Onderhoud van een lateraal vloeistofpercussieletselapparaat
Summary
Goede zorg en onderhoud zijn essentieel om een lateraal vloeistofpercussieletsel (LFPI) apparaat betrouwbaar te laten functioneren. Hier laten we zien hoe u een LFPI-apparaat op de juiste manier reinigt, vult en monteert en ervoor zorgt dat het adequaat wordt onderhouden voor optimale resultaten.
Abstract
Traumatisch hersenletsel (TBI) is goed voor ongeveer 2,5 miljoen bezoeken aan de spoedeisende hulp en ziekenhuisopnames per jaar en is een belangrijke oorzaak van overlijden en invaliditeit bij kinderen en jonge volwassenen. TBI wordt veroorzaakt door een plotselinge kracht die op het hoofd wordt uitgeoefend en om menselijke TBI en de onderliggende mechanismen beter te begrijpen, zijn experimentele letselmodellen nodig. Lateraal vochtpercussieletsel (LFPI) is een veelgebruikt letselmodel vanwege overeenkomsten in de pathologische veranderingen die worden gevonden in menselijke TBI in vergelijking met LFPI, waaronder bloedingen, vasculaire verstoring, neurologische tekorten en neuronverlies. LFPI maakt gebruik van een slinger en een met vloeistof gevulde cilinder, waarbij de laatste aan het ene uiteinde een beweegbare zuiger heeft en aan het andere uiteinde een Luer-vergrendelingsverbinding met stijve, met vloeistof gevulde buizen. Voorbereiding van het dier omvat het uitvoeren van een craniectomie en het bevestigen van een Luer-hub over de site. De volgende dag wordt de slang van het verwondingsapparaat verbonden met de Luer-hub op de schedel van het dier en wordt de slinger tot een bepaalde hoogte verhoogd en losgelaten. De impact van de slinger met de zuiger genereert een drukpuls die via de buis wordt doorgegeven aan de intacte dura mater van het dier en de experimentele TBI produceert. Goede zorg en onderhoud zijn essentieel voor het LKPI-apparaat om betrouwbaar te functioneren, omdat het karakter en de ernst van het letsel sterk kunnen variëren, afhankelijk van de toestand van het apparaat. Hier laten we zien hoe u het LFPI-apparaat op de juiste manier reinigt, vult en monteert en ervoor zorgt dat het adequaat wordt onderhouden voor optimale resultaten.
Introduction
Traumatisch hersenletsel (TBI) wordt veroorzaakt door een plotselinge kracht die op het hoofd wordt uitgeoefend. Na primaire verwondingen als gevolg van de fysieke impact, ervaren TBI-overlevenden vaak secundaire verwondingen, waaronder cognitieve tekorten en neurologische disfuncties die geassocieerd zijn met fysiologische reacties op het initiële letsel1. Naar schatting lijden jaarlijks ongeveer 69 miljoen mensen wereldwijd aan TBI2. Alleen al in de Verenigde Staten vinden elk jaar ongeveer 2,5 miljoen TBI-gerelateerde bezoeken aan de spoedeisende hulp en ziekenhuisopnames plaats, waardoor TBI een van de belangrijkste oorzaken van invaliditeit en overlijden bij kinderen en jonge volwassenenis 3. TBI kan worden geclassificeerd als mild, matig of ernstig, waarbij milde TBI (mTBI) goed is voor ongeveer 70% -90% van de TBI-gevallen4. Histologische en cognitieve TBI-pathologie kan optreden binnen enkele minuten tot uren na letsel, en de effecten van TBI kunnen maanden tot jaren na de eerste schade aanhouden5.
De ontwikkeling van experimentele modellen heeft een belangrijke rol gespeeld bij het begrijpen van de effecten en onderliggende mechanismen van TBI. Een dergelijk model, de laterale vloeistofpercussieblessure (LFPI), wordt vaak gebruikt om TBI in vivo te beoordelen. LFPI reproduceert nauw pathologieën geassocieerd met menselijke TBI, waaronder vasculaire verstoringen, bloedingen, neuronaal verlies, ontsteking, gliose en moleculaire stoornissen 6,7,8. De LFPI-techniek wordt gebruikt voor een diverse reeks experimentele toepassingen, waaronder het modelleren van pediatrische TBI, evenals chronische neurodegeneratieve aandoeningen, zoals chronische traumatische encefalopathie 9,10. LFPI is een goed gedefinieerde en reproduceerbare methode van experimentele TBI waarmee de ernst van het letsel kan worden aangepast11. Het LFPI-apparaat heeft verschillende belangrijke componenten, waaronder: een slinger met een verzwaarde hamer, een zuiger, een met vloeistof gevulde cilinder, een drukomvormer, een digitale oscilloscoop en een kleine buis aan het einde van de cilinder met een Luer-slot dat wordt bevestigd aan een naaf op de schedel van het dier (figuur 1). LFPI werkt door de slinger in de zuiger te slingeren, waardoor een golf van druk door de vloeistof (ontgast gedeïoniseerd water of zoutoplossing) in de hersenen van het aangehechte dier ontstaat; dit verhoogt de intracraniale druk, waardoor de mechanische kenmerken en biologische veranderingen van TBI12 worden gerepliceerd. Bovendien ondergaan dieren die worden gebruikt in LFPI-experimenten een craniectomie om de hersenen bloot te stellen aan de impact van de vloeistofdruk van het apparaat.
