Abstract
एक रीढ़ की हड्डी में चोट (एससीआई) घाव कोर जो axonal उत्थान hinders में एक निशान रूपों के बाद। रीढ़ की हड्डी के ट्यूमर उच्छेदन, या ऊतक दर्दनाक दुर्घटनाओं में और प्रभावित क्षेत्र से परे सामान्य ऊतकों की मरम्मत के साथ ही तंत्रिका तंतुओं के पुनर्योजी विकास को सुविधाजनक बनाने में सहायता कर सकते हैं से उत्पन्न दोषों का अपमान करने के बाद चोट की साइट ब्रिजिंग। दो प्रयोगात्मक उपचार रणनीतियों प्रस्तुत कर रहे हैं: (1) एक तीव्रता से और पूरी तरह से transected वक्ष चूहे रीढ़ की हड्डी में एक उपन्यास microconnector डिवाइस का आरोपण कटे readapt करने के लिए रीढ़ की हड्डी के ऊतकों स्टंप, और (2) लंबे समय से lesioned चूहों में एससीआई साइट के पॉलीथीन ग्लाइकोल भरने के बाद निशान लकीर। इस मॉडल में पुरानी रीढ़ की हड्डी घाव एक पूरा रीढ़ की हड्डी transection जो इलाज से पहले 5 हफ्तों प्रवृत्त किया गया था। दोनों ही तरीकों से हाल ही में बहुत आशाजनक परिणाम और पदोन्नत axonal regrowth, लाभकारी सेलुलर आक्रमण और कार्यात्मक सुधार हासिल कियारीढ़ की हड्डी में चोट के कृंतक मॉडल में।
यांत्रिक microconnector प्रणाली (एमएमएस) एक मल्टी चैनल एमएमएस को नकारात्मक दबाव लागू करने के लिए एक दुकान ट्यूबिंग प्रणाली के साथ polymethylmethacrylate (PMMA) की रचना की व्यवस्था है लुमेन इस प्रकार छत्ते से संरचित छेद में रीढ़ की हड्डी स्टंप खींच रहा है। 1 मिमी ऊतक खाई में अपनी आरोपण के बाद ऊतक डिवाइस में ले लिया है। इसके अलावा, एमएमएस की भीतरी दीवारों बेहतर ऊतक आसंजन के लिए Microstructured रहे हैं।
पुरानी रीढ़ की हड्डी में चोट के दृष्टिकोण के मामले में, रीढ़ की हड्डी के ऊतकों - निशान से भरे घाव क्षेत्र सहित - लंबाई में 4 मिमी के एक क्षेत्र में resected है। Microsurgical निशान लकीर के बाद परिणामस्वरूप गुहा पॉलीथीन ग्लाइकोल (खूंटी 600) जो सेलुलर आक्रमण, revascularization, axonal उत्थान और vivo में भी कॉम्पैक्ट remyelination के लिए एक उत्कृष्ट बुनियाद प्रदान करने के लिए मिला था से भर जाता है।
Introduction
रीढ़ की हड्डी को एक दर्दनाक चोट न केवल ऊतक दोष है जो किसी भी पुनर्योजी प्रतिक्रियाओं में बाधा में एक्सोन लेकिन यह आगे के परिणामों का नुकसान होता है (समीक्षा के लिए 1,2 देखें)। रीढ़ की हड्डी के ऊतकों अक्सर माध्यमिक अध: पतन में और घाव क्षेत्र के आसपास पुटी गठन या छेद करने के लिए अग्रणी के माध्यम से खो दिया है। सबसे प्रयोगात्मक उपचारात्मक उपायों स्वस्थ ऊतकों की एक शेष रिम के साथ आंशिक transection, क्रश या नील चोटों की तरह अधूरा रीढ़ की हड्डी को नुकसान पर ध्यान केंद्रित। कुल दर्दनाक दुर्घटना या शल्य चिकित्सा हस्तक्षेप, ट्यूमर resections तरह से उत्पन्न लेनदेनों की तरह पूरी चोटों के लिए, केवल बहुत सीमित उपचार के विकल्प आज 3,4 उपलब्ध हैं। पूरा transection के बाद, रीढ़ की हड्डी स्टंप त्याग में ऊतक परिणामों के मैकेनिक तनाव, रीढ़ की हड्डी में एक छोटे से अंतराल छोड़ने। अधिकांश रणनीतियों के ऊतकों, कोशिकाओं या matrices 5,6 के साथ इस खाई को भरने पर ध्यान देते हैं।
