Un modello contusivo unilaterale di lesioni del midollo spinale cervicale Uso della Impactor Infinite Horizon

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Summary

Un modo affidabile e ripetibile per produrre una lesione cervicale unilaterale del midollo spinale utilizzando il dispositivo di simulazione Infinite Horizon è descritto. Il metodo si avvale di un telaio progettato e bloccare per stabilizzare la colonna vertebrale. La procedura standardizzata e biomeccanica risultato lesioni parametri lesioni sufficienti e durature.

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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).

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Abstract

Mentre la maggior parte degli umani, lesioni del midollo spinale si verificano nel midollo spinale cervicale, la stragrande maggioranza della ricerca di laboratorio che impiegano modelli animali di lesione del midollo spinale (SCI) in cui è danneggiato il midollo spinale toracico. Inoltre, poiché la maggior parte delle lesioni del midollo umani verificare come il risultato di Blunt, non-penetrante trauma (ad esempio, incidenti automobilistici, infortuni sportivi), dove il midollo spinale viene violentemente colpito da osso sfollati o dei tessuti molli, la maggior parte dei ricercatori SCI sono del parere che la maggior parte dei modelli lesioni clinicamente rilevanti sono quelli in cui il midollo spinale è rapidamente contuse. 1 Perciò, un passo importante per la valutazione preclinica di nuove terapie nel loro cammino verso la traduzione umana è una valutazione della loro efficacia in un modello di contusione SCI all'interno del midollo spinale cervicale. Qui, descriviamo gli aspetti tecnici e le conseguenti risultati anatomici e comportamentali di un modello unilaterale di contusivo cervicale SCI che impiega ilInfinite Horizon simulazione lesioni del midollo spinale.

Ratti Sprague Dawley subito un lato sinistro laminectomia unilaterale C5. Per ottimizzare la riproducibilità dei risultati biomeccanici, funzionale, e istologico del modello di lesione, abbiamo contuse midollo spinale con una forza di impatto di 150 kdyn, una traiettoria impatto di 22,5 ° (animali ruotato a 22,5 °), ed una posizione impatto off della linea mediana di 1,4 mm. Il recupero funzionale è stata valutata usando il cilindro di prova allevamento, test di scala orizzontale, governare e prova di scala modificata Montoya per un massimo di 6 settimane, dopo di che il midollo spinale sono stati valutati istologicamente per sparing sostanza bianca e grigia.

Il modello qui presentato lesioni conferisce forze biomeccaniche coerenti e riproducibile al midollo spinale, una caratteristica importante di qualsiasi modello sperimentale SCI. Ciò si traduce in discreto danno istologico alla metà laterale del midollo spinale che è ampiamente contenuto di tegli lato ipsilaterale di lesioni. La lesione è ben tollerato dagli animali, ma non risultato in deficit funzionali dell'arto anteriore che sono significativi e sostenuto nelle settimane successive lesioni. Il modello di lesioni cervicali unilaterale presentato qui può essere una risorsa per i ricercatori che desiderano valutare le terapie potenzialmente promettenti, prima della traduzione umana.

Protocol

1. Impostare: Frame e Design morsetto per tenere l'animale

  1. Il telaio e pinza per tenere l'animale è stato progettato su misura per ospitare il Infinite Horizon (IH) Spinal Cord Injury d'urto.
  2. La base del telaio è una piattaforma in alluminio tagliato le seguenti dimensioni (30,2 cm x 20.3 cm x 1.3 cm), al fine di inserirsi nella staffa guida tabella che viene fornita di serie con il dispositivo IH (Figura 1A).
  3. Quattro Flexaframe pedane di supporto (Fisher Scientific, Toronto, ON) sono collegati alla piattaforma e otto aste di supporto Flexaframe (Fisher Scientific, Toronto, ON, 30,5 cm) sono assemblati con otto connettori di supporto Flexaframe (Figura 1B).
  4. Due ulteriori connettori di supporto Flexaframe, connessi alle centrali due aste, la casa della misura vale per il morsetto (Figura 1B).
  5. L'angolo di cui midollo spinale dell'animale è ruotata rispetto alla verticale è stabilita da keeping uno dell'asta in posizione orizzontale e variando l'altezza dell'asta altro orizzontale (Figura 2).
  6. La pinza è lunga 35,6 millimetri, 25,4 millimetri elevata e con una ganascia 7,6 millimetri progettata per afferrare rigidamente tenere sotto il processo trasversale da C4 a C6 (Figura 1C). Ulteriori dettagli sulla progettazione pinza sono stati descritti in precedenza da Choo et al., 2009.

