Burada, Yetişkin, erkek Wistar fareler içinde lateral sıvı perküsyon hasarı (FPı) modeli ile şiddetli TBı teşvik etmek için bir protokol sunuyoruz. Ayrıca, sürekli video-EEG kayıtlarını toplamak ve travma sonrası epileptogenesis ile tutarlı epileptiform deşarj için monitör kullanmak üzere bir kablosuz telemetri sisteminin kullanımını da gösteriyoruz.
Lateral sıvı perküsyon hasarı (FPı) modeli iyi kurulmuştur ve TBı ve post-travmatik epilepsi (PTE) çalışması için kullanılmıştır. Bununla birlikte, bu modeli kullanan farklı çalışmalarda kullanılan belirli parametreler için önemli değişkenlik bildirilmiştir, bu nedenle laboratuvarlar arasındaki sonuçları uyumlu hale getirmek ve yorumlamak zordur. Örneğin, Kraniyektomi boyutu ve konumu ile ilgili değişkenlik bildirilmiştir, luer kilit hub Kraniyektomi göreli olarak nasıl yerleştirildiğini, dura için uygulanan atmosferik basınç ve basınç nabız süresi. Bu parametrelerin her biri, doğrudan PTE ‘nin insidansı ile ilişkilendiren yaralanma şiddetini etkileyebilir. Bu, çok çeşitli mortalite oranları, refleks süreleri ve konvülsif nöbetlerin görülme sıklığı olarak ortaya çıkmaktadır. Burada çalışmalar arasında uyumlaşma kolaylaştırmak için kullanılan yöntem için ayrıntılı bir protokol sunuyoruz. Elektrografik değişiklikleri sürekli olarak izlemek ve nöbet aktivitesini tespit etmek için kablosuz EEG telemetri sistemi ile birlikte FPı kullandık. FPı, sol Yarımküre üzerinde, bregma ile Lambda arasında ve lateral sırtın bitişiğinde 5 mm ‘lik Kraniyektomi oluşturarak indüklenir. Bir luer kilit Merkezi, Kraniyektomi üzerine kafatasına sabitlenir. Bu hub FPı cihazına bağlanır ve 20 milisaniyelik basınç nabzı, bir büküm kilidi konnektörü üzerinden hub ‘a bağlı basınç tüpünden doğrudan sağlam dura ‘ya teslim edilir. Kurtarma sonrasında, fareler hub kaldırmak için yeniden anestezize edilir. Beş 0,5 mm, paslanmaz çelik EEG elektrot vidaları kafatasından dura ile temas yerleştirilir ve dört kayıt elektrotları ve bir referans elektrot olarak hizmet vermektedir. Elektrot telleri, kemik çimento ile yerine sabitlendiği bir kaide konektörüne toplanır. TBı sonrası 4 hafta boyunca sürekli video/EEG kayıtları toplanır.
2015, Kongre ‘ye yapılan bir rapora göre, hastalık kontrol merkezleri, yılda yaklaşık 2.500.000 kişi, ABD ‘de travmatik beyin hasarı (TBı) muzdarip olduğunu bildirdi1. TBI ‘ın semptomatik epilepsilerin% 20 ‘ sini ve tüm epilepsilerin% 5 ‘ i2,3,4‘ ün neden olduğu tahmin edilmektedir. Ayrıca TBı hastalarının yaklaşık% 20 ‘ si travma sonrası epilepsi5‘ i geliştirir. Daha da önemlisi, TBı ‘ın bir sonucu olarak oluşan kronik, tekrarlayan nöbetler genellikle farmakoresisttir, hastalığın yükünü arttırmaktadır6. Travma sonrası epilepsi (PTE) ‘ ye yol açan mekanizmalar belirsiz kalır. Ancak, birkaç anahtar Epidemiyoloji çalışmaları, travma sonrası epilepsi (PTE)2,4,7,8,9 gelişme riskini ve potansiyel risklerini inceledi ,10,11. Bu Epidemiyoloji çalışmaları epileptogenesis riski ile yaralanma şiddetinin korelasyonunu güçlendirdi.
Yeni Anti-epilepsi terapileri tanımlamak için yaygın olarak kullanılan mevcut yöntemler, epilepsi12‘ ye sebep olmak için kemoterapi-konvülkerler veya elektrik çıra kullanan modellerde yoğun olarak kullanılırlar. TBı hastaları tarafından bu modellerde geliştirilen ilaçların farmako-direncinin yüksek insidansı göz önüne alındığında, TBı kaynaklı nöbetlerin kemokonvülsan veya Kindling kaynaklı nöbetlerden farklı olabilir ve farklı yollar veya süreçleri içerebilir epileptogenez. Bu nedenle, bir TBı modeli daha fazla travma sonrası epileptogenesis önlemek için daha etkili tedaviler gelişimi için uygun olabilir.
