Yöntem makalesi

Boyuna için bir Spinal Odası implantasyon için bir Prosedürü İn Vivo Fare Omurilik Görüntüleme

14.6K görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/52196

⸱

3 Aralık 2014

 , 
1Department of Neurobiology and Behavior, Cornell University, 2Department of Biomedical Engineering, Cornell University

Bu makalede

Özet

Bu videoda, bir canlı fare dorsal spinal kord üzerinde kronik optik görüntüleme odasını yerleştirmeye yönelik bir prosedür açıklanmaktadır. odası, cerrahi işlem ve kronik görüntüleme gözden ve gösterilmiştir.

Özet

Memeli neokorteksindeki çalışmalar, canlı kemirgenlerde tekrarlanan, hızlandırılmış in vivo görüntüleme ile kortikal yapının, aktivitenin ve nörodejeneratif hakaretlere verilen yanıtın benzeri görülmemiş bir şekilde çözülmesini sağlamıştır. Bu çalışmalar, tekrarlanan cerrahi prosedürler olmadan uzun bir süre optik erişim sağlayan basit cerrahi prosedürlerle mümkün olmuştur. Buna karşılık, omuriliğin benzer çalışmaları daha önce her biri invaziv bir cerrahi gerektiren sadece birkaç görüntüleme seansı ile sınırlıydı. Daha önce açıklandığı gibi, 8 haftaya kadar sürekli optik erişim sağlayan, omurganın mekanik stabilitesini koruyan, görüntüleme sırasında dışarıdan kolayca stabilize edilebilen ve sadece tek bir ameliyat gerektiren bir omurga odası geliştirdik. Burada, omurga odasının tasarımı ve ilgili cerrahi aletler gözden geçirilmekte ve cerrahi prosedür ayrıntılı olarak gösterilmektedir. Kısaca bu videoda cerrahi alanın ve farenin ameliyata hazırlanması, omurga omurlarının pozlandırılması ve uygun doku debridmanı, implantın verilmesi ve omur klemplenmesi, haznenin tamamlanması, taşıyıcı sistemin çıkarılması, cildin sızdırmazlığı ve son olarak ameliyat sonrası bakım gösterilecektir. Doğrusal olmayan mikroskopi kullanılarak kronik in vivo görüntüleme prosedürü de gösterilecektir. Son olarak, sonuçlar, sınırlamalar, tipik değişkenlik ve sorun giderme için bir kılavuz tartışılmaktadır.

Giriş

Sağlam organizmalarda in vivo mikroskopi time-lapse gibi immünohistokimya gibi geleneksel tek-zaman noktası analizi erişilemez karmaşık biyolojik süreçlerin, direkt görüntülenmesini sağlar. Özel olarak, çoklu foton mikroskobu (MPM) 1, örneğin, 2,3 kadar ve 4 1 mm'den daha fazla görüntüleme elde edilmiştir kemirgen neokorteks gibi, doku saçılma görüntüleme için izin verir. Tek bir prosedür haftalar ve aylar beyne optik erişim sağlar 5-7 olan cerrahi preparatları ile bir araya getirildiğinde, bu mikroskopi yaklaşımlar sağlıklı ve hastalıklı ülkelerde 8-11 beyinde dinamik süreçleri incelemek için kullanılmıştır. Buna ek olarak, protokoller davranış deneyleri sırasında hücresel çözünürlüklü fonksiyonel görüntüleme için izin uyanık (yani, sigara, anestezi), hayvanlarda in vivo görüntüleme için temin 12,13 geliştirilmiştir. Bu protokoller, comparis kullanılmaktadırkorelasyon nöronal aktivitenin 14 ons, anestezi ve uyanık hayvanlarda 15 sinyalizasyon astrosit kalsiyum, görev özgü nöronal kümelerin 16 belirlenmesi ve nöronların yeteneği bıyık stimülasyonu 17 üzerine nesne konumunu ayırt etmek.

Bir hastalık mekanizması 18 gibi akut aksonal dejenerasyon tanımlaması (AAD) sağlayan, fare omurilik (SC) tatbik edilmiştir, sağlıklı ve patolojik mekanizmalar, in vivo görüntüleme zaman atlamalı aydınlatmak için bu yaklaşım potansiyeli göz önüne alındığında. Daha sonraki çalışmalar, arka kök gangliyon (DRG) akson rejeneras-yonunun 19 akson rejenerasyonu 20 kan damarlarının yeri, yaralanma 21 karşılık glial kemotaksis, deneysel otoimmün ensefalomiyelit T-hücresi göçü (EAE) 22, aktivite ile ilgili periferal lezyonların etkileri araştırıldı amyotroph yanıt mikrogliya 23,24 ve astrositler 25ic lateral skleroz (ALS), SC yaralanması (SKY) 26 sonra aksonal filizlenme içinde STAT-3 rolü ve EAE 27 akson kaybı ve kurtarma mekanizması. Bu yaklaşımların başarısına rağmen, tüm bu çalışmalar zaman noktalarında erişilebilir sayısını sınırlayarak, her görüntüleme zaman noktasında hayvanın cerrahi açıklıklar tekrarlanan gerekli başka böylelikle kısa vadeli dinamikleri çalışmaları sınırlayan, tek bir görüntüleme oturumu ya sınırlı ya da alındı ve karıştırıcı deneysel eserler olasılığını arttırır. Bu ameliyatlar için protokoller önceden 28,29 yayınlanmıştır.

