Operacja hemisesekcji rdzenia kręgowego klatki piersiowej i ocena lokomotoryczna w otwartym polu u szczura

Hemisekcja kręgosłupa piersiowego u szczurów jest cennym i powtarzalnym modelem jednostronnego uszkodzenia rdzenia kręgowego do badania neuronalnych mechanizmów regeneracji lokomotorycznej i skuteczności leczenia. Ten artykuł zawiera szczegółowy przewodnik krok po kroku, jak wykonać zabieg hemisekcji i ocenić sprawność lokomotoryczną na arenie na otwartym boisku.

Hemisekcja kręgosłupa powoduje wymierne i idealnie powtarzalne deficyty lokomotoryczne, które można uchwycić za pomocą opracowanej przez nas skali lokomotywy. Główną zaletą tej techniki jest selektywność i odtwarzalność zmiany, co prowadzi do zmniejszenia zmienności fenotypów behawioralnych między zwierzętami. Po potwierdzeniu braku reakcji na uszczypnięcie palca u znieczulonego dorosłego szczura, wykonaj 2,5-centymetrowe nacięcie w ogolonej skórze pokrywającej kręgi od T-6 do T-10 i użyj nożyczek, aby cofnąć skórę i powierzchowną tkankę tłuszczową.

Użyj nożyczek preparacyjnych i samozatrzymującego się retraktora, aby oddzielić mięśnie przykręgosłupowe, wprowadzając je na grzbietowej stronie kręgów od T-7 do T-9 i użyj cienkich kleszczyków i aplikatorów z bawełnianą końcówką, aby oczyścić i oczyścić pozostałą tkankę, aby odsłonić wyrostki kolczyste i blaszkę kręgową. Umieść dawkę pod mikroskopem stereoskopowym i użyj delikatnych trymerów do kości, aby ostrożnie przyciąć fasetki obustronnie na kręgach T-7 i T-8. Użyj skalpela, aby wykonać jednomilimetrowe powierzchowne nacięcie w grzbietowej tkance łącznej między blaszkami kręgowymi T-8 i T-9, uważając, aby nie uszkodzić leżącego poniżej rdzenia i użyj trymerów do kości, aby usunąć wyrostek kolczysty kręgu T-8.

Za pomocą zakrzywionych kleszczy hemostatycznych ostrożnie zaciśniętych na wyrostku kolczystym T-7, obróć ogonowy koniec blaszek T-8 lekko obrócić o około 20 stopni i włóż trymery kostne pod blaszkę T-8. Wykonaj cięcie w linii środkowej rozciągające się wzdłuż blaszki, kontynuując laminektomię, powtarzając nacięcia po lewej i prawej stronie blaszki kręgowej przyśrodkowej do wyrostków poprzecznych, aby odsłonić rdzeń kręgowy. Wlej 100 mikrolitrów 2% lidokainy do odsłoniętego kanału kręgowego i użyj cienkich kleszczy i nożyczek do irydektomii, aby usunąć oponę twardą pokrywającą odcinek kręgosłupa T-8.

Powtórz podawanie lidokainy do odsłoniętego rdzenia i zidentyfikuj linię środkową sznura, wizualizując linię środkową utworzoną między wyrostkami kolczystymi rozciągającymi się między odsłoniętym kręgiem T-7 do T-9. Używając cienkich kleszczy do stabilizacji rdzenia kręgowego, użyj noża preparacyjnego, aby wyciąć rdzeń kręgowy od linii środkowej w kierunku jednej strony zwierzęcia, uważając, aby nie przeciąć przedniej tętnicy rdzeniowej po stronie brzusznej. Za pomocą nożyczek do irydektomii ostrożnie przeciąć pozostałą tkankę po stronie zmiany chorobowej rdzenia kręgowego, aby upewnić się, że ćwiartka brzuszno-boczna jest odpowiednio przecięta i umieścić sterylną, około sześć na dwa milimetry nasączoną solą fizjologiczną gąbkę hemostatyczną w odsłoniętej jamie nad rdzeniem kręgowym.

