Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

Роман в Vitro модель взрыва черепно-мозговой травмы

Published: December 21, 2018 doi: 10.3791/58400
Automatic Translation
1,2, 1, 2,3, 1, 4,5, 6, 1,2
1Anaesthetics, Pain Medicine and Intensive Care Section, Department of Surgery and Cancer, Imperial College London, 2Royal British Legion Centre for Blast Injury Studies, Department of Bioengineering, Imperial College London, 3Department of Bioengineering, Imperial College London, 4Department of Life Sciences, Imperial College London, 5Department of Anaesthetics, Royal Berkshire Hospital NHS Foundation Trust, 6Royal Centre for Defence Medicine, Medical Directorate Joint Force Command

Summary

Этот документ описывает модель Роман первичного взрыва черепно-мозговой травмы. Пневматический привод шок трубка используется для предоставления в vitro мыши гиппокампа ломтик культур к одной ударной волны. Это простой и быстрый протокол генерации воспроизводимый мозговая травма ткани с высокой пропускной способностью.

Abstract

Черепно-мозговая травма является ведущей причиной смерти и инвалидности в военных и гражданского населения. Доменная черепно-мозговой травмы результаты от подрыва взрывных устройств, однако, механизмы, которые лежат в основе мозга, ущерб от воздействия избыточного давления взрыва полностью не поняты и считается являются уникальными для этого типа черепно-мозговой травмы. Доклинические модели являются ключевыми инструментами, которые способствуют лучше понять взрыв индуцированной черепно-мозговой травмы. Была разработана модель Роман в vitro взрыва TBI, с использованием открытого шок трубки для имитации реальной жизни открытое поле взрыва волны моделируется Фридлендер сигнала. C57Bl/6Н мыши organotypic гиппокампа ломтик культур были подвержены одной ударной волны и развитие травмы характеризовалась до 72 ч с помощью пропидий йодидом, устоявшихся флуоресцентные маркер повреждения клеток, что только проникает клетки с под угрозой клеточных мембран. Пропидий йодидом флуоресценции был значительно выше в ломтики воздействию ударной волны, когда по сравнению с кусочками Шам протяжении протокола. Повреждения тканей мозга, воспроизводимость и пропорциональна пик избыточного давления ударной волны применяется.

Introduction

Доменная черепно-мозговой травмы (ЧМТ) представляет сложный тип, черепно-мозговой травмы в результате взрыва взрывного устройства1,2. Доменная TBI стала основной проблемой здравоохранения за последние 15 лет с недавних военных конфликтов в Ираке и Афганистане2,3. В целом предполагается, что между 4,4% и 22,8% солдат, возвращающихся из Ирака и Афганистана страдают мягкой TBI, большая часть которых, связанные с взрыва, с более высокой ставкой сообщил взрыва TBI в силах США, по сравнению с силами Великобритании4 ,5.

Использование самодельных взрывных устройств был ответственны за большую часть взрыва связанные травмы, включая взрыв TBI, переживаемые военнослужащими6. Детонация взрывного заряда приводит к очень быстрому — но переходных — увеличение давления, происходящих в миллисекундах. Результате избыточного давления волны от реальной жизни свободного поля взрыва моделируется функцией Фридлендер, с подъем на пик избыточное следуют экспоненциального распада7,8. Спектр экстремальных сил и их быстрое время курс, видели в случае взрыва обычно не испытывали в не Доменная травм1,9. Избыточное давление пик, который является максимальное давление волны и продолжительность положительная волна считаются важными факторами, способствующими взрыв мозга травмы и они зависят от взрывной заряд и расстояние от детонации10, 11.

Травма, что результаты от энергетический взрыв классифицируется как четыре дискретных компонентов, отнесенных к первичной, вторичной, третичной и четвертичной взрыва травмы10,12,,1314. Каждый из этих компонентов связан с конкретными механизмами получения травмы. Первичного взрыва ущерб является результатом прямого действия волны избыточного давления на органы и ткани2,13. Результаты вторичного взрыва травмы от воздействия снаряда фрагментов, вызывая проникновения и непроникающего раны2,15. Третичный взрыва травмы возникает, когда тело жертвы смещается от земли или окружающих предметов и связан с ускорение/замедление силы1,10,13. Четвертичные взрыва травмы описывает группу гетерогенных травм, непосредственно связанных с взрыва, не охватываемых первых трех травмы механизмы описанных12,13. Это включает в себя (но не ограничивается) термической травмы, вдыхания дыма, радиации, электромагнитных волн и негативные психологические последствия13,15. Большинство TBI взрыв связанные результаты непосредственно из первых трех механизмов травмы, в то время как четвертичные механизмы взрыва травмы обычно связаны с системными травмы13. Эффекты ускорения/замедления сил (например, шейного отдела позвоночника), тупые и проникающего черепно-мозговой травмы широко изучены связи с другими видами TBI (например, дорожно-транспортных происшествий, водопад, Баллистический травмы). Однако основной ударной волны избыточного давления является уникальным для взрыва травмы, и его влияние на ткани головного мозга являются гораздо менее хорошо понимали16. Первичного взрыва травмы механизмы, связанные с избыточным давлением волны, являются первыми механических сил взаимодействовать с мозгом.

Многочисленных доклинических TBI модели были разработаны в течение последних десятилетий, которые неоценимое значение для понимания механизмов TBI взрыва травмы и патофизиологии и исследовать потенциал новых методов лечения, которые в противном случае было бы невозможно сделать исключительно в клинической установка17,18,19. Хотя ни одна доклинических модель можно воспроизвести сложности клинической взрыв мозга травмы, обычно различных доклинических моделей TBI реплицировать различные аспекты человеческого TBI. Повреждающего действия сил, связанных с взрывом взрыва могут изучаться изолированно или в сочетании в моделях TBI взрыв как in vitro и in vivo . В vitro модели имеют преимущество, позволяя жесткий контроль над экспериментальной среды (физиологические условия ткани и биомеханики травмы), который уменьшает биологической вариативности и улучшает воспроизводимости, позволяя изучение конкретные молекулярные каскады без усложняющих в животных моделей20. Нашей целью было разработать модель в пробирке , чтобы исследовать эффекты первичного взрыва на ткани головного мозга. Мы стремились разработать модель с сверхзвуковой ударной волны с представителем Фридлендер сигнала взрыва свободном поле, например, производимый самодельного взрывного устройства (СВУ).

Protocol

Эксперименты, описанные в этой рукописи были сделаны в соответствии с Законом Соединенного Королевства животных (научные процедуры) 1986 года и были одобрены животных и этические обзор тело из Имперского колледжа Лондона. Уход за животными был нормам институциональная Имперского колледжа Лондона.