2. Chirurgia

  1. Maschi Sprague Dawley (Charles River Laboratories) di peso 300-350 g sono stati anestetizzati con isofluorano (4% per l'induzione e il 2% per la manutenzione) in ossigeno (1 L / min).
  2. Una volta che gli animali sono sotto il piano di anestesia, l'animale viene posto in un telaio stereotassico (Kopf, Tujunga, CA).
  3. Per ridurre al minimo il sanguinamento durante la procedura chirurgica 0,4 ml di lidocaina (20 mg / mL; Bimeda - MTC Animal Health Inc., Cambridge, Ontario, Canada) con adrenalina viene iniettato per via intramuscolare attorno al sito chirurgico nel Dorsacollo regione l.
  4. Un 4-5 centimetri un'incisione mediana dorsale viene effettuata utilizzando un bisturi sterile (# 15), partendo dalla base del cranio e si estende caudalmente.
  5. Pinze sterili Adson vengono utilizzati per sezionare senza mezzi termini attraverso la muscolatura dorsale per raggiungere la colonna vertebrale, e un divaricatore sterile Alm (Strumenti Scienza Belle, North Vancouver, BC) è inserito per mantenere i muscoli divaricate.
  6. Usando il bisturi # 15, i muscoli si sovrappongono le lamine di C4-C7 sono raschiati off, a partire dalla linea mediana e spazzare fuori lateralmente.
  7. Un'incisione con un bisturi sterile (# 15) è al muscolo allegato ai processi trasversali su entrambi i lati della colonna vertebrale in modo da adeguare il morsetto sotto i processi trasversali C4-C6.
  8. Con una multa sterile punta Friedman-Pearson Rongeur (Strumenti Scienza Belle, North Vancouver, BC), la sinistra C5 lamina viene accuratamente rimossa per visualizzare la dura e il midollo spinale.
  9. Un'asta con un diametro di 1,5 mm viene fatta scivolare sotto le bracciaper sostenere l'animale alto, aumentando così il dorso leggermente e facilitare l'inserimento morsetto.
  10. Montare la mascella della pinza sterile sul laterali processi trasversali C4-C6 e stringere le viti.
  11. Rimuovere il divaricatore Alm.

