Minimalnie inwazyjna, szybka technika hemisekcji bocznej rdzenia kręgowego do modelowania otwartych urazów rdzenia kręgowego u szczurów
23 marca 2022
Tutaj opisujemy nową, szybką technikę modelowania uszkodzenia otwartego rdzenia kręgowego u szczurów, która eliminuje laminektomię. Hemisekcję boczną wykonuje się podczas oglądania przez mikroskop. Technika ta jest wszechstronna i może być również stosowana w odcinku szyjnym, piersiowym i lędźwiowym rdzenia kręgowego innych zwierząt.
Protokół ten jest istotny, ponieważ urazy rdzenia kręgowego są nadal powszechne i potrzebne są badania, aby lepiej zrozumieć te urazy i opracować możliwe terapie. Technika ta jest dokładniejsza i bardziej powtarzalna niż urazy uciskowe i stłuczenia oraz mniej inwazyjna niż urazy po całkowitej laminektomii. Może to być więc lepsza opcja do symulacji urazu rdzenia kręgowego niż wcześniej opisane procedury.
Na początek użyj ostrza skalpela 20, aby otworzyć obszar operacyjny, umieszczając nacięcie o długości od dwóch do 2,5 centymetra przez wszystkie warstwy skóry wzdłuż kręgosłupa. Umieść to nacięcie równolegle do kręgosłupa, używając kręgu L1 jako punktu środkowego, przedłużając go o około jeden centymetr zarówno w kierunku czaszkowym, jak i rozpieszczonym wzdłuż kręgosłupa. Zmobilizuj boki rany, przecinając tkankę łączną otaczającą mięśnie.
Następnie wykonaj dwa równoległe nacięcia wzdłuż kręgosłupa, penetrując okostną. Umieść nacięcia tuż obok wyrostków rdzeniowych po obu stronach, obejmując odległość między kręgami piersiowymi 13 i L1. Wypreparuj mięśnie przyczepione do kręgów za pomocą ośmiu respiratorów, aż wszystkie więzadła rdzeniowe będą widoczne.
Umieść zwijacz. Następnie usuń wyrostki rdzeniowe 13. kręgu piersiowego i pierwszego kręgu lędźwiowego Za pomocą kleszczy do kości dentystycznych uwidocznić cały obszar chirurgiczny. W razie potrzeby użyj sterylnej gazy, aby zatamować krwawienie podczas zabiegu.
Ostrożnie podnieś pozostałą część wyrostków rdzeniowych L1, podnosząc łuk kręgu L1. Usuń więzadło płatowe, aby uzyskać dostęp do rdzenia kręgowego. Podnieś jeszcze bardziej rozpieszczone wyrostki rdzeniowe, umożliwiając dostęp do odciętej opony twardej kręgosłupa.
Przechyl wyrostki rdzeniowe w kierunku czaszki, aby uwidocznić pia mater. Spójrz przez pia mater w poszukiwaniu tylnej żyły środkowej, ukazującej linię środkową kręgosłupa. Używając żyły jako dwusiecznej kierunkowej, należy wykonać nacięcie za pomocą skalpela mikrochirurgicznego, oszczędzając żyłę.
Umieść nacięcie pod żyłą w płaszczyźnie poprzecznej przez przednią tylną średnicę rdzenia kręgowego. Wykonaj hemisekcję, przesuwając ostrze na boki od linii środkowej. Umieść nacięcie, aby uniknąć przecięcia przedniej tętnicy rdzeniowej.
Upewnij się, że podczas przecinania rdzenia kręgowego nie jest wywierany nadmierny nacisk na trzon kręgu, aby oszczędzić przednią tętnicę kręgową po brzusznej stronie rdzenia kręgowego. Nie zamykaj opony twardej bezpośrednio podczas zamykania rany. Szczelnie zszyj mięśnie i wyrostki kręgosłupa, pośrednio zamykając małą ranę na oponie twardej.
