चूहे में एक ऊतक विस्थापन-आधारित संवेदी रीढ़ की हड्डी की चोट मॉडल

* These authors contributed equally
Medicine
 

Summary

हम ऊतक विस्थापन-आधारित संवेदी रीढ़ की हड्डी की चोट के मॉडल पेश करते हैं जो प्रौढ़ चूहों में लगातार संक्रमित रीढ़ की हड्डी की चोट पैदा कर सकता है।

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Wu, X., Zhang, Y. P., Qu, W., Shields, L. B., Shields, C. B., Xu, X. M. A Tissue Displacement-based Contusive Spinal Cord Injury Model in Mice. J. Vis. Exp. (124), e54988, doi:10.3791/54988 (2017).

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Abstract

प्रायोगिक जानवरों के बीच व्यवहार और हिस्टोलॉजिकल विविधताओं को कम करने के लिए एक सुसंगत और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य संदूषित रीढ़ की हड्डी की चोट (एससीआई) का निर्माण करना महत्वपूर्ण है। विभिन्न तंत्रों के उपयोग से चोटों का उत्पादन करने के लिए कई संदिग्ध एससीआई मॉडल विकसित किए गए हैं। एससीआई की गंभीरता ऊँचाई पर आधारित होती है, जो कि वजन कम हो जाता है, चोट फोर्स या रीढ़ की हड्डी विस्थापन वर्तमान अध्ययन में, हम एक उपन्यास माउस संभोग एससीआई डिवाइस, लुइसविल इज़री सिस्टम सिस्टम (एलआईएसए) इफेक्टर को पेश करते हैं, जो उच्च चोट के वेग और सटीकता के साथ विस्थापन-आधारित एससीआई बना सकते हैं। इस प्रणाली में उन्नत सॉफ़्टवेयर के साथ संयुक्त लेजर दूरी सेंसर का इस्तेमाल होता है ताकि उत्पादित और उच्च-प्रतिलिपि प्रस्तुत करने वाली चोटों का उत्पादन किया जा सके। हमने चरण-दर-चरण प्रक्रिया का प्रदर्शन करने के लिए चूहों में 10 वीं वक्षीय कशेरुका ( टी 10) स्तर पर एक संभोग एससीआई किया। मॉडल को ग्रीवा और काठ के रीढ़ की हड्डी के स्तर पर भी लागू किया जा सकता है।

Introduction

मनुष्यों में होने वाली सबसे आम रीढ़ की हड्डी की चोट (एससीआई) एक संभोगजनक एससीआई 1 है चोटों के तंत्र और एससीआई के बाद की विभिन्न चिकित्सीय रणनीतियों की जांच के लिए, कृन्तकों में एक सटीक, सुसंगत, और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य संभोगकारी एससीआई मॉडल की आवश्यकता है।

कई चोट लगने वाली मशीनों के साथ कई रीढ़ की हड्डी की हानिकारक चोट मॉडल प्रयोगात्मक एससीआई अनुसंधान 2 , 3 , 4 , 5 , 6 में उपयोग किया गया है । तीन संभ्रमित एससीआई मॉडलों - विशेष रूप से, वजन ड्रॉप-आधारित न्यूयॉर्क यूनिवर्सिटी (एनवाईयू) / मल्टीसेन्टर पशु स्पाइनल कॉर्ड इंज्युरी स्टडीज (एमएएससीआईएस) प्रभावक 3 , 6 , ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी (ओएसयू) इफोर्स / इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक एससीआई डिवाइस (ईएससीआईडी) 5 , 7 , एकडी अनंत क्षितिज (आईएच) प्रभावक 4 , 8 - एससीआई अनुसंधान क्षेत्र में व्यापक रूप से स्वीकार किए जाते हैं। एनआईयू / एमएएससीआईएस प्रभावक या समकक्ष चोटों का कारण बनता है जिससे कई चोटों की गंभीरता 3 , 6 बनाने के लिए लक्ष्य की रीढ़ की हड्डी पर अलग-अलग ऊंचाइयों से एक निश्चित भार गिर जाता है। OSU / ESCID ऊतक विस्थापन 5 , 7 को उत्प्रेरण से चोट पहुंचाने का कारण बनता है। आईएच प्रभावक रीढ़ की हड्डी 4 , 8 में विभिन्न बलों को लागू करके चोट पैदा करता है। प्रत्येक प्रभावक एक अलग वेग का उपयोग करता है, जो एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है जो चोट के परिणामों को प्रभावित करता है। NYU / MASCIS उपकरण 0.33-0.9 मी / एस से लेकर वेग उत्पन्न करता है IH डिवाइस में अधिकतम वेग है 0.13 मी / s 4 । ओएसयू / ईएससीआईडी ​​प्रभावक की एक निश्चित गति है जो 0.148 एम / एस 5 है । विशेषकर, की वेगसे मॉडल कम क्लिनिकल वेग में देखी गई हैं, जो आमतौर पर 1.0 एम / एस 9 से अधिक है

