Nous présentons un modèle de lésion de la moelle épinière à base de déplacement tissulaire qui peut provoquer une lésion de la moelle épinière persistante et cohérente chez les souris adultes.
La production d'une lésion contusive cohérente et reproductible de la moelle épinière (SCI) est essentielle pour minimiser les variabilité comportementale et histologique entre les animaux expérimentaux. Plusieurs modèles SCI contusifs ont été développés pour produire des blessures en utilisant différents mécanismes. La gravité du SCI repose sur la hauteur d'un poids donné, de la force de blessure ou du déplacement de la moelle épinière. Dans l'étude en cours, nous introduisons un nouveau dispositif SCI contourant la souris, l'impacteur à l'instrument du système de lésion de Louisville (LISA), qui peut créer un SCI à déplacement avec une forte vitesse de blessure et une précision. Ce système utilise des capteurs de distance laser combinés avec un logiciel avancé pour produire des blessures graduées et hautement reproductibles. Nous avons effectué une SCI contusive au 10ème niveau vertébral thoracique (T10) chez la souris pour démontrer la procédure étape par étape. Le modèle peut également être appliqué aux niveaux cervical et lombaire de la colonne vertébrale.
La lésion de la moelle épinière (SCI) la plus fréquente chez les humains est une SCI 1 contusive. Pour étudier les mécanismes de lésions et les différentes stratégies thérapeutiques suivant SCI, un modèle SCI contusif précis, cohérent et reproductible chez les rongeurs est nécessaire.
De nombreux modèles de blessure contusive de la moelle épinière avec divers mécanismes de production de blessures ont été utilisés dans les recherches expérimentales SCI 2 , 3 , 4 , 5 , 6 . Trois modèles SCI contusifs – plus précisément, l'impact de l'Étrémière New York de New York (NYU) / Multicenter Animal Spain Cord Injury Studies (MASCIS) impactor 3 , 6 , l'équipement de l'Impact State / OIC électromagnétique SCI de l'Université de l'Ohio (OSU) (ESCID) 5 , 7 , unD l'Impactor Infinite Horizon (IH) 4 , 8 – sont largement acceptés dans le domaine de recherche SCI. L'impacteur NYU / MASCIS ou un équivalent produit une blessure en laissant tomber un poids fixe de différentes hauteurs sur la moelle épinière cible pour créer de multiples sévérités 3 , 6 . L'OSU / ESCID provoque des blessures en induisant un déplacement de tissu 5 , 7 . L'impacteur IH produit des blessures en appliquant différentes forces à la moelle épinière 4 , 8 . Chaque élément de frappe utilise une vitesse différente, qui est un paramètre important qui influe sur les résultats de blessure. L'appareil NYU / MASCIS génère des vitesses allant de 0,33 à 0,9 m / s. Le dispositif IH a une vitesse maximale de 0,13 m / s 4 . L'élément de frappe OSU / ESCID a une vitesse fixe de 0,148 m / s 5 . Notamment, les vitesses desLes modèles se sont inférieurs à ceux observés dans les vitesses cliniques, qui dépassent habituellement 1,0 m / s 9 .
Ici, nous introduisons un nouveau dispositif SCI contusif basé sur le déplacement, appelé l'appareil du système de lésion de Louisville (LISA), pour produire des SCI chez des souris à forte vitesse d'impact 10 . Ce système comprend un stabilisateur vertébral, qui stabilise fermement la vertèbre au site de la blessure, permettant la production d'un SCI constant et reproductible. Le capteur laser de l'appareil assure la détermination précise du déplacement des tissus et la sévérité résultante du SCI. La vitesse du plongeur au point de contact avec la moelle épinière peut être ajustée de 0,5 à 2 m / s. Ces paramètres de blessure répliquent étroitement les SCI traumatiques cliniquement.
En 1911, Allen a décrit le premier modèle de perte de poids en utilisant un poids fixe pour induire des blessures sur les cordes épinaires exposées aux chiens 12 . Des modèles de perte de poids similaires ont été développés en fonction du modèle Allen, y compris l'élément de frappe NYU / MASCIS 3 , 6 , 13 , 14 . En plus du modèle de perte de poids, d'autres dispositifs SCI ont été créés. Le modèle OSU / ESCID 5 , 7 utilise un mécanisme de déplacement des tissus pour contrôler la gravité des blessures, et le modèle IH 4 , 8 utilise la force pour créer un SCI graduable. Dans ces systèmes, la stabilisation vertébrale est obtenue en serrant les processus épineux rostral et caudal au site de blessure. Ces appareils utilisent des vitesses de blessure faibles, en particulier 0,33 à 0,9 m / s (NYU / MASCIS), 0,148 m / s (OSU / ESCID)Et 0,13 m / s (IH). La stabilisation des processus épineux rostral et caudal peut provoquer une flexibilité de la colonne vertébrale et un mouvement de la colonne vertébrale pendant l'impact, ce qui peut affecter la précision des blessures.
