घाव मस्तिष्क चोट के लिए नियंत्रित Cortical प्रभाव मॉडल
Summary
Traumatic brain injuries (TBIs) remain a serious health problem. Using the controlled cortical impact surgery model, research on the effects of TBI and possible treatment methods may be performed.
Abstract
Every year over a million Americans suffer a traumatic brain injury (TBI). Combined with the incidence of TBIs worldwide, the physical, emotional, social, and economical effects are staggering. Therefore, further research into the effects of TBI and effective treatments is necessary. The controlled cortical impact (CCI) model induces traumatic brain injuries ranging from mild to severe. This method uses a rigid impactor to deliver mechanical energy to an intact dura exposed following a craniectomy. Impact is made under precise parameters at a set velocity to achieve a pre-determined deformation depth. Although other TBI models, such as weight drop and fluid percussion, exist, CCI is more accurate, easier to control, and most importantly, produces traumatic brain injuries similar to those seen in humans. However, no TBI model is currently able to reproduce pathological changes identical to those seen in human patients. The CCI model allows investigation into the short-term and long-term effects of TBI, such as neuronal death, memory deficits, and cerebral edema, as well as potential therapeutic treatments for TBI.
Introduction
घाव मस्तिष्क चोट (TBI) एक मस्तिष्क समारोह में परिवर्तन, या एक बाहरी शक्ति 1 की वजह से मस्तिष्क विकृति विज्ञान के अन्य सबूत के रूप में परिभाषित किया गया है. TBIs विशेष रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका में, दुनिया भर में एक गंभीर स्वास्थ्य समस्या बने हुए हैं. रोग नियंत्रण और रोकथाम के लिए केंद्र के अनुसार, कम से कम 1.7 लाख TBIs सब चोट से संबंधित मौतों के 30.5% में जिसके परिणामस्वरूप संयुक्त राज्य अमेरिका में प्रतिवर्ष होने. 2000 में, प्रत्यक्ष चिकित्सा लागत और TBIs के अप्रत्यक्ष लागत अकेले संयुक्त राज्य अमेरिका में एक अनुमान के अनुसार $ 76500000000 कुल. पूर्ववर्ती दशकों में तकनीकी और चिकित्सकीय प्रगति TBIs से पीड़ित लोगों के लिए जीवन की गुणवत्ता और लंबाई में सुधार हुआ है हालांकि, कोई कारगर दवा या preventative उपचार वर्तमान में मौजूद हैं. कारण जटिलता और ऊतक घावों, कोशिका मृत्यु, और अक्षतंतु अध: पतन सहित TBIs, की व्यापक पहुँच प्रभाव के लिए, कोई दो चोटों के समान हैं; इस प्रकार, पशुओं के लिए कोई मौजूदा TBI मॉडल सही reproducesTBI के सभी पहलुओं के रूप में मानव में देखा. हालांकि, पशु मॉडल आगे TBIs के नैदानिक अभिव्यक्तियाँ को समझने की आशा के साथ TBI के विभिन्न प्रभावों की जांच के लिए आवश्यक लगभग समान चोटों का उत्पादन करने की क्षमता प्रदान करते हैं.
नियंत्रित cortical प्रभाव (सीसीआई) मॉडल एक पशु के संपर्क में ड्यूरा को शारीरिक प्रभाव देने के लिए एक प्रभाव प्रणाली का उपयोग करता है. यह हल्के से मानव द्वारा अनुभव उन लोगों के लिए गंभीर भी इसी को लेकर TBIs लाती है. इस चोट के कारण पहले भाल 2 में विशेषता थी और बाद में चूहा 3,4, माउस 5-7, और भेड़ 8 में इस्तेमाल के लिए अनुकूलित किया गया था. पहला लक्षण वर्णन के बाद से चोट की साइट midline 2,9 और पार्श्व प्रांतस्था 10 से अधिक दोनों रखा गया है. सीसीआई TBIs के लिए प्रभाव और संभावित उपचार की जांच के लिए एक आसान और सही तरीका प्रदान करता है.