Son zamanlarda, biz tekrar ameliyatları için gerek kalmadan birden fazla haftalarda fare SC zaman atlamalı MPM görüntüleme etkin bir kronik omurilik odasının implantasyonu için bir teknik 30 yayınladı. Kısaca, bu cerrahi hazırlık alt torakal laminektomi ve dört parçalı odasının implantasyonu performans dahil. odası dahillaminektomi çevreleyen omurlar ve bir cam lamel SC üzerine yerleştirilir ve silikon elastomer ile güvenli kelepçeli üç özel işlenmiş paslanmaz çelik parçalar. Bu teknik, tekrar ameliyatları için gerek kalmadan sağlıklı ve yaralı devletler postoperatif fazla 5 hafta dışarı rutin görüntüleme için izin verdi. Görüntüleme zaman noktalarının sayısı sadece hayvan anestezi indüksiyon tahammül hangi frekansı ile sınırlı idi. Görüntüleme süresi SC yüzeyi üzerine yoğun, fibröz doku büyümesi ile sınırlı kalmıştır. Ayrıca, cerrahi implant motor fonksiyon üzerinde uzun süreli etkisi olduğu belirlenmiş.

Bizim ilk yayınlanmasından bu yana, aynı zamanda SC uzun vadeli görüntüleme sağlayan alternatif yaklaşımlar başka 31-33 tarif edilmiştir. Bu protokol, geliştirdiğimiz omurga bölme yerleştirilmesi için prosedürü gösterir.

Protokol

NOT: bakım ve bu yazıda tüm farelerin deney manipülasyon Cornell Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu tarafından onaylanmıştır.

1. Cerrahi ayarlama

  1. Bir otoklav veya onaylı sterilizasyon prosedürleri kullanarak gerekli tüm araçları sterilize. En azından, bir neşter, makas, makas vanna, forseps, kuyumcu tornavida, pamuk bezlerden, retraktörlerinin bir dizi, implant (Şekil 1A) ve dağıtım sistemi (Şekil 1D, E) içerir.
  2. % 70 etanol ve / veya uygun dezenfektanlarla, herhangi bir stereoskop kolları da dahil olmak üzere, tüm yüzeyleri silin.
  3. Özel stereotaksi (Şekil 1D) bindirilirken ve steril örtüler ile setüstü çevreleyen bir steril alan oluşturun. Bir ısıtma yastığı (kontrollü tercihen geri bildirim) stereotaksi üstünde ve steril örtüler altına alınmalıdır.

2. hazırlanmasıCerrahi Fare

  1. Solunum hızı yaklaşık 1 nefes / sn yavaşlatır kadar bir indüksiyon odasında% 5 izofluran / oksijen altında fare anestezisi.
  2. Izofluran pozlama devam etmek için bir burun konisi kullanılarak, steril alana uzak bir sahne alanı fare aktarın. % 2 izofluran azaltın. Kornea kurumasını önlemek için göz merhemi sürün.
  3. Kolun, her bir enjeksiyon hacminin yaklaşık olarak% 50 veren, 30 G iğne ile 10/3 cc şırınga - kas içinden 29 ile arka ayakların içine 0.05 mg / 100 g fare de glikopirolat (bir antikolinerjik ilaç) uygulayınız.
    NOT: Glikopirolat fare anestezi altında iken akciğerlerde sıvı birikimini önlemek için hizmet vermektedir.
  4. Elektrik makası kullanarak, 2 cm genişliğinde ve göğüs kemer merkezli tarafından fare dorsal, yaklaşık 3 cm uzunluğunda bir kısmını tıraş. De uzakta traş alanda herhangi kesilmiş saç temizleyin.
  5. Traş deri altından ve uzak aşağıdaki enjeksiyon yönetme29 ile yama - 30 G iğne ile 10/3 cc şırınga: 1 ml / 100 gr fare% 5 glükoz tuzlu su içinde (hidrasyon), 5 mg / kg fare Ketoprofen (analjezi için bir NSAID), 0.2 mg / kg fare deksametazon ( antienflamatuar bir steroid) enflamasyonu azaltır.
  6. Pamuklu kullanarak, yıkar arasında 1 dakika bekliyor, iyot ve% 70 etanol üç alternatif yıkar gerçekleştirmek.
  7. Kesi yerinde ağrıyı azaltmak için 30 G iğne ve traş yama merkezine 3/10 cc şırınga - subkutan 29 kullanılarak% 0.125 bupivakain (periferik sinir bloğu) 100 ul yönetme.
  8. Özel stereotaksi (Şekil 1D) Transfer fare, rektal termometre takın ve bupivakain yürürlüğe girmesi için yaklaşık 10 dakika bekleyin.

