نموذج من جانب واحد راض عنق الرحم لاصابة النخاع الشوكي باستخدام المتصادم الأفق اللانهائي

Medicine

Your institution must subscribe to JoVE's Medicine section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.

If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.

 

Summary

وصفت وسيلة موثوق بها وقابلة للتكرار لإنتاج عنق الرحم من جانب واحد اصابات الحبل الشوكي باستخدام المسبار الأفق اللانهائي. طريقة يستفيد من إطار العرف مصممة والمشبك لتثبيت العمود الفقري. إجراءات موحدة والنشاط الحيوي نتيجة المعلمات إصابة في إصابات كاف ومستمر.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Lee, J. H., Streijger, F., Tigchelaar, S., Maloon, M., Liu, J., Tetzlaff, W., Kwon, B. K. A Contusive Model of Unilateral Cervical Spinal Cord Injury Using the Infinite Horizon Impactor. J. Vis. Exp. (65), e3313, doi:10.3791/3313 (2012).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

في حين أن الغالبية العظمى من البشر إصابات في النخاع الشوكي تحدث في الحبل الشوكي عنق الرحم، والغالبية العظمى من البحوث المختبرية وتستخدم النماذج الحيوانية من اصابات الحبل الشوكي (النخاع الشوكي) الذي اصيب في النخاع الشوكي الصدري. بالإضافة إلى ذلك، لأن معظم إصابات في النخاع الإنسان تحدث نتيجة لصدمة حادة غير اختراق، (على سبيل المثال حادث سيارة، والإصابة الرياضية) حيث يتم ضرب بعنف في النخاع الشوكي بواسطة عظم النازحين أو الأنسجة الرخوة، فإن غالبية الباحثين اصابات النخاع الشوكي هي من رأي أن معظم النماذج ذات الصلة سريريا إصابة هي تلك التي يتم بسرعة مكدوم الحبل الشوكي. 1 لذلك، خطوة مهمة في تقييم ما قبل السريرية لعلاجات جديدة في طريقها الى الترجمة الإنسان هو تقييم فعاليتها في نموذج لاصابات النخاع الشوكي كدمة في الحبل الشوكي عنق الرحم. هنا، نحن تصف الجوانب التقنية والناتجة عن النتائج التشريحية والسلوكية للنموذج 1 راض من جانب واحد من اصابات النخاع الشوكي العنقي أن توظفلانهائية الأفق اصابات الحبل الشوكي المسبار.

وخضع سبراغ داولي الفئران بضع الثقب في الجانب الايسر من جانب واحد في C5. لتحسين إمكانية استنساخ نتائج النشاط الحيوي، وظيفية، والنسيجية من طراز الإصابة، مكدوم نحن في النخاع الشوكي باستخدام قوة تأثير من 150 kdyn، وهو مسار تأثير قدره 22.5 درجة (الحيوانات تناوب على 22،5 درجة)، وموقعا من تأثير من خط الوسط من 1.4 ملم. وجرى تقييم الانتعاش وظيفية باستخدام اختبار تربية، أفقي اسطوانة اختبار سلم، والاستمالة واختبار التغيير مونتويا في الدرج لمدة تصل الى 6 أسابيع، وبعد ذلك تم تقييم النخاع الشوكي تشريحيا لتجنيب المادة البيضاء والرمادية.

نموذج إصابة المقدمة هنا يضفي قوات النشاط الحيوي متسقة وقابلة للتكرار في النخاع الشوكي، وسمة مهمة من سمات أي نموذج تجريبي اصابات النخاع الشوكي. وهذا يؤدي إلى تلف أنسجة منفصلة إلى النصف الوحشي للنخاع الشوكي والذي يرد إلى حد كبير إلى تيانه الجانب المماثل من الاصابة. لأنه يتحمل جيدا من الاصابة من قبل الحيوانات، ولكن لا نتيجة في عجز وظيفي للforelimb التي هي كبيرة ومستمرة في الأسابيع التي تلت الإصابة. قد يكون عنق الرحم نموذج اصابة من جانب واحد المقدمة هنا تكون مرجعا للباحثين الذين يرغبون في تقييم العلاجات اعدة قبل الترجمة البشرية.

Protocol

1. إعداد: الإطار والتصميم المشبك لعقد الحيوان

  1. وكان الإطار والمشبك لعقد حيوان مصممة خصيصا لاستيعاب الأفق اللانهائي (IH) العمود الفقري المتصادم اصابات النخاع.
  2. قاعدة من الإطار هو منصة الألومنيوم يقتطع من الأبعاد التالية (30.2 سم x 20.3 سم x 1.3 سم) وذلك لتنسجم مع جدول قوس دليل على أن يأتي معيار مع الجهاز IH (الشكل 1A).
  3. وترد أربعة قدم الدعم لوحات Flexaframe (فيشر العلمية، تورنتو، ON) على منصة وثمانية قضبان الدعم Flexaframe (فيشر العلمية، تورنتو، ON، 30.5 سم) يتم تجميعها باستخدام ثمانية موصلات دعم Flexaframe (الشكل 1B).
  4. اثنان الدعم Flexaframe إضافية الموصلات، التي تعلق على قضبان 2 الأوسط، بيت العرف يحمل لالمشبك (الشكل 1B).
  5. يتم تأسيس الزاوية التي الحبل الشوكي الحيوان هو تناوب فيما يتعلق الرأسي كيبينز واحدة من قضيب أفقي في مكان وبدرجات ارتفاع قضيب الأفقي الأخرى (الشكل 2).
  6. المشبك هو 35.6 مم، 25.4 مم وارتفاع مع الفك 7.6 ملم مصممة لانتزاع جامد عقد تحت عملية عرضية من C4 إلى C6 (الشكل 1C). وقد وصفت تفاصيل إضافية عن تصميم الشبك من قبل تشو وآخرون، 2009.

