Name: Zautomatyzowany impaktor do modelu kontuzyjnego uszkodzenia rdzenia kręgowego u myszy (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-01-19T12:55:00.000+00:00
Duration: 6 min 31 s
Description: Poznaj zautomatyzowaną metodę kontuzji rdzenia kręgowego u myszy z precyzyjną kontrolą parametrów urazu. To podejście umożliwia badanie mechanizmów naprawy nerwowej i testowanie biomateriałów wspierających regenerację.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta praca była wspierana przez Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych Chin, nr 82102314 (do ZSJ) i 32170977 (do HSL) oraz Fundację Nauk Przyrodniczych prowincji Guangdong, nr 2022A1515010438 (do ZSJ) i 2022A1515012306 (do HSL). Badanie to było wspierane przez Program Klinicznej Technologii Pionierskiej Pierwszego Szpitala Stowarzyszonego Uniwersytetu Jinan w Chinach, nr JNU1AF- CFTP- 2022- a01206 (do HSL). Badanie to było wspierane przez Guangzhou Science and Technology Plan Project, nr 202201020018 (do HSL), 2023A04J1284 (do ZSJ) i 2023A03J1024 (do HSL).

Badania na zwierzętach zostały sprawdzone i zatwierdzone przez Komisję Etyki Uniwersytetu Jinan.
1. Znieczulenie zwierząt i laminektomia kręgosłupa T10
<ol>
	<li>Do tego badania wykorzystaj 8-tygodniowe samice młodych dorosłych myszy C57 / 6J. Znieczulenie myszy poprzez dootrzewnowe wstrzyknięcie ketaminy (100 mg/kg) i diazepamu (5 mg/kg). Sprawdź, czy znieczulenie jest skuteczne, na co wskazuje utrata odruchu bólowego. Nałóż maść weterynaryjną na oczy, aby zapobiec wysuszeniu w znieczuleniu.</li>
	<li>Ogol włosy z tyłu myszy za pomocą golarki, aby odsłonić skórę. Zdezynfekuj skórę trzema naprzemiennymi rundami jodoforu i alkoholu.</li>
	<li>Wykonaj 2,5 cm przyśrodkowe nacięcie podłużne w skórze grzbietowej za pomocą skalpela i odsłoń kręgosłup na poziomie T9-T11 za pomocą pęsety.</li>
	<li>Obustronnie zamocuj fasety T10 za pomocą stabilizatora kręgosłupa. Upewnij się, że grzbiet jest stabilnie zamocowany. Upewnij się, że mięśnie przykręgosłupowe są obnażone i usuń wyrostek kolczysty, a także blaszki za pomocą wiertła do mikroszlifowania, aby odsłonić rdzeń kręgowy segmentu T10.</li>
</ol>
2. Stłuczenie rdzenia kręgowego T10 za pomocą systemu SCI G smart
<ol>
	<li>Włącz przełącznik i poczekaj, aż urządzenie automatycznie powróci do swojego pierwotnego stanu. Umieść stabilizator kręgosłupa w systemie G smart SCI i zabezpiecz go za pomocą.</li>
	<li>Korzystając z ekranu dotykowego obsługi (<silna klasa="xfig">Rysunek 2A), ustaw parametry obrażeń, w tym prędkość uderzenia (1 m/s), głębokość uderzenia (0,5 mm, 0,8 mm i 1,1 mm dla trzech różnych zestawów myszy) i czas przebywania (500 ms)15.</li>
	<li>Ustaw dalmierz laserowy na środku odsłoniętego rdzenia kręgowego, przesuwając platformę. (<silna klasa="xfig">Rysunek 2B)</li>
	<li>Kliknij przycisk Gotowy na ekranie dotykowym (Rysunek 2C). Głowica udarowa automatycznie dostosuje się do określonej wysokości na podstawie parametrów ustawienia. Stół nośny automatycznie przesuwa miejsce uderzenia rdzenia kręgowego poniżej głowicy udarowej.</li>
	<li>Ręcznie naciśnij głowicę udarową, aby dokładniej określić miejsce uderzenia. Kliknij przycisk Start, głowica uderzeniowa uderzy w rdzeń kręgowy w oparciu o ustawione parametry.</li>
	<li>Wyjmij myszy z urządzenia i obserwuj pod mikroskopem stereoskopowym (20x), aby określić uraz rdzenia kręgowego (<silna klasa = "xfig">Rysunek 3). Aby określić powodzenie opracowania modelu, obserwuj miejscowe przekrwienie, zapaść i pęknięcie błony rdzeniowej.</li>
	<li>Zszyj mięśnie, powięź i skórę warstwa po warstwie za pomocą szwów 3-0. Umieść myszy w ciepłym pudełku i poczekaj na ich powrót do zdrowia.</li>
</ol>
3. Opieka pooperacyjna
<ol>
	<li>Meloksykam (5 mg/kg) należy wstrzykiwać podskórnie codziennie przez 7 dni po zabiegu. Ręcznie opróżniaj pęcherz co 8 godzin, aż do przywrócenia funkcji pęcherza.</li>
	<li>Po 14 dniach od operacji należy usunąć nici szwów.</li>
</ol>
4. Testowanie skutków urazu kręgosłupa
<ol>
	<li>Oblicz wyniki BMS dla myszy z pierwszego dnia po operacji16,17.</li>
	<li>W 30dniu po operacji przeprowadź eksperymenty behawioralne na zwierzętach, w tym na wybiegu, uskoku stopy i rotarod16,17. Wybieg: Rekordowa odległość 45 cm; Maksymalny czas pracy 8 s; Wzmocnienie kamery 28,02; Próg intensywności 0,01. Błąd stopy: Nagraj 60 kroków dla każdej myszy. Rotarod: Prędkość obrotowa 20 obr./min. Zapisz czas upadku myszy i zapisz go jako 120 s przez ponad 120 s.</li>
	<li>W 31. dobie po operacji znieczulić myszy przez dootrzewnowe wstrzyknięcie ketaminy (100 mg / kg) i diazepamu (5 mg / kg), a następnie poddać myszy eutanazji przez perfuzję przy użyciu 4% PFA. Ostrożnie usuń rdzeń kręgowy i przechwyć 5 mm powyżej i poniżej miejsca urazu w celu osadzenia parafiny. Wykonaj 5 μm przekrój środka urazu rdzenia kręgowego myszy i wykonaj barwienie hematoksyliną i eozyną17.</li>
	<li>Do analizy statystycznej używaj komercyjnego oprogramowania. Wyrazić dane jako średnią ± błąd standardowy średniej (SEM) i porównać przy użyciu jednoczynnikowej analizy ANOVA; p < 0,05 uznano za znaczące.</li>
</ol>