La méthode LISA tente de surmonter les faiblesses des modèles existants, en particulier en ce qui concerne l'instabilité de la colonne vertébrale et une faible vitesse de blessure. Cette méthode utilise la stabilisation bilatérale des facettes et évite les artefacts de mouvement associés à la blessure. Ce dispositif utilise une vitesse d'impact élevée qui peut être réglée entre 0,5-2 m / s 11 , 15 . Le capteur laser est plus avancé que le Vibreur Ling utilisé dans le modèle ESCID et mesure précisément la distance de la surface de la moelle épinière sans nécessiter aucun contact tissulaire. Le modèle a été développé à l'origine pour produire un rat SCI, et il a maintenant été adapté pour produire SCI sur les souris et sur les primates non humains 16 , avec des modifications.
Spine stL'abilisation réduit la variabilité de toutes les méthodes SCI expérimentales, en particulier dans les modèles de déplacement tissulaire. Le capteur de distance laser détermine l'ampleur du déplacement tissulaire de la moelle épinière pendant les mouvements respiratoires. Il est important que le point de la moelle épinière sur lequel le laser soit focalisé soit le point identique frappé par l'élément de frappe. Cette étape s'effectue pendant l'étape d'étalonnage ( Figure 3 ), lorsque la pointe de l'impact et le faisceau laser sont alignés. Une faiblesse potentielle de ce modèle est que l'ampleur du déplacement des tissus est mesurée à partir de la surface dural. Bien que l'épaisseur de la dure dure constitue une différence négligeable entre les animaux, une variabilité significative peut exister dans l'espace sous-arachnoïdien rempli de liquide céphalo-rachidien (LCR). La variabilité dans les résultats de blessure peut se produire lors de la production d'une blessure à contusion très légère en utilisant un petit déplacement de tissu. Dans l'ensemble, la cohérence de la blessure dépend principalementSur la précision du déplacement des tissus et aussi sur la vitesse et le temps de contact des tissus du plongeur.
La gamme de déplacement des tissus est large (précision: 0-10 ± 0.005 mm). Sur la base de données pilotes antérieures et d'informations publiées dans les rongeurs et les primates non humains, un déplacement de 20% du diamètre antéro-postérieur du SC produit un SCI doux, un déplacement de 30 à 40% produit un SCI modéré et un déplacement de> 50% Produit des SCI sévères à une vitesse de 1 m / s. Il y aura de légères différences selon les espèces animales. Le temps de séjour est réglable de 0 à 5 s en utilisant un relais temporel. Dans notre étude, le temps de séjour a été fixé à 300 ms. Cela peut être facilement ajusté pour reproduire les temps de fonctionnement d'autres périphériques SCI, y compris les modèles NYU et IH.
En résumé, nous avons développé un modèle de SCI contusif à base de déplacement chez la souris adulte. Le modèle utilise un stabilisateur en U pour stabiliser les facettes bilatérales de la colonne vertébrale, en évitant le cordonObjets de mouvement associés à la mesure guidée par laser de la surface du cordon. Ce modèle peut produire des lésions de cordon à grande vitesse de 0,5 à 2 m / s. Le capteur laser est plus précis que la méthode conventionnelle pour déterminer la vitesse et la distance à la surface d'impact. Le modèle peut provoquer des lésions de la moelle épinière à tous les niveaux, de légère à sévère. Lorsqu'il est modifié, cet appareil peut également produire des blessures chez les rats et les grands animaux, comme les primates non humains.
The authors have nothing to disclose.
Ce travail a été soutenu en partie par NIH NS059622, NS073636, DOD CDMRP W81XWH-12-1-0562; Prix de révision du mérite I01 BX002356 du US Department of Veterans Affairs; Craig H Neilsen Foundation 296749; Fondation de recherche sur les lésions cérébrales de l'Indiana et Fonds de dotation Mari Hulman George (XMX); Norton Healthcare, Louisville, KY (YPZ); L'État de l'Indiana ISDH 13679 (XW); Et la Fondation NeuroCures.
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Scalpel Blade #15 | Fisher Scientific | 10015-00 | skin cut |
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