Modello di onda d'esplosione a bassa intensità per la valutazione preclinica della lesione cerebrale traumatica lieve a testa chiusa nei roditori

Questo protocollo produce una lesione cerebrale a testa chiusa non invasiva che ricapitola l'esperienza umana di un infortunio sportivo o dell'esposizione a un'esplosione in campo aperto. Il vantaggio principale di questo protocollo è che consente il movimento della testa al fine di catturare gli eventi di accelerazione/decelerazione inerenti a molte forme di trauma cranico. Questo modello cerca di ricapitolare l'esperienza umana di vari fattori di trauma cranico e consente la valutazione di sequele di trauma cranico clinicamente rilevanti.

A causa degli effetti di accelerazione/decelerazione del modello, stiamo riproducendo i fattori e le esperienze inerenti alle forme comuni di trauma cranico osservate clinicamente. Iniziate acquistando tutte le parti di lavoro necessarie per la configurazione e installatele singolarmente sui tavoli di scorrimento della macchina fissati su una superficie stabile e facile da pulire in acciaio inossidabile in uno spazio di laboratorio approvato per gli esperimenti sugli animali. Fissare la protezione del tubo in PVC perpendicolarmente alla configurazione del tubo dell'ammortizzatore in modo che il corpo dell'animale sia completamente coperto, lasciando sporgere solo la testa.

Montare a parete una bombola del gas vicino all'impianto seguendo le norme di sicurezza pertinenti. Dopo aver preparato tutti i materiali necessari per l'esperimento, verificare la configurazione per una corretta installazione regolando i parametri in base allo scopo dello studio. Tagliare con cura la membrana in poliestere e inserirla tra la sezione di trasmissione e quella di guida.

Fissarlo serrando i bulloni di collegamento. Posizionare tre sensori di pressione all'uscita del tubo d'urto a un angolo di 120 gradi l'uno dall'altro per monitorare le proprietà dell'onda d'urto durante l'induzione del trauma cranico. Utilizzando il micrometro, assicurarsi che la distanza dall'estremità dell'apparecchio del tubo d'urto sia corretta per ciascun soggetto.

Mantenere costante la posizione della testa del roditore all'interno degli studi per consentire una valutazione coerente delle lesioni. Utilizzando l'interfaccia utente grafica del software, avviare la registrazione dai sensori di pressione. Posizionare il roditore completamente anestetizzato nella protezione del tubo in PVC con imbottitura per proteggere gli organi periferici dall'onda d'urto.

Posizionare la testa all'interno dell'area di posizionamento della testa e supportata dal basso da una garza. Determinare l'allineamento della testa in base all'anatomia di ciascun roditore con il condilo occipitale allineato con il bordo della schermatura protettiva. Aprire la valvola principale del serbatoio del gas compresso per produrre un picco di pressione che rompe la membrana e una forte esplosione che conferma la generazione dell'onda di pressione.

La membrana sarà visivamente rotta quando rimossa dopo l'esperimento. Chiudere il flusso di gas immediatamente dopo aver sentito l'esplosione. Rimuovere il roditore dall'apparecchio e posizionarlo su un lato su una superficie piana direttamente adiacente al tubo d'urto.

Non appena riacquista il suo riflesso raddrizzante, posizionalo nella rispettiva gabbia domestica e monitoralo per le reazioni avverse per le prossime 24 ore. Pulisci l'impianto con un detergente per rimuovere l'odore e prepararti per il prossimo esperimento. Le pressioni di picco sono aumentate in concordanza con lo spessore della membrana nell'area di posizionamento della testa e all'uscita dell'apparato del tubo d'urto, dimostrando che sono scalabili.

I topi esposti a un'onda d'urto prodotta con la membrana da 76,2 micrometri hanno mostrato un aumento significativo del tempo del riflesso di raddrizzamento rispetto ai controlli fittizi, suggerendo che questa onda d'urto induce perdita di coscienza. Al contrario, i topi esposti a un'onda d'urto dalla membrana da 50,8 micrometri non hanno mostrato aumenti significativi del tempo riflesso di raddrizzamento, indicativo di una forma lieve di trauma cranico. L'esposizione a un'onda d'urto con la membrana da 76,2 micrometri ha prodotto una significativa diminuzione della temperatura corporea dei topi indotti da TBI durante la prima ora rispetto ai loro controlli fittizi, suggerendo un effetto fisiologico significativo.

I topi sottoposti a lesione cerebrale traumatica con la membrana da 76,2 micrometri hanno mostrato una riduzione acuta tempo-dipendente del peso corporeo totale un giorno dopo il trauma cranico rispetto ai controlli fittizi e una significativa diminuzione dell'attività locomotoria. È importante fissare adeguatamente la membrana per la generazione di onde d'urto riproducibili. Prima della sperimentazione in vivo, l'onda d'urto deve essere catturata e valutata utilizzando sensori di pressione.

Le valutazioni neurologiche come il tempo riflesso di raddrizzamento acuto, la locomozione e/o valutazioni comportamentali più complesse della cognizione possono essere eseguite seguendo il protocollo TBI. La neuroinfiammazione e/o la neuropatologia possono anche essere valutate utilizzando test biochimici pertinenti.