यहां, हम एक उपन्यास विस्थापन-आधारित संवेदी एससीआई डिवाइस पेश करते हैं, जिसे लुइसविल चोट प्रणाली उपकरण (एलआईएसए) कहा जाता है, जो उच्च प्रभाव वेग 10 के साथ चूहों में एससीआई का उत्पादन करता है। इस प्रणाली में एक कशेरुक स्टेबलाइजर शामिल है, जो चोट के स्थल पर कशेरुकाओं को मजबूती से स्थिर करता है, जिससे निरंतर, प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य एससीआई के उत्पादन की अनुमति मिलती है। डिवाइस के लेजर संवेदक ऊतक विस्थापन के सटीक निर्धारण और एससीआई की परिणामी गंभीरता सुनिश्चित करता है। रीढ़ की हड्डी के साथ संपर्क के बिंदु पर सवार की गति 0.5 से 2 मी / एस तक समायोजित की जा सकती है। ये चोट मानदंडों ने नैदानिक ​​रूप से दर्दनाक एससीआई को बारीकी से दोहराया।

Protocol

सभी सर्जिकल और पशु हैंडलिंग प्रक्रियाएं प्रयोगशाला की देखभाल और उपयोगशाला (नेशनल रिसर्च काउंसिल) की देखभाल और इंडियाना यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन इंस्टीट्यूशनल ऐनी केयर एंड यूज कमेटी के दिशानिर्देश के तहत अनुमोदित के रूप में की गई थीं।

1. पशु की तैयारी और टी 10 स्पाइनल लैमिनेक्टॉमी प्रदर्शन

  1. एक आटोक्लेव में सर्जिकल वाद्ययंत्र और धातु रीढ़ स्टेबलाइजर को जड़ें। सर्जिकल ऑपरेटिंग टेबल को साफ करें 37 डिग्री सेल्सियस तक हीटिंग पैड गरम करें ऑपरेटिंग टेबल पर हीटिंग पैड रखें और बाँझ सर्जिकल पर्दे के साथ इसे कवर करें। ऑपरेशन के दौरान बाँझ तकनीक का प्रयोग करें।
  2. इस अध्ययन के लिए 10 सप्ताह की उम्र में महिला युवा वयस्क C57 / 6J चूहों का उपयोग करें। प्रत्येक पशु को एक केटामाइन (87.7 मिलीग्राम / किग्रा) और जइलाइलिन (12.3 मिलीग्राम / किग्रा) मिश्रण के इंट्राटेरिटोनियल (आईपी) इंजेक्शन के साथ एनेस्थेटेट करें। एक पंजा चिमटा प्रेरित नोकिसिपेशन उत्तेजना के प्रति कोई जवाब नहीं निकालने से पूर्ण संज्ञाहरण की पुष्टि करें। एनजी>
    1. भुखमरी से buprenorphine (0.01-0.05 मिलीग्राम / किग्रा), एक एनाल्जेसिक एजेंट, और कारप्रोफेन (5 मिलीग्राम / किग्रा), एक गैर स्टेरॉयड विरोधी भड़काऊ दवा का प्रशासन।
  3. एक इलेक्ट्रिक क्लिपर का उपयोग करके थोरैकोलाम्बर रीढ़ पर बाल दाढ़ी। बीटाडिन समाधान और 70% शराब पोंछे के साथ त्वचा को साफ़ करें।
  4. सर्जरी के दौरान सूखने से आँखों की रक्षा के लिए कॉर्निया में नेत्र आलम्बी को लागू करें
  5. एक स्केलपेल के साथ, जानवरों की पीठ पर 1.5 सेमी की मधुमक्खी त्वचा चीरा बनाने के लिए 9 वीं से 11 वीं वक्षीय वर्टेब्रल लैमिना का पर्दाफाश करें। चमड़े के नीचे के वसा ऊतक rostrally पुश। पेरिसपी की मांसपेशियों को स्पिनस प्रक्रियाओं और लामिना से दूर कीजिए, प्रत्येक तरफ पार्श्व के पहलुओं की ओर।
  6. स्टेबलाइजर के यू-आकार की गर्त पर माउस की स्थिति बनाएं ( चित्रा 2 ए और 2 बी ) T10 कशेरुकाओं के उजागर किए गए पहलुओं के नीचे स्टेनलेस स्टील के हथियारों को दबानाG "> चित्रा 4 ए) और अंगूठे हथियारों ( चित्रा 2 ए ) से जुड़ी शिकंजा का उपयोग कसने।
  7. रीढ़ की हड्डी ( चित्रा 4 बी ) के ऊपर स्थित ड्यूरा मेटर को उजागर करने वाले सूक्ष्म रंजूर का उपयोग करके टी 10 स्पाइनस प्रोसेस और लैमिनाक्टोमी को हटा दें।

