Summary
脊髓损伤严重挫伤模型描述。详细的手术前，手术和手术后的步骤进行了说明，以取得一致的模型。
Abstract
平移潜在的新的治疗方法，应追究严重的脊髓损伤（SCI）挫伤模型。描述了详细的方法，获得了一致的模型严重的脊髓损伤。使用一个立体框架和计算机控制的冲击，允许创建重复性损伤。低温及尿路感染在手术后期间构成重大挑战。仔细监测动物的日增重记录和膀胱的表达可以早期发现手术后的并发症。这个挫伤模型的功能结果相当于横断模型。挫伤模型可以被用来评价疗效的神经保护和神经再生的方法。
Introduction
选择适当的损伤模型是至关重要的新型治疗脊髓损伤（SCI）的临床前评价。1,2,13神经损伤挫伤模型在现场的医生和科学家在最近的一项调查，而不是对半切或完全横断模型，被普遍接受的是临床相关性。，8此意见的基础上观察，大多数在人类脊髓损伤的挫伤性质。生物学挫伤似乎也从半切或横断模型是不同的。11伊势田， 等 。 人比较软骨素酶ABC椎管内注射对半切和挫伤模型分别在神经再生的效果。观察在神经桥半切，但没有挫伤SCI组4轴突再生。半切或完全横断模型创造条件已知存在的只是一个很小的子集CL情况inical。例如，一些研究者已经采用植入支架为基础的干预病变腔半切后或完全横断，促进肝细胞再生。这种方法成为临床无关，因为创作的一腔损伤脊髓内是不切实际的，可能是不道德的。
变异功能恢复仍是一个重大的挑战挫伤模型。5,12影响力均匀交付前横贯性脊髓体积，尤其是位于腹侧运动通路，这种变化可以最小化通过使用计算机控制的冲击和稳定脊柱。必须指出的是存活轴突可塑性和抵押品的贡献是主要的脊髓损伤后的恢复机制。1因此，即使轻微挫伤技术变化可能会产生明显不同的结果。为此，我们已经开发出严重脊髓损伤产生一致挫伤体积和功能的恢复与横断模型的典范。此模型可用于神经保护和神经再生策略进行调查作为一个概念证明疗效。
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Protocol
1。脊髓损伤前的准备工作
在此过程中所需要的手术器械手术刀，皮卡和没有牙齿，止血，自护拉钩，精尖咬骨钳，针驱动器，可吸收缝线，皮肤剪辑喷头的。其他所需的手术用品手术单，手术野的无菌床单，纱布海绵，棉花尖端涂药，金属箔。高压灭菌器在手术之前，手术器械和用品。使用单独的一套工具和用品的一个动物。清洁手术区和设备（冲击，光源，立体框架，玻璃珠灭菌器，电热垫）用酒精湿巾。
打开手术布单，并使用无菌手套，悬垂外科领域小心避免污染。打开各个工具无菌，并小心地将那些在外科领域。盖个旋钮和手柄ê设备可能需要在手术过程中无菌的金属箔。开关上的玻璃珠灭菌是在操作过程中可以使用。
2。动物的制备
把老鼠的实验室面积几个小时前的实际过程。管理止痛药，至少提前一个小时预期的过程（通常buprinorphine 0.006毫克/毫升皮下注射1.5毫升）。辖术前抗生素（通常为4毫克/千克拜有利皮下）。使用90毫克/公斤的氯胺酮麻醉大鼠，等到有没有脚趾捏响应。触诊最突出的胸椎棘突。这个水平通常与T10棘突。标记的位置有关T10的预期水平。在我们的实验室中，我们执行T10受伤。下列叙述中描述的技术，T10 SCI。剃须3厘米×6厘米的矩形纵向集中在T10级别。清洁皮肤三次无线次优碘溶液。应用眼科每只眼睛上的润滑剂。小心避免污染大鼠在一个舒适的位置转移到外科领域。插入直肠温度探头监控核心温度，并相应地调节加热温度接近正常（〜37.5°C）尽可能保持动物。封面用外科手术部位上面的窗口，悬垂与大鼠。
3。外科手术
开始，大约4厘米的切口，使用＃10刀片集中在T10标志。继续耐心远离T9-T11棘突和椎板解剖筋膜和肌肉层。放置牵开器缩回肌肉和筋膜相差的骨。虽然稳定T9棘突大幅划分T9和T10之间的棘间韧带，用细剪刀。同样稳定的T10棘突和T10-T11之间划分棘间韧带。使用循环倍率COMPLE的德分工韧带黄韧带（ 图1），一路过关斩将。硬膜囊是显而易见的，一旦黄韧带断开。使用精尖咬骨钳，认真履行零碎在T10椎板切除双侧。采取极为谨慎，以避免咬骨钳提示硬膜囊和意外伤害的下行压力。 T10椎板和棘突完全去除。
