirurgischen Entfernung eines Tumors oder spinal einer festen chronische Läsion Narbe zu große Gewebelücken von mehreren Millimetern führen, die nicht durch den MMS so weit überwunden werden. Die Mehrzahl der Patienten mit Rückenmarkstrauma leiden an chronischen Verletzungen. Bei diesen Patienten nimmt eine voll entwickelte Narbe der Läsion Kern. Die chirurgische Entfernung der Läsion Narbe ist ein Konzept für eine Behandlung , die gegenwärtig nach experimenteller SCI 8,9 untersucht. Während die Resektion Verfahren selbst, ohne daß erhebliche zusätzliche Beschädigung durchgeführt werden kann, muss der sich ergebende Gewebespalt mit einer geeigneten Matrix überbrückt werden, die die Regeneration der Gewebe ermöglicht und fördert, und im speziellen Fall von Verletzungen des Rückenmarks, die Regeneration von Nervenfasern zu halten und Bewegungsfunktionen fördern. es wargefunden, daß niedermolekulares Polyethylenglykol (PEG 600) ein sehr geeignetes Material für diesen Zweck ist. Sein Mangel an Immunogenität und der sehr niedrige Viskosität ermöglicht eine reibungslose Integration in das umliegende Gewebe. Insertion des Biopolymers alleine fördert die Invasion von nützlichen Zellen, einschließlich Endothelzellen, peripherer Schwann - Zellen und Astrocyten, und - was sehr wichtig ist - die Regeneration und Dehnung von Axonen der absteigenden und Faserbahnen aufsteigend sowie deren ensheathment von kompakten Myelin 8. Diese regenerative Antworten gefunden wurden durch langfristige Funktionsverbesserungen begleitet werden. Die Kombination der Resektion von Narbengewebe und anschließender Implantation von PEG 600 stellt eine sichere und einfache, aber sehr effizientes Mittel zur Überbrückung erhebliche Gewebedefekten Rückenmark.

<table><tbody><tr><td>PEG 600 Ph Eur&nbsp;</td><td>Merck/VWR&nbsp;</td><td>8.170.041.000</td><td></td></tr><tr><td>Gelastypt Gelatine-Biskuit&nbsp; &nbsp;</td><td>sanofi Aventis</td><td>PZN-8789582</td><td></td></tr><tr><td>Nescofilm Dichtmittel &nbsp;</td><td>Roth</td><td>2569.1</td><td></td></tr><tr><td>Baytril</td><td>Bayer</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rimadyl (Carpofen)</td><td>Pfizer</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Forene (Isofluran)</td><td>Abbvie</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kodan (Hautdesinfektionsmittel)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Histoacryl (Gewebekleber)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Friedman-Pearson Rongeur, 1 mm Becher, gerade&nbsp;</td><td>Fine Science Tools</td><td>16020-14</td><td></td></tr><tr><td>Zwei-in-Eins-Mikrospatel - 12 cm&nbsp;</td><td>Fine Science Tools</td><td>10091-12</td><td></td></tr><tr><td>Dumont #7 Pinzette - Inox Medical&nbsp;</td><td>Fine Science Tools</td><td>11273-20</td><td></td></tr><tr><td>Dumont #5/45 Pinzette - Inox Medical&nbsp;</td><td>Fine Science Tools</td><td>11253-25</td><td></td></tr><tr><td>Haken für das Rückenmark</td><td>Fine Science Tools</td><td>10162-12</td><td></td></tr><tr><td>Schere&nbsp;</td><td>Fine Science Tools</td><td>14078-10</td><td></td></tr><tr><td>Klemme&nbsp;</td><td>Aesculap</td><td>EA016R</td><td></td></tr><tr><td>Ethicon Vicryl 4-0</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bepanthen Augen- und Nasensalbe</td><td>Bayer</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Anatomische Pinzette&nbsp;</td><td>Fine Science Tools</td><td>11000-13</td><td></td></tr><tr><td>Selbsthaltender Retraktor&nbsp;</td><td>Fine Science Tools</td><td>17008-07</td><td></td></tr><tr><td>Hautklammer&nbsp;</td><td>Fine Science Tools</td><td>13008-12</td><td></td></tr><tr><td>Aluspray &nbsp;</td><td>Selectavet</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

experimentelle strategien große gewebelücken in das verletzte rückenmark nach akutem zu überbrücken und chronische lesion