A Spinal Cord Injury Contusion Device for Accurate Mouse Models

<ol><li>Venkatesh, K., Ghosh, S. K., Mullick, M., Manivasagam, G., Sen, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spinal+cord+injury%3A+pathophysiology%2C+treatment+strategies%2C+associated+challenges%2C+and+future+implications%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+and+Tissue+Research%22%5BJournal%5D)">Spinal cord injury: pathophysiology, treatment strategies, associated challenges, and future implications.</a> Cell and Tissue Research. 377 (2), 125-151 (2019).</li>
<li>Chiu, C. W., Cheng, H., Hsieh, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contusion+Spinal+Cord+Injury+Rat+Model%5BTitle%5D)+AND+%22Bio+Protocol%22%5BJournal%5D)">Contusion Spinal Cord Injury Rat Model.</a> Bio Protocol. 7 (12), e2337(2017).</li>
<li>Thygesen, M. M., Guldbæk-Svensson, F., Rasmussen, M. M., Lauridsen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contusion+Spinal+Cord+Injury+via+a+Microsurgical+Laminectomy+in+the+Regenerative+Axolotl%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Contusion Spinal Cord Injury via a Microsurgical Laminectomy in the Regenerative Axolotl.</a> Journal of Visualized Experiments. (152), 60337(2019).</li>
<li>Anderson, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+controlled+pneumatic+technique+for+experimental+spinal+cord+contusion%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">A controlled pneumatic technique for experimental spinal cord contusion.</a> Journal of Neuroscience Methods. 6 (4), 327-333 (1982).</li>
<li>Allen, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SURGERY+OF+EXPERIMENTAL+LESION+OF+SPINAL+CORD+EQUIVALENT+TO+CRUSH+INJURY+OF+FRACTURE+DISLOCATION+OF+SPINAL+COLUMN%3A+A+PRELIMINARY+REPORT%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Medical+Association%22%5BJournal%5D)">SURGERY OF EXPERIMENTAL LESION OF SPINAL CORD EQUIVALENT TO CRUSH INJURY OF FRACTURE DISLOCATION OF SPINAL COLUMN: A PRELIMINARY REPORT.</a> Journal of the American Medical Association. LVII (11), 878-880 (1911).</li>
<li>Cheriyan, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spinal+cord+injury+models%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Spinal+Cord%22%5BJournal%5D)">Spinal cord injury models: a review.</a> Spinal Cord. 52 (8), 588-595 (2014).</li>
<li>Yan, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+modified+impactor+for+establishing+a+graded+contusion+spinal+cord+injury+model+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Translational+Medicine%22%5BJournal%5D)">A modified impactor for establishing a graded contusion spinal cord injury model in rats.</a> Annals of Translational Medicine. 10 (8), 436(2022).</li>
<li>Gruner, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+monitored+contusion+model+of+spinal+cord+injury+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">A monitored contusion model of spinal cord injury in the rat.</a> Journal of Neurotrauma. 9 (2), 123-126 (1992).</li>
<li>Ghnenis, A. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+the+Cardiometabolic+Disorders+after+Spinal+Cord+Injury+in+Mice%5BTitle%5D)+AND+%22Biology+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">Evaluation of the Cardiometabolic Disorders after Spinal Cord Injury in Mice.</a> Biology (Basel). 11 (4), 495(2022).</li>
<li>Scheff, S. W., Rabchevsky, A. G., Fugaccia, I., Main, J. A., Lumpp, J. E. Jr <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+modeling+of+spinal+cord+injury%3A+characterization+of+a+force-defined+injury+device%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Experimental modeling of spinal cord injury: characterization of a force-defined injury device.</a> Journal of Neurotrauma. 20 (2), 179-193 (2003).</li>
<li>Hong, Y. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasound+stimulation+improves+inflammatory+resolution%2C+neuroprotection%2C+and+functional+recovery+after+spinal+cord+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Ultrasound stimulation improves inflammatory resolution, neuroprotection, and functional recovery after spinal cord injury.</a> Scientific Reports. 12 (1), 3636(2022).</li>
<li>Noyes, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electromechanical+impactor+for+producing+experimental+spinal+cord+injury+in+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+%26+Biological+Engineering+%26+Computing%22%5BJournal%5D)">Electromechanical impactor for producing experimental spinal cord injury in animals.</a> Medical & Biological Engineering & Computing. 25 (3), 335-340 (1987).</li>
<li>Stokes, B. T., Noyes, D. H., Behrmann, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+electromechanical+spinal+injury+technique+with+dynamic+sensitivity%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">An electromechanical spinal injury technique with dynamic sensitivity.</a> Journal of Neurotrauma. 9 (3), 187-195 (1992).</li>
<li>Pearse, D. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Histopathological+and+behavioral+characterization+of+a+novel+cervical+spinal+cord+displacement+contusion+injury+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Histopathological and behavioral characterization of a novel cervical spinal cord displacement contusion injury in the rat.</a> Journal of Neurotrauma. 22 (6), 680-702 (2005).</li>
<li>Wu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Tissue+Displacement-based+Contusive+Spinal+Cord+Injury+Model+in+Mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">A Tissue Displacement-based Contusive Spinal Cord Injury Model in Mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (124), 54988(2017).</li>
<li>Forgione, N., Chamankhah, M., Fehlings, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Mouse+Model+of+Bilateral+Cervical+Contusion-Compression+Spinal+Cord+Injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">A Mouse Model of Bilateral Cervical Contusion-Compression Spinal Cord Injury.</a> Journal of Neurotrauma. 34 (6), 1227-1239 (2017).</li>
<li>Ji, Z. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+bioactive+iridium+metal-complex+alleviates+spinal+cord+injury+via+ROS+scavenging+and+inflammation+reduction%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Highly bioactive iridium metal-complex alleviates spinal cord injury via ROS scavenging and inflammation reduction.</a> Biomaterials. 284, 121481(2022).</li>
<li>Chen, C., Qiao, X., Liu, W., Fekete, C., Reinhardt, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epidemiology+of+spinal+cord+injury+in+China%3A+A+systematic+review+of+the+chinese+and+english+literature%5BTitle%5D)+AND+%22Spinal+Cord%22%5BJournal%5D)">Epidemiology of spinal cord injury in China: A systematic review of the chinese and english literature.</a> Spinal Cord. 60 (12), 1050-1061 (2022).</li>
<li>Flack, J. A., Sharma, K. D., Xie, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Delving+into+the+recent+advancements+of+spinal+cord+injury+treatment%3A+a+review+of+recent+progress%5BTitle%5D)+AND+%22Neural+Regeneration+Research%22%5BJournal%5D)">Delving into the recent advancements of spinal cord injury treatment: a review of recent progress.</a> Neural Regeneration Research. 17 (2), 283-291 (2022).</li>
<li>Khuyagbaatar, B., Kim, K., Kim, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conversion+Equation+between+the+Drop+Height+in+the+New+York+University+Impactor+and+the+Impact+Force+in+the+Infinite+Horizon+Impactor+in+the+Contusion+Spinal+Cord+Injury+Model%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Conversion Equation between the Drop Height in the New York University Impactor and the Impact Force in the Infinite Horizon Impactor in the Contusion Spinal Cord Injury Model.</a> Journal of Neurotrauma. 32 (24), 1987-1993 (2015).</li>
<li>Alizadeh, A., Dyck, S. M., Karimi-Abdolrezaee, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Traumatic+Spinal+Cord+Injury%3A+An+Overview+of+Pathophysiology%2C+Models+and+Acute+Injury+Mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neurology%22%5BJournal%5D)">Traumatic Spinal Cord Injury: An Overview of Pathophysiology, Models and Acute Injury Mechanisms.</a> Frontiers in Neurology. 10, 282(2019).</li>
<li>Bilgen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+device+for+experimental+modeling+of+central+nervous+system+injuries%5BTitle%5D)+AND+%22Neurorehabilitation+and+Neural+Repair%22%5BJournal%5D)">A new device for experimental modeling of central nervous system injuries.</a> Neurorehabilitation and Neural Repair. 19 (3), 219-226 (2005).</li>
<li>Khan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((GSNOR+and+ALDH2+alleviate+traumatic+spinal+cord+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research%22%5BJournal%5D)">GSNOR and ALDH2 alleviate traumatic spinal cord injury.</a> Brain Research. 1758, 147335(2021).</li>
</ol>

