5 января 2015 г.
Позвоночный стабилизации необходимо для минимизации изменчивости, а также для производства в соответствии экспериментальные повреждения спинного мозга. Использование настраиваемого устройства стабилизации в сочетании с ударного устройства NYU / Mascis, мы продемонстрировали здесь необходимое оборудование и процесс формирования воспроизводимых шейки матки (C5) травмы позвоночника Hemi-contusive шнур у взрослых крыс.
Общая цель данной процедуры заключается в создании стабильного, точного и воспроизводимого повреждения спинного мозга с помощью нового стабилизатора позвонков, который может использоваться с различными устройствами для моделирования SCI. Это достигается путем тщательного препарирования тканей вокруг шейных позвонков с осторожностью для минимизации кровотечения. На втором этапе животное помещают в стабилизирующее устройство и фиксируют позвонки с помощью зубчатых стабилизирующих рычагов.
Затем выполните ламинэктомию, чтобы обнажить целевой участок спинного мозга. Заключительным этапом является установка U-образного стабилизирующего устройства на массы NYU и импактора, после чего проводится SCI. В конечном итоге с помощью нового стабилизирующего устройства создается единообразное и воспроизводимое контузионное повреждение спинного мозга. Сегодня мы продемонстрируем использование нашего уникального устройства для хирургической стабилизации в сочетании с импактором для спинного мозга Нью-Йоркского университета для создания стабильных и воспроизводимых контузионных повреждений спинного мозга.
Мы используем это стабилизирующее устройство в нашей лаборатории для моделирования повреждений спинного мозга, а также для проведения операций по трансплантации и микроинъекций и визуализации. Начните процедуру с очистки хирургической поверхности 70% этанолом. Поместите грелку на рабочую область и включите её.
Затем поместите стерильные марлевые ватные тампоны и автоклавированные хирургические инструменты в зону проведения операции. После покрытия поверхности стерильной хирургической салфеткой используйте стерилизатор с микросферами для стерилизации инструментов между операциями. Также перед операциями и в перерывах между ними очищайте стабилизатор 70% ethanol.
Теперь проведите анестезию крысы путем внутрибрюшинного введения смеси кетамина и ксилазина и подтвердите глубину наркоза с помощью щипкового раздражения пальца лапы. Затем нанесите на глаза животного защитную мазь для предотвращения пересыхания роговицы. После этого выбрейте шерсть на спине крысы от середины грудного отдела до головы.
Затем удалите шерсть с помощью вакуумного аспиратора, оснащенного HEPA-фильтром. Далее нанесите Бетадин на выбритую область в качестве хирургического скраба и очистите область салфетками с 70% изопропиловым спиртом. Перед началом хирургической процедуры введите подкожно бупренорфин в дозе от 0,01 до 0,05 мг/кг и карпрофен в дозе 5 мг/кг.
Затем следует вводить бупренорфин каждые восемь–12 часов, а карпрофен — один раз в день в течение первых четырех–семи дней после операции. После этого поместите крысу на предварительно прогретую операционную зону. С помощью скальпеля выполните срединный разрез кожи длиной три–четыре сантиметра от основания головы до середины грудной клетки. Затем определите срединную линию фасции и подкожных мышц спереди от гибернирующей железы в нижней части шеи.
Разрежьте трапециевидную и другие мышцы по срединной линии, чтобы уменьшить кровотечение. Найдите жировую ткань, расположенную под мышцами по срединной линии. Осторожно рассеките параспинальные мышцы.
Затем раздвиньте мышечные слои с помощью небольшого ретрактора тканей до достижения уровня остистого отростка второго грудного позвонка (T2). После этого иссеките мышцу, прикрепленную к остистому отростку T2, и используйте эту структуру в качестве анатомического ориентира. Далее удалите хрящевой кончик остистого отростка T2, чтобы улучшить видимость шейных позвонков.
Отделите параспинальные мышцы латерально от остистых отростков и дуг позвонков, однако сохраните мышцы, покрывающие дугу C3, чтобы предотвратить кровотечение. Затем рассеките мышцы над дугами латерально в направлении фасеточных суставов с обеих сторон позвоночного столба. После обнажения дуг позвонков поместите животное в U-образный желоб стабилизатора.
