ייצוב השדרה הוא הכרחי לצמצום שונות, ולהפקת פגיעות בחוט השדרה עקבית ניסיונית. באמצעות מנגנון ייצוב מותאם אישית בשילוב עם מכשיר Impactor NYU / MASCIS, יש לנו הפגנו כאן הציוד ונוהל התקינים ליצירת פציעות שחזור חמי-contusive צוואר רחם (C5) בחוט השדרה בחולדות מבוגרות.
פציעה בצוואר הרחם בבעלי חיים מבחינה קלינית רלוונטי חוט השדרה דגמים (SCI) הם חיוניים לפיתוח ובדיקת טיפולים פוטנציאליים; עם זאת, הפקת SCI צוואר רחם אמין קשה בשל חוסר שיטות מספקות של ייצוב השדרה. השיטה המקובלת לייצוב עמוד השדרה היא להשעות את עמוד השדרה הצווארי מקורי ואת הזנב באמצעות מלחציים מצורפים לתהליכי spinous צוואר רחם. עם זאת, שיטה זו של ייצוב אינה מונעת רקמת מניב בחבלה כתהליכי השדרה הצווארי הם קצרים מדי כדי להיות מאובטח בצורה יעילה על ידי מהדק (איור 1). כאן אנו מציגים שיטה חדשה לייצב את חוליית הצוואר לחלוטין באותה הרמה של פגיעת ההשפעה. שיטה זו יעילה ממזערת תנועה של עמוד השדרה באתר של השפעה, אשר משפר באופן משמעותי את הייצור של SCIs העקבי. אנו מספקים תיאור חזותי של הציוד (איור 2-4), שיטהים, ופרוטוקול צעד-אחר-צעד לייצוב החוליה 5 צוואר הרחם (C5) של חולדות מבוגרות, לבצע laminectomy (איור 5) ולייצר SCI contusive לאחר מכן. למרות שאנחנו רק להפגין חמי-חבלה בצוואר הרחם באמצעות מכשיר Impactor NYU / MASCIS, טכניקת ייצוב השדרה זה יכול להיות מיושמת על אזורים אחרים של חוט השדרה, או להיות מותאמת למכשירי SCI אחרים. שיפור חשיפת חוט השדרה וקיבוע באמצעות ייצוב חוליות עשויה להיות בעל ערך להפקת פציעות עקביות ואמינות לחוט השדרה. גם שיטת ייצוב השדרה זה יכול לשמש עבור זריקות stereotactic של תאים וקליעים נותבים, והדמיה באמצעות מיקרוסקופ שני פוטונים במחקרי נוירו-ביולוגיים שונים.
כוח מכאני עקבי ושכפול ברקמות השדרה יעד הוא קריטי למזעור השתנות פונקציונליות והיסטולוגית ולהקמת מודלים מוצלחים פגיעה בחוט השדרה contusive (SCI) 1-7. כמות הכוח להחיל אזור יעד של חוט השדרה תלויה בשיטות מנוצלות לייצוב עמוד השדרה. הסטה במיקום של עמוד השדרה היעד במהלך קשר בין בוכנת ההשפעה ואת חוט השדרה משנה את כוח פגיעה כתוצאה. מודל SCI contusive צוואר הרחם הוא יותר רלוונטי מבחינה קלינית מודל מאשר צורות אחרות של SCI, ככ -50% מהמקרים אדם SCI להתרחש ברמה זו 8, ומספר מחקרי SCI בוצעו תוך שימוש במודלים של בעלי החיים פציעה בצוואר הרחם 9-14. למרות שדגמי SCI contusive לעתים קרובות להשתמש בסוג כלשהוא של התייצבות על ידי כיווץ קדמי תהליכי השדרה ואחורית למקום הפגיעה, הכנה זו היא קשה לייצור צוואר רחם SCI. ו# 160; כפי שניתן לראות בהפגנה זו, שיטת הייצוב שפיתחנו היא יתרון ביכולתה להגדיל הן את האיכות ושחזור של פגיעת חבלה. במיוחד, שיטה זו של ייצוב השדרה הוקמה בניסיון לתקן את הליקויים ואתגרים של מודלים אחרים: 1) השתנות בחוליות מניב תחת כוח ההשפעה עלולה להתרחש על ידי כיווץ תהליכי spinous גב סמוך מקורי ואת הזנב לlaminectomy. מידת הסטת השדרה תלויה במספר המפרקים בעמוד השדרה בין ההשפעה והחוליות שהתייצבו (איור 1). לכן, יותר מפרקים מעורבים פחות יציבים בעמוד השדרה הופכת; 2) תהליכי גב spinous הם כישלון מהדק שביר וסיבה כתוצאה של שבר זיזים קוצי או המהדק מחליק את התהליך; ו 3) תהליכי spinous בחוליות אלה הם קצרים ביותר בין C3 לT1 חוליות בהשוואה לאלו של Verte בית החזהבראק, שהופך אותו קשה באמצעות מהדק מסורתי לתפוס את תהליכי spinous לייצוב עמוד השדרה הצווארי.
