A Novel Vertebral Stabilization werkwijze voor het produceren Contusive Spinal Cord Injury
January 5th, 2015
Vertebrale stabilisatie is noodzakelijk voor het minimaliseren van variabiliteit en voor het produceren van consistente experimentele ruggenmergletsels. Met een aangepaste stabiliserende inrichting in combinatie met de NYU / Mascis slaginrichting, hebben we hier aangetoond dat de juiste apparatuur en procedure voor het genereren reproduceerbare hemi-contusive cervicale (C5) ruggenmergletsel bij volwassen ratten.
Het algemene doel van deze procedure is om consistente, nauwkeurige en reproduceerbare ruggenmergletsel te genereren met behulp van een nieuwe wervelstabilisator, die kan worden gebruikt met meerdere SCI-apparaten. Dit wordt bereikt door voorzichtig het weefsel rond de cervicale wervels te dissecteren, met de nodige voorzichtigheid om bloeding tot een minimum te beperken. De tweede stap is om het dier in het stabilisatieapparaat te plaatsen en de wervels te stabiliseren met behulp van de getande stabilisatiearmen.
Vervolgens wordt een laminectomie uitgevoerd om het beoogde gebied van het ruggenmerg bloot te leggen. De laatste stap is om het U-vormige stabilisatieapparaat op de NYU-massa's te monteren, de impactor te gebruiken en SCI uit te voeren. Uiteindelijk wordt consistent reproduceerbare contuse ruggenmergletsel gegenereerd met het nieuwe stabilisatieapparaat. Vandaag laten we het gebruik van ons unieke chirurgische stabilisatieapparaat zien, vergezeld van de New York University spinale koopimparator voor het creëren van consistente reproduceerbare conditievollerende ruggenmergletsel.
We gebruiken dit stabilisatieapparaat in ons laboratorium voor het genereren van ruggenmergletsel, evenals voor transplantatie- en micro-injectiechirurgieën en beeldvorming. Begin deze procedure door het chirurgische oppervlak te reinigen met 70%ethanol. Plaats een verwarmingskussen op het chirurgische gebied en zet het verwarmingskussen aan.
Plaats vervolgens de steriele gaasjes, wattenstaafjes en geautoclaveerde chirurgische hulpmiddelen in het operatiegebied. Nadat het oppervlak is bedekt met een steriele chirurgische doek, gebruikt u een microbeade sterilisator voor inter-chirurgie sterilisatie van chirurgische hulpmiddelen. Reinig ook de stabilisator met 70%ethanol voor en tussen operaties.
Vervolgens wordt de rat anesthetiseerd door intraperitoneale injectie met ketamine xylazine en bevestigt u de diepte van de anesthesie door een teenprikstimulatie. Breng vervolgens beschermende zalf aan op de ogen van het dier om droogheid van het hoornvlies te voorkomen. Scherp daarna de rug van de rat van het midden van de thoracale regio tot aan de kop.
Verwijder vervolgens het haar met behulp van een stofzuiger die is uitgerust met een HEPA-filter. Breng vervolgens Betadine aan op het geschoren gebied als chirurgisch scrubmiddel en reinig het gebied met 70%isopropylalcoholdoekjes. Injecteer subcutaan 0,01 tot 0,05 milligram per kilogram buprenorfine en vijf milligram per kilogram carprofen vóór de chirurgische ingreep.
Buprenorfine moet vervolgens om de acht tot twaalf uur worden toegediend en carprofen eenmaal daags gedurende de eerste vier tot zeven dagen na de operatie. Plaats vervolgens de rat op het voorverwarmde chirurgische gebied. Gebruik een scalpelblad om een midline-incisie van drie tot vier centimeter uit te voeren op de huid vanaf de basis van de kop tot het midden van de thorax. Identificeer vervolgens de middenlijn van de fascia en de subcutane spieren voor de hibernerende klier in de onderhals.
