استخدام التآزر من الخلايا العصبية السلائف والببتيدات الذاتي تجميع في التجريبية عنق الرحم إصابة الحبل الشوكي

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:

 

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Zweckberger, K., Liu, Y., Wang, J., Forgione, N., Fehlings, M. G. Synergetic Use of Neural Precursor Cells and Self-assembling Peptides in Experimental Cervical Spinal Cord Injury. J. Vis. Exp. (96), e52105, doi:10.3791/52105 (2015).

Please note that all translations are automatically generated.

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

Abstract

إصابات في النخاع الشوكي (SCI) تسبب انخفاض خطير في جهازه العصبي والآثار النفسية والاقتصادية والاجتماعية للمرضى وأسرهم. سريريا، وأكثر من 50٪ من اصابات النخاع الشوكي تؤثر على العمود الفقري العنقي 1. ونتيجة لذلك الإصابة الأولية، سلسلة من آليات الثانوية بما في ذلك التهاب، وموت الخلايا المبرمج، وإزالة الميالين تحدث تؤدي في النهاية الى ظهور ندوب الأنسجة وتطوير تجاويف داخل النقي 2،3. كلا تمثل الحواجز الفيزيائية والكيميائية لزرع الخلايا، والتكامل، والتجدد. لذلك، وتشكيل البيئة المثبطة وسد التجاويف لخلق بيئة داعمة لزرع الخلايا وتجديدها هو الهدف العلاجي واعد 4. هنا، يتم وصف نموذج كدمة / ضغط SCI عنق الرحم باستخدام مقطع تمدد الأوعية الدموية. هذا النموذج هو أكثر أهمية سريريا من نماذج تجريبية أخرى، منذ transection كاملة أو تمزقات من الحبل نادرة. أيضا في comparison إلى نموذج انخفاض الوزن، والتي في ضرر معين الأعمدة ظهر، يظهر ضغط كفافي من الحبل الشوكي مفيد. كليب قوة إغلاق ومدة يمكن تعديلها لتحقيق مختلف شدة الإصابة. حلقة الربيع يسهل معايرة دقيقة وثبات القوة كليب. في ظل الظروف الفسيولوجية، والببتيدات الذاتي تجميع الاصطناعية (SAP) تجميع الذاتي في ألياف النانو، وبالتالي، وجهت نداء لتطبيقها في SCI 5. ويمكن حقنه مباشرة في الآفة التقليل من الأضرار التي لحقت الحبل. برامج التكيف الهيكلي هي هياكل حيويا نصب السقالات لسد تجاويف داخل النقي، وبالتالي، تجهيز الحبل تلف لعلاجات التجدد. K2 (QL) 6K2 (QL6) هو SAP الرواية التي أدخلها دونغ وآخرون للتر. 6 وبالمقارنة مع الببتيدات الأخرى، QL6 يجمع الذاتي إلى β اوراق عند pH محايدة بعد 6 .14 أيام SCI، بعد الحادة المرحلة، برامج التكيف الهيكلي تحقن في مركز الآفة والخلايا العصبية السلائف (NPC) هم injeالمديرية التنفيذية في أعمدة الظهرية المجاورة. من أجل دعم بقاء الخلية، يتم الجمع بين زرع مع الإدارة تحت الجافية مستمرة من عوامل النمو من خلال مضخات صغيرة التناضحي لمدة 7 أيام.

Introduction

ترتبط أكثر من 50٪ من إصابات في النخاع الشوكي في العمود الفقري العنقي. في وضع السريرية وصفها آليتين المرضية في جسم المريض رئيسية: كدمة الأولية من الحبل الشوكي، وبالتالي، فإن الضغط المستمر الناجم عن كسور العظام، ونزيف أو تورم الأنسجة.

مقطع تمدد الأوعية الدموية يقلد كدمة / نموذج ضغط كل من الآليات الفيزيولوجية المرضية: التقاط مقطع تنتج كدمة ومدة قطة يمثل عنصر ضغط، وتلقت شباكه أن ضغط في المرافق الصحية الناجمة عن كسور العظام، ونزيف أو تورم الأنسجة تعد هامة الماضي. يتم تعديل مقطع تمدد الأوعية الدموية التي يستخدمها الربيع عصابة ضمان قوة بالضبط وقابلة للتكرار لقطة. وخصوصا بالمقارنة مع نصفي transection أو نموذج كدمة، هذا الكليب تمدد الأوعية الدموية يحاكي نموذج أفضل الإعدادات السريرية. بينما المرضى الذين يعانون من إصابات الصدر يعانون من الشلل النصفي، ومعظم المرضى الذين يعانون ينج عنق الرحمuries هي tetraplegic وتعتمد اعتمادا كليا. بنية التشريحية من الحبل عنق الرحم، ومع ذلك، يظهر اختلافات كبيرة مقارنة مع الصدر أو العمود الفقري القطني، وبالتالي، يتم تناول على وجه الخصوص في هذا البروتوكول.

