Modelo de onda de explosão de baixa intensidade para avaliação pré-clínica de lesão cerebral traumática leve de cabeça fechada em roedores

Este protocolo produz uma lesão cerebral não invasiva na cabeça fechada que recapitula a experiência humana de uma lesão esportiva ou exposição a explosões em campo aberto. A principal vantagem deste protocolo é que permite o movimento da cabeça para capturar eventos de aceleração/desaceleração inerentes a muitas formas de TCE. Este modelo busca recapitular a experiência humana de vários fatores do TCE e permite a avaliação de sequelas de TCE clinicamente relevantes.

Devido aos efeitos de aceleração/desaceleração do modelo, estamos reproduzindo os fatores e experiências inerentes às formas comuns de TCE observadas clinicamente. Comece adquirindo todas as peças de trabalho necessárias para a configuração e instale-as individualmente em mesas deslizantes de máquinas fixadas em uma superfície de aço inoxidável estável e fácil de limpar em um espaço de laboratório aprovado para experimentos com animais. Fixe a proteção do tubo de PVC perpendicular à configuração do tubo de choque para que o corpo do animal fique totalmente coberto, permitindo que apenas a cabeça se projete.

Monte um cilindro de gás na parede próximo à configuração seguindo os regulamentos de segurança pertinentes. Depois de preparar todos os materiais necessários para o experimento, verifique a configuração para instalação adequada, ajustando os parâmetros de acordo com o objetivo do estudo. Corte cuidadosamente a membrana de poliéster e insira-a entre as seções acionadas e acionadoras.

Prenda-o apertando os parafusos de conexão. Coloque três sensores de pressão na saída do tubo de choque em um ângulo de 120 graus para monitorar as propriedades da onda de choque durante a indução do TBI. Usando o micrômetro, certifique-se de que a distância da extremidade do aparelho do tubo de choque esteja correta para cada assunto respectivo.

Mantenha a posição da cabeça do roedor constante nos estudos para permitir uma avaliação consistente da lesão. Usando a interface gráfica do usuário do software, inicie a gravação a partir dos sensores de pressão. Coloque o roedor totalmente anestesiado na proteção do tubo de PVC com amortecimento para proteger os órgãos periféricos da onda de choque.

Coloque a cabeça dentro da área de colocação da cabeça e apoiada por baixo por uma gaze. Determine o alinhamento da cabeça de acordo com a anatomia de cada roedor com o côndilo occipital alinhado com a borda da blindagem protetora. Abra a válvula principal do tanque de gás comprimido para produzir um pico de pressão que rompe a membrana e uma explosão alta que confirma a geração da onda de pressão.

A membrana será visualmente rompida quando removida após o experimento. Desligue o fluxo de gás imediatamente após ouvir a explosão. Retire o roedor do aparelho e coloque-o de lado sobre uma superfície plana diretamente adjacente ao tubo de choque.

Assim que recuperar o reflexo de endireitamento, coloque-o em sua respectiva gaiola doméstica e monitore-o quanto a reações adversas pelas próximas 24 horas. Limpe a configuração com detergente para remover o odor e prepare-se para o próximo experimento. As pressões de pico aumentaram em concordância com a espessura da membrana na área de colocação da cabeça e na saída do aparelho do tubo de choque, demonstrando que são escaláveis.

Camundongos expostos a uma onda de choque produzida com a membrana de 76,2 micrômetros exibiram um aumento significativo no tempo de reflexo de endireitamento em comparação com controles simulados, sugerindo que essa onda de choque induz perda de consciência. Em contraste, os camundongos expostos a uma onda de choque da membrana de 50,8 micrômetros não exibiram aumentos significativos no tempo de reflexo de endireitamento, indicativo de uma forma leve de TCE. A exposição a uma onda de choque com a membrana de 76,2 micrômetros produziu uma diminuição significativa na temperatura corporal dos camundongos induzidos por TCE durante a primeira hora em comparação com seus controles simulados, sugerindo um efeito fisiológico significativo.

Camundongos submetidos a lesão cerebral traumática com a membrana de 76,2 micrômetros exibiram uma redução aguda dependente do tempo no peso corporal total um dia após o TCE em comparação com controles simulados e uma diminuição significativa na atividade locomotora. É importante proteger adequadamente a membrana para geração de ondas de choque reprodutíveis. Antes da experimentação in vivo, a onda de choque deve ser capturada e avaliada usando sensores de pressão.

Avaliações neurológicas, como tempo agudo do reflexo de endireitamento, locomoção e/ou avaliações comportamentais mais complexas da cognição, podem ser realizadas seguindo o protocolo de TCE. A neuroinflamação e/ou neuropatologia também podem ser avaliadas usando ensaios bioquímicos relevantes.