Contusive модели Односторонние шейки Травма спинного мозга с помощью бесконечного Ударный Horizon

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:

 

Summary

Надежные и повторяемые способ получения шейки одностороннего повреждения спинного мозга помощью бесконечного ударный Horizon описано. Метод использует специально разработанные рамы и зажим для стабилизации позвоночника. Стандартизированные процедуры и биомеханических параметров травмы приводят к достаточно и получили ранения.

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

В то время как большинство человеческих травм спинного мозга возникают в шейном отделе спинного мозга, подавляющее большинство научно-исследовательской лаборатории работают животных моделях травмы спинного мозга (SCI), в котором грудной спинной мозг поврежден. Кроме того, поскольку большинство человеческих травм шнура происходит в результате тупой, не проникающие травмы (например, автомобильной аварии, спортивные травмы), где спинной мозг сильно ударил по перемещенным кости или мягких тканей, большинство исследователей SCI считают что наиболее клинически значимой модели травмы, в которых спинной мозг быстро контужен. 1 Таким образом, важным шагом в доклинической оценки новых методов лечения на их пути к человеческой перевода оценки их эффективности в модели ушиб в SCI шейного отдела спинного мозга. Здесь мы расскажем о технических аспектах и, как следствие анатомические и поведенческие результаты односторонних contusive модель шейки SCI, которые работаютInfinite Horizon спинного ударный травмы.

Sprague Dawley крыс прошли левосторонний одностороннем ламинэктомия на C5. Для оптимизации воспроизводимости биомеханические, функциональные и гистологические результаты травмы модели, контужен спинного мозга использование силы удара 150 kdyn, влияние траектории 22,5 ° (животных повернуты на 22,5 °), а также влияние места с от средней линии 1,4 мм. Функциональное восстановление оценивали с помощью цилиндра воспитание тест, горизонтальные лестницы тест, уход за испытание и лестница тест изменения Монтойя на срок до 6 недель, после чего спинного мозга были оценены гистологически для белого и серого вещества щадящие.

Травмы модель, представленная здесь, придает последовательный и воспроизводимые биомеханических сил спинного мозга, важной особенностью любой экспериментальной модели ТСМ. Это приводит к дискретным гистологического повреждения боковой половины спинного мозга, в основном, содержащихся в тОн ипсилатеральной стороне травмы. Травма хорошо переносится животными, но делает результат в функциональных дефицитов передних конечностей, которые являются существенными и выдержана в течение нескольких недель после травмы. Шейки односторонние модели травмы, представленные здесь может быть ресурсом для исследователей, которые хотят оценить потенциально перспективных терапии до человеческого перевода.

Protocol

1. Настройка: Рама и зажим Дизайн Проведение животных

  1. Рама и зажим для хранения животного была специально разработана для удовлетворения Infinite Horizon (IH) спинного Ударный травмы.
  2. Основание кадр алюминия платформа врезалась в следующие размеры (30,2 см х 20,3 см х 1,3 см) для того, чтобы вписаться в кронштейн таблице руководство, которое поставляется вместе с устройством IH (рис. 1А).
  3. Четыре Flexaframe поддержку ноги пластин (Fisher Scientific, Toronto, ON) крепятся на платформу и восемь Flexaframe поддержку стержней (Fisher Scientific, Toronto, ON, 30,5 см) собираются с помощью восьми Flexaframe поддержкой разъемов (рис. 1б).
  4. Два дополнительных разъема Flexaframe поддержки, прикрепленный к середине двумя стержнями, дома на заказ выполняется для зажима (рис. 1б).
  5. Угол, на который спинной мозг животного повернута по отношению к вертикальной устанавливается Keepinг одной из горизонтальных стержней на место и различной высоты других горизонтальных стержня (рис. 2).
  6. Зажим 35,6 мм, 25,4 мм и 7,6 мм челюсти предназначен для жестко схватить под поперечного отростка от С4 до С6 (рис. 1в). Дополнительная информация на зажиме дизайн были описаны ранее Choo и соавт., 2009.