تطوير تجاويف داخل النقي وتندب الأنسجة هي العقبات لتحقيق الانتعاش والتجدد. للتغلب على هذه العوائق استخدام المواد سقالة هو نهج واعد. الببتيدات الذاتي تجميع يمكن حقنه مباشرة في بؤرة الآفة. هناك والتجمع في السقالات نانو الألياف سد تجويف وتحسين البيئة المثبطة عن طريق الحد من الالتهابات والندبات الأنسجة. في حين أن المواد الصلبة تسبب ضررا كبيرا للنخاع الشوكي خلال زرع، والببتيدات السوائل يمكن حقن بأمان ودون ضرر إضافي شديد.

تحسين البيئة المثبطة مع الببتيدات الذاتي تجميع قبل زرع الخلايا الجذعية، وبالتالي، ودعم خلية طntegration، والتمايز، وأخيرا، والانتعاش وظيفية، بعد عنق الرحم إصابة الحبل الشوكي.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

ملاحظة: تمت الموافقة على بروتوكول تجريبي التالية من قبل لجنة رعاية الحيوان لشبكة الصحة جامعة (تورنتو، كندا) ويتماشى مع السياسات المعتمدة في دليل لرعاية واستخدام حيوانات التجارب من قبل المجلس الكندي للرعاية الحيوان أعدت .

1. عنق الرحم تمدد الأوعية الدموية كليب كدمة / ضغط نموذج

  1. قبل أدوات الجراحة الأوتوكلاف والحفاظ على ظروف معقمة أثناء إجراء surgcial بأكمله عن طريق وضع الصكوك في 70٪ حمام الكحول.
  2. تخدير الفئران ويستار (250-270 ز) مع مزيج من الأكسجين (O 2)، وأكسيد النيتروز (N 2 O) (1: 1)، و1،8-2،2٪ الأيزوفلورين ودعم التنفس التلقائي عبر قناع التخدير الغاز. لتحريض التخدير تبدأ مع 5٪ الأيزوفلورين لمدة 1 دقيقة والحد بعد ذلك. قبل البدء في عملية جراحية، وعمق السيطرة على التخدير بإعطاء بالألم (مثل في الكفوف). تطبيق المراهم الدهنيةفي عيون لتجنب جفاف ومنع العدوى اللاحقة.
  3. وضع الفئران على وسادة التدفئة (37 ° C) وإصلاح الرأس في إطار المجسم.
  4. حلق المنطقة الجراحية حول العمود الفقري العنقي وتطهير مع اليود البوفيدون والكحول 70٪.
  5. جعل شق خط الوسط فوق العمود الفقري من فقارة عنق الرحم (C2) ووصلت إلى الناتئ بارز في الصدر الفقري الجسم 2 (T2).
  6. قطع طريق الطبقة الخارجية للعضلات العمود الفقري مباشرة على خط الوسط (لتجنب النزيف) في اتجاه القحف الذيلية وزيادة تشريح طبقات أعمق العضلات بصراحة حتى تصل إلى الشوكي الناتئ والصفائح. إدراج الكامشات.
  7. توجيه للالشوكي الناتئ بارز في T2 الجسم فقرة لمراقبة المستويات المستهدفة لالثقب. بعد تحديد وإعداد العمليات الجراحية الصغرى للصفيحة المختارة، قطع طريق flavae رباط لتخفيف الصفائح والناتئ الشوكي. وأخيرا، جالتحرير من خلال صفيحة مع الجانبية مجز العظام إلى الحبل الشوكي وإزالة تلك بلطف، وتجنب أي ضغط على الحبل الشوكي نفسه.
    ملاحظة: الأكثر شيوعا المستويات هي C5 / 6، C6 / 7، أو C7 / T1. معدل وفيات المحيطة بالجراحة يزيد من أكثر منقاري مستوى الإصابة. نزيف من الجيب الوريدي حول الفقرات الشائع ويمكن معالجتها من خلال ضغط دقيق مع الاسفنج.
  8. قبل إدراج مقطع لالهلع في الحبل، وتحديد جذور الأعصاب الناشئة لتجنيب منهم من لقطة (وخصوصا على مستوى C5 / 6).
  9. من أجل ضمان سلاسة تحريض كليب، وتخفيف الجافية بطني من الجانب الظهري من الهيئات الفقري مع ربط وإعداد ممر للمقطع.
  10. وأخيرا، إدراج مقطع مفتوح والسماح لها المفاجئة اغلاق (الإغلاق السريع) لتحقيق إصابة كدمة. كليب قوة إغلاق ومدة إغلاق مقطع تحدد شدة الصدمة ومدى الضغط. عادة تستخدم قوى كليب من بين 15-35 غرام وclippiمدة نانوغرام من سبيل المثال 1 دقيقة. (الشكل 1).
  11. بعد إزالة مقطع، والتكيف مع عضلات في 2 طبقات وإغلاق الجرح.
  12. وقف التخدير والسماح أعقاب الحيوان تحت المراقبة المستمرة الخاصة بك حتى يستعيد وعيه كافية لالاستلقاء القصية. وأخيرا، وضعت الفئران في قفص واحد واتباع المبادئ التوجيهية العلاج بعد الجراحة.
  13. منذ الحيوانات تتصارع مع شدة هذا النوع من الإصابة، يجب إيلاء اهتمام خاص للعلاجات ما بعد الجراحة:
    1. إدارة المسكنات (البوبرينورفين وميلوكسيكام لمدة 3 أيام و 5 أيام على التوالي وفقا للأعراض السريرية).
    2. منح إضافية تحت الجلد محلول ملحي لمدة 3 أيام (2 مرات في اليوم، 5-10 ملليلتر (مل)).
    3. توفير المضادات الحيوية في مياه الشرب 2 أيام قبل وحتى 7 أيام بعد الجراحة (مثل Moxifloxacine)
    4. ضغط على المثانة البولية 2-3 مرات في اليوم حتى استعادة وظيفة المثانة هو ثابتواضح لاي.
    5. مراقبة العجز العصبية وحالة فسيولوجية الحيوانات تشغيلها مرة واحدة على الأقل في اليوم.