1. гиппокампа срез Organotypic подготовка и культура

Примечание: Этот протокол позволяет производство organotypic гиппокампа кусочки согласно метода интерфейса описан Stoppini и коллеги с незначительными изменениями21,22,23. В идеале не более трех животных следует умерщвлены и расчлененный в одной сессии, чтобы убедиться, что каждый шаг делается быстро и во избежание ущерба для качества ломтики. Используйте асептические технику во всем.

  1. Убедитесь, что следующие шаги перед началом протокол вскрытия.
    1. Подготовить и фильтрации стерилизации всех решений, заранее с помощью 0,22 мкм фильтром.
    2. Держите решения на 4 ° C во время хранения и во всем мозг вскрытие и подготовка гиппокампа срез, сохраняя контейнеры для хранения и Петри на металл радиатора, сидя на мокрый лед во все времена.
    3. Автоклав все металлические инструменты, кольца и салфеток.
    4. Обеспечение всех документов и материалов, используемых для каждого шага протокола готовы к использованию, изложены заранее и распыляется с 70% этиловом спирте. Убедитесь, что они разрешены охладить вниз и высушить.
  2. Усыпить 5 – 7 день-старый C57BL/6Н мыши щенка от шейки матки вывихов и кратко протрите поверхность всей кожи стерильной салфеткой, пропитанной 70% этиловом спирте. Погладить кожу сухой и обезглавить щенка, ножницами Mayo.
  3. Вырезать кожи головы с диафрагмой ножницы вдоль средней линии головы начиная в затылочной области и заканчивается возле морду и отозвать его сбоку.
  4. Вставить кончик беззаботными ножницы в затылочного и сделать два небольших боковых порезов на кости вдоль поперечной придаточных пазух носа, а затем вырезать череп вдоль средней линии до обонятельные луковицы и делают два небольших разреза перпендикулярно к срединной линии в этом регионе.
  5. С помощью тонкой точки Изогнутый пинцет убрать закрылки кости сбоку от средней линии, тщательно удалить мозга с небольшой лопаткой и перенести его на 90 мм силиконовые эластомера покрытием Петри блюдо «рассечение среда».
    Примечание: Рассечение среднего-гей сбалансированного солевого раствора (5 мг/мл D-глюкоза, 1% раствор антибиотика противогрибковое, с 10000 единиц/мл пенициллин, стрептомицин 10 мг/мл и 25 мкг/мл амфотерицин B).
  6. Удалять мозжечок и отдельных полушарий вдоль средней линии, с помощью лезвия бритвы. Лопаточкой передать новой 90 мм силиконового эластомера покрытием Петри наполнен свежими ледяной рассечение среднего полушарий. Если более чем одно животное будет использоваться в одной сессии, повторите шаги 1.2-1.6.
  7. Под стереомикроскопом вырезать обонятельные луковицы и кончик лобной коры с лезвием бритвы и отдельные коры головного мозга от остальной части мозговой ткани, используя пинцет штрафа отзыв. Этот шаг оставляет гиппокампа, выставленные на медиальной поверхности кортикального слоя ткани. От этого шага используйте Ламинарный шкаф культуры тканей (ультрафиолетовой стерилизации и очищены раствором на 70% спирте).
  8. Применить ледяной рассечение среднего в квартиру пластиковые разделочные диск и с помощью шпателя, позиция ткани мозга на диске, что медиальной поверхности коры вверх и оси гиппокампа перпендикулярно оси нож.
  9. Удалите как можно больше рассечение среды от измельчения диска с помощью тонкой кончика пипетки Пастера.
  10. Вырезать мозг ломтиками 400 мкм с помощью измельчителя ткани со скоростью 50% разделочные и силу.
    Примечание: Это очень важно, что этот шаг сделан как можно скорее как ткани мозга не погружен в среде рассечение.
  11. Замените рассечение среднего в силиконовые эластомера покрытием Петри свежие ледяной среде.
  12. После завершения измельчитель ткани, тщательно погружать ткани мозга в среде свежие рассечение и передавать 90 мм силиконовые эластомера покрытием Петри блюдо с помощью скальпеля прямым лезвием резки ткани.
  13. Под стереомикроскопом тщательно отдельных корковых ломтиками, используя пинцет штрафа отзыв. Для каждого фрагмента осмотрите гиппокампа для морфологии и потенциал повреждения тканей результате рассечения или нарезки.
  14. Отдельные гиппокампах из коры entorhinal и бахромок, используя пинцет штрафа отзыв и маленькие ножницы беззаботными. Как правило около 6 до 8 гиппокампа фрагменты создаются за полушарие.
  15. Передача до 6 гиппокампа фрагменты культуры ткани вставить, вырезать с помощью пипетки Пастера и место внутри 35 мм Петри блюдо. Убедитесь, что фрагменты распределены на несколько миллиметров врозь (это будет гарантировать, что каждый фрагмент может быть imaged индивидуально).
  16. Сразу же добавить ледяной «средство роста» в нижней части каждой чашке Петри, под культуры ткани вставки, чуть ниже верхней части культуры ткани вставить ОПРАВЫ.
    Примечание: Рост среднего содержит 50% минимум основных средних орла, 25% Hanks сбалансированный раствор соли, 25% сыворотки крови лошади, 5 мг/мл D-глюкоза, 2 ммоль/Л L-глютамина, 1% раствор антибиотика противогрибковое и 10 ммоль/Л HEPES, титруемая для рН 7,2 с гидроксидом натрия.
  17. Изменение среднего роста на следующий день после рассечения и затем каждые 2-3 дней после этого (средний рост использования при 37 ° C). Убедитесь, что рост среднего добавлен в достаточном количестве, но не так много что он вызывает переполнение над мембраной Вставка культуры ткани, которая может поставить под угрозу жизнеспособность тканей срезы.
  18. Держите фрагменты тканей в увлажненные инкубатора при 37 ° C с 5% двуокиси углерода в воздухе 12 до 14 дней до, используемых в экспериментах.

2. Подготовка гиппокампа Organotypic ломтики для протокола TBI экспериментальный взрыв

Примечание: Все шаги в этом разделе, за исключением изображений, занять место в Ламинарный шкаф культуры ткани.