Snijd door de trapezius en andere spieren langs de middenlijn om bloeding te verminderen. Zoek het vetweefsel onder de spieren in de middenlijn. Snijd de paraspinale spieren bij de hals af.
Gebruik vervolgens een kleine weefselretractor om de spierlagen te scheiden tot het niveau van de thoracale T-twee spinous-uitsteeksel is bereikt. Snijd vervolgens de spier weg die verbonden is met het T-twee spinous-uitsteeksel en gebruik dit structuur als anatomisch herkenningspunt. Vervolgens verwijdert u de kraakbenige punt van het T-twee spinous-uitsteeksel om de zichtbaarheid van de cervicale wervels te verbeteren.
Scheiden de paraspinale spieren lateraal van de spinous-uitsteeksels en lamineren, maar spaar het spierweefsel dat de C3-lamina bedekt om bloedingen te voorkomen. Snijd vervolgens de spieren over de lamine latteraal naar de facetten aan beide zijden van de wervelkolom. Nadat de spinale lamine zijn blootgelegd, plaatst u het dier in het U-vormige kanaal van de stabilisator.
Lokaliseer de C-vijf wervel door de spinous-uitsteeksels vanaf het T-twee herkenningspunt tot T een C zeven, C zes en ten slotte C vijf te tellen. In deze procedure positioneert u de twee roestvrijstalen armen van de stabilisator om het dier op te hangen door de gekartelde randen van de armen onder de laterale facetten van de C-vijf tot zes wervels te plaatsen. Nadat de armen met de wervels op hun plaats zijn bevestigd, pas de stabilisatie-inrichting aan om ervoor te zorgen dat de wervelkolom genivelleerd en gecentreerd is.
Vervolgens vergrendelt u de armen door de duimschroeven van de stabilisator daar vast te draaien. Snijd vervolgens de ligamenten tussen de spinale processen en lamine bij C vier tot vijf en C vijf tot zes. Gebruik een micro ron om de rand van de C-vijf lamina te lokaliseren, knip de helft van de lamina aan de rechterkant van de C-vijf weg voor SCI.
Na laminectomie, transporteert u het dier met de stabilisator van de operatietafel naar het letselapparaat. Bevestig het dier samen met de stabilisator op een montage die is bevestigd aan het letselapparaat. Lijn de plunjer precies uit met het ruggenmergdoelwit met behulp van een laterale micromanipulator onder hoge vergroting.
Lokaliseer de dorsale wortelingangszones van C vijf en C zes op het blootgelegde dorsale ruggenmergoppervlak zonder durotomie. Richt de plunjer op het midden van de twee geïdentificeerde DRE Z's en halverwege tussen de middenlijn en de laterale rand van het ruggenmerg. Gebruik een NYU-massa-imparatorapparaat met een tip van 2,5 millimeter diameter om een C-vijf HEMI-contusie te produceren door een 10 gram staaf op een valhoogte van 12,5 millimeter.
Controleer het letsel visueel door de blauwe plek op het ruggenmerg en controleer de letselparameters die worden verstrekt door de NYU-software. Naai vervolgens de spieren en zachte weefsels en sluit de huidsnede met chirurgische hechtingen. Breng antibacteriële zalf aan op de operatieplaats en toedien 5,0 milliliter steriele 0,9%zoutoplossing subcutaan aan het dier voor hydra
Overzicht
Dit artikel presenteert een methode voor het genereren van consistente en reproduceerbare ruggenmergletsels bij volwassen ratten met behulp van een nieuwe wervelstabilisator. De procedure heeft tot doel de variabiliteit in experimentele ruggenmergletsels te minimaliseren door een aangepast stabiliserend apparaat naast het NYU/MASCIS impactor-apparaat te gebruiken.
Belangrijke onderdelen van het onderzoek
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschappen
- Ruggenmergletselonderzoek
- Experimentele technieken
Achtergrond
- Ruggenmergletsels (SCI) vereisen precieze methodologieën voor reproduceerbaarheid.
