Summary
Burada sunulan, fareler için değişen derecelerde omurilik yaralanması kontüzyon modellerini doğru bir şekilde üretebilen yeni bir otomatik omurilik yaralanması kontüzyon cihazıdır.
Abstract
Araba kazaları ve düşmeler gibi travmatik yaralanmalara bağlı omurilik yaralanması (SKY), kalıcı omurilik disfonksiyonu ile ilişkilidir. Omurilik yaralanmasının omuriliğe çarparak kontüzyon modellerinin oluşturulması, klinik pratikte çoğu omurilik yaralanmasına benzer patolojilere neden olmaktadır. Omurilik yaralanmasının doğru, tekrarlanabilir ve kullanışlı hayvan modelleri, omurilik yaralanmasını incelemek için gereklidir. Fareler için yeni bir otomatik omurilik yaralanması kontüzyon cihazı olan Guangzhou Jinan Üniversitesi akıllı omurilik yaralanması sistemi, omurilik yaralanması kontüzyon modellerini doğruluk, tekrarlanabilirlik ve rahatlıkla üretebiliyoruz. Sistem, otomatik bir mobil platform ve gelişmiş yazılımla birleştirilmiş lazer mesafe sensörleri aracılığıyla çeşitli derecelerde omurilik yaralanması modellerini doğru bir şekilde üretir. Bu sistemi üç seviyeli omurilik yaralanması fare modeli oluşturmak için kullandık, Basso fare ölçeği (BMS) puanlarını belirledik ve doğruluğunu ve tekrarlanabilirliğini göstermek için davranışsal ve boyama testleri gerçekleştirdik. Bu cihazı kullanarak yaralanma modellerinin geliştirilmesinin her adımını gösteriyoruz ve standart bir prosedür oluşturuyoruz. Bu yöntem, tekrarlanabilir omurilik yaralanması kontüzyon fare modelleri üretir ve uygun kullanım prosedürleri ile insan manipülasyon faktörlerini azaltır. Geliştirilen hayvan modeli, omurilik yaralanması mekanizmalarını ve ilişkili tedavi yaklaşımlarını incelemek için güvenilirdir.
Introduction
Omurilik yaralanması genellikle yaralanan segmentin altında kalıcı omurilik disfonksiyonuna neden olur. Çoğunlukla trafik kazası ve düşme gibi omurgaya çarpan cisimler ve omurganın aşırı ekstansiyonu sonucu oluşur1. Omurilik yaralanması için etkili tedavi seçeneklerinin sınırlı olması nedeniyle, omurilik yaralanmalarının patogenezinin hayvan modelleri kullanılarak aydınlatılması, uygun tedavi yaklaşımlarının geliştirilmesi için bilgilendirici olacaktır. Omurilik üzerindeki darbenin neden olduğu omurilik yaralanmasının kontüzyon modeli, çoğu klinik omurilik yaralanması vakasına benzer patolojilere sahip hayvan modellerinin geliştirilmesine neden olur 2,3. Bu nedenle, omurilik yaralanması kontüzyonu için doğru, tekrarlanabilir ve uygun hayvan modelleri üretmek önemlidir.