3. Lesioni del midollo spinale

  1. Dopo che la pinza è montata sulla animale, l'animale viene spostato nella simulazione IH.
  2. Il morsetto viene inserita nei supporti metallici sui due aste intermedie del telaio che sono stati depositati a un angolo di 22,5 ° off del orizzontale (figura 2).
  3. La presa forbice che serve a regolare l'altezza stabili, (VWR, Mississauga, ON) viene sollevata fino alla animale adagiata.
  4. Assicurarsi che il morsetto è orizzontale ponendo un livello piccolo cilindro di sopra della pinza e serrando le viti. E 'importante che tutte le viti siano serrate e la messa a punto è rigida senza alcun movimento.
  5. Il resto della procedura è condotta sotto un MICRoscope (Leica MZ8).
  6. Abbassare e puntare la punta di simulazione (15 mm di diametro, con bordi arrotondati) utilizzando la manopola di regolazione verticale e le due manopole di regolazione orizzontali sul dispositivo di simulazione IH fino al centro della punta di simulazione è sospeso sopra l'apice del processo spinoso C6.
  7. Una volta che la punta di simulazione è centrato, ruotare l'asse y manopola di regolazione uno e due quinto turno (1,4 mm) per muovere la punta lateralmente sul lato sinistro e l'asse x orizzontale manopola di regolazione per spostare la punta simulazione al centro di C5.
  8. Abbassare la punta fino a quando è appena sopra la dura per verificare che la punta di simulazione è di direzionare la metà laterale della sostanza grigia.
  9. Ruotare la manopola di regolazione verticale due giri per aumentare il 4 millimetri al di sopra della punta dura.
  10. Assicurarsi che l'area di impatto è secco usando un batuffolo di cotone o un bastone.
  11. Impostare la forza desiderata a 150 kdyn sul programma e cliccare su "Experiment Start" per avviare la simulazione.
  12. Dopo l'infortunio, la ferita è chiusa in Layers con 5-0 punti di sutura Vicryl. Buprenorfina (0,03 mg / kg SC, Temgesic, Schering-Plough, Kenilworth, NJ) e Saline (10 ml) viene somministrato per via sottocutanea prima e due volte al giorno per due giorni dopo l'intervento chirurgico. Gli animali sono strettamente monitorati due volte al giorno per 2 settimane e uno alla settimana per 6 settimane post-infortunio.

4. Risultati rappresentativi

Twenty Nine maschi Sprague Dawley (Charles River Laboratories) del peso di 300-350 g sono stati feriti in una regolazione della forza di 150 kdyn. La punta di simulazione mirava 1,4 millimetri lateralmente alla linea mediana, con un angolo di 22,5 ° al largo di verticale. La forza media effettiva è stata 155,55 ± 0,73 kdyn. Lo spostamento media era 1512,72 ± 27,86 um e la velocità era 120,24 ± 0,52 millimetri / s (Figura 3).

Comportamento Misure di outcome

Il recupero funzionale è stata valutata utilizzando la scala orizzontale di prova, cilindro di prova di allevamento, di governare test,e modificato scala a prova di Montoya 1. Gli animali sono stati addestrati prima del trauma e valutati alle settimane 2, 4 e 6 post-infortunio. Ci sono stati alterazioni degli arti anteriori significativi sostenuti per tutto il periodo sperimentale.

Prova Ladder orizzontale. Prima l'infortunio, gli animali fatta solo 4,75 ± 0,73% errori sulla zampa anteriore omolaterale mentre attraversa tutta la scala irregolare spaziatura orizzontale. Dopo l'infortunio, gli animali hanno dimostrato un marcato aumento della percentuale di errori degli arti anteriori. Le omolaterali errori per cento degli arti anteriori erano 26,97 ± 2,92%, 26,23 ± 2,84% e 22,06 ± 2,05% a 2, 4 e 6 settimane post-infortunio, rispettivamente (Figura 4A). È importante sottolineare che la menomazione degli arti anteriori in questo test è stato sostenuto per le 6 settimane.

Test di allevamento cilindro. La percentuale di forelimb omolaterale (sinistra + entrambi) l'utilizzo durante l'esplorazione è diminuito significativamente dopo SCI.Prima l'infortunio, gli animali usato la zampa anteriore omolaterale 75,12 ± 2,25%. Dopo la lesione gli animali usato il omolaterale forelimb 8,59 ± 1,80% a 2 settimane, 14,25 ± 2,65% a 4 settimane e 11,76 ± 2,66% a 6 settimane (Figura 4B).

Modificato prova Staircase Montoya. Il numero di pellet recuperati con la zampa anteriore omolaterale diminuita drasticamente dopo l'infortunio. Prima l'infortunio, gli animali raccolti 84,85 ± 2,88% dei premi in cibo. Tuttavia, alle settimane 2, 4 e 6 post-lesione, gli animali recuperati solo 30,91 ± 4,03%, 28,94 ± 4,38% e 25,86 ± 3,09% dei pellets (Figura 4C).