3. Açığa ve 3 Bitişik torakal vertebraların dorsal laminalar temizleyin

  1. Neşter bıçak kullanarak, faiz (Şekil 2A) ve omurlar üzerinde küçük (5 mm veya daha az) kesi oluşturun.
  2. Ya forseps kullanarak veya cerrahi makas ucu takmadan ve kolları yayarak, künt diseksiyon ile deride açılma boyutunu artırmak.
  3. Bir neşter veya cerrahi makas kullanarak, yavaşça cilt ve altta yatan kas arasındaki bağ fasya ayırmak.
  4. Mümkün (Şekil 2B) gibi büyük bir çalışma alanı sağlayan, cilt geri tutmak için Ekartörleri kullanın. Göğüs üzerindeki yükü artırır ve böylece nefes engel değil dikkat edin.
  5. Forseps bir çift, kavrama örten kas yoluyla maruz kalacağı rostral-en vertebra kullanma. Bir neşter kullanarak, uzak tüm 3 vertebra (Şekil 2c) dorsal sürecinin iki tarafında doku kesti.
  6. Bir neşter bıçak, pamuklu, ve / veya kemik kazıyıcı herhangi bir kombinasyonunu kullanarak, dorsal lamina (Şekil 2B) tüm örten doku kaldırmak.
  7. Cerrahi makas kullanarak, dikkatle her iki Latera üzerinde omurları bağlı tendonları kesipomurganın (Şekil 2E) l kenarları.
  8. Neşter kullanılarak, yavaşça temiz bir kıstırma yüzeyi temin etmek amacıyla, mümkün olduğu kadar vertebral kolonun yan kenarlarından kadar doku çıkarın.
  9. Yavaşça bir kemik kazıyıcı ve / veya pamuklu çubukla kullanarak kalan yumuşak doku omurga debridman. Başka cerrahi makas (Şekil 2F) kullanarak herhangi bir yersiz doku uzak Trim.
    NOT: Bu sıkıştırma ve vertebra temiz maruz kaldığı dorsal laminektomi gerçekleştirmek hem de gereklidir. Bir cauterizer sonraki kanama kontrol edilmesinde faydalı olabilir.
  10. Cilt (Şekil 2F) ek olarak omurga kolonu çevreleyen doku tutmak için Ekartörleri Shift.
  11. Teslimat yazılarda dişleri implant yan barlar takın ve (Şekil 1E gibi) sonrası sahipleri içine bu yük.
  12. SECUREL tutmak için yeterli basınç uygulayarak, yan çubuklar kullanarak 3 omurga Kelepçey (Şekil 2G, H) '. 3 vertebra bir seviye kenetlenmesini sağlamak için forseps kullanın. Çeşitli girişimler gerekli olabilir unutmayın. Yan çubukları düzeyi ve laminektomi gerçekleştirmeden önce paralel hem de emin olun.
  13. Dikkatle temiz ve pamuklu çubuklarla kullanarak kenetlenmiş omurların dorsal yüzeyini kurulayın.

4. Bir dorsal laminektomi gerçekleştirin

  1. Medial kenetlenmiş vertebra epidural boşluğa vannas makas ipuçlarını yerleştirin ve hafifçe kolları sıkmak; kemik kuru ise, bu sırt tabakanın uzunluğu boyunca çatlak gerekir. Lamina serbest bırakmak için karşı tarafta bu işlemi tekrarlayın.
  2. Yavaşça dikkatle Lamina rostral ve kaudal ucunda herhangi bir bağ dokusu kesip ve uzak kaldırın, forseps ile dorsal işlemi ile gevşek lamina sürükleyici.
  3. % 0.9 tuz ve / veya yapay beyin omurilik sıvısı (ACSF) kullanarak, iyice herhangi bir kan overlyi yıkayacakomurilik ng. Aşırı sıvıyı emmek için pamuklu bezlerden kullanın.
  4. Vannas makas kullanarak, dikkatlice implantın yan barlar kemiğin lateral kenarlarını kırpın. Yine, yıkayacak ve pamuk bezlerden ve tuzlu / ACSF kullanarak kanamayı kontrol.
  5. 30 G iğne - periost bir kısmı müstakil ve omuriliği örten olması durumunda, yavaşça pamuk bezlerden ve / veya 29 kullanarak bu dokuyu. Prosedürün bu bölümünde omuriliği kesmemeye özen gösterin. Sıkıca sarılmış dura mater ile gevşek periost karıştırmayın.
  6. Dikkatle, bir veya diş akrilik ve siyanoakrilat (Şekil 2I) her iki ile kemik kalan maruz kenarları mühür. Yapıştırıcılar maruz omurilik üzerine akmasına izin vermemeye özen gösterin.