2. عملية جراحية

  1. وذكر سبراغ داولي الفئران (تشارلز ريفر مختبرات) وزنها 300-350 ز تخدير بواسطة isoflurane (4٪ لتحريض و 2٪ للصيانة) في الأوكسجين (1 لتر / دقيقة).
  2. مرة واحدة في الحيوانات تحت الطائرة من التخدير، ويتم وضع هذا الحيوان في إطار التجسيمي (Kopf، Tujunga، كاليفورنيا).
  3. للحد من نزيف أثناء الجراحة 0،4 مل من إجراء يدوكائين (20 ملغ / مل؛ Bimeda - MTC صحة الحيوان وشركة، كامبردج، اونتاريو، كندا) مع ادرينالين يتم حقن العضل حول موقع الجراحية في dorsaل منطقة العنق.
  4. يتم إجراء شق 4-5 سم خط الوسط ظهري باستخدام مشرط معقم (# 15)، بدءا من قاعدة الجمجمة وتوسيع caudally.
  5. يتم استخدام ملقط معقم أدسون لتشريح بصراحة من خلال عضلات ظهري للوصول إلى العمود الفقري، وضام ألم معقم (أدوات العلوم الجميلة، شمال فانكوفر، كولومبيا البريطانية) هو عبارة للحفاظ على العضلات نشر عن بعضها البعض.
  6. باستخدام مشرط رقم 15، يتم كشط عضلات تتراكب مع الصفيحة من C4-C7 قبالة، بدءا من خط الوسط، والتي تجتاح بها أفقيا.
  7. يتم إجراء شق مع مشرط معقم (# 15) في العضلات التي تعلق على عمليات عرضية على جانبي العمود الفقري وذلك لتتناسب مع المشبك تحت عمليات عرضية من C4 إلى C6.
  8. مع غرامة معقم يميل فريدمان، بيرسون مقراض (أدوات العلوم الجميلة، شمال فانكوفر، كولومبيا البريطانية)، تتم إزالة بعناية اليسار C5 الصفيحة لتصور الجافية والحبل الشوكي.
  9. وانزلق قضيب التي يبلغ قطرها 1.5 ملم تحت السلاحلدعم هذا الحيوان يصل، وبالتالي رفع العمود الفقري بشكل طفيف، وتسهيل الإدراج المشبك.
  10. تركيب الفك من المشبك العقيمة على عمليات عرضية جانبية من C4 إلى C6 وتضييق الخناق.
  11. إزالة ضام ألم.

3. إصابات الحبل الشوكي

  1. بعد يتم تحميل المشبك على الحيوان، يتم نقل الحيوان إلى المسبار IH.
  2. يتم إدراج المشبك إلى أصحاب المعدنية على قضبان 2 منتصف الإطار التي تم تأمينها بزاوية 22.5 درجة الخروج من أفقي (الشكل 2).
  3. يتم رفع جاك مقص التي توفر التعديلات ارتفاع مستقر، (VWR، ميسيسوجا، ON) حتى الحيوان في وضع مستو.
  4. تأكد من أن المشبك هو عن طريق وضع أفقي على مستوى صغير أسطوانة على قمة المشبك، وتشديد الخناق. من المهم أن كل المسامير من ضيق ومجموعة متروك جامدة دون أي حركة.
  5. ويجري ما تبقى من إجراءات في ظل ميكرoscope (لايكا MZ8).
  6. ويهدف خفض رأس المسبار (15 مليمتر في القطر، مع تقريب قبالة الحواف) باستخدام مقبض ضبط الرأسي، واثنين من المقابض تعديل الأفقية على المسبار IH حتى مركز رأس المسبار تحوم فوق ذروة عملية C6 الشائكة.
  7. مرة واحدة يتم توسيط طرف المسبار، أدر مفتاح تسوية العمودي واحد واثنين بدوره الخامس (1.4 ملم) لنقل معلومات سرية أفقيا إلى الجانب الأيسر والمحور س مقبض تعديل الأفقي لتحريك رأس المسبار إلى مركز C5.
  8. تخفيض رأس حتى انها مجرد فوق الجافية للتحقق من أن طرف المسبار تهدف النصف الوحشي من المادة الرمادية.
  9. أدر مفتاح تعديل عمودي لفتين لرفع رأس 4 مم فوق الجافية.
  10. تأكد من أن منطقة تأثير جافة باستخدام مسحة القطن أو عصا.
  11. تعيين قوة المطلوب إلى 150 kdyn على البرنامج وانقر على "تجربة ابدأ" لتحريك المسبار.
  12. بعد الإصابة، يتم إغلاق الجرح في أونلايRS مع خيوط vicryl 5-0. ويدير والمؤسسة العامة لتحلية (10 مل) تحت الجلد، وقبل مرتين يوميا لمدة يومين بعد الجراحة؛ البوبرينورفين (شركة شيرينغ بلاو، كينيلورث، ونيو جيرسي 0.03 ملغم / كغم SC، Temgesic). وتراقب عن كثب الحيوانات مرتين يوميا لمدة 2 اسابيع واحدة في الأسبوع لمدة 6 أسابيع بعد الإصابة.