Experimental Strategies to Bridge Large Tissue Gaps in the Injured Spinal Cord after Acute and Chronic Lesion

Nach einer Verletzung des Rückenmarks (SCI) eine Narbe bildet sich in der Läsion Kern, der axonalen Regeneration behindert. Überbrückung der Stelle der Verletzung nach einer Beleidigung des Rückenmarks, Tumorresektionen oder von traumatischen Unfällen Gewebedefekte können bei der Erleichterung der allgemeinen Gewebereparatur sowie regenerative Wachstum von Nervenfasern in und über den betroffenen Bereich unterstützen. Zwei experimentelle Therapiestrategien werden vorgestellt: (1) Implantation eines neuartigen microconnector Gerät in einen akut und vollständig durchtrennt Brust-Ratte Rückenmark Rückenmarksgewebe Stümpfe trennt neu anpassen, und (2) Polyethylenglykol Füllung des SCI-Website in chronisch lädierten Ratten nach Narbe Resektion. Die chronische Rückenmark Läsion in diesem Modell ist eine komplette Rückenmark durchtrennt, die 5 Wochen vor der Behandlung zugefügt wurde. Beide Methoden haben in letzter Zeit sehr viel versprechende Ergebnisse und gefördert axonalen Nachwachsen, vorteilhaft Zellinvasion und funktionelle Verbesserungen erreichtin Nagetiermodellen von Rückenmarksverletzungen. Die mechanische microconnector System (MMS) ist ein Mehrkanalsystem aus Polymethylmethacrylat (PMMA) besteht mit einem Auslass Schlauchsystem Unterdruck auf die mMS anzuwenden Lumen somit das Rückenmark Stümpfe in die Wabenstrukturierten Löcher ziehen. Nach der Implantation in den 1 mm Gewebespalt wird das Gewebe in die Vorrichtung gesaugt. Weiterhin sind die Innenwände der mMS zur besseren Gewebeadhäsion mikrostrukturiert. Im Falle der chronischen Ansatz Rückenmarksverletzungen, Rückenmarksgewebe - Bereich einschließlich der Narbe gefüllte Läsion - ist auf einer Fläche von 4 mm in der Länge reseziert. Nach der mikrochirurgisches scar Resektion wird der resultierende Hohlraum mit Polyethylenglykol (PEG 600) gefüllt ist, das eine ausgezeichnete Substrat bereitzustellen , um Zellinvasion, Revaskularisation, die Regeneration von Axons und sogar kompakter Remyelinisierung in vivo gefunden wurde.

Gewebekonservierung, Axonal Nachwachsen und funktionellen Zugewinn von mMS Einpflanzung nach akutem vollständiger Durchtrennung des Rückenmarks Es wird gezeigt , dass die akute Implantation der mMS die vollständig durchtrennt Rückenmark Stümpfe stabilisiert und verringerte Schrumpfung des Gewebes (2A im Vergleich zu B). Wie in Sagittalschnitten durch Trichrom - Färbung sichtbar gemacht , ist die grüne Bin...

Schwere Rückenmarksverletzungen führen oft zu Gewebedefekten. Es werden zwei Möglichkeiten beschrieben, solche Lücken erfolgreich zu überbrücken, um die Gewebeanpassung, regenerative Reaktionen und funktionelle Verbesserung bei Ratten durch die Implantation eines mechanischen Mikrokonnektorsystems nach akuter Verletzung und fünf Wochen nach vollständiger Rückenmarksdurchtrennung zu fördern.

Experimentelle Strategien große Gewebelücken in das verletzte Rückenmark nach akutem zu überbrücken und chronische Lesion

After a spinal cord injury (SCI) a scar forms in the lesion core which hinders axonal regeneration. Bridging the site of injury after an insult to the ...