2. عن طريق الحقن برامج التكيف الهيكلي والشخصيات (بعد 14 يوما الإصابة)

  1. لحث التخدير كما هو موضح في 1.1. إلى 1.3، وتحديد رأس فأر في إطار المجسم، وإزالة الغرز أو مقاطع الجرح، وتطهير الجرح والمنطقة الجراحية مع اليود البوفيدون والكحول 70٪.
  2. تشريح بعناية عضلات مجاورة للفقرة، إدراج الكامشات، وإزالة ندبا مجهريا من الجافية، وإعادة فضح-موقع الآفة.
  3. إعداد برامج التكيف الهيكلي في تركيز 1٪ (ث / ت) لإجراء جل المصفوفة خارج الخلية. برامج التكيف الهيكلي QL6 لديها درجة الحموضة متوافقة من الناحية الفسيولوجية ولا تحتاج إلى تخزينها مؤقتا قبل الحقن. لرؤية برامج التكيف الهيكلي في الحبل الشوكي، واستخدام مشابه الفلورسنت من QL6 (QL6-FITC).
  4. حقن برامج التكيف الهيكلي (5 ميكروليتر (ميكرولتر) في مركز الآفة، وزعت في 2 أجزاء، كل2.5 ثنائية ميكرولتر من خط الوسط. استخدام حقنة هاميلتون متصلا إطار المجسم مع الزجاج الشعرية الصغيرة (100 ميكرومتر (ميكرون) القطر الخارجي (OD)). فتح الجافية بعناية مع غيض من إبرة حادة، وتضاف الشعرية الزجاج stereotactically 2 ملليمتر (مم) في الحبل الشوكي صدمة.
  5. بعد حقن 1/3 من حجم، وإزالة الإبرة إلى 1.5 ملم العمق، وبعد مزيد من 1/3 إلى 1 ملم. بعد حقن وحدة التخزين بالكامل، وقبل إزالة المحقنة، انتظر 5 دقائق لتحقيق الاستقرار في تشكيل هلام.
  6. لتوليد الشخصيات، واستخدام الفئران البالغة DsRed (أو YFP الفئران إيجابية والأخضر) وعزل وزراعة منهم من منطقة paraventrical 4،18،21.
  7. تقييم جدوى الشخصيات التي التريبان الأزرق تلطيخ تشير إلى وجود ~ 90٪ الخلايا الحية في تعليق خلية. تمييع الخلايا في متوسطة النمو (50 × 103 خلايا الحية / ميكرولتر) ومن ثم استخدامها لزرع الخلايا.
  8. جعل أربعة 2 ميكرولتر (8 ميكرولتر إجمالي فولوم، تحتوي على 4 × 10 5 الشخصيات) الحقن داخل النخاع ثنائيا في 2 مم منقاري والذيلية من موقع الإصابة. بعد افتتاح الجافية، أدخل هاميلتون الزجاج الشعرية الصغيرة 1.5 مم تحت السطح الظهري للحبل الشوكي وحقن 2 ميكرولتر من تعليق الخلية. اختيار معدل الحقن في حوالي 0.5 ميكرولتر / دقيقة (دقيقة).
  9. في نهاية كل حقنة وقبل إزالة الشعيرات الدموية خارج النخاع، انتظر 1 دقيقة على الأقل السماح الأنسجة تمتد لاستيعاب حجم الخلية الجديد. (الشكل 2)

