用于小鼠挫伤脊髓损伤模型的自动撞击器

脊髓损伤通常会导致损伤节段以下的永久性脊髓功能障碍。它多是由物体撞击脊柱和脊柱过度伸展引起的，例如交通事故和跌倒¹.由于脊髓损伤的有效治疗方案有限，使用动物模型阐明脊髓损伤的发病机制将有助于制定适当的治疗方法。由脊髓撞击引起的脊髓损伤挫伤模型导致开发了与大多数临床脊髓损伤病例具有相似病理的动物模型 ^2,3。因此，为脊髓损伤挫伤生成准确、可重复和方便的动物模型非常重要。

自 Allen 于 1911 年发明第一个脊髓损伤动物模型以来，用于建立脊髓损伤动物模型的仪器的发展取得了重大进展 ^4,5。根据损伤机制，脊髓损伤模型分为挫伤、压迫、牵引、脱位、横断或化学⁶。其中，利用外力移位和损伤脊髓的挫伤模型最接近大多数脊髓损伤患者的临床病因。因此，挫伤模型已被许多研究人员用于脊髓损伤研究 ^3,7。各种仪器用于开发脊髓损伤挫伤模型。纽约大学 （NYU） 多中心动物脊髓损伤研究 （MASCIS） 撞击器通过减重装置产生脊髓损伤挫伤⁸.经过几个更新版本后，MASCIS撞击器被广泛用于开发脊髓损伤挫伤动物模型⁹。然而，当MASCIS的冲击杆掉落并撞击脊髓时，可能会发生多处损伤，这会影响脊髓损伤模型的损伤程度。此外，实现机械精度以确保仪器的精度和制造模型的可重复性也具有挑战性。无限地平线撞击器通过控制施加在脊髓上的力而不是重跌落来引起挫伤¹⁰.它使用连接到传感器的计算机直接测量撞击器和脊髓之间的冲击力。当达到阈值时，冲击器立即缩回，从而避免重量反弹并提高精度^10,11。然而，使用这种精细运动方式造成损伤会导致不一致的损伤和功能缺陷⁶.俄亥俄州立大学（OSU）设备通过电磁驱动器^12,13以瞬态速率压缩脊髓的背面。该装置类似于无限地平线撞击器，因为它使用短距离按压来引起脊髓损伤。然而，它有各种局限性，因为零点的初始确定会由于脑脊液^的存在而引起误差^6,14。综上所述，可用于开发脊髓损伤挫伤动物模型的仪器很多，但它们都存在一些局限性，导致动物模型的准确性和可重复性不足。因此，为了更准确、更方便、更可重复地创建脊髓损伤小鼠挫伤模型，需要一种自动化、智能化的脊髓损伤撞击器。

我们提出了一种新型的脊髓损伤冲击器，广州暨南大学智能脊髓损伤系统（G smart SCI system; 图1），用于生成脊髓损伤挫伤模型。该设备使用激光测距仪作为定位装置，结合自动化移动平台，根据设定的打击参数（包括打击速度、打击深度和停留时间）自动进行打击。自动化操作减少了人为因素，提高了动物模型的准确性和可重复性。