  1. Вставьте на заказ из нержавеющей стали кольца в 6 хорошо пластина, (по одному на хорошо).
    Примечания: Кольца имеют обода с насечкой (который должен находиться в положении 12 часов) и посадки плотно внутри скважины, в то время как культура ткани вставляет вписываются в эту ОПРАВОЙ. Убедитесь, что кольца промывают бактерицидный дезинфектант, тщательно ополоснуть очищенной воды, газобетона и позволил охладить заранее.
  2. Заполните также 6-ну пластины с подогретым (37 ° C) сыворотки бесплатно «экспериментальный Медиум» с пропидий йодидом.
    Примечание: Это экспериментальная среда с пропидий йодидом: 75% минимум основных средних орла, 25% Hanks сбалансированный раствор соли, 5 мг/мл D-глюкоза, 2 ммоль/Л L-глютамином, 1% раствор антибиотика противогрибковое, 10 ммоль/Л HEPES и 4,5 мкмоль/Л пропидий йодидом, титруемая рН до 7.2 с гидроксида натрия.
  3. Убедитесь, что уровень среды не достичь выше вырезка кольцо. Передачи 6-ну пластины с кольцами инкубатора для 1 h, что обеспечивает средство при 37 ° C непосредственно перед культуры ткани вставки передаются.
  4. Передача культуры ткани вставок с ломтиками organotypic от 35 мм Петри в пластину 6-колодец с кольцами и экспериментальной среды с щипцами.
  5. Сделайте точки на ободе Вставка в позиции 3 часа с постоянным маркером.
    Примечание: Вставки собирается вынуть пластину 6-Ну во время эксперимента и этот шаг облегчает возвращение Вставка в свое первоначальное положение после воздействия ударной волны и чтобы легко отслеживать каждый ломтик во всем протокол.
  6. Пометьте каждый 6-ну пластины с уникальное имя и Дата и сделать карту скважин каждой пластинке, назвав каждой скважины (например.,, B, C, и т.д.) и каждый ломтик в каждой скважине (например., 1, 2, 3, и т.д.), так что каждый фрагмент имеет уникальный идентификатор ( например., А1, А2, А3 и т.д.).
  7. Передать пластину 6-ну инкубатора для 1 h, чтобы убедиться, что срезы при 37 ° C непосредственно перед изображений.
    Примечание: Во избежание переполнения среднего или любые пузыри воздуха под культуры ткани вставки мембраны, которая может поставить под угрозу жизнеспособность ломтики.
  8. 1 ч после передачи в экспериментальной среде, изображение каждый ломтик индивидуально под микроскопом флуоресцирования (2 X цель, NA 0,06) оснащены соответствующей возбуждения (BP 535/50 Нм) и фильтра выбросов (LP 610 Нм) для оценки здоровья среза до травмы протокол осуществляется.
    Примечания: Фрагменты, которые демонстрируют районы плотной красного окрашивания на данном этапе следует представить угрозу жизнеспособности и должны быть исключены из дальнейшего анализа (они обычно представляют собой менее 10% от общего числа фрагментов генерируется). Убедитесь, что визуализация выполняется в последовательном порядке и так же быстро, как можно свести к минимуму время, ломтики находятся за пределами инкубатора (обычно 6 скважин должно занять чуть менее 30 минут изображение).
  9. Держите крышку плита 6-Ну на все время. Некоторые конденсации может накапливаться на внутренней стороне крышки. Если это произойдет, кратко используйте фен на низких настройках.
  10. Убедитесь, что все изображения условия являются идентичными, в разные дни и между экспериментов.
    Примечание: Цель изображений для количественного определения флуоресценции ткани, поэтому этот шаг имеет важное значение для обеспечения воспроизводимости результатов и сравнения полученных данных.

3. погружение и транспорта культуры ткани пластины с ломтиками гиппокампа Organotypic

  1. Сразу же после съемки, в Ламинарный шкаф, принять один культуры ткани вставка из 6-ну пластину, используя пинцет.
  2. Тщательно передачи, вставка в стерильной полиэтиленовой мешок (3 "x 5") предварительно заполнены с 20 мл теплой (37 ° C) экспериментальной среды свежезаваренным кипела с 95% кислорода и 5% углекислого газа.
    Примечание: Убедитесь, что кислорода и углекислого газа обогащенного экспериментальной среды кипела по крайней мере 40 мин с 95% кислорода и 5% двуокиси углерода с использованием барботер scintered стекло внутри бутылки Dreschel и переведены в стерильных полиэтиленовые мешки внутри Ламинарный шкаф культуры ткани с помощью 20 мл шприц с бактериальный фильтр и стерильные наполняющей трубки (127 мм) прилагается. Печать мешки немедленно и их передачу инкубатора 37 ° C для по крайней мере 1 час перед культуры ткани вставить передачи.
  3. Убедитесь, что каждый мешок стерильный правильно помечены (с плиты и хорошо идентификации). Повторите этот шаг для каждой культуры ткани вставки. Исключите пузырьки воздуха тщательно После запечатывания стерильных мешки (сделано безопасно путем скручивания в верхней части сумки и применения пластиковый зажим).
  4. Возвращение стерильные пакеты с культуры ткани вставками и 6-ну пластины с экспериментальной среды в инкубаторе 37 ° C.
  5. После 1 h тщательно упакуйте стерильные пакеты с вставками культуры ткани в пластиковых ящиках внутри термо регулируемые коробки заполнены деионизированной водой при 37 ° C для того чтобы держать organotypic ломтики на физиологическое температуру на протяжении всего воздействие ударной волны Протокол.