Das übergeordnete Ziel dieses Videos ist es, die ADOR-Methode (Assembly-Disassembly-Organization-Reassembly) zur Herstellung neuer Zeolithmaterialien zu demonstrieren, bei der ein vorgefertigter Zeolith zunächst in seine Bestandteile zerlegt wird, bevor diese anschließend auf unterschiedliche Weise neu organisiert und wieder zusammengesetzt werden, um neue Materialien zu bilden. Zeolithe sind äußerst wichtige Feststoffe, die in einer Vielzahl von Industrien eingesetzt werden, von Katalysatoren in der Ölraffination bis hin zu antibakteriellen Beschichtungen auf medizinischen Geräten. Die ADOR-Methode zur Herstellung von Zeolithen unterscheidet sich stark von den traditionellen Verfahren der Zeolithsynthese.Und infolgedessen unterscheiden sich auch die Arten von Materialien, die wir herstellen können. Dies eröffnet zahlreiche Möglichkeiten für neue Anwendungen. In diesem Video zeigen wir Ihnen, wie man zwei neue Zeolithe mit unterschiedlichen Porengrößen herstellt: IPC-4, das die kleinste Porengröße aufweist, und das größere IPC-2.Um den Mutter-Ge-UTL-Zeolith herzustellen, lösen Sie zunächst 1,08 Gramm Germaniumdioxid in 15 Milliliter einer Lösung des Strukturdirigierenden Agents. Geben Sie 1,246 Gramm pyrogenes Siliciumdioxid portionenweise zur Lösung hinzu und rühren Sie weitere 30 Minuten, bis eine homogene Lösung entsteht. Überführen Sie das resultierende Gel in einen mit Polytetrafluorethylen ausgekleideten Autoklaven.Anschließend in einen Ofen geben und 10 Tage lang auf 175 Grad Celsius erhitzen. Nach 10 Tagen das Autoklav aus dem Ofen nehmen und langsam auf Raumtemperatur abkühlen lassen. Das weiße Zeolithprodukt durch Filtration gewinnen.Mit reichlich Wasser waschen, bevor das Zeolith bei 70 Grad Celsius über Nacht getrocknet wird. Entfernen Sie das strukturleitende Mittel aus den Poren des Zeoliths, indem Sie das Zeolith mit einer Heizrate von 1 Grad Celsius pro Minute auf 550 Grad Celsius erhitzen, die Temperatur dann sechs Stunden lang bei 550 Grad Celsius halten und anschließend mit einer Abkühlrate von 2 Grad Celsius pro Minute auf Raumtemperatur abkühlen. Erstellen Sie ein Pulver-Röntgenbeugungsmuster, um die Struktur gemäß der Anweisung des Herstellers zu bestätigen.Bewahren Sie den kalzinierten Zeolith in einer trockenen, inerten Atmosphäre auf, um eine Hydrolyse des Materials zu verhindern. Um den Ausgangszeolithen abzubauen, hydrolysieren Sie das Germanosilikat UTL, um IPC-1P zu bilden, indem Sie 1 Gramm kalzinierten Zeolith zu 160 Milliliter einer 0,1-molaren Salzsäurelösung hinzufügen. Nach dem Erhitzen dieser Mischung bei 95 Grad Celsius für 18 Stunden auf Raumtemperatur abkühlen lassen und den Feststoff durch Filtration mit Filterpapier zurückgewinnen.Spülen Sie den Feststoff mit großen Mengen Wasser und trocknen Sie ihn über Nacht bei 70 Grad Celsius. Die letzten Schritte bestehen darin, den IPC-1P zu ordnen und in den neuen Zeolithen erneut zusammenzusetzen. Um den Zeolith IPC-4 herzustellen, geben Sie 0,5 Gramm IPC-1P in einen keramischen Tiegel.Erhitzen Sie die Probe auf 575 Grad Celsius mit einer Heizrate von 1 Grad Celsius pro Minute. Halten Sie die Temperatur anschließend sechs Stunden lang bei 575 Grad Celsius, bevor Sie auf Raumtemperatur mit einer Abkühlrate von 2 Grad Celsius pro Minute abkühlen. Nehmen Sie ein Pulver-Röntgenbeugungsspektrum auf, um die Struktur gemäß der Anweisung des Herstellers zu bestätigen.Zur Herstellung des IPC-2-Zeoliths werden 0,5 Gramm IPC-1P zu 10 Milliliter 1,0-molarer Salpetersäurelösung gegeben. Anschließend werden 0,1 Gramm Diethoxymethylsilan zur Lösung hinzugefügt. Die Lösung wird