Autorzy deklarują brak sprzecznych interesów finansowych.

Uraz rdzenia kręgowego może prowadzić do deficytów czuciowych i motorycznych, co może skutkować poważnymi upośledzeniami fizycznymi i psychicznymi. W Chinach częstość występowania urazów rdzenia kręgowego w różnych prowincjach waha się od 14,6 do 60,6 na milion18. Wzrost częstości występowania SCI będzie wywierał większą presję na system opieki zdrowotnej. Obecnie istnieją ograniczone możliwości skutecznego leczenia urazów rdzenia kręgowego, urazów, ponieważ jego patomechanizmy i procesy naprawcze nie zostały jeszcze w pełni poznane19. Istnieje potrzeba stworzenia dokładnych i powtarzalnych modeli zwierzęcych urazów rdzenia kręgowego w celu zbadania patomechanizmów i procesów naprawczych urazów rdzenia kręgowego. W tym celu opracowaliśmy dokładny, powtarzalny i prosty instrument do leczenia urazów rdzenia kręgowego.
Wiele urządzeń, w tym impaktor NYU-MASCIS, impaktor nieskończonego horyzontu i impaktor OSU, jest wykorzystywanych do tworzenia modeli kontuzji urazów rdzenia kręgowego 8,9,12,13,20. Urządzenia te są skomplikowane w obsłudze i mogą powodować duże błędy ze względu na różną biegłość personelu. Co więcej, w konstrukcjach tych urządzeń występują różne wady, które sprawiają, że są one mniej dokładne i powtarzalne6. Specyficzna lokalizacja urazu rdzenia kręgowego decyduje o jego ciężkości, dlatego podczas tworzenia modeli urazu rdzenia kręgowego metoda pozycjonowania decyduje o dokładności modelowania21. System G smart SCI wykorzystuje dalmierz laserowy do zlokalizowania miejsca urazu rdzenia kręgowego i dostosowuje wysokość głowicy uderzeniowej na podstawie danych dalmierza, aby ustawić głębokość uderzenia. Innym urządzeniem perkusyjnym, które wykorzystuje pozycjonowanie laserowe, jest impaktor Louisville Injury System Apparatus (LISA) firmy Indiana University School of Medicine15. Chociaż LISA wykorzystuje pozycjonowanie laserowe, wymaga ręcznego określenia i dostosowania wysokości głowicy uderzeniowej w celu uzyskania kontrolowanej głębokości uderzenia, co zwiększa interwencję człowieka. Tymczasem LISA korzysta z zaczepów pneumatycznych i sterowania laptopem, które wymagają więcej miejsca do eksperymentów i zwiększają koszty operacyjne10. Inteligentny system SCI G zmniejsza błędy ludzkie poprzez półautomatyzację procesu operacyjnego i jest łatwy do przenoszenia ze względu na lekką konstrukcję.
Na podstawie ustawionych parametrów urządzenie może dokładnie wpływać na rdzeń kręgowy myszy, tworząc w ten sposób modele o różnym stopniu urazów rdzenia kręgowego. W tym badaniu myszy z różnym stopniem urazów rdzenia kręgowego wykazywały znaczące różnice w funkcjach kończyn tylnych. Co ważne, testy są powtarzalne i mogą konsekwentnie generować modele SCI.
W protokole najbardziej krytyczne kroki obejmują dokładne wykonanie laminektomii, stabilizację kręgosłupów myszy i użycie lasera do dokładnego pozycjonowania w celu zapewnienia dokładności i powtarzalności eksperymentu. W trakcie procesu projektowania wprowadziliśmy kilka ulepszeń do urządzenia. Stwierdziliśmy, że po uderzeniu etap nie mógł łatwo powrócić do punktu zasięgu, dlatego dodaliśmy przycisk umożliwiający powrót do punktu zasięgu. Co więcej, żądanych parametrów nie można było szybko dostosować, dlatego dodaliśmy klawiaturę numeryczną do wprowadzania. Ulepszono również wolno ładujący się napęd elektromagnetyczny w pierwszej wersji. To urządzenie jest obecnie ograniczone do tworzenia modeli myszy z urazem rdzenia kręgowego w klatce piersiowej. Należy przeprowadzić badania w celu wsparcia stosowania tego instrumentu w tworzeniu modeli urazów rdzenia kręgowego u szczurów lub modeli urazów rdzenia kręgowego odcinka szyjnego.
Co więcej, dr Bilgen z University of Kansas Medical School opisał sterowane komputerowo urządzenie impaktorowe, które może wywoływać urazy ośrodkowego układu nerwowego (OUN), w tym urazowe uszkodzenie mózgu (TBI) i uszkodzenie rdzenia kręgowego (SCI)22. Podobnie jak nasze urządzenie, to urządzenie również wykorzystuje różnorodne skomercjalizowane urządzenia i systemy, dzięki czemu zostało z powodzeniem skomercjalizowane i używane23. Sprzęt, który opisujemy, charakteryzuje się automatyzacją, dokładnością i wygodą i oczekuje się, że zostanie skomercjalizowany w przyszłości i przyniesie korzyści większej liczbie badaczy urazów rdzenia kręgowego. 
Podsumowując, zaprojektowaliśmy zautomatyzowany impaktor rdzenia kręgowego myszy do tworzenia modeli stłuczeń SCI. Urządzenie poprawia dokładność z dalmierzem laserowym i zmniejsza liczbę błędów ludzkich dzięki zautomatyzowanemu procesowi obsługi. Co więcej, system G smart SCI jest łatwiejszy w obsłudze i przenoszeniu niż inne urządzenia, zapewniając wygodę w badaniach nad urazami rdzenia kręgowego. Co ważne, urządzenie może dokładnie i powtarzalnie tworzyć różne klasy modeli myszy SCI w zależności od potrzeb eksperymentu.