2. Хирургия

  1. Мужской Sprague Dawley крыс (Charles River Laboratories) весом 300-350 г анестезировали по ИФ (4% для индукции и 2% за обслуживание) в кислороде (1 л / мин).
  2. После того, животные находятся в плоскости анестезии, животное помещается в стереотаксической рамы (Kopf, Tujunga, Калифорния).
  3. Чтобы свести к минимуму кровотечение во время хирургической процедуры, 0,4 мл лидокаина (20 мг / мл; Bimeda - MTC Animal Health Inc, Кембридж, Онтарио, Канада) с адреналина вводят внутримышечно вокруг места операции в Дорсаобласти л шеи.
  4. 4-5 см разрез средней линии спины осуществляется с помощью стерильного скальпеля (№ 15), начиная с основания черепа и расширение каудально.
  5. Стерильные пинцеты Адсон используется для откровенно анализировать через спинной мускулатуры, чтобы достичь позвоночника, и стерильные втягивающим Alm (Fine инструментов науки, Северный Ванкувер, Британская Колумбия) вставляется держать мышцы раздвинуты.
  6. С помощью скальпеля № 15, мышцы наложения пластинок С4-С7 соскабливают, начиная от средней линии и сметая их с боков.
  7. Разрез стерильным скальпелем (# 15) делается на мышцы прикреплены к поперечным отросткам по обе стороны от позвоночника, чтобы соответствовать зажим под поперечных отростков С4 до С6.
  8. В стерильной тонкой наконечником Фридман-Пирсона костные кусачки (Fine инструментов науки, Северном Ванкувере, Британская Колумбия), левый C5 пластинки тщательно удалены, чтобы визуализировать оболочки и спинного мозга.
  9. Стержень диаметром 1,5 мм заводят под оружиедля поддержания животного вверх, тем самым повышая позвоночник немного и содействие зажим вставки.
  10. Установите челюсть стерильных зажима на боковых поперечных отростков С4 до С6 и затянуть винты.
  11. Удалить втягивающего Alm.

3. Травма спинного мозга

  1. После того, как зажим крепится на животное, животное перемещается в ударный IH.
  2. Зажим вставляется металлический держатели на два средних стержней рамки, которые были обеспечены под углом 22,5 ° от горизонтальной (рис. 2).
  3. Ножницы разъем, что обеспечивает стабильную корректировки высоты (VWR, Mississauga, ON) поднимается, пока животное лежит плоско.
  4. Убедитесь, что зажим горизонтально, поставив маленький цилиндр уровня на верхней части зажима и, затянув винты. Важно, что все болты затянуты и настройки жестко без движения.
  5. Остальная процедура проводится в соответствии с микрoscope (Leica MZ8).
  6. Нижняя и направить ударный наконечник (15 мм в диаметре, с закругленными краями-офф), используя вертикальную ручку регулировки и двумя горизонтальными ручками регулировки на ударный IH до центра ударного наконечника парит над вершиной C6 остистого отростка.
  7. После ударного наконечника по центру, повернуть ось у регулировочная ручка с одной и двумя пятой очереди (1,4 мм) для перемещения наконечника сбоку на левую сторону, а ось х горизонтальных ручки регулировки для перемещения ударного наконечника к центру C5.
  8. Нижний наконечник, пока это не только над твердой мозговой оболочкой, чтобы убедиться, что ударный наконечник стремится боковой половины серого вещества.
  9. Включите вертикальную ручку регулировки на два оборота, чтобы поднять наконечник 4 мм над твердой мозговой оболочкой.
  10. Убедитесь, что район падения сухой с помощью ватного тампона или палкой.
  11. Установите желаемую силу до 150 kdyn на программу и нажмите кнопку "Начать эксперимент", чтобы вызвать ударника.
  12. После травмы, раны закрылись в ЛеRS с 5-0 Викрил швов. Бупренорфин (0,03 мг / кг подкожно, Temgesic, Schering-Plough Corporation, Кенилворт, Нью-Джерси) и солевым раствором (10 мл) вводят подкожно до и два раза в день в течение двух дней после операции. Животные внимательно следить за два раза в день в течение 2 недель и один раз в неделю в течение 6 недель после травмы.