5. Mühür Odası

  1. 4 slot yan barlar 4 delikli sıraya ve açılış maruz falso örter çok dikkatli bir üst plaka yerleştirinarkadaşları kablosu (Şekil 1B ve 2J).
  2. Kuyumcu tornavida kullanarak, dikkatle forseps başka bir çift ile tornavidanın mili stabilize, ilk vidayı başlatın. Bu aşamada vidayı sıkın, ancak ilk birkaç konuları meşgul böylece o takmayın. Diğer 3 vida için bu işlemi tekrarlayın.
    NOT: Bu aşamada konumunu belirlemeye vidaları yardımcı titanyum ya da diğer manyetikleştirilebilir forseps kullanmak yararlıdır.
  3. Yerde tüm 4 vida ile, vidalar sıkıca (Şekil 2K) güvencesindedir kadar her küçük artışlarla aynı miktarda dönüşümlü vida sıkın. Üst plaka Bu işlem sırasında flex için alışılmadık bir durum değildir unutmayın. Vida başı zarar verebilir ve aşırı düşüş baskısının kelepçesini yerinden ve / veya spinal kord yaralanması neden olacak gibi, çok fazla vidaları sıkın dikkat edin.
  4. Omurilik ve cam pencere arasındaki boşluğu doldurmak için bir silikon elastomer kullanın. O doe Çünkükür esnasında asetik asit üretmek değil s, KwikSil marka elastomer ve karıştırma ipuçlarını kullanın. Maruz omuriliğe silikon liberal kısmını uygulayın. Karıştırma ucundan önce omuriliğe uygulamaya hava kabarcıkları içeren herhangi bir silikondan kurtulmak için özen gösterin.
  5. Hızlı çalışarak, yavaşça üst plakada içerlek içine 5 mm # 0 lamel basın. Yavaş yavaş omurilik çevreleyen sıvı elastomer sıkmak, ancak spinal kord sıkıştırma (Şekil 2L) neden değil yeterli basınç uygulayın. Elastomer saatin ayarlanması yani lamel hızla uygulanan emin olun, yaklaşık 90 sn.
  6. 5.5 - Bir başarısız sızdırmazlık durumunda, elastomer set kadar, yavaşça forseps ile implant çıkarın ve 5.4 tekrarlayın bekleyin.
  7. Diş akrilik / siyanoakrilat ile dönen elastomerin kenarlarını kaplayabilir ve omurilik yüzeyi üzerinde kaymasını elastomer önlemek için mümkün olduğu kadar çevre kemik yapışır.
  8. Ekartörleri çıkarın ve implantın kenarında cilt yukarı çekin. Siyanoakrilat kullanarak, implant (Şekil 2M, N) kenarlarına cilt uygun.
  9. Yerleştirin # 0-80 - 1/4 "üst plakanın kanatlarında (Şekil 1C ve 2 O) içine vidaları ayarlayın.
  10. Diş akrilik kullanarak, üst plaka (Şekil 2P) vida yuvaları herhangi boşlukları mühür.

6. Ameliyat Sonrası Bakım

  1. Büyük bir temiz kafese anestezi ve yerden hayvan çıkarın. Kafes odası şey yırtılmayıp şekilde yeterince büyük olduğundan emin olun kafes boyunca normal lokomosyon sırasında (bir su şişesi ve / veya gıda için V-şekilli daldırma gibi).
    NOT: Bir standart sıçan kafes idealdir.
  2. Hayvan kurtarır ısıtılmış bir yüzey üzerinde kafes yerleştirin. Tamamen iyileşene kadar diğer hayvanların şirkete fareyi iade etmeyin.
  3. Hayvan Beha kontrolağrı veya sıkıntı ve implant bütünlüğü belirtileri için 2 saat Postoperatif - 1 içinde VIOR.
    NOT: Normal koşullar altında, hayvan hareketine mütevazı tedirginlikler ile ambulasyon gerekir.
  4. Ağırlığının ölçülmesi ve davranışlarını izlemek, ilk 72 saat için 12 saat - hayvana her 8 kontrol devam edin. Hayvanlar gece boyunca aktif ve hareketli olup olmadığını kontrol edin. Şasi biçiminde ıslak yiyecek, içecek ya da besin jeller, yiyecek topaklarına ile karıştırılır yemi ve içme suyu zemin seviyesinde sağlanmalıdır. Deri altı ya da karın içinden enjeksiyonlar ek nemlendirme gerektiğinde sağlanmalıdır.
  5. Postoperatif, 24 ve 48 saat zaman noktalarında 5 mg / kg fare ketoprofen ve 0.2 mg / kg fare deksametazon deri altından yönetme. Buna ek olarak, 0.005-0.010 mg / 100 g fare 72 saat için bir deri altından enjeksiyon ile her 8 saat kullanılmalıdır.

7. in vivo olarak görüntülenmesi

  1. Altında fare anestezisiSolunum hızı kadar bir indüksiyon odasında% 5 izofluran / oksijen yaklaşık 1 nefes / sn yavaşlatır.
  2. Geribildirim kontrollü ısıtma pedi ile özel stereotaksi (Şekil 1D) fare aktarın ve rektal termometre yerleştirin. % 2 izofluran azaltın.
  3. Kolun, her bir enjeksiyon hacminin yaklaşık olarak% 50 veren, 30 G iğne ile 10/3 cc şırınga - 29 ile arka ayakların içine glikopirolat, 0.05 mg / 100 g fare intramüsküler uygulayın.
  4. Deri altından tuzlu su içinde 1 ml / (hidrasyon) 100 g fare% 5 glukoz kez saat başına uygulayın.
  5. Cerrahi (Şekil 1F) için kullanılan post-yuvalarına dişli odası sahipleri yerleştirin. Yüksekliğini ayarlayın ve üst plaka set vida üzerine mesajları bükün.
  6. Her iki sahipleri ekli olan göğüs serbestçe ilham üzerine genişletebilirsiniz kadar, post-tutuculara sahipleri yükseltmek.
    NOT: sahiplerinin firma eki ve göğüs significan ücretsiz genişleme Hemtly nefes nedeniyle hareket eserler azaltır.
  7. Istediğiniz gibi görüntüleme yapın.
  8. Görüntüleme tamamlandığında, alt mesajlar, bölme sahipleri kapalı büküm kurtarmak için bir ısıtılmış yüzey üzerinde rektal termometre ve yer fareyi çıkarın. Tamamen iyileşene kadar diğer hayvanların şirkete fareyi iade etmeyin.

