Abstract
بعد إصابة الحبل الشوكي (النخاع الشوكي) وأشكال ندبة في قلب الآفة التي تعيق تجدد المحاور. سد موقع الإصابة بعد إهانة إلى الحبل الشوكي، استئصال الورم، أو عيوب الأنسجة الناتجة عن الحوادث المؤلمة يمكن أن تساعد في تسهيل إصلاح الأنسجة العام فضلا عن النمو التجديدي من الألياف العصبية في وخارج المنطقة المتضررة. يتم عرض استراتيجيتين العلاج التجريبي: (1) زرع جهاز رواية microconnector إلى الحبل الشوكي الفئران الصدري مقطوع تماما وبشكل كامل التكييف مع قطعت جذوعها أنسجة الحبل الشوكي، و (2) ملء البولي ايثيلين جلايكول الموقع اصابات النخاع الشوكي في الفئران lesioned مزمن بعد استئصال الندبة. الآفة الحبل الشوكي المزمنة في هذا النموذج هو استكمال transection الحبل الشوكي التي لحقت 5 أسابيع قبل بدء العلاج. وقد حققت كلتا الطريقتين مؤخرا نتائج واعدة جدا والترويج إعادة نمو محور عصبي، والغزو الخلوي مفيد والتحسينات الوظيفيةفي نماذج القوارض من إصابة في النخاع الشوكي.
النظام microconnector الميكانيكية (MMS) هو نظام متعدد القنوات تتألف من البولى (PMMA) مع نظام الأنابيب منفذ لتطبيق الضغط السلبي لMMS التجويف وبالتالي سحب جذوعها الحبل الشوكي في الثقوب منظم العسل. بعد زرع لها في الفجوة الأنسجة 1 ملم يتم شفط الأنسجة في الجهاز. علاوة على ذلك، microstructured الجدران الداخلية للMMS لأفضل التصاق الأنسجة.
في حالة النهج إصابة الحبل الشوكي المزمن، العمود الفقري الأنسجة الحبل - ومقطوعة على مساحة 4 ملم في الطول - بما في ذلك منطقة الآفة مليئة ندبة. بعد استئصال الندبة المجهرية يملأ تجويف الناتج مع البولي ايثيلين جلايكول (PEG 600) التي وجدت لتوفير التحتية ممتازة لغزو الخلوي، إعادة التوعي، تجدد المحاور وحتى عودة الميالين المضغوط في الجسم الحي.
Introduction
والإصابات إلى الحبل الشوكي لا يؤدي فقط إلى فقدان محاور ولكن النتائج أخرى في عيوب الأنسجة التي تعيق أي ردود على التجدد (للمراجعة نرى 1،2). وغالبا ما فقدت نسيج الحبل الشوكي من خلال انحطاط الثانوية مما يؤدي إلى تشكل كيس أو ثقوب في وحول منطقة الآفة. وتركز معظم التدخلات العلاجية التجريبية على غير مكتملة الأضرار في الحبل الشوكي مثل transection، سحق أو كدمة إصابات جزئية مع حافة المتبقية من الأنسجة السليمة. لإصابات كاملة مثل مجموع transections الناجمة عن حوادث مؤلمة أو تدخلات جراحية، مثل استئصال الورم، فقط تتوفر خيارات العلاج محدودة للغاية اليوم 3،4. بعد transection كاملة، التوتر ميكانيكي نتائج الأنسجة في تراجع جدعة الشوكي، وترك فجوة صغيرة في الحبل الشوكي. وتركز معظم الاستراتيجيات على سد هذه الفجوة مع الأنسجة والخلايا أو مصفوفات 5،6.
هنا، استراتيجية مختلفةويرد، وهي إعادة التكيف من جذوعها فصل باستخدام جهاز microconnector رواية 7. من أجل التكييف مع جذوعها اثنين، قوة ميكانيكية لابد من تطبيقها كورقة ضغط سلبي طفيف لإنجاز هذا (الشكل 1). النظام microconnector الميكانيكية (MMS) هو نظام متعدد القنوات من البولى (PMMA) مع فتحات على شكل قرص العسل (الشكل 1A)، وقدمت مع نظام منفذ الأنابيب. يتم زرع ذلك في الفجوة الأنسجة الناتجة عن كامل transection الحبل الشوكي في الجرذان (الشكل 1C). أنبوب واحد يمكن توصيل مضخة فراغ لممارسة الضغط السلبي لرسائل الوسائط المتعددة (1D الشكل). الضغط تسحب قطع جذوعها في النخاع الشوكي في الثقوب على شكل قرص العسل من رسائل الوسائط المتعددة، والتي لها جدران microstructured لعقد النسيج في مكانها عندما يتم تحرير الضغط (الشكل 1B). أنابيب يمكن أن تترك على حالها بعد الجراحة وتعلق لminipump ناضح من أجلللبث المواد في الآفة الأساسية (الشكل 1E-F).