2. एलआईएसए इंपैक्टर का उपयोग करते हुए टी 10 प्रयुक्त चोट का प्रदर्शन करना

  1. इस अध्ययन के लिए 20 एसएसआई या 138 केपीए ( चित्रा 1 ए ) को संपीड़ित नाइट्रोजन सेट करने के लिए नाइट्रोजन टैंक पर दबाव नियामक की घुंडी मुड़ें।
    नोट: दबाव 10-120 एसएसआई से समायोज्य है एक उच्च दबाव के परिणामस्वरूप उच्चतर वेग प्रभाव होगा। 1.2 मिमी के व्यास के साथ एससीआई डिवाइस की टिप चूहों के लिए डिज़ाइन की गई है, और 2.2 मिमी व्यास के साथ टिप चूहों के लिए डिज़ाइन की गई है। जब चूहों से चूहों में बदलते हैं, तो धातु की टिप (आईडी 1.2 mm / od 2.2 मिमी) को एक अंगूठी जोड़कर बड़ी-व्यास की टिप बनाई जा सकती है। हमने इस चूहों एससीआई के 1.2 मिमी टिप का इस्तेमाल कियाtudy। उपयोग करने से पहले एससीआई टिप को जड़ें।
  2. सॉफ्टवेयर शुरू करने के लिए कंप्यूटर चालू करें पूरी तरह विस्तारित स्थिति ( चित्रा 3 ए -1 ) में असरदार टिप को सक्रिय करने के लिए पुश बटन 1 ( चित्रा 1 बी )।
    नोट: 1 बटन का फ़ंक्शन मैन्युअली सक्रिय करना है या वायवीय सिलेंडर को निष्क्रिय करना है।
  3. माउस के साथ मंच पर U-shaped कंटेनर रखें ( चित्रा 2 बी )। पर्वत के अंगूठे के शिकंजे को कसने से चित्रा को ठीक करें ( चित्रा 2 बी )।
  4. "सेट शून्य स्तर" क्षेत्र (हरा) के तहत, "स्टार्ट रीडिंग" बटन ( चित्रा 3 ए ) पर क्लिक करके पूरी तरह विस्तारित सवार की नोक को दूरी मापने वाले लेज़र सेंसर के साथ शून्य स्तर सेट करें। इस क्षेत्र में "रेंज" पैरामीटर में दूरी दिखायी जाएगी ( चित्रा 3 ए )। "SET ZERO" बटन पर क्लिक करें ( जैसे, 8.951 मिमी, चित्रा 3 ए में दिखाया गया है)।
  5. प्रभावकारी टिप ( चित्रा 3 बी -1 , ऊपरी तीर द्वारा इंगित किया गया) निकालने के लिए पुश बटन 1 ( चित्रा 1 बी ) और ब्रेनिंग पेंच 1 ( चित्रा 2 बी ) को अनलॉक करें। स्क्रू को लॉक करने के लिए टिप को लेजर बीम पथ से दूर करने और स्क्रू 90 ° दक्षिणावर्त को चालू करने के लिए पेंच को सही स्थिति ( चित्रा -3 बी -1 , एक पार्श्व के तीर द्वारा दर्शाया गया) खींचें।
  6. उजागर पृष्ठीय रीढ़ की हड्डी के केंद्र पर लेजर बीम को लक्षित करने के लिए ललाट और पार्श्व माइक्रो-चालकों ( चित्रा 1 सी ) का समायोजन करके मंच को स्थानांतरित करें। चोट के स्थान को लक्षित करने के बाद, "एसईटी इंजेरी एल के तहत" स्टार्ट रीडिंग "बटन पर क्लिक करके ऊतक दूरी को मापेंईवीईएल "क्षेत्र (नीला) ( चित्रा 3 बी और 3 बी -1 )।
  7. धीरे-धीरे "SET INJURY LEVEL" क्षेत्र में वांछित विस्थापन पैरामीटर ( उदाहरण के लिए, 0.500 मिमी, "चोट" पैरामीटर बॉक्स में दिखाया गया) तक पहुंचने के लिए ऊर्ध्वाधर माइक्रो-चालक ( चित्रा -1 सी ) के माध्यम से संवेदक और रीढ़ की हड्डी के बीच की दूरी को धीरे-धीरे समायोजित करें (नीला) ( चित्रा 3 बी )।