in einen mit Polytetrafluorethylen ausgekleideten Autoklaven überführt.Und 18 Stunden lang bei 175 Grad Celsius im Ofen erhitzen. Den Autoklaven aus dem Ofen nehmen und auf natürliche Weise auf Raumtemperatur abkühlen lassen. Das weiße Produkt durch Filtration gewinnen, mit reichlich Wasser waschen und über Nacht bei 70 Grad Celsius trocknen.Das Produkt in einen keramischen Tiegel geben und mit einem Heiz-Kühl-Protokoll erhitzen. Abschließend ein Pulver-Röntgenbeugungsspektrum gemäß dem Protokoll des Herstellers aufnehmen, um die Struktur zu bestätigen. Die Herstellung von IPC-4 beginnt mit dem vorgefertigten Germanium-UTL.Die Exposition gegenüber einer 0,1-molaren sauren Lösung führt zur Disassemblierung, wodurch IPC-1P entsteht. Die IPC-1P-Schichten werden anschließend in einer günstigen Orientierung angeordnet. An diesem Punkt werden die Schichten durch Kondensation zu einem Zeolithen reassembliert, wodurch IPC-4 entsteht.Hier ist der gesamte Prozess zur Herstellung von IPC-2 dargestellt. Die Einwirkung einer 0,1-molaren sauren Lösung führt, wie zuvor, zur Bildung von IPC-1P. Anschließend werden zusätzliche Siliciumspezies zwischen den Schichten des resultierenden IPC-1P eingeführt, um das System zu organisieren.Die Schichten werden anschließend durch Kondensation zu einem Zeolith umgesetzt, wodurch IPC-2 entsteht. Der Unterschied zwischen den endgültigen Materialien IPC-2 und IPC-4 liegt in ihrer Porengröße, die durch die Einführung zusätzlichen Siliziums zwischen den Schichten verursacht wird. Der Unterschied zwischen den beiden Strukturen ist in den Röntgenbeugungsmustern erkennbar.Das intensivste Peak für IPC-2 liegt bei einem niedrigeren 2-Theta-Winkel als das für IPC-4, was zeigt, dass es eine größere Elementarzelle besitzt. Andere Techniken, wie Stickstoffadsorptionsversuche, können ebenfalls verwendet werden, um den Unterschied in der Porengröße zwischen den Materialien zu veranschaulichen. IPC-4 weist eine geringere Kapazität für Stickstoff auf als IPC-2, während der ursprüngliche UTL-Zeolith die höchste Kapazität für Stickstoff aufweist.Wenn man dieses Verfahren einmal beherrscht, handelt es sich um eine zuverlässige und allgemeine Methode zur Herstellung von Zeolithen. Variationen des Verfahrens, die in der Literatur zu finden sind, können zu anderen Zeolithen wie IPC-6, IPC-7, IPC-9 und IPC-10 führen. Nach seiner Entwicklung ebnete diese Technik den Forschern auf dem Gebiet der Zeolithe den Weg, die Synthese von Materialien zu erforschen, die zuvor als undurchführbar angesehen wurden.Solche Arbeiten eröffnen große Möglichkeiten, Zeolithe mit neuen Strukturtypen herzustellen, von denen wir hoffen, dass sie anschließend neue Anwendungen ermöglichen. Nach dem Anschauen dieses Videos sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie der ADOR-Prozess durchgeführt wird, und nach etwas Übung sollten Sie in der Lage sein, die in der veröffentlichten Literatur aufgeführten Modifikationen vorzunehmen, um alle anderen möglichen Zeolithe ebenfalls herzustellen. Die wesentlichen Vorteile dieser Technik bestehen darin, dass die endgültigen Materialien tatsächlich vorhersagbar sind und dass die Porosität des endgültigen Feststoffs auf eine Weise kontrollierbar ist, die bei der traditionellen Zeolithsynthese nicht möglich ist.Im Allgemeinen haben Personen, die neu in dieser Methode sind, Schwierigkeiten, da sie dem widerspricht, was normalerweise gedacht wird. Anstatt das Material von unten nach oben aufzubauen, nimmt man zunächst ein Material und zerlegt es, bevor man es zu einem Material mit einer neuen Struktur wieder zusammensetzt.

