Introduction
मध्यम करने वाली गंभीर घाव मस्तिष्क चोट (TBI), बहुत कुछ तकनीकों हल्के प्रेरित करने के लिए विकसित किया गया है की पीढ़ी के लिए कई व्यापक रूप से इस्तेमाल किया तरीकों हालांकि वहाँ, कृन्तकों में सिर की चोटों बंद कर दिया। हल्के घाव मस्तिष्क चोट (mTBI) तीन गुना अधिक आम एक संयुक्त मध्यम और गंभीर मस्तिष्क की चोट से तथ्य यह है कि के कारण, mTBI की एक विश्वसनीय मॉडल अनुसंधान के बारे में pathophysiology, neurobiological और व्यवहार परिणामों, और चिकित्सीय रणनीतियों को सुविधाजनक बनाने के लिए आवश्यक है। उदाहरण के लिए, 200 से अधिक किया गया है पिछले दशक में, वर्तमान पशु मॉडल 2 की सीमाओं के कारण आंशिक रूप से TBI के तीन के उपचार के लिए नैदानिक दवा परीक्षण में विफल रहा है। मॉडलिंग सिस्टम शोधों के अध्ययन के लिए उत्पन्न कर रहे हैं, निष्कर्षों की प्रयोज्यता कार्यान्वित मॉडल की वैधता पर निर्भर हैं। MTBI / हिलाना के अध्ययन के लिए, एक विश्वसनीय पशु मॉडल केवल बायोमैकेनिकल बलों जिम्मेदारी नकल नहीं होगाचोट एटियलजि के लिए असंभव है, लेकिन यह भी नैदानिक प्रासंगिक जनसंख्या द्वारा रिपोर्ट उन लोगों के साथ संगत लक्षण उत्पन्न करेगा। बच्चों mTBI के लिए विशेष रूप से उच्च जोखिम में हैं क्योंकि इसके अलावा, इष्टतम मॉडलिंग सिस्टम उनके वयस्क समकक्ष के अलावा, युवा और किशोर कृन्तकों के लिए लागू होगा।
एथलीटों mTBIs या concussive मस्तिष्क घायल कर दिया है, जिसमें परिस्थितियों के biomechanical विश्लेषण चोट के लिए सबसे महत्वपूर्ण भविष्य कहनेवाला कारकों तेजी से सिर त्वरण और उच्च वेग प्रभावों 4 हैं कि संकेत मिलता है। वर्तमान में TBI के शामिल करने के लिए कार्यरत कृंतक मॉडल के बहुमत के सिर 5 (समीक्षा के लिए 2 देखें) के छोटे या कोई आंदोलन की अनुमति। यहाँ उल्लिखित मॉडल, विषय के सिर और शरीर के लिए त्वरण / मंदी बलों पर लागू होता है कि एक 180 डिग्री रोटेशन और मुक्त गिरावट के साथ है कि एक शारीरिक रूप से अनर्गल किशोर चूहे के सिर पर एक उच्च वेग प्रभाव से बचाता है। टीयहाँ mTBI के शामिल होने के लिए इस संशोधित वजन ड्रॉप तकनीक के साथ जुड़े दो मुख्य फायदे हैं। सबसे पहले, मॉडल (व्यवहार परिणामों 6 देखने के पूर्ण विवरण के लिए) मस्तिष्क के लिए किसी भी प्रकट क्षति के कारण के बिना symptomology तरह नैदानिक प्रासंगिक concussive पैदा करता है। पोस्ट-concussive सिंड्रोम के नैदानिक रिपोर्ट के साथ भी संगत, इस संशोधित वजन ड्रॉप तकनीक विषम परिणामों पैदा करता है। MTBI से प्रभाव महत्वपूर्ण हैं हालांकि, कई परिणाम उपायों पर जांच जब एक mTBI अनुभवी कि कृन्तकों के बीच पर्याप्त भिन्नता है। दूसरा, विधि दोहराए mTBI 7 के अध्ययन परमिट। मौजूदा TBI के मॉडल के बहुमत में इस तरह के गंभीर चोटों के दण्ड के रूप में, यह पूरे कॉर्टेक्स को व्यापक नुकसान के बिना दोहराव TBI के अध्ययन करने के लिए अक्सर एक दूसरे की चोट प्रेरित करने के लिए मुश्किल है, और लगभग असंभव है।