Następnie użyj szwów 4-O polyglactin 910, aby zamknąć warstwy mięśni i skórę wokół miejsca nacięcia i umieść szczura w ciepłym środowisku pod lampą grzewczą z monitorowaniem aż do pełnego wyzdrowienia. W odpowiednim eksperymentalnym punkcie czasowym do testów behawioralnych, po tym, jak szczury przyzwyczaiły się do areny, rozpocznij nagrywanie wideo i umieść szczura na środku areny, w słabych warunkach oświetleniowych, aby zachęcić do aktywności lokomotorycznej. Pozwól szczurowi na eksplorację przez co najmniej cztery minuty, przesuwając szczura z powrotem na środek areny, gdy pozostaje nieruchomy przez ponad 20 sekund, aby promować lokomocję.

Następnie oceń wydajność lokomotoryczną nagranej sesji testowej. W przypadku ruchów kończyn stawowych należy oceniać ruchy stawów kończyn tylnych podczas spontanicznej lokomocji oddzielnie dla kostki, kolana i biodra, jako normalne, niewielkie lub nieobecne. Aby utrzymać ciężar ciała, oceń zdolność mięśni prostowników kończyn tylnych do kurczenia się i podtrzymywania obciążonego ciężaru ciała, gdy kończyna leży na ziemi, gdy szczur jest nieruchomy, a także podczas aktywnej lokomocji.

W przypadku pozycji palca oceń położenie palców kończyn tylnych, gdy szczur jest nieruchomy i podczas lokomocji. Parametr kroku należy wypełnić tylko wtedy, gdy szczur jest w stanie utrzymać swój ciężar ciała podczas stąpania, oceniając orientację ułożenia łap kończyn tylnych w momencie pierwszego kontaktu i przy oderwaniu od ziemi, a także płynność fazy wymachu podczas stąpania. Parametr koordynacji kończyn przednich/tylnych należy wypełnić tylko wtedy, gdy podczas badania wystąpią cztery następujące po sobie kroki i jeśli kończyny mogą aktywnie utrzymywać ciężar ciała.

Oceń pozycję ogona podczas lokomocji jako w górę lub w dół. Następnie dodaj indywidualne wyniki z każdego parametru, aby uzyskać sumę dla każdej kończyny tylnej do maksymalnej liczby 20 punktów. Aby ocenić i porównać rozmiary zmian między grupami eksperymentalnymi, maksymalny obszar zmiany jako procent całkowitego przekroju poprzecznego rdzenia kręgowego można łatwo obliczyć za pomocą barwienia histologicznego odcinków rdzenia kręgowego.

Na przykład ta reprezentatywna zmiana lewego półpasma z nałożeniem proporcji maksymalnej powierzchni zmiany wspólnej dla szczurów wykazała średnią wielkość zmiany wynoszącą około 47% powierzchni przekroju poprzecznego. Te reprezentatywne zmiany w sprawności ruchowej w stanie nienaruszonym w ciągu pierwszych pięciu tygodni po półsekcji lewej strony wskazują na znaczne upośledzenie lokomocji w lewej kończynie tylnej zwierzęcia w ciągu pierwszych trzech tygodni po operacji. Poprawę poziomu lokomocji obserwuje się w prawej kończynie tylnej po dwóch tygodniach od zabiegu.

Najważniejszą rzeczą, o której należy pamiętać, jest to, że dokładna identyfikacja linii środkowej kręgosłupa do hemisekcji oraz właściwa pooperacyjna opieka i monitorowanie zwierząt są niezbędne do udanego protokołu. Ta ocena behawioralna stanowi idealny protokół do badań przesiewowych pod kątem wskaźników górnego miąższowo-rdzeniowego w celu uzupełnienia specjalistycznymi testami w celu rozwiązania konkretnego pytania dotyczącego regeneracji lokomotorycznej.