وبالاضافة الى transection حاد في الحبل الشوكي نوع آخر من النتائج الآفة كاملة من الاستئصال الجراحي للورم في العمود الفقري أو صلبة ندبة الآفة المزمنة مما يؤدي إلى وجود ثغرات الأنسجة كبيرة من عدة مليمترات، والتي لا يمكن التغلب عليها عن طريق رسائل الوسائط المتعددة حتى الآن. الغالبية العظمى من المرضى الذين يعانون من صدمة الحبل الشوكي يعانون من إصابات مزمنة. في هؤلاء المرضى، ندبة تطويره بالكامل تحتل جوهر الآفة. الاستئصال الجراحي للندبة الآفة هو مفهوم للعلاج الذي يتم التحقيق حاليا بعد تجريبي اصابات النخاع الشوكي 8،9. في حين أن إجراء استئصال نفسها لا يمكن أن يؤديها دون التسبب في ضرر إضافي كبير، تحتاج فجوة الأنسجة مما يؤدي إلى سدها مع مصفوفة المناسبة التي تسمح وتشجع على تجديد الأنسجة، وذلك في حالة محددة من إصابات في النخاع الشوكي، وتجديد الألياف العصبية للحفاظ على وتعزيز وظائف الحركي. كانوجدت أن المنخفضة للالوزن الجزيئي البولي ايثيلين جلايكول (PEG 600) هو مادة مناسبة جدا لهذا الغرض. افتقارها للالمناعية واللزوجة المنخفضة جدا تسمح التكامل السلس في الأنسجة المحيطة بها. الإدراج من البوليمر الحيوي يعزز وحده غزو خلايا مفيدة، بما في ذلك الخلايا البطانية، خلايا شوان المحيطية، والخلايا النجمية، و- الأهم من ذلك - تجديد واستطالة من المحاور من تنازلي وتصاعدي مساحات الألياف وكذلك ensheathment عن طريق المايلين التعاقد 8. تم العثور على هذه الردود التجدد أن يكون مصحوبا تحسينات وظيفية طويلة الأمد. مزيج من استئصال نسيج الندبة وزرع لاحق من PEG 600 يقدم وسيلة آمنة وبسيطة، ولكنها فعالة جدا من سد العيوب أنسجة الحبل الشوكي كبيرة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
وقد التزمت المبادئ التوجيهية المؤسسية للسلامة الحيوان والراحة ل، وقدمت جميع التدخلات الجراحية والرعاية قبل وبعد الجراحة الحيوان في الامتثال للقانون الألماني حماية الحيوان (حماية مكتب الدولة، البيئة والمستهلك من شمال Rhine- ستفاليا، LANUV NRW ).
1. Transection كاملة من الحبل الشوكي الصدري من إناث الفئران ويستار (220-250 ز)
- إعداد الحبل الشوكي
- استخدام التخدير استنشاق الأيزوفلورين (2-3٪ من الأيزوفلورين في O 2 / لا 2 في نسبة 1: 2)، والحقن البلعة من كاربروفين (تحت الجلد [الشوري] 5 ملغ / كلغ). ويوصى مزيج من كاربروفين والبوبرينورفين المواد الأفيونية (0.02 ملغ / كغ الشوري). بدء عملية جراحية عندما غطاء العين العاكسة لمسة خفيفة مع برعم القطن ومخلب الانسحاب المنعكس على معسر التحفيز مع ملقط لم تعد لوحظ.
- وضع الحيوان على بطانية للتدفئة عند 37 درجة مئوية للحفاظ على الجسم من درجات الحرارةإعادة أثناء الجراحة، ووضع مرهم العين على العينين لتجنب جفاف بينما تحت التخدير.
- حلاقة ظهر الحيوان وإعداد الجلد بمطهر الجلد.
- قطع الجلد في خط الوسط على طول الصدرية لمدة 4 سم مع شفرة جراحية وفتحه. من هذه الخطوة على، واستخدام تعقيم الأدوات الجراحية لجميع الإجراءات (تعقيمها أو الغمر تعقيم).
- التراجع العضلات فوق الصدرية استخدام العضلات الصغيرة المشبك.
- إزالة العمليات الشائكة على المستوى الصدري 8 (Th8) وTh9 مع مقراض العظم بواسطة قطة بحذر قطع صغيرة من العظم حتى عظام العمود الفقري مسطحة.