Routineonderhoud en monitoring zijn noodzakelijk om ervoor te zorgen dat het LFPI-apparaat nauwkeurig functioneert. De volgende methoden zijn van vitaal belang om de introductie van verontreinigende luchtbellen in het apparaat te voorkomen. Hier demonstreren we methoden om het LFPI-apparaat goed te reinigen, te vullen en te monteren. We zullen ook oscilloscoopuitgangen en muiscorrectietijden bespreken als manieren om de levensvatbaarheid van de LFPI te bevestigen.
Protocol
Representative Results
Discussion
De hierboven beschreven technieken laten zien hoe u een LFPI-apparaat op de juiste manier kunt onderhouden. Routinematige reiniging en monitoring zijn noodzakelijk om het LFPI-apparaat correct en betrouwbaar te laten functioneren. Bovendien is het vanwege de invasieve aard van de FFPI-procedure noodzakelijk dat het apparaat grondig wordt gereinigd om infectie van proefdieren te voorkomen.
Het vermijden van de vorming van luchtbellen in het apparaat is cruciaal voor het verkrijgen van optimale…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs willen Custom Design &; Fabrication Inc. bedanken voor hun technische assistentie en ondersteuning. Dit werk werd gefinancierd door de National Institutes of Health subsidies R01NS120099-01A1 en R37HD059288-19.
Materials
| 2 – 10 mL syringes with Luer lock capability | Ensures that needle is secure and reduces possible leaks of fluid | ||
| Degassed fluid | Helps to reduce air bubble formation during injury procedure | ||
| Fluid Percussion Injury (FPI) device (Model 01-B) | Custom Designs & Fabrications Inc. | N/A | Injury device used to model TBI in rodents |
| Mild detergent | Allows to thoroughly clean the LFPI cylinder | ||
| Petroleum Jelly | Used as a water-repellent and protects LFPI device form rust | ||
| Teflon tape | Helps with tight seal of pipe joints on the LFPI device | ||
| *Materials other than the LFPI device can be purchased from any reliable company. |
Riferimenti
- Centers for Disease Control and Prevention. Surveillance Report of Traumatic Brain Injury-related Emergency Department Visits, Hospitalizations, and Deaths. Centers for Disease Control and Prevention, U.S. Department of Health and Human Services. , (2014).
- Dewan, M. C. Estimating the global incidence of traumatic brain injury. Journal of Neurosurgery. 130 (4), 1080-1097 (2018).
- National Center for Injury Prevention and Control; Division of Unintentional Injury Prevention. . Traumatic Brain Injury in the United States: Epidemiology and Rehabilitation. , (2015).
- Holm, L., Cassidy, J. D., Carroll, L. J., Borg, J. Summary of the WHO Collaborating Centre for neurotrauma task force on mild traumatic brain injury. Journal of Rehabilitation Medicine. 37 (3), 137-141 (2005).
- Pavlovic, D., Pekic, S., Stojanovic, M., Popovic, V. Traumatic brain injury: neuropathological, neurocognitive and neurobehavioral sequelae. Pituitary. 22 (3), 270-282 (2019).
- Dixon, C. E. A fluid percussion model of experimental brain injury in the rat. Journal of Neurosurgery. 67 (1), 110-119 (1987).
- McIntosh, T. K. Traumatic brain injury in the rat: characterization of a lateral fluid-percussion model. Neuroscienze. 28 (1), 233-244 (1989).
- Ma, X., Aravind, A., Pfister, B. J., Chandra, N., Haorah, J. Animal models of traumatic brain injury and assessment of injury severity. Molecular Neurobiology. 56 (8), 5332-5345 (2019).
- Nwafor, D. C. Pediatric traumatic brain injury: an update on preclinical models, clinical biomarkers, and the implications of cerebrovascular dysfunction. Journal of Central Nervous System Disease. 14, (2022).
- Turner, R. C. Modeling chronic traumatic encephalopathy: the way forward for future discovery. Frontiers in Neurology. 6, 223 (2015).
- Petersen, A., Soderstrom, M., Saha, B., Sharma, P. Animal models of traumatic brain injury: a review of pathophysiology to biomarkers and treatments. Experimental Brain Research. 239 (10), 2939-2950 (2021).
- Sullivan, H. G. Fluid-percussion model of mechanical brain injury in the cat. Journal of Neurosurgery. 45 (5), 521-534 (1976).
- Pernici, C. D. Longitudinal optical imaging technique to visualize progressive axonal damage after brain injury in mice reveals responses to different minocycline treatments. Scientific Reports. 10, 7815-78 (2020).