Zamknij grzbietową warstwę tkanki łącznej za pomocą szwów. Ta nowa, minimalnie inwazyjna metoda leczenia rdzenia kręgowego jest wykonywana znacznie szybciej niż tradycyjna metoda chirurgiczna z wykorzystaniem laminektomii i nie wymaga dodatkowego specjalistycznego oprzyrządowania. Do wizualizacji miejsca urazu użyto barwienia hematoksyliną i eozyną.
Inne sekcje można wykonać wzdłuż rdzenia kręgowego, naśladując określone urazy nerwowe. Można również badać regenerację, ponieważ za pomocą tej metody można umieścić elektrody lub komórki macierzyste. Większość technik wykorzystujących otwarte modele ran po uszkodzeniu rdzenia kręgowego wykorzystujące hemisekcję lub transakcję można uprościć i przyspieszyć przy użyciu tej techniki.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejsza praca przedstawia nową i efektywną technikę modelowania otwartego urazu rdzenia kręgowego u szczurów, która eliminuje konieczność przeprowadzania laminektomii. Metoda ta umożliwia wizualizację bocznej hemisekcji za pomocą mikroskopu i jest możliwa do zastosowania w różnych obszarach rdzenia kręgowego w wielu modelach zwierzęcych.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neurobiologia
- Uraz rdzenia kręgowego
- Techniki chirurgiczne w modelach zwierzęcych
Wprowadzenie
- Urazy rdzenia kręgowego pozostają częste, co sprawia, że badania nad zrozumieniem tych procesów i opracowaniem terapii są niezbędne.
- Obecne techniki są często inwazyjne i wykazują mniejszą powtarzalność.
- Ta nowa metoda stanowi mniej inwazyjną alternatywę dla tradycyjnych modeli.
- Technikę tę można łatwo dostosować do różnych regionów kręgosłupa.
Cel badania
- Wprowadzenie szybszego i bardziej powtarzalnego modelu uszkodzenia rdzenia kręgowego.
- Poprawa dokładności chirurgicznej i zminimalizowanie inwazyjności w porównaniu z istniejącymi metodami.
- Ułatwienie badań nad regeneracją poprzez umożliwienie dostępu dla elektrod lub komórek macierzystych.
Zastosowane metody
- W badaniu tym wykorzystano protokół chirurgiczny u szczurów w celu modelowania urazu rdzenia kręgowego.
- Model biologiczny polegał na bocznej hemisekcji rdzenia kręgowego.
- Nie wspomniano o przepływie pracy multiomicznej.
- Kluczowe kroki obejmują precyzyjne nacięcia i mobilizację mięśni w celu odsłonięcia rdzenia kręgowego.
- Procedura została zaprojektowana tak, aby była szybka i nie wymagała specjalistycznych instrumentów.
Główne wyniki
- Nowa technika okazała się szybsza i bardziej wydajna niż tradycyjne podejścia do laminektomii.
- Barwienie hematoksyliną i eozyną umożliwiło wizualizację miejsca urazu.
- W celu symulacji specyficznych uszkodzeń nerwowych można celować w inne odcinki rdzenia kręgowego.
- Metoda ta pozwala na dalsze badanie mechanizmów regeneracji.
Wnioski
- Badanie wprowadza obiecujący, małoinwazyjny model do badań nad urazami rdzenia kręgowego.
- Mimo że nie zastosowano analizy multiomicznej, metoda ta otwiera drogę do różnorodnych zastosowań w badaniach nad regeneracją.
- W ogólnym ujęciu opracowanie to poszerza wiedzę na temat urazów rdzenia kręgowego oraz potencjalnych strategii terapeutycznych.
Często zadawane pytania
Zastosowanie w przemyśle
Małoinwazyjne modele uszkodzeń rdzenia kręgowego są kluczowe dla neuronauki translacyjnej oraz przedklinicznej oceny terapeutycznej. Ta szybka technika bocznej hemisekcji ogranicza zmienność proceduralną oraz urazy tkankowe, co sprzyja tworzeniu bardziej powtarzalnych i prognostycznych modeli zwierzęcych. Jej efektywność operacyjna i mniejsza inwazyjność mają bezpośredni wpływ na wczesne etapy odkryć oraz ograniczanie ryzyka mechanistycznego w procesach opracowywania metod neuroregeneracji.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia precyzyjne modelowanie uszkodzeń rdzenia kręgowego typu przerwania dla badań opartych na hipotezach.