将动物的稳定平台上的位置。使用稳定夹具夹紧然后由横向方面的T9椎体T11椎体的横向方面，固定脊柱。要小心，不要压缩大鼠平台稳定夹，因为这会限制呼吸运动的空间和增加不必要的压力动物。固定后，在脊柱上的计算机控制的冲击器的设置检查。我们通常使用3.0毫米的冲击尖在SP度的影响的深度为2毫米的4厘米/秒和停留时间为0.3秒。扩展撞击尖和降低它，直到它刚好接触线表面。缩回的尖端和降低对脊髓表面的装置2毫米。推出活塞在4厘米/秒，导致严重挫伤脊髓损伤。小心，不要制造任何不必要的压力线只用足够的压力，保持棉花尖端涂药，达到止血效果。缝合肌肉和筋膜层一个数字8针小心不要拉得太紧，使用可吸收缝合线。合的皮肤用最少2小钉书钉;多达4或5可以使用，如果切口部分保持开放后的第2个或3个订书钉的订书钉。
3。程序后护理
将大鼠手术后24小时约33-35℃，在温暖的环境。这需要一个孵化器（而他们是无意识的）和一个加热笼的空间，一旦他们开始移动。一旦老鼠是完全AW阿克，管理5ml的生理盐水，1.5毫升（0.006毫克/毫升）buprinorphine，和0.1毫升的拜有利所有皮下。第24-48小时，拜有利皮下继续buprinorphine，一天两次，一次，连用7天。膀胱应手动表示1日3次，直到膀胱功能返回（<2毫升尿液，连续3天清晨表达）。在这段时间内感染（尿中有血，白浊色泽，或难闻的气味），动物也应检查，体力活动减少或伤口愈合的问题。存在感染，应咨询当地兽医抗生素的用量增加（或重新启动）反驳。称量大鼠每日开始手术后的第二天，以评估其恢复。
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Representative Results
病灶体积
按照上面描述的技术，我们所获得的大的和一致的病变体积。使用一个快速Luxol蓝色染色病灶体积平均为2.04毫米3（95％CI为1.9-2.18）组（n = 5只）。 图2所示平均病灶体积具有代表性的染色使用Luxol蓝快病变震中。
功能评分
巴索，比蒂，布雷斯纳汉（BBB）规模作为衡量行为得分， 如图3所示。在12周的对照组大鼠BBB评分取得了平均2.2±1.1组（n = 10只）。
其他参数
根据我们最近的32个动物手术经验，这种技术的成活率为93.4％。所有的死亡率相关，其次是动物的牺牲，以避免持久性尿路感染（UTI）过度的痛苦和苦难。结束后7天疗程的抗生素，16.7％的动物开发尿路感染。用于检测尿路感染手术后的平均天数为14.6±7.6天。有趣的是，动物达到控制膀胱的平均伤后第13天，平均（13.33±3.6天）。大鼠UTI需要较长的时间来实现相比，无尿路感染（UTI大鼠膀胱控制 - 16±1天和12.8±3.7天的大鼠膀胱控制无尿路感染，P = 0.03）大鼠膀胱控制。在队列达到膀胱控制在14天内没有随后UTI检测。 如图4所示，有一个体重的初始增益，在脊髓损伤后有可能从液体潴留。其后的重量下降，并稳定在一个较低的水平（约10-12％，低于基线水平），10天左右。
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图1。椎解剖鼠从展示的棘突和椎板后路（左）中。黄韧带的位置（LF）的薄片之间的空间中描绘。中矢状部分（右），黄韧带和棘间韧带有关脊髓的相对位置。
图2。条形图显示病灶体积（单位：mm 3，Y轴）在接收严重脊髓损伤（左）的动物。具有代表性的纵向剖面震中受伤后Luxol快蓝染色（右）。
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图3。平均BBB（Y轴）得分超过3个月随访的过程中（X轴）的大鼠展示典型严重的脊髓损伤最小的恢复。
图4。线图变化超过2个星期的时间（X轴）诱导脊髓损伤后的大鼠的日增重（G，Y轴）。
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Discussion
最近，一些新的治疗方法已经显示出早期的承诺在该领域的SCI研究。，3仔细评估这些治疗脊髓损伤的临床相关模型与最大平移潜力的选择策略是必不可少的。分级计划是最近开发的临床前研究评估实力。该方案强调利用挫伤严重的脊髓损伤模型的重要性。在这里，我们描述了这样一个严重的脊髓损伤，挫伤模型一致的病变体积和功能评分，类似横断模型。这种模式可能被用来作为一个“概念证明'建立疗效的神经保护和神经再生战略。
