Instandhaltung einer lateralen Fluid-Perkussions-Verletzungsvorrichtung
Summary
Die richtige Pflege und Wartung sind für die zuverlässige Funktion eines LFPI-Geräts (Lateral Fluid Percussion Injury) unerlässlich. Hier zeigen wir, wie man ein LFPI-Gerät richtig reinigt, füllt und zusammenbaut und sicherstellt, dass es für optimale Ergebnisse angemessen gewartet wird.
Abstract
Schädel-Hirn-Trauma (SHT) ist jährlich für etwa 2,5 Millionen Besuche in der Notaufnahme und Krankenhausaufenthalte verantwortlich und eine der Hauptursachen für Tod und Behinderung bei Kindern und jungen Erwachsenen. SHT wird durch eine plötzliche Krafteinwirkung auf den Kopf verursacht, und um das menschliche SHT und die zugrunde liegenden Mechanismen besser zu verstehen, sind experimentelle Verletzungsmodelle erforderlich. Die laterale Flüssigkeitsperkussionsverletzung (LFPI) ist ein häufig verwendetes Verletzungsmodell, da die pathologischen Veränderungen beim menschlichen SHT im Vergleich zum LFPI ähnlich sind, einschließlich Blutungen, Gefäßstörungen, neurologischer Defizite und Neuronenverlust. LFPI verwendet ein Pendel und einen flüssigkeitsgefüllten Zylinder, wobei letzterer an einem Ende einen beweglichen Kolben und am anderen Ende eine Luer-Lock-Verbindung zu steifen, flüssigkeitsgefüllten Schläuchen hat. Die Vorbereitung des Tieres umfasst die Durchführung einer Kraniektomie und das Anbringen eines Luer-Hubs über der Stelle. Am nächsten Tag wird der Schlauch des Verletzungsgeräts mit dem Luer-Hub am Schädel des Tieres verbunden und das Pendel auf eine bestimmte Höhe angehoben und losgelassen. Durch den Aufprall des Pendels auf den Kolben wird ein Druckimpuls erzeugt, der über den Schlauch auf die intakte Dura mater des Tieres übertragen wird und das experimentelle SHT erzeugt. Die richtige Pflege und Wartung ist für die zuverlässige Funktion des LFPI-Geräts unerlässlich, da die Art und Schwere der Verletzung je nach Zustand des Geräts stark variieren kann. Hier zeigen wir, wie man das LFPI-Gerät richtig reinigt, füllt und zusammenbaut und sicherstellt, dass es für optimale Ergebnisse angemessen gewartet wird.
Introduction
Ein Schädel-Hirn-Trauma (SHT) wird durch eine plötzliche Krafteinwirkung auf den Kopf verursacht. Nach primären Verletzungen, die auf den körperlichen Aufprall zurückzuführen sind, erleiden SHT-Überlebende häufig sekundäre Verletzungen, einschließlich kognitiver Defizite und neurologischer Dysfunktionen, die mit physiologischen Reaktionen auf die ursprüngliche Verletzung verbunden sind1. Es wird geschätzt, dass jährlich etwa 69 Millionen Menschen weltweit an SHT leiden2. Allein in den Vereinigten Staaten kommt es jedes Jahr zu etwa 2,5 Millionen SHT-bedingten Besuchen in der Notaufnahme und zu Krankenhauseinweisungen, was SHT zu einer der Hauptursachen für Behinderungen und Todesfälle bei Kindern und jungen Erwachsenen macht3. SHT kann als leicht, mittelschwer oder schwer eingestuft werden, wobei ein leichtes SHT (mSHT) etwa 70 % bis 90 % der SHT-Fälle ausmacht4. Eine histologische und kognitive SHT-Pathologie kann innerhalb von Minuten bis Stunden nach der Verletzung auftreten, und die Auswirkungen des SHT können Monate bis Jahre nach der ersten Schädigung anhalten5.
Die Entwicklung experimenteller Modelle hat maßgeblich dazu beigetragen, die Auswirkungen und zugrunde liegenden Mechanismen von SHT zu verstehen. Ein solches Modell, die laterale Flüssigkeitsperkussionsverletzung (LFPI), wird häufig zur Beurteilung von SHT in vivo verwendet. LFPI reproduziert Pathologien, die mit einem menschlichen SHT assoziiert sind, einschließlich Gefäßstörungen, Blutungen, neuronalem Verlust, Entzündungen, Gliose und molekularen Störungen 6,7,8. Die LFPI-Technik wird für eine Vielzahl von experimentellen Anwendungen eingesetzt, darunter die Modellierung von pädiatrischen SHT sowie chronischen neurodegenerativen Erkrankungen wie der chronischen traumatischen Enzephalopathie 9,10. LFPI ist eine gut definierte und reproduzierbare Methode des experimentellen SHT, mit der der Schweregrad der Verletzung angepasst werden kann11. Das LFPI-Gerät besteht aus mehreren wichtigen Komponenten, darunter: einem Pendel mit einem beschwerten Hammer, einem Kolben, einem flüssigkeitsgefüllten Zylinder, einem Druckwandler, einem digitalen Oszilloskop und einem kleinen Röhrchen am Ende des Zylinders mit einem Luer-Verschluss, der an einer Nabe am Schädel des Tieres befestigt wird (Abbildung 1). LFPI funktioniert, indem das Pendel in den Kolben geschwenkt wird, wodurch eine Druckwelle durch die Flüssigkeit (entgastes deionisiertes Wasser oder Kochsalzlösung) in das Gehirn des angehängten Tieres erzeugt wird. Dies erhöht den intrakraniellen Druck und repliziert so die mechanischen Merkmale und biologischen Veränderungen von SHT12. Darüber hinaus werden Tiere, die in LFPI-Experimenten verwendet werden, einer Kraniektomie unterzogen, um das Gehirn dem Einfluss des Flüssigkeitsdrucks des Geräts auszusetzen.
Routinemäßige Wartung und Überwachung sind erforderlich, um sicherzustellen, dass das LFPI-Gerät genau funktioniert. Die folgenden Methoden sind wichtig, um das Eindringen von kontaminierenden Luftblasen in das Gerät zu verhindern. Hier demonstrieren wir Methoden zum ordnungsgemäßen Reinigen, Befüllen und Zusammenbauen des LFPI-Geräts. Wir werden auch Oszilloskopausgänge und Mausaufrichtungszeiten diskutieren, um die Lebensfähigkeit des LFPI zu bestätigen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die oben beschriebenen Techniken zeigen, wie ein LFPI-Gerät ordnungsgemäß gewartet wird. Eine routinemäßige Reinigung und Überwachung ist erforderlich, damit das LFPI-Gerät ordnungsgemäß und zuverlässig funktioniert. Darüber hinaus ist es aufgrund des invasiven Charakters des LFPI-Verfahrens zwingend erforderlich, dass das Gerät gründlich gereinigt wird, um eine Infektion von Labortieren zu verhindern.
Die Vermeidung der Bildung von Luftblasen im Gerät ist entscheidend, um optim…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Autoren bedanken sich bei Custom Design &; Fabrication Inc. für die technische Hilfe und Unterstützung. Diese Arbeit wurde durch die National Institutes of Health Grants R01NS120099-01A1 und R37HD059288-19 finanziert.
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
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