Manutenzione di un dispositivo per lesioni a percussione a fluido laterale
Summary
Una cura e una manutenzione adeguate sono essenziali affinché un dispositivo per lesioni a percussione fluida laterale (LFPI) funzioni in modo affidabile. Qui, dimostriamo come pulire, riempire e assemblare correttamente un dispositivo LFPI e garantire che sia adeguatamente mantenuto per risultati ottimali.
Abstract
La lesione cerebrale traumatica (TBI) rappresenta circa 2,5 milioni di visite al pronto soccorso e ricoveri ospedalieri ogni anno ed è una delle principali cause di morte e disabilità nei bambini e nei giovani adulti. Il trauma cranico è causato da una forza improvvisa applicata alla testa e, per comprendere meglio il trauma cranico umano e i suoi meccanismi sottostanti, sono necessari modelli sperimentali di lesioni. La lesione da percussione fluida laterale (LFPI) è un modello di lesione comunemente usato a causa delle somiglianze nei cambiamenti patologici riscontrati nel TBI umano rispetto a LFPI, tra cui emorragie, disturbi vascolari, deficit neurologici e perdita di neuroni. LFPI impiega un pendolo e un cilindro riempito di liquido, quest’ultimo con un pistone mobile a un’estremità e una connessione Luer lock a tubi rigidi e pieni di liquido all’altra estremità. La preparazione dell’animale comporta l’esecuzione di una craniectomia e il collegamento di un mozzo Luer sul sito. Il giorno successivo, il tubo del dispositivo di lesione viene collegato al mozzo Luer sul cranio dell’animale e il pendolo viene sollevato ad un’altezza specificata e rilasciato. L’impatto del pendolo con il pistone genera un impulso di pressione che viene trasmesso alla dura madre intatta dell’animale attraverso il tubo e produce il TBI sperimentale. Una cura e una manutenzione adeguate sono essenziali affinché il dispositivo LFPI funzioni in modo affidabile, poiché il carattere e la gravità della lesione possono variare notevolmente a seconda delle condizioni del dispositivo. Qui, dimostriamo come pulire, riempire e assemblare correttamente il dispositivo LFPI e garantire che sia adeguatamente mantenuto per risultati ottimali.
Introduction
La lesione cerebrale traumatica (TBI) è causata da una forza improvvisa applicata alla testa. A seguito di lesioni primarie derivanti dall’impatto fisico, i sopravvissuti al trauma cranico sperimentano comunemente lesioni secondarie, inclusi deficit cognitivi e disfunzioni neurologiche associate a risposte fisiologiche alla lesione iniziale1. Si stima che circa 69 milioni di individui in tutto il mondo soffrano di TBI ogni anno2. Solo negli Stati Uniti, circa 2,5 milioni di visite al pronto soccorso e ricoveri correlati al TBI si verificano ogni anno, rendendo il trauma cranico una delle principali cause di disabilità e morte tra bambini e giovani adulti3. Il TBI può essere classificato come lieve, moderato o grave, con TBI lieve (mTBI) che rappresenta circa il 70% -90% dei casi di TBI4. La patologia istologica e cognitiva TBI può verificarsi entro pochi minuti o ore dalla lesione e gli effetti del TBI possono persistere per mesi o anni dopo il danno iniziale5.
Lo sviluppo di modelli sperimentali è stato determinante per comprendere gli effetti e i meccanismi sottostanti del TBI. Uno di questi modelli, la lesione da percussione fluida laterale (LFPI), è comunemente usato per valutare il trauma cranico in vivo. LFPI riproduce fedelmente le patologie associate al trauma cranico umano, tra cui disturbi vascolari, emorragie, perdita neuronale, infiammazione, gliosi e disturbi molecolari 6,7,8. La tecnica LFPI viene utilizzata per una serie diversificata di applicazioni sperimentali, tra cui la modellazione di TBI pediatrico, nonché condizioni neurodegenerative croniche, come l’encefalopatia traumatica cronica 9,10. LFPI è un metodo ben definito e riproducibile di TBI sperimentale che consente di regolare la gravità della lesione11. Il dispositivo LFPI ha diversi componenti importanti, tra cui: un pendolo con un martello appesantito, un pistone, un cilindro riempito di liquido, un trasduttore di pressione, un oscilloscopio digitale e un piccolo tubo all’estremità del cilindro con un lucchetto Luer che si attacca a un mozzo sul cranio dell’animale (Figura 1). LFPI funziona facendo oscillare il pendolo nel pistone, creando un’onda di pressione attraverso il fluido (acqua deionizzata degassata o soluzione salina) nel cervello dell’animale attaccato; questo aumenta la pressione intracranica, replicando così le caratteristiche meccaniche e i cambiamenti biologici del TBI12. Inoltre, gli animali utilizzati negli esperimenti LFPI subiscono una craniectomia per esporre il cervello all’impatto della pressione del fluido del dispositivo.
La manutenzione ordinaria e il monitoraggio sono necessari per garantire che il dispositivo LFPI funzioni correttamente. I seguenti metodi sono fondamentali per prevenire l’introduzione di bolle d’aria contaminanti nel dispositivo. Qui, dimostriamo i metodi per pulire, riempire e assemblare correttamente il dispositivo LFPI. Discuteremo anche le uscite dell’oscilloscopio e i tempi di raddrizzamento del mouse come modi per confermare la fattibilità dell’LFPI.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le tecniche descritte sopra dimostrano come mantenere correttamente un dispositivo LFPI. La pulizia e il monitoraggio di routine sono necessari per mantenere il dispositivo LFPI funzionante correttamente e in modo affidabile. Inoltre, a causa della natura invasiva della procedura LFPI, è imperativo che il dispositivo venga pulito accuratamente per prevenire l’infezione degli animali da laboratorio.
Evitare la formazione di bolle d’aria nel dispositivo è fondamentale per ottenere lesioni ott…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gli autori desiderano ringraziare Custom Design & Fabrication Inc. per la loro assistenza tecnica e supporto. Questo lavoro è stato finanziato dalle sovvenzioni del National Institutes of Health R01NS120099-01A1 e 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
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