Allen'ın 1911'de omurilik yaralanmasının ilk hayvan modelini icat etmesinden bu yana, omurilik yaralanması hayvan modellerini oluşturmak için aletlerin geliştirilmesinde büyük ilerlemeler olmuştur 4,5. Yaralanma mekanizmalarına göre, omurilik yaralanması modelleri kontüzyon, kompresyon, dikkat dağınıklığı, çıkık, transeksiyon veya kimyasal olarak sınıflandırılır6. Bunlar arasında, omuriliği yerinden çıkarmak ve yaralamak için dış kuvvetleri kullanan kontüzyon modelleri, çoğu omurilik yaralanması hastasının klinik etiyolojisine en yakın olanıdır. Bu nedenle, kontüzyon modeli omurilik yaralanması çalışmalarında birçok araştırmacı tarafından kullanılmıştır 3,7. Omurilik yaralanması kontüzyon modellerini geliştirmek için çeşitli aletler kullanılır. New York Üniversitesi (NYU)-çok merkezli hayvan omurilik yaralanması çalışmaları (MASCIS) çarpma tertibatı, ağırlık düşürme cihazı8 ile omurilik yaralanması kontüzyonları üretir. Birkaç güncellenmiş versiyondan sonra, MASCIS çarpma tertibatı, omurilik yaralanması kontüzyon hayvan modellerini geliştirmek için yaygın olarak kullanılmaktadır9. Bununla birlikte, MASCIS'in darbe çubuğu düşüp omuriliğe çarptığında, omurilik yaralanması modellerinde yaralanma derecesini etkileyen çoklu yaralanmalar meydana gelebilir. Ayrıca, cihazın doğruluğunu ve üretim modelinin tekrarlanabilirliğini sağlamak için mekanik hassasiyet elde etmek de zordur. Sonsuz horizon çarpma tertibatları, ağır damlalar yerine omuriliğe uygulanan kuvveti kontrol ederek kontüzyonlara neden olur10. Çarpma tertibatı ile omurilik arasındaki darbe kuvvetini doğrudan ölçmek için bir sensöre bağlı bir bilgisayar kullanır. Eşiğe ulaşıldığında, çarpma tertibatı hemen geri çekilir, böylece ağırlığın geri tepmesi önlenir ve doğruluk10,11 iyileştirilir. Bununla birlikte, hasar vermek için bu ince motor modalitesinin kullanılması, tutarsız hasara ve işlevsel eksikliklere neden olabilir6. Ohio Eyalet Üniversitesi (OSU) cihazı, omuriliğin dorsal yüzeyini elektromanyetik bir sürücü12,13 tarafından geçici bir oranda sıkıştırır. Bu cihaz, omurilik yaralanmalarına neden olmak için kısa mesafeli kompresyonlar kullandığından, sonsuz ufuk çarpma tertibatlarına benzer. Bununla birlikte, sıfır noktasının ilk tespitinin beyin omurilik sıvısınınvarlığından dolayı hatalara neden olacağı konusunda çeşitli sınırlamaları vardır 6,14. Özetle, omurilik yaralanması kontüzyonu hayvan modellerini geliştirmek için kullanılabilecek birçok araç vardır, ancak hepsinin hayvan modellerinin yetersiz doğruluğuna ve tekrarlanabilirliğine yol açan bazı sınırlamaları vardır. Bu nedenle, omurilik yaralanmasının fare kontüzyon modellerini daha doğru, rahat ve tekrarlanabilir bir şekilde oluşturmak için, otomatik ve akıllı bir omurilik yaralanması çarpma tertibatına ihtiyaç vardır.
Yeni bir omurilik yaralanması çarpma tertibatı sunuyoruz, Guangzhou Jinan Üniversitesi akıllı omurilik yaralanması sistemi (G akıllı SCI sistemi; Şekil 1), omurilik yaralanması kontüzyon modelleri üretmek için. Cihaz, vuruş hızı, vuruş derinliği ve bekleme süresi dahil olmak üzere ayarlanan vuruş parametrelerine göre vuruşları otomatikleştirmek için otomatik bir mobil platformla birlikte bir konumlandırma cihazı olarak bir lazer telemetre kullanır. Otomatik çalışma, insan faktörlerini azaltır ve hayvan modellerinin doğruluğunu ve tekrarlanabilirliğini artırır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Hayvanları içeren çalışmalar Jinan Üniversitesi Etik Kurulu tarafından gözden geçirilmiş ve onaylanmıştır.
1. Hayvanların uyuşturulması ve T10 spinal laminektomi
- Bu çalışma için 8 haftalık dişi genç yetişkin C57 / 6J fareleri kullanın. Fareleri intraperitoneal ketamin (100 mg / kg) ve diazepam (5 mg / kg) enjeksiyonu ile uyuşturun. Ağrı refleksi kaybı ile gösterilen başarılı anesteziyi kontrol edin. Anestezi altında kuruluğu önlemek için gözlere veteriner merhemi sürün.