3. زرع تحت الجافية مضخات للنمو تطبيق عامل

  1. من أجل إثراء السائل الشوكي الدماغي (CSF) مع عوامل النمو دعم بقاء الخلية، واستخدام مضخات صغيرة التناضحي تمييع عوامل النمو الفرعية durally جميع أنحاء 7-14 أيام، مع معدل التخفيف من 0.5 ميكرولتر / ساعة، قطر قسطرة 0.04 سم OD، وحجم الخزان من 100 ميكرولتر.
  2. اختيار عوامل النمو فضل(على سبيل المثال، الدماغ المستمدة عامل النمو (BDGF)، وعامل نمو البشرة (EGF)، عامل نمو الخلايا الليفية (جمعية جيل المستقبل))، وملء مضخات 6-10 ساعة غرس مسبق، وتتوازن مضخات في حمام مائي عند 37 درجة مئوية.
  3. مباشرة بعد الحقن مجلس الشعب، وإعداد عطلة تحت الجلد لوضع المضخة. المواقع المفضلة هي الأجنحة الجانبية للthoraco- منطقة البطن تجنب الانزعاج المحلية الرئيسية التي تسببها المضخة نفسها.
  4. للحصول على أعلى تركيز من عوامل النمو، وضمان أن الطرف المفتوح للقسطرة ينتهي قريبا من موقع الآفة. ولذلك، إجراء تخطي-الثقب لمستوى العلوي أو السفلي المجاور. على سبيل المثال، إذا كان SCI هو في C7 / T1، إجراء الثقب صغير من C5.
  5. وضع مضخة في عطلة تحت الجلد، وتقصير القسطرة لطول اللازم، وضمان الحصول عليها مع العديد من الغرز (6.0) على عضلات مجاورة للفقرة تجنب أي خلع المرتبط الحركة.
  6. بعد فتح الجافية (على سبيل المثال، في C5) مع طرف حادمن إبرة، وإدخال قسطرة في الفضاء تحت الجافية والسماح لها تنزلق في اتجاه الذيلية دون أي مقاومة ودون إصابة الحبل. الصفيحة تخطي من مثل C6 تخدم النقطة إضافية للتثبيت واستقرار القسطرة.
  7. تأكد من أن القسطرة يعمل بسلاسة ولا أضعاف.
  8. العضلات وثيقة بعد طبقة، والجلد، مع الغرز أو مقاطع. (الشكل 3)
  9. وقف التخدير والسماح أعقاب الحيوان تحت المراقبة المستمرة الخاصة بك حتى يستعيد وعيه كافية لالاستلقاء القصية. وأخيرا، ووضعها مرة أخرى في قفص واحد واتباع المبادئ التوجيهية العلاج بعد الجراحة.
  10. توفير العلاج بعد الجراحة الخاصة، على الرغم من ذلك، قد الحيوانات قد تعافى جزئيا في هذه النقطة الزمنية:
    1. إدارة المسكنات (Buprenorthine وميلوكسيكام لمدة 3 أيام و 5 أيام على التوالي وفقا للأعراض السريرية).
    2. توفير المضادات الحيوية في زجاجات المياه 2 أيام قبل حتى7 أيام بعد الجراحة (مثل Moxifloxacine).
    3. مواصلة الضغط على المثانة البولية، وإذا كان لا يزال ضروريا.
    4. إعطاء السوائل تحت الجلد إضافية، إذا يبدو أن الفئران المجففة.
    5. حافظ على مراقبة وظيفة الجهاز العصبي وحالة فسيولوجية الحيوانات تشغيلها مرة واحدة على الأقل في اليوم.
    6. إدارة العلاج المناعي 2 أيام حقن مجلس الشعب السابق وحتى 7 أيام آخر transplanation (المينوسكلين) وحتى التضحية (sandimmune)، على التوالي.