4. ممثل النتائج

وأصيب تسعة وعشرون ذكر سبراغ داولي الفئران (تشارلز ريفر مختبرات) وزنها 300-350 ز في إعداد قوة من 150 kdyn. وتهدف قمة المسبار 1.4 ملم على جانبي خط الوسط، بزاوية 22.5 درجة الخروج من رأسي. وكان متوسط ​​القوة الفعلية 155.55 ± 0.73 kdyn. وكان التهجير يعني 1512.72 ± 27.86 ميكرون والسرعة وكان 120.24 ± 0.52 ملم / ثانية (الشكل 3).

تدابير سلوك النتيجة

وجرى تقييم الانتعاش وظيفية باستخدام اختبار وسلم، وأسطوانات أفقية اختبار تربية، والاستمالة اختبار،وتعديل مونتويا اختبار الدرج 1. وقد تم تدريب الحيوانات قبل الإصابة وتقييمها في الأسابيع 2 و 4 و 6 في مرحلة ما بعد الاصابة. كان هناك ضعف كبير forelimb حقت طوال الفترة التجريبية.

أفقي اختبار سلم، وقبل وقوع الضرر، جعلت الحيوانات فقط 4.75 ± 0.73٪ أخطاء في forelimb المماثل في حين عبور عبر سلم الأفقي متباعدة بصورة غير منتظمة. بعد الإصابة، أظهرت الحيوانات زيادات ملحوظة في النسبة المئوية للأخطاء forelimb. كانت في المئة forelimb المماثل أخطاء 26.97 ± 2.92٪، 26.23 ± 2.84٪ و 22.06 ± 2.05٪ في 2 و 4 و 6 اسابيع بعد الاصابة، على التوالي (الشكل 4A). الأهم من ذلك، كان الحفاظ على ضعف forelimb على هذا الاختبار ل6 أسابيع.

اسطوانة اختبار التربية. انخفضت نسبة forelimb المماثل (اليسار + على حد سواء) استخدام خلال التنقيب بشكل ملحوظ بعد اصابات النخاع الشوكي.قبل الإصابة، وتستخدم هذه الحيوانات في forelimb المماثل 75.12 ± 2.25٪. بعد الاصابة استخدام الحيوانات forelimb المماثل 8.59 ± 1.80٪ في 2 أسابيع، 14.25 ± 2.65٪ في 4 أسابيع و11.76 ± 2.66٪ في 6 أسابيع (الشكل 4B).

تعديل مونتويا اختبار الدرج. وانخفض عدد الكريات استرجاع مع forelimb المماثل بشكل كبير بعد وقوع الضرر. قبل الإصابة، جمع الحيوانات 84.85 ± 2.88٪ من المكافآت الغذاء. ومع ذلك، في الأسابيع 2 و 4 و 6 في مرحلة ما بعد الإصابة، استرجاع الحيوانات فقط 30.91 ± 4.03٪، 28.94 ± 4.38٪ و 25.86 ± 3.09٪ من الكريات (الشكل 4C).

الاستمالة اختبار. وكان هناك انخفاض كبير في درجات الاستمالة بعد الاصابة. بعد اصابات النخاع الشوكي، كانت عشرات المماثل الاستمالة 2 أسابيع: 2.00 ± 0.17 في 4 أسابيع: 1.83 ± 0.17 و 6 أسابيع: 1.79 ± 0.11 (فيقوإعادة 4D).

النسيجي نتائج

المادة البيضاء والرمادية تقتصد في المسألة. ويقدم مثالا لاصابات الحبل الشوكي في قوة من 150 kdyn، زاوية 22.5 درجة، والهدف الجانبي من 1.4 ملم في الشكل 5. أسفرت عن إصابة في أضرار كبيرة في المادة الرمادية والبيضاء على الجانب المماثل. وأصيب كل من القشري ومساحات حمراوي نخاعي و 23 من أصل 29 الحيوانات قد تلف متني الواردة على الجانب المماثل. وكان مدى الطولي للضرر من المادة البيضاء والرمادية rostrally 2400 و 2400 caudally (الشكل 6). وكان الجانب المماثل عند إضافة المقاطع لتوفير تقدير إجمالي من "انتشار التراكمي" لتجنيب المادة البيضاء والرمادية (2000 ميكرون منقاري والذيلية من مركز الزلزال)، فقط 51.8٪ من المادة البيضاء يدخر و39.7٪ من المادة الرمادية المتبقية بالمقارنة مع الجانب المقابل (الشكل 6).

<IMG ALT = "الشكل 1" SRC = "/ files/ftp_upload/3313/3313fig1.jpg" />
الشكل 1. لانهائية الأفق اصابات الحبل الشوكي المسبار. A. لانهائية المسبار الأفق وعموما اقامة. مجموعة B. الإطار يصل. جيم عن قرب صورة المشبك لإجراء عمليات عرضية عنق الرحم. د مواصفات (الوحدة: بوصة) من المشبك. التسامح واقترح <0.002 في (تشو وآخرون 2009). انقر هنا لعرض أكبر شخصية .

