تسيطر الموديل أثر القشرية لإصابات الدماغ الرضية

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

يتم تعريف إصابات في الدماغ (المصرف التجاري العراقي) كما تغيير في وظيفة الدماغ، أو أدلة أخرى من أمراض الدماغ، والناجم عن قوة خارجية ^1. تبقى TBIs مشكلة صحية خطيرة في جميع أنحاء العالم، ولا سيما في الولايات المتحدة. وفقا لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها، تحدث 1.7 مليون على الأقل TBIs سنويا في الولايات المتحدة مما أدى إلى 30.5٪ من جميع الوفيات الناجمة عن الإصابة. في عام 2000، بلغ مجموع التكاليف الطبية المباشرة والتكاليف غير المباشرة للTBIs يقدر ب 76500000000 $ في الولايات المتحدة وحدها. على الرغم من التقدم التكنولوجي والعلاجية في العقود السابقة قد تحسنت نوعية الحياة وطولها لأولئك الذين يعانون من TBIs، لا الصيدلانية الفعالة أو العلاجات الوقائية الموجودة حاليا. نظرا لتعقيد وآثار واسعة المدى من TBIs، بما في ذلك آفات الأنسجة، وموت الخلايا، وتنكس عصبي، أي اثنين بجروح متطابقة؛ وبالتالي، لا يوجد نموذج المصرف التجاري العراقي الحالي للحيوانات تستنسخ بدقةجميع جوانب TBI كما رأينا في البشر. ومع ذلك، النماذج الحيوانية لا توفر القدرة على إنتاج الإصابات متطابقة تقريبا اللازمة للتحقيق في آثار مختلفة من المصرف التجاري العراقي مع الأمل في مزيد من فهم المظاهر السريرية للTBIs.

يستخدم تأثير القشرية (CCI) نموذج تسيطر نظام تأثير لتقديم الأثر المادي لالجافية المكشوفة من حيوان. أنها تفضي TBIs تتراوح بين معتدلة وحادة مماثلة لتلك التي يعاني منها البشر. وقد تميزت هذه الإصابة الأولى في النمس ² وكان في وقت لاحق تكييفها للاستخدام في الفئران ^3،4، الماوس ^5-7، والأغنام ^8. منذ توصيف الأولى، تم وضع موقع الإصابة على حد سواء على ^2،9 خط الوسط والقشرة الوحشي ^10. يوفر CCI طريقة سهلة ودقيقة من التحقيق في الآثار والعلاجات المحتملة لTBIs.

بالإضافة إلى نموذج CCI، وقرع السوائل وانخفاض الوزن النماذج هي التعاونتستخدم لإنتاج mmonly TBIs. ومع ذلك، فإن هذه النماذج قيود الحاضر، بما في ذلك السيطرة على المعلمات أقل إصابة، وتنتج التغيرات histopathalogical لم أر في TBIs الإنسان، وزيادة نسبة حدوث الوفاة في الفئران ^3،5،10. يتم استخدام نموذج موجة الانفجار أيضا لإنتاج TBIs. على الرغم من أن نموذج موجة الانفجار لا يتم إنتاج التغييرات التالية histopathalogical ينظر لها تأثير الميكانيكية، وهذا النموذج لا تنتج بدقة TBIs من ذوي الخبرة وخاصة من قبل الأفراد العسكريين ^11. نموذج تأثير القشرية تسيطر من السهل السيطرة عليها نظرا لدقة السيطرة على المعلمات تشوه مثل الوقت، والسرعة، وعمق تأثير ^5. بهذه الدقة يجعل تكرار الإصابات متطابقة تقريبا عبر مجموعة كاملة من الحيوانات أكثر جدوى. الأهم من ذلك، CCI يستنسخ TBIs مع ميزات ينظر في TBIs الإنسان ^12. ومع ذلك، لا يوجد نموذج حيوان واحد هو أن ناجحة تماما في إعادة إنتاج مجموعة كاملة من تشان المرضيةغيس وحظ بعد المصرف التجاري العراقي. المزيد من البحوث أمر ضروري للكشف بالكامل التغييرات الحادة والمزمنة التي تحدث بعد المصرف التجاري العراقي.

نوعين من الإصابات تحدث بعد TBI: إصابات الابتدائية والثانوية. تحدث الإصابة الأولية في لحظة وتأثير ليست حساسة لعلاجات العلاجية؛ ومع ذلك، فإن الإصابات الثانوية التي لا تزال قائمة بعد الإصابة الأولية تخضع للعلاجات ^13. نموذج تأثير القشرية تسيطر تنتج الإصابة الأولية، مما يتيح للباحثين للتحقيق في الآثار المترتبة على المصرف التجاري العراقي والعلاجات العلاجية المحتملة للتأثيرات طويلة الأمد المحتمل للإصابات الثانوية. وتشمل مجالات البحث المحتملة باستخدام نموذج CCI فاة الخلايا العصبية، وذمة دماغية، تكوين الخلايا العصبية، والآثار الأوعية الدموية، والتغيرات histopathalogical، والعجز في الذاكرة وأكثر ^3،13-16.