4. تقييم الأنسجة

  1. تضحية الحيوانات في نهاية الوقت المراقبة (على سبيل المثال. 4 أسابيع بعد SCI) في التخدير العميق (5٪ الأيزوفلورين لمدة 2-3 دقيقة) ويروي لهم transcardially مع 50 مل الباردة (4 ° C) المالحة تليها 150 مل الباردة 4 ٪ امتصاص العرق في 0.1 M الفوسفات مخزنة المالحة (PBS).
  2. إزالة الحبل الشوكي ووضعها في بارافورمالدهيد 4٪ في 0.1 M الفوسفات مخزنة المالحة (PBS) لمدة 24 ساعة.
  3. توفير cryosections طولية بسماكة <30 ميكرون.
  4. لتلطيخ المناعى من كل نواة الخلية توفير استخدام خلفية دابي (1: 1،000). الشخصيات الإيجابية DsRed تظهر حمراء، QL-6 FITC يظهر الأخضر، وعلى حد سواء وبالتالي لا تحتاج إلى أن تكون ملطخة خصيصا. (الشكل 4).
  5. لالمجهر الإلكتروني (SEM) السماح عينات نقع في غلوتارالدهيد في 4 درجة مئوية لمدة 2 ساعة، يذوى منهم ببطء في 10 خطوات٪ ​​زيادة من الإيثانول لمدة 5 دقائق ووضعها في ضغط السائل CO 2 سيفون لمدة 1 ساعة. السقالات معطف مع الذهب باستخدام المغطي تفل. التقاط صور مع المجهر الإلكتروني الماسح هيتاشي S-3400N. (الشكل 5)

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

عند تنفيذ الإجراء المبين أعلاه، سوف تحصل على سقالة SAP سد تجويف وتقديم وتحسين البيئة المثبطة، وأقل اخافة الأنسجة وزيادة في البقاء على قيد الحياة NPC الشكل 4 يظهر المقطع الطولي من الحبل الشوكي الفئران التي تم الحصول عليها في موقع الإصابة 6 أسابيع بعد اصابات النخاع الشوكي و 4 أسابيع بعد QL6 SAP الحقن وزرع مجلس الشعب. تم حقن الببتيدات QL6 بنجاح في الحبل، وتجميعها في بؤرة وتنتشر rostro-نحو caudally في شبه الظل. المجهر الالكتروني التصوير مزيد من العروض، في الشكل 5، والتجمع من 1٪ (ث / ت) الببتيدات QL6 إلى سقالة ألياف نانوية في غضون 2 ساعة المخفف في الحلول PBS.

توفر هذه المصفوفة على تحسين البيئة المثبطة المساهمة في زيادة بقاء الخلايا وتمايز الخلايا، وأقل تندب الأنسجة ويؤدي إلى فرصة أفضل للانتعاش وظيفية في نهاية المطاف.

لدى عودتهم 1 "SRC =" / الملفات / ftp_upload / 52105 / 52105fig1highres.jpg "/>
الشكل 1: كليب نموذج كدمة / ضغط تمدد الأوعية الدموية (A) الصورة من خلال الميكروسكوب الجراحي بعد الثقب من C7 / T1 وكليب كدمة / ضغط على الحبل الشوكي من الفئران (B) صورة من مقطع مع عصابة الربيع ضامنة الدقيق. إغلاق القوة.

الشكل 2
الشكل 2: نقاط حقن برامج التكيف الهيكلي والخلايا الجذعية التوضيح الرسومية من النقاط الحقن: الحقن 2 SAP يقوم stereotactically في بؤرة الآفة، تليها 4 حقن الشخصيات في الأعمدة الظهرية المجاورة مع مسافة 2 مم الذيلية ومنقاري من مركز الزلزال.

الشكل (3)
(A) مزروع القسطرة تحت الجافية من أجل إدارة عوامل النمو: هو ثابت القسطرة من قبل العديد من الغرز 6.0 في عضلات محيطة بالنخاع. فتحة صغيرة من الجافية في C5. المواقع تحت الجافية من القسطرة مع نهاية القسطرة مفتوحة قريبة من موقع الآفة في C7 / T1. (B) قسطرة متصلة مضخة صغيرة وضعت في عطلة تحت الجافية على الجناح الجانبية.

الشكل (4)
الشكل 4: تسليم الناجح لبرامج التكيف الهيكلي والشخصيات في الحبل الشوكي العنقي تلطيخ الفلورسنت (دابي الخلفية، الزرقاء) من المقطع الطولي من الحبل الشوكي صدمة من الفئران. وتجميع برامج التكيف الهيكلي المسمى (QL6-FITC والأخضر) في بؤرة الآفة. الشخصيات حقن (DsRed إيجابية والأحمر) وتنتشر فيالاتجاهات منقاري والذيلية. يشير مقياس شريط إلى 5 ملم.