इसलिए, इंदु के लिए संशोधित वजन छोड़ तकनीक का उपयोग करने के लिए प्राथमिक औचित्यmTBI की ction है और अधिक बारीकी से किशोर आबादी में pathophysiology और हिलाना के symptomology और दोहराव TBI का प्रतिनिधित्व करता है कि एक चोट का उत्पादन होता है। विशेष रूप से बचपन के दौरान बढ़ रही खेल से संबंधित mTBI की घटनाओं, गिरता है, और वाहन दुर्घटनाओं के साथ, mTBI की इस अनूठी कृंतक मॉडल आसानी से कई हिट करने के लिए लागू किया जा सकता है कि concussive-जैसे मस्तिष्क की चोट के अध्ययन के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण के साथ प्रदान करता है शोधकर्ताओं लद।
Protocol
नोट: सभी प्रयोगों पशु की देखभाल की कनाडा परिषद के अनुसार किए गए और कैलगरी विश्वविद्यालय, पशु देखभाल आचार समिति द्वारा अनुमोदित किया गया।
1. ब्रीडिंग और पशु तैयारी
- मानक प्रजनन प्रोटोकॉल के अनुसार घर में मानक प्रयोगशाला पशु आपूर्तिकर्ताओं या नस्ल के पिल्ले से गर्भवती चूहों आदेश।
- अंधेरे चक्र: हाउस तापमान नियंत्रित चूहे आवास के कमरे (21 डिग्री सेल्सियस) में भोजन और पानी के लिए यथेच्छ का उपयोग, के साथ सभी जानवरों, कि एक 12:12 घंटा प्रकाश पर बनाए रखा है।
- पिल्ले प्रसव के बाद 21 दिन (P21) तक पहुँचने, 3 या 4 के एक ही सेक्स के समूहों में अपनी मां और घर से पिल्ले छुड़ाना।
हल्के घाव मस्तिष्क चोट (mTBI) उपकरण के 2. सेट-अप
- प्रक्रिया के प्रारंभ करने से पहले, वांछित जन को मिल भार (जैसे 150 ग्राम)। सुरक्षित रूप से मछली पकड़ने की रेखा फाई होने की अनुमति वजन के शीर्ष अंत करने के लिए एक धातु पाश देते हैंवजन करने के लिए xed।
- एक तेज धार के साथ टिन पन्नी स्कोर। रन टिन पन्नी चूहे के शरीर के वजन का समर्थन करता है, लेकिन वजन के साथ सिर प्रभाव निम्न चूहे की तेजी के साथ हस्तक्षेप नहीं करेगा कि सुनिश्चित करें।
- यह तना हुआ है, इसलिए है कि एक संग्रह स्पंज (38 x 25 x 15 सेमी 3) (चित्रा 1) में शामिल है कि टेप स्पष्ट प्लास्टिक (38 X 27 X 27 सेमी 3) के बने यू के आकार चरण के लिए रन बनाए टिन पन्नी।
- स्पष्ट प्लास्टिक से बने गाइड ट्यूब के नीचे सही स्थिति में यू के आकार का प्लास्टिक चरण रखें।
- एक क्लैंप स्टैंड के साथ जगह में प्लास्टिक गाइड ट्यूब (2.2 सेमी व्यास x 1.5 मीटर) पकड़ और यह रन बनाए टिन पन्नी से ऊपर 3.5 सेमी है कि इतनी गाइड ट्यूब की स्थिति।
- वजन के नीचे आज़ादी से 2.5 सेमी रन बनाए टिन पन्नी से ऊपर लटका हुआ है कि यह सुनिश्चित करने के लिए वजन करने के लिए धातु पाश के माध्यम से मछली पकड़ने की रेखा संलग्न।
- सुरक्षित रूप से दबाना खड़ा करने के लिए मछली पकड़ने की रेखा देते हैं।
नोट: क्लैम करने के लिए वजन tetheringचूहे संग्रह स्पंज करने के लिए प्रभाव) से गिर रही है, जबकि टिन पन्नी से ऊपर 2.5 सेमी की ऊंचाई पर पी स्टैंड फिर से हिट रोकता है। - मछली पकड़ने की रेखा के साथ प्लास्टिक गाइड ट्यूब के माध्यम से ऊपर वजन खींचने और 1.0 मीटर की ऊंचाई पर एक एलन कुंजी पिन के साथ यह जगह में पकड़।
MTBI 3. प्रेरण
- चूहों प्रक्रियात्मक कमरे में P30 चाल पिंजरों जब तक पहुँचते हैं।
- एक isoflurane के चैम्बर में चूहों प्लेस और यह एक पंजा या पूंछ चुटकी करने के लिए गैर जिम्मेदार है जब तक हल्के से चूहे anesthetize।
- जल्दी गिरने के वजन के रास्ते में सीधे अपने सिर के साथ रन बनाए टिन पन्नी पर चूहा सीने से नीचे जगह है। चित्रा 2 देखें। चूहे ले जाने या जगा यह रन बनाए टिन पन्नी पर रखा जा सकता है, इससे पहले एक पंजा या पूंछ चुटकी करने के लिए गैर जिम्मेदार जब तक isoflurane के चैम्बर में लौटने और फिर से शुरू करने के लिए शुरू होता है।