Protocol

رعاية الحيوان
من الذكور C57 BL / 6 الفئران يضم مجموعة والاحتفاظ بها في 12/12 ساعة ضوء / دورة الظلام مع حرية الوصول إلى الغذاء والماء بالمال وبالشهرة أيضا الإعلانية. كانت الحيوانات المستخدمة في هذا البروتوكول 10-12 أسابيع من العمر. تم تنفيذ كافة الإجراءات في إطار البروتوكولات التي وافقت عليها لجنة رعاية الحيوان واستخدام إنديانا الجامعة.

1. إعداد الجراحية

1. تخدير الماوس باستخدام خليط الكيتامين / زيلازين (87.7 ملغ / مل الكيتامين و 12.3 ملغ / مل زيلازين) وإدارة (1 مل / كجم) عن طريق الحقن IP.
2. حلق الرأس من الفأرة بين الأذنين.
3. تطبيق هلام الذي يعتمد على النفط إلى العينين من الماوس لمنع الجفاف أثناء الجراحة.
4. تنظيف المنطقة حليق مع 10٪ اليود. ثم استخدام الإيثانول بنسبة 70٪ لتنظيف قبالة اليود.
5. تحديد رأس الماوس في إطار المجسم باستخدام قضبان الأذن وصفيحة العضة. ضمان الدماغ مستقرة.

2. قطع القحف

1. إجراء شق طولي في منتصف الرأس مع مقص. استخدام مرقئ لعقد الجلد قبالة إلى الجانب الأيسر.
2. استخدام قضيب من القطن ذات الرؤوس لإزالة الدم والأنسجة في العظام لفضح الجمجمة. تسمح الجمجمة يتعرض لتجف لمدة 1 دقيقة.
3. استخدام ملقط لممارسة الضغط والتأكد من أن الجمجمة لا تزال قادرة على الحركة. تحديد معالم تشريحية لامبدا (الذيلية الجانب) وBregma (الجانب الأمامي). رسم دائرة في وسط لامبدا وBregma التي يبلغ قطرها 4 مم و 0.5 مم بعيدا عن خط الوسط.
4. استخدام الحفر لقطع على طول دائرة ملحوظ. ضربة برفق الغبار العظام بعيدا. لا حفر تماما من خلال العظام لمنع الإضرار الأم الجافية.
5. استخدام ملقط لإزالة العظام وفضح جافية.

3. الإنحشار

يشمل نظام الأثر مربع التحكم لتعيين المعلمات تأثير، وهي المحرك لأداء الانحشار، وإطار المجسم لتأمين عملuator ورئيس الماوس للتأثير.

1. قبل مجموعة سرعة المحرك إلى 3 م / ثانية قبل الجراحة.
2. قبل تعيين العمق تشوه مختلفة للحث على بالقسوة إصابة مختلفة. سوف أعماق تشوه 0،0-0،2 مم، 0.5-1.0 مم، و1.2-2.0 مم يؤدي إلى TBIs خفيفة، متوسطة، وشديدة، على التوالي. وأوضح هذا البروتوكول كيفية تحقيق إصابات الدماغ الحادة باعتدال مع عمق تشوه 1 ملم باستخدام سرعة 3 م / ثانية.
3. إرفاق المحرك لصاحب في إطار المجسم واستخدام micromanipulators نقله لتأمين جولة، طرف شقة من المحرك (3 مم) في وسط منطقة الجمجمة مفتوحة. ثم ضبط الطرف في زاوية موازية لسطح موقع التأثير.
4. إنشاء نقطة الصفر عن طريق تحريك أسفل المحرك في النموذج تمتد حتى تلامس طرف سطح موقع التأثير. ثم تعيين قناة Z على لوحة التحكم المجسم إلى الصفر.
5. سحب طرف المسباربينما تتحرك في وقت واحد المحرك بنسبة 1 ملم.
6. اضغط على زر أثر لضرب موقع الإصابة وتحقيق عمق تشوه 1 مم.

4. الاصابات الموقع اختتام

1. استخدام القطن ذات الرؤوس تطبيقها لإزالة أي أثر الدم التالية، ولكن لا تلمس منطقة الاصابة.
2. وضع الماوس على وسادة دافئة للحفاظ على درجة حرارة الجسم.
3. مرة واحدة قد توقف النزيف، خياطة الجرح مغلقة. وضع الحيوان مرة أخرى في قفص نظيفة والسماح لها للتعافي من جراحة ليلة وضحاها على لوحة الدافئة.
4. إدارة البوبرينورفين 0،05-0،10 ملغ / كغ كل 8-12 ساعة SQ لمدة 2 أيام بعد الجراحة.

النتائج

نموذج تأثير القشرية تسيطر تنتج TBIs تتراوح في شدتها من خفيفة الى حادة. بعد تأثير كمية من تورم في الجمجمة، والنزيف، وتشويه الجمجمة في موقع التأثير سوف تكشف عن شدة الإصابة الناتجة عن سرعة وعمق تشوه المعلمات. TBIs معتدل يؤدي إلى تورم في الجمجمة في موقع التأثير ونزيف طفيف ...

Discussion

الخطوات الأكثر أهمية لتوليد بنجاح TBIs متسقة باستخدام نظام تأثير المغناطيس الإلكترونية لإحداث CCI هي: 1) تحديد ثابت رئيس الماوس في إطار المجسم؛ 2) توليد نفس الحجم من نافذة العظام بين الفئران وإزالة العظم دون الإضرار الجافية تحته خلال قطع القحف؛ 3) تحديد المواقع بشكل صحيح ?...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
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