4. Представитель Результаты

Двадцать девять мужчин Sprague Dawley крыс (Charles River Laboratories) весом 300-350 г были ранены в силу настройки 150 kdyn. Ударный наконечник был направлен 1,4 мм латеральнее средней линии, под углом 22,5 ° от вертикальной. Средняя фактическая сила была 155,55 ± 0,73 kdyn. Среднее смещение было 1512,72 ± 27,86 мкм, а скорость была 120,24 ± 0,52 мм / с (рис. 3).

Меры поведение результата

Функциональное восстановление оценивали с помощью горизонтальной лестнице тест, тест цилиндра воспитания, ухода за тест,и изменение Монтойя лестница тест 1. Животные были обучены до травмы и оценивается в 2, 4 и 6 недель после травмы. Существовали значительные нарушения передних конечностей продолжается в течение экспериментального периода.

Горизонтальная теста лестницы. До травмы, животных производится только 4,75 ± 0,73% ошибок на ипсилатеральной передней конечности, проходя через нерегулярно расположенные горизонтальные лестницы. После травмы, животных продемонстрировали заметное увеличение доли лапы ошибок. Ипсилатерального ошибки процентов лапы были 26,97 ± 2,92%, 26,23 ± 2,84% и 22,06 ± 2,05% на 2, 4 и 6 недель после травмы, соответственно (рис. 4а). Важно отметить, что передняя конечность нарушения на этом тесте был продолжаться в течение 6 недель.

Цилиндр тест воспитания. Процент ипсилатеральной передней конечности (левой + и) использование во время исследования значительно уменьшилось после ТСМ.До травмы, животных, используемых ипсилатерального лапы 75,12 ± 2,25%. После травмы животных, используемых ипсилатерального лапы 8,59 ± 1,80% через 2 недели, 14,25 ± 2,65% через 4 недели и 11,76 ± 2,66% в течение 6 недель (рис. 4В).

Измененный Монтойя Лестница тест. Количество гранул получить с помощью передних конечностей ипсилатерального резко сократилось после травмы. До травмы, животных собрали 84,85 ± 2,88% пищевых вознаграждений. Тем не менее, на 2, 4 и 6 недель после травмы, животные получены лишь 30,91 ± 4,03%, 28,94 ± 4,38% и 25,86 ± 3,09% гранул (рис. 4С).

Стрижка тест. Были резкому снижению ухода баллов после травмы. После того, как SCI, ипсилатерального ухода показатели были 2 недели: 2,00 ± 0,17, 4 недели: 1,83 ± 0,17 и 6 недель: 1,79 ± 0,11 (ФигуRe 4D).

Гистологические результаты

Белое вещество серого и щадящий вопрос. Пример травмы спинного мозга в силу 150 kdyn, угол 22,5 ° и боковых Цель 1.4 мм представлена ​​на рисунке 5. Травмы в результате существенного ущерба серого и белого вещества на ипсилатеральной стороне. Оба кортикоспинальных и rubrospinal участки были ранены и 23 из 29 животных была повреждение паренхимы, содержащаяся на ипсилатеральной стороне. Продольный размер ущерба белого и серого вещества рострально 2400 и 2400 каудально (рис. 6). При добавлении раздела обеспечить валовой оценки "совокупный размах" щадящие вещества белого и серого (2000 мкм ростральной и хвостовой от эпицентра), ипсилатеральной стороне имели только 51,8% белого вещества пощадил и 39,7% серого вещества Остальные по сравнению с противоположной стороны (рис. 6).

<IMG ALT = "Рисунок 1" SRC = "/ files/ftp_upload/3313/3313fig1.jpg" />
Рисунок 1. Infinite Horizon спинного ударный травмы. А. Бесконечные ударный Horizon и общей настройки. Б. кадров создана. С. Крупным планом образ зажим для проведения шейки поперечных отростков. D. Спецификация (единица измерения: дюйм) зажим. Предлагаемый допуск <0,002 в (Choo и соавт. 2009). Нажмите здесь, чтобы увеличить рисунок .