Tbi ‘nin sıvı perküsyon hasarı (FPI) modeli yıllardır kullanılmıştır ve TBI ve PTE ‘yi araştırmak için iyi kurulan bir yöntemdir13,14,15,16,17, 18. ancak, son zamanlarda gözden geçirildiği gibi, laboratuarları arasında bildirilen FPI yöntemleri değişkenlik yüksek derecede vardır19,20. Laboratuvarlar arasında bu tutarlılık eksikliği preklinik bulguların yeniden üretilebilirliği önler ve sonuçların yorumu bir meydan okuma yapar. Sonuç olarak, bu tür çalışmalar için daha fazla uyum kurulması yönünde artan faiz ve çabaları uygulandı21,22,23,24.
Travma sonrası epileptogenesis eğitimi konusunda odaklı laboratuvarlar arasındaki tutarlılığı ve uyumsuzluk daha da artırmak için, burada yaklaşımımızın ayrıntılı bir metodolojisi sunuyoruz. Daha önce, şiddetli TBı20‘ den altı hafta sonra% 60 ‘ lık Konvülsif nöbet sıklığı bildirdik. Şimdi yaralanma gününde başlayan fareler izlemek için bu yaklaşımı kullanın ve sürekli onları takip 24 saat kadar 4 hafta. Biz çeşitli avantajlar karşılıyor bir kablosuz telemetri sistemi kullanmayı seçtiniz. İlk olarak, fareler serbestçe kendi kafesi hakkında hareket edebiliyoruz, ve böylece stres azaltır. İkinci olarak sinyal gürültüsüne bir azalma sıçan zemin olarak hizmet vermektedir. Ayrıca, mevcut sistemimiz her üç düzlemde (X, Y ve Z) hızlı hareket algılayan ve Konvülsif nöbet olaylarını belirlemek için yararlı olabilir bir ivmeölçer kullanır. Son olarak, kablosuz telemetri sistemi ek tuz enjeksiyonları gibi fareler daha kolay yönetimi için izin verir, tartım ve sinir şiddeti puanları yürütmek, fareler bir Tether bağlı olduğunda karmaşık. Ancak, bu yaklaşım da çeşitli sınırlamalar vardır. İlk olarak, bir sistemin ilk maliyeti aynı anda sekiz fareler kadar kayıt $60.000 aralığında olabilir. İkincisi, güç bir pil kaynağı ile sınırlıdır. Bu da piller için günlük izleme ve değiştirme gerektirir. Pil değişiklikleri arasında gereken süre örnekleme hızından etkilenebilir. Ancak, 1000 Hz örnekleme hızı için, piller genellikle haftada bir kez değiştirilir. Sınırlı güç kaynağı aynı zamanda sistemi yalnızca dört EEG sinyalinden kayıt için kısıtlar. Son olarak, sinyal bırakma sınırlıdır ancak bazen oluşur. Ancak, bu yaklaşım, travma sonrası epileptogenez izlemek için tutarlı ve güvenilir bir yöntem sağlar ve yeni terapötik tedavilerin tanımlanması yardımcı olabilir.
FPI TBI modeli 14,26,27,28için kullanılan özel parametreler ve yöntemler ile ilgili laboratuvarlar arasında önemli değişkenlik bildirilmiştir. Bu tutarsızlıklar çelişkili sonuçlara neden oldu ve laboratuvarlar arasındaki çabaları ve sonuçları uyumlu hale getirmek zorlaştırıyor. Burada, travma sonrası epileptiform aktivitesini izlemek için uzun vadeli, sürekli video/EEG kaydı yaklaşımımızı açıklayan ayrıntılı bir metodoloji sunduk. Bir dizi adım, açıklanan yöntemle tekrarlanabilir sonuçlar oluşturmak için önemlidir.