4. Подготовка шок трубки и гиппокампа Organotypic срез воздействие ударной волны

  1. Носите защитные сапоги стали мыс, лабораторный халат и перчатки во время подготовки шок трубки и воздействие ударной волны.
  2. Болт стерильных мешок держатель рамы шок трубки дистальной фланец, обеспечивая соответствие центральное отверстие ударной трубки розетки (с помощью гашения стержня).
  3. Смонтировать два преобразователи давления радиально: датчик 1, в средней части управляемые секции и датчик 2 в дистальной фланец шок трубки (рис. 1A). Преобразователи давления соединиться осциллографа через текущий блок источника питания.
  4. Убедитесь, что закрыты все ударной трубы выпускные клапаны и потока управления.
  5. Открытие линии внешней сжатого воздуха и заряд электромагнитный клапан 2,5 бар.
  6. Откройте предохранительный клапан баллона сжатым воздухом и медленно открыть регулятор давления для повышения давления до примерно 5 бар.
    Примечание: Для этого регулятора давления должна быть немного выше высокий диафрагма, давление разрыва.
  7. Подготовьте мембраны резки 23 мкм толстая полиэфирная листов на квадраты2 10 x 10 см. Подготовьте ручки с помощью автоклава ленты и вставлять их в верхней и нижней части каждой диафрагмы.
  8. Позиция одной диафрагмы (один слот двойной затвор - конфигурация одной диафрагмы) или две диафрагмы (оба разъема двойной затвор - двойной мембраной конфигурации) в затвор (рис. 1B).
  9. Центр диафрагмы и закрепите их с помощью четырех M24 болтов и гаек, крепление их последовательно по диагонали симметричным образом и обеспечение диафрагмы являются морщин.
  10. Зажим каждый мешок стерильный индивидуально в вертикальном положении на держатель рамы, обеспечение того, что на поверхности ткани культуры вставляет гиппокампа кусочками organotypic переживает шок трубки розетки и вставка культуры ткани центрируется внутри стерильной мешок (рис. 1 c). Убедитесь, что мешок стерильный надежно зажата все вокруг для обеспечения прочного и даже иммобилизации.
  11. Носите слуха и безопасности очки, когда давление на шок трубки. Переключитесь на текущий источник энергоблока и осциллограф для приобретения данных ударной волны (приобретение скорость 50 мега образцы/сек, запись длиной 20 мс, 1 миллиона точек) и закрыть клапан.
  12. С помощью регулятора потока на панели управления трубка шок, медленно давление водителя объем шок трубки для конфигурации одного Диафрагма или как раздел тома драйвер и двойной затвор секции трубки шок для двойной мембраной конфигурации.
    Примечание: Для конфигурации единого диафрагмы, давление будет зависеть только от мембранный материал и толщина и диафрагмы будет разрыв спонтанно по достижении материал, давление разрыва. Для конфигурации двойной мембраной разрывной давление будет зависеть также от давления газа, дифференциальной как водителя, так и двойной затвор камеры и, для диафрагм лопнуть в контролируемым образом, двойной затвор предохранительный клапан открыт один раз вручную достиг целевого давления.
  13. Как только диафрагмы разрывов (производство громкий шум), быстро закрыть поток сжатого воздуха с помощью регулятора потока и откройте клапан.
    Примечание: Общий объем секции водитель может быть изменен путем вставки гашения сегментов, позволяя более широкий спектр пик избыточного давления ударной волны и длительности, которые могут быть получены. Идеальное сочетание ударной волны параметров должно быть достаточно, чтобы вызвать повреждение тканей, но не настолько высоко что он вызывает insert культуры ткани или стерильной мешок искажения или разрыв.
  14. Подвергать каждого стерильные мешок с тканевой культуры вставкой для одной ударной волны трубки и вернуть его сразу поле термо регулируется до новых стерильных сумка из коробки и крепится на раму держателя. Убедитесь, что шаги 4.10-4.14 выполняются как плавно и как можно быстрее (в течение нескольких минут) для предотвращения экспериментальной средних охлаждения вниз, как температура ниже 37 ° C может помешать развитию травмы.
  15. После того, как все вставки тканевой культуры подверглись воздействию ударной волны (или фиктивный протокол), возвращение культуры ткани вставок оригинальной пластины 6-Ну и их соответствующих хорошо (внутри Ламинарный шкаф культуры тканей) и вернуться в инкубатор.
  16. Держите пластину 6-Ну в инкубаторе с 5% двуокиси углерода в воздухе при 37 ° C до дальнейшей обработки изображений.
  17. Включать Шам элементы управления для каждого эксперимента, вместе с ломтик воздействие ударной волны.
    Примечание: Sham фрагменты обрабатываются одинаково ломтиками, воздействию ударной волны (в стерильные пакеты с экспериментальной среды герметичный, доставляют в лабораторию трубки шок в том же окне, термо регулируется и приостановлено на металлической раме на эквивалентный период время), но шок трубка не срабатывает.

5. гиппокампа Organotypic срез травмы количественная оценка

  1. На 24 ч, 48 h и 72 ч изображение срезы, как описано в шагах 2.8 и 2.9.
  2. После съемки на 72 h пост ударной волны облучения, отбросить ткани следующие местные биологические отходы протоколы и лечить и автоклав металл кольца.

Representative Results

Трубка шок, используемые в этом методе позволяет поколение избыточного давления переходных процессов, которые имитируют реальные открытое поле взрывы моделируется Фридлендер функция7,8. Сверхзвуковой ударной волны со скоростью 440 м/с (Mach 1.3) были получены (рис. 2A). Осциллограммы сообщили данные от датчика 2, радиально расположены в конце раздела ведомый шок трубки.

Используя протокол, описанных выше, organotypic культур гиппокампа фрагмент подвергается одной ударной волны (рисунок 2A) развивать значительные травмы, количественно с помощью пропидий йодидом, весьма полярные Люминесцентную краску, что только проникает клетки с под угрозой клеточных мембран24,25 (Рисунок 2Б, C).

Даже при оптимальных условиях и согласуется с другими страховой опубликованные модели21,22, существует низкий уровень фона пропидий йодидом флуоресценции, частично, обусловлено незначительный ущерб, вытекающие из присущего тканей манипуляции ( Например, средства массовой информации изменения за период культуры или удаления из инкубатора для изображений). Этот взрыв TBI протокол предполагает существенные манипуляции, которая включает погружения ломтики в среде внутри стерильные пакеты и значительная степень обработки во время протокол воздействия ударной волны (например., зажимные стерильные пакеты для держатель рамы). Однако, если тщательно выполняются все шаги, это дополнительные манипуляции не имеют влияние на основные здоровье страховой как были замечены никаких существенных различий между контрольной группе ломтиками, хранится в 6-ну плит во все времена (т.е., вставки не были погружены или обработанное) и Шам группа, которая включала фрагменты, которые были погружены внутри стерильные пакеты зажат в шок трубки (рис. 2B).

Два ударных волн, выбрали, на 50 кПа и 55 кПа пик избыточное давление, производятся значительные (p < 0,05 и p < 0,0001, соответственно) и воспроизводимые травмы, когда по сравнению с ранен Шам ломтики на все моменты времени после воздействия взрыва Протокол (рис. 2B), не причинив повреждения культуры ткани вставок или стерильные пакеты. Чтобы определить чувствительность модели к небольшие различия в пик-избыточное давление, мы решили выбрать значения, которые были разные ~ 10%. Эти результаты также показывают, что, как ожидается, травмы в результате 55 кПа выше, чем после ударной волны 50 кПа.

Данные выражаются как среднее ± Среднеквадратичная ошибка среднего значения. Значимость была оценена с помощью 2-полосная неоднократные меры дисперсионный анализ с помощью Holm-Sidak пост Специального теста. Фактор 1 была группа (элемент управления, Шам, взрыв) и фактор 2 было время после травмы (h-1, 24 h, 48 h и 72 ч), где фактор 1 неоднократные фактором. Корректировка стоимости p для нескольких сравнений было использовано. P значения менее чем 0,05 были доставлены в указывают на значительные различия между группами. Статистические тесты были выполнены с использованием графиков и статистики программного пакета.