Uraz rdzenia kręgowego zazwyczaj powoduje trwałą dysfunkcję rdzenia kręgowego poniżej uszkodzonego segmentu. Jest to najczęściej spowodowane przez obiekty uderzające w kręgosłup i nadmierny wyprost kręgosłupa, takie jak wypadki drogowe i upadki1. Ze względu na ograniczoną dostępność skutecznych opcji leczenia urazów rdzenia kręgowego, wyjaśnienie patogenezy urazów rdzenia kręgowego przy użyciu modeli zwierzęcych będzie przydatne dla opracowania odpowiednich podejść do leczenia. Model kontuzji rdzenia kręgowego spowodowany uderzeniem w rdzeń kręgowy skutkuje rozwojem modeli zwierzęcych z podobnymi patologiami do większości klinicznych przypadków urazów rdzenia kręgowego2,3. Dlatego ważne jest, aby stworzyć dokładne, powtarzalne i wygodne modele zwierzęce do urazów rdzenia kręgowego.
Od czasu wynalezienia przez Allena pierwszego zwierzęcego modelu uszkodzenia rdzenia kręgowego w 1911 roku, nastąpił znaczny postęp w rozwoju narzędzi do tworzenia zwierzęcych modeli urazów rdzenia kręgowego4,5. Na podstawie mechanizmów urazów, modele urazów rdzenia kręgowego są klasyfikowane jako stłuczenie, kompresja, rozproszenie, zwichnięcie, przecięcie lub chemia6. Wśród nich modele kontuzji, które wykorzystują siły zewnętrzne do przemieszczenia i uszkodzenia rdzenia kręgowego, są najbliższe etiologii klinicznej większości pacjentów z urazami rdzenia kręgowego. W związku z tym model kontuzji był używany przez wielu badaczy w badaniach nad urazami rdzenia kręgowego3,7. Do opracowania modeli kontuzji rdzenia kręgowego wykorzystuje się różne instrumenty. Wieloośrodkowe badania nad urazami rdzenia kręgowego (MASCIS) Uniwersytetu Nowojorskiego (NYU) powodują stłuczenia rdzenia kręgowego za pomocą urządzenia do obniżania wagi8. Po kilku zaktualizowanych wersjach, impaktor MASCIS jest szeroko stosowany do tworzenia modeli zwierzęcych kontuzji rdzenia kręgowego9. Jednak gdy pręt uderzeniowy MASCIS upadnie i uderzy w rdzeń kręgowy, może dojść do wielu urazów, co wpływa na stopień urazu w modelach urazów rdzenia kręgowego. Co więcej, osiągnięcie precyzji mechanicznej w celu zapewnienia dokładności przyrządu i powtarzalności modelu produkcyjnego jest również wyzwaniem. Impaktory o nieskończonym horyzoncie powodują stłuczenia, kontrolując siłę przyłożoną do rdzenia kręgowego, a nie ciężkie krople10. Wykorzystuje komputer podłączony do czujnika do bezpośredniego pomiaru siły uderzenia między impaktorem a rdzeniem kręgowym. Po osiągnięciu progu impaktor jest natychmiast chowany, co pozwala uniknąć odbicia ciężaru i poprawia dokładność10,11. Jednak użycie tej modalności motorycznej do zadawania uszkodzeń może skutkować niespójnymi uszkodzeniami i deficytami funkcjonalnymi6. Urządzenie Uniwersytetu Stanowego Ohio (OSU) kompresuje grzbietową powierzchnię rdzenia kręgowego w tempie przejściowym za pomocą sterownika elektromagnetycznego12,13. To urządzenie jest podobne do impaktorów nieskończonego horyzontu, ponieważ wykorzystuje uciski na krótkie odległości do powodowania urazów rdzenia kręgowego. Ma jednak różne ograniczenia polegające na tym, że początkowe określenie punktu zerowego spowoduje błędy ze względu na obecność płynu mózgowo-rdzeniowego6,14. Podsumowując, istnieje wiele instrumentów, które można wykorzystać do opracowania modeli zwierzęcych urazów rdzenia kręgowego, ale wszystkie mają pewne ograniczenia, które prowadzą do niewystarczającej dokładności i odtwarzalności modeli zwierzęcych. Dlatego, aby dokładniej, wygodniej i powtarzalniej tworzyć mysie modele kontuzji rdzenia kręgowego, potrzebny jest zautomatyzowany i inteligentny impaktor urazu rdzenia kręgowego.
Prezentujemy nowatorski impaktor do leczenia urazów rdzenia kręgowego, inteligentny system urazów rdzenia kręgowego Uniwersytetu Guangzhou Jinan (G smart SCI system; <silna klasa="xfig">Rysunek 1), do tworzenia modeli kontuzji rdzenia kręgowego. Urządzenie wykorzystuje dalmierz laserowy jako urządzenie pozycjonujące, w połączeniu ze zautomatyzowaną platformą mobilną do automatyzacji uderzeń zgodnie z ustawionymi parametrami uderzenia, w tym prędkością uderzenia, głębokością uderzenia i czasem przebywania. Zautomatyzowana operacja zmniejsza czynnik ludzki i poprawia dokładność oraz odtwarzalność modeli zwierzęcych.