الشكل 2
الشكل 2. أ. التوضيح وما يقابلها من إطار وضع لتحقيق دوران الحبل الشوكي من 0 درجة (محايدة) أو ب 22.5 درجة وذلك بهدف الجانبي من 1.4 ملم.

الشكل (3)
الشكل 3. قوة ممثل والرسوم البيانية النزوح عن المسبار الأفق اللانهائي. السهم الأولndicates الوقت الذي رأس المسبار قد بلغت 20 kdyn ونقطة عندما يبدأ التسجيل من النزوح. قراءة القوة الفعلية من ذروة منحنى القوة مقابل الوقت ويتم حساب الإزاحة المقابلة. الرسوم البيانية أدناه تصور نموذجي كدمة kdyn 150، A. المهجرين مقابل رسم بياني وقت، B. القوة مقابل رسم بياني وقت. هذه الرسوم البيانية تشير إلى أن القوة الفعلية التي تحققت وكان 152 kdyn، وتشريد المسبار إلى تم قياس الحبل ليكون 1287 ميكرون. انقر هنا لعرض أكبر شخصية .

الشكل 4
الشكل 4. التقييم السلوكي للقوة من 150 kdyn، التزوي المسبار من 22.5 درجة، والهدف من 1.4 ملم تبقى من ألف. خط الوسط أفقي اختبار سلم. ب اختبار تربية اسطوانة. جيم سلم مونتويا معدلة اختبار. D. التهيأ اختبار. أدى forelimb المماثل في مهمة وsustaiنيد ضعف بالمقارنة مع forelimb المقابل.

الشكل 5
الشكل 5. صور الممثل من الحبل الشوكي المتضرر من ميكرون منقاري 1600 إلى 1600 ميكرومتر الذيلية.

الشكل (6)
الشكل 6. التقييمات النسيجية. A. في المئة الأبيض والرمادي المسألة يدخر. يهم حوالي 2000 ونجا الى حد كبير ميكرون من مركز الزلزال من أضرار. B. التراكمي الأبيض والرمادي المسألة يدخر ضمن 2000 ميكرون من مركز الزلزال من أضرار. وكان الجانب المماثل أقل بكثير يدخر المادة البيضاء والرمادية بالمقارنة مع الجانب المقابل. انقر هنا لعرض أكبر شخصية .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

في هذه الورقة، ونحن تصف عنق الرحم نموذج كدمة من جانب واحد باستخدام الأفق اللانهائي (IH) المسبار في قوة من 150 kdyn، زاوية 22.5 درجة الخروج من رأسي، والهدف الجانبي من 1.4 ملم من خط الوسط. مع هذه الإعدادات، كنا قادرين على إنتاج العجز السلوكية المطرد في forelimb المماثل مع انقطاع متني الواردة إلى حد كبير إلى الجانب المماثل، حيث يبدو أن أضرارا كبيرة وقعت في المناطق التي يتوقع مساحات حمراوي نخاعي، الشبكي، الدهليزي والقشري لل تشغيل. وقعت في تطوير هذا النموذج في سلسلة من التجارب الثلاث التي أنشأت قوة الاصابة الأمثل، وموقع تأثير الخروج من خط الوسط، ودرجة الاستدارة. أولا، وجدنا أن قوات إصابة أقل من 150 kdyn لم تسفر عن عجز وظيفي كاف ومستمر. بالإضافة إلى ذلك، مع تلميح المسبار ضرب عموديا الحبل (أي مع عدم وجود دوران)، لاحظنا في كثير من الأحيان طفرات في ومنحنيات orce مرة مقابل، مما يوحي بأن رأس المسبار تم ضرب العظم على الجانب البطني من القناة الشوكية. كثير من هذه الحيوانات أيضا لم يكن لديها عجز وظيفي شديد أو مستمر. وكشف الأضرار التحليل النسيجي في هذه الحيوانات مع ارتفاع مفاجئ قوة، بما يتفق مع هذا، والضرر متني الذي كان على حد سواء معتدل جدا وأفقيا وضعت داخل الحبل الشوكي. نحن تناوب لذلك هذه الحيوانات أن مسار والمرتطم كان 22.5 درجة الخروج من خط الوسط العمودي. عن طريق الحصول على رأس المسبار تأتي في أكثر عمودي على الحبل الشوكي، وعقدنا العزم على مشكلة غيض ضرب الطابق بطني من القناة الشوكية، ولكن لاحظنا ضرر متني كبير على الجانب المقابل من النخاع الشوكي. وأخيرا، يهدف نحن المسبار في ثلاث مسافات مختلفة الخروج من خط الوسط، 1.0، 1.2 و 1.4 ملم، وذلك باستخدام قوة kdyn 150 و زاوية من 22،5 درجة. لاحظنا عدم وجود الاختلافات السلوكية بين حد ذاته ملم 1.0، 1.2 و 1.4ttings، ولكن كما تم نقل الهدف من تأثير جانبيا، وكان من الأرجح أن من الممكن احتواء الأضرار الجسيمة متني على الجانب المماثل. وصلنا لذلك في حالتنا الراهنة الإعدادات كدمة من جانب واحد من اصابة في kdyn 150 تسليمها في 22،5 درجة الخروج من رأسي، مع تلميح المسبار تهدف 1.4 ملم إلى اليسار من خط الوسط.

