무한 호라이즌 임팩터을 사용하여 일방적 경부 척수의 부상의 Contusive 모델

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

무한 호라이즌 임팩터를 사용하여 자궁 경부 일방적 척수 부상을 생산하기위한 안정적이고 반복 가능한 방법이 설명되어 있습니다. 방법은 사용자 정의 설계된 프레임을 활용하고 척추를 고정 클램프. 표준화된 절차와 충분하고 지속적인 부상의 biomechanical 부상 매개 변수 결과.

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

인간의 척수 부상의 대부분이 경추 척수에서 발생하는 반면, 실험실 연구의 대부분은 흉부 척수 부상되는 척수 손상 (SCI)의 동물 모델을 고용합니다. 대부분의 인간 코드 부상은 척수가 심하게 전이 뼈 혹은 부드러운 티슈에 의해 명중되고 무딘 아닌 관통 외상 (예, 자동차 사고, 스포츠 부상)의 결과로 발생할 수 있기 때문에 또한, SCI 연구원의 대부분이 견해입니다 가장 임상적으로 관련성이 부상 모델 척수가 급속하게 contused되는 사람임을. 1 따라서, 인간의 번역에 대한 그들의 방식에 관한 소설 치료의 잠복기 평가에서 중요한 단계는 이내 타박상 SCI의 모델에서의 효능 평가입니다 경추 척수. 직원을 고용 여기, 우리는 기술적인 측면과 자궁 SCI의 일방적 contusive 모델의 결과 해부 학적 및 행동 결과를 설명하는 그무한 호라이즌 척수 손상의 임팩터.

Sprague Dawley에 쥐가 C5에서 왼쪽으로 양면 일방적 laminectomy을 받았습니다. 부상 모델, biomechanical 기능 및 histological 결과의 재현성을 최적화하기 위해, 우리는 150 kdyn의 충격 힘, 22.5 ° (동물이 22.5 °로 회전)의 영향 궤도를 사용하여 척추 코드를 contused 및 충격 위치 오프 1.4 mm의 중간선니다. 기능 회복이 최대 6 주 동안 테스트 및 수정된 몬토야의 계단 테스트를 정리, 실린더 양육 검사, 수평 사다리 테스트를 사용하여 평가되었다, 그 후 척수 코드는 흰색과 회색 물질 살려주는 histologically 평가했다.

여기에 제시된 부상 모델은 척수, 모든 실험 SCI 모델의 중요한 특징으로 일관하고 재현할 biomechanical 세력을 부여. 척수의 측면 절반 이산 histological 손상의이 결과는 크게 t에 포함되는부상 그는 ipsilateral 측면. 부상이 잘 동물들에게 용납하지만, 중요하고 부상에 따라 주 동안 지속있는 forelimb의 기능적 결손의 결과를하지 않습니다. 여기서 제시 자궁 일방적 부상 모델은 인간의 번역 이전 잠재적으로 유망한 치료법을 평가하고자하는 연구자에게 자원이있을 수 있습니다.

Protocol

1. 동물을 보관하는 프레임 및 클램프 디자인 : 설정

  1. 동물을 잡아 프레임과 클램프는 무한한 지평선 (IH) 척수의 상해 임팩터을 수용하기 위해 맞춤 설계되었다.
  2. 프레임의 기본은 다음 크기 (30.2 cm X 20.3 cm X 1.3 ㎝) IH 장치 (그림 1A)과 기본으로 제공 테이블 가이드 브래킷에 맞춰 순서로 자른 알루미늄 플랫폼입니다.
  3. 네 Flexaframe 지원 발 플레이트는 (ON 피셔 과학, 토론토,) 플랫폼 및 8 Flexaframe 지원 봉 (ON 피셔 과학, 토론토, 30.5 ㎝) 팔 Flexaframe 지원 커넥터 (그림 1B)를 사용하여 조립하고 붙어있다.
  4. 중앙이 막대에 연결된 두 개의 추가 Flexaframe 지원 커넥터, 집에서 만든 습관 클램프 (그림 1B)를 보유하고 있습니다.
  5. 동물의 척수가 수직와 관련해서 회전하는 각도는 키울에 의해 설립되어g 장소에 수평 막대 중 하나와 다른 수평 막대 (그림 2)의 높이를 변화.
  6. 클램프 길이 35.6 mm, 높이 25.4 mm 및 rigidly C4에서 C6 (그림 1C)에 가로 프로세스 아래를 꽉 잡아하도록 설계된 7.6 밀리미터 턱에있는 것입니다. 클램프 설계에 대한 추가 세부 사항은 츄 의해 이전에 설명되었습니다., 2009.