    1. जब वांछित चोट विस्थापन पर पहुंच जाता है, तो ऊतक दूरी ( जैसे, 8.451 मिमी, "रेंज" पैरामीटर बॉक्स में दिखाया गया है) ( चित्रा 3 बी ) को रिकॉर्ड करें। वांछित विस्थापन (चोट) = टिप दूरी (शून्य) - ऊतक दूरी (रेंज) ( चित्रा 3 बी ) को परिभाषित करें। जब वांछित चोट ( जैसे, 0.500 मिमी ऊतक विस्थापन) तक पहुंचे ( चित्रा 3 बी ), "सेट इज़रीज़" क्षेत्र के नीचे "SET INJURY" बटन पर क्लिक करेंचोट लगाना
  8. स्क्रू को अनलॉक करने के लिए पेंच 1 90 ° बारी बारी से बारी बारी से, प्रभाव टिप वापस लेजर बीम ट्रैजरिकरी ( चित्रा 3C -1 , एक तीर द्वारा इंगित की गई दिशा में) में धक्का दे, और इसे 90 ° दक्षिणावर्त बदलकर पेंच लॉक करें।
  9. प्रभाव को निष्पादित करने के लिए लाल "रन एक्सपेरिमेंट" क्षेत्र ( चित्रा -3 सी ) के तहत रन बटन पर क्लिक करें। इस क्षेत्र के अंतर्गत पैरामीटर बक्से, चोट के समय, बल (एमवी), वेग (एम / एस), और चोट विस्थापन (मिमी) ( चित्रा -3 सी ) दिखाएगा।
  10. सभी चोट के आंकड़ों के रिकॉर्ड और सहेजे जाने के बाद, मंच से माउस के साथ यू-आकार की गर्त को हटा दें। सर्जिकल माइक्रोस्कोप ( चित्रा 4 सी ) के तहत रीढ़ की हड्डी की चोट की पुष्टि करें।
  11. 3-0 रेशम (हेनरी स्कीन, 776-एसके) के साथ निरंतर सीवन का उपयोग करते हुए पेरेवेटेबेरल की मांसपेशियों, सतही प्रावर, और त्वचा को सीवर दें।
  12. इंजेक्षन वेंई जंगल के लिए 0.9% खारा नमक के 1 एमएल के साथ ई पशु और पूर्ण चेतना वापस आ गया है जब तक यह एक तापमान नियंत्रित पैड पर रखें। सुलभ भोजन और पानी के साथ एक पिंजरे में माउस रखें।
  13. पोस्ट-ऑपरेटिव देखभाल के लिए, स्वस्थ मूत्राशय को उड़ा देने वाले रिटर्न से मैन्युअल रूप से मूत्राशय को व्यक्त करते हैं। एनालजेसिया के लिए, 2 दिनों के लिए 8-10 घंटे / दिन ब्यूपेरोनोफिन (0.05-2.0 मिलीग्राम / किग्रा, एसक्यू) इंजेक्षन करें। यदि मूत्र मूत्राशय का संक्रमण होता है, तो 7-10 दिनों के लिए बेल्टिल (एसक्यू, 5-10 मिलीग्राम / किलोग्राम 0.1 एमएल, 1 डोस दैनिक) इंजेक्ट करें। यदि क्षेत्रीय / प्रणालीगत संक्रमण होता है, तो 4 दिनों के लिए जेनाटाम्यिसिन (एसक्यू, 5-8 मिलीग्राम / किग्रा, 1 एमएल बाँझ खारा, हर 8-12 घंटे में पतला) इंजेक्षन करें।
  14. 14 दिनों के बाद एससीआई में सीवन धागे निकालें
  15. 42 वें दिन की चोट के बाद, चूहों को छिड़काव द्वारा बलिदान किया जाएगा। उचित संज्ञाहरण के बाद 1.2 के रूप में, उन्हें 30 मिलीलीटर (0.01 एम) फॉस्फेट बफ़ेड खारा (पीबीएस) और 30 एमएल 4% पैराफॉर्मालाइहाइड 0.01 एम पीबीएस में लगाया जाएगा। घावों महाकाव्य सहित रीढ़ की हड्डी के एक सेंटीमीटरदर्ज करें और सेक्शनिंग और हिस्टोलॉजिकल विश्लेषण के लिए संसाधित किया जाएगा।