- استخدام ملقط التشريحية لرفع العمود الفقري في عملية الشائكة Th7 واستخدام مقراض لمقطع قطع صغيرة من العظام في العمود الفقري من الذيلية إلى منقاري حتى يتم تنفيذ الثقب في Th8 وTh9. فضح جافية دون الإضرار بها عن طريق إزالة بعناية قليلة وصغيرة جدا قطعة من العظام في العمود الفقري في كل مرة.
- المشبك العمود الفقري بنسبة 2 المشابك الاستقرار في العمليات الشائكة Th7 وTh10، ورفع الحيوان إلى فك الارتباط بين حركات التنفس من الفقرات.
- استكمال الشوكي Transection الحبل في الصدر المستوى 8/9
- رفع الأم الجافية مع ملقط غرامة، وقطع جافية مع مقص غرامة العين في الاتجاه عرضي.
- عقد نهاية قطع الجانبية للجافية مع ملقط غرامة وإدراج ربط العمود الفقري في الفضاء subarachnoidic بين الأم الجافية وعنكبوتية. تجنب الضرر من السحايا من خلال عدم وخز في الحنون أو الأم الجافية مع أي ملقط أو ربط الحبل الشوكي.
- تناوب ببطء الخطاف لوضعه على طول نسيج الحبل الشوكي، مع الحرص على عدم وخز في الجافية (الحنون لا تزال سليمة).
- رفع الحبل الشوكي لحوالي 1-2 مم صعودا، حتى ينظر إلى وجود فجوة في الجانب البطني بين أنسجة الحبل الشوكي والذرة.
- إدراج مقص العين الجميلة في الفضاء بين هذا وذاكن الجافية والحنون وقطع النخاع الشوكي في حين يتم ترك ربط العمود الفقري في المكان.
- رفع جذوعها اثنين من الحبل الشوكي مع اثنين من ملقط وضمان بصريا transection كاملة.
- للحيوانات lesioned السيطرة والحيوانات بسبب إصابة مزمنة، أغلق الجافية التي كتبها خيوط متقطعة مع حيدة غير adsorbable 9.0 المواضيع.
- لالآفات المزمنة اتبع جزء 1.6.
- MMS زرع
- ضع MMS فوق منطقة الاصابه مع اثنين من أنابيب الكذب على كل جانب من جانبي فقرة وخفضه إلى تجويف الآفة.
- أنابيب خياطة إلى العضلات في جانب فقرة مع غير resorbable 4-0 موضوع لضمان استقرار MMS. ضمان تثبيت للMMS باستخدام ملقط خلال هذه الخطوة.
- إزالة دبوس موصل MMS عن طريق قطع مع مقص غرامة.
- إغلاق الجافية فوق MMS وخياطة مع 9.0 المواضيع.
- نعلق أنبوب واحد إلى مضخة فراغ، وختموالبعض من تحامل.
- تطبيق الضغط السلبي لطيف لرسائل الوسائط المتعددة بواسطة مضخة فراغ عبر أنبوب مفتوحة، مص جذوعها الحبل الشوكي في التجويف MMS. تطبيق الضغط السلبي لعدة دقائق (كحد أقصى لمدة 10 دقيقة)، ومراقبة من قبل أجهزة الاستشعار (250-350 م بار).
- قطع الأنابيب القريبة من رسائل الوسائط المتعددة وإزالة الأنابيب. تواصل مع الخطوة 1.6.
- استئصال الأنسجة الحبل الشوكي بما في ذلك الندبة الآفة المزمنة في أسبوع 5 بعد الإصابة الأولية
- اتبع الخطوات 1.1.1 - 1.1.5.
- تحديد ندبا من قبل ظهور البني والأصفر والأنسجة شديدة على الجزء العلوي من الحبل الشوكي. إزالة بلطف الطبقات السطحية من ندبا من خلال عقد مع ملقط غرامة وقطع مع مقص غرامة. مع هذا الأسلوب، وإعادة فتح موقع الثقب لفضح الأنسجة التي تحتوي على العمود الفقري منطقة إصابات الحبل. وقف إعداد عندما يتم التعرف على خياطة الجافية بصريا.
- المشبك العمود الفقري بنسبة 2 تثبيت المشابك في الدورانعمليات الأوس Th7 وTh10، ومن ثم رفع الحيوان إلى فك الارتباط بين حركات التنفس من الفقرات.
- مع حاكم الورق المقوى صغيرة قياس منطقة النخاع الشوكي الذي سيتم مقطوعة (طول: 4 مم) ووضع علامة على حواف هذا المجال الأنسجة منها مع شقوق عرضية السماح بنقل اللاحقة من الأنسجة.