Preparando test. Ci sono state diminuzioni drammatiche nei punteggi governare dopo la lesione. Dopo SCI, i punteggi omolaterali governare erano 2 settimane: 2,00 ± 0,17, 4 settimane: 1,83 ± 0,17 e 6 settimane: 1,79 ± 0,11 (Figure 4D).

I risultati istologici

Sostanza bianca e risparmio di materia grigia. Un esempio di una lesione del midollo spinale ad una forza di 150 kdyn, angolo di 22,5 ° e mirare laterale di 1,4 mm è presentato in Figura 5. L'infortunio provocato danni rilevanti alla materia grigia e bianca sul lato omolaterale. Sia cortico-spinale e tratti rubrospinal sono stati feriti e 23 su 29 animali avevano danno parenchimale contenuta sul lato omolaterale. L'estensione longitudinale del danno della materia bianca e grigia erano 2400 e 2400 rostralmente caudalmente (Figura 6). Quando si aggiungono le sezioni di fornire una stima lordo degli "spread cumulativo" risparmio di materia bianca e grigia (2000 micron rostrale e caudale all'epicentro), il lato ipsilaterale aveva solo il 51,8% della sostanza bianca risparmiata e 39,7% di materia grigia rispetto al rimanente lato controlaterale (Figura 6).

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Figura 1. Infinite Horizon simulazione lesioni midollo spinale. A. Simulazione Infinite Horizon e in generale istituito. B. Struttura istituito. C. Close-up immagine del morsetto per lo svolgimento di processi trasversi cervicali. D. Specification (unità: pollici) del morsetto. Tolleranza consigliata <0.002 in (Choo et al. 2009). Clicca qui per ingrandire la figura .

Figura 2
Figura 2. A. Cornice illustrazione e corrispondente impostare fino a raggiungere la rotazione del midollo spinale di 0 ° (neutro) o B. 22,5 °, con l'obiettivo laterale di 1,4 mm.

Figura 3
Figura 3. Rappresentante forza e grafici spostamento per simulazione orizzonte infinito. La freccia indicates momento che la punta simulazione ha raggiunto il 20 kdyn e il punto in cui la registrazione di spostamento viene avviata. La forza effettiva viene letto dal picco della curva di forza rispetto al tempo e il corrispondente spostamento viene calcolato. I grafici seguenti rappresentano un tipico 150 contusione kdyn, A. Cilindrata vs grafico temporale, B. Forza vs grafico temporale. Questi grafici mostrano che la forza effettiva raggiunto è stato 152 kdyn, e lo spostamento d'urto nel midollo è stato misurato per essere 1287 micron. Clicca qui per ingrandire la figura .

Figura 4
Figura 4. Valutazioni comportamentali per la forza di 150 kdyn, angolazione d'urto di 22,5 ° e puntare di 1,4 mm a sinistra della linea mediana. A. Test di scala orizzontale. Prova di allevamento B. cilindro. C. Modified test di scala Montoya. D. Grooming test. La zampa anteriore omolaterale portato ad una significativa e sostened menomazioni rispetto alla zampa anteriore controlaterale.

Figura 5
Figura 5. Immagini rappresentative del midollo spinale danneggiato da rostrali 1600 caudale micron a 1600 micron.

Figura 6
Figura 6. Valutazioni istologiche. A. Percentuale di sostanza bianca e grigia risparmiato. La materia intorno al 2000 micron della epicentro del danno è stato in gran parte risparmiata. B. cumulativo bianco e grigio materia risparmiati entro il 2000 micron di l'epicentro del danno. Il lato ipsilaterale era significativamente meno risparmiato sostanza bianca e grigia rispetto al lato controlaterale. Clicca qui per ingrandire la figura .