सीसीआई मॉडल, द्रव टक्कर और वजन ड्रॉप करने के अलावा मॉडल सह रहे हैंmmonly TBIs का उत्पादन किया जाता. हालांकि, इन मॉडलों कम चोट मापदंडों पर नियंत्रण, मानव TBIs में नहीं देखा histopathalogical परिवर्तन के उत्पादन, और चूहों 3,5,10 में आकस्मिक मृत्यु का अधिक से अधिक घटनाओं सहित वर्तमान सीमाओं. विस्फोट लहर मॉडल भी TBIs उत्पादन किया जाता है. विस्फोट लहर मॉडल एक यांत्रिक प्रभाव के बाद देखा histopathalogical परिवर्तन पुन: पेश नहीं करता है, इस मॉडल सही विशेष रूप से सैन्य कर्मियों को 11 से अनुभवी TBIs का उत्पादन करता है. नियंत्रित cortical प्रभाव मॉडल की वजह से ऐसे समय, गति, और प्रभाव 5 की गहराई के रूप में विकृति मापदंडों पर सटीक नियंत्रण को नियंत्रित करने के लिए आसान है. इस तरह की सटीकता और अधिक व्यावहारिक जानवरों के एक पूरे समूह भर में लगभग समान चोटों नकल बनाता है. सबसे महत्वपूर्ण बात, सीसीआई मानव TBIs 12 में देखा सुविधाओं के साथ TBIs reproduces. हालांकि, रोग चान की पूरी स्पेक्ट्रम reproducing में पूरी तरह सफल रहा है कि कोई भी पशु मॉडल हैTBI के बाद मनाया GES. इसके अलावा अनुसंधान पूरी तरह TBI के बाद होने वाले तीव्र और जीर्ण परिवर्तन प्रकट करने के लिए आवश्यक है.
प्राथमिक और माध्यमिक चोटों: चोटों के दो प्रकार के एक TBI के बाद हो. प्राथमिक चोट प्रभाव के क्षण में होता है और चिकित्सकीय उपचार के प्रति संवेदनशील नहीं है; हालांकि, शुरुआती चोट के बाद जारी रहती है कि माध्यमिक चोटों उपचार 13 के अधीन हैं. नियंत्रित cortical प्रभाव मॉडल इस प्रकार शोधकर्ताओं माध्यमिक चोटों के संभावित लंबे समय से स्थायी प्रभाव के लिए TBI के प्रभाव और संभावित चिकित्सीय उपचार की जांच करने की इजाजत दी, प्राथमिक चोट पैदा करता है. सीसीआई मॉडल का उपयोग संभावित अनुसंधान के क्षेत्रों neuronal मौत, मस्तिष्क edema, न्यूरोजेनेसिस, संवहनी प्रभाव, histopathalogical परिवर्तन, और स्मृति घाटे और 3,13-16 अधिक शामिल हैं.
Protocol
Representative Results
Discussion
सफलतापूर्वक एक सीसीआई पैदा करने के लिए एक इलेक्ट्रॉनिक चुंबक प्रभाव प्रणाली का उपयोग कर संगत TBIs पैदा करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण कदम हैं: 1) stably stereotactic फ्रेम में माउस सिर फिक्सिंग; 2) चूहों के बीच हड्डी खिड़क…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम इंडियाना स्पाइनल कॉर्ड और मस्तिष्क चोट अनुसंधान अनुदान (SCBI 200-12) से धन के द्वारा समर्थित किया गया था, राल्फ डब्ल्यू और अनुग्रह एम. Showalter अनुसंधान पुरस्कार, इंडियाना विश्वविद्यालय के जैव अनुसंधान अनुदान, एनआईएच अनुदान RR025761 और 1R21NS072631-01A.
Materials
| Povidone-iodine 7.5% | Purdue product L.P. | Surgical scrub | |
| Cotton tipped applicators | Henry Schein | 100-6015 | Remove blood and debris |
| scissor | Fine Science Tools | 14084-08 | Surgery |
| forcept | Fine Science Tools | 11293-00 | Surgery |
| hemostat | Fine Science Tools | 13021-12 | Surgery |
| Rechargeable Cordless Micro Drill | Stoelting | 58610 | Combine with Burrs for generating the bone window |
| Burrs for Micro Drill | Fine Science Tools | 19007-05 | |
| Suture monofilament | Ethicon | G697 | Suture |
| tert-Amyl alcohol | Sigma | 152463-250ML | Making 2.5% Avertin |
| 2,2,2-Tribromoethanol | Sigma | T48402-25G | Making 2.5% Avertin |
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