الأساس المنطقي لصنع نماذج اصابة عنق الرحم المتاحة لاختبار علاجات اصابات النخاع الشوكي واضح: معظم الأفراد يعانون إصابات في النخاع في العمود الفقري العنقي، العلوي وظيفة أقصى أمر بالغ الأهمية لهؤلاء الأفراد، والتجارب السريرية من رواية التدخلات اعصاب أو neuroregenerative وتركز على نحو متزايد على مرضى اصابات النخاع الشوكي عنق الرحم من اجل استخدام قطعي انتعاش محرك كتدبير النتيجة. يمكن أن إصابة الحبل الشوكي العنقي يحدث عن طريق، تمزق ضغط أو كدمة،. من بين هذه النماذج الإصابة، كدمة والإصابات ضغط تمثل أفضل OB عملية المرضية في جسم المريضخدم في اصابات النخاع الشوكي الإنسان. 1،2،3 ووفقا لدراسة حديثة من مجتمع البحوث اصابات النخاع الشوكي، و 72٪ من المستطلعين 324 توافق على أن الإصابة كدمة هو النموذج معظم الإصابات ذات الصلة سريريا من اصابات النخاع الشوكي. 1

منذ وصف ريجنالد ألن الجهاز الوزن الإفلات التجريبية الأولى لتوليد إصابات في النخاع الشوكي في إعداد مختبر وقد تم تطوير عدد من الأجهزة كدمة في محاولة لتحسين استنساخ ومحاكاة عموما علم الأمراض من إصابة الإنسان. (3) جديد جامعة يورك المسبار يستخدم المكونات الكهربائية لقياس الإزاحة الإصابة وسرعة خلال انخفاض الوزن. 5،6 هنا، تمليه خطورة الاصابة من قبل من ارتفاع الذي انخفض وزنه. في المقابل، في المسبار ولاية أوهايو (OSU) جامعة ونظام اصابة multimechanism صممه تشو وآخرون. (2009)، يتم تحديد الإزاحة القصوى من الحبل الشوكي، وقوة المفردةيقاس ثم تيد إلى الحبل. والمرتطم IH هو واضح في أن المستخدم يملي القوة المطبقة، ومن ثم يتم قياس الإزاحة. في حين أن كل من هذه النظم (الوزن الإفلات مقابل تشريد للسيطرة مقابل قوة التحكم) مزاياه النظرية، والسهولة النسبية للاستخدام، وتوافر التجارية وتوافر الدعم الفني من الشركة المصنعة للالمسبار IH جعلت من شعبية متزايدة في السنوات الأخيرة.

من منظور تقني، ينبغي أن نلاحظ أنه تم إجراء تعديلات كبيرة في طريقة للقط الحيوانات وتأمين لهم قبل تأثير (الشكل 1). إلى تحسين الاتساق وقوع اصابات لدينا وعلى استيعاب علم التشريح فريد من العمود الفقري العنقي، استقرت نحن الحيوانات مع نظام مبنية خصيصا لقط أن يمسك بحزم عمليات عرضية من العمود الفقري العنقي. 7 والمشابك التي يتم توفيرها مع والمقصود IH المسبار لعقد SPIعمليات النوس ضمن الفقرات الصدرية، شعرنا أنها ليست كذلك مناسبة للعمليات الشائكة أصغر بكثير من العمود الفقري العنقي. الإطار ونظام التثبيت يحمل الحيوانات بشكل صارم جدا خلال التأثير، مع "انزلاق" يكاد لا توجد بين الشبك والعمود الفقري. (7) جهاز لقط من السهل نسبيا لاستخدام وتطبيق في العمود الفقري. وقد استخدمت عدد من المتدربين والفنيين في المختبر مع نجاح متسقة. لكن هناك حاجة إلى تشريح إضافية من أنسجة لينة أكثر إبداعا من الناحية الظهرية من العمود الفقري العنقي من أجل فهم العمليات العرضية، ويمكن أن يكون واجه النزف في القيام بذلك. وعادة ما يتم تحقيق الإرقاء من خلال تطبيق ضغط لطيف ببساطة مع قطعة صغيرة من الإسفنج الجراحية. وبالإضافة إلى ذلك، تم تصميم الشبك على وجه التحديد بالنسبة للحيوانات في نطاق 300-350 جم الوزن، وسوف تحتاج إلى تعديل لاستيعاب حيوانات أصغر حجما (على الرغم من أن من المرجح أن يتحقق مع هذه الفواصل المقدمة بين:ن الأسلحة اثنين من الشبك).