Рисунок 2
Рисунок 2. А. Иллюстрации и соответствующих кадров, созданной для достижения спинного вращение шнура от 0 ° (нейтральный) и В. 22,5 ° с боковой цели 1,4 мм.

Рисунок 3
Рисунок 3. Представитель силы и перемещения графики Бесконечные ударный Horizon. Стрелка яndicates то время, когда ударный наконечник достиг 20 kdyn и тот момент, когда запись начинается перемещение. Реальная сила читать от пика кривой силы в зависимости от времени и соответствующее смещение вычисляется. На приведенных ниже графиках изображена типичная 150 kdyn ушиб, А. перемещения от времени граф Б. группу по времени график. Эти графики показывают, что фактическая сила достигнута составляло 152 kdyn и ударного смещения в кабель было измерено, 1287 мкм. Нажмите здесь, чтобы увеличить рисунок .

Рисунок 4
Рисунок 4. Поведенческая оценка за силу 150 kdyn, ударный углом 22,5 ° и цели 1,4 мм слева от срединной линии. A. Горизонтальная теста лестницы. Б. цилиндра испытание воспитания. C. изменения Монтойя лестница тест. Д. стрижка тест. Ипсилатерального передних конечностей привело к значительному и sustaiопределена нарушений по сравнению с противоположной передней конечности.

Рисунок 5
Рисунок 5. Представитель изображения поврежденный спинной мозг от ростральной 1600 мкм до 1600 мкм хвостовой.

Рисунок 6
Рисунок 6. Гистологическое оценок. А. Вопрос Процент белого и серого пощадили. Любой около 2000 мкм от эпицентра ущерб был в значительной степени избавлены. Б. полезных белого и серого вещества пощадил в 2000 мкм от эпицентра повреждения. Ипсилатеральной стороны значительно меньше жалели белого и серого вещества по сравнению с противоположной стороной. Нажмите здесь, чтобы увеличить рисунок .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

В этой статье мы описываем шейки односторонние модели ушиб использованием Infinite Horizon (IH) ударный в силу 150 kdyn, угол 22,5 ° с вертикальной и боковой цели 1,4 мм от средней линии. С помощью этих параметров, мы были в состоянии производить устойчивый поведенческий дефицит в ипсилатеральной передних конечностей с нарушением паренхиматозной, содержащихся в значительной степени на ипсилатеральной стороне, где выяснилось, что значительный ущерб в тех регионах, где rubrospinal, ретикулоспинальных, вестибулоспинальных и кортикоспинальных путей, как ожидается, работать. Разработка этой модели произошел в серии из трех экспериментов, которые созданы оптимальные силы травмы, влияние расположение от срединной, и угол поворота. Во-первых, мы обнаружили, что травма силы ниже 150 kdyn не производят достаточного и устойчивого функционального дефицита. Кроме того, с ударный наконечник удара шнура по вертикали (т.е. без вращения), мы часто наблюдаются всплески еИнициативная от времени кривые, предполагая, что кончик ударный бил кости на брюшной стороне позвоночного канала. Многие из этих животных также не было тяжелого или устойчивого функционального дефицита. В соответствии с этим гистологического анализа повреждений у этих животных с внезапными скачками силы, показали, повреждение паренхимы, который был бы мягкий и очень бокам размещены в спинном мозге. Поэтому мы повернули животных, таких, что траектория ударного была 22,5 ° от вертикальной линии. При наличии ударного наконечника входят в более перпендикулярно к спинному мозгу, мы решили проблему кончика удар брюшной этаже позвоночного канала, но мы наблюдали значительное повреждение паренхимы на противоположной стороне спинного мозга. Наконец, мы стремились ударный на трех разных расстояниях от срединной, 1.0, 1.2 и 1.4 мм, с использованием 150 kdyn силой и углом 22,5 °. Мы заметили, что не было никаких поведенческих различий между 1.0, 1.2 и 1.4 мм SEфитинги, но в качестве объекта воздействия был перемещен в сторону, это было более вероятно, что валовой повреждение паренхимы может содержаться на ипсилатеральной стороне. Таким образом, мы прибыли в наш текущий одностороннем настройки ушиб 150 kdyn травм доставлены в 22,5 ° от вертикальной, с ударного наконечника направленных 1,4 мм, слева от срединной линии.