Sonuçlar

Yukarıdaki prosedür izlenerek, ameliyat, her aşamada, Şekil 2'de belirtilen cerrahi her bir aşama için sonuçlar taklit etmelidir. Özel bakım cam altındaki hava kabarcıklarını yok etmek için silikon elastomer uygulanırken alınan ya da en azından emin olmak gerekir ilgi alanı (Şekil 2L) periferinde yer. Deneyimli bir cerrah için, ameliyat sırasında ya da ilk 24 saat içinde cerrahi girişimden ya ötenazi gerektiren cerrahi komplikasyonlar operasyonların yaklaşık% 20 oluşur. Bu komplikasyonlar en sık aşırı yumuşak doku kanama veya güvenli Vertebral kolon odasına takmak için doğacak.

Başarıyla implante odalarında, pencere genellikle birden hafta (Şekil 3) için optik şeffaf kalır. En iyi çabalarına rağmen, opak, lifli, neoplastik büyüme genellikle kısmi obscuri sonuçlanan, bir kaç gün içinde oluştururPencerenin ng (Şekil 3C - F, siyah kesikli çizgi). Floresan yapılar bu fibröz doku altında 2PEF mikroskopi kullanılarak görmek zordur. Biz başarıyla implante pencerelerin yaklaşık 50% postoperatif fazla 5 hafta açık kalan, sonuçların bimodal dağılımını bulmak ve yaklaşık 50% 1 içinde Karartılmış olma - 3 hafta. 2PEF görüntüleme engel değil, - görüntüleme penceresi deneyimi veya dura (F, yeşil yıldız Şekil 3D) Yukarıdaki neovaskülarizasyon sadece mütevazı bir derece içinde net, çoğu yerde kalır pencereler için. Daha önceki çalışmada, 30 kafa penceresi preparasyonlar 5 görülene benzer Orta bir iltihap gösteren pencere ve komşu vertebralar altında mikroglia artış ancak astrosit yoğunluğu göstermiştir.

Dorsal kök Gangl bir alt kümesi olarak sarı floresan proteini (YFP) ifade eden transjenik farelerdeia (DRG) nöronları (YFPH hattı, Jackson Labs), aksonlar açıkça operasyon sonrası hafta ayırdedilebilir olmuştur (Şekil 4A ve b) ve uzun bir hayvanda dört ay gibi (veri gösterilmemiştir). Kan damarları (Şekil 4A ve B), kan plazması içinde dekstran etiketli retro orbital enjekte floresan Teksas Kırmızısı görülür hale getirilir. Mikroglia bir CX3CR1 knock-in fare GFP ifade eden farelerde görselleştirilmiştir (CX3CR1-GFP, Jackson Labs) YFPH hattı (Şekil 4C) geçti. Kontrast ve çözünürlük nedeniyle daha önce 30 tarif lifli büyümesi oluşumuna zaman (Şekil 4C) üzerinden alçakgönüllülükle kötüleşti. Biz rutin her 12 saat olduğunca sık ölüm olmadan tek oturumda 3 saat görüntülü ve. Oturum süresi ve sıklığı laboratuvar hayvanlarında ağrı ve sıkıntı eşlik etik hususlar ile anestezi indüksiyonu, eşlik eden hayvan tolerans ile sınırlıdır.

< keep-together.within-sayfa = "always">: fo p class = "jove_content" figure-results-1
Şekil 1. Özel bir cerrahi paketi implantasyonu sırasında odası teslim kolaylaştırır ve daha sonraki görüntüleme oturumları sırasında odasına stabilize. İki yan barlar ve bir üst plaka (A) spinal odasının (C) içine küçük vidayı kullanarak (B) monte edilir. Uzatılabilir mesaj (D) bir ameliyat masası tutma pimleri kullanarak omur (E) yan çubukların teslimat sıkma sağlar. Daha sonraki görüntüleme oturumları yerine implant (F) kanatlarında kümesi vidalar aracılığıyla odasına eklemek için içten dişli mesajları kullanın. Bu rakamın Panel b Nature Publishing Group izni ile Farrar ve ark., Nature Yöntemleri, 2012 30 modifiye edilmiştir.96 / 52196fig1large.jpg "target =" _ blank "> bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için burayı tıklayınız.

figure-results-2
Şekil 2. Bir dorsal laminektomi yapılır ve kronik görüntüleme odası omuriliğe optik erişim sağlamak için implante edilir. Prosedür montaj açıklanmıştır. İlk olarak, cilt (paneller A, B, protokol bölümleri 3,1-3,4) ve kaslar (C; 3.5) üç alttaki vertebra ortaya çıkarmak için çekilir. Bu üç omurga üzerinde uzanan doku çıkarılır (D, E, K; 3,6-3,10) her iki tarafına (3.12 G, H) üzerine sıkıştırılmış önce ve yan işlemleri, temiz kazınır. Dikkatle, merkezi vertebra dorsal lamina kaldırılır ve kemik kenarları (I mühürlü (J; 5.1) uygulanır ve vidalar pozisyon (K; 5.3) içine tutturulmuş silikon elastomer ve kapak cam (5.5 L) ile odasını mühürleme önce odasına güvenceye alın. Sevkiyat pimleri (M, 5.8) çıkarıldıktan sonra, deri odası içinde deri kenarlarına yapıştırılmıştır (M, N, 5.8) ve ayar vidası kanat (O; 5.9) eklenir. (P; 5,10) Son vida yuvaları diş akrilik ile mühürlenir. Ve fare kurtarmak için temiz bir kafes yerleştirilir bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için burayı tıklayınız.