İlk olarak, travma sonrası epilepsinin insidansı yaralanma şiddeti ile ilişkilendirir, en şiddetli TBı neden koşullar uygulanır. Özellikle, yeterince büyük bir dura alanının maruz kalmasını sağlamak için 5 mm ‘lik Kraniyektomi kullanın. Buna ek olarak, bir dişi-dişi luer kilit cihazını kafatasının yüzeyine sabitleyin, doğrudan Kraniyektomi üzerine yerleştirilen açılış ile. Bu, daha küçük bir Kraniyektomi (3 mm) kullanmış ve/veya Kraniyektomi içinde değiştirilmiş bir iğne hub yerleştirmiş olan diğer laboratuvarlar farklıdır, hangi etkin açılış boyutunu azaltır. Luer kilidi Kraniyektomi dışında yerleştirerek, 5mm açılış korunur. Bu özel parametreler dura ‘ya uygulanan genel kuvveti etkiler. Dura ‘ya uygulanan atmosferik basınç da gözlenen yaralanma şiddeti üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Ne yazık ki, atmosferik basınç son derece değişkendir ve cihaz bağımlı görünüyor. Bazı Labs 8-10 MS18basınç nabız uygulayarak bildirdi. Bunun aksine, burada açıklanan yöntem 20 MS basınç nabzı ile sonuçlanır. Bu daha şiddetli yaralanma oluşturmak için görünen diğer laboratuvarlar ile tutarlı 14,28. Yaralanma inducing basınç nabız Labs arasında önemli değişkenlik gösteren bir parametre olduğunu ve ampirik olarak tanımlanmalıdır açıktır. Bununla birlikte, yaralanma şiddeti mortalite oranlarının (% 40-50), reflektif refleks süreleri (> 30 dk)26birleşimine göre belirlenebilir. Aynı zamanda sadece sağlam dura olan hayvanların çalışmaya dahil edilmesi de önemlidir. Buna ek olarak, Kraniyektomi herhangi bir tutkal veya çimento gibi Kraniyektomi altında dura bir parçası sıvı basıncı Nabız tam gücüne maruz değildir, sonra hayvan çalışma ortadan kaldırılması gerekir okcluded. Ayrıca, luer kilit altında fazla tutkal dura uyabilir ve başarılı bir yaralanma sonra bile çimento kapağı ile kaldırabilirsiniz. Son olarak, osiloskop izi üzerindeki basınç darbe eğrisinin pürüzsüz şekli, sıvı odasında hava kabarcıkları bulunmadığını ve pistonun empedans olmadan hareket ettiğini gösteren göstergesi sağlar.
Anestezi, kontrol edilmesi gereken başka bir kritik faktördür. Isoflurane pozlama anestezi bir cerrahi düzlem korumak için mümkün olan en düşük düzeylerde tutulmalıdır. İsofluran veya uzun süreler için daha yüksek seviyelere maruz kalan fareler, neurogenic kaynaklı pulmoner ödem geliştirmek için daha olasıdır. Kafatasının hazırlanması yöntemin başka bir kritik yönünü temsil eder. Özellikle, kafatasını kurutmak ve herhangi bir kemik tozunu çıkarmak, farelerin transmiteri zamanından önce kaldırmasını önlemeye yardımcı olur.
Vidaların yerleştirilmesi ve EEG kablolarının bağlanması açıkça tekrarlanabilir kayıtlar üretmek için önemlidir. Bu vidalar çok derinden beyin üzerinde bir lezyon ikna etmek için yerleştirilmez önemlidir. Yetişkinlerin Kraniyektomi (12 haftalık) erkek Wistar farelerinden kurtarılan kemik flebi sürekli olarak 2 mm kalınlığında. 2,5 mm mili ile EEG elektrot vidalarını kullanın. Bu vidalar sadece kemik tabanına uzatmak ve beyin içine çıkıntı yok sağlamak için bir spacer olarak kavisli sivrisinek hemostatik forseps ipuçlarını kullanmak yararlıdır.
Burada sunulan yaklaşım bazı sınırlamalar var. Piller düzenli olarak değiştirilmelidir. Pil değişikliklerinin sıklığı örnekleme hızına bağlıdır. Piller genellikle haftada bir kez 1000 Hz ‘de örnekleme hızı olarak değiştirilir. Bu zaman dilimi örnekleme hızını azaltarak uzatılabilir. Sistem aynı zamanda dört Monopolar EEG elektrotlardan kayıt ile sınırlıdır. Ancak, bu Yarımküre başına iki kanal sağlar ve odak ve genelleştirilmiş olaylar arasında ayrım yapabilir ve anterior ve posterior değişiklikler arasında ayırt edebilirsiniz. Bu yaklaşımlara rağmen, bu yaklaşım, sürekli video/EEG izleme ve şiddetli TBı takipte epileptiform değişikliklerinin tespiti yapmak için makul bir yöntem sağlar.
Burada açıklanan yöntem, TBı takipte bir ay içinde hem elektrografik hem de konvülsif nöbetlerde sonuçlanır. Bu nedenle, bu yaklaşım, şiddetli TBI takipte epileptogenez önlenmesi için potansiyel terapötik çalışma için makul bir zaman çerçevesi sağlar. Bu yaklaşım aynı zamanda PTE ile ilişkili moleküler mekanizmaları araştırmak için bir yöntem sağlar ve PTE geliştirme riski en çok olan hastaları tanımlamak için kullanılabilecek potansiyel biyomarkerlerin tanımlanmasına neden olabilir.