- Cildi ortaya çıkarmak için bir tıraş makinesi kullanarak farelerin arkasındaki tüyleri tıraş edin. Cildi üç alternatif iyodofor ve alkol ile dezenfekte edin.
- Bir neşter kullanarak sırt derisinde 2,5 cm medial uzunlamasına kesi yapın ve cımbız kullanarak omurgayı T9-T11 seviyesinde ortaya çıkarın.
- Bir spinal fiksatör kullanarak T10 fasetlerini bilateral olarak sabitleyin. Omurganın sabit bir şekilde sabitlendiğinden emin olun. Paravertebral kasların sıyrıldığından emin olun ve T10 segmentinin omuriliğini ortaya çıkarmak için mikro taşlama matkabı kullanarak spinöz süreci ve laminaları çıkarın.
2. G smart SCI sistemi kullanılarak T10 omuriliğinin kontüzyonu
- Anahtarı açın ve cihazın otomatik olarak orijinal durumuna dönmesini bekleyin. Spinal fiksatörü G smart SCI sistemine yerleştirin ve vidalarla sabitleyin.
- Çalışma dokunmatik ekranını kullanarak (Şekil 2A), darbe hızı (1 m/s), darbe derinliği (üç farklı fare seti için 0.5 mm, 0.8 mm ve 1.1 mm) ve bekleme süresi (500 ms) dahil olmak üzere hasar parametrelerini ayarlayın15.
- Platformu hareket ettirerek lazer telemetreyi açıkta kalan omuriliğin ortasına hizalayın. (Şekil 2B)
- Dokunmatik ekrandaki Hazır düğmesine tıklayın (Şekil 2C). Darbe başlığı, ayar parametrelerine bağlı olarak otomatik olarak belirli bir yüksekliğe ayarlanacaktır. Taşıyıcı tabla, omurilik darbe bölgesini otomatik olarak darbe başlığının altına taşır.
- Darbe bölgesini daha fazla belirlemek için darbe başlığına manuel olarak basın. Başlat düğmesine tıklayın, darbe kafası ayarlanan parametrelere göre omuriliğe çarpacaktır.
- Fareleri cihazdan çıkarın ve omurilik yaralanmasını belirlemek için Stereomikroskop (20x) altında gözlemleyin (Şekil 3). Model geliştirmenin başarısını belirlemek için lokal tıkanıklık, çökme ve omurilik zarı yırtılmasını gözlemleyin.
- Kas, fasya, deri tabaka tabaka 3-0 dikiş kullanılarak dikilir. Fareleri ılık bir kutuya koyun ve iyileşmelerini bekleyin.
3. Ameliyat sonrası bakım
- Ameliyattan sonraki 7 gün boyunca her gün deri altına meloksikam (5 mg/kg) enjekte edin. Mesane fonksiyonları geri gelene kadar mesaneyi her 8 saatte bir manuel olarak boşaltın.
- Ameliyattan 14 gün sonra dikiş ipliklerini çıkarın.
4. Omurilik yaralanmasının etkilerinin test edilmesi
- Ameliyat sonrası ilk günden itibaren fareler için BMS skorlarını hesaplayın16,17.
- Ameliyatsonrası 30. günde, podyum, ayak hatası ve rotarod16,17 dahil olmak üzere hayvan davranış deneyleri yapın. Podyum: 45 cm'lik rekor mesafe; Maksimum çalışma süresi 8 sn; Kamera kazancı 28.02; Yoğunluk eşiği 0.01. Ayak hatası: Her fare için 60 adım kaydedin. Rotarod: Hız 20 rpm. Farenin düşme süresini kaydedin ve 120 saniyeden fazla bir süre için 120 saniye olarak kaydedin.
- Ameliyat sonrası 31. günde, fareleri intraperitoneal ketamin (100 mg / kg) ve diazepam (5 mg / kg) enjeksiyonu ile uyuşturun ve daha sonra% 4 PFA kullanarak perfüzyonla fareleri ötenazi yapın. Omuriliği dikkatlice çıkarın ve parafin gömmek için yaralanma bölgesinin 5 mm yukarısını ve altını kesin. Fare omurilik yaralanmasının merkezinin 5 μm'lik bir bölümünü yapın ve Hematoksilen ve eozin boyama17 yapın.