- वजन प्लास्टिक गाइड ट्यूब के माध्यम से खड़ी गिर जाते हैं और सिर पर चूहा हड़ताल करने की इजाजत दी, एलन कुंजी पिन खींच। गुई चूहे तेजी से लापरवाह स्थिति में एक 180 डिग्री रोटेशन और भूमि से गुजरना होगा।
- इसके तत्काल बाद संग्रह स्पंज से चूहे को हटाने और एक कपास इत्तला दे दी applicator के साथ चूहे के सिर पर सामयिक lidocaine के लागू होते हैं।
- एक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हीटिंग पैड पर इसे स्थापित करने से गरम किया जाता है कि एक साफ पिंजरे में लापरवाह स्थिति में चूहे रखें।
- एक स्टॉपवॉच का प्रयोग या डिजिटल टाइमर "समय-से-दाएँ" अधिग्रहण। टाइम-टू-सही संवेदनाहारी से जगा और प्रवण स्थिति को लापरवाह स्थिति से फ्लिप या चलने शुरू करने के लिए चूहे द्वारा लिया गया समय है।
- यह सामान्य व्यवहार (आदि, खोज,, सौंदर्य घूमना) बरामद होने के बाद अपने घर पिंजरे में चूहे लौटें।
- दोहराएँ एक mTBI की आवश्यकता होती है और प्रत्येक अतिरिक्त चूहे के लिए 3.2-3.8 कदम।
- दोहराए mTBI प्रयोगों के लिए कई समय बिंदुओं पर एक ही चूहे पर प्रक्रिया को दोहराएं।
शाम चोट 4. प्रेरण
- हल्के anestयह एक पंजा या पूंछ चुटकी करने के लिए गैर जिम्मेदार है जब तक isoflurane के साथ चूहे hetize।
- जल्दी गिरने के वजन के रास्ते में सीधे अपने सिर के साथ रन बनाए टिन पन्नी पर चूहा सीने से नीचे जगह है।
- प्लास्टिक गाइड ट्यूब से एलन कुंजी पिन खींच बिना टिन पन्नी से चूहे निकालें और एक कपास इत्तला दे दी applicator के साथ चूहे के सिर पर सामयिक lidocaine के लागू होते हैं।
- एक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हीटिंग पैड पर इसे स्थापित करने से गरम किया जाता है कि एक साफ पिंजरे में लापरवाह स्थिति में चूहे रखें।
- "समय के लिए ठीक है" प्राप्त करने के लिए एक स्टॉपवॉच या डिजिटल टाइमर का प्रयोग करें।
- यह सामान्य व्यवहार (आदि, खोज,, सौंदर्य घूमना) बरामद होने के बाद अपने घर पिंजरे में चूहे लौटें।
बीम चलना टेस्ट 8 के साथ mTBI 5. सत्यापन
- प्रक्रियात्मक कमरे में mTBI या नकली चोट वापसी जानवरों के शामिल होने के बाद 24 घंटा।
- एक साफ पकड़े पिंजरे में चूहों स्थानांतरणऔर घर-पिंजरे के ओपन एंडेड भाग बीम के संकरा अंत का सामना करना पड़ता है कि इस तरह किरण पतला 165 सेमी की संकरा अंत में चूहे के घर-पिंजरे जगह है।
नोट: पतला बीम 165 सेमी लंबा है। किरण के केंद्र मंच विस्तृत अंत में 6 सेमी और संकीर्ण अंत में 1.75 सेमी की चौड़ाई है। केंद्र किरण जब चूहे के पैर फिसल जाता सुरक्षा प्रदान करते हैं कि ledges (2 सेमी चौड़ा और केंद्र बीम के नीचे 2 सेमी) है। परीक्षण के दौरान बीम गिर सकता है कि चूहों को चोट के जोखिम को कम करने के लिए बीम के नीचे फोम padding रखें। - पतला बीम और स्थिति की व्यापक अंत में एक वीडियो कैमरा प्लेस / वीडियो देखने के अन्वेषक स्पष्ट रूप से पतला किरण की पूरी लंबाई के लिए चूहे के आंदोलनों देख सकते हैं कि यह सुनिश्चित करने के लिए वीडियो कैमरा ज़ूम।