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Forschung

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowissenschaften

Traumatische Verletzungen des Rückenmarks stört die Kommunikation mit dem Gehirn. Zur Wiederherstellung verloren Konnektivität nutzen wir ein peripherer Nerv Transplantat zu einem Substrat zur Regeneration von Fasern in Kombination bieten mit neurotrophen Faktoren und Matrix-modulierenden Enzyme hemmenden Moleküle zu entfernen, um Langstrecken-Wachstum zu fördern.

Die Kombination Peripheral Nerve Grafting und Matrix Modulation der Verletzte Rat Spinal Cord Repair

Quelle: Lee, Y., et.al. Transplantation von Schwann-Zellen in PVDF-TrFE-Leitungen zur Überbrückung von durchtrennten Rückenmarksstümpfen von Ratten zur Förderung der Axonregeneration über die Lücke. J. Vis. Exp. (2017)Dieses Video zeigt die Verwendung eines piezoelektrischen Polymerkanals, der mit Schwann-Zellen besiedelt ist, um die Axonregeneration in einem durchtrennten Rückenmark einer Ratte zu fördern. Die Leitung sorgt für die strukturelle Führung, während ihre bioelektrischen...

Schwann-Zell-ausgesiedelte Leitungen für die axonale Regeneration nach Rückenmarksverletzungen

Eine neue Technik, um eine reproduzierbare...

Controlled Cervical Laceration Verletzungen in Mäuse

Fibrin-Matrices, die Wachstumsfaktoren wurden verwendet, um aufgepfropften neuronalen Stammzellen in Websites von kompletten Durchtrennung des Rückenmarks zu behalten. Transplantierten Zellen die Läsion Hohlraum vollständig gefüllt ist und in mehrere neuronale Zelltypen, einschließlich Neuronen, die Axone in Wirtsrückenmark über lange Distanzen erweitert differenziert.

Förderung von Überleben und die Differenzierung neuraler Stammzellen mit Fibrin und Growth Factor Cocktails nach schweren Rückenmarksverletzungen

Die Behandlung von zervikalen Rückenmarksverletzungen sowohl mit selbstorganisierenden Peptiden (SAP) als auch mit neuralen Vorläuferzellen (NPC) zusammen mit Wachstumsfaktoren ist ein vielversprechender Ansatz, um die Regeneration und Genesung zu fördern. Es wird ein Kontusions-/Kompressions-Aneurysma-Clip-Rattenmodell für zervikale Querschnittlähmung und eine kombinierte Behandlung mit SAP-Injektion und NPC-Transplantation etabliert.

Synergetische Nutzung von neuralen Vorläuferzellen und Self-Montage Peptide in Experimental Cervical Spinal Cord Injury

Verletzungen des Rückenmarks ist eine traumatische Erkrankung, die schwere Morbidität und hoher Sterblichkeit führt. In dieser Arbeit beschreiben wir im Detail eine Quetschung Modell der Verletzung des Rückenmarks in Mäusen, gefolgt von einer Transplantation von neuralen Stammzellen.

Neural Stem Cell Transplantation in Experimental Gequetscht Modell von Rückenmarksverletzungen

Hier präsentieren wir ein Protokoll, das am Rückenmark Scheiben auf Multielektrodenarrays kultiviert, um funktionelle Regeneration propriospinale Verbindungen in vitro-Studie basiert.

Untersuchung funktionelle Regeneration im Organotypische Spinal Cord Co-Kulturen auf Multi-Elektroden-Arrays Grown

Dieser Artikel beschreibt eine Methode zum Einfügen eines hohlen Bindeglied zwischen Rückenmark Stümpfe nach vollständige Durchtrennung und mit Schwann-Zellen (SCs) und injizierbare Basalmembran Matrix zu überbrücken und zur Förderung Axon Regeneration über die Lücke füllen.

Transplantation von Schwann-Zellen im Inneren PVDF-TrFE Conduits, durchtrennten Ratte Rückenmark Stümpfe zur Förderung der Axon Regeneration über die Lücke zu überbrücken

Hier beschreiben wir chirurgische Verfahren zur Herstellung einer zuverlässigen Rückenmarks-Lateral-Hemisektion (HX) auf der9. Brustebene bei erwachsenen Ratten und neuroverhaltensbezogene Beurteilungen, die zum Nachweis asymmetrischer Defizite nach einer solchen einseitigen Verletzung entwickelt wurden.

Spinal Cord Lateral Hemisection und Asymmetrische Verhaltensbeurteilungen bei erwachsenen Ratten

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.

Etablierung eines Maus-Kontusionsmodells für Rückenmarksverletzungen basierend auf einer minimal-invasiven Technik

Erfahren Sie Strategien zur Überbrückung großer Gewebelücken im verletzten Rückenmark bei Ratten durch ein mechanisches Mikroverbindungssystem. Diese Methode fördert die Geweberegeneration und funktionelle Erholung.

Experimentelle Strategien große Gewebelücken in das verletzte Rückenmark nach akutem zu überbrücken und chronische Lesion

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