Figure 1
Рисунок 1: схема шок трубки устройства с стерильных мешок держатель рамы. (A). шок трубка трубка длиной нержавеющей стали 3,8 м, из трех секций 1,22 м длиной, соединены прокладки и фланцы, с внутренним диаметром 59 мм. врезные (B) показывает двойной затвор Ассамблеи. Одна или две майларовые диафрагмы может быть зажат в Ассамблее с печатью, предоставляемый резиновые уплотнительные кольца. (C) стерильные мешок держатель рамы. Тело кадра состоит из двух металлических пластин с центру круглое отверстие (59 мм диаметром), который выравнивает с шок трубки розетки. Две тонкие (4 мм) листы силиконового эластомера установлены между двумя металлическими пластинами. Эти листы призвана обеспечить даже и не скользкая поверхность для зажима стерильные пакеты. Расстояние между мешок и выходе шок трубки составляет 7 cm. пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 2
Рисунок 2: типичный shockwave и результате травмы в organotypic гиппокампа ломтик культур. (A) представитель пример ударной волны, полученные с помощью 23 мкм толстая полиэфирная пленка, 2.16 бар давление разрыва 55 кПа пик избыточного давления, 0,4 мс положительная волна, продолжительность импульса 10.1 kPa·ms. Осциллограмм были получены от датчика 2 радиально монтируется на дистальном фланец трубки шок инициативе секции. Ударной волны скорость составила 440 м/с (Mach 1.3). (B) развитие травмы пропорциональна интенсивности ударной волны. 50 кПа и 55 кПа пик избыточного давления ударной волны вызвало значительные травмы, которые разработаны на протяжении 72 ч протокол по сравнению с группой Шам. Травмы в результате воздействия волны избыточное давление 55 кПа пик был значительно выше, чем после 50 кПа 48 ч и 72 ч. Шам ломтики одинаково относились к Доменная ломтиками, но шок трубки не был уволен. Управления ломтики были сохранены в 6 хорошо пластины в инкубаторе без каких-либо манипуляций. Бары представляют собой средние значения и погрешностей стандартные ошибки (n = 7, контроль; n = 48, Шам; n = 30, взрыв 50 кПа; n = 51, взрыв 55 кПа; n = количество фрагментов, из 6 отдельных экспериментов). * p <p 0,05, *< 0,0001 по сравнению с обманом. # p < 0,05, #p < 0,01 по сравнению с Доменная 55 кПа. (C) представитель пропидий йодида флуоресценции образы organotypic фрагменты из Шам (я), (ii) взрыв 50 кПа и (iii) взрыва 55 кПа групп на 72 ч после травмы. Шам фрагмент показывает низкий уровень флюоресценции, т.е., травмы и взрыв, подвергаются фрагменты показывают высокие уровни диффузных повреждений, более выраженный характер на дольке воздействию избыточного давления пик 55 кПа (шкала бар = 500 мкм). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Discussion

Среди всех механизмов травмы, связанные с Доменная TBI (первичной, вторичной и третичной взрыва травмы механизмы), первичного взрыва травмы является уникальным для взрыва травмы и это наименее понимаемых взрыв связанные механизмы1,2 . Роман протокол, описанные здесь был разработан для изучения первичного взрыва TBI, с использованием открытого шок трубки подвергать гиппокампа срез в vitro мыши культур к одной ударной волны, с помощью простой и быстрый протокол, который позволяет создание воспроизводимых первичный взрыв ЧМТ с высокой пропускной способностью.

Первые в vitro первичного взрыва TBI модели применяется гидростатического давления волны до клеток26,27. Однако выходного давления не модель функцию Фридлендер, как продолжительность импульса гидростатического давления было гораздо больше, чем бортовых взрыва избыточное давление волны13. Характеристика Фридлендер функции можно легко смоделировать в лаборатории с помощью трубки шок1,8. Трубка шок может производить ударных волн, которые имитируют реальные открытое поле взрывы в обычных лабораторной среде, позволяя точный контроль параметров волн, как пик избыточного давления, положительная волна продолжительность и импульса, варьируя Материал мембраны и толщины и водитель объем8,28,29.

Простой в vitro модели таких культур клеток обычно не хватает неоднородность типов клеток и синаптической связи30. Недавно эффект взрыва на в пробирке клеток головного мозга «сфероидов» включения различных типов клеток была исследованы31. Заслуживают дальнейшего расследования этих интересных препаратов; Однако не ясно, как их клеточной организации и подключения зеркала нетронутыми мозга. Страховой, установившаяся в vitro Экспериментальная модель23,32, легко культуры и их трехмерные ткани cytoarchitecture, дифференцировки клеток и синаптической связи хорошо сохранились и очень Аналогично этому в vivo33,34,,3536. OHSCs представляют собой промежуточного уровня сложности между клеточной культуры и в естественных условиях модель23,32. OHSCs были продемонстрированы воспроизвести в пробирке патологических нейродегенеративных каскады видели в в естественных условиях модели и были очень полезны в скрининг потенциальных нейропротекторной наркотиков и в понимании их механизмов меры17,21,22,,3738. Наконец анатомической области учился, гиппокамп, является весьма актуальным в трансляционной TBI исследований, как этот регион часто повреждены в ЧМТ пациенты39,40,41. Страховой были использованы для Доменная модель TBI28,42,,4344, однако, наша модель является относительно простым и может быть адаптированы к существующим шок трубы в любой горизонтальной или вертикальной конфигурации без комплекса адаптация.

Страховой может храниться в течение многих дней, культуре, которая облегчает исследование биологических процессов над время34. В этой модели, повреждение тканей в результате воздействия ударной волны была измерена ежедневно более трех дней, после взрыва воздействия, с помощью пропидий йодидом, устоявшихся маркер повреждения клеток. Пропидий йодидом является нетоксичных весьма полярные красителем, который проникает клетки с нарушенной клеточных мембран, где он связывается с нуклеиновыми кислотами и выставок характерной ярко красной флуоресценции24,25,45. Флуоресцирование, измеренная с пропидий йодидом было показано, имеют хорошее соотношение с отсчет потерпевшего клетки с помощью Ниссль пятнать46,47.