figure-results-3

Şekil 3. Kronik omurilik odası optik şeffaf ov kalırBirden çok hafta er. Bir kaç dakika (A) ameliyat sonrası üç hafta (F) arasında değişen omurilik beyaz ışık ve görüntüler. Vasküler görülecek her zaman noktalarında (sarı oklar) tanımlanabilir. Küçük bir değişiklik, bir gün, cerrahi girişimden (B) görülür. Yoğun lifli büyümesi (C - Sağ alt kesikli çizgi ile sınırlanan F) mevcut en erken üç gün ve görüntüleme alanının kısmi şaşırtmaca sonuçları olduğunu. Hafif neovaskülarizasyon (D, E, F, yeşil yıldız) da mevcut, ancak. Beyaz ışık veya 2PEF görüntüleme orijinal damarsal belirsiz değil , bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

figure-results-4

Şekil A kronik spinal odası tekrar ameliyatları için gerek kalmadan tekrarlanan çoklu foton görüntüleme sağlar 4.. spinal dorsal Funiculi DRG akson (yeşil) bir alt kümesi YFP ifade transgenik farelerin Tekrarlanan görüntüleme kord ve damar boya enjeksiyonu (A, B) işaretli damar (kırmızı). mikrogliada (leylak rengi) aktivitesi de Thy1-YFP / CX3CR1-GFP çift transgenik fareler (C) zamanla izlenebilir. Akson ve mikroglia görünür kalırken, zamanla alçakgönüllülükle kontrast ve çözünürlük düşüş (C). Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Tartışma

Burada gösterilen tekniği tekrarlanan, time-lapse sağlar, birçok hafta dışarı dorsal fare SC in vivo görüntüleme sonraki cerrahi prosedürler için gerek kalmadan ameliyat sonrası. Bu prosedür tekrar cerrahi görüntüleme çalışmaları üzerinde veya hücresel dinamikleri hakkında bilgiler kaybolur portmortem histolojik yaklaşımlar üzerinde önemli bir gelişme gösterir. Biz daha önce 30 in vivo SKY patolojiyi incelemek için bu tekniğin değerini göstermiştir var.

görüntüleme maksimum uzunluk boyutu SC dorsal yüzeyi üzerinde yoğun, fibröz doku büyümesi ile saptanmıştır. Zamanla, bu büyüme görüntü kontrastı ve çözünürlük kaybı ile sonuçlandı. Bu büyüme, aynı zamanda alternatif cerrahi hazırlıkları 31 görülmüştür. Biraraya, dikkatli bir şekilde bir sızdırmazlık yüzeyi, kan ürünleri çıkarmak için, dorsal SC yüzeyinin yıkama ile bu büyüme minimize edilebilir gözlediksiyanoakrilat ile kesilmiş kemik, silikon elastomer iyice odasının kenarları sızdırmazlık ve dorsal SC ve cam kapak arasındaki interstisyel boşluk en aza indirir.

Son zamanlarda, bir polikarbonat odacığı kullanılarak kendi benzer başka bir yaklaşım 32 gösterilmiştir. Bizim paslanmaz çelik parçalar için durum böyle değildir X-ışınını akustik görüntüleme cihazları ile uyumlu olduğundan, polikarbonatın kullanılması avantajlıdır. Ancak, 3D yazıcılar şimdi her yerde teknoloji ile, oda parçaları belirli ihtiyaçlarını karşılamak için geniş bir malzeme çeşitli imal edilebilir. Biz son zamanlarda açık bir fotopolimer bizim tüm parçaları baskılı var.

Kapalı odasının Bir anahtar dezavantajı ilaçlar veya SC görüntüleme 34 için uygun eksojen boyaların tekrarlanan dozlarda yönetmek için yetersizlik. Ancak, bugünkü sistemin mekanik stabilite yararlanarak, biz zaten başarılı bizim şimdiki odasına kullandıkly da kapalı bir bölme sistemi (yayınlanmamış çalışma), çoklu zaman noktalarında ilaç verme izin veren bir deri altından implante edilen enjeksiyon portuna bağlı bir intratekal kateter çapa. Üstelik, üst plaka modüler doğası, bu hazırlık gelecekteki versiyonları terapötik maddeler ve floresan etiketler iki tekrarlı uygulama için izin vermek için açılıp kapanabilir bir bölmeyi içerir. Bu ilaç iletimi için elektrotlar, optik geçme ve bağlantı noktaları kayıt için bağlantı elemanları ile üst plakaları tasavvur edilmesi de mümkündür. Bu tür eklemeler olasılıkla Fenrich ark. 31 daha minimalist sistemini kullanarak uygulamak daha zor olacaktır. Sonuç olarak, bizim odası farklı deneyler dayalı olabilir bunun üzerine bir ağ geçidi platform sağlar.

Açıklamalar

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur ve rekabet eden mali çıkarları yoktur.