इधर, एक अलग रणनीतिप्रस्तुत है, एक उपन्यास microconnector डिवाइस 7 का उपयोग कर अलग स्टंप के अर्थात् फिर से अनुकूलन। आदेश दो स्टंप readapt करने के लिए, यांत्रिक बल एक मामूली नकारात्मक दबाव इस (चित्रा 1) को पूरा करने के रूप में लागू किया जाना है। यांत्रिक microconnector प्रणाली (एमएमएस) के छत्ते के आकार का छेद (चित्रा 1 ए) और एक दुकान ट्यूबिंग प्रणाली के साथ प्रदान के साथ polymethylmethacrylate (PMMA) के एक मल्टी चैनल सिस्टम है। यह ऊतक चूहे की खाई (चित्रा 1 सी) में पूरा रीढ़ की हड्डी transection से उत्पन्न में प्रत्यारोपित किया जाता है। एक ट्यूब एक वैक्यूम पंप से जोड़ा जा सकता एमएमएस (चित्रा -1) के लिए नकारात्मक दबाव लागू करने के लिए। दबाव एमएमएस के छत्ते के आकार का छेद है, जो जगह में ऊतक धारण करने के लिए जब दबाव जारी की है (चित्रा 1 बी) microstructured दीवारों में काट दिया रीढ़ की हड्डी स्टंप खींचती है। ट्यूबिंग सर्जरी के बाद बरकरार छोड़ा जा सकता है और आदेश में एक आसमाटिक minipump से जुड़ीघाव कोर (चित्रा 1E-एफ) में पदार्थों तर करने के लिए।
रीढ़ की हड्डी में एक स्पाइनल ट्यूमर के सर्जिकल हटाने या एक ठोस पुराने घाव के निशान कई मिलीमीटर, जो अब तक एमएमएस से दूर नहीं किया जा सकता है की बड़ी ऊतक अंतराल के लिए अग्रणी से पूरा घाव परिणामों का एक और प्रकार की भारी transection के अलावा। रीढ़ की हड्डी आघात के साथ रोगियों के बहुमत पुरानी चोट से ग्रस्त हैं। इन रोगियों में, एक पूरी तरह से विकसित निशान घाव कोर रह रहे हैं। घाव के निशान के सर्जिकल हटाने उपचार जो वर्तमान में प्रयोगात्मक एससीआई 8,9 के बाद जांच की है के लिए एक अवधारणा है। लकीर प्रक्रिया ही काफी अतिरिक्त क्षति के कारण के बिना किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप ऊतक की खाई एक उपयुक्त मैट्रिक्स, तंत्रिका तंतुओं के उत्थान जो अनुमति देता है और ऊतक के उत्थान को बढ़ावा देता है और रीढ़ की हड्डी की चोट के विशिष्ट मामले में साथ पाटने की जरूरत को बनाए रखने और हरकत कार्यों को बढ़ावा देने के लिए। वो थापाया गया कि कम आणविक वजन पॉलीथीन ग्लाइकोल (खूंटी 600) इस उद्देश्य के लिए एक बहुत ही उपयुक्त सामग्री है। प्रतिरक्षाजनकता और बहुत कम चिपचिपाहट की कमी के आसपास के ऊतकों में चिकनी एकीकरण अनुमति देते हैं। बहुत महत्वपूर्ण बात - - उत्थान और उतरते और कॉम्पैक्ट माइलिन 8 से फाइबर इलाकों के साथ ही उनके ensheathment आरोही की एक्सोन के बढ़ाव biopolymer की प्रविष्टि अकेले endothelial कोशिकाओं, परिधीय श्वान कोशिकाओं, और astrocytes, और सहित लाभकारी कोशिकाओं, के आक्रमण को बढ़ावा देता है। ये पुनर्योजी प्रतिक्रियाओं लंबे समय से स्थायी कार्यात्मक सुधार के साथ किया जाना पाया गया। निशान ऊतक और खूंटी 600 के बाद के आरोपण की लकीर के संयोजन पर्याप्त रीढ़ की हड्डी के ऊतकों के दोषों को पाटने का एक सुरक्षित और सरल, अभी तक बहुत कारगर साधन प्रस्तुत करता है।
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Protocol
पशु सुरक्षा और आराम के लिए संस्थागत दिशा निर्देशों का पालन किया गया है, और सभी शल्य चिकित्सा हस्तक्षेप और पूर्व और शल्य चिकित्सा के बाद जानवरों की देखभाल जर्मन पशु संरक्षण कानून (उत्तर Rhine- वेस्टफेलिया के राज्य कार्यालय, पर्यावरण और उपभोक्ता संरक्षण, LANUV NRW के अनुपालन में प्रदान किया गया )।
1. महिला Wistar चूहों के वक्ष रीढ़ की हड्डी का पूरा transection (220 - 250 ग्राम)
- रीढ़ की हड्डी की तैयारी