2. 외과

  1. 3백-3백50g 무게 남 Sprague Dawley 쥐 (찰스 리버 연구소)은 산소 (1 L / 분)에서 (유도 4 % 및 유지 보수 2 %) isoflurane에 의해 anesthetized 있었다.
  2. 동물 마취의 비행기하에되면, 동물들은 stereotaxic 프레임 (Kopf, Tujunga, CA)에 위치합니다.
  3. lidocaine의 수술 0.4 ML (20 밀리그램 / ML, Bimeda - MTC 동물 건강 주식 회사, 캠브리지, 온타리오, 캐나다) 동안 출혈을 최소화하기 위해 에피네프린있는 것은 dorsa의 수술 현장 주변 intramuscularly 주입된다난 목이 영역.
  4. 4~5센티미터 지느러미 중간선 절개는 두개골의 기초부터 시작하고 caudally 확대 무균 메스를 (# 15)를 사용하여 이루어집니다.
  5. 멸균 Adson의 포셉은 퉁명스럽게 척추 및 멸균 ALM 리트 렉터 (파인 과학 도구, 노스 밴쿠버, BC) 근육이 떨어져 확산 유지 삽입에 도달 지느러미 근육을 통해 해부하는 데 사용됩니다.
  6. # 15 메스, 사용 C4-C7의 laminae를 오버레이 근육은 중간선에서 시작하고 laterally 그들을 청소하고, 긁어 냈있다.
  7. 멸균 메스 (# 15)와 절개가 C6에 C4의 가로 프로세스 아래 클램프에 맞게 척추의 두 측면에 가로 프로세스에 연결된 근육으로 이루어집니다.
  8. 멸균 벌금은 프리드먼 - 피어슨 Rongeur을 (파인 과학 도구, 노스 밴쿠버, BC) 끌어내려으로 왼쪽 C5 얇은 판은 신중하게 경질하고 척수를 시각화하기 위해 제거됩니다.
  9. 1.5 mm의 직경이 막대는 팔 밑에 하락하고 있습니다따라서 약간 척추를 제기하고 클램프 삽입을 촉진, 동물을 세우다합니다.
  10. C6에 C4의 측면 가로 프로세스 진입 멸균 클램프의 턱뼈를 탑재하고 나사를 조입니다.
  11. ALM 리트 렉터를 제거합니다.

