Vedlikehold av en lateral fluid perkusjonsskadeanordning
Summary
Riktig pleie og vedlikehold er avgjørende for at en lateral fluid perkusjonsskade (LFPI) enhet skal fungere pålitelig. Her demonstrerer vi hvordan du rengjør, fyller og monterer en LFPI-enhet på riktig måte, og sørger for at den vedlikeholdes tilstrekkelig for optimale resultater.
Abstract
Traumatisk hjerneskade (TBI) står for omtrent 2,5 millioner beredskapsbesøk og sykehusinnleggelser årlig og er en ledende årsak til død og funksjonshemming hos barn og unge voksne. TBI er forårsaket av en plutselig kraft påført hodet, og for bedre å forstå menneskelig TBI og dens underliggende mekanismer, er eksperimentelle skademodeller nødvendige. Lateral væskeperkusjonsskade (LFPI) er en vanlig skademodell på grunn av likheter i de patologiske endringene som finnes i human TBI sammenlignet med LFPI, inkludert blødninger, vaskulær forstyrrelse, nevrologiske underskudd og nevrontap. LFPI benytter en pendel og en væskefylt sylinder, sistnevnte har et bevegelig stempel i den ene enden, og en Luer-låsforbindelse til stive, væskefylte slanger i den andre enden. Forberedelse av dyret innebærer å utføre en kraniektomi og feste et Luer-nav over stedet. Neste dag er slangen fra skadeanordningen koblet til Luer-navet på dyrets skalle og pendelen heves til en spesifisert høyde og frigjøres. Virkningen av pendelen med stempelet genererer en trykkpuls som overføres til dyrets intakte dura mater via slangen og produserer den eksperimentelle TBI. Riktig pleie og vedlikehold er avgjørende for at LFPI-enheten skal fungere pålitelig, da skadens karakter og alvorlighetsgrad kan variere sterkt avhengig av enhetens tilstand. Her demonstrerer vi hvordan du rengjør, fyller og monterer LFPI-enheten riktig, og sørger for at den vedlikeholdes tilstrekkelig for optimale resultater.
Introduction
Traumatisk hjerneskade (TBI) er forårsaket av en plutselig kraft påført hodet. Etter primære skader som følge av den fysiske påvirkningen, opplever TBI-overlevende ofte sekundære skader, inkludert kognitive underskudd og nevrologiske dysfunksjoner som er forbundet med fysiologiske responser på den første skaden1. Det er anslått at omtrent 69 millioner individer over hele verden lider av TBI årlig2. I USA alene forekommer omtrent 2.5 millioner TBI-relaterte beredskapsbesøk og sykehusinnleggelser hvert år, noe som gjør TBI til en av de viktigste årsakene til funksjonshemming og død blant barn og unge voksne3. TBI kan klassifiseres som mild, moderat eller alvorlig, med mild TBI (mTBI) som står for omtrent 70% -90% av TBI-tilfellene4. Histologisk og kognitiv TBI-patologi kan oppstå i løpet av minutter til timer etter skade, og effekten av TBI kan vedvare i måneder til år etter første skade5.
Utviklingen av eksperimentelle modeller har vært medvirkende til å forstå effekter og underliggende mekanismer av TBI. En slik modell, lateral fluid percussion injury (LFPI), brukes ofte til å vurdere TBI in vivo. LFPI reproduserer nøye patologier assosiert med human TBI, inkludert vaskulære forstyrrelser, blødninger, nevrontap, betennelse, gliose og molekylære forstyrrelser 6,7,8. LFPI-teknikken brukes til et mangfoldig sett med eksperimentelle applikasjoner, inkludert modellering av pediatrisk TBI, samt kroniske nevrodegenerative tilstander, som kronisk traumatisk encefalopati 9,10. LFPI er en veldefinert og reproduserbar metode for eksperimentell TBI som gjør det mulig å justere alvorlighetsgraden av skaden11. LFPI-enheten har flere viktige komponenter, inkludert: en pendel med en vekthammer, et stempel, en væskefylt sylinder, en trykktransduser, et digitalt oscilloskop og et lite rør på enden av sylinderen med en Luer-lås som festes til et nav på dyrets skalle (figur 1). LFPI virker ved å svinge pendelen inn i stempelet, og skaper en bølge av trykk gjennom væsken (avgasset avionisert vann eller saltvann) inn i hjernen til det vedlagte dyret; Dette øker intrakranielt trykk, og replikerer dermed de mekaniske egenskapene og biologiske endringene i TBI12. I tillegg gjennomgår dyr som brukes i LFPI-eksperimenter en kraniektomi for å utsette hjernen for virkningen av væsketrykket til enheten.
Rutinemessig vedlikehold og overvåking er nødvendig for å sikre at LFPI-enheten fungerer nøyaktig. Følgende metoder er avgjørende for å forhindre innføring av forurensende luftbobler i enheten. Her demonstrerer vi metoder for å rengjøre, fylle og montere LFPI-enheten ordentlig. Vi vil også diskutere oscilloskoputganger og muserettingstider som måter å bekrefte levedyktigheten til LFPI.
Protocol
Representative Results
Discussion
Teknikkene som er skissert ovenfor, viser hvordan du vedlikeholder en LFPI-enhet på riktig måte. Rutinemessig rengjøring og overvåking er nødvendig for å holde LFPI-enheten i orden riktig og pålitelig. I tillegg, på grunn av den invasive karakteren av LFPI-prosedyren, er det viktig at enheten rengjøres grundig for å forhindre infeksjon av laboratoriedyr.
Å unngå dannelse av luftbobler i enheten er avgjørende for å oppnå optimale skader og trykkbølgeformer. Luftbobler endrer eg…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forfatterne vil gjerne takke Custom Design &; Fabrication Inc. for teknisk assistanse og støtte. Dette arbeidet ble finansiert av National Institutes of Health tilskudd R01NS120099-01A1 og 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).