- Redukuje zmienne zakłócające poprzez minimalizację wtórnych uszkodzeń tkanek i obecności odłamków kostnych.
- Poprawia powtarzalność i dokładność walidacji funkcjonalnych celów w badaniach nad neurotraumą.
- Wspiera ograniczanie ryzyka mechanistycznego poprzez umożliwienie kontrolowanej lokalizacji i zakresu uszkodzenia.
Przesiewy i opracowywanie testów
- Ułatwia przygotowanie standaryzowanych modeli zwierzęcych do późniejszego przesiewania związków regeneracyjnych lub neuroprotekcyjnych.
- Umożliwia spójne indukowanie urazu, co wspiera ilościowe odczyty behawioralne i histologiczne.
- Skraca czas trwania procedury, zwiększając przepustowość w badaniach przesiewowych przedklinicznych.
- Minimalizuje obciążenie zwierząt, zgodnie z etycznymi i operacyjnymi najlepszymi praktykami.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Zapewnia istotny w kontekście chorobowym system do oceny interwencji regeneracyjnych, takich jak implantacja komórek macierzystych lub rozmieszczenie elektrod.
- Zachowuje integralność kanału kręgowego, wspierając ciągłość translacyjną od etapu odkryć do walidacji przedklinicznej.
- Umożliwia ukierunkowane modelowanie konkretnych urazów neurologicznych, zwiększając wartość prognostyczną dla rozwoju terapii.
- Pozwala na podejmowanie decyzji o dalszym rozwoju projektu z uwzględnieniem ryzyka, w oparciu o powtarzalne wyniki urazów.
Integracja potoku i przepływu pracy
Technika ta wpisuje się w wczesny etap odkrywania leków oraz kontinuum badań przedklinicznych, stanowiąc pomost między walidacją celu, badaniami nad mechanizmami a badaniami translacyjnymi w modelach urazów rdzenia kręgowego.
- Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez i wyjaśnianie szlaków sygnałowych poprzez umożliwienie kontrolowanej indukcji urazu.
- Przesiewanie: Zapewnia powtarzalne modele do ilościowej oceny potencjalnych terapii.
- Analityka: Dostarcza spójne wyniki histologiczne i behawioralne do porównań między różnymi warunkami.
- Badania translacyjne: Jest zgodne z procesami medycyny regeneracyjnej, umożliwiając prowadzenie ukierunkowanych badań nad interwencjami.
- Zastosowanie w instytucjach: Oferuje szeroko adaptowalny protokół dla różnorodnych programów badawczych nad neurotraumą.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną i redukuje niejednoznaczność mechanistyczną w modelowaniu urazów rdzenia kręgowego.
- Wartość operacyjna: Poprawia standaryzację, powtarzalność i wydajność procedur.
- Wartość strategiczna: Wspiera podejmowanie lepszych decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go) oraz efektywność kapitałową poprzez minimalizację zakłócających zmiennych urazu.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację kandydatów neuroregeneracyjnych i neuroprotekcyjnych z uwzględnieniem ryzyka.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymagana jest wiedza chirurgiczna w zakresie mikrochirurgicznych procedur kręgosłupa oraz doświadczenie w obchodzeniu się ze zwierzętami.
- Wymagane są standardowe laboratoryjne narzędzia chirurgiczne oraz dostęp do mikroskopu w celu kontroli wizualnej.
- Niezbędna jest standaryzacja protokołów indukowania urazu i opieki pooperacyjnej pomiędzy zespołami.
- Metoda jest możliwa do zastosowania w różnych obszarach rdzenia kręgowego szczura, lecz w przypadku hemisekcji ogranicza się do przestrzeni międzykręgowych.
- Precyzyjna technika jest niezbędna, aby uniknąć uszkodzeń naczyniowych i zapewnić spójność modelu.