- Isoflurane साँस लेना संज्ञाहरण का उपयोग करें (2 - 1 के अनुपात में 2 हे / सं 2 में isoflurane के 3%: 2) और Carprofen (subcutaneously [अनुसूचित जाति] 5 मिलीग्राम / किग्रा) की सांस में इंजेक्शन। Carprofen और opioid buprenorphine (0.02 मिलीग्राम / किग्रा सुप्रीम कोर्ट) के संयोजन की सिफारिश की है। सर्जरी शुरू जब एक कपास कली और संदंश के साथ प्रोत्साहन बन्द रखो के लिए पंजा वापसी पलटा के साथ हल्के स्पर्श करने के लिए आँख ढक्कन पलटा नहीं रह मनाया जाता है।
- 37 डिग्री सेल्सियस पर एक हीटिंग कंबल पर पशु प्लेस शरीर temperatu बनाए रखने के लिएसर्जरी और आंखों पर डाल आंख मरहम दौरान पुन सूखापन, जबकि संज्ञाहरण के तहत बचने के लिए।
- जानवर की पीठ दाढ़ी और त्वचा कीटाणुनाशक के साथ त्वचा को तैयार है।
- एक सर्जिकल ब्लेड के साथ 4 सेमी के लिए थोरैसिक कशेरुकाओं साथ midline पर त्वचा में कटौती और यह खुला। पर इस कदम से, सभी प्रक्रियाओं के लिए शल्य चिकित्सा उपकरणों निष्फल का उपयोग करें (autoclaved या विसर्जन निष्फल)।
- थोरैसिक कशेरुकाओं ऊपर की मांसपेशियों को एक छोटे मांसपेशियों दबाना का उपयोग कर वापस लेना।
- सावधानी से हड्डी के छोटे टुकड़े कतरन तक कशेरुकी हड्डियों फ्लैट हैं द्वारा वक्ष स्तर 8 (Th8) और Th9 एक हड्डी rongeur के साथ कम से spinous प्रक्रियाओं निकालें।
- spinous प्रक्रिया Th7 पर कशेरुका स्तंभ उठा और व्याख्यान चबूतरे को दुम से कशेरुकी हड्डी के छोटे टुकड़े क्लिप करने के लिए जब तक एक laminectomy Th8 और Th9 पर किया जाता है एक rongeur का उपयोग करने के लिए संरचनात्मक संदंश का प्रयोग करें। ध्यान से एक समय में कशेरुकी अस्थि के ही कुछ और बहुत ही छोटे-छोटे टुकड़ों को हटाने से यह नुकसान पहुँचाए बिना ड्यूरा मेटर बेनकाब।
- spinous प्रक्रियाओं Th7 और Th10 में 2 स्थिरीकरण अकड़न से रीढ़ की हड्डी दबाना, कशेरुकाओं से श्वास आंदोलनों अलग करना जानवर उठा।
- छाती रोगों स्तर 8/9 पर रीढ़ की हड्डी transection को पूरा करें
- ठीक संदंश के साथ ड्यूरा मेटर लिफ्ट, कट आड़ा दिशा में ठीक आंख कैंची से ड्यूरा मेटर।
- ठीक संदंश के साथ ड्यूरा मेटर के पार्श्व कटौती अंत पकड़ो और ड्यूरा मेटर और arachnoidea के बीच subarachnoidic अंतरिक्ष में एक रीढ़ की हड्डी में हुक डालें। या तो संदंश या रीढ़ की हड्डी हुक के साथ पिया या ड्यूरा मेटर में चुभ नहीं द्वारा तानिका की क्षति से बचने।
- धीरे-धीरे रीढ़ की हड्डी के ऊतकों के साथ यह सब करने के लिए जगह हुक बारी बारी से, देखभाल करने के ड्यूरा में चुभन के लिए नहीं (पीआईए अभी भी बरकरार है)।
- लगभग 1 के लिए रीढ़ की हड्डी लिफ्ट - ऊपर की तरफ 2 मिमी, जब तक एक अंतराल के रीढ़ की हड्डी के ऊतकों और ड्यूरा के बीच उदर पक्ष में देखा जाता है।
- अंतरिक्ष betwee में ठीक आंख कैंची डालेंn ड्यूरा और पिया और रीढ़ की हड्डी में कटौती करते हुए रीढ़ की हुक जगह में छोड़ दिया है।
- दो संदंश के साथ रीढ़ की हड्डी के दो स्टंप लिफ्ट और नेत्रहीन पूरा transection किया जाता है।
- नियंत्रण-lesioned जानवरों और एक पुरानी चोट के साथ जानवरों के लिए, monofilament गैर adsorbable 9.0 धागे के साथ बाधित टांके द्वारा ड्यूरा बंद करें।
- पुरानी घावों के लिए भाग 1.6 का पालन करें।
- एमएमएस आरोपण
- बांस के प्रत्येक पार्श्व पक्ष पर झूठ बोल दो ट्यूबों के साथ चोट साइट के ऊपर एमएमएस की जगह और घाव गुहा में यह कम है।