- पतला किरण की व्यापक अंत में चूहे प्लेस और अपने घर-पिंजरे में बीम भर में चलने के लिए इसे प्रोत्साहित करते हैं। चूहे पतला बीम को पार करने के बाद, री करने के लिए कम से कम 60 सेकंड के लिए अपने घर-पिंजरे में चूहे छोड़ दोलक्ष्य स्थान nForce। इस परीक्षण # 1 और विश्लेषण में शामिल नहीं है।
- पर वीडियो कैमरा मुड़ें और चूहे बीम चलने कार्य 4 अतिरिक्त टाइम्स (घर पिंजरे में 60 सेकंड सुदृढीकरण अवधि को बनाए रखने) को पूरा करने के लिए अनुमति देते हैं। चूहा सभी परीक्षण पूरा हो जाने के बाद, अपने घर-पिंजरे में चूहे वापसी।
- स्कोर करने के लिए, हो सकता है और समय / अवधि प्रत्येक व्यक्ति के परीक्षण के लिए, किरण पार करने के लिए है कि हिंद पैर पैर फिसल जाता है की संख्या रिकॉर्ड है। प्रत्येक चूहे के लिए बीम को पार करने के लिए हिंद पैर पैर फिसल जाता है और समय की औसत संख्या की गणना करने के लिए इस डेटा का उपयोग करें।
Representative Results
ऊपर वर्णित संशोधित वजन ड्रॉप तकनीक किशोर चूहों में हल्के घाव मस्तिष्क चोट (mTBI) के शामिल होने के लिए एक विश्वसनीय तरीका है। 150 ग्राम का एक प्रभाव वजन उपयोग, इस तकनीक को सफलतापूर्वक 50-120 जी से लेकर किशोर चूहों के लिए लागू किया गया है। इसके अलावा, प्रक्रिया आसानी से दोहराए mTBI के अध्ययन के लिए एक ही पशुओं में दोहराया जा सकता है। (चित्रा 3) एक एकल mTBI प्रदर्शनी समय-से-दाएँ में वृद्धि का अनुभव है और दिखाई देते हैं कि जानवरों के जागने पर दंग रह गए हैं, वे तेजी से सामान्य गतिविधियां शुरू करने और नकली घायल जानवरों से नेत्रहीन अप्रभेद्य हैं। चोट glancing प्रभाव के साथ जुड़े किसी भी दर्द समाप्त, जो सामयिक lidocaine, आवश्यक केवल एनाल्जेसिक हल्के है यह देखते हुए कि। दर्द की दवाएं ठेठ भड़काऊ और वसूली प्रक्रियाओं के साथ हस्तक्षेप करने के लिए जाना जाता है के रूप में इस शोध के लिए महत्वपूर्ण है। प्रकट symptomology की कमी के कारण, किरण चलने कार्य करने के लिए एक विश्वसनीय हैmTBI की प्रेरण मान्य करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है कि राजभाषा। यह एक mTBI का अनुभव नहीं है कि सभी जानवरों किरण पैदल काम पर घाटे प्रदर्शन करेंगे कि, नोट करने के लिए महत्वपूर्ण है, लेकिन एक नकली चोट के साथ किशोर चूहों की तुलना में जब एक समूह के रूप में, एक mTBI साथ किशोर चूहों काफी अधिक हिंद पैर पैर फिसल जाता है का प्रदर्शन (चित्रा 4)।
इस संशोधित वजन ड्रॉप तकनीक की एक और महत्वपूर्ण विशेषता चोट प्रेरण दौरान किशोर चूहे के लिए लागू संयम की कमी है। तेजी से घूर्णी त्वरण और मंदी के द्वारा पीछा सिर को एक glancing झटका देने से, इस मॉडल को और अधिक बारीकी से mTBI और हिलाना के लिए जिम्मेदार ठहराया बायोमैकेनिकल बलों का प्रतिनिधित्व करता है। इस प्रक्रिया किशोर चूहों या वयस्क चूहों को लागू किया जाता है, मृत्यु दर (7/202 किशोर जानवरों ~ 3.4% मृत्यु दर) बेहद कम हैं, और खोपड़ी अस्थिभंग और intracranial खून बह रहा है 6,7 असाधारण दुर्लभ हैं। इसके अतिरिक्त, मॉडल नैदानिक प्रासंगिक एसवाई का उत्पादनmptomology। एक एकल mTBI अनुभवी कि किशोर कृन्तकों अवसादग्रस्तता की तरह व्यवहार वृद्धि हुई कार्यकारी समारोह में घाटा, और बदल सामाजिक संबंधों 6,9 के साथ साथ, संतुलन और मोटर व्यवहार में घाटे का प्रदर्शन