無限の地平線インパクターを用いた片側頚髄損傷の打撲のモデル

この手順の全般的な目的は、インフィニット・ホライゾン・インパクターを用いて、頚椎の一側性挫傷モデルを作製することです。まず、カスタム設計のフレームとクランプを構築します。次に、頚椎をクランプに固定します。

次に、脊髄損傷に備えて動物をインパクト装置に配置します。手順の最終ステップは、頸髄を損傷させることです。この処置により、持続的かつ十分な機能欠損を伴う一貫した損傷モデルが作製されます。

最終的に、この損傷モデルの再現性と低い罹患率は、脊髄損傷研究に使用される動物数を削減することにつながります。この手順の実演を行うのは、私の研究室のリサーチアソシエイトであるj Leeです。彼/彼女は、脊髄に一貫した再現性のあるバイオメカニカルな力を加えるため、ここ数年このモデルの開発に尽力してきました。この手順では、Infinite Horizon（IH）脊髄損傷インパクター、クランプ、および保持用フレームを使用します。

動物は、IHインパクト器を装着できるようにカスタム設計および製作されました。動物が外科的麻酔平面に達したことを確認した後、動物を脳定位固定装置に固定し、背面の筋肉を慎重に切開して脊髄を露出させます。C4からC6の椎板が露出したら、Friedman Pearson 鉗子を用いて、C4からC6の横突起の下にクランプを装着できるよう、脊髄の両側の横突起の下を切開します。

クランプの挿入を容易にするため、硬膜と脊髄を視認できるように、左側のC5椎弓を慎重に除去します。動物を支えて脊髄を上げるために、直径1.5 centimeterのロッドを腕の下に滑り込ませます。クランプのジョーをC4からC6の外側横突起に取り付け、ネジを締めます。22.5度（22 and a half degree）の角度で固定された、フレームの中央2本のロッドにある金属ホルダーにクランプを挿入します。

動物が平らに横たわるまでシザージャッキを上げます。クランプの上に小型の水準器を置き、クランプが水平であることを確認してください。次に、ネジを締め付けます。すべてのネジがしっかりと締まっており、セットアップが固定され、一切の動きがないことが重要です。

垂直調整ノブとIHインパクターにある2つの水平調整ノブを使用して、インパクターチップを下げ、チップの中心がC6棘突起の頂点の上に位置するように調整します。チップの中心が合ったら、Y軸調整ノブを1.4 millimeters回して、チップを左側に水平移動させます。次に、X軸水平調整ノブを使用して、チップをC5の中心に移動させます。

次に、チップを硬膜の直上まで下げ、インパクターチップを灰白質の外側半分に向けます。垂直調節ノブを回して、チップを硬膜から4 mm上に上げます。IHインパクターソフトウェアを使用し、綿棒で衝撃部位が乾燥していることを確認してください。

プログラムで希望の荷重を150 kilodonsに設定し、[start experiment]を選択して衝撃を誘発します。このアニメーションでは、荷重設定150 kilodons、角度22.5度において、頸髄の断面でどのように片側性損傷が作られるかを示しています。荷重対時間のグラフを挿入図として表示しています。

これらのグラフは、IHインパクトにより加えられた典型的な150キロDの挫傷における、記録された時間対変位および時間対力の関係を示しています。赤色の矢印は、インパクトが20キロドンに達し、変位の記録が開始された時点を示しています。記録によると、実際に到達した力は152キロドンであり、脊髄への衝撃または変位は1,287マイクロメートルであったことが測定されました。

4つの行動テストの結果、脊髄損傷により、実験期間を通じて統計的に有意な四肢機能障害が認められましたが、これは同側の前肢のみに限定されていました。いずれの場合においても、機能障害は損傷後6週間にわたって持続しました。典型的な150 kilo nine挫傷部位を横断する一連の脊髄切片では、損傷によって同側の灰白質および白質にダメージが生じていることが示されました。

損傷側の赤核脊髄路と皮質脊髄路の両方が損傷領域に含まれています。しかし、これらの路における軸索の一部が温存されている可能性を排除することはできません。80%以上の動物において、実質損傷は同側に限定されていました。

追加セクションの定量化により、白質および灰白質の温存の累積的な広がりの概算が得られ、本ケースでは損傷中心から吻側および尾側に 2,400 micrometers でした。対側と比較して、同側では白質の 51.8% のみが温存され、灰白質の 39.7% が残存していました。このビデオを視聴することで、infinite horizon impactor を用いて一貫性のある頸髄単側脊髄損傷を誘発する方法について、十分に理解できたはずです。

この損傷モデルは、脊髄損傷に対する潜在的な前臨床療法の試験に有用なツールとなるだけでなく、モデルの再現性が高いため、この種の脊髄損傷研究に使用される動物数を削減することも可能になります。また、本モデルの非常に魅力的な点として、動物の罹患率（モビディティ）を最小限に抑えられることが挙げられます。機能欠損は片方の前肢に限定されており、このように罹患率を最小限にする取り組みは、前臨床脊髄損傷研究を行う上で重要な側面であると考えています。