<table><tbody><tr><td>0,01M PBS (proszek, pH 7,2-7,4)</td><td>Solarbio Life Sciences</td><td>P1010</td><td></td></tr><tr><td>2,2,2-tribromoetanol</td><td></td><td>Macklin 75-80-9</td><td></td></tr><tr><td>4% paraformaldehyd utrwalacz tkankowy</td><td>Biosharp life science</td><td>BL539A</td><td></td></tr><tr><td>Biomikroskop</td><td>Leica</td><td>LCC50 HD</td><td></td></tr><tr><td>Catwalk&nbsp;</td><td>Noldus Information</td><td>Technology CatWalk XT 9.1</td><td></td></tr><tr><td>Szkło osłonowe</td><td>CITOTEST Scientific</td><td>10212432C</td><td></td></tr><tr><td>Maszyna do zatapiania</td><td>Changzhou Zhongwei Przyrząd elektroniczny</td><td>BMJ-A</td><td></td></tr><tr><td>Absolutny etanol</td><td>DAMAO</td><td>64-17-5</td><td></td></tr><tr><td>FootFaultScan</td><td>Clever Sys Inc.</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td>Szkiełko</td><td>szklane CITOTEST Scientific</td><td>80302-2104</td><td></td></tr><tr><td>Zestaw do barwienia hematoksyliny i eozyny</td><td>Beyotime Biotechnology</td><td>C0105S</td><td></td></tr><tr><td>wiertło do mikroszlifowania&nbsp;</td><td>FEIYUBIO</td><td>19-7010</td><td></td></tr><tr><td>Stabilizator kręgosłupa myszy</td><td>RWD Life Science</td><td>68094</td><td></td></tr><tr><td>Mikrotom parafinowy</td><td>Thermo</td><td>shandon finezja 325</td><td></td></tr><tr><td>RotaRod dla myszy</td><td>Ugo Basile</td><td>47600</td><td></td></tr><tr><td>Mikroskop stereoskopowy</td><td>KUY NICE</td><td>SZM-7045</td><td></td></tr><tr><td>Alkohol tert-amylowy</td><td>Macklin</td><td>75-85-4</td><td></td></tr><tr><td>Ksylen</td><td>China National Pharmaceutical</td><td>#10023418</td><td></td></tr></tbody></table>

zautomatyzowany impaktor do modelu kontuzyjnego uszkodzenia rdzenia kręgowego u myszy

Automated Impactor for Contusive Spinal Cord Injury Model in Mice

Uraz rdzenia kręgowego (SCI) spowodowany urazami, takimi jak wypadki samochodowe i upadki, jest związany z trwałą dysfunkcją rdzenia kręgowego. Tworzenie modeli stłuczeń urazu rdzenia kręgowego poprzez oddziaływanie na rdzeń kręgowy skutkuje podobnymi patologiami do większości urazów rdzenia kręgowego w praktyce klinicznej. Dokładne, powtarzalne i wygodne modele zwierzęce urazów rdzenia kręgowego są niezbędne do badania urazów rdzenia kręgowego. Przedstawiamy nowatorskie zautomatyzowane urządzenie do leczenia urazów rdzenia kręgowego dla myszy, inteligentny system urazów rdzenia kręgowego Uniwersytetu Guangzhou Jinan, który może tworzyć modele urazów rdzenia kręgowego z dokładnością, powtarzalnością i wygodą. System precyzyjnie tworzy modele uszkodzenia rdzenia kręgowego o różnym stopniu za pomocą laserowych czujników odległości w połączeniu ze zautomatyzowaną platformą mobilną i zaawansowanym oprogramowaniem. Użyliśmy tego systemu do stworzenia trzech poziomów modeli myszy z uszkodzeniem rdzenia kręgowego, określiliśmy ich wyniki w skali myszy Basso (BMS) i przeprowadziliśmy testy behawioralne i barwienia, aby wykazać jego dokładność i odtwarzalność. Pokazujemy każdy etap opracowywania modeli urazów za pomocą tego urządzenia, tworząc ustandaryzowaną procedurę. Metoda ta pozwala na uzyskanie powtarzalnych modeli kontuzji rdzenia kręgowego u myszy i redukuje czynniki manipulacyjne u ludzi dzięki wygodnym procedurom obsługi. Opracowany model zwierzęcy jest wiarygodny w badaniu mechanizmów urazów rdzenia kręgowego i związanych z nimi podejść do leczenia.