- गैर resorbable 4-0 धागे के साथ बांस के पक्ष में मांसपेशियों के लिए सिवनी नलियों एमएमएस के स्थिरीकरण सुनिश्चित करने के लिए। इस कदम के दौरान संदंश का उपयोग एमएमएस का निर्धारण किया जाता है।
- ठीक कैंची की एक जोड़ी के साथ काटने से एमएमएस कनेक्टर पिन निकालें।
- एमएमएस ऊपर ड्यूरा बंद करो और 9.0 धागे के साथ यह सीवन।
- वैक्यूम पंप से एक ट्यूब देते हैं, और सीलclamping द्वारा अन्य।
- खुले ट्यूब के माध्यम से एक वैक्यूम पंप से एमएमएस को कोमल नकारात्मक दबाव लागू करें, एमएमएस लुमेन में रीढ़ की हड्डी स्टंप चूसने। नकारात्मक (10 मिनट के लिए अधिकतम पर) कई मिनट के लिए दबाव लागू करें और सेंसर द्वारा की निगरानी (250 - 350 मिलीबार)।
- एमएमएस के करीब नलियों कट और ट्यूबों को हटा दें। 1.6 कदम के साथ आगे बढ़ें।
- रीढ़ की हड्डी ऊतक की लकीर प्रारंभिक चोट के बाद 5 सप्ताह में लगातार घाव के निशान भी शामिल
- 1.1.5 - 1.1.1 चरणों का पालन करें।
- भूरे-पीले उपस्थिति और रीढ़ की हड्डी के शीर्ष पर कड़ा ऊतक से निशान ऊतक को पहचानें। धीरे ठीक संदंश के साथ पकड़ रहा है और ठीक कैंची के साथ काटने से निशान ऊतक की ऊपरी परत को हटा दें। इस विधि के साथ, laminectomy की साइट फिर से खोलने के लिए रीढ़ की हड्डी में चोट के क्षेत्र युक्त ऊतक बेनकाब करने के लिए। तैयारी बंद करो जब ड्यूरा सिवनी नेत्रहीन पहचान की है।
- रीढ़ की हड्डी दबाना द्वारा 2 स्थिरीकरण स्पिन में अकड़नous प्रक्रियाओं Th7 और Th10, और फिर जानवर तरक्की कशेरुकाओं से श्वास आंदोलनों अलग करना।
- एक छोटे से पेपरबोर्ड शासक साथ रीढ़ की हड्डी के क्षेत्र में जो उच्छेदन किया जा रहा है को मापने (लंबाई: 4 मिमी) और ऊतकों के बाद हटाने की अनुमति के लिए अनुप्रस्थ चीरों के साथ इस संबंधित ऊतक क्षेत्र के किनारों के निशान।
- काटने और आकांक्षा का एक संयोजन के माध्यम से निशान ऊतक निकालें। ऊतक कि अनुप्रस्थ चीरों के साथ रीढ़ की हड्डी से अलग कर दिया गया है बाहर ले जाओ। कोमल आकांक्षा का प्रयोग करें जब भी यह ऊतकों को हटाने की अनुमति देने के लिए पर्याप्त है। इसके अलावा, जब भी निशान ऊतक के कठोर बनावट ऊतक आकांक्षा भी मुश्किल बना देता है, ठीक कैंची का उपयोग कटौती और इस ऊतक निकालने के लिए।
- खून बह रहा उतरे जब तक ऊतक खाई में hemostatic जिलेटिन स्पंज का एक टुकड़ा (लगभग 5 मिमी एक्स 5 मिमी एक्स 5 मिमी घन) डालें। जिलेटिन स्पंज के रूप में जल्द ही आकार में छोटा रूप में यह तरल से लथपथ है जाएगा।
- Implaखूंटी 600 के ntation
- 37 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने से इंजेक्शन के लिए शुद्ध undiluted खूंटी 600 के 1 मिलीलीटर तैयार करें।
- जिलेटिन स्पंज निकालें।
- खाई को एक 10 μl सिरिंज या एक 10 μl पिपेट का उपयोग करने में खूंटी की - (7 μl लगभग 5) पर्याप्त मात्रा में डालें।
- ध्यान से सीलेंट / ड्यूरा प्रतिस्थापन का एक टुकड़ा (लगभग 5 मिमी x 4 मिमी) के साथ क्षेत्र को कवर किया।
- ऊतक गोंद की कुछ बूंदों के साथ मांसपेशियों के ऊतकों आसपास के सीलेंट को ठीक करें। खूंटी से भरे लकीर के अंतर के शीर्ष पर सीलेंट रखें। सीलेंट की फिसलन को रोकने के लिए, ऊतक गोंद की छोटी बूंदों का उपयोग आसपास के मांसपेशियों के ऊतकों को सीलेंट के कोनों को ठीक करने के लिए। नोट: रीढ़ की हड्डी के ऊतकों पर ऊतक गोंद के रिसाव से बचें!