الرقم 5
الشكل 5: ألياف نانوية سقالة تشكيل المجهر الضوئي إلكترون (SEM) صورة تظهر تشكيل سقالة ألياف نانوية برامج التكيف الهيكلي تجميعها. يشير مقياس شريط إلى 1 ميكرومتر).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

وقد تم تطوير هذا البروتوكول لتمكين القارئ لأداء نموذج إصابة عنق الرحم في الفئران واستخدام نهج العلاج جنبا إلى جنب مع برامج التكيف الهيكلي والشخصيات تعزيز الانتعاش أفضل بعد اصابات النخاع الشوكي العنقي.

لا سيما بالمقارنة مع غيرها من النماذج الصدمة عنق الرحم، مثل (هيمي) -transection نموذج أو نماذج انخفاض الوزن وارتجاج، يمثل مقطع كدمة / نموذج ضغط كل من الآليات الفيزيولوجية المرضية الصدمة الكبرى - كدمة وcompression- وبالتالي يحاكي أفضل الظروف السريرية. في حين أنها راسخة للاستخدام في الجرذان والفئران الصدر العمود الفقري 7-11، وقد تم مؤخرا تكييفها للاستخدام في العمود الفقري العنقي. وكانت هذه خطوة هامة منذ إصابات في النخاع الشوكي عنق الرحم هي ينظر في معظم الأحيان في العيادة والتشريح عنق الرحم يختلف اختلافا كبيرا من العمود الفقري الصدري. وعلاوة على ذلك، والمرضى الذين يعانون من اصابات النخاع الشوكي العنقي خزل رباعي حريصون على استعادة جزئية على الأقل و السياراتمرهم من أطرافهم العليا.

الجوانب الصعبة من اصابات النخاع الشوكي العنقي التجريبي، ومع ذلك، فإن ارتفاع معدل الوفيات الذي يزيد في اتجاه منقاري من C7 إلى C5 ويمكن أن تصل إلى 20-30٪ في العمود الفقري العنقي المتوسطة والعليا. وعلاوة على ذلك، والجذور العصبية الناشئة (خاصة في C5 / 6) حساسة للتلاعب، وذلك في حالة لم يتم الحفاظ عليها، والضرر وتهيج قد يسبب المضغ من الكفوف الأمامية مما أدى إلى ضرورة ذبيحة في وقت مبكر من الحيوانات. بشكل عام، والحيوانات مع عنق الرحم إصابة الحبل الشوكي تحتاج إلى الكثير من الاهتمام والرعاية بعد العمليات الجراحية وتظهر بالطبع أطول للانتعاش. من ناحية أخرى، بالإضافة إلى إعداد الجراحي الدقيق، وهذه القضايا يمكن معالجتها جزئيا من خلال تكييف خطورة الاصابة عن طريق تحديد قوة إغلاق كليب المناسب (على سبيل المثال 15-35 ز) ووقت كاف لقطة (على سبيل المثال 1 دقيقة). تعديل هذه المعايير تؤدي إلى بالقسوة مختلفة من الإصابة (معتدل، moderaالشركة المصرية للاتصالات، أو SCI شديد). وعلاوة على ذلك، قد يكون هناك خطر التبعية الجراح أو التوزيع غير العادل للضرر. لمعالجة هذه القضايا استخدام قضيب كليب هو خيار حيث يتم تحريرها مقطع دائما، وبالتالي مغلقة مع نفس السرعة، وبالتالي سرعة. قبل التقاط مقطع وهي ملزمة لضمان مقطع ديه موقفها الصحيح ويرفق الحبل الشوكي بأكمله على حد سواء. التحدي جراحي خاص يكمن في إعادة التعرض للموقع الآفة إزالة ندبا من الجافية. فمن المستحسن أن يتم تنفيذ هذا الإجراء الجزئي جراحيا، وذلك باستخدام إعداد حاد، وتجنب أي ضغط أو سحب من الحبل ثابتة.

وقد تم تحديد الببتيدات الذاتي تجميع وجود إمكانيات لسد تجويف وعلاوة على ذلك، لتحسين البيئة المثبطة في موقع الآفة أخيرا حتى يؤدي إلى تجدد المحاور وتنتشر 5، 12،13،14. QL-6 ألياف النانو تجميع لالسقالات سدتجويف داخل النخاع، وبالتالي، يمكن أن توفر مصفوفة لتنتشر محور عصبي وتجديد وتحسين البيئة المثبطة قبل زرع الخلايا. مزايا هذه الببتيدات تكمن في اللزوجة المنخفضة على (السائل) والرقم الهيدروجيني محايدة. وخصوصا بالمقارنة مع الهلاميات المائية أو السقالات الأنسجة عالية لزج، يمكن أن برامج التكيف الهيكلي حقن بسهولة في الحبل الشوكي المصاب وإصابات إضافية مستمدة من حقن نفسه محدودة.