3. 척수의 상해

  1. 클램프가 동물에 장착되면 동물은 IH의 임팩터으로 이동됩니다.
  2. 클램프는 수평의 해제 22.5 °의 각도 (그림 2)에서 확보되어 프레임의 두 가지 가운데 막대에 금속 홀더에 삽입됩니다.
  3. 동물이 평평 들이죠 때까지 안정적인 높이 조정 (VWR, Mississauga, ON)을 제공 가위 잭까지 증가합니다.
  4. 클램프 클램프 위에 작은 실린더 수준을 배치하여하고 나사를 강화하여 수평인지 확인하십시오. 그것은 모든 나사가 꽉이며 세트가 아무 움직임도없는 딱딱한 것이 중요합니다.
  5. 절차의 나머지 micr 아래 실시됩니다oscope (Leica MZ8).
  6. 내리고 임팩터 팁의 중심 C6 spinous 과정의 꼭대기 위에 서성 거 리고 때까지 IH의 임팩터에 수직 조절 노브 두 개의 수평 조절 단자를 사용하여 임팩터 팁 (둥근 오프 가장자리와 직경 15 밀리) 목표로합니다.
  7. 임팩터 팁이 중심되면 Y 축 조정 노브 하나 C5의 중심에 임팩터 팁을 이동 왼쪽과 X 축 수평 조절 노브로 laterally 제보를 이동하는 방법은 두 다섯째 차례 (1.4 mm)를 켜십시오.
  8. 그것이 임팩터 팁은 회색 물질의 측면 절반을 목표로되었는지 확인하기 위해 단지 경질 위에 때까지 팁을 낮춥니다.
  9. 두 경질 위의 팁을 4mm를 높이 망칠 수직 조절 노브를 돌립니다.
  10. 영향을 미치는 영역은 면봉이나 스틱을 사용하여 건조한지 확인하십시오.
  11. 프로그램에 대한 150 kdyn에 원하는 력을 설정하고 임팩터를 실행하려면 "시작 실험"을 클릭하십시오.
  12. 부상 후 상처가 laye에 닫혀있다5-0 vicryl로 봉합 RS. Buprenorphine (0.03 밀리그램 / kg SC, Temgesic, Schering-북두칠성 공사 케닐워스, 뉴저지)과 염분은 (10 ML) 전에 subcutaneously 시행하고 수술 후 이틀 동안 두 번 매일하고 있습니다. 동물 밀접하게 이주 및 육주 포스트 부상 한 일주일 동안 하루에 두 번 감시하고 있습니다.

4. 대표 결과

3백-3백50g 무게 스물 아홉 수컷 Sprague Dawley 쥐 (찰스 리버 연구소가) 150 kdyn의 강제 설정에서 부상을 당했다. 임팩터 팁은 세로 22.5 ° 오프의 각도로, 중간선까지 가로 1.4 mm를 목표로했다. 평균 실제 병력은 155.55이었다 ± 0.73 kdyn. 평균 변위는 1512.72이었다 ± 27.86 μm의 및 속도는 120.24이었다 ± 0.52 mm / s의 (그림 3).

행동 결과 대책

기능 회복은 테스트를 정리, 수평 사다리 테스트, 실린더 양육 테스트를 사용하여 평가되었다와 몬토야 계단 시험 1 수정했습니다. 동물은 부상 전 훈련과 2, 4 및 6주 이후 부상에서 평가되었다. 실험 기간에 걸쳐 지속 상당한 forelimb에 장애가 발생했습니다.

수평 사다리 시험. 부상하기 전에, 동물은 4.75 ± 0.73 % 만들어 오류를 ipsilateral forelimb에 부정기 간격 수평 사다리에 걸쳐 선법 동안. 부상에 따라 동물 forelimb 오류의 비율에 표시된 증가를 보여주었다. ipsilateral forelimb %의 오류가있었습니다 26.97 ± 2.92 %, 26.23 ± 2.84 %와 22.06 ± 2.05 % 2, 포스트 부상 4와 6 주, 각각 (그림 4A). 중요한 것은,이 시험에 forelimb 장애는 6 주 동안 지속되었다.

실린더 양육 시험. ipsilateral forelimb의 비율 (왼쪽 + 모두) 탐험 중에 사용은 SCI 후 현저히 감소.부상 이전 동물 ipsilateral forelimb 75.12 ± 2.25 %를 사용했습니다. 다친 후에 동물 ipsilateral forelimb 8.59 ± 2 주된 1.80 %, 14.25 ± 2.65 % 4 주된 및 11.76 ± 6주 (그림 4B)에서 2.66 %를 사용했습니다.

몬토야 계단 테스트를 수정했습니다. ipsilateral forelimb로 검색된 알약의 숫자는 부상 후 극적으로 감소. 부상 이전 동물 84.85 수집 ± 식품 보상의 2.88 %를. 그러나, 2, 4, 6주 이후 부상에서 동물은 30.91을 검색한 ± 4.03 %, 28.94 ± 4.38 %와 25.86 ± 쥐똥 (그림 4C)의 3.09 %를.