Учитывая, что травмы, производимых в этой модели был диффузным (рис. 2 c), флуоресценции весь срез был измерен при выполнении анализа, похож на ранее опубликованные работы в других мозга травмы парадигмы21,22 , вместо использования конкретных регионов, как это было сделано в других в vitro взрыва TBI моделей28,,4344,48. Глобальный подход, используемый в модели, описанные в этой статье также устраняет потенциальные изменчивость, которая вводится при определенных областей, представляющих интерес и обеспечивает более полную картину взрыва травмы. Ударной волны пик дымозащитных и 50 кПа 55 кПа, производятся значительные (p < 0,05 и p < 0,0001, соответственно) травмы, когда по сравнению с фиктивным срезы (рис. 2B). Как и ожидалось, ударной волны с высоким пик избыточное давление, 55 кПа, производится больше вреда чем волны 50 кПа. В модели в пробирке с изолированной черепно-мозговой ткани непосредственно подвергаются воздействию shockwave, как точно масштабировать весь организм или человеческое существо не прост. Тем не менее ударной волны, которые мы использовали находятся в диапазоне пик дымозащитных наблюдается в поле, обычно 50-1000 кПа8,49.

Для того, чтобы поддерживать подвергается физиологического температуры и уровня кислорода и углекислого газа, обеспечивая, чтобы они были свободны от загрязнения на протяжении протокол воздействия ударной волны, страховой культуры ткани вставки были запечатаны в стерильных полиэтиленовые мешки после асептической техники, погруженной в экспериментальной среде прогреты до 37 ° C и свежезаваренным кипела с 95% кислорода и 5% двуокиси углерода, аналогично ранее опубликованные работы28,,4344 ,48. Нарушение этих моделей, где сложные устройства использовались для хранения стерильных сумки во время воздействия ударной волны, в этом протоколе простой и быстрый метод был использован для приостановить страховой культуры ткани вставки перед ударной трубки розетки (Рисунок 1A, C ). Модель, описанную в настоящем документе позволяет быстрой обработки и высокой пропускной способности, минимизируя риск гипотермии. Эти аспекты особенно актуальны для исследования нейропротекторного эффекта, учитывая, что некоторые терапевтические мероприятия могут иметь весьма ограниченное время окно потенциальное применение после ЧМТ. Этот роман ударной волны облучения протокол позволяет 6-9 культуры ткани вставляет (обычно от 36 до 54 гиппокампа organotypic тканей срезы) подвергаться воздействию ударной волны в короткий промежуток времени (примерно 1 час).

OHSCs требует хорошей асептической техники во всем. Важно использовать асептических Ламинарный шкаф культивирования и при передаче в стерильные пакеты для взрыва. Для того, чтобы осуществить срез изображений в асептических условиях 6-ну пластин в месте с крышками, мы используем заказные металлические кольца для повышения культуры вставки ячейки в фокальной плоскости микроскопа. Важной частью нашего протокола является, что мы включаем ранен Шам ломтики в каждом эксперименте. Шам фрагменты обрабатываются одинаково взрыва ломтики с исключением, что не срабатывает, шок Тюбе; еще одним важным шагом является, что все фрагменты отражаются 1 h до травмы или лечения Шам, для обеспечения здоровья населения ломтиков использовать идентичные (рис. 2B).

Помимо количественного клетки травмы в ломтики с течением времени, ткань может быть исправлено в конце эксперимента для обычных иммуногистохимия50. Мы разработали и оценены метод, с помощью мыши гиппокампа ломтиками. Однако наша техника может быть легко адаптирована для использования других тканей, которые можно выращивать в культуре, например спинного мозга, сетчатки, легких или эпителиальной ткани. В этом документе и нашей предыдущей работы с моделью мы исследовали только эффект воздействия одного взрыва. Однако эта модель будет хорошо подходит для изучения воздействия повторных низкоуровневых взрывов на мозга или других тканей. OHSCs может храниться в культуре многих недель или даже месяцев, позволяя хронические эффекты должны расследоваться.

В vitro модели, будучи проще, чем в естественных условиях модели, имеют более высокую пропускную способность, являются менее дорогостоящими и экспериментов могут быть завершены обычно короче время шкала17. Однако, результаты, полученные с помощью моделей в vitro нужно проверяться на животных моделях, как в vitro культивированный тканей хранятся в искусственной среде и могут реагировать травмы по-разному от того, что они будут в естественных условиях17. Тем не менее в пробирке модели были чрезвычайно ценным в углублении нашего понимания мозга травмы каскады и в скрининг нейропротекторной наркотиков до использования более сложных в естественных условиях модели17,22 , 51 , 52. Несмотря на многие преимущества этой модели, важно отметить, что в vitro модели не имеют ключ, особенности TBI присутствует в животных и в естественных условиях модели, такие как воздействие на сосудистой системы, увеличение внутричерепного давление, системный иммунный ответ и функциональной поведенческой обесценение, который подчеркивает необходимость проверить результаты, найденные в моделях в пробирке в целом животного. Тем не менее в пробирке модели, например модель, описанных в данном документе являются чрезвычайно полезным translationally соответствующие научные инструменты.

В заключение эта работа описывает метод простой и прямой роман, где мыши organotypic гиппокампа культур тканей подвергаются плотно контролируемой и воспроизводимость реальных соответствующих ударных волн с помощью трубки шок лаборатории. Результате глобальной травмы, которая была количественно с помощью пропидий йодидом, устоявшихся маркер повреждения клеток, легко воспроизводимые и пропорциональна пик избыточного давления ударной волны применяется.

Disclosures

Авторы имеют без финансовых интересов.

Acknowledgments

Поддерживается: Королевский центр обороны медицины, Бирмингем, Великобритания, Королевский британский легион центр исследований взрыва травмы, Имперский колледж Лондона, Соединенное Королевство. Совет медицинских исследований, Лондон, Соединенное Королевство (MC_PC_13064; MR/N027736/1). Газовой безопасности доверия, Лондон, Соединенное Королевство. Рита Кампос-Пирес был удостоен докторской подготовки награду от фонда пункт Ciência e Tecnologia, Лиссабон, Португалия. Кэти Харрис был удостоен докторской студенчества от Вестминстера медицинской школе исследований траст, Лондон, Соединенное Королевство.

Эта модель была разработана при поддержке центра Королевский британский легион для взрыва травмы исследований (RBLCBIS) в Имперском колледже. Мы хотели бы отметить финансовую поддержку в Королевский британский легион. Исследователей, заинтересованных в сотрудничестве или более подробно может связаться с авторами или RBLCBIS.