- İstatistiksel analiz için ticari yazılım kullanın. Verileri ortalamanın (SEM) ortalama ± standart hatası olarak ifade edin ve tek yönlü ANOVA kullanarak karşılaştırın; p < 0.05 anlamlı kabul edildi.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Laminektomi, yukarıda tarif edildiği gibi 24 dişi fareye (8 haftalık) uygulandı. Sahte gruptaki fareler (n = 6) omurilik yaralanmasına maruz kalmazken, 0.5 mm grubu (n = 6), 0.8 mm grubu (n = 6) ve 1.1 mm grubu (n = 6) dahil olmak üzere farelerin geri kalanı farklı derinliklerde omurilik sıkışmasına maruz bırakıldı. BMS skorları postoperatif 1. aya kadar düzenli olarak kaydedildi (Şekil 4). Farklı gruplarda farelerin postoperatif BMS skorlarında anlamlı farklılıklar vardı. 1 ay sonra, 0.5 mm grubundaki fareler 4 ila 6 postoperatif skora sahipti ve sahte grupla benzer bir seviyeye geldi. 0.8 mm ve 1.1 mm gruplarındaki farelerde 1 ila 2 postoperatif skor vardı. 1 ay sonra, 0.8 mm'lik grup 4 ila 6 puana yükselirken, 1.1 mm'lik gruptaki fareler zar zor iyileşti.
1 ay sonra, ayak hatası, rotarod ve podyum dahil olmak üzere hayvan davranış testleri yapıldı. Ayak fay testinde (Şekil 5A), 0.5 mm ve sham grupları arasında arka bacak ayak fayında anlamlı bir fark yoktu. Bununla birlikte, 0.8 mm'lik grup için arka bacak ayak hatası diğer tüm gruplardan anlamlı olarak farklıydı. 1.1 mm'lik gruptaki farelerin ayak hatası oranı %100 idi çünkü arka bacaklar yerdeki hayvanı destekleyemiyordu ve diğer gruplardan önemli ölçüde farklıydı. Rotarod testinde (Şekil 5B), farklı fare gruplarında düşme gecikme süresini kaydettik. Hem 0.8 mm hem de 1.1 mm grupları diğer gruplardan anlamlı olarak farklıydı, ancak sahte grup 0.5 mm grubuna benzer sonuçlara sahipti. Podyum testinde (Şekil 6), farklı fare gruplarında düzenlilik indeksini ve arka maksimum temas alanını kaydettik ve analiz ettik. Farklı gruplardaki fareler arasında düzenlilik indeksi ve arka maksimum temas alanlarında önemli farklılıklar vardı, bu da farklı omurilik yaralanması derinliklerine sahip fareler arasında yürüme fonksiyonlarında önemli farklılıklar olduğunu gösteriyordu. Bu nedenle, geliştirilen cihaz kullanılarak farklı omurilik yaralanması derinliklerine sahip ve arka bacak fonksiyonlarında önemli farklılıklar olan fare modelleri oluşturulabilir.
Son olarak, farelerin omuriliklerini rezeke ettik (Şekil 7A) ve hematoksilen ve eozin (HE) boyaması için kesitler yaptık (Şekil 7C). Hem omurilik görüntülerinde hem de HE boyalı kesitlerde çeşitli derecelerde hasar vardı. Özetle, önerilen enstrümanı kullanarak farklı derecelerde omurilik yaralanması fare modellerini doğru bir şekilde geliştirdik.