The authors have nothing to disclose.
Biz grafik tasarım ve rakamlar hazırlanması onun paha biçilmez destek için Paul Dressel teşekkür etmek istiyoruz.
1.00 mm Drill Bits | Drill Bit City: New Carbide Tools | 05M200 | |
3M ESPE Durelon Carboxylate Cement | 3M , Neuss Germany | 38019 | Dental Cement |
4-0 Suture | Ethicon, Sommerville, NJ | K831H | 4-0 Ethicon Perma-hand Silk, 26mm 1/2c Taperpoint, 30" (75cm), Black Braided non-absorbable suture |
5 mm outer diameter trephine | Fine Science Tools | 18004-50 | |
Bonewax | Medline Industries, Mendelcin, IL | REF DYNJBW25 | |
Buprenorphine HCL, Injection (0.3 mg/mL) 1 mL vial | Par Pharmalogical, Chestnut Ridge NY | 3003706 | NDC 42023-179-01 |
Dumont #6 Forceps | Fine Science Tools | 11260-20 | |
Dumont #7b Forceps | Fine Science Tools | 11270-20 | |
ecgAUTO | EMKA Technologies, Falls Church, VA | ||
Female Luer Thread Style Coupler Clear Polycarbonare | Cole-Palmer instrument | SKO#45501-22 | Order lot #214271 |
Foot Power Drill | Grobet USA, Carlstadt, NJ | Model C-300 | |
GentaMax 100 (Gentamicin, Sulfate Solution) | Phoenix, Manufactured by Clipper Distributing Company LLC, St. Joseph, MO | NDC 57319-520-05 | |
Hill's Prescription Diet a/d Canine/Feline | Hill's Pet Nutrition, Inc. , Topeka, KS | ||
IOX2 Software | EMKA Technologies, Falls Church, VA | ||
Isoflorane, USP | Piramal Enterprise Limited, Andhra, India | NDC 66794-013-25 | |
IsoTech Anesthesia machine | SurgiVet | WWV9000 | |
Lateral FPI device | AmScien | 302 | curved tip, with pressure tubing extension. connected via screw lock connector (Cole-Palmer; #4550-22) |
Leica A60 Stereomicroscope | Leica Biosystems, Richmond, VA | PN: 10 450 488 | |
Marcaine (0.5%) Bupivacaine hcl injection usp 5 mg/mL | Hospira, Lake Forest, IL | CA-3627 | 50mL multiple dose vial; NDC 0409-1610-50 |
Micro-Adson Forceps | Fine Science Tools | 11018-12 | |
Olsen-Hegar Needle Holders with Suture Cutters | Fine Science Tools | 12002-14 | |
PALACOS R+G bone cement with gentamicin | Heraeus, | REF: 5036964 | Radiopaque bone cement containing 1 x 0.5g Gentamicin |
Physio Suite | Kent Scientific, Terrington, CT | ||
Povidone-iodine solution | Betadine | ||
Puralube Vet Ointment | Dechra Veterinary Products, Overland Park KS | NDC 17033-211-38 | |
Scalpel blade (#10) and holder | Integra Miltex, York, PA | REF: 4-110 | |
Scalpel Handle – #4 | Fine Science Tools | 10004-13 | |
Sickle Knife | Bausch + Lomb Storz Instruments | N1705 HM | 5mm curved blade. Round handle. Overall length 168mm, 6.6 inches. |
Silverstein Micro Mirror | Bausch + Lomb Storz Instruments | N1706 S8 | 3mm diameter. Angled 45 degrees. Overall length 180mm, 7.2 inches |
Storage NAS | Synology Inc. | DS3615xs | |
Synology Assistant | Synology Inc. | ||
Thermal Cautery Unit | Geiger Medical Technology, Delasco Council Bluffs, IA | Model NO: 150 | |
Vetivex | Dechra Veterinary Products, Overland Park KS | Veterinary pHyLyteTM Injection pH 7.4 (Multiple Electrolytes Injection, Type 1, USP) | |
Video Cameras | TRENDnet, Torrance, CA | TV-IP314PI | Indoor/Outdoor 4MP H.265 WDR PoE IR Bullet Network Cameral |
Video NAS | Synology Inc. | DS916 | |
Wistar IGS rats | Charles River | strain code 003 | 12 wk old at the time of injury |
Wullstein Retractor | Fine Science Tools | 17018-11 |