Representative Results

इस डिवाइस में पांच मुख्य घटक होते हैं: (1) एक प्रभावकारी टिप ( चित्रा 1 सी ), (2) सॉफ्टवेयर वाला कंप्यूटर ( चित्रा 1 बी ), (3) एक इलेक्ट्रिकल कंट्रोल बॉक्स ( चित्रा 1 बी ), (4) ए वायवीय स्थिरता प्रणाली ( चित्रा 2 ए ), और (5) वायवीय नियंत्रण प्रणाली ( चित्रा 1 ए ) के लिए संपीड़ित हवा। सटीक ऊतक विस्थापन को प्रेरित करने के लिए, सिस्टम पूरी तरह विस्तारित सवार टिप और लक्षित रीढ़ की हड्डी पृष्ठीय सतह के बीच की दूरी को मापने के लिए लेजर सेंसर पर निर्भर करता है। सॉफ़्टवेयर इस तथ्य की वजह से ध्यान में रखते हुए 4-मिमी मोटाई लेता है कि लेजर बीम केवल प्रभावकारी ( चित्रा 2 बी और चित्रा 3 ए -1 ) की प्रतिबिंबित सतह तक पहुंचता है। दो पदों पर सवार की टिप रखी जा सकती है: (1) iलेजर बीम ( चित्रा 3 ए -1 ) या (2) लेसर बीम ( चित्रा 3 बी -1 ) से दूर पार्श्व स्थिति में पथ। जब सवार लेजर बीम पथ ( चित्रा 3 ए -1 ) में होता है, तो वह प्रभाव को प्रभावित करता है और विस्तार और पीछे हटने के बीच गति के दौरान प्रभाव के टिप की गति को मॉनिटर करता है। जब सवार लेसर बीम पथ ( चित्रा 3 बी -1 ) से पार्श्व स्थिति में है, लेजर और रीढ़ की हड्डी के बीच की दूरी मापा जाता है।

हमारे कशेरुक स्थिरिकारी का प्रयोग कर टी 10 कशेरुकाओं के स्थिरीकरण प्रक्रिया ( चित्रा 2 ए ) 10 , 11 का एक अभिन्न अंग है। लेजर सेंसर का उपयोग कर विश्वसनीय दूरी माप एस पर निर्भर करते हैंलक्ष्य की योग्यता, जो गति हो सकती है, विकृत हो सकती है। इस प्रणाली की सटीकता और स्थिरता का निर्धारण करने के लिए, 8 चूहों को 0.5 मिमी विस्थापन चोटों के अधीन किया गया था। इन जानवरों ने ± 0.001 मिमी (± एसडी) के विस्थापन के परिवर्तनशीलता को दिखाया, जिससे यह संकेत मिलता है कि प्रणाली बेहद सटीक और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य है। चित्रा 4 स्टेबलाइजर ( चित्रा 4 ए ) में अस्थिरित लक्ष्य कशेरुकाओं और सर्जिकल माइक्रोस्कोप के तहत उजागर T10 रीढ़ की हड्डी से पहले ( चित्रा 4 बी ) और उसके बाद ( चित्रा 4 सी ) मिश्रण दर्शाता है।

संकुचित हवा का दबाव चोट के समय प्रभावक की गति को नियंत्रित करता है। हमारे आंकड़े दर्शाते हैं कि 138 केपीए के दबाव में प्रभाव वेग 0.81 ± 0.0345 मीटर / एस (औसत ± एसडी) है। बिजली के बॉक्स नियंत्रणों पर घुंडी ( चित्रा 1 बी )चोट के बाद टिप-कॉर्ड संपर्क (समय बिताने) की अवधि, और इसे 0 से 5,000 एमएस के बीच समायोजित किया जा सकता है। अधिकांश प्रयोगों में टिप-कॉर्ड समय बिताने के लिए 0.32 ± 0.0147 s (औसत एसडी) ( चित्रा 5 ) पर सेट है। इस डिवाइस का इस्तेमाल करते हुए, तीव्रता पर निर्भर contusive चोटों 0 मिमी (नकली नियंत्रण), 0.2 मिमी (हल्के चोट), 0.5 मिमी (मध्यम चोट), और वयस्क चूहों में 0.8 मिमी (गंभीर चोट) के ऊतक विस्थापन के साथ उत्पादन किया जा सकता है ( चित्रा 6 )।