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Discussion

In questo articolo descriviamo un modello unilaterale contusione cervicale con l'orizzonte infinito (IH) con una forza d'urto di 150 kdyn, un angolo di 22.5 ° off di verticale, laterale e di un obiettivo di 1,4 mm dalla linea mediana. Con queste impostazioni, siamo stati in grado di produrre sostenuti deficit comportamentali nella zampa anteriore omolaterale con rottura del parenchima contenuta in gran parte al lato ipsilaterale, in cui risultasse che danni considerevoli si è verificato verso le regioni in cui i tratti rubrospinal, reticulospinal, vestibulospinal e corticospinale ci si aspetterebbe correre. Lo sviluppo di questo modello si è verificato in una serie di tre esperimenti che hanno istituito la forza ottimale di lesioni, punto d'impatto off della linea mediana, e il grado di rotazione. In primo luogo, abbiamo scoperto che le forze di lesioni inferiori a 150 kdyn non ha prodotto deficit funzionali sufficienti e durature. Inoltre, con la punta simulazione colpisce il cavo verticale (cioè senza rotazione), abbiamo spesso osservato picchi nella fOrce curve a tempo contro, suggerendo che la punta di simulazione stava colpendo l'osso sul lato ventrale del canale spinale. Molti di questi animali, inoltre, non ha avuto gravi deficit funzionali o sostenuta. Coerentemente con questo, il danno istologico in questi animali con le punte forza improvvisa, ha rivelato il danno parenchimale che era insieme mite e molto lateralmente collocato all'interno del midollo spinale. Abbiamo quindi ruotato gli animali tali che la traiettoria della simulazione è stata 22,5 ° fuori della linea mediana verticale. Avendo la punta simulazione entrare più perpendicolare al midollo spinale, abbiamo risolto il problema della punta colpisce il pavimento ventrale del canale spinale, ma abbiamo osservato un notevole danno parenchimale sul lato controlaterale della colonna vertebrale. Infine, abbiamo puntato di simulazione a tre diverse distanze al largo di linea mediana, 1.0, 1.2 e 1.4 mm, con una forza di 150 kdyn e un angolo di 22.5 °. Abbiamo osservato che non vi sono differenze comportamentali tra mm 1.0, 1.2 e 1.4 settings, ma come destinazione l'impatto è stato spostato lateralmente, era più probabile che il danno parenchimale lordo potrebbe essere contenuta sul lato omolaterale. Siamo quindi arrivati ​​alle nostre impostazioni correnti contusione unilaterali di un infortunio al 150 kdyn consegnato a 22,5 ° fuori di verticale, con la punta di simulazione finalizzato 1,4 millimetri a sinistra della linea mediana.

Il razionale per realizzare modelli lesioni cervicali a disposizione per la sperimentazione di terapie SCI è chiaro: la maggioranza degli individui subiscono lesioni del midollo nel tratto cervicale, la funzione degli arti superiori è fondamentale per questi individui, e la sperimentazione clinica di nuovi interventi neuroprotettivi o neurorigenerativo si concentrano sempre più il cervicali pazienti SCI, al fine di utilizzare il recupero segmentale del motore come misura di esito. Lesioni al midollo spinale cervicale può avvenire tramite lacerazione, la compressione, o una contusione. Tra questi modelli lesioni, contusioni e lesioni di compressione rappresentano al meglio il processo fisiopatologico observita in umana SCI. 1,2,3 Secondo una recente indagine della comunità SCI di ricerca, il 72% dei 324 intervistati concorda che il pregiudizio contusione è il modello più lesioni clinicamente rilevante della SCI 1.