فيما يتعلق الهدف المقصود من الاصابة، التي تهدف إلى أننا جرح كل من القشري (CST) وحمراوي نخاعي (RST) مساحات من الجانب المماثل فقط، وهذه على حد سواء تلعب دورا في وظيفة forelimb في القوارض. (8) في دراستنا، وظيفية وجرى تقييم العجز مع اختبار سلم أفقي، اختبار تربية اسطوانة، والاستمالة، واختبار مونتويا اختبار الدرج. كل من اختبار سلم أفقي وتربية اسطوانة هي تقديرات قيمة النماذج بعد اصابة عنق الرحم. 8،9،10،11 الاختبار سلم أفقي يفرض على الحيوانات لاستخدامها على حد سواء الأمامية من الجرحى ويصب بأذى لعبور سلم، وبالتالي، فإن التدابير اختبار وظيفة تعويضية وقابلة للتكيف من forelimb. خلال التدريب ما قبل الاصابة، والحيوانات وعادة "الاستيلاء" أو وضع forepaw على القضبان مع الأرقام الخاصة بهم أثناء عبور سلم. بعد كدمات شديدة أو متوسطة من جانب واحد عنق الرحم، والأكثر من هذا هو وظيفة الحركة ABolished، والحيوانات التي لم تعد قادرة على وضع ثابت أو فهم درجات. 2،12 اختبار تربية أسطوانة يفحص الانتعاش بشكل طبيعي من خلال تحليل طوعي استخدام forelimb. عادة، يتم تقليل بشكل كبير من استخدام forelimb بجروح في حين تستكشف بعد تعافيه من الاصابة. وتتعلق على الأرجح فقدان هذه الوظائف إلى مزيج من الاثنين معا تعطيل محور عصبي، والقضاء على الخلايا العصبية الحركية في بؤرة الآفة، والتي يعصب العضلات مثل الدالية، العضلة ذات الرأسين، الباسطة الطويلة الكعبري الرسغي والباسطة للرسغ العضلات الكعبرية القصيرة. 13 اختبار الاستمالة، مثل اختبار تربية اسطوانة، يدرس سلوك إجمالي الطبيعية للحيوانات. وسلم مونتويا تعديل بتقييم وظائف أرقام، أو دفع غرامة السيطرة، من الأطراف الأمامية. من المستغرب حتى الآن، لا يوجد سوى دراسة واحدة أن تستخدم لاختبار مونتويا المعدلة وسلم في النخاع الشوكي عنق الرحم. 14 معا، وهذه الاختبارات تقييم كل مكونات غرامة والجسيمة لمجملوظائف forelimb.

وقد وصفت دراسات أخرى أيضا نماذج كدمة عنق الرحم، والتي عادة ما وضعت مع بعض التعديل لجهاز موجود مسبقا كدمة الصدري. 2،12،15،16،17 دنهام وآخرون. (2011)، بوبوفيتش وآخرون. (2010) وSandrow وآخرون. (2008) استخدمت كل المسبار IH. دنهام وآخرون. تتميز (2011) نموذج اصابة باستخدام 100، 200، و 300 kdyn من خلال تقييم تجربة تربية اسطوانة، المنصة مشية تحليل، الشعيرية اختبار المناولة والأفقية اختبار سلم. بوبوفيتش وآخرون. (2010) إصابة الحبل الشوكي العنقي على قوة من 175 kdyn ولاحظ النتائج الفنية باستخدام اختبار طائرة انحدر، اسطوانة اختبار تربية واختبار BBB. Sandrow وآخرون. تستخدم (2008) قوة من 200 kdyn ونتج عن ذلك من تشريد 1،6 حتي 1،8 ملم ومن ثم تقييم النتائج السلوكية مع اختبار تنقل القسري، forelimb تنقل حقل مفتوح، وقبضة اختبار قوة ووول الشبكةك اختبار. استخدام العمل السابق من مختبرنا والمرتطم جامعة ولاية أوهايو في تشريد 1.5mm الى اختبار كدمات عنق الرحم من جانب واحد (مع وجود قوة الذروة القصوى من 200 kdyn). 18 Gensel وآخرون (2006) استخدمت MASCIS / جامعة نيويورك المسبار باستخدام 10 غرام في 6.5 ملم و 12.5 ملم وارتفاع تقييم نتائج سلوكية مع الاستمالة اختبار، اختبار سلم أفقي، اسطوانة اختبار تربية وشبه الآلية اختبار ممشى (المنصة مشية تحليل). Soblosky وآخرون. تستخدم (2001) جهاز ألين المعدلة وانخفاض الوزن (10.5 غرام) لإصابة الحيوانات في مرتفعات 5.00، 2.50 أو 1.25 مم على زاوية 25.0 درجة، وتقييم التجربة سلم الأفقي واسطوانة اختبار تربية لتقييم الانتعاش السلوكية. فمن الصعب مقارنة نموذجنا إصابة في الدراسة التي Sandrow وآخرون. (2008)، لأن أيا من الاختبارات الوظيفية تتداخل مع دراستنا الحالية. عندما نقارن النتائج الفنية لدراسات أخرى، لدينا اصابة IH النموذج الحالي هو عموما أقل حدة إلى 300kdyn مجموعة من دنهام وآخرون. (2011)، ولكن أكثر شدة بالمقارنة مع غيرها من عنق الرحم تقارير كدمة من جانب واحد. وكانت هذه الحيوانات في نموذج اصابة لدينا غير قادرة على تنفيذ الاختبارات وظيفية حتى بعد أسبوعين من الإصابة في حين أن النماذج إصابة أخرى تبدأ الاختبارات الوظيفية التي تبدأ في 1 بعد أسبوع من الإصابة. لاختبار سلم أفقي، Soblosky وآخرون. وذكرت (2001) العدد الإجمالي للقسائم دون أن إجمالي عدد من الخطوات. وكان الخطأ في المئة المماثل في 6 اسابيع بعد الاصابة لنموذجنا الحالي بنحو 25٪، مقارنة مع دراسة من قبل لي وآخرون. (2010) وGensel وآخرون. (2006)، حيث سجلت أخطاء في حدود 10 - 15٪ ودنهام وآخرون. (2011) عن هذا الخطأ 40٪ لمجموعة kdyn 300 و 20٪ للمجموعات kdyn 100 و 200. لاختبار تربية اسطوانة، وبوبوفيتش وآخرون. وذكرت (2010) خلال فترة التربية. وكان لدينا 15-20٪ من استخدام forelimb المماثل للزاوية 22.5 درجة مماثلة لتلك التي ذكرت مع 5.0 انخفاض الوزن مم. 12 مقارنة العجز السلوكية التي نجمت عن المسبار جامعة نيويورك، Gensel وآخرون. (2006) عن وجود إلغاء كامل للاستخدام forepaw المماثل للارتفاع 12.5 مم. دنهام وآخرون. (2011) عن حوالي 10 و 5 و 20٪ استخدام forelimb المماثل للحيوانات kdyn 100 و 200 و 300. لاختبار الاستمالة، وسجل حيواناتنا أقل من الإصابة التي أبلغ عنها جماعات Gensel وآخرون. (2006).