- ऊतक और पश्चात की देखभाल का समापन
- सिवनी की मांसपेशियों और लट adsorbable 4-0 धागे के साथ बाधित टांके के साथ परत के लिए त्वचा की परत
- (सोडियम क्लोराइड की 2 × 2.5 मिलीलीटर इंजेक्षन NaCl[0.9%]) 36 डिग्री सर्जरी के बाद पुनर्जलीकरण के लिए सी सुप्रीम कोर्ट पर। 5 मिलीलीटर सोडियम क्लोराइड का एक इंजेक्शन पशुओं की त्वचा में खिंचाव होता है और जानवर को अनावश्यक नुकसान का कारण हो सकता है। पशु पहुंच से बाहर छोड़ जब तक पूर्ण होश आ गया है क्या नहीं।
- सर्जरी के बाद कम से कम 2 दिनों के लिए दैनिक Carprofen (एससी 5 मिलीग्राम / किग्रा) इंजेक्षन। पहले 2 दिनों के दौरान ही पिंजरे में सदन पशु, बाद में 2 के समूह में - 3।
- पहली पोस्ट-ऑपरेटिव सप्ताह के लिए एंटीबायोटिक उपचार (Enrofloxacin की दैनिक मौखिक प्रशासन) को लागू करें।
- मैनुअल मूत्राशय धीरे व्याख्यान चबूतरे से दुम करने के लिए पशु के पेट पर पथपाकर द्वारा प्रति दिन दो से तीन बार में voiding करो। सावधान रहो जानवर की कशेरुका स्तंभ स्थानांतरित करने के लिए और पूंछ पर जानवर नहीं उठा नहीं। मैन्युअल पूरे अस्तित्व के समय के दौरान दैनिक पूरी तरह से spinalized जानवर के मूत्राशय शून्य। केयर ऊंचाई जिसके बिना जानवरों द्वारा पहुंचा जा सकता है में खाना छर्रों और पानी की बोतलें जगह के लिए लिया जाना चाहिएउनकी hindpaws पर खड़ी है। हिंद तिमाही समारोह में बिगड़ा जा रहा है, जानवरों को ले जाने के लिए और सर्जरी के बाद सक्रिय रूप से तुरंत पिंजरों का पता लगाएं। यह मिलनसार समूहों में चूहों रखने के लिए सिफारिश की है।
- पुरानी घावों के निशान लकीर से पहले पांच सप्ताह के जानवरों के एक अस्तित्व के समय छोड़ दें। का पालन 1.4 कदम।
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Representative Results
ऊतक संरक्षण, axonal Regrowth और रीढ़ की हड्डी की तीव्र पूरा transection के बाद एमएमएस आरोपण के कार्यात्मक लाभ
यह दिखा दिया है कि एमएमएस की तीव्र आरोपण पूरी तरह से transected रीढ़ की हड्डी स्टंप स्थिर है और ऊतक (बी बनाम 2A चित्रा) की सिकुड़न की कमी हुई। बाण वर्गों में Trichrome धुंधला द्वारा कल्पना के रूप में, घाव कोर में fibrotic निशान की हरी संयोजी ऊतक धुंधला एमएमएस प्रत्यारोपित जानवरों (चित्रा -2) की तुलना में ज्यादा सघन और नियंत्रण-lesioned जानवरों (चित्रा 2 डी) में अधिक महत्वपूर्ण है। दिलचस्प है, वहाँ कोई मनाया घाव साइट में बृहतभक्षककोशिका संचय में लंबे अस्तित्व समय पर मतभेद के रूप में की तुलना में नियंत्रण lesioned जानवरों प्रत्यारोपित एमएमएस में प्रवर्तन निदेशालय -1 के खिलाफ immunohistological धुंधला द्वारा कल्पना थे (नहीं दिखाया गया है)।
(चित्रा 3) का पता लगाया जा सकता है। इसके अलावा, एमएमएस लुमेन vascularized गया था (चित्रा 3 बी) और axonal संरचनाओं रक्त वाहिकाओं के करीब निकटता में पाए गए (नहीं दिखाया गया है)। खुले मैदान बस्सो-Beattie-Bresnahan हरकत स्कोर (बीबीबी) का आकलन, 2 और 4 सप्ताह में एक महत्वपूर्ण कार्य बनाम नियंत्रण-lesioned जानवरों एमएमएस प्रत्यारोपित जानवरों का सुधार (चित्रा -3 सी में काला लाइन) (चित्रा -3 सी में ग्रे लाइन) का पता चला सर्जरी के बाद।
सेल आक्रमण, revascularization, axonal उत्थान और जीर्ण रीढ़ की हड्डी घायल चूहे में कार्यात्मक सुधार निशान लकीर और खूंटी आरोपण के बाद