Poiché descrizione Reginald Allen del primo sperimentale peso-drop dispositivo per generare lesioni al midollo spinale in ambiente di laboratorio 4, un numero di dispositivi contusioni sono stati sviluppati nel tentativo di ottimizzare la riproducibilità e per simulare generalmente la patologia di infortuni. 3 Il New York University di simulazione utilizza componenti elettromeccanici per misurare lo spostamento del pregiudizio e della velocità durante calo di peso. 5,6 In questo caso, la gravità delle lesioni è dettata dall'altezza da cui cade il peso. Al contrario, nella Ohio State University (OSU), simulazione e il sistema progettato da lesioni multimechanism Choo et al. (2009), il massimo spostamento del midollo spinale è determinata, e la forza impariTed al midollo viene quindi misurata. La simulazione IH è distinto in cui l'utente determina la forza applicata, e quindi lo spostamento viene misurata. Sebbene ciascuno di questi sistemi (peso-drop contro lo spostamento di controllo contro il force-control) ha i suoi vantaggi teorici, la relativa facilità di utilizzo, disponibilità commerciale e la disponibilità di supporto tecnico del produttore del dispositivo di simulazione IH hanno reso sempre più popolare in Negli ultimi anni.

Dal punto di vista tecnico, si dovrebbe notare che modifiche significative sono state effettuate nel metodo per bloccare gli animali e fissandole prima dell'impatto (Figura 1). Per migliorare la coerenza delle nostre ferite e per accogliere l'anatomia unico del rachide cervicale, abbiamo stabilizzato gli animali con una custom-built sistema di bloccaggio che afferra saldamente i processi trasversi del rachide cervicale. 7 Poiché le fascette che vengono forniti con il IH d'urto hanno lo scopo di tenere la spiprocessi nous all'interno della colonna vertebrale toracica, abbiamo ritenuto che non erano così adatto per i processi di molto inferiori spinosi del rachide cervicale. Il telaio e il sistema di bloccaggio mantiene gli animali molto rigidamente durante l'urto, praticamente senza 'slittamento' tra il morsetto e la colonna vertebrale. 7 Il dispositivo di bloccaggio è relativamente facile da usare e applicare alla colonna vertebrale. Un certo numero di tirocinanti e tecnici di laboratorio hanno utilizzato con successo costante. Ulteriori dissezione dei tessuti molli più lateralmente al largo della parte dorsale del rachide cervicale è però necessaria al fine di cogliere i processi trasversali, e sanguinamento si possono incontrare nel farlo. L'emostasi è tipicamente ottenuta semplicemente applicando una leggera pressione con un piccolo pezzo di spugna chirurgica. Inoltre, il morsetto è stato progettato appositamente per gli animali nel range 300-350 gr di peso, e avrebbe bisogno di modifiche per accogliere gli animali più piccoli (anche se questo potrebbe probabilmente essere realizzato con distanziatori presentate between i due bracci della pinza).

Per quanto riguarda la destinazione desiderata della lesione, che mira a danneggiare sia il corticospinale (CST) e rubrospinal (RST) tratti del lato omolaterale unico, poiché questi sia giocare un ruolo nella funzione delle zampe anteriori dei roditori. 8 Nel nostro studio, funzionale deficit sono stati valutati con la scala orizzontale di test, test cilindro di allevamento, la cura del test e della scala Montoya. Sia il test di scala orizzontale e allevamento cilindro sono valutazioni di valore, dopo i modelli lesioni cervicali. 8,9,10,11 Il test di scala orizzontale costringe gli animali ad utilizzare entrambi i feriti e le loro arti anteriori illeso ottenere attraverso la scala, e, di conseguenza, le misure di prova la funzione compensativa e adattiva dell'arto anteriore. Durante il pre-infortunio di formazione, gli animali in genere si "afferrare" o riporre la loro zampa sulle sbarre con le loro cifre mentre attraversava la scala. Dopo contusioni cervicali gravi o moderate unilaterali, la maggior parte di questa funzione motoria è abolished, e gli animali non sono più in grado di collocare in modo coerente o afferrare i rami. 2,12 La prova di allevamento cilindro esamina il recupero naturale, analizzando l'uso volontario degli arti anteriori. In genere, l'uso della zampa anteriore feriti durante l'esplorazione si riduce drasticamente dopo l'infortunio. La perdita di queste funzioni sono probabilmente legati ad una combinazione di entrambi interruzione assonale e alla lotta dei motoneuroni all'epicentro della lesione, che innervano i muscoli come il deltoide, bicipite, estensore radiale lungo del carpo e l'estensore radiale del carpo muscoli brevis 13. Il test di governare, come il test di allevamento cilindro, esamina il comportamento lordo naturale degli animali. La scala modificata Montoya valuta le funzioni di cifre, o fine, il controllo degli arti anteriori. Sorprendentemente ad oggi, vi è un solo studio che ha utilizzato la scala a prova di Montoya modificato in cervicale SCI 14. Insieme, questi test valutano entrambi i componenti sottili e al lordo del totalele funzioni degli arti anteriori.