테스트를 정리. 부상 후 정리 악보에있는 극적인 감소가있었습니다. 2.00 ± 0.17 4 주 : 1.83 ± 0.17과 6주 : 1.79 ± 0.11 (Figu SCI 후 ipsilateral 정리 점수는 2 주 남겨두고 있었고다시 4D).

Histological 결과

흰색 물질과 회색 물질이란 조금. 150 kdyn의 힘, 22.5 °와 1.4 mm의 측면 목표의 각도에서 척수 손상의 예제는 그림 5에 표시됩니다. 부상은 ipsilateral 측면에 회색과 흰색 문제에 상당한 손상을 초래. corticospinal 및 rubrospinal의 책자 모두 부상 29 동물의 아웃 23 ipsilateral 측면에 포함된 parenchymal 손상을 가지고 있었다. 흰색과 회색 물질 피해의 세로 범위는 rostrally 2400 및 caudally 2,400 (그림 6)였다. 흰색과 회색 물질이란 조금의 "누적 확산"(2000 μm의 주동이의과 진원에 꼬리)의 총 추정을 제공하는 섹션을 추가할 때 ipsilateral 측면에서만 구했다고 하얀 물질이 51.8 %, 회색 물질의 39.7 %를 가지고 남은 contralateral 사이드 (그림 6)에 비교했다.

<IMG 고도 = "그림 1"SRC = "/ files/ftp_upload/3313/3313fig1.jpg"/>
1 그림. 무한 호라이즌 척수 손상의 임팩터. A. 전체적인 무한 호라이즌 임팩터하고 설정합니다. B. 프레임 설정합니다. 자궁 가로 공정을 쥐고 클램프의 C. 클로즈업 이미지입니다. 클램프의 : D. 규격 (인치 단위). 에서 제안된 관용 <0.002 (츄 외. 2009). 큰 그림을 보려면 여기를 누르십시오 .

그림 2
그림 2. A. 일러스트 레이션 및 해당 프레임은 0 ° (중성) 또는 B. 22.5의 척수 회전을 달성하기 ° 1.4 mm의 측면 목적으로 설정합니다.

그림 3
그림 3. 무한 호라이즌 임팩터위한 대표 힘 및 변위 그래프. 화살 I임팩터 팁 20 kdyn과 변위의 녹음이 시작되는 지점에 도달하는 시간을 ndicates. 실제 무력은 힘 대 시간 곡선의 피크에서 읽고되고 해당 변위가 계산됩니다. 아래 그래프는 전형적인 150 kdyn 타박상을 묘사, 답변 배기량 대 시간 그래프, B. 힘 대 시간 그래프. 이러한 그래프 달성 실제 힘은 코드가 1287 μm의 것으로 측정되었다에 152 kdyn 및 임팩터 변위 것을 보여줍니다. 큰 그림을 보려면 여기를 누르십시오 .

그림 4
4 그림. 150 kdyn의 힘, 1.4 mm의 22.5 ° 및 목표의 임팩터의 angulation을위한 행동 평가는 중간선. A. 왼쪽 수평 사다리 시험. B. 실린더 양육 시험. C. 수정일 몬토야 계단 시험. 디 시험 정리. ipsilateral forelimb는 결과 중요하고 sustai네드 장애는 contralateral forelimb에 비해.

그림 5
그림 5. 꼬리 1,600 μm의에 주동이의 1600 μm의에서 부상 척수의 대표 이미지.

그림 6
6 그림. Histological 평가. A. 비율 흰색과 회색 물질을 보존할. 2000 주위에 피해 진원의 μm의가 크게 아끼지되었습니다 상관. 손상의 진원지 2000 μm의 안에서 겪었던 B. 누적 흰색과 회색 물질. ipsilateral 측면이 훨씬 적은 contralateral 측면에 비해 흰색과 회색 물질을 살려주었다. 큰 그림을 보려면 여기를 누르십시오 .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