Laminektomię wykonano u 24 myszy żeńskich (w wieku 8 tygodni) zgodnie z powyższym opisem. Myszy w grupie pozorowanej (n=6) nie zostały poddane urazowi rdzenia kręgowego, natomiast pozostałe myszy, w tym grupa 0,5 mm (n=6), grupa 0,8 mm (n=6) oraz grupa 1,1 mm (n=6), zostały poddane uciskowi rdzenia kręgowego na różnych głębokościach. Wyniki w skali BMS regularnie rejestrowano do 1 miesiąca po operacji (Rycina 4). Odnotowano istotne różnice w pooperacyjnych wynikach BMS u myszy z różnych grup. Po 1 miesiącu myszy w grupie 0,5 mm uzyskały wyniki pooperacyjne od 4 do 6 i powróciły do poziomu zbliżonego do grupy pozorowanej. Myszy w grupach 0,8 mm i 1,1 mm uzyskały wyniki pooperacyjne od 1 do 2. Po 1 miesiącu grupa 0,8 mm powróciła do wyników od 4 do 6, podczas gdy myszy w grupie 1,1 mm prawie nie wykazały poprawy.
Po 1 miesiącu przeprowadzono testy behawioralne zwierząt, w tym próbę błędu stopy (foot fault), test rotarod oraz analizę chodu (catwalk). W próbie błędu stopy (Rysunek 5A) nie stwierdzono istotnych różnic w błędach stopy kończyn tylnych pomiędzy grupą 0,5 mm a grupą pozorowaną (sham). Jednakże częstotliwość błędów stopy kończyn tylnych w grupie 0,8 mm różniła się istotnie od wszystkich pozostałych grup. Odsetek błędów stopy u myszy w grupie 1,1 mm wyniósł 100%, ponieważ kończyny tylne nie były w stanie podtrzymać zwierzęcia na podłożu, co stanowiło istotną różnicę w porównaniu z innymi grupami. W teście rotarod (Rysunek 5B) zarejestrowano czas do spadnięcia w różnych grupach myszy. Zarówno grupa 0,8 mm, jak i 1,1 mm różniły się istotnie od pozostałych grup, natomiast grupa pozorowana uzyskała wyniki zbliżone do grupy 0,5 mm. W teście catwalk (Rysunek 6) zarejestrowano i przeanalizowano indeks regularności oraz maksymalną powierzchnię kontaktu kończyn tylnych w różnych grupach myszy. Odnotowano istotne różnice w indeksie regularności i maksymalnej powierzchni kontaktu kończyn tylnych między myszami z różnych grup, co wskazuje na znaczące różnice w funkcjach chodu u myszy z różnym stopniem głębokości uszkodzenia rdzenia kręgowego. W związku z tym, przy użyciu opracowanego urządzenia możliwe jest stworzenie modeli mysich z różną głębokością uszkodzenia rdzenia kręgowego i istotnymi różnicami w funkcjach kończyn tylnych.
Na koniec wycięto rdzenie kręgowe myszy (Rycina 7A) i przygotowano przekroje do barwienia hematoksyliną i eozyną (HE) (Rycina 7C). W obrazach rdzeni kręgowych oraz w przekrojach barwionych HE stwierdzono różny stopień uszkodzeń. Podsumowując, przy użyciu zaproponowanego instrumentu opracowano precyzyjne modele mysie o różnych stopniach ciężkości urazu rdzenia kręgowego.
<img alt="Układ do badań mechanicznych z głowicą uderzeniową, laserowym dalmierzem, mikroprzesuwem i sterowaniem przez ekran dotykowy." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65656/65656fig01.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rycina 1"> 
Rycina 1Inteligentny system do modelowania urazów rdzenia kręgowego Uniwersytetu Jinan w Guangzhou (system G smart SCI). Zamocuj immobilizator kręgosłupa w celu unieruchomienia myszy na stole transportowym. Ustaw parametry uderzenia. poprzez ekran dotykowy. Należy użyć bocznego mikropopychacza do regulacji pozycji bocznych nośnika oraz ekranu dotykowego do regulacji pozycji przednich. Dalmierz laserowy potwierdza miejsce uderzenia i mierzy wysokość uderzenia, aby głowica uderzeniowa mogła precyzyjnie uderzyć zgodnie z ustawionym miejscem i głębokością uderzenia. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65656/65656fig01large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Interfejs ekranu dotykowego pokazujący ustawienia parametrów uderzenia i sterowanie ruchem w układzie eksperymentalnym." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65656/65656fig02.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 2"> 
Rysunek 2: Ekran dotykowy sterujący. (A) Na stronie parametrów można ustawić parametry uszkodzenia, w tym prędkość uderzenia (0,5 - 2,0 m/s), głębokość uderzenia (0 - 3 mm) oraz czas przebywania (500 - 2 ms). (B) Na stronie ruchu można ustawić wysokość głowicy uderzeniowej oraz pozycję stabilizatora kręgosłupa. (C) Na stronie przygotowania kliknięcie przycisku Ready spowoduje automatyczną regulację głowicy uderzeniowej i stołu nośnego do określonej pozycji na podstawie ustawionych parametrów. Po kliknięciu przycisku Start głowica uderzeniowa uderzy w rdzeń kręgowy zgodnie z ustawionymi parametrami. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65656/65656fig02large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Porównanie gojenia ubytków kostnych; eksperyment czterofazowy; widoki pooperacyjne przy różnych rozmiarach wiertła." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65656/65656fig03.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 3"> 
Rysunek 3: Rdzeń kręgowy po urazie. (A) Grupa pozorowana. Immobilizator kręgosłupa unieruchomił kręg T10, a rdzeń kręgowy jest odsłonięty po laminektomii bez uszkodzeń. (B) Grupa 0,5 mm. Rdzeń kręgowy został lekko uszkodzony po uderzeniu na głębokość 0,5 mm, stwierdzono niewielki stopień przekrwienia. (C) Grupa 0,8 mm. Rdzeń kręgowy został umiarkowanie uszkodzony i wykazuje wyraźne przekrwienie po uderzeniu na głębokość 0,8 mm. (D) Grupa 1,1 mm. Rdzeń kręgowy został ciężko uszkodzony po uderzeniu na głębokość 1,1 mm, stwierdzono znaczne przekrwienie. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65656/65656fig03large.jpg" target="_blank">Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Wykres wyniku BMS, dni vs wynik; sham vs 0,5, 0,8, 1,1 mm; analiza statystyczna; progresja w czasie." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65656/65656fig04.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rycina 4"> 
Rycina 4: Wyniki BMS. Wyniki BMS u myszy rejestrowano od pierwszego dnia po operacji do jednego miesiąca po operacji (n = 6 /grupa). *p &lt; 0,05, **p &lt; 0,01, ***p &lt; 0,001 w porównaniu przy użyciu jednoczynnikowej analizy wariancji (ANOVA). Dane przedstawiono jako średnia ± błąd standardowy średniej (SEM). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65656/65656fig04large.jpg" target="_blank">Aby zobaczyć powiększoną wersję tej ryciny, kliknij tutaj.</a>
<img alt="Wyniki oceny koordynacji ruchowej; wykresy słupkowe porównują liczbę błędów w postawieniu tylnych kończyn oraz czas utrzymania się na rotarodzie." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65656/65656fig05.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 5"> 
Rysunek 5: Test błędów w postawieniu stóp i test na rotarodzie. (A) Błędy w postawieniu tylnych kończyn u myszy z różnym stopniem uszkodzenia rdzenia kręgowego (n = 6/grupa). *** p &lt; 0,001 w porównaniu wykonanym za pomocą jednoczynnikowej analizy wariancji (ANOVA). (B) Porównanie czasu do upadku podczas przyspieszającego rotarodu u myszy z różnym stopniem uszkodzenia rdzenia kręgowego (n = 6/grupa). * p &lt; 0,05, *** p &lt; 0,001 w porównaniu wykonanym za pomocą jednoczynnikowej analizy wariancji (ANOVA). Dane przedstawiono jako średnia ± błąd standardowy średniej (SEM). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65656/65656fig05large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Wzorce nacisku stóp, trójwymiarowe wykresy intensywności, wykresy słupkowe; analiza chodu, indeks regularności, powierzchnia kontaktu." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65656/65656fig06.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 6"> 
Rysunek 6: Test Catwalk. (A, C) Indeksy regularności u myszy z różnym stopniem uszkodzenia rdzenia kręgowego (n = 6/grupa). * p &lt; 0,05, *** p &lt; 0,001 porównano za pomocą jednoczynnikowej analizy wariancji (ANOVA). (B, D) Maksymalne powierzchnie kontaktu kończyn tylnych zostały przeanalizowane automatycznie przy użyciu oprogramowania (n = 6/grupa). ** p &lt; 0,01, *** p &lt; 0,001 porównano za pomocą jednoczynnikowej analizy wariancji (ANOVA). Dane przedstawiono jako średnia ± błąd standardowy średniej (SEM). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65656/65656fig06large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Porównanie urazów rdzenia kręgowego, schemat pomiarowy, przekroje tkanki nerwowej, analiza histologiczna." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65656/65656fig07.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rycina 7"> 
Rycina 7: Rdzeń kręgowy i barwienie H&amp;E. (A) Rdzeń kręgowy myszy o różnym stopniu urazu 1 miesiąc po operacji. (B) Powiększone fragmenty. (C) Barwienie H&amp;E miejsc urazów rdzenia kręgowego u myszy o różnym stopniu urazu. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65656/65656fig07large.jpg" target="_blank">Aby zobaczyć powiększoną wersję tej ryciny, kliknij tutaj.</a>

