2020년 11월 6일
우리는 여기에 설치류를위한 폭발파 모델의 프로토콜을 제시하여 경증에서 중등도의 외상성 뇌 손상의 신경 생물학적 및 병리 생리학적 효과를 조사합니다. 우리는 압력 센서가 장착 된 가스 구동식 벤치 탑 설정을 구축하여 폭발로 인한 경증에서 중등도의 외상성 뇌 손상을 안정적이고 재현 가능한 생성이 가능하도록했습니다.
이 프로토콜은 개방된 경기장에서 스포츠 부상 또는 폭발 노출에 대한 인간의 경험을 요약하는 비침습적 폐쇄 두부 뇌 손상을 생성합니다. 이 프로토콜의 주요 장점은 다양한 형태의 TBI에 내재된 가속/감속 이벤트를 캡처하기 위해 머리를 움직일 수 있다는 것입니다. 이 모델은 TBI의 다양한 요인에 대한 인간 경험을 요약하고 임상적으로 관련된 TBI 후유증을 평가할 수 있도록 합니다.
모델의 가속/감속 효과로 인해 임상적으로 관찰된 일반적인 형태의 TBI에 내재된 요인과 경험을 재현하고 있습니다. 먼저 설정에 필요한 모든 작동 부품을 구하여 동물 실험용으로 승인된 실험실 공간에서 안정적이고 청소하기 쉬운 스테인리스강 표면에 고정된 기계 슬라이드 테이블에 개별적으로 설치합니다. 샥 튜브 설정에 수직으로 PVC 파이프 실드를 고정하여 동물의 몸이 완전히 덮여 머리만 돌출
되도록 합니다.가스 실린더를 관련 안전 규정에 따라 설정에 가깝게 벽에 장착하십시오. 실험에 필요한 모든 재료를 준비한 후 연구 목적에 따라 매개변수를 조정하여 적절한 설치를 위해 설정을 확인하십시오. 폴리에스터 멤브레인을 조심스럽게 절단하여 구동 섹션과 드라이버 섹션 사이에 삽입합니다.
연결 볼트를 조여 고정합니다. TBI 유도 중 폭발파 특성을 모니터링하기 위해 120도 각도로 쇼크 튜브 출구에 세 개의 압력 센서를 배치합니다. 마이크로미터를 사용하여 쇼크튜브 장치 끝까지의 거리가 각 대상에 대해 올바른지 확인하십시오.
일관된 부상 평가가 가능하도록 연구 내에서 설치류의 머리 위치를 일정하게 유지하십시오. 소프트웨어의 그래픽 사용자 인터페이스를 사용하여 압력 센서에서 기록을 시작합니다. 완전히 마취된 설치류를 완충재가 있는 PVC 파이프 실드에 넣어 폭발파로부터 주변 장기를 보호합니다.
머리를 머리 배치 영역 내에 놓고 거즈 패드로 아래에서 지지합니다. 각 설치류의 해부학적 구조에 따라 후두 과두가 보호 차폐막의 가장자리와 정렬된 상태로 머리 정렬을 결정합니다. 압축 가스 탱크의 메인 밸브를 열어 멤브레인을 파열시키는 압력 스파이크와 압력파의 생성을 확인하는 큰 폭발을 생성합니다.
멤브레인은 실험 후 제거될 때 시각적으로 파열됩니다. 폭발음이 들리면 즉시 가스 흐름을 끄십시오. 장치에서 설치류를 제거하고 쇼크 튜브에 바로 인접한 평평한 표면에 옆으로 눕힙니다.
오른쪽 반사 신경을 회복하는 즉시 해당 가정용 케이지에 넣고 다음 24시간 동안 부작용이 있는지 모니터링합니다. 세제로 설정을 청소하여 냄새를 제거하고 다음 실험을 준비하십시오. 최대 압력은 헤드 배치 영역과 쇼크 튜브 장치의 출구에서 멤브레인 두께와 일치하여 증가하여 확장 가능하다는 것을 보여주었습니다.
76.2 마이크로미터의 멤브레인으로 생성된 폭발파에 노출된 쥐는 가짜 대조군에 비해 우측 반사 시간이 크게 증가했으며, 이는 이 폭발파가 의식 상실을 유발한다는 것을 시사합니다. 대조적으로, 50.8마이크로미터 멤브레인의 폭발파에 노출된 마우스는 교정 반사 시간이 크게 증가하지 않았으며, 이는 경미한 형태의 TBI를 나타냅니다. 76.2 마이크로미터 멤브레인을 사용한 폭발파에 노출된 결과, TBI에 의해 유발된 마우스는 가짜 대조군에 비해 첫 1시간 동안 체온이 크게 감소했으며, 이는 상당한 생리학적 효과를 시사합니다.
76.2 마이크로미터의 멤브레인으로 외상성 뇌 손상을 입은 쥐는 가짜 대조군에 비해 TBI 후 하루 동안 총 체중의 급격한 시간 의존적 감소와 운동 활동의 현저한 감소를 보였습니다. 재현 가능한 blast wave 생성을 위해 멤브레인을 적절하게 고정하는 것이 중요합니다. 생체 내 실험에 앞서 압력 센서를 사용하여 폭발파를 포착하고 평가해야 합니다.
급성 우측 반사 시간, 운동 및/또는 인지에 대한 보다 복잡한 행동 평가와 같은 신경학적 평가는 TBI 프로토콜에 따라 수행할 수 있습니다. 신경염증 및/또는 신경병리학은 관련 생화학적 분석을 사용하여 평가할 수도 있습니다.
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본 연구는 경증에서 중등도의 외상성 뇌손상(TBI)이 유발하는 신경생물학적 및 병태생리학적 영향을 탐구하기 위해 설계된 설치류 대상의 폭풍파 모델을 상세히 다룹니다. 본 프로토콜은 압력 센서가 장착된 가스 구동식 벤치탑 장치를 사용하여, 스포츠 관련 TBI 및 폭발 노출과 유사한 조건의 재현 가능한 폭풍 유발 손상을 생성합니다.
인간의 경증 외상성 뇌 손상(TBI)을 재현하는 신뢰할 수 있는 전임상 모델은 중개 신경과학 및 신경 치료제 발굴에 필수적입니다. 이 확장 가능한 폭풍파 설치류 모델은 조절 가능하고 재현 가능한 폐쇄성 두부 TBI 유도를 가능하게 하여, 신경 보호 전략의 기전적 위험 제거 및 표적 검증을 지원합니다. 이 모델의 재현성과 정량적 결과물은 TBI 연구 파이프라인의 초기 단계 포트폴리오 분류 및 예측 신뢰도를 높이는 중요한 도구로서의 입지를 제공합니다.
이 모델은 발견부터 전임상까지의 연속 과정에 통합되어, TBI 치료제에 대한 가설 검증, 리드 물질 발굴 및 중개적 검증을 가능하게 합니다.