側流打楽器損傷装置のメンテナンス

サマリー

側流性パーカッション損傷(LFPI)デバイスが確実に機能するためには、適切なケアとメンテナンスが不可欠です。ここでは、LFPIデバイスを適切に洗浄、充填、組み立て、および最適な結果を得るために適切に維持する方法を示します。

要約

外傷性脳損傷(TBI)は、年間約250万件の緊急治療室への訪問と入院を占めており、子供と若年成人の死と障害の主な原因です。TBIは頭部に突然の力が加わったことによって引き起こされ、ヒトのTBIとその根底にあるメカニズムをよりよく理解するためには、実験的な損傷モデルが必要です。側液パーカッション損傷(LFPI)は、出血、血管破壊、神経学的欠損、ニューロン喪失など、LFPIと比較してヒトTBIに見られる病理学的変化が類似しているため、一般的に使用される損傷モデルです。LFPIは振り子と流体充填シリンダーを採用しており、後者は一方の端に可動ピストンを持ち、もう一方の端に剛性のある流体充填チューブへのルアーロック接続を備えています。動物の準備には、頭蓋切除術を行い、その部位にルアーハブを取り付けることが含まれます。翌日、損傷装置からのチューブが動物の頭蓋骨のルアーハブに接続され、振り子が指定された高さまで持ち上げられて解放されます。振り子とピストンの衝撃は、チューブ を介して 動物の無傷の硬膜に伝達される圧力パルスを生成し、実験的なTBIを生成します。怪我の特徴と重症度はデバイスの状態によって大きく異なる可能性があるため、LFPIデバイスが確実に機能するためには、適切なケアとメンテナンスが不可欠です。ここでは、LFPIデバイスを適切にクリーニング、充填、および組み立てる方法を示し、最適な結果を得るために適切に維持されるようにします。

概要

外傷性脳損傷(TBI)は、頭に突然の力が加えられることによって引き起こされます。身体的衝撃に起因する一次損傷に続いて、TBI生存者は一般的に、最初の損傷に対する生理学的反応に関連する認知障害や神経学的機能障害を含む二次損傷を経験します¹。世界中で年間約6,900万人がTBIに苦しんでいると推定^{されています2}。米国だけでも、毎年約250万件のTBI関連の緊急治療室への訪問と入院が発生しており、TBIは子供と若年成人の障害と死亡の主な原因の1つになっています³。TBIは軽度、中等度、または重度に分類でき、軽度のTBI(mTBI)がTBI症例の約70%〜90%を占めています⁴。組織学的および認知的TBIの病理は、損傷から数分から数時間以内に発生する可能性があり、TBIの影響は最初の損傷後数か月から数年持続する可能性があります⁵。

実験モデルの開発は、TBIの効果とその根底にあるメカニズムを理解するのに役立ちました。そのようなモデルの1つである側液パーカッション損傷(LFPI)は、in vivoでTBIを評価するために一般的に使用されます。LFPIは、血管破壊、出血、ニューロン喪失、炎症、神経膠症、分子障害など、ヒトTBIに関連する病状を厳密に再現します^6,7,8。LFPI技術は、小児TBIや慢性外傷性脳症などの慢性神経変性状態のモデリングなど、さまざまな実験アプリケーションに使用されます^9,10。LFPIは、損傷の重症度を調整することを可能にする実験的TBIの明確に定義された再現可能な方法です¹¹。LFPIデバイスには、加重ハンマー付き振り子、ピストン、流体充填シリンダー、圧力トランスデューサー、デジタルオシロスコープ、動物の頭蓋骨のハブに取り付けるルアーロック付きのシリンダーの端にある小さなチューブなど、いくつかの重要なコンポーネントがあります(図1)。LFPIは、振り子をピストンに振り、液体(脱気された脱イオン水または生理食塩水)を介して付着した動物の脳に圧力の波を発生させることによって機能します。これにより頭蓋内圧が上昇し、TBI¹²の機械的特徴と生物学的変化が再現されます。さらに、LFPI実験で使用される動物は、脳を装置の流体圧力の影響にさらすために頭蓋切除術を受ける。

LFPIデバイスが正確に機能していることを確認するには、定期的なメンテナンスと監視が必要です。次の方法は、デバイスへの汚染気泡の導入を防ぐために不可欠です。ここでは、LFPIデバイスを適切に洗浄、充填、および組み立てる方法を示します。また、LFPIの実行可能性を確認する方法として、オシロスコープの出力とマウスの右設定時間についても説明します。

プロトコル

1.LFPIシリンダーのクリーニング

1. トランスデューサハウジングと充填ポートに取り付けられているシリンジ、および圧力トランスデューサに接続されているケーブルを慎重に取り外します(損傷装置コンポーネントの概略図については 、図1 を参照してください)。
2. シリンダーを落とさないように注意しながら、デバイスの背面にあるハンドノブをシリンダーclから緩めますamp シリンダーを解放します。
3. シリンダー、トランスデューサー、トランスデューサーハウジング、プランジャーOリングの端にあるピストンを取り外します。
4. シリンダーから液体を排出します。
5. 食器用洗剤などの中性洗剤をシリンダーに加え、食器用またはボトルブラシ¹³を使用して軽くこすります。
6. すべての洗剤を確実に洗い流すには、シリンダーを完全に水で満たし、完全にすすいでください。