Основанием для принятия шейки модели травмы для тестирования SCI терапии понятно: большинство людей страдают шнур травм шейного отдела позвоночника, верхних конечностей функция имеет первостепенное значение для этих людей, и клинические испытания новых нейропротекторное или neuroregenerative вмешательства все больше внимания на шейный SCI пациентов для того, чтобы использовать сегментарные восстановление двигательной функции в качестве результата измерения. Травма шейного отдела спинного мозга может произойти через разрыв, сжатие, или ушиб. Среди этих моделей травмы, контузии и травмы лучшего сжатия представляют патофизиологических наблюдается процессслужил в человеческом ТСМ. 1,2,3 Согласно недавнему исследованию общества SCI исследования, 72% из 324 респондентов согласны с тем, что ушиб травма является наиболее клинически значимые травмы модель SCI 1.

С описанием Реджинальд Аллен из первых экспериментальных веса падение устройство для генерации травмами спинного мозга в лабораторных условиях 4, число ушиб устройства были разработаны в целях оптимизации воспроизводимости и вообще моделирования патологии человека травму. 3 новых Йоркском университете ударный использует электромеханические компоненты для измерения смещения травмы и скорость во время сбрасывания груза. 5,6 Здесь тяжести травмы продиктовано высота, с которой вес снизился. Напротив, в Университете штата Огайо (OSU), ударника и системы multimechanism травмы разработан Choo и соавт. (2009), максимальное смещение спинного мозга определяют, и сила беспристрастностиТед к шнуру затем измеряется. Ударный IH отличается тем, что пользователь определяет усилие, приложенное, а затем перемещение измеряется. Хотя каждая из этих систем (вес падение по сравнению с перемещением контроля по сравнению с форс-контроль) имеет свои теоретические преимущества, относительная простота использования, наличия и доступности технической поддержки от производителя ударного IH сделали все более популярным в последние годы.

С технической точки зрения, следует отметить, что значительные изменения были внесены в метод для крепления животных и обеспечения их до удара (рис. 1). Чтобы улучшить согласованность наших травм и для удовлетворения уникальных анатомию шейного отдела позвоночника, мы стабилизировали животных на заказ система крепления, прочно захватывает поперечных отростков шейного отдела позвоночника. 7 Как зажимы, которые предоставляются с IH ударный предназначены для хранения SPIнус процессов в грудном отделе позвоночника, мы чувствовали, что они не так хорошо подходит для гораздо меньших остистого отростка шейного отдела позвоночника. Рама и система зажима держит животных очень жестко во время удара, практически нет "проскальзывание" между зажимом и позвоночника. 7 зажимного устройства относительно легко использовать и применять к позвоночнику. Число стажеров и техники в лаборатории использовали его постоянный успех. Дополнительное рассечение мягких тканей более сбоку от спинной части шейного отдела позвоночника, однако, необходимы для того, чтобы понять, поперечных отростков, и кровотечение может возникнуть при этом. Гемостаза, как правило, достигается простым слегка надавливая с небольшим кусочком хирургической губкой. Кроме того, зажим, разработанный специально для животных в 300-350 диапазон веса г, и потребуется модификация для размещения мелких животных (хотя это, вероятно, может быть достигнуто с прокладками подал betweeя двумя руками зажим).