Altri studi hanno anche descritto i modelli contusione cervicale, che sono stati generalmente concepiti con alcune modifiche ad un pre-esistente dispositivo di contusione toracica. 2,12,15,16,17 Dunham et al. (2011), Popovich et al. (2010) e Sandrow et al. (2008) tutte sfruttate di simulazione IH. Dunham et al. (2011) ha caratterizzato il modello di lesioni con 100, 200 e 300 kdyn valutando al test del cilindro allevamento, Passerella gait analysis, test gestione vermicelli e test scala orizzontale. Popovich et al. (2010) ferita del midollo spinale cervicale con una forza di 175 kdyn e osservato i risultati funzionali utilizzando il test di piano inclinato, test allevamento cilindro e il test di BBB. Sandrow et al. (2008) usato una forza di 200 kdyn e conseguenti spostamenti di 1,6 a 1,8 mm e poi valutato gli outcome comportamentali con il test di locomozione forzata, la locomozione campo zampa anteriore aperto, prova di resistenza e griglia presa walk prova. Il lavoro precedente dal nostro laboratorio utilizzato la Ohio State University di simulazione di spostamento 1,5 millimetri per testare unilaterali contusioni cervicali (con una forza massima di 200 kdyn) 18. Gensel et al. (2006) ha utilizzato un Mascis / New York University di simulazione con 10 g a 6,5 ​​mm e 12,5 mm di altezza e valutati esito comportamentale con la toelettatura, test scala orizzontale, test allevamento cilindro e Semi-Automated Test Walkway (Catwalk analisi del cammino). Soblosky et al. (2001) utilizzato caduta di uno Allen modificato il dispositivo di peso (10.5 g) agli animali lesioni ad altezze 5,00, 2,50 o 1,25 mm su un angolo di 25,0 °, e valutato la prova di scala orizzontale e prova di allevamento cilindro per valutare il recupero comportamentale. E 'difficile confrontare il nostro modello lesioni allo studio di Sandrow et al. (2008), poiché nessuno dei test funzionali si sovrappongono con il nostro studio. Quando si confrontano i risultati funzionali ad altri studi, il nostro attuale modello di lesioni IH è generalmente meno grave al 300kdyn gruppo Dunham et al. (2011), ma più grave rispetto ad altre relazioni unilaterali contusione cervicale. Gli animali del nostro modello di lesione non erano in grado di eseguire i test funzionali fino a due settimane dopo la lesione, mentre altri modelli lesioni iniziare i test funzionali a partire 1 settimana dopo l'infortunio. Per la prova scala orizzontale, Soblosky et al. (2001) riportato il numero totale di scivola senza il numero totale di passi. La percentuale di errore ipsilaterale a 6 settimane post-infortunio per il nostro modello attuale è di circa il 25%, rispetto allo studio di Lee et al. (2010) e Gensel et al. (2006), che ha riportato errori nella gamma di 10 - 15% e Dunham et al. (2011) che ha segnalato il 40% di errore per il gruppo kdyn 300 e 20% per i 100 e 200 gruppi kdyn. Per la prova allevamento cilindro, Popovich et al. (2010) hanno riportato la durata di allevamento. Il nostro 15-20% di utilizzo della zampa anteriore omolaterale per l'angolo di 22.5 ° era paragonabile a quella riportata con un 5.0 peso goccia mm. Dodici Confrontando i deficit comportamentali risultanti dalla simulazione NYU, Gensel et al. (2006) riporta un totale abolizione dell'uso zampa anteriore omolaterale per l'altezza 12,5 mm. Dunham et al. (2011) ha riferito circa 5, 10 e 20% l'utilizzo degli arti anteriori omolaterale per gli animali kdyn 100, 200 e 300. Per la prova di governare, i nostri animali ha segnato meno dei gruppi di lesioni riportate da Gensel et al. (2006).