Найдите пятый шейный позвонок (C5), отсчитывая остистые отростки в обратном порядке от ориентира T2 к T1, C7, C6 и, наконец, C5. В ходе данной процедуры расположите два рычага стабилизатора из нержавеющей стали таким образом, чтобы подвесить животное, поместив зазубренные края рычагов под латеральные фасетки пятого и шестого шейных позвонков (C5–C6). После того как рычаги будут зафиксированы на позвонках, отрегулируйте стабилизирующее устройство, чтобы позвоночный столб был выровнен и центрирован.
Наконец, зафиксируйте рычаги, затянув винты стабилизатора. Затем перережьте связки между остистыми отростками и дугами позвонков на уровнях C4–C5 и C5–C6. Чтобы определить край дуги пятого шейного позвонка (C5) с помощью микророна, удалите часть дуги правого C5 для обеспечения доступа к спинномозговому каналу (SCI).
После ламинэктомии перенесите животное со стабилизатором с операционного стола к устройству для нанесения повреждения. Закрепите животное вместе со стабилизатором на держателе, прикрепленном к устройству. С помощью латерального микроманипулятора при большом увеличении точно совместите плунжер с целевой областью спинного мозга.
Найдите зоны входа дорсальных корешков C5 и C6 на обнаженной поверхности спинного мозга на дорсальной стороне без проведения дуротомии. Направьте поршень в область между двумя выявленными зонами входа дорсальных корешков и на середину расстояния между срединной линией и латеральным краем спинного мозга. Используя устройство для нанесения импакт-травм NYU с наконечником диаметром 2.5 мм, создайте гемиконтузию C5 с помощью стержня массой 10 г при высоте падения 12.5 мм.
Визуально подтвердите наличие повреждения по синяку на спинном мозге и проверьте параметры повреждения, предоставленные программным обеспечением NYU. Затем наложите швы на мышцы и мягкие ткани и закройте разрез кожи хирургическими скобами. Нанесите антибактериальную мазь на место операции и подкожно введите животному 5.0 milliliters стерильного 0.9% saline для гидратации.
После этого поместите животное в среду с контролируемой температурой, обеспечив наличие влажного корма на подстилке и бутылочки с водой с длинным носиком для удобства доступа, расположенной на полу клетки. Обеспечьте необходимый уход для полноценного восстановления животного перед его возвращением в домашнюю клетку. На данном рисунке показаны результаты очень точного удара с измерениями процентной ошибки для силы удара, скорости стержня, начальной высоты и времени старта; все значения находятся в пределах допустимой погрешности.
Напротив, на этой панели представлены данные, полученные в результате некорректного воздействия, вызванного неправильной стабилизацией позвоночного столба и ошибкой при установке нулевой точки стержня импактора относительно поверхности спинного мозга. Перед установкой высоты стержня импактора данное стабилизационное устройство иммобилизирует спинной мозг. При этом значительным преимуществом этого устройства является обеспечиваемая им мобильность при перемещении стабилизированного животного с операционного стола на станцию микроинъекций для трансплантации, к устройству для нанесения удара или на станцию визуализации.
Стабилизация поперечных отростков позвонков позволяет зафиксировать конкретные интересующие позвонки, что обеспечивает более воспроизводимое нанесение травмы спинного мозга. Согласованность и воспроизводимость являются критическими факторами для экспериментальных моделей травм спинного мозга с целью минимизации вариабельности и оптимизации оценки эффектов терапии, что крайне важно для последующего клинического внедрения и поиска способов лечения травм спинного мозга.
В данной статье представлен метод создания стабильных и воспроизводимых повреждений спинного мозга у взрослых крыс с использованием нового вертебрального стабилизатора. Целью данной процедуры является минимизация вариабельности экспериментальных повреждений спинного мозга за счет применения специализированного стабилизирующего устройства в сочетании с импактором NYU/MASCIS.
Надежные доклинические модели повреждения спинного мозга (ПСМ) имеют критическое значение для трансляционной нейробиологии и разработки методов терапии. Данный метод стабилизации позвонков устраняет основной барьер на пути к воспроизводимости результатов, сводя к минимуму смещение позвоночника при контузионном повреждении, что напрямую влияет на прогностическую достоверность исследований ПСМ. Повышение согласованности моделей способствует надежной валидации мишеней и оптимизированному развитию портфеля препаратов в рамках программ по нейрорегенерации.
Данный метод стабилизации применяется на стыке этапов первичного поиска, идентификации соединений-лидеров и доклинической валидации в программах по изучению травм спинного мозга и нейрорегенерации.