- Variatie in verwondingen kan leiden tot inconsistente experimentele resultaten.
- Het gebruik van stabilisatoren kan de nauwkeurigheid van SCI-modellen verbeteren.
- Vorige methoden misten de nodige consistentie voor betrouwbare resultaten.
Doel van het onderzoek
- Om een betrouwbare techniek te ontwikkelen voor het produceren van hemicontinu cervicale ruggenmergletsels.
- Om de effectiviteit van een nieuwe wervelstabilisator te demonstreren.
- Om reproduceerbaarheid in ruggenmergletselexperimenten te waarborgen.
Gebruikte methoden
- Dissectie van weefsel rond de cervicale wervels.
- Plaatsing van de rat in een stabilisatieapparaat.
- Uitvoeren van een laminectomie om het ruggenmerg bloot te leggen.
- Gebruik van het NYU/MASCIS impactor-apparaat om de verwonding te veroorzaken.
Belangrijkste resultaten
- Consistente en reproduceerbare ruggenmergletsels werden bereikt.
- Het stabilisatieapparaat minimaliseerde effectief de variabiliteit.
- Visuele verificatie van de verwonding bevestigde het succes van de methode.
- Gegevensmetingen gaven aanvaardbare foutmarges voor de impact aan.
Conclusies
- Het nieuwe stabilisatieapparaat verbetert de reproduceerbaarheid van SCI-modellen.
- Deze methode kan worden toegepast in verschillende contexten van ruggenmergletselonderzoek.
- Toekomstige studies kunnen voortbouwen op deze techniek voor verdere ontwikkelingen.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
Reliable preclinical spinal cord injury (SCI) models are critical for translational neuroscience and therapeutic development. This vertebral stabilization method addresses a key reproducibility bottleneck by minimizing spinal column movement during contusive injury, directly impacting the predictive confidence of SCI studies. Enhanced model consistency supports robust target validation and risk-adjusted portfolio advancement in neuroregeneration pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables rigorous interrogation of neuroprotective and regenerative hypotheses in a controlled injury context.
- Reduces biological variability, supporting functional target validation and mechanistic de-risking.
- Improves predictive confidence for early-stage therapeutic screening and portfolio triage.
Screening & Assay Development
- Facilitates preparation of standardized, reproducible SCI models for downstream compound evaluation.
- Supports quantitative assessment of injury parameters, enhancing assay reliability and comparability.
- Enables scalable, platform-ready workflows for screening neuroactive agents or cell therapies.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical models with clinically relevant injury mechanisms, improving translational continuity.
- Supports biomarker discovery and validation in disease-relevant systems.
- Enables risk-adjusted advancement decisions based on reproducible injury outcomes.
Pipeline & Workflow Integration
This stabilization method integrates at the interface of early discovery, lead identification, and preclinical validation for SCI and neuroregeneration programs.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification by ensuring consistent injury induction.
- Screening: Provides reproducible models and quantitative outputs for reliable compound or cell therapy evaluation.
- Analytics: Delivers standardized injury metrics, enabling robust statistical comparison across experimental arms.
- Translational Research: Bridges discovery and preclinical phases by modeling clinically relevant SCI with high reproducibility.
- Enterprise Reuse: Adaptable for stereotactic injections, imaging, and other neurobiological applications, maximizing platform value.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in SCI research.
- Operational Value: Standardizes injury induction, improving reproducibility and scalability across studies.
- Strategic Value: Enables better go/no-go decisions and capital efficiency by minimizing experimental variability.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of neuroregenerative assets.
Implementation Considerations
- Requires surgical expertise in vertebral exposure and stabilization techniques.
- Needs access to specialized stabilization devices and compatible impactor instrumentation.
- Demands rigorous cross-team standardization for reproducibility across sites and studies.
- Adaptable to various spinal levels and compatible with multiple SCI devices and imaging modalities.
- Potential limitations include the need for precise anatomical identification and device calibration.