- إزالة ندبا عبر مجموعة من القطع والطموح. إخراج الأنسجة التي تم فصلها من الحبل الشوكي مع شقوق عرضية. استخدام التطلع لطيف كلما كان ذلك كافيا للسماح لإزالة الأنسجة. وبالإضافة إلى ذلك، كلما نسيج شديدة من ندبا يجعل الطموح الأنسجة من الصعب جدا، واستخدام مقص غرامة لخفض وإزالة هذا النسيج.
- اضافة الى وجود قطعة (حوالي 5 مم × 5 مم × 5 مم مكعب) من الإسفنج الجيلاتين لوقف نزيف الدم في الفجوة الأنسجة حتى تهدأ النزيف. والاسفنج الجيلاتين انكماش في حجم بمجرد غارقة مع السائل.
- Implantation من PEG 600
- إعداد 1 مل من الذهب الخالص مخفف PEG 600 للحقن عن طريق التسخين إلى 37 درجة مئوية.
- إزالة الاسفنجة الجيلاتين.
- إدراج كمية كافية (حوالي 5-7 ميكرولتر) من الربط إلى الفجوة باستخدام حقنة 10 ميكرولتر أو ماصة 10 ميكرولتر.
- تغطية بعناية المنطقة مع قطعة (حوالي 5 ملم × 4 مم) استبدال تسرب / الجافية.
- إصلاح تسرب لالمحيطة الأنسجة العضلية مع بضع قطرات من الغراء الأنسجة. وضع المواد اللاصقة على رأس الفجوة استئصال شغل PEG. لمنع انزلاق للتسرب، واستخدام قطرات صغيرة من الغراء الأنسجة لتحديد زوايا للتسرب لأنسجة العضلات المحيطة بها. ملاحظة: تجنب تسرب من الغراء الأنسجة على أنسجة الحبل الشوكي!
- إغلاق الأنسجة ورعاية ما بعد الجراحة
- عضلات خياطة وطبقة الجلد لطبقة مع خيوط متقطعة مع مضفر adsorbable 4-0 المواضيع
- حقن 2 × 2.5 مل من كلوريد الصوديوم (كلوريد الصوديوم[0.9٪]) في 36 ° C الشوري لمعالجة الجفاف بعد الجراحة. ومن شأن حقنة واحدة من 5 مل من محلول ملح طعام تمتد جلد الحيوان، وربما تسبب ضررا لا داعي له للحيوان. لا تترك الحيوانات غير المراقب حتى استعاد وعيه الكامل.
- حقن كاربروفين اليومي (الشوري 5 ملغ / كلغ) لا يقل عن 2 أيام بعد الجراحة. حيوان منزل في قفص واحد خلال الأيام الأولى 2، وبعد ذلك في مجموعات من 2-3.
- تطبيق العلاج بالمضادات الحيوية (عن طريق الفم يوميا من إينروفلوكساسين) لأول الأسبوع بعد الجراحة.
- هل المثانة اليدوية يفرغ في مرتين إلى ثلاث مرات يوميا بحلول التمسيد بلطف على بطن الحيوان من منقاري إلى الذيلية. يجب الحرص على عدم تحريك العمود الفقري للحيوان وليس لرفع الحيوانات في الذيل. باطلة يدويا المثانة الحيوان spinalized تماما اليومية خلال فترة بقاء كله. يجب الحرص على وضع حبيبات الطعام وزجاجات المياه في الارتفاع التي يمكن الوصول إليها من قبل الحيوانات دونيقف على hindpaws بهم. على الرغم من أن ضعف في وظيفة الربع الخلفيتين، والحيوانات تتحرك واستكشاف أقفاص بنشاط فورا بعد الجراحة. فمن المستحسن للحفاظ على الفئران في مجموعات مؤنس.
- لآفات مزمنة ترك فترة بقاء الحيوانات من خمسة أسابيع قبل استئصال الندبة. اتبع الخطوات من 1.4.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
الأنسجة المحافظة، محور عصبي إعادة نمو وفائدة وظيفية للMMS زرع بعد الحادة Transection كاملة من الحبل الشوكي
ويتضح أن زرع الحاد للMMS استقرت جذوعها الحبل الشوكي مقطوع تماما وانخفضت انكماش الأنسجة (الشكل 2A مقابل B). كما تصور من قبل تلطيخ ثلاثي الألوان في أقسام السهمي، وتلطيخ النسيج الضام الأخضر للندبة متليفة في قلب الآفة هو أكثر كثافة بكثير وأكثر وضوحا في الحيوانات lesioned التحكم (الشكل 2D) مما كان عليه في MMS زرع الحيوانات (الشكل 2C). ومن المثير للاهتمام، لم تكن هناك اختلافات الملحوظة في بعض الأحيان البقاء طويلا في تراكم بلعم في موقع الآفة كما تصور من قبل تلطيخ immunohistological ضد ED-1 في MMS مزروع مقابل السيطرة lesioned الحيوانات (لا يظهر).