تشريحيا، قدم نموذج اصابة هنا يدفع عموما ضرر أكبر متني بالمقارنة مع غيرها من النماذج اصابة عنق الرحم hemicontusion، ولكن أقل من الأضرار التي أبلغ عنها بوبوفيتش وآخرون (2010). وكان التمديد منقاري والذيلية من الاصابة لدينا 4،8 ملم، مقارنة ب 8.0 ملم في بوبوفيتش وآخرون، 4.0 ملم في لي وآخرون. و 3.6 ملم في Gensel وآخرون. دراسات باستخدام المسبار IH، جامعة ولاية أوهايو والمسبار المسبار جامعة نيويورك، على التوالي. 2،18 في مركز الآفة، وجدناحول المادة الرمادية 20٪ يدخر في نموذج اصابة لدينا، بالمقارنة مع لي وآخرون. (2010) بنسبة 10٪، Gensel وآخرون. (2006) في 20-50٪، وSoblosky وآخرون. (2001) في 31-99٪. لتجنيب المادة البيضاء، قدم نموذج اصابة هنا غادر حوالي 20٪ المتبقية الأنسجة في بؤرة مقابل 30٪ في لي وآخرون، (2010)، 5 - 10٪ في Gensel وآخرون، (2006) و 18 - 62 ٪ في Soblosky وآخرون، (2001) في مركز الآفة. في هذه الدراسة، التي لي وآخرون، (2010) عانى الجهاز حمراوي نخاعي إصابة كبيرة، ولكن السبيل القشري وبدا في كثير من الأحيان على حالها. بوبوفيتش وآخرون. (2010) عن إلغاء كامل للمساحات اثنين. Gensel وآخرون. (2006) عن الضرر الجزئي إلى الجهاز القشري والتدمير الكامل للالمسالك حمراوي نخاعي لضبط الارتفاع على حد سواء. Soblosky وآخرون. (2001) تقريرا تلف جزئي في المسالك حمراوي نخاعي، ولكن لا ضرر في الجهاز القشري. هذه التقارير فرض مزيد من أهمية مما اسفر عن اصابة كل من مساحات التنازلي من أجل إنتاج العجز وظيفية كافية. 19 وتجدر الإشارة إلى أن في بوبوفيتش وآخرون. (2010)، Gensel وآخرون. (2006) وSoblosky وآخرون. (2001)، والإصابات تمتد أيضا إلى الجانب المقابل. وأهمية هذه المسألة من تمديد إلى الجانب الآخر في نموذجنا غير قابلة للنقاش، نظرا لعدم وجود الاختلافات السلوكية بين الإصابات التي تهدف 1.0، 1.2، و 1.4 ملم الخروج من خط الوسط (بيانات غير منشورة)، ولكن سيكون من المرغوب فيه احتواء إصابة الجانب المماثل، منذ كنا في الجانب المقابل والسيطرة "يصب بأذى". في حين كان هناك، في بعض الحيوانات، وبعض كروس من ضرر parenchmyal إلى الجانب المقابل، وكان هذا الحد الأدنى. عند المقارنة بين التمثيل الضرر المادة البيضاء والرمادية ونسبة إما بين الجانبين المماثل و المقابل، أو كما قدر المطلقة للضرر، ولم يكن هناك فارق (بيانات غير منشورة).

e_content "> وفي الختام، نحن تقرير التنمية اصابة كدمة من جانب واحد، ونأمل أن تقدم تفاصيل كافية حول تطويرها وتقنية. الآخرون الذين يرغبون في الدراسة قبل السريرية علاجات اصابات النخاع الشوكي قد تستخدم مثل هذا النموذج، وذلك باستخدام جهاز المسبار ما هو متاح على نطاق واسع (والمرتطم الأفق اللانهائي). نحن وتستخدم حاليا نموذج لتقييم التدخلات اعصاب، مع الأمل في تقديم دعم مهم الأدلة قبل السريرية لعلاجات محددة قبل الترجمة البشرية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Infinite Horizon Impactor Precision Systems and Instrumentation IH-0400
Aluminum metal sheet Metalsupermarlets.com APT6061/500
Flexaframe support foot plates Fishers Scientific 1466625Q
Flexaframe support rods Fishers Scientific 1466610GQ
Flexaframe Support Connectors Fishers Scientific 1466620Q
Clamp1 Custom made Choo et al., 2009
Metal holders Custom made See above
Impactor tip Custom made Diameter: 1.15 mm
Stereotaxic frame David Kopf Instruments Model 900
Cylinder Level YIJIA TOOLS YJ-SL0620
Microscope Leica Model #: MZ8
Laboratory scissor jack VWR 12620-902