Şekil 1: Guangzhou Jinan üniversitesi Akıllı omurilik yaralanma sistemi (G akıllı SCI sistemi). Fareyi taşıyıcı masaya hareketsiz hale getirmek için spinal immobilizeri sabitleyin. Dokunmatik ekran üzerinden darbe parametrelerini ayarlayın. Taşıyıcının yanal konumlarını ayarlamak için yanal mikro sürücüyü kullanın ve ön konumları ayarlamak için dokunmatik ekranı kullanın. Lazer telemetre, darbe konumunu onaylar ve darbe yüksekliğini ölçer, böylece darbe kafası ayarlanan vuruş konumuna ve derinliğine göre doğru bir şekilde vurabilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2: Operasyon dokunmatik ekranı. (A) Parametreler sayfasında, darbe hızı (0,5 -2,0 m/s), darbe derinliği (0 -3 mm) ve bekleme süresi (500 -2 ms) dahil olmak üzere hasar parametreleri ayarlanabilir. (B) Hareketli sayfada, darbe başlığının yüksekliği ve spinal fiksatör konumu ayarlanabilir. (C) Hazırlık sayfasında, Hazır düğmesine tıklamak, darbe başlığının ve taşıyıcı tablanın ayarlanan parametrelere göre belirli bir konuma otomatik olarak ayarlanmasına neden olacaktır. Başlat düğmesine tıklayarak, darbe kafası ayarlanan parametrelere göre omuriliğe çarpacaktır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: Yaralanma sonrası omurilik. (A) Sahte grup. Spinal immobilizer T10 omurlarını hareketsiz hale getirdi ve laminektomi sonrası omurilik hasar görmeden açığa çıktı. (B) 0,5 mm grubu. Omurilik 0,5 mm derinlikte vurulduktan sonra hafif yaralandı ve az miktarda tıkanıklık vardı. (C) 0,8 mm grubu. Omurilik orta derecede yaralandı ve 0.8 mm derinlikte vurulduktan sonra belirgin tıkanıklık vardı. (D) 1.1 mm grubu. Omurilik 1.1 mm derinlikte vurulduktan sonra ciddi şekilde yaralandı ve çok fazla tıkanıklık vardı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4: BMS puanları. Farelerin BMS skorları postoperatif birinci günden postoperatif bir aya kadar kaydedildi (n =6 /grup). *p< 0.05, ** p < 0.01, *** p < 0.001 tek yönlü ANOVA kullanılarak karşılaştırılmıştır. Tarih, ortalamanın (SEM) standart hatası ± ortalama olarak ifade edilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 5: Ayak düşme testi ve rotarod testi. (A) Farklı derecelerde omurilik yaralanması olan farelerde arka bacak ayak hataları (n =6 / grup). p <0.001 tek yönlü ANOVA kullanılarak karşılaştırılmıştır. (B) Hızlanan rotarod sırasında düşme gecikmesi, farklı derecelerde omurilik yaralanması olan fareler arasında karşılaştırıldı (n = 6 / grup). * p < 0.05, *** p < 0.001 tek yönlü ANOVA kullanılarak karşılaştırılmıştır. Tarih, ortalamanın (SEM) standart hatası ± ortalama olarak ifade edilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 6: Podyum testi. (A, C) Farklı derecelerde omurilik yaralanması olan farelerde düzenlilik indeksleri (n =6 /grup). * p < 0.05, *** p < 0.001 tek yönlü ANOVA kullanılarak karşılaştırılmıştır. (B, D) Hind max temas alanları yazılım kullanılarak otomatik olarak analiz edildi (n =6 /grup). ** p < 0.01, *** p < 0.001 tek yönlü ANOVA kullanılarak karşılaştırılmıştır. Tarih, ortalamanın (SEM) standart hatası ± ortalama olarak ifade edilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 7: Omurilik ve H&E boyama. (A) Ameliyattan 1 ay sonra farklı derecelerde yaralanma olan farelerin omuriliği. (B) Büyütülmüş rakamlar. (C) Farklı derecelerde yaralanma olan farelerde omurilik yaralanma bölgelerinin H & E boyaması. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Omurilik yaralanması, ciddi fiziksel ve zihinsel bozukluklara neden olabilen duyusal ve motor eksikliklere yol açabilir. Çin'de, farklı illerde omurilik yaralanması insidansı milyonda 14,6 ila 60,6 arasında değişmektedir18. SCI prevalansındaki artış, sağlık sistemi üzerinde daha fazla baskı oluşturacaktır. Günümüzde, omurilik yaralanmaları ve patomekanizmaları ve onarım süreçleri henüz tam olarak anlaşılamamış olduğu için yaralanmalar için sınırlı etkili tedavi seçeneği bulunmaktadır19. Omurilik yaralanmalarının patomekanizmalarını ve onarım süreçlerini araştırmak için doğru ve tekrarlanabilir omurilik yaralanmalı hayvan modellerinin oluşturulmasına ihtiyaç vardır. Bu amaçla, doğru, tekrarlanabilir ve basit bir omurilik yaralanması aleti geliştirdik.