По отношению к намеченной цели получения травмы, мы стремились повредить как кортикоспинальных (КНТ) и rubrospinal (RST) участки ипсилатеральной стороне только, как они оба играют важную роль в лапы функции у грызунов. 8 В нашем исследовании функциональной дефицита были оценены с горизонтальной лестнице тест, тест цилиндра воспитания, ухода за тест и Монтойя лестница тест. Оба теста горизонтальной лестнице и цилиндр воспитание ценны оценки после шейки модели травмы. 8,9,10,11 горизонтальной лестнице тест заставляет животных использовать их как потерпевших и невредим передние конечности, чтобы получить по лестнице, и, следовательно, проверка мер компенсаторные и адаптивные функции передних конечностей. Во время предварительного травмы обучение, животные обычно будет "брать" или разместить свои лапы на брусьях с цифрами при пересечении лестнице. После тяжелой или умеренной шейки одностороннем ушибы, большая часть этой функции двигателя ABolished и животных больше не в состоянии последовательно размещать или понять ступеньки. 2,12 цилиндр теста воспитания рассматривает восстановление естественным путем анализа добровольного использования передних конечностей. Как правило, использование передних конечностей раненых во время исследования значительно сокращается после травмы. Потеря этих функций, вероятно, связано с комбинацией обоих аксонального нарушений и ликвидации двигательных нейронов в эпицентре поражения, которые возбуждают такие мышцы, как дельтовидные, бицепсы, разгибатель запястья лучевой мышца и разгибатель запястья лучевой Brevis мышцы 13. уход за тест, как цилиндр теста воспитания, рассматривает валовой естественное поведение животных. Изменение Монтойя лестнице оценивается цифрой функций, или точного управления, передних конечностей. Удивительно на сегодняшний день есть только одно исследование, которое использовал лестницу испытание модифицированной Монтойи в шейной ТСМ 14. Вместе, эти тесты оценить как мелкой и крупной компонентов общейлапы функций.

Другие исследования также описаны модели шейки ушиб, который, как правило, были разработаны с некоторыми изменениями в уже существующие устройства ушиб грудной. 2,12,15,16,17 Данхэм и соавт. (2011), Попович и др.. (2010) и др. Sandrow. (2008) все использовали IH ударника. Данхэм и соавт. (2011) охарактеризовал травму модели с использованием 100, 200 и 300 kdyn по оценке цилиндра испытание воспитания, Подиум анализа походки, вермишель тест обработки и горизонтального теста лестницы. Попович и соавт. (2010) ранения шейного отдела спинного мозга в силу 175 kdyn и наблюдаются функциональные результаты при помощи теста наклонной плоскости, цилиндры тест воспитания и тест BBB. Sandrow соавт. (2008) использовал силу 200 kdyn и, как следствие смещения от 1,6 до 1,8 мм, а затем оценивать поведенческие результаты с вынужденной передвижения тест, лапы открытые передвижения поле, испытание силы и захват сети WalА тест. Предыдущая работа нашей лаборатории использовали Университета штата Огайо ударный на 1,5 смещение проверить одностороннее шейки ушибы (с максимальной силой пик 200 kdyn) 18. Gensel и соавт. (2006) использовал Mascis / Нью-Йоркского университета ударный использованием 10 г на 6,5 мм и 12,5 мм высотой и оценить поведенческие результат с ухода за тест, тест горизонтальные лестницы, цилиндр теста воспитания и полуавтоматические Walkway тест (Catwalk анализа походки). Soblosky соавт. (2001), используемый вес изменения Аллена падения устройства (10,5 г) к травмам животных в 5.00, 2.50 или 1.25 мм высоты на угол 25,0 °, и оценить тест горизонтальной лестнице и цилиндр теста воспитания оценить поведенческие восстановления. Трудно сравнивать наши травмы модель исследования Sandrow соавт. (2008), поскольку ни одна из функциональных тестов совпадают с нашей текущей работы. Если мы сравним функциональные результаты других исследований, наша нынешняя модель IH травмы, как правило, менее тяжелой для 300kdyn группа из Данхэм и соавт. (2011), но более тяжелый по сравнению с другими шейки односторонние доклады ушиб. Животные в нашей модели травмы были не в состоянии выполнять функциональные тесты до двух недель после травмы, тогда как другие модели травмы начинается функциональных тестов, начиная с 1 недели после травмы. Для горизонтального теста лестницы, Soblosky соавт. (2001) сообщали общее количество скользит без общее число шагов. Ипсилатерального процент ошибок в течение 6 недель после травмы для нашей модели была около 25%, по сравнению с изучения Ли и соавт. (2010) и др. Gensel. (2006), в котором сообщалось ошибки в диапазоне 10 - 15% и Данхэм и соавт. (2011), которые представили 40% погрешность для 300 группы kdyn и 20% для 100 и 200 групп kdyn. Для цилиндра испытание воспитания, Попович и др.. (2010) сообщили о продолжительности выращивания. Наши 15-20% ипсилатерального лапы использования для 22,5 ° угол был сопоставим с сообщило 5.0 мм вес капли. 12 Сравнение поведенческих дефицитов, что в результате ударного Нью-Йоркского университета, Gensel соавт. (2006) сообщает о полной отмене ипсилатерального использования передней лапой на 12,5 мм высотой. Данхэм и соавт. (2011) сообщалось о 5, 10 и 20% ипсилатерального использования передних конечностей для животных 100, 200 и 300 kdyn. Для ухода за тест, наши животные набрали меньше травм группы сообщили Gensel соавт. (2006).