Istologicamente, il modello qui presentato lesioni induce generalmente il maggior danno parenchimale rispetto ai modelli hemicontusion altre lesioni cervicali, ma meno del danno riportato da Popovich et al. (2010). L'estensione rostrale e caudale del nostro pregiudizio era 4,8 mm, rispetto a 8,0 mm in Popovich et al., 4,0 millimetri in Lee et al. e 3,6 mm in Gensel et al. studi che utilizzano il dispositivo di simulazione IH, New York University OSU simulazione e di simulazione, rispettivamente. 2,18 All'epicentro lesione, abbiamo trovatocirca 20% materia grigia risparmiato nel nostro modello lesioni, rispetto a Lee et al. (2010) al 10%, Gensel et al. (2006) a 20-50%, e Soblosky et al. (2001) al 31-99%. Per sparing materia bianca, il modello qui presentato lesioni lasciato circa il 20% del tessuto rimanendo l'epicentro rispetto al 30% in Lee et al, (2010), 5 - 10%. In Gensel et al, (2006) e 18 - 62. % in Soblosky et al., (2001) l'epicentro lesione. Nello studio, da Lee et al., (2010) tratto rubrospinal subito un pregiudizio notevole, ma il tratto corticospinale spesso appariva intatto. Popovich et al. (2010) hanno riportato abolizione completa dei due tratti. Gensel et al. (2006) ha riportato danni parziali al tratto corticospinale e la completa distruzione del tratto rubrospinal per entrambe le impostazioni di altezza. Soblosky et al. (2001) riferisce danneggiamento parziale del tratto rubrospinal, ma nessun danno per il tratto corticospinale. Questi rapporti ulteriormente far rispettare la importanza di ferendo entrambi i tratti che discendono al fine di produrre sufficienti deficit funzionali 19. Vale inoltre la pena notare che in Popovich et al. (2010), Gensel et al. (2006) e Soblosky et al. (2001), lesioni estesa anche al lato controlaterale. L'importanza di questo numero di estensione verso il lato opposto nel nostro modello è discutibile, dato che non c'erano differenze comportamentali tra le lesioni finalizzate 1,0, 1,2 e 1,4 mm off della linea mediana (dati non pubblicati), ma sarebbe auspicabile contenere l' lesioni a lato ipsilaterale, dal momento che abbiamo usato il lato controlaterale come controllo 'indenne'. Mentre non vi era, in alcuni animali, alcuni crossover di danni parenchmyal al lato controlaterale, questo è stato minimo. Se si confronta la rappresentazione della materia danno bianco e grigio sia come rapporto tra i lati omolaterali e controlaterale, o come l'entità assoluta del danno, non vi era praticamente alcuna differenza (dati non pubblicati).

e_content "> In conclusione, si segnala lo sviluppo di una lesione unilaterale contusione, e spero di fornire dettagli sufficienti sul suo sviluppo e la tecnica. Gli utenti che desiderano studiare preclinici terapie SCI può impiegare un tale modello, utilizzando un dispositivo d'urto che è ampiamente disponibile (simulazione orizzonte infinito). Attualmente stiamo utilizzando il modello per valutare gli interventi neuroprotettivi, con la speranza di fornire un importante sostegno preclinico probatorio per trattamenti specifici prima della traduzione umana.

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Disclosures

Non ci sono conflitti di interesse dichiarati.

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

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References

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