पुरानी चोट मोड मेंदोनों आंशिक और पूर्ण वक्ष रीढ़ की हड्डी transection के LS पांच सप्ताह में घाव के निशान के सर्जिकल हटाने प्रारंभिक चोट के बाद पशुओं के लिए किसी भी detectable अतिरिक्त नुकसान या परेशानी का कारण नहीं था। निशान लकीर और खूंटी 600 के बाद प्रविष्टि ऊतक के उत्थान जो मैट्रिक्स के भीतर detectable था (चित्रा 4) का नेतृत्व किया। इसके अलावा, बाह्य कोलेजन शीथ के बयान - जो निशान ऊतकों के तहखाने झिल्ली meshwork के लिए विशिष्ट है - नहीं के रूप में प्रमुख खूंटी उपचार (चित्रा 4C) के बाद घाव केवल नियंत्रण (चित्रा 4 बी) की तुलना में था। घाव केवल नियंत्रण की पुरानी निशान () नहीं दिखाया के विपरीत, मैट्रिक्स से भरे लकीर साइट लकीर के बाद अक्षतंतु विकास को बढ़ावा देने की कोशिकाओं द्वारा हमला किया गया था। पहले से ही के रूप में जल्दी एक सप्ताह के बाद लकीर और मैट्रिक्स क्षेत्र में उपचार के लिए कई लाभकारी प्रकार की कोशिकाओं के रूप में इस तरह के endothelial कोशिकाओं (जो regenerating रक्त वी में उपस्थित होने के लिए पाए गए के रूप में पहचाना जा सकता हैessels [चित्रा 4D]), astrocytes (चित्रा 4F) और परिधीय श्वान कोशिकाओं (चित्रा 4 जी)। पांच सप्ताह के बाद लकीर खूंटी इलाज क्षेत्र के कई axonal प्रोफाइल (चित्रा 4E) से भर जाता है।
खूंटी मैट्रिक्स कई एक्सोन (चित्रा 4 डी, ई, जी) की पर्याप्त पुनर्योजी विकास को बढ़ावा दिया। अध्ययन और immunohistochemical धुंधला, विभिन्न आरोही ट्रेसिंग और axonal आबादी पहचाना जा सकता है, जो न केवल लेकिन यह भी में खूंटी-भरे क्षेत्र 8 से परे पुनर्जीवित उतरते हैं। ट्रांसमिशन उन्हें एक लंबे अस्तित्व अवधि (8 माह) के साथ पशुओं के इलाज क्षेत्र के विश्लेषण न केवल श्वान कोशिकाओं की उपस्थिति की पुष्टि की लेकिन आगे खूंटी-मैट्रिक्स 8 अंदर पुनर्जीवित axons की कॉम्पैक्ट myelination का पता चला। पुनर्जीवित अक्षतंतु प्रोफाइल अक्सर angiogenesis के क्षेत्रों के साथ जुड़े थे(चित्रा 4D)। Immunohistochemical stainings प्रदर्शन किया है कि अक्षतंतु प्रोफाइल जो व्यवहार किया लकीर वातावरण में पाए गए बारीकी श्वान कोशिकाओं के साथ जुड़ा हुआ है और लकीर और आरोपण 8 के बाद जल्दी समय बिंदुओं पर इन कोशिकाओं को पहले से ही द्वारा मेलिनकृत जा दिखाई दिया गया था।
एक लंबी अवधि (आठ महीने) व्यवहार अध्ययन पुरानी निशान लकीर और खूंटी-उपचार (चित्रा 5) के बाद पर्याप्त लंबे समय से स्थायी हरकत कार्यात्मक सुधार का पता चला।
चित्रा 1. एमएमएस डिजाइन और सिद्धांत ऑपरेशन के (ए) एमएमएस की फोटो चित्र, (बी) एमएमएस sidewalls के चिपकने वाली सतह microstructures, पैमाने पर पट्टी:। 50 माइक्रोन, (सीएफ) योजनाबद्ध ड्राइंग: (सी) implantatioरीढ़ की हड्डी के घाव, (डी) वैक्यूम के आवेदन छत्ते संरचना में ऊतक (लाल तीर: नकारात्मक दबाव) चूसना करने में एमएमएस के एन, (ई) चिपकने वाला बल ही की दूरी पर करीब निकटता में रीढ़ की हड्डी स्टंप रहता है कई माइक्रोमीटर, (एफ) 4 आंतरिक सूक्ष्म चैनलों के माध्यम से लुमेन में औषधीय पदार्थों के वितरण (काला तीर सूक्ष्म चैनलों 1 बिंदु - 4)। आसव इनलेट बंदरगाह पर नीले तीर द्वारा दिखाया गया है। डी में - ई केवल एक एमएमएस के आधे दिखाया गया है। Elsevier से Brazda एट अल, 2013 7 अनुमति के साथ पुनर्प्रकाशित से। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 2. एमएमएस छोटा सा भूत के बाद रीढ़ की हड्डी के ऊतकों संरक्षणlantation। 6 पर रीढ़ की हड्डी के ऊतकों, resp। 7 महीनों के साथ (ए) कुल transection के बाद और एमएमएस प्रत्यारोपण (बी) के बिना। (बी) में तीर रीढ़ की हड्डी क्षेत्र (ए) में एमएमएस (तीर) के आरोपण साइट के लिए इसी का संकेत है। नोट में (ए) अच्छी तरह से संरक्षित संरचना के विपरीत इलाज पशु (बी) में रीढ़ की हड्डी के ऊतकों की सिकुड़न। बिना प्रत्यारोपण (डी) एमएमएस आरोपण (सी) नियंत्रण जानवरों बनाम बाद बाण रीढ़ की हड्डी वर्गों के Trichrome धुंधला हो जाना। ग्रीन: संयोजी ऊतक, लाल: कोशिकाद्रव्य, काला: nucleus.The घाव केंद्र नियंत्रण-lesioned जानवरों (डी, काला तीर घाव केंद्र को दर्शाया गया है) में निशान ऊतक (हरा) के साथ भरा है, जबकि केवल सीमांत scarring एमएमएस चारों ओर से स्पष्ट है इलाज 14 दिनों (सी) के बाद जानवरों। ध्यान दें कि एमएमएस छत्ते संरचनाओं के होते हैंऊतक प्रसंस्करण के दौरान बाहर धो रहे हैं जो अगर 20 माइक्रोन स्लाइस में काट दिया। 