본 논문에서 우리는 150 kdyn, 수직의 오프 22.5 °의 각도, 그리고 중간선에서 1.4 mm의 측면 목표의 힘에 무한한 지평선 (IH) 임팩터를 사용하여 자궁 경부 일방적 타박상 모델을 설명합니다. 이러한 설정을 통해, 우리는 그것 상당한 피해 rubrospinal, reticulospinal, vestibulospinal 및 corticospinal 책자가에 예상되어지는 지역에 발생한 나타나 크게 ipsilateral 옆으로 포함된 parenchymal 중단과 ipsilateral forelimb의 지속 행동적 결손을 만들 수있었습니다 실행합니다. 이 모델의 개발은 최적의 부상 력, 중간선의 오프 충격 위치 및 회전 정도를 설립 세 일련의 실험에서 발생했습니다. 첫째, 우리는 150 kdyn 아래의 부상 세력이 충분하고 지속적인 기능적 결손을 생산하지 않은 것으로 나타났습니다. 또한 코드 수직을 (아무 회전 IE) 삼진 임팩터 팁과 함께, 우리는 자주 F에 스파이크를 관찰부대 대 시간 곡선, 임팩터 팁은 척추 운하의 복부 측면에 뼈를 때​​리는 것을 제안. 이 동물의 대부분은 또한 심한 또는 지속적인 기능적 결손을 가지고 있지 않았다. 이것과 일치, 갑자기 힘 스파이크 이러한 동물의 histological 분석 손상은 온화하고 매우 laterally 척수 내에 위치 둘 다 parenchymal 손상을 공개했다. 따라서 우리는 임팩터의 궤적이 수직 중간선 22.5 ° 떨어졌었어요 그러한 동물을 회전. 척수에 더 수직에 오는 임팩터 팁함으로써, 우리는 척추 운하의 복부 바닥을 때리는 팁의 문제를 해결하지만, 우리는 척수의 contralateral 측면에 상당한 parenchymal 손상을 관찰했다. 마지막으로, 우리는 150 kdyn 포스와 22.5의 각도를 사용하여, 중간선, 1.0, 1.2 오프 세 가지 거리 1.4 mm에서 임팩터을 목표 °. 우리는 1.0, 1.2와 1.4 mm SE 사이 행동적 차이가 없었다고 관찰충격의 대상이 laterally 옮겨진로 ttings지만, 그것은 총 parenchymal 손상이 ipsilateral 측면에 포함된 수있는 가능성이 더욱 높아했습니다. 따라서 우리는 중간선의 왼쪽에 1.4 밀리위한 임팩터 팁 함께 세로 22.5 ° 오프에서 제공되는 150 kdyn 부상의 현재 일방적 타박상 설정에 도착했다.

SCI 요법의 테스트 경추 부상 모델을 제공하기위한 근거는 분명하다 : 개인의 대부분이 경추 척추의 코드 부상을 견뎌라, 상부 끝단 기능이 개인에게 답해야하고, 소설 neuroprotective 또는 neuroregenerative 개입의 임상 실험은 점차 주력하고있다 자궁 SCI 환자 결과 조치로 segmental 모터 복구를 사용하는 순서에. 경추 척수의 부상은 열상, 압축, 또는 타박상을 통해 발생할 수 있습니다. 이러한 부상 모델 사이에서, 타박상 및 압축 부상 가장 pathophysiological 프로세스 산부인과를 대표인간 SCI에 제공됩니다. 1,2,3은 SCI 연구 공동체의 최근 조사에 따르면, 324 응답자의 72 %가 타박상 부상은 SCI 중 가장 임상적으로 관련성이 높은 상해 모델임을 동의합니다. 1

실험 설정 4 척수 부상을 생성하기위한 최초의 실험 체중 드롭 장치 Reginald 알렌의 설명 이후, 타박상 장치의 수는 재현성을 최적화하기 일반적으로 인간의 부상 병리 현상을 시뮬레이션하기위한 노력의 일환으로 개발되었습니다. 3 뉴 요크 대학교 임팩터 체중 드롭 도중 부상 변위와 속도. 여기에 5,6를 측정하는 전자 부품을 사용하여, 부상의 심각도는 중량이 감소되고있는 높이에 의해 결정됩니다. 대조적으로, 오하이오 주립 대학 (오스) 임팩터 및 츄 설계한 multimechanism 부상 시스템 인치 (2009), 척수의 최대 변위가 결정하고, 강제 impar합니다코드에 대한 테드 그런 다음 측정됩니다. IH의 임팩터는 사용자가 적용 력을 죽이는 것이에서는 구분하고 변위가 측정됩니다. 이러한 시스템 (체중 드롭 대 변위 제어 대 힘 제어)의 각각의 이론적인 장점, 사용의 상대적 용이성, 상업 가용성 및 IH의 임팩터의 제조 업체에서 기술 지원의 가용성을 가지고있는 동안에 점점 더 인기가있다 최근 몇 년.

