A Novel Vertebral Stabilization werkwijze voor het produceren Contusive Spinal Cord Injury

Het algemene doel van deze procedure is om consistent, nauwkeurig en reproduceerbaar ruggenmergletsel op te wekken met behulp van een nieuwe vertebrale stabilisator, die met meerdere SCI-apparaten kan worden gebruikt. Dit wordt bereikt door het weefsel rondom de cervicale wervels zorgvuldig te dissekeren, waarbij voorzichtig wordt gewerkt om bloedingen te minimaliseren. De tweede stap is om het dier in het stabilisatieapparaat te plaatsen en de wervels te stabiliseren met behulp van de gekartelde stabilisatiearmen.

Voer vervolgens een laminectomie uit om het doelgebied van het ruggenmerg bloot te leggen. De laatste stap is het bevestigen van het U-vormige stabilisatieapparaat aan de NYU-massa's en de impactor, en het uitvoeren van SCI. Uiteindelijk wordt er met het nieuwe stabilisatieapparaat een consistente, reproduceerbare contusieve ruggenmergletsel opgewekt. Vandaag demonstreer we het gebruik van ons unieke chirurgische stabilisatieapparaat in combinatie met de spinal cord impactor van New York University voor het creëren van consistente, reproduceerbare contusieve ruggenmergletsels.

We gebruiken dit stabilisatieapparaat in ons laboratorium voor het opwekken van ruggenmergletsels, evenals voor transplantatie- en microinjectiechirurgie en beeldvorming. Begin deze procedure door het chirurgische oppervlak te reinigen met 70% ethanol. Plaats een warmtemat op het chirurgische gebied en schakel de warmtemat in.

Plaats vervolgens de steriele gaaswatten en de geautoclaveerde chirurgische instrumenten in het operatiegebied. Nadat het oppervlak is bedekt met een steriel operatiedoek, wordt een microbead-sterilisator gebruikt voor de sterilisatie van de chirurgische instrumenten tussen de operaties door. Reinig de stabilisator tevens met 70% ethanol voorafgaand aan en tussen de operaties.

Benestheeer de rat nu door middel van een intraperitoneale injectie met ketamine xylazine en bevestig de diepte van de anesthesie met een teenknijpstimulus. Breng vervolgens een beschermende zalf aan op de ogen van het dier om uitdroging van het hoornvlies te voorkomen. Scheer daarna de rug van de rat vanaf het midden van de thoraxregio tot aan de kop.

Verwijder vervolgens de vacht met een stofzuiger die is uitgerust met een HEPA-filter. Breng daarna Betadine aan op het geschoren gebied als chirurgische scrub en reinig het gebied met 70% isopropylalcohol-doekjes. Injecteer subcutaan 0,01 tot 0,05 milligram per kilogram buprenorfine en vijf milligram per kilogram carprofen voorafgaand aan de chirurgische procedure.

Buprenorfine dient vervolgens elke acht tot 12 uur te worden toegediend en carprofen eenmaal daags gedurende de eerste vier tot zeven dagen na de operatie. Plaats de rat daarna op het voorverwarmde operatiegebied. Gebruik een scalpelblad om een drie tot vier centimeter lange midline incisie in de huid te maken, van de basis van de kop tot aan het midden van de thorax. Identificeer vervolgens de middellijn van de fascia en de subcutane spieren anterior van de hibernating gland in de onderzijde van de nek.

Snij door de musculus trapezius en andere spieren langs de middellijn om bloedingen te beperken. Zoek het vetweefsel onder de spieren bij de middellijn. Snijd de paraspinale spieren voorzichtig door.

Scheid vervolgens de spierlagen met een klein weefselretractor tot het niveau van het doornuitsteeksel van de tweede thoracale wervel (T2) is bereikt. Snijd daarna de spier weg die verbonden is met het T2-doornuitsteeksel en gebruik deze structuur als anatomisch referentiepunt. Verwijder vervolgens de kraakbeentip van het T2-doornuitsteeksel om de zichtbaarheid van de cervicale wervels te verbeteren.