1 मिमी: के लिए में (ए, बी) (ए), (सी, डी) (डी) के पैमाने पर पट्टी। Elsevier से Brazda एट अल, 2013 7 अनुमति के साथ से संशोधित। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 3. axonal उत्थान, revascularization और खुले क्षेत्र लोकोमोटर स्कोर एमएमएस आरोपण के बाद। (ए) अखिल axonal पूरा रीढ़ की हड्डी transection और एमएमएस आरोपण के बाद 5 हफ्तों में एक बाण रीढ़ की हड्डी खंड में मार्कर (पीएएम) के साथ फॉस्फोरिलेटेड neurofilament की Immunohistological धुंधला हो जाना। एमएमएस लुमेन एक तारक ने संकेत दिया है। एमएमएस की दीवारों (डब्ल्यू) धराशायी द्वारा चिह्नित कर रहे हैंलाइनों। नोट पहले से ऊतक-विहीन एमएमएस लुमेन में कई दाग एक्सोन। स्केल पट्टी: 100 माइक्रोन। (बी) एमएमएस लुमेन में रक्त वाहिकाओं के Immunohistological धुंधला (वॉन Willebrand कारक [vWF] धुंधला के साथ पहचान, हरा)। (सी) प्रत्यारोपित एमएमएस के लिए बीबीबी हरकत स्कोर का आकलन (काला लाइन, एन = 9) नियंत्रण घायल पशुओं बनाम (ग्रे लाइन, एन = 6)। बाएँ और दाएँ hindlimb का मतलब बीबीबी (समूह प्रति औसत) मानक विचलन के साथ दिखाया गया है। सांख्यिकीय महत्वपूर्ण मतभेद तारों (मान व्हिटनी रैंक राशि परीक्षण, पी <0.05) द्वारा चिह्नित कर रहे हैं। Elsevier से Brazda एट अल, 2013 7 अनुमति के साथ से संशोधित। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 4।खूंटी मैट्रिक्स ऊतक पुनर्जनन और लाभकारी सेलुलर आक्रमण निशान लकीर और इलाज के बाद बढ़ावा देता है। (ए) सूडान काले धुंधला से पता चलता उच्छेदन खाई (सूडान काले धुंधला से रहित) के बड़े हिस्से 1 सप्ताह के बाद लकीर पर ऊतक से भर रहे हैं कि। (बी, सी) 1 सप्ताह के बाद लकीर पर कोलेजन प्रकार चतुर्थ साथ रेशेदार घाव के निशान के धुंधला हो जाना। जबकि खूंटी इलाज जानवरों के एक बहुत कमजोर और अधिक विशिष्ट immunostaining का पता चलता है एक घने निशान नियंत्रण जानवरों में मौजूद है। (डी) angiogenesis के क्षेत्र (डब्ल्यूडब्ल्यूएफ) पुनर्जीवित एक्सोन एक सप्ताह के बाद लकीर पर (neurofilament [एनएफ] के साथ की पहचान) के प्रोफाइल में शामिल है। (ई) कई एक्सोन लकीर पोस्ट 5 हफ्तों में इलाज क्षेत्र में हो गए हैं। (एफ, जी) दोनों glial fibrillary अम्लीय प्रोटीन सकारात्मक (GFAP +) astrocytes और S100 + श्वान कोशिकाओं खूंटी मैट्रिक्स आक्रमण और बाद के regenerat के साथ निकट सहयोग में पाए जाते हैं1 सप्ताह के बाद उपचार के बाद पहले से ही एक्सोन हैैं। स्केल सलाखों: (ए) 1 मिमी, (सीएफ) 100 माइक्रोन, (G) 50 माइक्रोन। (बीजी):।। एस्ट्राडा एट अल से अनुकूलित, Elsevier से अनुमति के साथ 8 2014 में यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 5. जीर्ण स्पाइनल कॉर्ड चोट, निशान लकीर और खूंटी उपचार के बाद लोकोमोटर समारोह में सुधार। संशोधित बीबीबी (mBBB) हरकत खूंटी इलाज के लिए स्कोर का आकलन (खूंटी, काले rhombs, एन = 13-14 timepoint प्रति) नियंत्रण बनाम जानवरों, जो निशान लकीर के बिना कुल रीढ़ की हड्डी transection प्राप्त (टेक्सास, सफेद त्रिकोण, एन = timepoint प्रति 13-14) पुरानी रीढ़ की हड्डी में चोट के बाद। औसतन mBBB स्कोरमतलब की मानक त्रुटि + एक तरफा मान व्हिटनी यू परीक्षण, * पी ≤0.05, पी ** ≤0.01, *** पी ≤0.001; एस्ट्राडा एट अल। से संशोधित, Elsevier से अनुमति, WPL = सप्ताह के बाद प्रारंभिक घाव, WPR = हफ्तों के साथ 8 2014 लकीर के बाद। त्रुटि बार = SEM (मतलब की मानक त्रुटि)। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