כאן אנו מתארים שיטה חדשה של ייצוב עמוד השדרה לייצור C5 contusive SCI בSprague-Dawley חולדות נקבה בוגרת. שיטה זו יכולה לשמש לייצוב רמות האחרות של עמוד השדרה וחוט השדרה, וconjugates גם עם מכשירי SCI contusive אחרים, כולל כבל אוניברסיטת ניו-יורק / Multicenter בעלי החיים פגיעה בעמוד השדרה המחקר (אוניברסיטת ניו יורק / MASCIS) Impactor 15 (איור 2) , מכשיר Precision מערכות ומכשור, LLC Infinite אופק (IH) 16, אוניברסיטת אוהיו / חוט השדרה פגיעה התקן 1 אלקטרומגנטית, והמכשירים לואיוויל מערכת הפגיעה (LISA) 17, המאפשרים לשימוש נרחב במחקר SCI.
כאן יש לנו הפגנו שיטת ייצוב עמוד השדרה הצווארי לייצור SCI contusive חד-צדדי בC5. שיטת ייצוב זה מגדילה את הדיוק של הטראומה מבחינה אנטומית ומייצרת 13,18 גירעונות תפקודיים עולים בקנה אחד. בדגמים אחרים המסתמכים על הידוק גב של תהליכי spinous, את הסיכון לניזק תהליך spinous או ניתוק של מלחציים מהחוליה הוא גבוה למדי. מודלים אלה גם עשויים לאפשר עמוד השדרה ניכרת הסטה וכנועה מכוח החבלה והאופי גמיש של עמוד השדרה וחוליות עמודים (איור 1 א 'וב'). רקמת מניב משנה את זמן מגע בוכנה-רקמה ותוצאות בכוח פגיעה בלתי צפוי (איור 1 א-B & 6B). ייצוב החוליות תאר מספק גם הטבות אחרות להכנה כירורגית: 1) שיטה זו מייצבת את החוליות מרוכזות בC5 תחת מלאהמיקרוסקופ הניתוחי המגדיל את הדיוק של laminectomies (איור 1 ג); 2) בעלי החיים רכובים בתוך המייצב בצורת U ניתן לקחת ישירות מהמיקום כירורגית לקובץ מצורף ההרכבה המותאם אישית, אשר ימנע את ההליך של לתלות שוב את בעלי החיים בהתקני SCI וחוסך זמן; ו 3) ייצוב החוליות ברמת הפציעה וישירות גב וזנב לאתר המיועד לפציעה יכולה לצמצם את תנועת הגוף שנגרמה על ידי נשימה מאוד, אמת מידה נוספת כדי להפחית את השונות.
היתרון העיקרי של שימוש בשיטה זו הוא ייצוב הכמות המופחתת של מניב, או תנועת הגחון של חוט השדרה ועמודה בעת הפגיעה. המבוססים על פיסיקה פשוטה של פגיעת חבלה, הכוח והאנרגיה של ההשפעה יעבירו מהמוט לחוט השדרה, באופן אידיאלי עם הכבל סופג את האנרגיה הזו באתר של השפעה. עם זאת, אם תשואות עמוד השדרה מתחת לכבל, כאפשריותבשיטת הידוק spinous הגב (איור 1 א & B), הכוח האמיתי להחיל את הכבל הוא ירד ומשתנה, בהתאם למידת תשואה.