Omurilik yaralanmalarının kontüzyon modellerini oluşturmak için NYU-MASCIS çarpma tertibatı, sonsuz ufuk çarpma tertibatı ve OSU çarpma tertibatı dahil olmak üzere birçok cihazkullanılır 8,9,12,13,20. Bu cihazların kullanımı karmaşıktır ve personelin farklı yeterlilikleri nedeniyle büyük hatalar üretebilir. Ayrıca, bu cihazların tasarımlarında, onları daha az doğru ve tekrarlanabilir kılan çeşitli kusurlar vardır6. Omurilik yaralanmasının spesifik konumu ciddiyetini belirler, bu nedenle omurilik yaralanması modellerinin oluşturulması sırasında konumlandırma yöntemi modellemenindoğruluğunu belirler 21. G smart SCI sistemi, omurilik yaralanma bölgesini bulmak için bir lazer telemetre kullanır ve vuruş derinliğini ayarlamak için telemetre verilerine göre darbe başlığının yüksekliğini ayarlar. Lazer konumlandırmayı kullanan bir başka vurmalı cihaz, Indiana Üniversitesi Tıp Fakültesi15'ten Louisville yaralanma sistemi aparatı (LISA) çarpma tertibatıdır. LISA lazer konumlandırma kullansa da, kontrollü vuruş derinliği elde etmek için darbe kafasının yüksekliğinin manuel olarak belirlenmesini ve ayarlanmasını gerektirir, bu da insan müdahalesini artırır. Bu arada, LISA daha fazla deneysel alan gerektiren ve işletme maliyetlerini artıran pnömatik grevler ve dizüstü bilgisayar kontrolü kullanır10. G smart SCI sistemi, operasyon sürecini yarı otomatik hale getirerek insan hatalarını azaltır ve hafif tasarımı sayesinde taşınması kolaydır.
Ayarlanan parametrelere dayanarak, cihaz farelerin omuriliklerini doğru bir şekilde etkileyebilir, böylece farklı derecelerde omurilik yaralanmalarına sahip modeller oluşturabilir. Bu çalışmada, farklı derecelerde omurilik yaralanması olan fareler, arka bacak fonksiyonlarında önemli farklılıklar sergiledi. Daha da önemlisi, tahliller tekrarlanabilir ve tutarlı bir şekilde SCI modelleri üretebilir.
Protokolde en kritik adımlar, laminektominin doğru bir şekilde yapılmasını, farelerin dikenlerinin stabilize edilmesini ve deneyin doğruluğunu ve tekrarlanabilirliğini sağlamak için doğru konumlandırma için lazerin kullanılmasını içerir. Tasarım sürecinde cihazda bazı iyileştirmeler yaptık. Vuruştan sonra etabın menzil noktasına kolayca geri dönemediğini gördük, bu nedenle menzil noktasına geri dönmek için bir düğme ekledik. Ayrıca, istenen parametreler hızlı bir şekilde ayarlanamadı, bu nedenle giriş için sayısal bir klavye ekledik. İlk versiyondaki yavaş şarj elektromanyetik sürücü de geliştirildi. Bu cihaz şu anda torasik omurilik yaralanması kontüzyon fare modellerinin kurulmasıyla sınırlıdır. Sıçan omurilik yaralanması modellerinin veya servikal omurilik yaralanması modellerinin oluşturulmasında bu aletin kullanımını destekleyecek çalışmalar yapılmalıdır.