किया। इसी तरह, वयस्क चूहों भी समय 7 के साथ ठीक हो कि हल्के संतुलन और समन्वय घाटे प्रदर्शित करते हैं। अंत में, mTBI इस मॉडल का उपयोग करने की प्रेरण न्यूनतम संवेदनाहारी आवश्यकता है और शल्य चिकित्सा की तैयारी या खोपड़ी में burrowing शामिल नहीं है। परिणाम इसलिए सर्जरी या संवेदनाहारी से चालू होने confounding भड़काऊ या प्रतिरक्षाविज्ञानी प्रभाव से पक्षपाती नहीं कर रहे हैं। इसके अलावा, खुले घावों का तेजी से वसूली समय और कमी कृन्तकों mTBI अनुभव के बाद शीघ्र ही घटित करने के लिए अतिरिक्त परीक्षण मानदंड के प्रारंभ में सक्षम बनाता है।
चित्रा 1: > सभी प्रासंगिक आयामों के साथ प्लास्टिक मंच और संग्रह स्पंज यू के आकार का। 10 सेमी की दूरी संग्रह स्पंज और किशोर चूहे सुनिश्चित करने के लिए प्लास्टिक चरण के शीर्ष के बीच बनाए रखा जाना चाहिए की सी artoon प्रतिनिधित्व 180 को पूरा करने के लिए पर्याप्त समय है ° रोटेशन।
चित्रा 2: चोट प्रेरण मंच (ए) फोटोग्राफिक प्रतिनिधित्व। सिर गिरने वजन नीचे सीधे इतना है कि किशोर चूहे रन बनाए टिन पन्नी पर छाती के नीचे रखा गया है। चोट प्रेरण मंच (बी) की ओर देखें। (सी) mTBI की प्रेरण में इस्तेमाल वजन का फोटोग्राफिक प्रदर्शन ।
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चित्रा 3:। एक mTBI प्रदर्शनी में एक उल्लेखनीय वृद्धि प्राप्त हुआ है कि एक एकल mTBI और एक दिखावा चोट अनुभवी कि किशोर चूहों (* पी <0.01) चूहे का अनुभव है कि समय से सही किशोर चूहों के बीच में औसत मतभेद की चित्रमय प्रतिनिधित्व समय की अवधि के लापरवाह स्थिति से खुद को सही करने की जरूरत है।
चित्रा 4: एक एकल mTBI और एक दिखावा चोट अनुभवी कि किशोर चूहों (* पी <0.05) अनुभवी कि किशोर चूहों द्वारा बीम चलना कार्य पर प्रदर्शित हिंद पैर पैर फिसल जाता है की औसत संख्या की चित्रमय प्रतिनिधित्व।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Brass Weights | Ginsberg Scientific | 7-2500-2 | Need to have metal loop attached to base |
| Alluminum Foil | Alcan | Available at most grocery stores | |
| Masking Tape | Commercially available | ||
| U-Shaped Plastic Stand | Constructed by Laboratory | ||
| Clamp Stand | Sigma-Aldrich | Z190357 | |
| Plastic Guide Tube | Could be constructed or purchased at a hardware store | ||
| Fishing Line | Angler 10lb | Purchased from a sporting goods retailer | |
| Isoflurane | Pharmaceutical Partners of Canada | DIN 02237518 | Inhalation Anesthetic |
| Topical Lidocaine (30ml) | Astra Zeneca | DIN 0001694 | Xylocaine Jelly 2% |
| Cotton Swabs | Commercially available | ||
| Heating Pad - 3 heat setting | Commercially available | ||
| Stop Watch | Sportline | L303 | Purchased from a sporting goods retailer |
| Video Camera | Sony | HDR-CX260V | |
| Sprague Dawley Rats | Charles River Laboratories | SAS SD 40 | Male and females ordered from Charles River Laboratories and pups bred in-house |
| Balance Beam | Constructed by Laboratory |
References
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