기술적 관점에서, 우리는 상당한 수정이 동물을 클램핑하고 사전에 미치는 영향 (그림 1)에이를 보안을위한 방법으로 만들어진 점에 유의한다. 우리가 부상의 일관성을 향상하고 경추 척추의 고유한 해부을 수용하기 위해, 우리는 확고하게 경추 척추의 가로 프로세스를 grasps의 맞춤식 클램핑 시스템과 함께 동물을 안정화. 함께 제공되는 클램프로 7 IH 임팩터는 SPI를 개최하기위한 것입니다흉부 척추 이내 마음 공정, 우리는 그들뿐만 아니라 경추 척추의 아주 작은 spinous 프로세스에 적합 없다는 사실을 느꼈습니다. 프레임과 클램핑 시스템은 클램프와 척추 사이에 거의없이 'slippage'으로, 영향 동안 매우 rigidly 동물을 보유하고 있습니다. 7 클램핑 장치는 사용하고 척추에 적용 상대적으로 쉽습니다. 실험실에서 연수생 및 기술자의 숫자는 일관된 성공으로 활용했습니다. 더 laterally 경추 척추 등의 측면 오프 부드러운 조직의 추가 절개는하지만 가로 프로세스를 파악하기 위해 필요하고, 출혈은 그동안 발생 할 수 있습니다. Hemostasis은 일반적으로 간단하게 수술 스펀지의 작은 조각으로 부드러운 압력을 적용하여 이루어진다. 이것은 가능성 betwee을 제기 스페이서 구현할 수 있지만 또한, 클램프는 (300-350 GM 중량 범위에서 동물을 위해 특별히 설계되었습니다, 그리고 작은 동물을 수용할 수 있도록 수정 필요N 클램프의 두 팔).

이들 모두 설치류의 forelimb 함수 역할을 할로 부상 의도된 목표에 대하여, 우리는 corticospinal (CST)에만 ipsilateral 측면의 rubrospinal (RST) 책자를 모두 다치게하는 목표. 8 우리의 연구에서는 기능적 적자는 테스트 및 몬토야 계단 테스트를 정리, 수평 사다리 테스트, 실린더 양육 시험으로 평가되었다. 수평 사다리 테스트와 실린더 양육 모두 경추 부상 모델 이후 가치 평가가 없습니다. 8,9,10,11은 수평 사다리 테스트 테스트 대책, 따라서 동물 사다리 건너려고 양쪽들의 부상과 손상되지 않은 앞발을 사용하도록 강요하고, forelimb의 보상 및 적응 기능. 사전 부상 훈련 동안, 동물들은 일반적으로 "잡아"것입이나 사다리를 횡단하면서 자신의 자리와 함께 술집에 자신의 앞발을 넣으십시오. 심한 혹은 중간 자궁 일방적 타박상 후,이 운동 기능의 대부분은 순이입니다olished, 동물이 더 이상 지속적으로 배치하거나 rungs을 파악하실 수 없습니다. 2,12 실린더 양육 테스트 자발적 forelimb 사용량을 분석하여 자연 복구를 검사합니다. 일반적으로 탐색하면서 부상 forelimb의 사용이 급격히 부상 이후 줄어 듭니다. 이러한 기능의 손실 가능성이 높습 axonal 장애 모두의 조합과 델타자 모양의, 팔뚝, 신근 carpi 근육의 longus 및 신근 carpi 근육의 brevis 근육과 같은 근육을 신경을 분포시키다 병변 진원의 모터 뉴런의 근절과 관련된 13. 정리 시험은 실린더 양육 테스트와 같은 동물의 총 자연스러운 동작을 검사합니다. 수정된 몬토야 계단은 앞발의 숫자 함수, 또는 미세 제어를 평가합니다. 놀랍게도 날짜까지, 자궁 SCI의 수정된 몬토야의 계단 시험을 활용하고있다 한 연구가있다. 14 함께,이 시험은 전체의 벌금과 총 구성 요소를 모두 평가forelimb 기능.