代统一挫伤SCI仍然具有挑战性。重现性，很重要的是尽可能均匀地进行损伤。必须确定一贯FR针对性的脊髓水平OM动物动物。去除的骨椎板切除应做仔细，以确保无骨碎片留在椎管，这些可能会导致压迫性损伤，并引入不必要的损伤机制的变化和恢复潜力。我们已经采取了几个步骤，以确保包括大小均匀的冲击，刚性稳定脊柱的帧装稳定武器，使用一个统一的撞击速度和撞击的深度。重要的是，大鼠舒适的位置时的稳定钳子将被锁定到椎体。脊柱排列或过剩的压力在夹紧任何变化可能会改变的生物力学影响。我们使用了一个2.5毫米的冲击，因为在本地区的利益大鼠脊髓的平均规模为2.5-3毫米。在我们的实验在0.3秒的接触时间或停留均匀设置。然而，在我们的观察和其他实验室的报告，对于严重的脊髓损伤模型的深度的影响是最关键的的参数。在本文中所描述的实验中被送到冲击在一个恒定的深度为2毫米。影响均匀性的其他因素，包括人员培训，清晰的可视化组织，以确保撞击尖直接影响脊髓组织（而不是骨性结构）。
老鼠应该不断地观察，必要的生命体征，在手术过程中最重要的核心体温和呼吸。低温麻醉管理期间和之后的主要死亡原因。监测直肠探头的核心温度和适当的加热垫，将避免这种并发症。如果呼吸不规则或的动物停止呼吸，应立即停止该过程，直到呼吸回报基线。过度疼痛或疼痛和麻醉用药不慎过量服用还可能导致呼吸困难。大鼠应仔细监测程序后。他们的瓦特八分应当准确计量，并从基线体重> 20％的损失，应及时调查，食物和水的摄入量，尿路感染，皮肤破裂，后SCI肠梗阻，等兽医人员进行评估和治疗早期咨询是至关重要的在这种情况下。如前所述，大鼠14天没有恢复膀胱控制应开始回到抗生素，以避免潜在的致命性尿路感染。
脊髓损伤可以由一个位移法或恒定的力法诱导5,12本文中所描述的技术，位移法，力传递到固定的深度内的脊髓组织。允许使用计算机控制的撞击实验SCI其他常见的方法，是不是达到一定程度的控制。剪辑压缩技术不允许的钝挫伤力立即释放，而NYU影响或者依赖于重力挫伤确定力。这些技术虽然重现性好，不容许条件的模拟过程中遇到的机动车事故人类急性脊髓损伤，最常见的原因。以往的研究表明，损伤的严重程度有直接关系的影响深度比速度的影响。7因此，这种模式允许一个严重的SCI经常进行修改的严重性有潜力通过更大范围的组合力和位移。
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Disclosures
财务信息的披露无
资金披露没有。
Acknowledgments
作者是感谢N. Banik博士和博士D.米切尔在这种模式发展的指导。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Computer controlled impactor | Leica or the Infinite Horizons (formerly OSU) impactor | ||
| Surgical instruments | |||
| Scissors | Fine Science Tools Inc | 14094-11 or 14060-09 | |
| Forceps | Fine Science Tools Inc | 11006-12 and 11027-12 or 11506-12 | |
| Hemostats | Fine Science Tools Inc | 13009-12 | |
| Retractors | Fine Science Tools Inc | 17011-10 | |
| Rongeurs | Fine Science Tools Inc | 16020-14 | |
| Needle driver | Fine Science Tools Inc | 12001-13 | |
| Stereotactic frame | Leica or RWD Life Science Co. or TSE systems | ||
| Buprinorphine | |||
| Baytril | Bayer | ||
| Ketamine | |||
References
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