マウスの挫傷性脊髄損傷モデルのための自動インパクター

脊髄損傷は、通常、損傷した部分の下に永久的な脊髄機能障害を引き起こします。交通事故^や転倒など、脊椎に当たる物体や脊椎の過伸展によって引き起こされることがほとんどです1。脊髄損傷に対する有効な治療法の選択肢は限られているため、動物モデルを用いた脊髄損傷の病因の解明は、適切な治療アプローチの開発に有益です。脊髄への衝撃によって引き起こされる脊髄損傷の挫傷モデルは、ほとんどの臨床的脊髄損傷症例と同様の病態を持つ動物モデルの開発をもたらします^2,3。したがって、脊髄損傷挫傷の正確で再現性があり、便利な動物モデルを作成することが重要です。

1911年にアレンが脊髄損傷の最初の動物モデルを発明して以来、脊髄損傷動物モデルを確立するための機器の開発に大きな進歩がありました^4,5。脊髄損傷モデルは、損傷のメカニズムに基づいて、挫傷、圧迫、伸展、脱臼、離断、または化学物質^{に分類されます}6。その中で、外力を利用して脊髄を変位させ、傷つける挫傷モデルは、ほとんどの脊髄損傷患者の臨床病因に最も近いものです。したがって、挫傷モデルは、脊髄損傷研究で多くの研究者によって使用されてきました^3,7。脊髄損傷挫傷モデルの開発には、さまざまな機器が使用されています。ニューヨーク大学(NYU)の多施設動物脊髄損傷研究(MASCIS)のインパクターは、ウェイト^{ドロップデバイス8}によって脊髄損傷挫傷を引き起こします。いくつかのバージョンが更新された後、MASCISインパクターは脊髄損傷挫傷動物モデル^の開発に広く使用されています9。しかし、MASCISのインパクトロッドが落下して脊髄に当たると、複数の損傷が発生することがあり、脊髄損傷モデルの損傷の程度に影響を与えます。さらに、機器の精度と製造モデルの再現性を確保するために機械的精度を達成することも困難です。無限の地平線インパクターは、重い落下ではなく脊髄に加わる力を制御することによって挫傷を引き起こす¹⁰。センサーに接続されたコンピューターを使用して、インパクターと脊髄の間の衝撃力を直接測定します。閾値に達すると、インパクターは直ちに後退し、それによって重量の跳ね返りを回避し、精度を向上させる^10,11。しかし、この微細な運動モダリティを使用して損傷を与えると、一貫性のない損傷や機能障害が生じる^{可能性があります6。}オハイオ州立大学(OSU)の装置は、電磁ドライバ^12,13によって脊髄の背側表面を過渡的な速度で圧縮する。この装置は、短距離の圧迫を使用して脊髄損傷を引き起こすため、無限の地平線インパクターに似ています。しかし、零点の初期決定は、脳脊髄液^6,14の存在による誤差を引き起こすという点で種々の限界を有する。要約すると、脊髄損傷挫傷動物モデルの開発に使用できる機器は多数ありますが、それらすべてにいくつかの制限があり、動物モデルの精度と再現性が不十分です。したがって、脊髄損傷のマウス挫傷モデルをより正確、便利、再現性よく作成するためには、自動化されたインテリジェントな脊髄損傷インパクターが必要です。

新しい脊髄損傷インパクターである広州済南大学スマート脊髄損傷システム(GスマートSCIシステム; 図1)、脊髄損傷挫傷モデルを作成するため。このデバイスは、位置決めデバイスとしてレーザー距離計を使用し、自動化されたモバイルプラットフォームと組み合わせて、ストライク速度、ストライク深度、滞留時間などの設定されたストライクパラメータに従ってストライクを自動化します。自動運転により、人的要因が軽減され、動物モデルの精度と再現性が向上します。