Scheid de paraspinale spieren lateraal van de doornuitsteeksels en de lamina, maar spaar het spierweefsel dat de C3-lamina bedekt om bloedingen te voorkomen. Snijd vervolgens de spieren over de laminae lateraal richting de facetgewrichten aan beide zijden van de wervelkolom. Nadat de spinale laminae zijn blootgelegd, wordt het dier in het U-vormige kanaal van de stabilisator geplaatst.

Lokaliseer de C5-wervel door de doornuitsteeksels in omgekeerde volgorde te tellen vanaf het T2-referentiepunt naar T1, C7, C6 en uiteindelijk C5. Positioneer bij deze procedure 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 C5- tot C6-wervels te plaatsen. Nadat de armen zijn vastgezet met de wervels op hun plaats, wordt het stabilisatieapparaat afgesteld om ervoor te zorgen dat de wervelkolom genivelleerd en gecentreerd is.

Vervolgens worden de armen vastgezet door de duimschroeven van de stabilisator aan te draaien. Snijd daarna de ligamenten tussen de spinous processen en laminae door bij C4-C5 en C5-C6. Om de rand van de C5-lamina met behulp van een micron te lokaliseren, wordt de helft van de lamina op de rechter C5 weggeknipt voor SCI.

Transporteer na de laminectomie het dier met de stabilisator van de operatietafel naar het letselapparaat. Zet het dier samen met de stabilisator vast op een houder die is bevestigd aan het letselapparaat. Lijn de zuiger nauwkeurig uit met het doelwit in het ruggenmerg met behulp van een laterale micromanipulator onder hoge vergroting.

Lokaliseer de dorsale wortelingangzones (DREZ) van C5 en C6 op het blootgestelde oppervlak van het dorsale ruggenmerg zonder durotomie. Richt de plunjer op het midden van de twee geïdentificeerde DREZ'en en halverwege tussen de middellijn en de laterale rand van het ruggenmerg. Breng met behulp van een NYU masses impactor-apparaat met een tip van 2,5 millimeter diameter een C5 HEMI-contusie toe met een staaf van 10 gram bij een valhoogte van 12,5 millimeter.

Verifieer de letsels visueel aan de hand van de kneuzing op het ruggenmerg en controleer de letselparameters die door de NYU-software worden verstrekt. Hecht vervolgens de spieren en het zachte weefsel en sluit de huidincisie met chirurgische klemmen. Breng antibacteriële zalf aan op de chirurgische plek en dien 5,0 milliliters steriele 0,9% zoutoplossing subcutaan toe aan het dier voor hydratatie.

Plaats het dier vervolgens in een temperatuurgecontroleerde omgeving met vochtig voedsel op de bodembedekking en een waterfles met een lange tuit op de bodem van de kooi voor gemakkelijke toegang. Verleen de nodige zorg om een adequaat herstel te waarborgen voordat het dier terugkeert naar de thuiskooi. Deze figuur illustreert de resultaten van een zeer goede impact met datametingen van het foutpercentage voor impact, staafsnelheid, beginhoogte en starttijd; alle waarden vallen ruim binnen het venster van aanvaardbare fout.

Omgekeerd toont dit paneel gegevens die zijn voortgekomen uit een incorrecte impact, veroorzaakt door een onjuiste stabilisatie van de wervelkolom en een fout tijdens het nulstellen van de impactstang op het oppervlak van het ruggenmerg. Voordat de hoogte van de impactstang wordt ingesteld, immobiliseert dit stabilisatieapparaat het ruggenmerg. Een groot voordeel van dit apparaat is echter de mobiliteit die het biedt bij het transporteren van het gestabiliseerde dier van een operatietafel naar een micro-injectiestation voor transplantatie, een impactapparaat of een beeldvormingsstation.

Stabilisatie van de laterale werveluitsteeksels maakt het mogelijk om de specifieke wervels van belang te stabiliseren, wat leidt tot een meer reproduceerbare dwarslaesie. Consistentie en reproduceerbaarheid zijn cruciale factoren voor experimentele modellen van dwarslaesies om variabiliteit te minimaliseren en de verduidelijking van therapie-effecten te optimaliseren, wat essentieel is voor de toepassing richting klinische translatie en het vinden van een geneeswijze voor dwarslaesies.