وعلى الرغم من QL6 ألياف النانو نفسها قد تؤدي إلى تحسين بقاء الخلية 4،15، مع ذلك، يبدو أن استخدام عوامل النمو ليكون من المفيد 16،17،18،19،20،21. أنها يمكن أن تدار إما عن طريق الهلاميات المائية الإفراج عن نمو العوامل 22، أو عن طريق تطبيق عن طريق مضخات التناضحي (كما هو موضح أعلاه). مضخات التناضحي متصلة القسطرة تحت الجافية توفر ميزة بيان المستمر وتسيطر عليها، وبالتالي، والإثراء من السائل الشوكي العنقي (CSF). وضع القسطرة تحت الجافية، ومع ذلك، هو تشاllenging خاصة فيما يتعلق تندب واسعة يمكن أن تكون قد وقعت بعد عدة أسابيع بعد الإصابة.

من أجل توفير ظروف الأنسجة جيدة للبقاء مجلس الشعب والتكامل، وقد اختار العديد من الدراسات نقاط الحقن في المادة البيضاء المجاورة، 2 مم منقاري أو الذيلية لموقع الآفة وليس مباشرة في بؤرة الآفة 4،15،18. هناك، الشخصيات لديها فرصة أفضل للبقاء على قيد الحياة، والتكامل، والتمايز في الخلايا النجمية، قليلة التغصن أو الخلايا العصبية، ويمكن أن تهاجر نحو أو إلى الآفة مما أدى تنتشر محور عصبي وتحسين الربط المحاور.

بعد اتقان هذه التقنيات هذا قد البروتوكول المقترح اعتمادها من قبل المستخدمين الفرديين وفقا الضروريات ومصالحهم التي تشمل إدخال تعديلات على مستوى وشدة الإصابة، واستخدام أنواع مختلفة الخلية أو عوامل النمو، أو إضافة مواد العصبية واقية أخرى .

فيملخص والعلاج جنبا إلى جنب مع برامج التكيف الهيكلي والشخصيات قد تقدم مقاربة الرواية واعدا بتذليل العقبات الأكثر تحديا في علاج اصابات النخاع الشوكي: تسوس الأسنان وتندب الأنسجة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

ونود أن نشيد بالدعم التمويل لهذا العمل من المعاهد الكندية لأبحاث الصحة (CIHR)، ومؤسسة Krembil الأسرة، ورئيس هولبرت في إصلاح العصبية والتجديد، فيليب وبيغي DeZwirek، وغوردون ياو للمساهمة في الشكل 2 . وقد تم تمويل كلاوس Zweckberger من خلال منحة من "دويتشه Forschungsgesellschaft" (DFG).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Aneurysmal clip SharpTech
Surgical microscope Leica
Micro injection system World Precision Instruments, Inc.
Small animal stereotaxic instrument David Kopf Instruments
Hamilton syringe Hamilton company
Subdural pumps Alzet osmotic micro pump 1007D
Surgical instrument Fine Science tools
Isoflurane USP Pharmaceutical Partners of Canada Inc.
0.9% Sodium Chloride injection USP Baxter
7.5% Povidone iodine Purdue Pharma
70% Isopropyl alcohol USP GreenField Ethanol Inc.
QL6 SAP Covidien
0.4% Trypan blue Gibco
Platelet-Derived Growth Factor (PDGF) Sigma
Epidermal Growth Factor (EGF) Sigma
Fibroblast Growth Factor (FGF) Sigma