ithin الصفحات = "1"> مباشرة بعد الزرع، وقلة الأنسجة في لوحظ التجويف MMS الذي شغل في وقت لاحق مع الخلايا والأنسجة بعد عدة أيام. في 5 أسابيع بعد الجراحة الهائل نشوب المحاور في التجويف MMS يمكن أن يتم الكشف عن (الشكل 3A). وعلاوة على ذلك، تم العثور على رسائل الوسائط المتعددة وأوعية دموية التجويف (الشكل 3B) والهياكل محور عصبي على مقربة من الأوعية الدموية (لا يظهر). تقييم المجال مفتوحا باسو-بيتي-بريسناهان الحركي درجة (BBB)، كشفت عن وجود تحسن كبير وظيفية من الحيوانات مزروع MMS (خط أسود في الشكل 3C) مقابل حيوانات lesioned التحكم (خط رمادي في الشكل 3C) في 2 و 4 أسابيع بعد الجراحة.
خلية الغزو، إعادة التوعي، محور عصبي التجديد والتحسين الوظيفي في الحبل الشوكي المصاب الجرذان المزمنة بعد ندبة استئصال وزرع إسفين
في وضع الإصابة المزمنةليرة سورية من الصدر transection الحبل الشوكي على حد سواء الجزئي والكامل والاستئصال الجراحي للندبة الآفة في خمسة أسابيع بعد الإصابة الأولية لم يسبب أي ضرر إضافي للكشف أو الانزعاج للحيوانات. أدى استئصال الندبة والإدراج لاحق من PEG 600 إلى تجديد الأنسجة التي كان اكتشافها داخل المصفوفة (الشكل 4). وبالإضافة إلى ذلك، ترسب الكولاجين الأغماد خارج الخلية - لم يكن بارزا كما بعد الربط بين العلاج (الشكل 4C) مقارنة مع الضوابط الآفة الوحيدة (الشكل 4B) - الذي هو الحال بالنسبة للشبكه الغشاء القاعدي من الأنسجة ندبة. وعلى النقيض من ندبة مزمنة من الضوابط الآفة الوحيدة (لا يظهر)، وقد غزت الموقع استئصال مليئة مصفوفة من الخلايا المحفزة للنمو محور عصبي بعد بتر. إذا كنت في وقت مبكر من أسبوع واحد بعد استئصال ومعالجة العديد من أنواع الخلايا المفيدة في مجال مصفوفة يمكن تحديدها مثل الخلايا البطانية (التي وجدت ليكون حاضرا في تجديد الدم الخامسessels [الشكل 4D])، النجمية الشكل (4F) وخلايا شوان المحيطية (الشكل 4G). بعد خمسة أسابيع استئصال شغل في المنطقة المعالجة PEG مع العديد من التشكيلات محور عصبي (الشكل 4E).
عززت مصفوفة PEG النمو التجديدي كبير من العديد من المحاور (الشكل 4D، E، G). مع تتبع الدراسات وتلطيخ المناعى، تصاعدي مختلف وتنازلي يمكن تحديدها سكان المحاور التي مجدد ليس فقط ولكن أيضا إلى ما وراء منطقة شغل PEG-8. نقل EM تحليلات المنطقة المعالجة من الحيوانات مع فترة بقاء طويلة (8 أشهر) أكد ليس فقط وجود خلايا شوان ولكن أبعد كشفت تكون الميالين المدمجة من المحاور مجدد داخل PEG-مصفوفة 8. وكثيرا ما ترتبط ملامح محور عصبي مجدد مع مجالات الأوعية الدموية(الشكل 4D). تظاهر stainings المناعى أن ملامح محور عصبي التي تم العثور عليها في منطقة بتر تعامل ارتبطت بشكل وثيق مع خلايا شوان ويبدو أن العصبي عن طريق هذه الخلايا بالفعل في نقاط زمنية مبكرة بعد استئصال وزرع 8.
وكشف طويلة الأجل (ثمانية أشهر) دراسة السلوكية تحسينات وظيفية كبيرة الحركي طويلة الأمد بعد استئصال الندبة المزمنة والربط بين العلاج (الشكل 5).