다른 연구는 또한 일반적으로 기존의 흉부 타박상 장치에 일부 수정으로 고안되었습니다 경추 타박상 모델을 설명했습니다. 2,12,15,16,17 던햄이 외 있습니다. (2011), Popovich 외. (2010)와 샌드 외. (2008) 모든 IH 임팩터을 활용. 던햄이 외. (2011)는 실린더 양육 검사, Catwalk 보행 분석, 베르 미 첼리 처리 테스트 및 수평 사다리 시험을 평가하여 100, 200, 300 kdyn를 사용하여 부상 모델을 특성화. Popovich 외. (2010) 175 kdyn의 힘에 경추 척수를 다쳐서 경사 평면 검사, 실린더 양육 테스트와 BBB 테스트를 사용하여 기능적인 결과를 관찰했다. 샌드 외. (2008)은 1.8 mm로 200 kdyn와 1.6 결과 변위의 힘을 이용하고 강제 운동 시험, forelimb 오픈 필드 운동, 그립의 강도 시험 및 그리드 월마트와 행동 결과를 평가K 시험. 저희 연구실에서 이전 작업은 일방적 경추 타박상을 (200 kdyn의 최대 피크 무력으로) 테스트 1.5mm 변위에 오하이오 주립 대학 임팩터를 사용했습니다. 18 Gensel 외. (2006) 10g를 사용 MASCIS / 뉴욕 대학교 임팩터 사용 6.5 mm와 12.5 mm의 높이에서 그리고 정리 테스트, 수평 사다리 테스트, 실린더 양육 테스트 및 세미 자동 산책로 시험 (Catwalk 보행 분석)과 행동 결과를 평가. Soblosky 외. (2001 년)는 25.0 ° 각도에 5.00, 2.50 또는 1.25 mm 높이에서 부상 동물에 수정일 알렌의 체중 드롭 장치 (10.5 g)를 사용하고, 수평 사다리 테스트와 행동 복구를 평가하는 실린더 양육 시험을 평가했다. 그것은 샌드 의해 연구에 우리 상해 모델을 비교하기가 어렵습니다. (2008), 기능성 테스트 없음 이래 현재 연구가 겹칠. 우리가 다른 연구에 기능적 결과를 비교하면, 현재 IH 상해 모델은 일반적으로 300 ~ 덜 가혹하다던햄이 외로부터 kdyn 그룹. (2011), 그러나 더 심각한 다른 자궁 일방적 타박상 보고서에 비해. 저희 상해 모델의 동물은 다른 부상 모델 부상 후 일주 시작 기능적 테스트를 시작 반면 이주 부상 시까지 기능적 테스트를 수행할 수 없습니다. 수평 사다리 테스트, Soblosky 외. (2001) 단계의 총 수를 않고 전표의 총 수를보고했다. 현재 모델 6주 이후 부상에서 ipsilateral %의 오류가 리 의해 공부 비해 약 25 %였다. (2010)와 Gensel 외. (2006), 어느 10의 범위에서 오류보고 - 15 % 던햄이 외. (2011) 그 100 200 kdyn 그룹 300 kdyn 그룹과 20 % 40 % 오류를보고했습니다. 실린더 양육 테스트, Popovich 외. (2010 년) 양육 기간을보고했다. 22.5 °의 각도에 대한 ipsilateral forelimb 사용량 우리 15-20%은 5 보고된 것과 비교했습니다.0mm 중량 드롭 12. NYU 임팩터, Gensel 외에서 발생한 행동 적자를 비교. (2006 년)은 12.5 밀리미터 높이 ipsilateral 앞발 사용의 완전한 폐지를보고합니다. 던햄이 외. (2011) 5, 10, 100, 200 300 kdyn 동물 20 % ipsilateral forelimb 사용량에 대해 보도했다. 정리 시험을 보려면 Google 동물 Gensel 의해 보고된 상해 그룹 미만이었다. (2006).