Prezentujemy tutaj nowatorskie zautomatyzowane urządzenie do leczenia urazów rdzenia kręgowego dla myszy, które może dokładnie tworzyć modele urazów rdzenia kręgowego w różnym stopniu.

Zautomatyzowany impaktor do modelu kontuzyjnego uszkodzenia rdzenia kręgowego u myszy

Spinal cord injury (SCI) due to traumatic injuries such as car accidents and falls is associated with permanent spinal cord dysfunction. Creation of ...

Zakres moich badań obejmuje patogenezę i metody leczenia urazów rdzenia kręgowego. Nasze ostatnie badania wykazały, że różne biomateriały mogą sprzyjać naprawie uszkodzeń rdzenia kręgowego u myszy poprzez stres antyoksydacyjny. Rozwój czujników i technologii biomateriałów oraz technologii modyfikacji genów, a także optymalizacja modeli urazów rdzenia kręgowego naprzód naszą dziedzinę badań.Ze względu na kompresyjny i nie do końca poznany mechanizm uszkodzenia rdzenia kręgowego, obecnie trudno jest wyleczyć uraz rdzenia kręgowego za pomocą jednej interwencji. W przyszłości do badań może być potrzebnych wiele metod interwencji. Odkryliśmy, że natychmiastowy kompres psychiczny może uczestniczyć w leczeniu i naprawie urazów rdzenia kręgowego u zwierząt poprzez stres antyoksydacyjny.Na początek zgol włosy na grzbiecie ośmiotygodniowej znieczulonej myszy płci żeńskiej. Zdezynfekuj skórę trzykrotnie naprzemiennymi rundami jodoforu i alkoholu. Teraz za pomocą skalpela wykonaj 2,5-centymetrowe nacięcie przyśrodkowe w skórze grzbietowej.Przetnij mięśnie, aż zobaczysz kręgosłup. Przetrzyj krew bawełną. Za pomocą pęsety odsłoń kręgosłup na poziomie T9-T11.Za pomocą stabilizatora kręgosłupa przymocuj fasety T10 obustronnie, zapewniając stabilne mocowanie kręgosłupa. Następnie użyj wiertła do mikroszlifowania, aby usunąć mięśnie przykręgosłupowe. Teraz usuń wyrostki kolczyste i blaszki, aby odsłonić rdzeń kręgowy w segmencie T10.Następnie włącz instrument impaktora i poczekaj, aż urządzenie automatycznie powróci do swojego pierwotnego stanu. Umieść stabilizator kręgosłupa ze znieczuloną myszą w systemie G smart SCI. Następnie mocno dokręć go za pomocą.Korzystając z ekranu dotykowego, ustaw prędkość uderzenia, głębokość uderzenia i czas przebywania. Przesuń platformę, aby wyrównać dalmierz laserowy do środka odsłoniętego rdzenia kręgowego. Kliknij przycisk gotowości na ekranie dotykowym.Głowica udarowa automatycznie dostosuje się do określonej wysokości w oparciu o parametry ustawienia, a stół nośny automatycznie przesunie miejsce uderzenia rdzenia kręgowego poniżej głowicy uderzeniowej. Naciśnij głowicę udarową ręcznie, aby dokładniej określić dokładne miejsce uderzenia. Następnie kliknij przycisk Start.Spowoduje to, że głowica uderzeniowa uderzy w rdzeń kręgowy. Wyjmij mysz z urządzenia i umieść ją pod mikroskopem stereoskopowym przy 20-krotnym powiększeniu, aby obserwować urazy rdzenia kręgowego. Szukaj markerów urazu, takich jak miejscowe przekrwienie, zapaść i pęknięcie błony rdzeniowej, aby potwierdzić sukces rozwoju modelu.Aby rozpocząć, oblicz wyniki skali Basso Mouse Scale dla myszy, zaczynając od pierwszego dnia po operacji. W 30 dniu po operacji przeprowadził testy behawioralne, w tym testy wybiegu, wady stopy i testy rotarod. W przypadku testu na wybiegu nagraj mysz idącą na odległość 45 centymetrów z maksymalnym czasem trwania biegu wynoszącym osiem sekund.Aby wykonać test wady stopy, nagraj mysz idącą 60 kroków. W teście rotarodu zwróć uwagę na czas potrzebny do odpadnięcia myszy od rotarodu, obracającego się z prędkością 20 obrotów na minutę. W 31 dniu po operacji ostrożnie usuń rdzeń kręgowy myszy poddanej eutanazji.Przeciąć wycięty sznurek pięć milimetrów powyżej i poniżej miejsca urazu, aby przygotować się do osadzenia parafiny. Przygotować pięciomikrometrowe skrawki parafiny od środka zadanego urazu rdzenia kręgowego za pomocą mikrotomu i wykonać barwienie Hematoksyliną i eozyną. Przeprowadzanie analiz statystycznych za pomocą komercyjnego oprogramowania.Po miesiącu myszy w grupie 0,5 milimetra wykazały od czterech do sześciu punktów pooperacyjnych i wyzdrowiały podobnie jak grupa pozorowana. Myszy w grupach 0,8 milimetra i 1,1 milimetra miały od jednego do dwóch punktów pooperacyjnych. Grupa 0,8 milimetra wróciła do czterech do sześciu punktów po miesiącu, podczas gdy grupa 1,1 milimetra ledwo wyzdrowiała.W teście wad stopy nie zaobserwowano istotnych różnic w uskoku stopy kończyny tylnej między grupą 0,5 milimetra a grupą pozorowaną. Myszy w grupie 1,1 milimetra miały 100% uskok stopy. Grupy 0,8 milimetra i 1,1 milimetra wykazały znacząco różne wyniki w teście rotarodu.Jednak grupy pozorowane i 0,5 milimetra były podobne. Wszystkie grupy odpowiedziały w znaczący różny sposób w teście na wybiegu. Resekcja kręgosłupa wykazała różny stopień uszkodzenia w obrazach rdzenia kręgowego, a także w skrawkach barwionych hematoksyliną i eozyną.