الشكل 1. MMS التصميم ومبدأ عملية (A) الصورة الفوتوغرافية من رسائل الوسائط المتعددة، (ب) المجهرية سطح لاصق لMMS الجوانب، شريط النطاق: 50 ميكرون، (CF) التخطيطي الرسم: (C) implantatioن من رسائل الوسائط المتعددة إلى آفة في الحبل الشوكي، (D) تطبيق فراغ لامتصاص الأنسجة في هيكل العسل (السهم الأحمر: الضغط السلبي)، (E) قوة لاصقة يحافظ على جذوعها في النخاع الشوكي على مقربة على مسافة فقط عدة ميكرومتر، (F) توزيع المواد الدوائية في التجويف عبر 4 قنوات الصغيرة الداخلية (تشير السهام السوداء في الدقيقة قنوات 1-4). وصفت التسريب التي كتبها السهم الأزرق في مدخل الميناء. في D - E يظهر فقط نصف MMS. نقلا عن Brazda وآخرون، 2013 7 بإذن من السيفير. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2. الشوكي حفظ الأنسجة بعد MMS عفريتlantation. أنسجة الحبل الشوكي في 6 و التركيب. بعد 7 أشهر الكلي transection مع (A) ودون MMS زرع (B). السهم في الفقرة (ب) يشير إلى منطقة الحبل الشوكي المقابلة لموقع زرع MMS (السهم) في الفقرة (أ). ملاحظة تقلص الأنسجة الحبل الشوكي في الحيوانات غير المعالجة (ب) وعلى النقيض من هيكل محفوظة بشكل جيد في الفقرة (أ). ثلاثي الألوان تلطيخ أقسام الحبل الشوكي السهمي بعد MMS زرع (C) في مقابل الحيوانات السيطرة من دون زرع (D). الخضراء: النسيج الضام، الحمراء: سيتوبلازم، أسود: شغل nucleus.The مركز الآفة مع ندبا (الأخضر) في الحيوانات lesioned التحكم (D، السهم الأسود يصور الآفة مركز الزلزال)، في حين فقط تندب هامشي هو واضح حول رسائل الوسائط المتعددة في المعالجة الحيوانات بعد 14 يوما (C). لاحظ أن MMS يتكون من الهياكل العسلالتي جرفت أثناء معالجة الأنسجة إذا قطع في 20 ميكرون شرائح. شريط النطاق ل(A، B) في الفقرة (أ)، ل (C، D) في (د): 1 مم. تعديل من Brazda وآخرون، 2013 7 بإذن من السيفير. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3. محور عصبي التجديد، إعادة التوعي وتوسيع حقل الحركي النتيجة بعد MMS زرع. (A) تلطيخ Immunohistological من خيط عصبي فسفرته مع علامة عموم محور عصبي (PAM) في قسم الحبل الشوكي سهمي في 5 أسابيع بعد إكمال transection الحبل الشوكي وMMS الزرع. يشار إلى التجويف MMS بعلامة النجمة. يتم وضع علامة على الجدران (W) من رسائل الوسائط المتعددة التي متقطعخطوط. ملاحظة المحاور الملون عديدة في MMS التجويف سابقا الأنسجة خالية. شريط مقياس: 100 ميكرون. (ب) تلطيخ Immunohistological الأوعية الدموية في تجويف MMS (مع تحديد عامل فون ويلبراند تلطيخ [VWF] والأخضر). (ج) تقييم النتيجة الحركي BBB لMMS مزروع (الخط الأسود، N = 9) مقابل السيطرة تصاب الحيوانات (خط رمادي، N = 6). ويصور نفسه BBB من hindlimb اليسار واليمين (المتوسط لكل مجموعة) مع الانحراف المعياري. إحصائية يتم وضع علامة توجد اختلافات كبيرة بين العلامات النجمية (مان ويتني الرتبة مجموع اختبار، ف <0.05). تعديل من Brazda وآخرون، 2013 7 بإذن من السيفير. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل (4).PEG مصفوفة يعزز تجديد الأنسجة ومفيد الخلوية الغزو التالية ندبة استئصال ومعالجة ويبين (A) السودان الأسود تلطيخ التي تمتلئ أجزاء كبيرة من الفجوة مقطوعة (خالية من السودان الأسود تلطيخ) مع الأنسجة في 1 أسبوع آخر بتر. (B، C) تلون ندبة ليفية الآفة مع نوع الكولاجين الرابع في 1 أسبوع آخر بتر. ندبة الكثيفة موجودة في الحيوانات السيطرة في حين تكشف الحيوانات المعالجة PEG-والمناعية أضعف بكثير وأكثر وضوحا. (د) مساحة الأوعية الدموية (WWF) يحتوي على لمحات من المحاور مجدد (التي تم تحديدها مع خيط عصبي [نف]) في أسبوع واحد بعد استئصال. نمت (E) العديد من المحاور في المنطقة المعالجة في 5 أسابيع بعد استئصال. (F، G) كلا الدبقية ييفي البروتين الحمضية إيجابية (GFAP +) الخلايا النجمية وS100 + شوان الخلايا تغزو مصفوفة PEG وجدت هذه الأخيرة في ارتباط وثيق مع regeneratجي محاور بالفعل بعد 1 أسبوع بعد العلاج. أشرطة النطاق: (أ) 1 مم؛ (CF) 100 ميكرون، (G) 50 ميكرون. (BG):.. مقتبس من استرادا وآخرون، 2014 8 بإذن من السيفير الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الرقم 5. تحسين الحركي وظيفة بعد المزمن الحبل الشوكي، ندبة استئصال والربط بين العلاج. تقييم BBB (mBBB) درجة الحركي المعدلة للتعامل PEG (PEG، rhombs السوداء، N = 13-14 في timepoint) مقابل السيطرة الحيوانات، التي حصلت على مجموع transection الحبل الشوكي دون استئصال الندبة (تكساس، مثلثات بيضاء، N = 13-14 في timepoint) بعد إصابة الحبل الشوكي المزمنة. عشرات mBBB متوسط+ الخطأ المعياري للمتوسط واحدة من جانب ومان ويتني U اختبار، * ص ≤0.05 **، ص ≤0.01 ***، ص ≤0.001. تعديل من استرادا وآخرون، 2014 8 بإذن من السيفير، WPL = أسبوع آخر الآفة الأولية، WPR = أسابيع الرد على بتر. شريط خطأ = SEM (الخطأ المعياري للمتوسط). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
هنا يتم عرض نهجين الجراحية المختلفة لسد الثغرات الأنسجة في الحبل الشوكي بعد (1) transection كاملة الحاد وMMS زرع و (2) المزمنة آفة في الحبل الشوكي وإزالة ندبة ليفية بالإضافة إلى PEG المصفوفة الزرع. كلا استراتيجيات تؤدي إلى الحفاظ على الأنسجة وتجدد المحاور وكذلك الحركي كبير تحسين وظيفي من الحيوانات المعالجة. لMMS غرس وتثبيت الكافي للMMS داخل الحبل الشوكي عن طريق خياطة الجافية ثابتة بعد الجراحة هو خطوة تقنية هامة.
رسائل الوسائط المتعددة تجري مزيدا من الإمكانات العلاجية نظرا لنظامها الداخلي نفذت متناهية الذي يسمح ضخ المحلي من المواد النشطة علاجيا في صلب الآفة عبر، على سبيل المثال، لminipump ناضح تعلق 7. للاستخدام السريري في المستقبل المعد له، وينبغي أن تكون المواد MMS bioresorbable. حاليا، وتصنيع أنظمة الموصل تتألف من المواد القائمة على lactide هويجري اختبارها. وعلاوة على ذلك، سيتم إنشاء طلاء للMMS بمادة الموصلات الإلكترونية من أجل تطبيق الحقول الكهربائية العلاجية إلى الحبل الشوكي lesioned.
أما بالنسبة للآفات الحبل الشوكي المزمنة، وأعقب استراتيجية أخرى، منذ التوتر الجسدي من جذوعها الحبل الشوكي انفصلا بعد إزالة ندبة جراحية يبدو مرتفعا جدا إذا كان يجب تجاوز فجوة من عدة مليمترات. والمثير للدهشة، أثبت منخفضة الوزن الجزيئي PEG 600 ليكون البوليمر الحيوي مناسبة للغاية لملء الفراغ الناتج. وهو يتيح للتشكيل جسر الأنسجة مستقرة وهو ما يعزز الأوعية الدموية والغزو الخلوي من أنواع الخلايا المفيدة. ومن المفترض أن الخواص الفيزيائية للPEG600، مثل اللزوجة، ولعب أدوارا مهمة لفعالية لوحظ منذ كانت الأخرى الربط بين أنواع مع أعلى أو أقل الأوزان الجزيئية و / أو اللزوجة يست مفيدة كما.