Teşekkürler

Prosedürün geliştirilmesi boyunca yaptığı katkılar için Dr. Joseph R. Fetcho'ya teşekkür ederiz. ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri'nden (R01 EB002019 C.B.S. ve DP'den Joseph R. Fetcho'ya OD006411) ve Kanada Ulusal Bilim ve Araştırma Konseyi'nden (M.J.F.'ye) mali destek için fon sağlandığını kabul etmek isteriz.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Vannas makasGüzel Bilim Araçları15000-04
forseps, makas, neşter vb.Güzel Bilim Araçlarıçoklu 
ekartör kiti -manyetik fiksatörGüzel Bilim Araçları18200-02
ekartör kiti -ekartörGüzel Bilim Aletleri18200-09diğer ekartörler de kullanılabilir
ekartör kiti -elastomerGüzel Bilim Aletleri18200-07
geri besleme kontrollü ısıtma battaniyesiCWE Inc.Model: TC-1000 Fare                          Bölüm No. 08-13000
stereotaxbakınız Farrar ve diğerleri, Nat. Meth., 9, 297, 2012, Ek (çevrimiçi)
omurilik odasıbakınız Farrar ve diğerleri, Nat. Meth., 9, 297, 2012, Ek (çevrimiçi)
omurga odası sahipleribakınız Farrar ve diğerleri, Nat. Meth., 9, 297, 2012, Ek (çevrimiçi)
Siyanoakrilat yapıştırıcıLoctiteLoctite 495çoklu tedarikçiler
Teets Cold Cure Mercan Tozu (diş akrilik tozu)TeetsMfg. Bölüm: 8101birden fazla tedarikçi
Teets Cold Cure Liquid (dental akrilik sıvı)TeetsMfg. Bölüm: 8501çoklu tedarikçi
GlikopirrolatMWI Veteriner MalzemeleriMWI SKU: 29706 (Baxter 1001901602)
D-(+)-GlikozSigma-AldrichG5767
BupivakainMWI Veteriner MalzemeleriMWI SKU: 029841 (Hospira 116301)
KetoprofenMWI Veteriner MalzemeleriMWI SKU: 002800 (Pfizer 2193)
DeksametazonMWI Veteriner MalzemeleriMWI SKU: 501012 (VetOne 1DEX032)
KwikSil Elastomer WorldPrecision Inc.KWIK-SIL
KwikSil Karıştırma İpuçlarıWorld Precision Inc.KWIKMIX (KWIKMIX)