למרות שהסרטון הזה ממחיש את ההליך כולו של מודל SCI contusive צוואר רחם, את מהותו של מאמר זה היא המבוא של שיטת ייצוב השדרה אנו משתמשים ביישומים שונים במעבדה שלנו, במיוחד ללימודי SCI. גרסה שונה של מכשיר ייצוב זה ושיטה נעשתה שימוש בעכברים SCI 23. שיטה פשוטה זו של ייצוב עמוד השדרה היא שימושית ביותר עבור מחקר SCI, ויש לנו בעבר השתמש בשיטה זו וציוד לביצוע חבלת חזה וכן מודלים SCI חתך. מעבדה נוספת לאחרונה תיארה וריאציה של צורה זו של ייצוב לפציעה בצוואר הרחם ביומן הזה 22. לסיכום, אנו מציגים שיטת ייצוב זה רומן חוליות לכמה surgicנהלי אל ליצירת SCI הניסיוני לשחזור החל laminectomy לייצור פציעה. היתרונות של מכשיר ייצוב זה אינם מוגבלים לחבלה בעמוד השדרה הצווארי, כשיטת ייצוב זה הותאמה למגוון רחב של ניסויים כגון זריקות תוך-השדרה, השתלה סלולרית, אוסף CSF מmagna, פציעות hemisection וחיתוך הרוחב Cisterna, פציעות חבלת חזה, בתחום ההדמיה vivo העסקת שני פוטונים במיקרוסקופ, והקלטת אלקטרו השדרה. שיפור האיכות של ניתוחים ופגיעה בעמוד השדרה והפחתת השונות הניסיוניות תעזור לספק תובנה מנגנונים אמיתיים של פציעה והתאוששות, ולהקרין את ההשפעות של טיפולים שונים על ההפרעה ההרסנית של SCI.
The authors have nothing to disclose.
עבודה זו נתמכה על ידי המכון הלאומי לבריאות [NS36350, NS52290, וNS50243 לX-MX]; מארי Hulman ג'ורג 'קרן קרן; מדינת אינדיאנה; ולאומי למחקר שירות פרס רות ל 'Kirschstein (NRSA) 1F31NS071863 לCLW
Purdue Products Betadine Surgical Scrub | Fisher Scientific | 19-027132 | |
Dukal Gauze Sponges | Fisher Scientific | 22-415-490 | |
Ketamine (87.7 mg/kg)/Xylazine (12.3 mg/kg) | Webster Veterinary | 07-881-9413, 07-890-5745 | |
Decon Ethanol 200 Proof | Fisher Scientific | 04-355-450 | |
Artificial Tears Eye Ointment | Webster Veterinary | 07-870-5261 | |
Antiobiotic Ointment | Webster Veterinary | 07-877-0876 | |
Cotton Tipped Applicators | Fisher Scientific | 1006015 | |
Rongeur | Fine Science Tools | 16000-14 | |
Surigical Scissors | Fine Science Tools | 15009-08 | |
Scissors (blunt dissection) | Fine Science Tools | 14040-10 | |
Surgical Retractor | Fine Science Tools | 17005-04 | |
Large Forceps | Fine Science Tools | 11024-18 | |
Fine Forceps | Fine Science Tools | 11223-20 | |
Hemostat | Fine Science Tools | 13004-14 | |
Scalpel | Fine Science Tools | 10003-12 | |
Scalpel Blade #15 | Fisher Scientific | 10015-00 | |
EZ Clips | Fisher Scientific | 59027 | |
Sterile sutures | Fine Science Tools | 12051-10 | |
Instrument Sterilizer | Fine Science Tools | 14040-10 | |
Surgical Stabilizer | Custom Manufactured | N/A | Contact Y. Ping Zhang for details. (yipingzhang50@gmail.com) |
Vertebral Stabilization Bars (clawed endfeet) | Custom Manufactured | N/A | Contact Y. Ping Zhang for details. (yipingzhang50@gmail.com) |
NYU/MASCIS Impactor Device | Custom Manufactured | W. M. Keck Center for Collaborative Neuroscience Rutgers, The State University of New Jersey e-mail: impactor@biology.rutgers.edu |