تقييم التعافي الوظيفي لنشاط الحجاب الحاجز Eupneic بعد تشريح الحبل الشوكي العنقي أحادي الجانب في الفئران

Summary

مضاعفات الجهاز التنفسي هي السبب الرئيسي للوفاة لدى الأفراد الذين يعانون من إصابة الحبل الشوكي العنقي (cSCI). النماذج الحيوانية ل cSCI ضرورية للتقييمات الميكانيكية والدراسات قبل السريرية. هنا ، نقدم طريقة قابلة للتكرار لتقييم الانتعاش الوظيفي لنشاط عضلة الحجاب الحاجز (DIAm) بعد تشريح العمود الفقري C₂ أحادي الجانب (C₂SH) في الفئران.

Abstract

بعد cSCI ، يمكن أن يتأثر تنشيط DIAm اعتمادا على مدى الإصابة. تصف هذه المخطوطة نموذج تشريح الأنف C₂ أحادي الجانب (C₂SH) ل cSCI الذي يعطل نشاط تخطيط كهربية العضل (EMG) للغشاء المماثل (iDIAm) أثناء التنفس في الفئران. لتقييم استرداد التحكم في المحرك DIAm ، يجب أولا تحديد مدى العجز بسبب C₂SH بوضوح. من خلال التحقق من الخسارة الأولية الكاملة ل iDIAm EMG أثناء التنفس ، يمكن تصنيف التعافي اللاحق على أنه إما غائب أو موجود ، ويمكن تقدير مدى التعافي باستخدام سعة EMG. بالإضافة إلى ذلك ، من خلال قياس الغياب المستمر لنشاط iDIAm EMG أثناء التنفس بعد فترة الصدمة الشوكية الحادة بعد C₂SH ، يمكن التحقق من نجاح C₂SH الأولي. يمكن أن يوفر قياس نشاط EMG الحجاب الحاجز المقابل (cDIAm) معلومات حول التأثيرات التعويضية ل C₂SH ، والتي تعكس أيضا المرونة العصبية. علاوة على ذلك ، يمكن أن توفر تسجيلات DIAm EMG من المستيقظة معلومات فسيولوجية حيوية حول التحكم الحركي في DIAm بعد C₂SH. توضح هذه المقالة طريقة لنموذج C₂SH صارم وقابل للتكرار وموثوق به من cSCI في الفئران ، وهو منصة ممتازة لدراسة المرونة العصبية التنفسية ، ونشاط cDIAm التعويضي ، والاستراتيجيات العلاجية والمستحضرات الصيدلانية.

Introduction

هناك أكثر من 300000 فرد يعانون من إصابة الحبل الشوكي (SCI) في الولايات المتحدة ، نصفهم تقريبا يعانون من إصابات عنق الرحم¹. تؤدي هذه الإصابات إلى خسارة كبيرة في الرفاهية وتضع ضغوطا مالية على الأفراد وعائلاتهم ونظام الرعاية الصحية. لحسن الحظ ، فإن غالبية اصابات النخاع الشوكي غير مكتملة - مما يوفر إمكانية تعزيز المسارات المستثناة¹. قد تسمح هذه المرونة العصبية باستعادة بعض الوظائف على الأقل ، بما في ذلك نشاط DIAm ، وهو أمر مهم للسلوكيات التنفسية وغير التنفسية. وبالتالي ، فإن تعزيز المرونة العصبية هو وسيلة واعدة للبحث لمساعدة الأفراد المصابين باصابات النخاع^{الشوكي 2}.

Protocol

تمت الموافقة على هذا البروتوكول من قبل لجنة Mayo Clinic المؤسسية لرعاية واستخدامها (رقم البروتوكول: A00003105-17-R23). كانت في الدراسة الحالية مزيجا من ذكور وإناث فئران Sprague-Dawley التي يبلغ عمرها حوالي 3 أشهر وتزن ما بين 200 جم إلى 350 جم. يتم سرد تفاصيل الكواشف والمعدات المستخدمة في الدراسة في جدول المواد.

1. زرع القطب الكهربائي

1. تحضير الأقطاب الكهربائية
   1. تأكد من توفر المعدات المذكورة: (1) سلك متعدد الخيوط ، من الفولاذ المقاوم للصدأ ، (2) مشرط بشفرة # 11 ، (3) مقص ، 4) مجهر تشريح ، (5) مسطرة ، (6) ملقط ، (7) 25 جم إبر ، (8) كماشة (واحدة على الأقل مع منطقة العقص).
   2. يوضح الشكل

النتائج

يقلل النهج المقدم في هذه المقالة من التباين بين المشغلين من خلال وضع معايير واضحة لتقييم DIAm EMG في نموذج الفئران من C₂SH. أولا ، يجب ملاحظة توقف نشاط eupneic iDIAm EMG مباشرة بعد C₂SH ، كما هو موضح في الشكل 2. إذا لم يكن الأمر كذلك ، يمكن إجراء عملية نقل ثانوية حتى يختفي نشاط eupne.......