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Lee, J. H., Tigchelaar, S., Liu, J., Stammers, A. M., Streijger, F., Tetzlaff, W., Kwon, B. K. Lack of neuroprotective effects of simvastatin and minocycline in a model of cervical spinal cord injury. Exp. Neurol. 225, 219-230 (2010).
  2. Kwon, B. K., Hillyer, J., Tetzlaff, W. Translational research in spinal cord injury: a survey of opinion from the SCI community. J. Neurotrauma. 27, 21-33 (2010).
  3. Gensel, J. C., Tovar, C. A., Hamers, F. P., Deibert, R. J., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. Behavioral and histological characterization of unilateral cervical spinal cord contusion injury in rats. J. Neurotrauma. 23, 36-54 (2006).
  4. Kwon, B. K., Borisoff, J. F., Tetzlaff, W. Molecular targets for therapeutic intervention after spinal cord injury. Mol. Interv. 2, 244-258 (2002).
  5. Allen, A. R. Surgery of experimental lesions of spinal cord equivalent to crush injury of fracture dislocation. J. Am. Med. Assoc. 57, 878-880 (1911).
  6. Basso, D. M., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. Graded histological and locomotor outcomes after spinal cord contusion using the NYU weight-drop device versus transection. Exp Neurol. 139, 244-256 (1996).
  7. Gruner, J. A. A monitored contusion model of spinal cord injury in the rat. J. Neurotrauma. 9, 123-128 (1992).
  8. Choo, A. M., Liu, J., Liu, Z., Dvorak, M., Tetzlaff, W., Oxland, T. R. Modeling spinal cord contusion, dislocation, and distraction: characterization of vertebral clamps, injury severities, and node of Ranvier deformations. J. Neurosci. Methods. 181, 6-17 (2009).
  9. Whishaw, I. Q., Piecharka, D. M., Drever, F. R. Complete and partial lesions of the pyramidal tract in the rat affect qualitative measures of skilled movements: impairment in fixations as a model for clumsy behavior. Neural. Plast. 10, 77-92 (2003).
  10. Jones, T. A., Schallert, T. Overgrowth and pruning of dendrites in adult rats recovering from neocortical damage. Brain Res. 581, 156-160 (1992).
  11. Liu, Y., Kim, D., Himes, B. T., Chow, S. Y., Schallert, T., Murray, M., Tessler, A., Fischer, I. Transplants of fibroblasts genetically modified to express BDNF promote regeneration of adult rat rubrospinal axons and recovery of forelimb function. J. Neurosci. 19, 4370-4387 (1999).
  12. Schallert, T., Fleming, S. M., Leasure, J. L., Tillerson, J. L., Bland, S. T. CNS plasticity and assessment of forelimb sensorimotor outcome in unilateral rat models of stroke, cortical ablation, parkinsonism and spinal cord injury. Neuropharmacology. 39, 777-787 (2000).
  13. Soblosky, J. S., Song, J. H., Dinh, D. H. Graded unilateral cervical spinal cord injury in the rat: evaluation of forelimb recovery and histological effects. Behav. Brain Res. 119, 1-13 (2001).
  14. McKenna, J. E., Prusky, G. T., Whishaw, I. Q. Cervical motoneuron topography reflects the proximodistal organization of muscles and movements of the rat forelimb: a retrograde carbocyanine dye analysis. J. Comp. Neurol. 419, 286-296 (2000).
  15. Sandrow, H. R., Shumsky, J. S., Amin, A., Houle, J. D. Aspiration of a cervical spinal contusion injury in preparation for delayed peripheral nerve grafting does not impair forelimb behavior or axon regeneration. Exp. Neurol. 210, 489-500 (2008).
  16. Popovich, P. G., Lemeshow, S., Gensel, J. C., Tovar, C. A. Independent evaluation of the effects of glibenclamide on reducing progressive hemorrhagic necrosis after cervical spinal cord injury. Exp. Neurol. 233, 615-622 (2012).
  17. Dunham, K. A., Siriphorn, A., Chompoopong, S., Floyd, C. L. Characterization of a graded cervical hemicontusion spinal cord injury model in adult male rats. J. Neurotrauma. 27, 2091-2106 (2010).
  18. Lee, J. H., Roy, J., Sohn, H. M., Cheong, M., Liu, J., Stammers, A. T., Tetzlaff, W., Kwon, B. K. Magnesium in a polyethylene glycol formulation provides neuroprotection after unilateral cervical spinal cord injury. Spine (Phila Pa 1976). 35, 2041-2048 (2010).
  19. Alstermark, B., Isa, T., Lundberg, A., Pettersson, L. G., Tantisira, B. The effect of low pyramidal lesions on forelimb movements in the cat. Neurosci. Res. 7, 71-75 (1989).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics