हम ऊतक विस्थापन-आधारित संवेदी रीढ़ की हड्डी की चोट के मॉडल पेश करते हैं जो प्रौढ़ चूहों में लगातार संक्रमित रीढ़ की हड्डी की चोट पैदा कर सकता है।
प्रायोगिक जानवरों के बीच व्यवहार और हिस्टोलॉजिकल विविधताओं को कम करने के लिए एक सुसंगत और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य संदूषित रीढ़ की हड्डी की चोट (एससीआई) का निर्माण करना महत्वपूर्ण है। विभिन्न तंत्रों के उपयोग से चोटों का उत्पादन करने के लिए कई संदिग्ध एससीआई मॉडल विकसित किए गए हैं। एससीआई की गंभीरता ऊँचाई पर आधारित होती है, जो कि वजन कम हो जाता है, चोट फोर्स या रीढ़ की हड्डी विस्थापन वर्तमान अध्ययन में, हम एक उपन्यास माउस संभोग एससीआई डिवाइस, लुइसविल इज़री सिस्टम सिस्टम (एलआईएसए) इफेक्टर को पेश करते हैं, जो उच्च चोट के वेग और सटीकता के साथ विस्थापन-आधारित एससीआई बना सकते हैं। इस प्रणाली में उन्नत सॉफ़्टवेयर के साथ संयुक्त लेजर दूरी सेंसर का इस्तेमाल होता है ताकि उत्पादित और उच्च-प्रतिलिपि प्रस्तुत करने वाली चोटों का उत्पादन किया जा सके। हमने चरण-दर-चरण प्रक्रिया का प्रदर्शन करने के लिए चूहों में 10 वीं वक्षीय कशेरुका ( टी 10) स्तर पर एक संभोग एससीआई किया। मॉडल को ग्रीवा और काठ के रीढ़ की हड्डी के स्तर पर भी लागू किया जा सकता है।
मनुष्यों में होने वाली सबसे आम रीढ़ की हड्डी की चोट (एससीआई) एक संभोगजनक एससीआई 1 है चोटों के तंत्र और एससीआई के बाद की विभिन्न चिकित्सीय रणनीतियों की जांच के लिए, कृन्तकों में एक सटीक, सुसंगत, और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य संभोगकारी एससीआई मॉडल की आवश्यकता है।
कई चोट लगने वाली मशीनों के साथ कई रीढ़ की हड्डी की हानिकारक चोट मॉडल प्रयोगात्मक एससीआई अनुसंधान 2 , 3 , 4 , 5 , 6 में उपयोग किया गया है । तीन संभ्रमित एससीआई मॉडलों – विशेष रूप से, वजन ड्रॉप-आधारित न्यूयॉर्क यूनिवर्सिटी (एनवाईयू) / मल्टीसेन्टर पशु स्पाइनल कॉर्ड इंज्युरी स्टडीज (एमएएससीआईएस) प्रभावक 3 , 6 , ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी (ओएसयू) इफोर्स / इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक एससीआई डिवाइस (ईएससीआईडी) 5 , 7 , एकडी अनंत क्षितिज (आईएच) प्रभावक 4 , 8 – एससीआई अनुसंधान क्षेत्र में व्यापक रूप से स्वीकार किए जाते हैं। एनआईयू / एमएएससीआईएस प्रभावक या समकक्ष चोटों का कारण बनता है जिससे कई चोटों की गंभीरता 3 , 6 बनाने के लिए लक्ष्य की रीढ़ की हड्डी पर अलग-अलग ऊंचाइयों से एक निश्चित भार गिर जाता है। OSU / ESCID ऊतक विस्थापन 5 , 7 को उत्प्रेरण से चोट पहुंचाने का कारण बनता है। आईएच प्रभावक रीढ़ की हड्डी 4 , 8 में विभिन्न बलों को लागू करके चोट पैदा करता है। प्रत्येक प्रभावक एक अलग वेग का उपयोग करता है, जो एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है जो चोट के परिणामों को प्रभावित करता है। NYU / MASCIS उपकरण 0.33-0.9 मी / एस से लेकर वेग उत्पन्न करता है IH डिवाइस में अधिकतम वेग है 0.13 मी / s 4 । ओएसयू / ईएससीआईडी प्रभावक की एक निश्चित गति है जो 0.148 एम / एस 5 है । विशेषकर, की वेगसे मॉडल कम क्लिनिकल वेग में देखी गई हैं, जो आमतौर पर 1.0 एम / एस 9 से अधिक है ।
यहां, हम एक उपन्यास विस्थापन-आधारित संवेदी एससीआई डिवाइस पेश करते हैं, जिसे लुइसविल चोट प्रणाली उपकरण (एलआईएसए) कहा जाता है, जो उच्च प्रभाव वेग 10 के साथ चूहों में एससीआई का उत्पादन करता है। इस प्रणाली में एक कशेरुक स्टेबलाइजर शामिल है, जो चोट के स्थल पर कशेरुकाओं को मजबूती से स्थिर करता है, जिससे निरंतर, प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य एससीआई के उत्पादन की अनुमति मिलती है। डिवाइस के लेजर संवेदक ऊतक विस्थापन के सटीक निर्धारण और एससीआई की परिणामी गंभीरता सुनिश्चित करता है। रीढ़ की हड्डी के साथ संपर्क के बिंदु पर सवार की गति 0.5 से 2 मी / एस तक समायोजित की जा सकती है। ये चोट मानदंडों ने नैदानिक रूप से दर्दनाक एससीआई को बारीकी से दोहराया।
1 9 11 में, एलेन ने कुत्ते के उजागर रीढ़ की हड्डी पर चोटों को प्रेरित करने के लिए एक निश्चित वजन का उपयोग करके पहला वजन बूंद मॉडल का वर्णन किया। एल्यूएन मॉडल के आधार पर, एनवाईयू / एमएएससीआईएस इफोर्स 3 , 6 , 13 , 14 सहित , इसी प्रकार के वजन ड्रॉप मॉडल को विकसित किया गया है। भार ड्रॉप मॉडल के अतिरिक्त, अन्य एससीआई डिवाइस बनाए गए हैं। OSU / ESCID 5 , 7 मॉडल चोट की गंभीरता को नियंत्रित करने के लिए एक ऊतक विस्थापन तंत्र का उपयोग करता है, और IH मॉडल 4 , 8 एक क्रमबद्ध एससीआई बनाने के लिए बल का उपयोग करता है। इन पद्धतियों में, कशेरुक स्थिरीकरण स्पिनीस प्रक्रियाओं को दबाना और चोट स्थल के लिए पूंछ से प्राप्त होता है। ये डिवाइस कम चोट के वेगों का उपयोग करते हैं, विशेष रूप से 0.33 – 0.9 मी / एस (एनएयू / एमएएससीआईएस), 0.148 एम / एस (ओएसयू / ईएससीआईडी)और 0.13 मी / एस (आईएच) रोस्टरल और दुम का स्पिनस प्रक्रिया स्थिर रहने से प्रभाव के दौरान रीढ़ की लचीलापन और रीढ़ की हड्डी का कारण हो सकता है, जिससे चोट की सटीकता प्रभावित हो सकती है।
लिसा विधि मौजूदा मॉडलों की कमियों को दूर करने का प्रयास करती है, खासकर रीढ़ की हड्डी के अस्थिरता और कम चोट के वेग के संबंध में। यह विधि द्विपक्षीय पहलू स्थिरीकरण का उपयोग करता है और चोट से जुड़े आंदोलन कलाकृतियों से बचा जाता है। यह डिवाइस एक उच्च-प्रभाव वेग का उपयोग करता है जिसे 0.5-2 एम / एस 11 , 15 के बीच सेट किया जा सकता है। लेजर संवेदक ईसीआईडी मॉडल में इस्तेमाल लिंग थरथानेवाला की तुलना में अधिक उन्नत है और ठीक से किसी भी ऊतक संपर्क की आवश्यकता के बिना रीढ़ की हड्डी की सतह से दूरी को मापता है। मॉडल को मूल रूप से एक चूहा एससीआई बनाने के लिए विकसित किया गया था, और इसे अब संशोधनों के साथ, चूहों पर SCI और गैर-मानव प्राइमेट 16 पर उत्पादन करने के लिए अनुकूलित किया गया है।
स्पाइन सेंटसर्व प्रायोगिक एससीआई विधियों में विशेष रूप से ऊतक विस्थापन मॉडल में परिसंचरण कम हो जाता है। लेजर दूरी संवेदक श्वसन गति के दौरान रीढ़ की हड्डी के ऊतक विस्थापन की परिमाण को निर्धारित करता है। यह महत्वपूर्ण है कि रीढ़ की हड्डी के बिंदु पर जिस पर लेजर केंद्रित हो, वह प्रभावक के द्वारा समान समान बिंदु होना चाहिए। इस चरण को अंशांकन चरण ( चित्रा 3 ) के दौरान पूरा किया जाता है, जब प्रभावकारी टिप और लेजर बीम संरेखित होते हैं। इस मॉडल की एक संभावित कमजोरी यह है कि ऊतक विस्थापन की भयावहता डरल की सतह से मापा जाता है हालांकि ड्यूरा की मोटाई जानवरों के बीच एक नगण्य अंतर है, हालांकि मस्तिष्कमेरु तरल पदार्थ (सीएसएफ) से भरा सबराचोनॉइड स्पेस में महत्वपूर्ण परिवर्तनशीलता मौजूद हो सकती है। चोट के परिणामों में परिवर्तनशीलता एक छोटे से ऊतक विस्थापन का उपयोग करते हुए बहुत हल्के भ्रम की चोट पैदा करते समय हो सकती है। कुल मिलाकर, चोट की स्थिरता मुख्य रूप से निर्भर हैऊतक विस्थापन की सटीकता और सवार की ऊतक संपर्क समय पर भी।
ऊतक विस्थापन की सीमा विस्तृत है (सटीकता: 0-10 ± 0.005 मिमी)। पिछली पायलट डेटा और कृन्तकों और गैर-मानव प्राइमेट्स में प्रकाशित जानकारी के आधार पर, एससी की एंटेरोस्टोस्टेरियर व्यास के 20% का एक विस्थापन एक हल्के एससीआई पैदा करता है, एक 30-40% विस्थापन एक मध्यम एससीआई पैदा करता है, और एक> 50% विस्थापन 1 एम / एस वेग पर गंभीर एससीआई पैदा करता है पशु प्रजातियों के आधार पर मामूली मतभेद होंगे। एक समय रिले का उपयोग करते हुए विजिट समय 0 से 5 से समायोज्य है। हमारे अध्ययन में, निवास समय 300 एमएस पर सेट किया गया था। यह अन्य एससीआई उपकरणों के निवास समय को दोहराने के लिए आसानी से समायोजित किया जा सकता है, जिसमें एनवाईयू और आईएच मॉडल शामिल हैं।
संक्षेप में, हमने प्रौढ़ चूहों में contusive एससीआई के एक विस्थापन आधारित मॉडल विकसित किया है। मॉडल द्विपक्षीय रीढ़ की हड्डी के पहलुओं को स्थिर करने के लिए यू-आकार का स्टेबलाइजर का उपयोग करता है, जो रस्सी से बचा रहता हैकॉर्ड की सतह के लेजर-निर्देशित माप के साथ जुड़े आंदोलन कलाकृतियों। यह मॉडल 0.5-2 एम / एस से उच्च-वेग कॉर्ड की चोटों का उत्पादन कर सकता है लेजर संवेदक, प्रभाव की सतह के वेग और दूरी को निर्धारित करने के लिए पारंपरिक विधि से अधिक सटीक है। मॉडल हल्के से गंभीर तक, सभी स्तरों पर रीढ़ की हड्डी की चोटों का उत्पादन कर सकता है। जब संशोधित किया जाता है, तो यह डिवाइस चूहों और गैर-मानव प्राइमेट जैसे बड़े जानवरों में चोट लगी है।
The authors have nothing to disclose.
इस काम का हिस्सा एनआईएच एनएस059622, एनएस073636, डीओडी सीडीएमआरपी डब्ल्यू81 एक्सएचएच-12-1-0562 द्वारा समर्थित था; यूएस डिपार्टमेंट ऑफ वेटर्स अफेयर्स से मेरिट रिव्यू अवार्ड I01 BX002356; क्रेग एच नील्सन फाउंडेशन 29674 9; इंडियाना स्पाइनल कॉर्ड और मस्तिष्क चोट अनुसंधान फाउंडेशन और मारी हुल्मन जॉर्ज एंडॉमेंट फंड्स (एक्सएमएक्स); नॉर्टन हेल्थकेयर, लुइसविल, केवाई (वाईपीजेड); इंडियाना आईएसडीएच राज्य 13679 (एक्सडब्ल्यू); और न्यूरोकेरेस फाउंडेशन
Ketamine (7.2mg/ml)/Xylazine (0.475mg/ml)/Acepromazine | Patterson Veterinary | 07-890-8598/07-869-7632/07-808-1947 | Anesthetic agent |
Buprenorphine(0.03mg/ml) | Patterson Veterinary | 07-891-9756 | Pain relief agent |
Carprofen | Patterson Veterinary | 07-844-7425 | antibiotic agent |
Purdue Products Betadine Surgerical Scrub | Fisher Scientific | 19-027132 | for sterilizing skin |
Dukal Gauze Sponges | Fisher Scientific | 22-415-490 | for sterilizing skin |
Decon Ethanol 200 Proof | Fisher Scientific | 04-355-450 | for sterilizing skin |
1ml NORM-JECT | HENKE SASS WOLF | D-78532 | for anethesia/pain relief/antibiotic agent injection |
10ml Syringe | TERUMO | REF SS-10L | for saline injection |
Artificial Tears Eye Ointment | Webster Veterinary | 07-870-5261 | provent eyes from dry |
Antiobiotic Ointment | Webster Veterinary | 07-877-0876 | provent surgery cut from infection |
Cotton Tipped Applicators | Fisher Scientific | 1006015 | stop bleeding |
Instrument Sterilizer | Fine Science Tools | 18000-50 | for sterilizing surgery tool |
Fine Forceps | Fine Science Tools | 11223-20 | grasp tissue |
Scalpel | Fine Science Tools | 10003-12 | skin cut |
Scalpel Blade #15 | Fisher Scientific | 10015-00 | skin cut |
Hemostat | Fine Science Tools | 13004-14 | stop bleeding |
Rongeur | Fine Science Tools | 16021-14 | laminectomy |
Agricola Retractor | Fine Science Tools | 17005-04 | keep the surgery view open |
Fine scissors | Fine Science Tools | 14040-10 | for muscle seperated from spine |
Sterile sutures | Fine Science Tools | 12051-10 | skin closure |
Mouse Vertebral stabilizer | Louisville Impactor System | N/A | Stabilize and expose the vertebra |
LISA | Louisville Impactor System | N/A | Produce an experimental contusion injury of the spinal cord in mice |