Discussion

C₂ تشريح العمود الفقري
يؤكد الإجراء الموصوف في هذه المقالة على تقييمات نشاط DIAm EMG التي تعمل بمثابة التحقق من صحة آفة العمود الفقري C₂ التي تعبر السكة القطنية الجانبية والبطنية مع تجنيب القطارات الظهرية (الشكل 2 أ). النهج الجراحي المقترح له فائدتان رئيسي.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
25 G Needle	Cardinal Health	1188825100	Covidien Monoject Hypdermic Standard Needles: 25 G x 1" (0.508 mm x 2.5 cm) A
3-0 Vicryl Violet Braided	Ethicon	J774D	3-0 Suture
Adson-Brown Forceps	Fine Science Tools	11627-12	Tip Shape: Straight, Tips: Shark Teeth, Tip Width: 1.4mm, Tip Dimensions: 2 x 1.4 m, Alloy / Material: Stainless Steel, Length: 12 cm
Bowman Style Cage	Braintree Scientific	POR-530	Weight range: 250 up to 750 g; Maximum length: 9" (228 mm); Basic unit is constructed of .5" (123 mm) jeweled acrylic.
Castroviejo Needle Holder	Fine Science Tools	12565-14	Tip Shape: Straight, Tip Width: 1.5 mm, Clamping Length: 10 mm, Lock: Yes, Scissors: No, Alloy / Material: Stainless Steel, Length: 14 cm, Serrated: Yes, Feature: Tungsten Carbide
Clip Lead 1m TP Shielded	Biopac Systems, Inc	LEAD110S	Shielded lead wires for EMG
Data Acquisition Software	LabChart	LabChart 7.3.8	Data recording, visualization, and analysis software for multi-channel recordings and real-time assessments
Data Analysis Software - Matlab 2023b	Mathworks, Inc.	Version 23.2	General purpose programming language for post hoc analysis
Dissecting Knife	Fine Science Tools	10056-12	Cutting Edge: 4 mm, Thickness: 0.5 mm, Alloy / Material: Stainless Steel, Length: 12.5 cm, Blade Shape: Angled 30°
Dumont #3 Forceps	Fine Science Tools	11293-00	Style: #3, Tip Shape: Straight, Tips: Standard, Tip Dimensions: 0.17 x 0.1 mm, Length: 12 cm, Alloy / Material: Dumostar
Electromyogram Amplifier	Biopac Systems, Inc	EMG100C	EMG amplifier
Friedman Rongeur	Fine Science Tools	16000-14	Tip Shape: Curved, Cup Size: 2.5mm, Alloy / Material: Stainless Steel, Length: 13cm, Joint Action: Single
Friedman-Pearson Rongeurs	Fine Science Tools	16021-14	Alloy / Material: Stainless Steel, Length: 14cm, Joint Action: Single, Cup Size: 1mm, Tip Shape: Curved
Isolated Power Supply Module	Biopac Systems, Inc	IPS100C	Operates 100-series amplifier modules indepdent of the Biopac Systems, Inc.'s MP series Data Acquisition System
Kelly Hemostats	Fine Science Tools	13019-14	Tips: Serrated, Tip Width: 1.5mm, Clamping Length: 22mm, Alloy / Material: Stainless Steel, Length: 14cm, Tip Shape: Curved
Knife Curette	V. Mueller	VM101-4414	Tip: Sharp, Tip Diameter: 2 mm
Micro Dissecting Scissors	Biomedical Research Instruments, Inc.	11-2420	Length: 4", Angle: Straight, Blade Length: 23 mm
Multistranded stainless steel wire	Cooner Wire, Inc.	AS 631	AWG 40; Overall diameter: 0.011 mm (with insulation), 0.008 mm (without insulation).
PowerLab 8/35	ADInstruments	PL3508	Data acquisition system
Scalpel Blade #11	Fine Science Tools	10011-00	Blade Shape: Angled, Cutting Edge: 20 mm, Thickness: 0.4 mm, Alloy / Material: Carbon Steel
Scalpel Handle #3	Fine Science Tools	10003-12	Alloy / Material: Stainless Steel, Length: 12 cm
Sprague Dawley Rat	Inotiv	Order code: 002	Sprague Dawley outbred rats (female and male)
Surgical Microscope	Olympus	SZ61	Surgical microscope
Suture Cutting Scissors	George Tiemann & Co.	110-1250SB	Alloy / Material: Stainless Steel, Tip Shape: Straight, Tips: Sharp/Blunt, Length: 4.5"
Vannas Spring Scissors	Fine Science Tools	15000-08	Tips: Sharp, Cutting Edge: 2.5 mm, Tip Diameter: 0.05 mm, Length: 8 cm, Alloy / Material: Stainless Steel, Serrated: No, Tip Shape: Straight
Weitlaner Retractor	Codman	50-5647	Prongs: 2 x 3 Blunt, Length: 4.5"