automated-impactor-for-contusive-spinal-cord-injury-model-in-mice

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Opisano niezawodną i powtarzalną metodę wywoływania jednostronnego urazu rdzenia kręgowego w odcinku szyjnym przy użyciu impaktora Infinite Horizon. Metoda ta wykorzystuje specjalnie zaprojektowaną ramę i zacisk do stabilizacji kręgosłupa. Standaryzowana procedura oraz biomechaniczne parametry urazu pozwalają na uzyskanie wystarczających i trwałych obrażeń.

Model kontuzyjny jednostronnego urazu rdzenia kręgowego w odcinku szyjnym z wykorzystaniem urządzenia Infinite Horizon Impactor

Źródło: Elzat, E. Y. Y.,  i wsp., Ustalanie modelu uszkodzenia rdzenia kręgowego u myszy w oparciu o technikę minimalnie inwazyjną. J. Vis. Exp. (2022). Ten film przedstawia metodę wywoływania kontuzji rdzenia kręgowego na poziomie T9 w modelu mysim przy użyciu platformy współosiowej urazu rdzenia kręgowego. Na rdzeń kręgowy na poziomie T9 upuszczany jest ciężar, który tworzy stłuczenie, które natychmiast powoduje przebarwienie i obrzęk tkanek.

Wywoływanie stłuczenia rdzenia kręgowego w modelu mysim za pomocą platformy koncentrycznej po urazie rdzenia kręgowego

Opisano model kontuzji ciężkiego uszkodzenia rdzenia kręgowego. Opisano szczegółowe etapy przedoperacyjne, operacyjne i pooperacyjne w celu uzyskania spójnego modelu.

Model stłuczenia ciężkiego uszkodzenia rdzenia kręgowego u szczurów

Stabilizacja kręgów jest niezbędna do zminimalizowania zmienności i do uzyskania konsekwentnych eksperymentalnych urazów rdzenia kręgowego. Korzystając z dostosowanego aparatu stabilizującego w połączeniu z urządzeniem impaktorowym NYU/MASCIS, pokazaliśmy tutaj właściwy sprzęt i procedurę generowania powtarzalnych urazów rdzenia kręgowego z powodu hemi-stuzugi kręgosłupa szyjnego (C5) u dorosłych szczurów.

Nowatorska metoda stabilizacji kręgów w leczeniu kontuzjogennego uszkodzenia rdzenia kręgowego

Uraz rdzenia kręgowego to traumatyczny stan, który powoduje ciężką zachorowalność i wysoką śmiertelność. W niniejszej pracy szczegółowo opisano model kontuzji rdzenia kręgowego u myszy, po którym następuje przeszczepienie nerwowych komórek macierzystych.

Przeszczepienie nerwowych komórek macierzystych w eksperymentalnym modelu kontuzyjnym uszkodzenia rdzenia kręgowego

Modele urazów rdzenia kręgowego powinny być wysoce powtarzalne. Pokazujemy, że skalibrowany model ucisku rdzenia kręgowego za pomocą kleszczy jest łatwą w użyciu metodą chirurgiczną do generowania powtarzalnych urazów mysiego rdzenia kręgowego.

Skalibrowany model ucisku rdzenia kręgowego

Ten artykuł opisuje metodę generowania powtarzalnego uszkodzenia kompresyjnego rdzenia kręgowego (SCI) u noworodka myszy. Model ten stanowi korzystną platformę do badania mechanizmów plastyczności adaptacyjnej, które leżą u podstaw spontanicznej odbudowy funkcjonalnej.

Model urazu kompresyjnego rdzenia kręgowego u noworodków myszy

Wstrząśnienie mózgu jest najczęstszym rodzajem urazowego uszkodzenia mózgu. W związku z tym powtarzalny model zwierzęcy wstrząsu mózgu, który odtwarza ważne cechy urazu u pacjentów, może zapewnić środki do badania wstrząsu mózgu w rygorystyczny, kontrolowany i skuteczny sposób.

Model powtarzającego się wstrząsu głowy u myszy

Wprowadzamy model uszkodzenia rdzenia kręgowego oparty na przemieszczeniu tkanki, który może powodować stałe uszkodzenie rdzenia kręgowego u dorosłych myszy.

Model kontuzyjnego uszkodzenia rdzenia kręgowego oparty na przemieszczeniu tkanek u myszy

Tutaj opisujemy protokół indukcji mysiego urazowego uszkodzenia mózgu poprzez kontrolowane uderzenie w korę mózgową z otwartą głową.

Mysi model kontrolowanego wpływu na korę mózgową w celu indukcji urazowego uszkodzenia mózgu

Minimalnie inwazyjne techniki i proste urządzenie laboratoryjne poprawiają odtwarzalność modelu uszkodzenia rdzenia kręgowego, zmniejszając uszkodzenia operacyjne u zwierząt doświadczalnych i umożliwiając utrzymanie anatomicznej morfologii. Metoda ta jest opłacalna, ponieważ wiarygodne wyniki i powtarzalna procedura ułatwiają badanie mechanizmów naprawy choroby.

Ustalenie modelu urazu rdzenia kręgowego stłuczenia u myszy w oparciu o technikę minimalnie inwazyjną

Poznaj zautomatyzowaną metodę kontuzji rdzenia kręgowego u myszy z precyzyjną kontrolą parametrów urazu. To podejście umożliwia badanie mechanizmów naprawy nerwowej i testowanie biomateriałów wspierających regenerację.

Zautomatyzowany impaktor do modelu kontuzyjnego uszkodzenia rdzenia kręgowego u myszy

Przeglądaj więcej filmów