При гистологическом исследовании травмы модель, представленная здесь, как правило вызывает больше повреждение паренхимы по сравнению с другими моделями травмы шейки hemicontusion, но меньше, чем ущерб, сообщил Попович и соавт. (2010). Ростральной и хвостовой расширение нашего травма была 4,8 мм, по сравнению с 8,0 мм в Попович и соавт., 4.0 мм, Lee и соавт. и 3,6 мм в Gensel соавт. исследования с использованием IH ударника, ударника и ОГУ NYU ударный, соответственно. 2,18 В эпицентре поражения, мы обнаружили,около 20% серого вещества пощадил в нашей модели травмы, по сравнению с Lee и соавт. (2010) на 10%, Gensel соавт. (2006) на 20-50%, а Soblosky соавт. (2001) на 31-99%. Для белого щадящие вещества, травмы модель, представленная здесь осталось около 20% тканей оставшихся в эпицентре по сравнению с 30% в Ли и др., (2010), 5 -. 10% в Gensel и др., (2006) и 18 - 62. % в Soblosky и соавт. (2001) на поражение эпицентра. В исследовании, проведенном Lee и соавт. (2010) тракта rubrospinal нанесен значительный ущерб, но кортикоспинального тракта часто появлялись нетронутыми. Попович и соавт. (2010) сообщили о полной отмене этих двух путей. Gensel соавт. (2006) сообщили о частичных повреждений кортикоспинальных тракта и полное разрушение путей rubrospinal для настройки высоты. Soblosky соавт. (2001) сообщают о частичном повреждении в урочище rubrospinal, но травмы кортикоспинальных тракта. Эти отчеты дальнейшего исполнения Важность ранив обоих убывания путей для того, чтобы производить достаточное количество функциональных дефицитов 19. Стоит также отметить, что в Попович и соавт. (2010), Gensel соавт. (2006) и др. Soblosky. (2001), травмы также распространяется на противоположной стороне. Важность этого вопроса продления на противоположную сторону в нашей модели является спорным, учитывая, что не было никаких поведенческих различий между травмами направленных 1,0, 1,2 и 1,4 мм от срединной (неопубликованные данные), но хотелось бы содержать повреждение ипсилатеральной стороне, так как мы использовали противоположной стороне как "неповрежденной" управления. В то время не было, у некоторых животных, некоторые кроссовер parenchmyal ущерб противоположной стороне, это был минимальный. При сравнении представление повреждение вещества белого и серого либо как соотношение между ипсилатеральной и противоположной стороны, или, как абсолютная степень повреждения, не было практически никакой разницы (неопубликованные данные).

e_content "> В заключение, мы сообщаем о развитии одностороннего травма ушиб, и надеемся, что обеспечивает достаточно подробно о ее развитии и техники. Другие, которые хотят учиться доклинических терапии SCI могут использовать такую ​​модель, с помощью ударного устройства, которые широко доступны (Бесконечная ударный Horizon). Мы в настоящее время используют модель для оценки нейропротекторное вмешательства, в надежде на предоставление важной поддержки доклинических доказательств для конкретных процедур до человеческого перевода.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Нет конфликта интересов объявлены.

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