आकृति 1
चित्रा 1: लूइसविल चोट प्रणाली तंत्र (एलआईएसए) ( ) प्रणाली में एक प्रभावकारी, एक नियंत्रण प्रणाली, और संपीड़ित हवा का एक स्रोत शामिल है। ( बी ) नियंत्रण प्रणाली में एक नियंत्रण बॉक्स और लैपटॉप कंप्यूटर शामिल हैं I नियंत्रण बॉक्स के सॉफ्टवेयर और नियंत्रण बटन उपयोगकर्ता को एस्टैब की अनुमति देते हैंझूठ घायल पैरामीटर ( सी ) लेजर सेंसर डिवाइस का मुख्य घटक है और चोट लक्ष्य की स्थिति, रीढ़ की हड्डी से सेंसर तक की दूरी और चोट के वेग को मापता है। प्रभाव टिप के त्वरित डाउन एंड अप आंदोलन को संपीड़ित हवा द्वारा संचालित किया गया है। चोट और ऊतक विस्थापन की गंभीरता के स्थान microdrivers द्वारा समायोजित कर रहे हैं, जो तीन आयाम में आंदोलन को नियंत्रित करते हैं। इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें

चित्र 2
चित्रा 2: स्टेबलाइज़र और माउस होल्डर ( ) रीढ़ की हड्डी स्थिरता में माउस कशेरुक को पकड़ने के लिए एक यू-आकार का गर्त और दो धातु के हथियार होते हैं। ( बी ) स्टेबलाइजर को तब प्रभावक डिवाइस पर रखा जाता है। टीवह लाल रेखा लेजर बीम पथ को इंगित करता है इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें

चित्र तीन
चित्रा 3: एक Contaminable एससीआई पैदा करने की विधि ( - सी ) ग्राफिकल यूजर इंटरफेस (जीयूआई) सॉफ्टवेयर के साथ तीन चोट पैरामीटर / क्षेत्र दिखाए जाते हैं ( , ए -1 ) ग्रीन ज़ोन (एसईटी शून्य स्तर) सवार टिप की दूरी को मापता है। लाल रेखा लेजर बीम पथ को इंगित करता है ( बी , बी -1 ) नीले क्षेत्र का उपयोग चोट के स्तर (एसईटी इजारी लेवल) के लिए किया जाता है। असर को ऊंचा किया जाता है और लेडी बीम को रीढ़ की हड्डी की पृष्ठीय सतह तक पहुंचने के लिए दाईं ओर ले जाया जाता है ताकि शून्य स्तर सेट किया जा सके। लाल रेखा लेजर बी इंगित करता है ईमा मार्ग ( सी , सी -1 ) प्रभाव से पहले, चोट को मारने के लिए टिप को वापस लेजर बीम पथ पर ले जाया जाता है (आरयूएन) चोट के पैरामीटर लाल ज़ोन (रन एक्सपेरिमेंट) के तहत हैं लाल रेखा लेजर बीम पथ को इंगित करता है इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें

चित्रा 4
चित्रा 4: चोट एक्सपोजर और आकलन ( ) रीढ़ की हड्डी स्थिरता के धातु के हथियार T10 कशेरुक को स्थिर। ( बी ) रीढ़ की हड्डी का पर्दाफाश करने के लिए टी 10 लामिनेक्टॉमी, स्पष्ट रूप से पृष्ठीय जहाजों के साथ देखा जाता है। ( सी ) रीढ़ की हड्डी की पृष्ठीय सतह पर प्रभाव प्रेरित प्रेरित (तीर) चोट की पुष्टि करता है स्केल बार = 2 मिमीG4large.jpg "target =" _ blank "> कृपया इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 5
चित्रा 5: चोट पैरामीटर लगातार चोट के पैरामीटर में ऊतक विस्थापन (मिमी), चोट के वेग (मी / एस) और टिप रहने का समय (एस) शामिल हैं एन = 8, मतलब ± एसडी इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें

चित्रा 6
चित्रा 6: हिस्टोलिक आकलन ( ) शाम (0 मिमी), ( बी ) हल्के (0.2 मिमी), ( सी के बाद विस्थापन-गंभीरता पर निर्भर चोटों दिखा) रीढ़ की हड्डी के प्रतिनिधि वर्गों, सीसेल वायलेट और ईसिन के साथ दाग दिखाते हैं। डी
) गंभीर (0.8 मिमी) टीआईएस में एलआईएसए डिवाइस का इस्तेमाल करते हुए संभोगकारी एससीआई। छवियों को चोट के केंद्र में ले जाया गया स्केल बार = 500 माइक्रोन इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें

Discussion

1 9 11 में, एलेन ने कुत्ते के उजागर रीढ़ की हड्डी पर चोटों को प्रेरित करने के लिए एक निश्चित वजन का उपयोग करके पहला वजन बूंद मॉडल का वर्णन किया। एल्यूएन मॉडल के आधार पर, एनवाईयू / एमएएससीआईएस इफोर्स 3 , 6 , 13 , 14 सहित , इसी प्रकार के वजन ड्रॉप मॉडल को विकसित किया गया है। भार ड्रॉप मॉडल के अतिरिक्त, अन्य एससीआई डिवाइस बनाए गए हैं। OSU / ESCID 5 , 7 मॉडल चोट की गंभीरता को नियंत्रित करने के लिए एक ऊतक विस्थापन तंत्र का उपयोग करता है, और IH मॉडल 4 , 8 एक क्रमबद्ध एससीआई बनाने के लिए बल का उपयोग करता है। इन पद्धतियों में, कशेरुक स्थिरीकरण स्पिनीस प्रक्रियाओं को दबाना और चोट स्थल के लिए पूंछ से प्राप्त होता है। ये डिवाइस कम चोट के वेगों का उपयोग करते हैं, विशेष रूप से 0.33 - 0.9 मी / एस (एनएयू / एमएएससीआईएस), 0.148 एम / एस (ओएसयू / ईएससीआईडी)और 0.13 मी / एस (आईएच) रोस्टरल और दुम का स्पिनस प्रक्रिया स्थिर रहने से प्रभाव के दौरान रीढ़ की लचीलापन और रीढ़ की हड्डी का कारण हो सकता है, जिससे चोट की सटीकता प्रभावित हो सकती है।

लिसा विधि मौजूदा मॉडलों की कमियों को दूर करने का प्रयास करती है, खासकर रीढ़ की हड्डी के अस्थिरता और कम चोट के वेग के संबंध में। यह विधि द्विपक्षीय पहलू स्थिरीकरण का उपयोग करता है और चोट से जुड़े आंदोलन कलाकृतियों से बचा जाता है। यह डिवाइस एक उच्च-प्रभाव वेग का उपयोग करता है जिसे 0.5-2 एम / एस 11 , 15 के बीच सेट किया जा सकता है। लेजर संवेदक ईसीआईडी ​​मॉडल में इस्तेमाल लिंग थरथानेवाला की तुलना में अधिक उन्नत है और ठीक से किसी भी ऊतक संपर्क की आवश्यकता के बिना रीढ़ की हड्डी की सतह से दूरी को मापता है। मॉडल को मूल रूप से एक चूहा एससीआई बनाने के लिए विकसित किया गया था, और इसे अब संशोधनों के साथ, चूहों पर SCI और गैर-मानव प्राइमेट 16 पर उत्पादन करने के लिए अनुकूलित किया गया है।

स्पाइन सेंटसर्व प्रायोगिक एससीआई विधियों में विशेष रूप से ऊतक विस्थापन मॉडल में परिसंचरण कम हो जाता है। लेजर दूरी संवेदक श्वसन गति के दौरान रीढ़ की हड्डी के ऊतक विस्थापन की परिमाण को निर्धारित करता है। यह महत्वपूर्ण है कि रीढ़ की हड्डी के बिंदु पर जिस पर लेजर केंद्रित हो, वह प्रभावक के द्वारा समान समान बिंदु होना चाहिए। इस चरण को अंशांकन चरण ( चित्रा 3 ) के दौरान पूरा किया जाता है, जब प्रभावकारी टिप और लेजर बीम संरेखित होते हैं। इस मॉडल की एक संभावित कमजोरी यह है कि ऊतक विस्थापन की भयावहता डरल की सतह से मापा जाता है हालांकि ड्यूरा की मोटाई जानवरों के बीच एक नगण्य अंतर है, हालांकि मस्तिष्कमेरु तरल पदार्थ (सीएसएफ) से भरा सबराचोनॉइड स्पेस में महत्वपूर्ण परिवर्तनशीलता मौजूद हो सकती है। चोट के परिणामों में परिवर्तनशीलता एक छोटे से ऊतक विस्थापन का उपयोग करते हुए बहुत हल्के भ्रम की चोट पैदा करते समय हो सकती है। कुल मिलाकर, चोट की स्थिरता मुख्य रूप से निर्भर हैऊतक विस्थापन की सटीकता और सवार की ऊतक संपर्क समय पर भी।

ऊतक विस्थापन की सीमा विस्तृत है (सटीकता: 0-10 ± 0.005 मिमी)। पिछली पायलट डेटा और कृन्तकों और गैर-मानव प्राइमेट्स में प्रकाशित जानकारी के आधार पर, एससी की एंटेरोस्टोस्टेरियर व्यास के 20% का एक विस्थापन एक हल्के एससीआई पैदा करता है, एक 30-40% विस्थापन एक मध्यम एससीआई पैदा करता है, और एक> 50% विस्थापन 1 एम / एस वेग पर गंभीर एससीआई पैदा करता है पशु प्रजातियों के आधार पर मामूली मतभेद होंगे। एक समय रिले का उपयोग करते हुए विजिट समय 0 से 5 से समायोज्य है। हमारे अध्ययन में, निवास समय 300 एमएस पर सेट किया गया था। यह अन्य एससीआई उपकरणों के निवास समय को दोहराने के लिए आसानी से समायोजित किया जा सकता है, जिसमें एनवाईयू और आईएच मॉडल शामिल हैं।