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Discussion
यहाँ दो अलग शल्य दृष्टिकोण के बाद (1) तीव्र पूरा transection और एमएमएस आरोपण और (2) पुरानी रीढ़ की हड्डी के घाव और रेशेदार निशान हटाने के साथ साथ खूंटी मैट्रिक्स आरोपण रीढ़ की हड्डी में ऊतक अंतराल को पाटने के लिए प्रस्तुत कर रहे हैं। दोनों रणनीतियों ऊतक संरक्षण और axonal उत्थान करने के साथ ही पशुओं का इलाज के महत्वपूर्ण हरकत कार्यात्मक सुधार के लिए नेतृत्व। एमएमएस सर्जरी के बाद फर्म ड्यूरा सिवनी से रीढ़ की हड्डी के भीतर एमएमएस की पर्याप्त निर्धारण आरोपण के लिए एक महत्वपूर्ण तकनीकी कदम है।
एमएमएस इसकी कार्यान्वित आंतरिक microchannel प्रणाली है जो के माध्यम से घाव कोर में उपचारात्मक सक्रिय तरल पदार्थ के स्थानीय निषेचन की अनुमति देता है, जैसे होने के कारण आगे चिकित्सीय क्षमता रखती है।, एक संलग्न आसमाटिक minipump 7। अपने उद्देश्य भविष्य नैदानिक इस्तेमाल के लिए, एमएमएस सामग्री bioresorbable होना चाहिए। वर्तमान में, lactide आधारित सामग्री से बना कनेक्टर सिस्टम का निर्माण हैपरीक्षण किया जा रहा है। इसके अलावा, एक इलेक्ट्रॉनिक कंडक्टर सामग्री के साथ एमएमएस की कोटिंग के आदेश lesioned रीढ़ की हड्डी को चिकित्सीय बिजली क्षेत्र लागू करने के लिए स्थापित किया जाएगा।
पुरानी रीढ़ की हड्डी घावों के लिए के रूप में, एक और रणनीति का पालन किया गया था, के बाद से सर्जिकल निशान हटाने के बाद अलग रीढ़ की हड्डी स्टंप के शारीरिक तनाव बहुत अधिक है, तो कई मिलीमीटर के अंतराल के पार जाना चाहिए दिखाई दिया। हैरानी की बात है, कम आणविक भार खूंटी 600 एक अत्यधिक उपयुक्त biopolymer जिसके परिणामस्वरूप खाई को भरने के लिए साबित हुई। यह एक स्थिर ऊतक पुल जो angiogenesis और फायदेमंद प्रकार की कोशिकाओं के सेलुलर आक्रमण को बढ़ावा देता है के गठन की अनुमति देता है। यह माना जाता है कि PEG600 के भौतिक गुणों, इसकी चिपचिपाहट की तरह, महत्वपूर्ण भूमिकाओं में मनाया प्रभावशीलता के लिए खेलने के बाद से अधिक या कम आणविक वजन और / या viscosities के साथ अन्य प्रकार के खूंटी के रूप में लाभकारी नहीं थे।
उपन्यास कनेक्टर के साथ तीव्र transection के बाद छोटे अंतर को पूराके रूप में जल्दी 4 सप्ताह के रूप में चोट के बाद एक स्पष्ट कार्यात्मक सुधार करने के लिए प्रणाली का नेतृत्व। संबंधित जानवरों लगभग 7 उस समय तक और एमएमएस जानवरों और नियंत्रण चूहों के बीच स्पष्ट मतभेद स्पष्ट थे की एक बीबीबी स्कोर पर पहुंच गया। लंबे समय से जो जानवरों प्राप्त एक निशान लकीर और खूंटी-आरोपण भी काफी अनुपचारित नियंत्रण की तुलना में बेहतर बरामद, लेकिन सुधार के ज्यादातर बाद में समय अंक (के बाद लगभग 16 सप्ताह) पर उल्लेखनीय थे घायल हो गए। इस तरह की टिप्पणियों चोट की प्रकृति के द्वारा समझाया जा सकता है (यानी।, बनाम पुरानी तीव्र, और 1 मिमी बनाम 4 मिमी ऊतक दोष)। बड़े घावों के मामले में घाव साइट भर में एक्सोन के पुनर्जन्म का विकास अब समय अवधि की आवश्यकता है। इसके अलावा, यह बहुत संभावना है कि हिंद अंग का उपयोग न करने की अब समय अवधि अपक्षयी घटनाओं और इसलिए की उच्च डिग्री में परिणाम, कम प्रमुख कार्यात्मक सुधार में है।
पुरानी एसपीआई के बाद खूंटी उपचार के भविष्य अनुकूलनएनएएल की हड्डी में चोट, मिश्रित दृष्टिकोण के माध्यम से, उदाहरण के लिए।, अतिरिक्त विकास को बढ़ावा देने (स्टेम) गर्भनाल रक्त कोशिकाओं की तरह कोशिकाओं विवो में 10, वर्तमान में परीक्षण किया जा रहा है के साथ खूंटी के बोने।
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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).
