תחזוקת מכשיר לפגיעת נוזל לרוחב
Summary
טיפול ותחזוקה נאותים חיוניים לתפקוד אמין של מכשיר לפציעת כלי הקשה בנוזל רוחבי (LFPI). כאן, אנו מדגימים כיצד לנקות, למלא ולהרכיב כראוי מכשיר LFPI, ולהבטיח שהוא מתוחזק כראוי לקבלת תוצאות אופטימליות.
Abstract
פגיעה מוחית טראומטית (TBI) אחראית לכ-2.5 מיליון ביקורים ואשפוזים בחדרי מיון מדי שנה, והיא גורם מוביל למוות ונכות בקרב ילדים ומבוגרים צעירים. פגיעה מוחית טראומטית נגרמת על-ידי כוח פתאומי המופעל על הראש, וכדי להבין טוב יותר TBI אנושי ואת המנגנונים העומדים בבסיסו, יש צורך במודלים ניסיוניים של פגיעה. פגיעה בכלי הקשה בנוזל הצידי (באנגלית: Lateral fluid percussion injury או בקיצור LFPI) היא מודל פציעות נפוץ בשל דמיון בשינויים הפתולוגיים שנמצאו בפגיעה מוחית טראומטית אנושית בהשוואה ל-LFPI, כולל דימומים, הפרעה בכלי הדם, ליקויים נוירולוגיים ואובדן נוירונים. LFPI משתמשת במטוטלת וצילינדר מלא נוזל, כאשר האחרון בעל בוכנה ניתנת להזזה בקצה אחד, וחיבור נעילת Luer לצינורות נוקשים ומלאי נוזל בקצה השני. הכנת החיה כרוכה בביצוע כריתת גולגולת והצמדת רכזת Luer מעל האתר. למחרת, הצינור ממכשיר הפציעה מחובר לרכזת Luer על גולגולת החיה והמטוטלת מורמת לגובה מוגדר ומשוחררת. השפעת המטוטלת עם הבוכנה יוצרת פולס לחץ אשר מועבר לדורה מאטר השלם של החיה דרך הצינור ומייצר את TBI הניסיוני. טיפול ותחזוקה נאותים חיוניים כדי שמכשיר ה- LFPI יתפקד בצורה אמינה, מכיוון שאופי וחומרת הפציעה יכולים להשתנות במידה רבה בהתאם למצב המכשיר. כאן, אנו מדגימים כיצד לנקות, למלא ולהרכיב כראוי את מכשיר ה- LFPI, ולהבטיח שהוא מתוחזק כראוי לקבלת תוצאות מיטביות.
Introduction
פגיעה מוחית טראומטית (TBI) נגרמת על-ידי כוח פתאומי המופעל על הראש. בעקבות פציעות ראשוניות הנובעות מהפגיעה הפיזית, ניצולי פגיעה מוחית טראומטית חווים בדרך כלל פגיעות משניות, כולל ליקויים קוגניטיביים וליקויים נוירולוגיים הקשורים לתגובות פיזיולוגיות לפגיעה הראשונית1. מעריכים שכ-69 מיליון אנשים ברחבי העולם סובלים מפגיעה מוחית טראומטית מדי שנה2. בארצות הברית לבדה, כ-2.5 מיליון ביקורים ואשפוזים בחדרי מיון הקשורים לפגיעה מוחית טראומטית מתרחשים מדי שנה, מה שהופך את TBI לאחד הגורמים המובילים לנכות ומוות בקרב ילדים ומבוגרים צעירים3. TBI יכולה להיות מסווגת כקלה, בינונית או חמורה, כאשר TBI קלה (mTBI) מהווה כ-70%-90% ממקרי TBI4. פתולוגיה היסטולוגית וקוגניטיבית של TBI יכולה להתרחש בתוך דקות עד שעות מרגע הפציעה, וההשפעות של TBI יכולות להימשך חודשים עד שנים לאחר הנזק הראשוני5.
הפיתוח של מודלים ניסיוניים סייע בהבנת ההשפעות והמנגנונים הבסיסיים של פגיעה מוחית טראומטית. מודל אחד כזה, פגיעה בכלי הקשה של נוזל רוחבי (LFPI), משמש בדרך כלל להערכת TBI in vivo. LFPI משחזר באופן הדוק פתולוגיות הקשורות לפגיעה מוחית טראומטית אנושית, כולל הפרעות בכלי הדם, דימומים, אובדן עצבי, דלקת, גליוזה והפרעות מולקולריות 6,7,8. טכניקת LFPI משמשת למגוון רחב של יישומים ניסיוניים, כולל מידול TBI בילדים, כמו גם מצבים נוירודגנרטיביים כרוניים, כגון אנצפלופתיה טראומטית כרונית 9,10. LFPI היא שיטה מוגדרת היטב וניתנת לשחזור של TBI ניסיוני המאפשר להתאים את חומרת הפציעה11. למכשיר ה-LFPI יש כמה מרכיבים חשובים, ביניהם: מטוטלת עם פטיש משוקלל, בוכנה, גליל מלא נוזל, מתמר לחץ, אוסצילוסקופ דיגיטלי, וצינור קטן בקצה הגליל עם מנעול Luer שמתחבר לרכזת על גולגולת החיה (איור 1). LFPI פועל על ידי הנעת המטוטלת לתוך הבוכנה, יצירת גל של לחץ דרך הנוזל (מים degassed deionized או מלוחים) לתוך המוח של החיה המחוברת; זה מגביר את הלחץ התוך גולגולתי, ובכך משכפל את התכונות המכניות והשינויים הביולוגיים של TBI12. בנוסף, בעלי חיים המשמשים בניסויי LFPI עוברים כריתת גולגולת על מנת לחשוף את המוח להשפעת לחץ הנוזלים של המכשיר.
תחזוקה וניטור שגרתיים נחוצים כדי להבטיח שמכשיר ה- LFPI פועל במדויק. השיטות הבאות חיוניות למניעת החדרת בועות אוויר מזהמות למכשיר. כאן, אנו מדגימים שיטות לניקוי, מילוי והרכבה כראוי של מכשיר LFPI. נדון גם ביציאות אוסצילוסקופ ובזמני תיקון עכבר כדרכים לאשר את הכדאיות של ה- LFPI.
Protocol
Representative Results
Discussion
הטכניקות המתוארות לעיל מדגימות כיצד לתחזק כראוי מכשיר LFPI. ניקוי וניטור שגרתיים נחוצים כדי לשמור על תפקוד תקין ואמין של מכשיר LFPI. בנוסף, בשל אופיו הפולשני של הליך LFPI, חובה לנקות את המכשיר ביסודיות כדי למנוע זיהום של חיות מעבדה.
הימנעות מהיווצרות בועות אוויר במכשיר חיונית להש…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים רוצים להודות ל-Custom Design &; Fabrication Inc. על הסיוע הטכני והתמיכה שלהם. עבודה זו מומנה על ידי מענקי המכונים הלאומיים לבריאות R01NS120099-01A1 ו- 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).