Мы благодарим д-р Амарджита Самра, директор по исследованиям, Королевский центр обороны медицины, Бирмингем, Соединенное Королевство, для поддержки этой работы, Скотт Армстронг, Кафедра хирургии и рак, Имперского колледжа Лондона, для помощи с предварительные эксперименты , Theofano Eftaxiopolou, Hari Arora & Luz Нгуен Нгок, Департамент биоинженерии Имперского колледжа Лондона, Уильям гордый, Департамент из физики Имперского колледжа Лондона, для консультации по шок трубка, Ракель Yustos, техник, Департамент исследований Наук о жизни, Имперского колледжа Лондона, для технической поддержки, Пол Браун MBE, руководитель мастерской и Стив Нельсон, мастерская техник, Кафедра физики, Имперского колледжа Лондона, для изготовления металлических кольца, Нил Пауэлл кафедрой физики, Имперский колледж Лондона, для иллюстрации.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Geys balanced salt solution Sigma UK G9779
D-glucose Sigma UK G8270
Antibiotic/antimycotic Sigma UK A5955
Minimum essential medium Eagle Sigma UK M4655
Hanks balanced salt solution Sigma UK H9269
Horse serum Sigma UK H1138
L-glutamine Sigma UK G7513
HEPES VWR Prolabo, Belgium 441476L
Sodium hydroxide Sigma UK S-0945
Tissue culture inserts Millicell CM 30 mm low height Millipore PICM ORG 50
6-well plates NUNC, Denmark 140675
Propidium iodide Sigma UK P4864
Sterile polyethylene bags - Twirl'em sterile sample bags Fisherbrand 01-002-30
Portex Avon Kwill Filling Tube 5" (127 mm) Smiths Medical Supplies E910
Epifluorescence microscope NIKON Eclipse 80i, UK
Microscope objective Nikon Plan UW magn. 2x, NA 0.06, WC 7.5 mm
Microscope filter Nikon G-2B (longpass emission)
Mylar electrical insulating film, 304 mm x 200 mm x 0.023 mm RS Components UK 785-0782
Pressure transducer Dytran Instruments Inc. 2300V1
Tissue chopper Mickle Laboratory Engineering Co., Guildford, Surrey, United Kingdom. Mcllwain tissue chopper
Silicone elastomer Dow Corning, USA Sylgard 184
Graphing & statistics software GraphPad Software, USA Prism 7.0