Ayrıca, Kansas Üniversitesi Tıp Fakültesi'nden Dr. Bilgen, travmatik beyin hasarı (TBI) ve omurilik yaralanması (SCI) dahil olmak üzere merkezi sinir sistemi (CNS) yaralanmalarına neden olabilen bilgisayar kontrollü bir çarpma tertibatı tanımladı22. Cihazımıza benzer şekilde, bu cihaz da çeşitli ticarileştirilmiş ekipman ve sistemler kullanıyor, bu nedenle başarıyla ticarileştirildi ve kullanıldı23. Tanımladığımız ekipman otomasyon, doğruluk ve rahatlık özelliklerine sahiptir ve gelecekte ticarileştirilmesi ve daha fazla omurilik yaralanması araştırmacısına fayda sağlaması beklenmektedir.
Özetle, SCI kontüzyon modelleri oluşturmak için otomatik bir fare omurilik çarpma tertibatı tasarladık. Cihaz, bir lazer telemetre ile doğruluğu artırır ve otomatik bir işletim süreci aracılığıyla insan hatalarını azaltır. Ayrıca, G smart SCI sisteminin kullanımı ve taşınması diğer cihazlara göre daha kolaydır ve omurilik yaralanması araştırmalarına kolaylık sağlar. Daha da önemlisi, cihaz, deneyin ihtiyaçlarına bağlı olarak farklı SCI fare modelleri sınıflarını doğru ve tekrarlanabilir bir şekilde oluşturabilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarlar hiçbir rakip mali çıkar beyan etmemektedir.
Acknowledgments
Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı, No. 82102314 (ZSJ'ye) ve 32170977 (HSL'ye) ve Guangdong Eyaleti Doğa Bilimleri Vakfı, No. 2022A1515010438 (ZSJ'ye) ve 2022A1515012306 (HSL'ye). Bu çalışma, Çin'deki Jinan Üniversitesi Birinci Bağlı Hastanesi'nin Klinik Sınır Teknolojisi Programı, No. JNU1AF- CFTP- 2022- a01206 (HSL'ye). Bu çalışma, Guangzhou Bilim ve Teknoloji Planı Projesi, No. 202201020018 (HSL'ye), 2023A04J1284 (ZSJ'ye) ve 2023A03J1024 (HSL'ye) tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 0.01M PBS (powder, pH7.2-7.4) | Solarbio Life Sciences | P1010 | |
| 2,2,2-Tribromoethanol | Macklin | 75-80-9 | |
| 4% paraformaldehyde tissue fixative | Biosharp life science | BL539A | |
| Biomicroscope | Leica | LCC50 HD | |
| CatWalk | Noldus Information Technology | CatWalk XT 9.1 | |
| Cover glass | CITOTEST Scientific | 10212432C | |
| Embedding machine | Changzhou Zhongwei Electronic Instrument | BMJ-A | |
| Ethanol absolute | DAMAO | 64-17-5 | |
| FootFaultScan | Clever Sys Inc. | - | |
| Glass slide | CITOTEST Scientific | 80302-2104 | |
| Hematoxylin and Eosin Staining Kit | Beyotime Biotechnology | C0105S | |
| micro-grinding drill | FEIYUBIO | 19-7010 | |
| Mouse spinal fixator | RWD Life Science | 68094 | |
| Paraffin microtome | Thermo | shandon finesse 325 | |
| RotaRod for Mice | Ugo Basile | 47600 | |
| Stereomicroscope | KUY NICE | SZM-7045 | |
| Tert-Amyl alcohol | Macklin | 75-85-4 | |
| Xylene | China National Pharmaceutical | #10023418 |
References
- Venkatesh, K., Ghosh, S. K., Mullick, M., Manivasagam, G., Sen, D. Spinal cord injury: pathophysiology, treatment strategies, associated challenges, and future implications. Cell and Tissue Research. 377 (2), 125-151 (2019).
- Chiu, C. W., Cheng, H., Hsieh, S. L. Contusion Spinal Cord Injury Rat Model. Bio Protocol. 7 (12), e2337 (2017).
- Thygesen, M. M., Guldbæk-Svensson, F., Rasmussen, M. M., Lauridsen, H. Contusion Spinal Cord Injury via a Microsurgical Laminectomy in the Regenerative Axolotl. Journal of Visualized Experiments. (152), 60337 (2019).