संक्षेप में, हमने प्रौढ़ चूहों में contusive एससीआई के एक विस्थापन आधारित मॉडल विकसित किया है। मॉडल द्विपक्षीय रीढ़ की हड्डी के पहलुओं को स्थिर करने के लिए यू-आकार का स्टेबलाइजर का उपयोग करता है, जो रस्सी से बचा रहता हैकॉर्ड की सतह के लेजर-निर्देशित माप के साथ जुड़े आंदोलन कलाकृतियों। यह मॉडल 0.5-2 एम / एस से उच्च-वेग कॉर्ड की चोटों का उत्पादन कर सकता है लेजर संवेदक, प्रभाव की सतह के वेग और दूरी को निर्धारित करने के लिए पारंपरिक विधि से अधिक सटीक है। मॉडल हल्के से गंभीर तक, सभी स्तरों पर रीढ़ की हड्डी की चोटों का उत्पादन कर सकता है। जब संशोधित किया जाता है, तो यह डिवाइस चूहों और गैर-मानव प्राइमेट जैसे बड़े जानवरों में चोट लगी है।

Disclosures

क्रिस्टोफर बी। शील्ड्स, एमडी के लुइसविल इज़री सिस्टम सिस्टम (एलआईएसए) का स्वामित्व है जो लुइसविल इंपैक्टर सिस्टम, एलएलसी द्वारा उत्पादित है।

Acknowledgements

इस काम का हिस्सा एनआईएच एनएस059622, एनएस073636, डीओडी सीडीएमआरपी डब्ल्यू81 एक्सएचएच-12-1-0562 द्वारा समर्थित था; यूएस डिपार्टमेंट ऑफ वेटर्स अफेयर्स से मेरिट रिव्यू अवार्ड I01 BX002356; क्रेग एच नील्सन फाउंडेशन 29674 9; इंडियाना स्पाइनल कॉर्ड और मस्तिष्क चोट अनुसंधान फाउंडेशन और मारी हुल्मन जॉर्ज एंडॉमेंट फंड्स (एक्सएमएक्स); नॉर्टन हेल्थकेयर, लुइसविल, केवाई (वाईपीजेड); इंडियाना आईएसडीएच राज्य 13679 (एक्सडब्ल्यू); और न्यूरोकेरेस फाउंडेशन

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Ketamine (7.2 mg/mL)/Xylazine (0.475 mg/mL)/Acepromazine Patterson Veterinary 07-890-8598/07-869-7632/07-808-1947 Anesthetic agent
Buprenorphine(0.03 mg/mL) Patterson Veterinary 07-891-9756 Pain relief agent
Carprofen Patterson Veterinary 07-844-7425 antibiotic agent
Purdue Products Betadine Surgerical Scrub Fisher Scientific 19-027132 for sterilizing skin
Dukal Gauze Sponges Fisher Scientific 22-415-490 for sterilizing skin
Decon Ethanol 200 Proof Fisher Scientific 04-355-450 for sterilizing skin
1 mL NORM-JECT HENKE SASS WOLF D-78532 for anethesia/pain relief/antibiotic agent injection
10 mL Syringe TERUMO REF SS-10L for saline injection
Artificial Tears Eye Ointment Webster Veterinary 07-870-5261 provent eyes from dry
Antiobiotic Ointment Webster Veterinary 07-877-0876 provent surgery cut from infection
Cotton Tipped Applicators Fisher Scientific 1006015 stop bleeding
Instrument Sterilizer Fine Science Tools 18000-50 for sterilizing surgery tool
Fine Forceps Fine Science Tools 11223-20 grasp tissue
Scalpel Fine Science Tools 10003-12 skin cut
Scalpel Blade #15 Fisher Scientific 10015-00 skin cut
Hemostat Fine Science Tools 13004-14 stop bleeding
Rongeur Fine Science Tools 16021-14 laminectomy
Agricola Retractor Fine Science Tools 17005-04 keep the surgery view open
Fine scissors Fine Science Tools 14040-10 for muscle seperated from spine
Sterile sutures Fine Science Tools 12051-10 skin closure
Mouse Vertebral stabilizer Louisville Impactor System N/A Stabilize and expose the vertebra
LISA Louisville Impactor System N/A Produce an experimental contusion injury of the spinal cord in mice

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References

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