2.シリンダーの充填に使用される液体の脱気

1. シリンダーを補充する前に真空ポンプを使用して液体を脱気し、新しい気泡の形成を防ぎ、既存の気泡を吸収します。
   注意: シリンダーを満たすには約1.5Lの液体が必要ですが、約2 Lの脱気により、使用およびテスト中に失われた液体を交換するための少量の供給が残ります。
   注意: 家の掃除機は弱すぎて、液体を効果的に脱気することはできません。真空は25-28 inHgの圧力を作り出すことができなければなりません。
2. 流体に攪拌子を追加し、流体容器を攪拌プレートに置きます。脱気プロセス中に流体を攪拌すると、バブリングとガスの放出を刺激するのに役立ちます。攪拌はまた、泡立ちの大幅な急激な増加を防ぎます。
   注意: 気泡がほとんど発生していないときに脱気プロセスが終了する必要があります。これは約45分後に発生します。

3. LFPIデバイスの再組み立て

1. ピストンプランジャーにワセリンの薄層を適用します。
2. シリンダ¹⁴から約32mm突出したプランジャでピストンプランジャを取り付ける。
   注意: 空気は、先頭のOリングの前のプランジャーに頻繁に閉じ込められます。この余分な空気を取り除くには、プランジャーを出し入れしながらひねって、この隙間から空気を取り除きます。
3. ワセリンの薄層を他のOリングにも塗布し、充填ポートのOリングを除いてシリンダーに取り付けます。
4. テフロンテープをトランスデューサーのネジ山に2回巻き付けます。

4.LFPIデバイスとベースへのアタッチメントを補充します

1. 気泡のない脱気液で満たされた10 mLシリンジを、トランスデューサーハウジングのルアーロックハブに接続します。
2. ねじの端を上に向けて探触子を持ち、10 mLシリンジを使用して、探触子のねじ領域内のウェルに脱気液を完全に満たします。ここでの目標は、気泡を導入せずに探触子を十分に充填することです。トランスデューサーの下部にある繊細な膜をよく損傷しないように注意してください。
3. トランスデューサハウジングに空気が再入らないようにシリンダを斜めに配置した状態で、トランスデューサハウジングをシリンダ¹³ に取り付け、レンチを使用してぴったりと締めます。
4. 脱気された流体がシリンダー容量の約2/3に達したら、充填ポートとシリンダーからキャップを取り外します。
5. シリンダーを水平に置き、脱気液でシリンダーを満たします。
   注意: 気泡の形成を避けるために、液体をゆっくりと注ぐことをお勧めします¹⁴。
6. 充填ポートのキャップを元に戻し、すべての活栓を閉じます。
7. 充填口¹⁴に任意の気泡が働くようにシリンダを操作する。
8. 充填ポートの活栓を開き、トランスデューサハウジングのシリンジを使用して流体を注入し、気泡をポート¹⁴から押し出します。
9. デバイス全体を検査し、気泡がないことを確認します。
10. 脱気液で満たされた10mLシリンジを充填キャップのルアーロックハブに追加します。
11. 手ねじを使用してシリンダーをベースに取り付け直します。
12. シリンダーが水平で、振り子の加重ハンマーの中心と揃っていることを確認します。

結果

LFPIデバイスの気泡汚染が波形形成に及ぼす影響をテストしました。デバイスに気泡を注入し、オシロスコープの出力を汚染されていないLFPIデバイスから収集されたオシロスコープのデータと比較しました。条件は、非汚染、5mLの空気の注入、10mLの空気の注入、および15mLの空気の注入であった。すべての条件のすべての衝撃に対して振り子を一定の高さに保ち、条件ごとに15回の衝撃を実行しました。

怪我をしたり、LFPIデバイスをテストしたりする場合、オシロスコープの圧力波形は単一の鋭いピークを示すはずです(図2A)。デバイス内に気泡が存在すると、いくつかの短いピークを持つ波形(図2B)が得られ、気泡を除去する必要があることを示します。デバイスを再組み立てした後、怪我のセッションの前に、振り子を使用して4〜5回のテストドロップ(マウスを取り付けない)を実行して、デバイスが繰り返し機能することを確認することもお勧めします。圧力波形の不規則性に加えて、損傷/偽LFPI後の行動の変...

ディスカッション

上記で概説した手法は、LFPIデバイスを適切に保守する方法を示しています。LFPIデバイスを正しく確実に機能させるには、定期的なクリーニングと監視が必要です。さらに、LFPI手順の侵襲性のために、実験動物の感染を防ぐために装置を徹底的に洗浄することが不可欠です。

デバイス内の気泡の形成を回避することは、最適な怪我と圧力波形を得るために重要です。気泡は脳に伝達される圧力パルスの特性を変化させ、一貫性のない損傷を引き起こし、臨床TBIを適切に再現することを困難にします。ここで収集された補足データは、気泡の汚染が衝撃によって生成される波の電圧を変化させることを示しています。 図3 に示すオシロスコープの出力は、圧力波に対する空気の影響を示すのに役立ちます。波形はそれほどシャープではなく、空気汚染が存在する場合は複数のピークがあります。LFPIデバイスの目標は、脳に単一の測定可能な流体パルスを提供することです。結果は、気泡が存在すると、複数のパルスが生成され、脳にどのような圧力がかかっているかを識別することが困難になることを示唆...

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
2 - ルアーロック機能			針がしっかりと固定され、液体の漏れの可能性を減らします
脱気された流体			は、傷害処置中の気泡形成を減らすのに役立ちます
流体パーカッション傷害(FPI)装置(モデル01-B)	カスタムデザイン&ファブリケーションズ株式会社	N / A	げっ歯類のTBIをモデル化するために使用される傷害装置
中性洗剤			LFPIシリンダーを徹底的に洗浄することができます
ワセリン			撥水剤として使用され、LFPIデバイスを錆から保護する
テフロンテープ			LFPIデバイスのパイプジョイントの密閉性を高めます
※LFPIデバイス以外の材料は、信頼できる会社から購入できます。

付き10mLシリンジ