- Anderson, T. E. A controlled pneumatic technique for experimental spinal cord contusion. Journal of Neuroscience Methods. 6 (4), 327-333 (1982).
- Allen, A. R. SURGERY OF EXPERIMENTAL LESION OF SPINAL CORD EQUIVALENT TO CRUSH INJURY OF FRACTURE DISLOCATION OF SPINAL COLUMN: A PRELIMINARY REPORT. Journal of the American Medical Association. LVII (11), 878-880 (1911).
- Cheriyan, T., et al. Spinal cord injury models: a review. Spinal Cord. 52 (8), 588-595 (2014).
- Yan, R., et al. A modified impactor for establishing a graded contusion spinal cord injury model in rats. Annals of Translational Medicine. 10 (8), 436 (2022).
- Gruner, J. A. A monitored contusion model of spinal cord injury in the rat. Journal of Neurotrauma. 9 (2), 123-126 (1992).
- Ghnenis, A. B., et al. Evaluation of the Cardiometabolic Disorders after Spinal Cord Injury in Mice. Biology (Basel). 11 (4), 495 (2022).
- Scheff, S. W., Rabchevsky, A. G., Fugaccia, I., Main, J. A., Lumpp, J. E. Jr Experimental modeling of spinal cord injury: characterization of a force-defined injury device. Journal of Neurotrauma. 20 (2), 179-193 (2003).
- Hong, Y. R., et al. Ultrasound stimulation improves inflammatory resolution, neuroprotection, and functional recovery after spinal cord injury. Scientific Reports. 12 (1), 3636 (2022).
- Noyes, D. H. Electromechanical impactor for producing experimental spinal cord injury in animals. Medical & Biological Engineering & Computing. 25 (3), 335-340 (1987).
- Stokes, B. T., Noyes, D. H., Behrmann, D. L. An electromechanical spinal injury technique with dynamic sensitivity. Journal of Neurotrauma. 9 (3), 187-195 (1992).
- Pearse, D. D., et al. Histopathological and behavioral characterization of a novel cervical spinal cord displacement contusion injury in the rat. Journal of Neurotrauma. 22 (6), 680-702 (2005).
- Wu, X., et al. A Tissue Displacement-based Contusive Spinal Cord Injury Model in Mice. Journal of Visualized Experiments. (124), 54988 (2017).
- Forgione, N., Chamankhah, M., Fehlings, M. G. A Mouse Model of Bilateral Cervical Contusion-Compression Spinal Cord Injury. Journal of Neurotrauma. 34 (6), 1227-1239 (2017).
- Ji, Z. S., et al. Highly bioactive iridium metal-complex alleviates spinal cord injury via ROS scavenging and inflammation reduction. Biomaterials. 284, 121481 (2022).
- Chen, C., Qiao, X., Liu, W., Fekete, C., Reinhardt, J. D. Epidemiology of spinal cord injury in China: A systematic review of the chinese and english literature. Spinal Cord. 60 (12), 1050-1061 (2022).
- Flack, J. A., Sharma, K. D., Xie, J. Y. Delving into the recent advancements of spinal cord injury treatment: a review of recent progress. Neural Regeneration Research. 17 (2), 283-291 (2022).
- Khuyagbaatar, B., Kim, K., Kim, Y. H. Conversion Equation between the Drop Height in the New York University Impactor and the Impact Force in the Infinite Horizon Impactor in the Contusion Spinal Cord Injury Model. Journal of Neurotrauma. 32 (24), 1987-1993 (2015).
- Alizadeh, A., Dyck, S. M., Karimi-Abdolrezaee, S. Traumatic Spinal Cord Injury: An Overview of Pathophysiology, Models and Acute Injury Mechanisms. Frontiers in Neurology. 10, 282 (2019).
- Bilgen, M. A new device for experimental modeling of central nervous system injuries. Neurorehabilitation and Neural Repair. 19 (3), 219-226 (2005).
- Khan, M., et al. GSNOR and ALDH2 alleviate traumatic spinal cord injury. Brain Research. 1758, 147335 (2021).