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Risling, M., Davidsson, J. Experimental animal models for studies on the mechanisms of blast-induced neurotrauma. Frontiers in Neurology. 3, 30 (2012).
  2. Nakagawa, A., et al. Mechanisms of primary blast-induced traumatic brain injury: insights from shock-wave research. Journal of Neurotrauma. 28 (6), 1101-1119 (2011).
  3. Goldstein, L. E., McKee, A. C., Stanton, P. K. Considerations for animal models of blast-related traumatic brain injury and chronic traumatic encephalopathy. Alzheimer's Research & Therapy. 6 (5), 64 (2014).
  4. Rona, R. J., et al. Mild traumatic brain injury in UK military personnel returning from Afghanistan and Iraq: cohort and cross-sectional analyses. Journal of Head Trauma and Rehabilitation. 27 (1), 33-44 (2012).
  5. Terrio, H., et al. Traumatic brain injury screening: preliminary findings in a US Army Brigade Combat Team. Journal of Head Trauma and Rehabilitation. 24 (1), 14-23 (2009).
  6. Elder, G. A., Stone, J. R., Ahlers, S. T. Effects of low-level blast exposure on the nervous system: is there really a controversy. Frontiers in Neurology. 5, 269 (2014).
  7. Ling, G., Bandak, F., Armonda, R., Grant, G., Ecklund, J. Explosive blast neurotrauma. Journal of Neurotrauma. 26 (6), 815-825 (2009).
  8. Bass, C. R., et al. Brain injuries from blast. Annals of Biomedical Engineering. 40 (1), 185-202 (2012).
  9. Young, L. A., Rule, G. T., Bocchieri, R. T., Burns, J. M. Biophysical mechanisms of traumatic brain injuries. Seminars in Neurology. 35 (1), 5-11 (2015).
  10. Wolf, S. J., Bebarta, V. S., Bonnett, C. J., Pons, P. T., Cantrill, S. V. Blast injuries. Lancet. 374 (9687), 405-415 (2009).
  11. Kluger, Y., Nimrod, A., Biderman, P., Mayo, A., Sorkin, P. The quinary pattern of blast injury. American Journal of Disaster Medicine. 2 (1), 21-25 (2007).
  12. Champion, H. R., Holcomb, J. B., Young, L. A. Injuries from explosions: physics, biophysics, pathology, and required research focus. Journal of Trauma: Injury, Infection, and Critical. 66 (5), 1468-1477 (2009).
  13. Chen, Y. C., Smith, D. H., Meaney, D. F. In-vitro approaches for studying blast-induced traumatic brain injury. Journal of Neurotrauma. 26 (6), 861-876 (2009).
  14. Edwards, D. S., Clasper, J. Blast Injury Science and Engineering: A Guide for Clinicians and Researchers. Bull, A. M. J., Clasper, J., Mahoney, P. F. , Springer International Publishing. 87-104 (2016).
  15. Kirkman, E., Watts, S., Cooper, G. Blast injury research models. Philosophical Translations of the Royal Society B: Biological Sciences. 366 (1562), 144-159 (2011).
  16. Hicks, R. R., Fertig, S. J., Desrocher, R. E., Koroshetz, W. J., Pancrazio, J. J. Neurological effects of blast injury. J Trauma. 68 (5), 1257-1263 (2010).
  17. Morrison, B., Elkin, B. S. 3rd, Dolle, J. P., Yarmush, M. L. In vitro models of traumatic brain injury. Annual Reviews of Biomedical Engineering. 13, 91-126 (2011).
  18. Johnson, V. E., Meaney, D. F., Cullen, D. K., Smith, D. H. Animal models of traumatic brain injury. Handbook of Clinical Neurology. , 115-128 (2015).
  19. Xiong, Y., Mahmood, A., Chopp, M. Animal models of traumatic brain injury. Nature Reviews Neuroscience. 14 (2), 128-142 (2013).
  20. Morganti-Kossmann, M. C., Yan, E., Bye, N. Animal models of traumatic brain injury: is there an optimal model to reproduce human brain injury in the laboratory? Injury. 41, Suppl 1. S10-S13 (2010).
  21. Banks, P., Franks, N. P., Dickinson, R. Competitive inhibition at the glycine site of the N-methyl-D-aspartate receptor mediates xenon neuroprotection against hypoxia-ischemia. Anesthesiology. 112 (3), 614-622 (2010).
  22. Harris, K., et al. Neuroprotection against traumatic brain injury by xenon, but not argon, is mediated by inhibition at the N-methyl-D-aspartate receptor glycine site. Anesthesiology. 119 (5), 1137-1148 (2013).
  23. Stoppini, L., Buchs, P. A., Muller, D. A simple method for organotypic cultures of nervous tissue. Journal of Neuroscience Methods. 37 (2), 173-182 (1991).
  24. Noraberg, J., Kristensen, B. W., Zimmer, J. Markers for neuronal degeneration in organotypic slice cultures. Brain Research Protocols. 3 (3), 278-290 (1999).
  25. Macklis, J. D., Madison, R. D. Progressive incorporation of propidium iodide in cultured mouse neurons correlates with declining electrophysiological status: a fluorescence scale of membrane integrity. Journal of Neuroscience Methods. 31 (1), 43-46 (1990).
  26. Salvador-Silva, M., et al. Responses and signaling pathways in human optic nerve head astrocytes exposed to hydrostatic pressure in vitro. Glia. 45 (4), 364-377 (2004).
  27. Howard, D., Sturtevant, B. In vitro study of the mechanical effects of shock-wave lithotripsy. Ultrasound Medical Biology. 23 (7), 1107-1122 (1997).
  28. Effgen, G. B., et al. A Multiscale Approach to Blast Neurotrauma Modeling: Part II: Methodology for Inducing Blast Injury to in vitro Models. Front Neurol. 3, 23 (2012).
  29. Nguyen, T. T. The characterisation of a shock tube system for blast injury studies. , Imperial College London. PhD Thesis (2016).
  30. Noraberg, J., et al. Organotypic hippocampal slice cultures for studies of brain damage, neuroprotection and neurorepair. Current Drug Targets CNS and Neurological Disorders. 4 (4), 435-452 (2005).
  31. Sawyer, T. W., et al. Investigations of primary blast-induced traumatic brain injury. Shock Waves. 28 (1), 85-99 (2017).
  32. Gahwiler, B. H. Organotypic monolayer cultures of nervous tissue. Journal of Neuroscience Methods. 4 (4), 329-342 (1981).
  33. Gahwiler, B. H., Capogna, M., Debanne, D., McKinney, R. A., Thompson, S. M. Organotypic slice cultures: a technique has come of age. Trends in Neuroscience. 20 (10), 471-477 (1997).
  34. De Simoni, A., Yu, L. M. Preparation of organotypic hippocampal slice cultures: interface method. Nature Protocols. 1 (3), 1439-1445 (2006).
  35. Gogolla, N., Galimberti, I., DePaola, V., Caroni, P. Long-term live imaging of neuronal circuits in organotypic hippocampal slice cultures. Nature Protocols. 1 (3), 1223-1226 (2006).
  36. De Simoni, A., Griesinger, C. B., Edwards, F. A. Development of rat CA1 neurones in acute versus organotypic slices: role of experience in synaptic morphology and activity. Journal of Physiology. 550 (Pt 1), 135-147 (2003).
  37. Sundstrom, L., Morrison, B., Bradley, M. 3rd, Pringle, A. Organotypic cultures as tools for functional screening in the CNS). Drug Discovery Today. 10 (14), 993-1000 (2005).
  38. Cater, H. L., et al. Stretch-induced injury in organotypic hippocampal slice cultures reproduces in vivo post-traumatic neurodegeneration: role of glutamate receptors and voltage-dependent calcium channels. Journal of Neurochemistry. 101 (2), 434-447 (2007).
  39. Atkins, C. M. Decoding hippocampal signaling deficits after traumatic brain injury. Translational Stroke Research. 2 (4), 546-555 (2011).
  40. Bigler, E. D., et al. Hippocampal volume in normal aging and traumatic brain injury. American Journal of Neuroradiology. 18 (1), 11-23 (1997).
  41. Umile, E. M., Sandel, M. E., Alavi, A., Terry, C. M., Plotkin, R. C. Dynamic imaging in mild traumatic brain injury: support for the theory of medial temporal vulnerability. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 83 (11), 1506-1513 (2002).
  42. Effgen, G. B., et al. Primary Blast Exposure Increases Hippocampal Vulnerability to Subsequent Exposure: Reducing Long-Term Potentiation. Journal of Neurotrauma. 33 (20), 1901-1912 (2016).
  43. Effgen, G. B., et al. Isolated primary blast alters neuronal function with minimal cell death in organotypic hippocampal slice cultures. Journal of Neurotrauma. 31 (13), 1202-1210 (2014).
  44. Vogel Iii, E. W., et al. Isolated Primary Blast Inhibits Long-Term Potentiation in Organotypic Hippocampal Slice Cultures. Journal of Neurotrauma. , (2015).
  45. Vornov, J. J., Tasker, R. C., Coyle, J. T. Direct observation of the agonist-specific regional vulnerability to glutamate, NMDA, and kainate neurotoxicity in organotypic hippocampal cultures. Experimental Neurology. 114 (1), 11-22 (1991).
  46. Cho, S., et al. Spatiotemporal evidence of apoptosis-mediated ischemic injury in organotypic hippocampal slice cultures. Neurochemistry International. 45 (1), 117-127 (2004).
  47. Newell, D. W., Barth, A., Papermaster, V., Malouf, A. T. Glutamate and non-glutamate receptor mediated toxicity caused by oxygen and glucose deprivation in organotypic hippocampal cultures. The Journal of Neuroscience. 15 (11), 7702-7711 (1995).
  48. Miller, A. P., et al. Effects of blast overpressure on neurons and glial cells in rat organotypic hippocampal slice cultures. Frontiers in Neurology. 6, 20 (2015).
  49. Panzer, M. B., Wood, G. W., Bass, C. R. Scaling in neurotrauma: how do we apply animal experiments to people. Experimental Neurology. , 120-126 (2014).
  50. Campos-Pires, R., et al. Xenon Protects against Blast-Induced Traumatic Brain Injury in an In Vitro Model. Journal of Neurotrauma. 35 (8), 1037-1044 (2018).
  51. Coburn, M., Maze, M., Franks, N. P. The neuroprotective effects of xenon and helium in an in vitro model of traumatic brain injury. Critical Care Medicine. 36 (2), 588-595 (2008).
  52. Campos-Pires, R., et al. Xenon improves neurologic outcome and reduces secondary injury following trauma in an in vivo model of traumatic brain injury. Critical Care Medicine. 43 (1), 149-158 (2015).

Tags

Нейробиологии выпуск 142 взрыв черепно-мозговой травмы первичного взрыва травмы взрыв индуцированной нейротравма шок трубки в пробирке модель TBI organotypic гиппокампа ломтик культур
Роман <em>в Vitro</em> модель взрыва черепно-мозговой травмы
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Campos-Pires, R., Yonis, A.,… More

Campos-Pires, R., Yonis, A., Macdonald, W., Harris, K., Edge, C. J., Mahoney, P. F., Dickinson, R. A Novel In Vitro Model of Blast Traumatic Brain Injury. J. Vis. Exp. (142), e58400, doi:10.3791/58400 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter