Wirbelkörperstabilisierung ist zur Minimierung Variabilität und für die Erstellung von konsistenten experimentellen Rückenmarksverletzungen notwendig. Mit einem maßgeschneiderten Stabilisierungsvorrichtung in Verbindung mit der NYU / Mascis Impaktor Gerät, haben wir hier die richtige Ausrüstung und Verfahren zur Erzeugung von reproduzierbaren halb kontusive zervikalen (C5) Rückenmarksverletzungen bei erwachsenen Ratten nachgewiesen.
Klinisch relevanten Tierhalsrückenmarksverletzungen (SCI) Modelle sind für die Entwicklung und Erprobung potenzielle Therapien; jedoch zur Bereitstellung zuverlässiger zervikalen SCI ist schwierig wegen des Mangels an zufriedenstellenden Verfahren für Wirbelstabilisierung. Die herkömmliche Methode, um die Wirbelsäule zu stabilisieren ist es, die rostralen und kaudalen HWS über Klemmen an Gebärmutterhalskrebs Dornfortsätze angebracht auszusetzen. Diese Art der Stabilisierung fehlt aber was während der Quetschung als die Halswirbelsäule Prozesse zu kurz, um effektiv durch die Klammern (1) befestigt werden sollen Gewebes zu verhindern. Hier stellen wir eine neue Methode, um die Halswirbel vollständig stabilisieren auf dem Niveau des Aufpralls Verletzungen. Dieses Verfahren vermindert wirksam die Bewegung der Wirbelsäule an der Stelle der Wirkung, die die Herstellung von konsistenten SCIs stark verbessert. Wir machen Beschreibung des Geräts (Abbildung 2-4), Verfahrens und einen Schritt-für-Schritt-Protokoll für die Stabilisierung des zervikalen 5 Wirbel (C5) von erwachsenen Ratten auf Laminektomie (Abbildung 5) auszuführen, um ein kontusiven SCI danach. Obwohl wir nur eine zervikale hemi-Quetschung mit der NYU / Mascis Schlagvorrichtung zeigen, kann dieses Wirbelstabilisierungstechnik auf andere Regionen des Rückenmarks eingesetzt werden, oder auf andere SCI Geräte angepasst werden. Verbesserung Rückenmark Belichtung und Fixierung durch Wirbelstabilisierung kann wertvoll für die Herstellung von konsistenten und zuverlässigen Verletzungen des Rückenmarks ist. Diese Wirbelstabilisierungsverfahren kann auch für die stereotaktische Injektionen von Zellen und Tracer und zum Abbilden mittels Zwei-Photonen-Mikroskopie bei verschiedenen neurobiologischen Untersuchungen verwendet werden.
Die konsequente und reproduzierbare mechanische Kraft auf den Zielbandscheibengewebe ist entscheidend für die Minimierung der funktionalen und histologische Variabilität und für den Aufbau erfolgreicher kontusive Rückenmarksverletzungen (SCI) Modelle 1-7. Die Menge an Kraft, um eine Zielregion der Wirbelsäule aufgebracht, hängt von den für die Wirbelsäulenstabilisierung verwendeten Verfahren. Positionsverschiebung des Ziel Wirbelsäule während des Kontakts zwischen dem Schlagbolzen und dem Rückenmark ändert die resultierende Schädigung Kraft. Die zervikale kontusive SCI-Modell ist ein klinisch relevantes Modell als andere Formen der SCI als ungefähr 50% der menschlichen SCI Fälle treten auf dieser Ebene 8, und mehrere SCI Studien durchgeführt unter Verwendung von Tierhalsverletzung Modelle 9-14. Obwohl kontusive SCI Modelle verwenden häufig eine Form der Stabilisierung durch Klemmen des Dornfort Front- und zum Ort der Verletzung ist dieses Präparat schwierig für die Herstellung von Hals SCI. &# 160; vorteilhaft in ihrer Fähigkeit, die Qualität und Reproduzierbarkeit der Quetschung Schädigung zu erhöhen, wie in dieser Demonstration gezeigt, ist das Stabilisierungsverfahren zu entwickeln sind. 1) Variabilität in der Wirbel Nachgeben unter der Stoßkraft kann durch die Begrenzung benachbarten Rückenwirbelfortsätze rostral und kaudal der Laminektomie auftreten: Insbesondere wurde dieses Verfahren zur Wirbelstabilisierung in einem Versuch, die Mängel und Probleme bei anderen Modellen Änderung hergestellt. Der Grad der Wirbelverschiebung ist abhängig von der Anzahl der Wirbelgelenke zwischen der Wirkung und der Wirbel stabilisiert (Abbildung 1). Daher beteiligt sich die mehrere Gelenke desto weniger stabil die Wirbelsäule wird; 2) die Rückenwirbelfortsätze sind zerbrechlich und Ursache Klemmversagen infolge Dornfort Fraktur oder der Klemme Abrutschen des Prozesses; und 3) die Dornfortsätze auf dieser Wirbel extrem kurz zwischen der C3 Wirbel T1 im Vergleich zu denen der Brust- verte sindBrae, die mit traditionellen Klammern es schwierig macht, die Dornfortsätze zur Stabilisierung der Halswirbelsäule erfassen.
Hier beschreiben wir ein neues Verfahren zur Stabilisierung der Wirbelsäule zur Herstellung C5 kontusive SCI in erwachsenen weiblichen Sprague-Dawley Ratten. Diese Methode kann für die Stabilisierung der anderen Ebenen der Wirbelsäule und des Rückenmarks, und Konjugate gut mit anderen kontusive SCI-Geräten verwendet werden, einschließlich der New York University / Multizentrische Tier Spinal Cord Injury Study (NYU / Mascis) Impaktor 15 (Abbildung 2) , Precision Systems und Instrumentierung, LLC unendlichen Horizont (IH) Einrichtung 16, Ohio State University / Elektromagnetische Spinal Cord Injury Gerät 1 und der Louisville Verletzungssystem Gerät (LISA) 17, so dass für einen breiten Einsatz in SCI Forschung.
Hier haben wir eine Stabilisierung der Halswirbelsäule Verfahren zur Herstellung von einseitigen kontusive SCI an C5 demonstriert. Dieses Stabilisierungsverfahren erhöht die Präzision des Traumas anatomisch und konsistente Funktionsdefizite 13,18. In anderen Modellen, die am Rückenklemm der Dornfortsätze stützen, ist das Risiko eines Dornfortsatzes Beschädigung oder Ablösung der Klammern aus dem Wirbel recht hoch. Diese Modelle können auch gestatten erheblichen Wirbelsäulen Verschieben und nachgiebig von der Quetschung Kraft und der Flexibilität der Wirbelsäule und Wirbelsäulen (1A und B). Das was ändert den Kolben-Gewebekontaktzeit und führt zu unvorhersehbaren Verletzungen Kraft (1A-B & 6B) Gewebe. Unsere beschriebenen Wirbelstabilisierung bietet auch andere Vorteile für die chirurgische Vorbereitung: 1) diese Methode vollständig die Wirbel an C5 in der Mitte stabilisiertOperationsmikroskop, das die Genauigkeit Laminektomien (1C) erhöht; 2) das Tier innerhalb des U-förmigen Stabilisators kann direkt aus dem chirurgischen Ort zu dem kundenBefestigungsAnordnung, die das Verfahren und binden das Tier auf SCI Vorrichtungen vermeidet und spart Zeit gelagert; und 3) die Stabilisierung der Wirbelsäule an der Verletzungsebene und direkt Rücken- und Schwanz auf die vorgesehene Stelle der Verletzung können die Bewegung des Körpers durch die Atmung verursacht stark vermindert, eine weitere Maßnahme, um die Variabilität zu reduzieren.
Der Hauptvorteil der Verwendung dieses Stabilisierungsverfahren ist die reduzierte Menge des Nachgebens oder ventralen Bewegung des Rückenmarks und der Säule bei einem Aufprall. Anhand einfacher Physik eines Quetschung Verletzung, die Kraft und die Energie des Aufpralls wird von der Stange, um das Rückenmark mit der Schnur zu absorbieren diese Energie an der Stelle des Aufpralls zu übertragen, im Idealfall. Wenn die Wirbelsäule Renditen unter dem Kabel, wie es ist jedoch möglich,im dorsalen spinous Klemmverfahren (1A & B), an der Schnur wird verringert und variabel aufgebrachte tatsächliche Kraft, abhängig von dem Grad der Ausbeute.
Obwohl dieses Video veranschaulicht, das gesamte Verfahren von einer zervikalen kontusive SCI-Modell, ist die Essenz dieses Artikels die Einführung des Wirbelsäulenstabilisierungsverfahren, die wir in verschiedenen Anwendungen in unserem Labor speziell für SCI-Studien. Eine modifizierte Version dieses Stabilisierungsvorrichtung und ein Verfahren wurde an Mäusen SCI 23 verwendet. Diese einfache Methode zur Wirbelsäulenstabilisierung ist sehr nützlich für SCI Forschung, und wir haben auch bisher diese Methode und Ausrüstung zum Thorax Quetschung sowie laceration SCI Modelle durchzuführen. Ein weiteres Labor hat vor kurzem in dieser Zeitschrift 22 beschrieben eine Variante dieser Form der Stabilisierung der zervikalen Verletzungen. Zusammenfassend ist zu mehreren Surgic stellen wir diesen Roman Wirbelstabilisierungsverfahrenal Verfahren zur Erzeugung von reproduzierbaren Versuchs SCI von Laminektomie, um Verletzungen der Produktion. Die Vorteile dieser Stabilisierungsvorrichtung nicht auf Halsmark Prellung beschränkt, da diese Stabilisierungsverfahren ist für eine Vielzahl von Experimenten, wie innerRückenSpritzen, Zelltransplantation, CSF Sammlung von den Cisterna magna, Hemisektion und Durchtrennung Verletzungen angepasst worden, Brust-Prellung Verletzungen, in-vivo-Bildgebung, die zwei-Photonen-Mikroskopie und Rückenelektrophysiologische Ableitung. Die Erhöhung der Qualität der Wirbelsäulen-Operations-und Verletzungsverfahren und die Verringerung der experimentellen Variabilität wird dazu beitragen, einen Einblick in wahre Mechanismen von Verletzungen und Erholung und Bildschirm die Auswirkungen verschiedener Therapien auf der verheerenden Erkrankung des SCI.
The authors have nothing to disclose.
Diese Arbeit wurde von den National Institutes of Health [NS36350, NS52290 und NS50243 Röntgen MX] unterstützt; Mari Hulman George Stiftungsfonds; der Staat Indiana; und Ruth L. Kirschstein National Research Service Award (NRSA) 1F31NS071863 zu CLW
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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 | |
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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 |