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Sekhon, L. H., Fehlings, M. G. Epidemiology, demographics, and pathophysiology of acute spinal cord injury. Spine (Phila Pa 1976). 26, S2-S12 (2001).
  2. Fehlings, M. G., Tator, C. H., Linden, R. D. The relationships among the severity of spinal cord injury, motor and somatosensory evoked potentials and spinal cord blood flow). Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 74, 241-259 (1989).
  3. Thuret, S., Moon, L. D., Gage, F. H. Therapeutic interventions after spinal cord injury. Nat Rev Neurosci. 7, 628-643 (2006).
  4. Iwasaki, M., Wilcox, J. T., Nishimura, Y., Zweckberger, K., Suzuki, H., Wang, J., Liu, Y., Karadimas, S. K., Fehlings, M. G. Synergistic effects of self-assembling peptide and neural stem/progenitor cells to promote tissue repair and forelimb functional recovery in cervical spinal cord injury. Biomaterials. 35, 2617-2629 (2014).
  5. Holmes, T. C., de Lacalle, S., Su, X., Liu, G., Rich, A., Zhang, S. Extensive neurite outgrowth and active synapse formation on self-assembling peptide scaffolds. Proc Natl Acad Sci U S A. 97, 6728-6733 (2000).
  6. Dong, H., Paramonov, S. E., Aulisa, L., Bakota, E. L., Hartgerink, J. D. Self-assembly of multidomain peptides: balancing molecular frustration controls conformation and nanostructure. J Am Chem Soc. 129, 12468-12472 (2007).
  7. Rivlin, A. S., Tator, C. H. Effect of duration of acute spinal cord compression in a new acute cord injury model in the rat. Surg Neurol. 10, 38-43 (1978).
  8. Poon, P. C., Gupta, D., Shoichet, M. S., Tator, C. H. Clip compression model is useful for thoracic spinal cord injuries: histologic and functional correlates. Spine (Phila Pa 1976). 32, 2853-2859 (2007).
  9. Fehlings, M. G., Tator, C. H. The relationships among the severity of spinal cord injury, residual neurological function, axon counts, and counts of retrogradely labeled neurons after experimental spinal cord injury. Exp Neurol. 132, 220-228 (1995).
  10. Joshi, M., Fehlings, M. G. Development and characterization of a novel, graded model of clip compressive spinal cord injury in the mouse: Part 2. Quantitative neuroanatomical assessment and analysis of the relationships between axonal tracts, residual tissue, and locomotor recovery. J Neurotrauma. 19, 191-203 (2002).
  11. Joshi, M., Fehlings, M. G. Development and characterization of a novel, graded model of clip compressive spinal cord injury in the mouse: Part 1. Clip design, behavioral outcomes, and histopathology. J Neurotrauma. 19, 175-190 (2002).
  12. Cigognini, D., Satta, A., Colleoni, B., Silva, D., Donegà, M., Antonini, S., Gelain, F. Evaluation of early and late effects into the acute spinal cord injury of an injectable functionalized self-assembling scaffolds. PLoS One. 6, (5), e19782 (2011).
  13. Hou, T., Wu, T., Wang, L., Liu, Y., Li, M., Long, Z., Chen, H., Li, Y., Wang, Z. Cellular prostheses fabricated with motor neurons seeded in self-assembling peptides promotes partial functional recovery afters spinal cord injury in rats. Tissue eng Part A. 18, (9-10), (2012).
  14. Gelain, F., Cigognini, D., Caprini, A., Silva, D., Colleoni, B., Donegà, M., Antonini, S., Cohen, B. E., Vescovi, A. New bioactive motifs and their use in functionalized self-assembling peptides for NPC differentiation and neural tissue engineering. Nanoscale. 4, (9), 2946-2957 (2012).
  15. Liu, Y., Ye, H., Satkunendrarajah, K., Yao, G. S., Bayon, Y., Fehlings, M. G. A self-assembling peptide reduces glial scarring, attenuates post-traumatic inflammation and promotes neurological recovery following spinal cord injury. Acta Biomater. 9, 8075-8088 (2013).
  16. Rosner, J., Avalos, P., Axosta, F., Liu, J., Drazin, D. The potential for cell therapy combined with growth factors in spinal cord injury. Stem Cell Int. 826754 (2012).
  17. Lu, P., Wang, Y., Graham, L., McHale, K., Gao, M., Wu, D., Brock, J., Blesch, A., Rosenzweig, E. S., Havton, L. A., Zheng, B., Conner, J. M., Marsala, M., Tuszynsky, M. H. Long distance growth and connectivity of neural stem cells after severe spinal cord injury. Cell. 150, 1265-1273 (2012).
  18. Karimi-Abdolrezaee, S., Schut, D., Wang, J., Fehlings, M. G. Chondrioitinase and grwoth factors enhance activation and oligodendrocyte differentiation of endogenous neural precursor cells after spinal cord injury. PLoS One. 7, (5), e37589 (2012).
  19. Awad, B. I., Carmody, M. A., Steinmetz, M. P. Potential role of growth factors in the management of spinal cord injury. World Neurosurg. (13), 1875-8750 (2013).
  20. Kojima, A., Tator, C. H. Intrathecal administration of epidermal growth factor and fibroblast growth factor 2 promotes ependymal proliferation and functional recovery after spinal cord injury in adult rats. J Neurotrauma. 19, (2), 223-238 (2002).
  21. Karimi-Abdolrezaee, S., Eftekharpour, E., Wang, J., Cindi, M. M., Fehlings, M. G. Delayed trasplantation of adult neural presursor cells promotes remyelination and functional neurological recovery after spinal cord injury. J Neurosci. 26, (13), 3377-3389 (2006).
  22. Burdick, J. A., Ward, M., Liang, E., Young, M. J., Langer, R. Stimulation of neurite outgrowth by neurotrophins delivered from degradable hydrogels. Biomaterials. 27, 452-459 (2006).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

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

    Usage Statistics