Kaynaklar

  1. Denk, W., Strickler, J. H., Webb, W. W. Two-photon laser scanning fluorescence microscopy. Science. 248 (4951), 73-76 (1990).
  2. Theer, P., Hasan, M. T., Denk, W. Two-photon imaging to a depth of 1000 μm in living brains by use of a Ti: Al 2 O 3 regenerative amplifier. Optics Letters. 28 (12), 1022-1024 (2003).
  3. Kobat, D., Durst, M. E., Nishimura, N., Wong, A. W., Schaffer, C. B., Xu, C. Deep tissue multiphoton microscopy using longer wavelength excitation. Optics Express. 17 (16), 13354-13364 (2009).
  4. Horton, N. G., Kobat, D., Wang, K. In Vivo, Deep Tissue Three-Photon Imaging at the 1700-nm Spectral Window. Biomedical Optics. 7 (3), (2012).
  5. Holtmaat, A., et al. Long-term, high-resolution imaging in the mouse neocortex through a chronic cranial window. Nature Protocols. 4 (8), 1128-1144 (2009).
  6. Yang, G., Pan, F., Parkhurst, C. N., Grutzendler, J., Gan, W. B. Thinned-skull cranial window technique for long-term imaging of the cortex in live mice. Nature Protocols. 5 (2), 201-208 (2010).
  7. Drew, P. J., et al. Chronic optical access through a polished and reinforced thinned skull. Nature methods. 7 (12), 981-984 (2010).
  8. Misgeld, T., Kerschensteiner, M. In vivo imaging of the diseased nervous system. Nature Reviews Neuroscience. 7 (6), 449-463 (2006).
  9. Svoboda, K., Yasuda, R. Principles of two-photon excitation microscopy and its applications to neuroscience. Neuron. 50 (6), 823-839 (2006).
  10. Kerr, J. N. D., Denk, W. Imaging in vivo: watching the brain in action. Nature Reviews Neuroscience. 9 (3), 195-205 (2008).
  11. Lichtman, J. W., DENK, W. The Big and the Small: Challenges of Imaging the Brain's Circuits. Science. 334 (6056), 618-623 (2011).
  12. Dombeck, D. A., Khabbaz, A. N., Collman, F., Adelman, T. L., Tank, D. W. Imaging Large-Scale Neural Activity with Cellular Resolution in Awake, Mobile Mice. Neuron. 56 (1), 43-57 (2007).
  13. Wienisch, M., Blauvelt, D. G., Sato, T. F., Murthy, V. N. Two-Photon Imaging of Neural Activity in Awake, Head-Restrained Mice. Neuromethods. 67 (18), 45-60 (2011).
  14. Greenberg, D. S., Houweling, A. R., Kerr, J. N. D. Population imaging of ongoing neuronal activity in the visual cortex of awake rats). Nature Neuroscience. 11 (7), 749-751 (2008).
  15. Thrane, A. S., Thrane, R. V., Zeppenfeld, D., Lou, N., Xu, Q., Nagelhus, E. A., et al. General anesthesia selectively disrupts astrocyte calcium signaling in the awake mouse cortex. Proc Natl Acad Sci USA. 109 (46), 18974-18979 (2012).
  16. Dombeck, D. A., Graziano, M. S., Tank, D. W. Functional Clustering of Neurons in Motor Cortex Determined by Cellular Resolution Imaging in Awake Behaving Mice. Journal Of Neuroscience. 29 (44), 13751-13760 (2009).
  17. Connor, D. H., Peron, S. P., Huber, D., Svoboda, K. Neural activity in barrel cortex underlying vibrissa-based object localization in mice. Neuron. 67 (6), 1048-1061 (2010).
  18. Kerschensteiner, M., Schwab, M. E., Lichtman, J. W., Misgeld, T. In vivo imaging of axonal degeneration and regeneration in the injured spinal cord. Nature Medicine. 11 (5), 572-577 (2005).
  19. Ylera, B., Ertürk, A., et al. Chronically CNS-Injured Adult Sensory Neurons Gain Regenerative Competence upon a Lesion of Their Peripheral Axon. Current Biology. 19 (11), 930-936 (2009).
  20. Dray, C., Rougon, G., Debarbieux, F. Quantitative analysis by in vivo imaging of the dynamics of vascular and axonal networks in injured mouse spinal cord. Proceedings of the National Academy of Sciences. 106 (23), 9459(2009).
  21. Dibaj, P., et al. NO mediates microglial response to acute spinal cord injury under ATP control in vivo. Glia. 58 (9), 1133-1144 (2010).
  22. Kim, J. V., et al. Two-photon laser scanning microscopy imaging of intact spinal cord and cerebral cortex reveals requirement for CXCR6 and neuroinflammation in immune cell infiltration of cortical injury sites. Journal of Immunological Methods. 352 (1-2), 89-100 (2010).
  23. Dibaj, P., et al. In Vivo imaging reveals distinct inflammatory activity of CNS microglia versus PNS macrophages in a mouse model for ALS. Plos One. 6 (3), 17910(2011).
  24. Davalos, D., et al. Fibrinogen-induced perivascular microglial clustering is required for the development of axonal damage in neuroinflammation. Nature Communications. 3, 1227(2012).
  25. Dibaj, P., Steffens, H., Zschüntzsch, J., Kirchhoff, F., Schomburg, E. D., Neusch, C. In vivo imaging reveals rapid morphological reactions of astrocytes towards focal lesions in an ALS mouse model. Neuroscience Letters. 497 (2), 148-151 (2011).
  26. Bareyre, F. M., Garzorz, N., Lang, C., Misgeld, T., Buning, H., Kerschensteiner, M. In vivo imaging reveals a phase-specific role of STAT3 during central and peripheral nervous system axon regeneration. Proceedings of the National Academy of Sciences. 108 (15), 6282-6287 (2011).
  27. Nikic, I., et al. A reversible form of axon damage in experimental autoimmune encephalomyelitis and multiple sclerosis. Nature Medicine. 17 (4), 495-499 (2011).
  28. Misgeld, T., Nikic, I., Kerschensteiner, M. In vivo imaging of single axons in the mouse spinal cord. Nature Protocols. 2 (2), 263-268 (2007).
  29. Davalos, D., Akassoglou, K. In vivo Imaging of the Mouse Spinal Cord Using Two-photon Microscopy. J. Vis. Exp. 59, 2760(2012).
  30. Farrar, M. J., Bernstein, I. M., Schlafer, D. H., Cleland, T. A., Fetcho, J. R., Schaffer, C. B. Chronic in vivo imaging in the mouse spinal cord using an implanted chamber. Nature. Methods. 9 (3), 297-302 (2012).
  31. Fenrich, K. K., Weber, P., Hocine, M., Zalc, M., Rougon, G., Debarbieux, F. Long-term in vivo imaging of normal and pathological mouse spinal cord with subcellular resolution using implanted glass windows. The Journal of Physiology. 590 (16), 3665-3675 (2012).
  32. Figley, S. A., et al. A Spinal Cord Window Chamber Model for In Vivo Longitudinal Multimodal Optical and Acoustic Imaging in a Murine Model. Plos One. 8 (3), 58081(2013).
  33. Fenrich, K. K., Weber, P., Rougon, G. Implanting Glass Spinal Cord Windows in Adult Mice with Experimental Autoimmune Encephalomyelitis. Journal of Visualized Experiments. 82, 50826(2013).
  34. Romanelli, E., Sorbara, C. D., cacute, I. N., Dagkalis, A., Misgeld, T., Kerschensteiner, M. Cellular, subcellular and functional in vivo labeling of the spinal cord using vital dyes. Nature Protocols. 8 (3), 481-490 (2013).

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

Spinal Odacık İmplantasyonuCerrahi ProsedürÇok Fotonlu MikroskopiVertebra KlemplemeDorsal LaminektomiSilikon Elastomer SızdırmazlıkKronik GörüntülemeAmeliyat Sonrası Bakım
Boyuna için bir Spinal Odası implantasyon için bir Prosedürü İn Vivo Fare Omurilik Görüntüleme
Bize Ulaşın
Kütüphaneye Öner

Gizlilik

Kullanım Koşulları

Politikalar

Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.