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Generazione di un modello murino di lesione cerebrale traumatica utilizzando un dispositivo di impatto

July 8th, 2025

In This Article

Abstract

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Fonte: Schwulst, S. J. et al. Modello murino di impatto corticale controllato per l'induzione di lesioni cerebrali traumatiche. J. Vis. Exp. (2019)

Questo video mostra la procedura per indurre una lesione cerebrale traumatica (TBI) in un modello murino. Un topo anestetizzato con un cranio esposto viene prelevato per creare un'apertura nel cranio, quindi viene indotta una lesione corticale controllata utilizzando un dispositivo di impatto. La lesione danneggia il tessuto cerebrale, causando una compromissione della funzione cognitiva e della coordinazione motoria.

Protocol

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Tutte le procedure che coinvolgono modelli animali sono state esaminate dal comitato istituzionale locale per la cura degli animali e dal comitato di revisione veterinaria JoVE.

1. Indurre l'anestesia

  1. Anestetizzare il topo con ketamina (125 mg/kg) e xilazina (10 mg/kg) iniettate per via intraperitoneale.

2. Monitoraggio dei segni vitali ogni 15 minuti

  1. Monitora la temperatura, la frequenza respiratoria e il colore della pelle. Il mouse dovrebbe essere caldo al tatto. La pelle deve apparire rosa e ben perfusa. La frequenza respiratoria dovrebbe variare da 50 a 70 respiri al minuto.

3. Procedure pre-chirurgiche

  1. Pesare tutti i topi il giorno prima dell'induzione della lesione.
  2. Sterilizzare un set di strumenti chirurgici in autoclave per ogni soggetto sperimentale. Sterilizzare il dispositivo impattante prima dell'uso.
  3. Preparare una gabbia di recupero posizionando una gabbia pulita sopra un termoforo elettrico impostato su "basso" e posizionato in modo tale che i topi possano allontanarsi dal calore una volta deambulanti.
  4. Allestire la sala operatoria all'interno di una cappa a flusso laminare sterilizzata.
    1. Posizionare il telaio di comando stereotassico.
    2. Fissare il dispositivo di impatto al telaio stereotassico.
    3. Impostare il dispositivo di azionamento con i parametri biomeccanici desiderati per la velocità e il tempo di permanenza.
      nota: In questo protocollo viene descritta una grave lesione cerebrale utilizzando una punta d'impatto di 3 mm di diametro tramite una craniectomia di 5 mm di diametro con la velocità impostata a 2,5 m/s e un tempo di permanenza di 0,1 s. Un'ampia gamma di parametri biomeccanici può essere utilizzata per indurre l'intero spettro di trauma cranico.
  5. Indossa nuovi dispositivi di protezione individuale e guanti sterili.
  6. Radere il pelo dal sito operatorio utilizzando tosatrici elettriche.
  7. Applicare un unguento oftalmico protettivo sugli occhi del topo per prevenire lesioni corneali e secchezza.
  8. Posizionare il mouse in sala operatoria.
  9. Prepara la pelle con uno scrub chirurgico a base di iodio alternato ad alcool tre volte.

4. Applicazione dell'impatto corticale controllato

  1. Incidere il cuoio capelluto di 1 cm nella linea mediana con un bisturi esponendo il cranio.
  2. Posizionare il mouse all'interno di un telaio operativo stereotassico fissando le ossa temporali bilaterali tra le barre auricolari in miniatura e bloccando gli incisivi all'interno di un morsetto per incisivi creando una presa stabile a tre punti sulla testa del topo.
  3. Ritrarre il cuoio capelluto dal sito operatorio con un emostatico o una pinza di bloccaggio per assicurarsi che il cuoio capelluto non entri in contatto con la punta del trapano durante la craniectomia.
  4. Identificare le suture sagittali e coronali sul cranio esposto.
    nota: Questo protocollo centra la craniectomia 2 mm a sinistra della sutura sagittale e 2 mm rostrale alla sutura coronale.
  5. Eseguire una craniectomia utilizzando un trapano con una punta da trapano a trephine.
    1. Per eseguire la craniectomia, attivare prima il trapano alla massima velocità e poi applicare la punta del trapano a trefina perpendicolare al cranio nel sito della craniectomia.
    2. Applicare una pressione delicata e uniforme sul trapano una volta che il contatto è avvenuto con il cranio. Si avvertirà un leggero "cedimento" una volta che il trapano penetra attraverso il cranio. Non penetrare la sottostante dura.
      nota: Questo protocollo utilizza una punta da trapano in trephine da 5 mm per eseguire la craniectomia.
  6. Utilizzare una pinza e un ago ipodermico di piccolo calibro per rimuovere il lembo osseo, esponendo completamente la dura madre sottostante.
  7. Ruotare la punta dell'impattatore nel campo operatorio e abbassarla fino a quando non entra in contatto con la dura madre esposta. Una volta effettuato il contatto, il sensore di contatto dello strumento emetterà un segnale acustico per avvisare il chirurgo che il contatto è stato effettuato. In questo modo viene indicato il punto zero a partire dal quale è impostata la profondità di deformazione.
    nota: Questo protocollo utilizza una punta d'impatto da 3 mm per generare una grave lesione. Punte piccole fino a 1 mm possono essere utilizzate per applicare lesioni più localizzate.
  8. Ritrarre la punta d'impatto e impostare la profondità d'impatto desiderata abbassando la posizione del dispositivo di impattaggio sul telaio stereotassico.
    nota: In questo protocollo descriviamo una lesione grave impostando la profondità di deformazione a 2 mm.
  9. Applicare la lesione attivando l'impattatore sul dispositivo di azionamento.
  10. Ruotare il dispositivo di impatto fuori dal campo e rimuovere l'animale dal telaio stereotassico.

5. Chiusura del sito chirurgico

  1. Controllare l'emorragia dal cranio e dalla superficie corticale lesa con la pressione diretta di un applicatore sterile con punta di cotone.
  2. Asciugare il cranio con un applicatore sterile con punta di cotone.
  3. Chiudere il cuoio capelluto sopra la craniectomia utilizzando un adesivo chirurgico disponibile in commercio o una sutura monofilamento.
    nota: In questo protocollo viene utilizzato un adesivo chirurgico veterinario per chiudere il cuoio capelluto. Il lembo osseo non viene sostituito e viene scartato.

6. Cura e monitoraggio post-operatorio

  1. Somministrare analgesia post-operatoria (ad es. buprenorfina a rilascio prolungato 0,1-0,5 mg/kg somministrata per via sottocutanea fornendo 72 ore di analgesia prolungata).
  2. Posizionare l'animale nella posizione laterale di recupero dal decubito in una gabbia pulita e preriscaldata.
  3. Osserva gli animali fino a quando non sono svegli e mobili, quindi riporta ogni topo nella sua gabbia di casa.
  4. Garantire il libero accesso a cibo e acqua. La normale assunzione di cibo e acqua riprende in genere entro una o due ore dall'infortunio.
  5. Misurare il peso corporeo ogni tre giorni durante l'esperimento.

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Disclosures

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$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
Nessun conflitto di interessi dichiarato.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Soluzione sterile di xilazina per iniezione AnaSedLLOYD, Inc.5939911020
Buprenorfina SR Lab 0,5 mg/mLZoopharm-Wildlife Pharmaceuticals Stati Uniti d'AmericaBSRLAB0.5-182012
Micromotore rotativo ad alta velocità KiT0Azienda elettrica ForedomK.1070
Imapact uno per Stereotaxix CCILeica Biosystems Nussloch GmbH39463920
Ketathesia Ketamina HCl Iniezione USPHenry Schein, IncCodice: 56344
Base stereotassica specifica del topoLeica Biosystems Nussloch GmbH39462980
Trephine per Micro DrillStrumenti di scienza fine, IncCodice: 18004-50

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Traumatic Brain InjuryControlled Cortical ImpactMouse ModelStereotaxic FrameImpactor DeviceCraniectomy ProcedureDura Mater ExposureScalp IncisionBone Flap RemovalPostoperative Analgesia

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