Histologically, 부상 모델은 일반적으로 큰 parenchymal 다른 자궁 hemicontusion 손상 모델에 비해 손상이 있지만, Popovich 외. (2010)에 의해보고되는 피해 미만 유도 여기서 제시. 우리의 부상 주동이의와 꼬리 확장자는 Popovich 외에 8.0 mm에 비해 4.8 mm,., 리 4.0 mm였다. Gensel 외와 3.6 mm. 병변 진원지에서 각각 IH 임팩터, 오스 임팩터 및 NYU 임팩터. 2,18를 사용하여 연구, 우리가 발견같은 리 비교하여 우리의 부상 모델에 겪었던 20 % 회색 물질에 대해. (2010) 10 %, Gensel 외시. (2006) 20~50% 및 Soblosky 외시. (2001) 31-99%에서. . Gensel 10 %, (2006) 및 18 - -. 62 하얀 물질 살려주는, 상해 모델은 약 20 %의 조직이 30 리 관련 %, (2010), 5에 비해 진원에서 남아있는 왼쪽 여기에 제시 Soblosky 외의 %., (2001) 병변 진원지에서. 연구에서는 리 외가., (2010) rubrospinal의 넓이로 봐서 상당한 부상을 입었지만, corticospinal 넓이는 종종 그대로 나타났다. Popovich 외. (2010) 두 책자의 완전한 폐지를보고했습니다. Gensel 외. (2006) 높이 설정이 모두 corticospinal 넓이로 봐서과 rubrospinal의 넓이의 완전한 파괴에 일부 손상을보고했다. Soblosky 외. (2001) 부분 rubrospinal 기관을 손상지만, corticospinal 넓이로 봐서 아무런 부상을보고합니다. 이러한 리포트는 더 이상을 시행 충분한 기능적 결손을 생산하기 위해 두 내림차순 책자를 부상의 중요성. 19 참고하는 것도 가치가 그것입니다 Popovich 인치 (2010), Gensel 외. (2006)와 Soblosky 외. (2001), 부상도 contralateral쪽으로 확장. 우리의 모델에서 반대편까지 확장이 문제의 중요성은 더 행동 1.0, 1.2를위한 상해의 차이점, 그리고 중간선 1.4 mm 오프 (미발표 자료)가 없었 점을 감안할 때, 논쟁의 여지가있는지만 그것을 포함 바람직한 것입니다 ipsilateral 측면으로 부상 이후 우리는 '손상되지 않은'컨트롤로 contralateral 사이드를 사용했습니다. 거기있는 동안, 몇몇 동물에서 contralateral쪽으로 parenchmyal 손상 중 일부 크로스 오버, 이쪽은 최소화했습니다. ipsilateral과 contralateral 양측 사이에 하나의 비율로 흰색과 회색 물질 손상의 표현을 비교했을 때, 또는 피해의 절대 정도로, 실질적으로 아무런 차이가 (되지 않은 데이터)이 없었다.

결론적으로 e_content ">, 우리는 일방적 타박상 부상의 발전을보고하며, 개발 및 기술에 대한 충분한 세부 사항을 제공할 수 있도록 노력하겠습니다. 잠복기 SCI 요법을 공부하고자하는 기타 광범위하게 사용할 수 있습니다 임팩터 장치를 사용하여 이러한 모델을 고용할 수 있습니다 (무한 호라이즌 임팩터). 우리는 현재 인간의 번역 이전의 특정 치료에 중요한 잠복기 증거 지원을 제공하는 희망으로, neuroprotective 개입을 평가하는 모델을 활용하고 있습니다.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

관심의 어떠한 충돌 선언 없습니다.

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