سد الفجوة أصغر بعد transection الحاد مع موصل روايةنظام يؤدي إلى تحسين وظيفي واضح في وقت مبكر من 4 أسابيع بعد الإصابة. وصلت الحيوانات منها على درجة BBB من حوالي 7 في ذلك الوقت، وكانت الفروق واضحة بين MMS الحيوانات والفئران السيطرة واضحة. إصابة مزمنة الحيوانات التي حصلت على استئصال الندبة وPEG-زرع تعافى أيضا أفضل بكثير من الضوابط غير المعالجة، ولكن كان التحسن الملحوظ في الغالب في وقت لاحق نقاط الوقت (بعد حوالي 16 أسبوعا). ويمكن تفسير هذه الملاحظات وفقا لطبيعة الإصابة (أي، الحادة مقابل المزمنة، و 1 مم مقابل 4 مم خلل الأنسجة). في حالة الآفات أكبر نمو التجدد من المحاور عبر موقع الآفة يتطلب فترات زمنية أطول. أيضا، فمن المحتمل جدا أن فترات زمنية أطول من عدم استخدام أطرافه الخلفية تؤدي إلى درجات أعلى من الأحداث التنكسية، وبالتالي، في إدخال تحسينات وظيفية أقل وضوحا.
الأمثل في المستقبل لمعالجة PEG بعد الصبان المزمنإصابة نال الحبل، عبر نهج اندماجي، على سبيل المثال، بذر إضافية من الربط مع تعزيز النمو (الجذعية) الخلايا مثل خلايا دم الحبل السري 10 في الجسم الحي، ويجري حاليا اختبارها.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| PEG 600 Ph Eur | Merck/VWR | 8,170,041,000 | |
| Gelastypt gelatine sponge | sanofi Aventis | PZN-8789582 | |
| Nescofilm Sealant | Roth | 2569.1 | |
| Baytril | Bayer | ||
| Rimadyl (Carpofen) | Pfizer | ||
| Forene (Isoflurane) | Abbvie | ||
| Kodan (skin disinfectant) | |||
| Histoacryl (tissue glue) | |||
| Friedman-Pearson Rongeur, 1 mm cup, straight | Fine Science Tools | 16020-14 | |
| Two-in-one Micro Spatula - 12 cm | Fine Science Tools | 10091-12 | |
| Dumont #7 Forceps - Inox Medical | Fine Science Tools | 11273-20 | |
| Dumont #5/45 Forceps - Inox Medical | Fine Science Tools | 11253-25 | |
| Spinal cord hook | Fine Science Tools | 10162-12 | |
| Scissors | Fine Science Tools | 14078-10 | |
| Clamp | Aesculap | EA016R | |
| Ethicon Vicryl 4-0 | |||
| Bepanthen Augen- und Nasensalbe | Bayer | ||
| Anatomical forceps | Fine Science Tools | 11000-13 | |
| Self-retaining retractor | Fine Science Tools | 17008-07 | |
| Skin clamp | Fine Science Tools | 13008-12 | |
| Aluspray | Selectavet |
References
- Ramer, L. M., Ramer, M. S., Bradbury, E. J. Restoring function after spinal cord injury: towards clinical translation of experimental strategies. The Lancet. Neurology. 13 (12), 1241-1256 (2014).
- McDonald, J. W., Howard, M. J. Repairing the damaged spinal cord: a summary of our early success with embryonic stem cell transplantation and remyelination. Prog. Brain Res. 137, 299-309 (2002).
- Yoon, S. H., et al. Complete spinal cord injury treatment using autologous bone marrow cell transplantation and bone marrow stimulation with granulocyte macrophage-colony stimulating factor: Phase I/II clinical trial. Stem Cells. 25 (8), 2066-2073 (2007).
- Brotchi, J. Intrinsic spinal cord tumor resection. Neurosurgery. 50 (5), 1059-1063 (2002).
- Estrada, V., Tekinay, A., Muller, H. W. Neural ECM mimetics. Prog. Brain Res. 214, Chapter 16 391-413 (2014).
- Tetzlaff, W., et al. A Systematic Review of Cellular Transplantation Therapies for Spinal Cord Injury. J.Neurotrauma. 28 (8), 1611-1682 (2010).
- Brazda, N., et al. A mechanical microconnector system for restoration of tissue continuity and long-term drug application into the injured spinal cord. Biomaterials. 34 (38), 10056-10064 (2013).
- Estrada, V., et al. Long-lasting significant functional improvement in chronic severe spinal cord injury following scar resection and polyethylene glycol implantation. Neurobiol. Dis. 67, 165-179 (2014).
- Rasouli, A., et al. Resection of glial scar following spinal cord injury. J.Orthop.Res. 27 (7), 931-936 (2009).
- Schira, J., et al. Significant clinical, neuropathological and behavioural recovery from acute spinal cord trauma by transplantation of a well-defined somatic stem cell from human umbilical cord blood. Brain. 135, Pt 2 431-446 (2011).
