1. Richten Sie: Rahmen und Design-Clamp zum Halten der Tiere <ol><li> Der Rahmen und die Klammer um das Tier zu halten, war speziell entwickelt, um die Infinite Horizon (IH) Spinal Cord Injury Impactor unterzubringen. </li><li> Die Basis des Rahmens ist ein Aluminium-Plattform in den folgenden Abmessungen (30,2 cm x 20,3 cm x 1,3 cm), um in der Tabelle Führungsbügel, die serienmäßig mit dem IH-Gerät (Abbildung 1A) kommt zu passen geschnitten. </li><li> Vier Flexaframe Unterstützung Fußplatten (Fisher Scientific, Toronto, ON) werden auf die Plattform und acht Flexaframe Stützstangen (Fisher Scientific, Toronto, ON, 30,5 cm) werden mit Hilfe von acht Flexaframe Unterstützung Anschlüsse (Abbildung 1B) angebracht. </li><li> Zwei zusätzliche Unterstützung Flexaframe Anschlüsse, die an den mittleren zwei Stäbe, die custom made ​​Haus hält für die Klemme (Abbildung 1B). </li><li> Der Winkel, um das Tier Rückenmarks gedreht Bezug auf die Vertikale durch keepin eingerichtetg eines der horizontalen Stange an Ort und Stelle und das Verändern der Höhe der anderen horizontalen Stange (2). </li><li> Die Klemme ist 35,6 mm lang, 25,4 mm hoch und mit einem 7,6 mm Kiefer entwickelt, um starr festhalten unter dem Querfortsatz von C4 bis C6 (Abbildung 1C). Weitere Einzelheiten zu der Klemme Design wurden bereits von Choo et al., 2009. </li></ol> 2. Chirurgie <ol><li> Männliche Sprague-Dawley-Ratten (Charles River Laboratories) mit einem Gewicht von 300-350 g wurden anästhesiert durch Isofluran (4% für die Induktion und 2% für die Wartung) in Sauerstoff (1 L / min). </li><li> Sobald die Tiere unter der Ebene der Anästhesie sind, wird das Tier in einen stereotaktischen Rahmen (Kopf, Tujunga, CA) angeordnet ist. </li><li> Um Blutungen während der Operation 0,4 ml Lidocain (20 mg / ml; Bimeda - MTC Animal Health Inc., Cambridge, Ontario, Kanada) zu minimieren mit Adrenalin intramuskulär wird rund um die Operationsstelle in der DORSA injiziertl Halsbereich. </li><li> Ein 4-5 cm dorsalen Mittellinie Einschnitt gemacht wird mit einem sterilen Skalpell (# 15), ausgehend von der Basis des Schädels und nach kaudal. </li><li> Sterile Pinzette Adson werden verwendet, um ohne Umschweife durch die Rückenmuskulatur, die Wirbelsäule zu sezieren, und eine sterile Alm Retraktor (Fine Science Tools, North Vancouver, BC) eingeführt wird, damit die Muskeln auseinander zu erreichen. </li><li> Mit dem Skalpell Nr. 15, die Muskeln, die über der Laminae von C4-C7 sind abgekratzt beginnend in der Mittellinie und fegt sie seitlich. </li><li> Ein Schnitt mit einem sterilen Skalpell (# 15) wird an den Muskel an den Querfortsätzen auf beiden Seiten der Wirbelsäule, um die Klemme unter den Querfortsätzen C4 bis C6 Passform. </li><li> Mit einem sterilen feinen kippte Friedman-Pearson Rongeur (Fine Science Tools, North Vancouver, BC), wird die linke C5 Lamina vorsichtig entfernt, um die Dura und das Rückenmark zu visualisieren. </li><li> Eine Stange mit einem Durchmesser von 1,5 mm unter den Armen geschobendas Tier zu stützen, wodurch sich die Wirbelsäule leicht und Erleichterung Klemme Insertion. </li><li> Montieren Sie den Unterkiefer des sterilen Klemme auf seitlichen Querfortsätze von C4-C6 und die Schrauben anziehen. </li><li> Entfernen Sie die Alm Retraktor. </li></ol> 3. Spinal Cord Injury <ol><li> Nachdem die Klemme an dem Tier befestigt ist, wird das Tier in der IH Schlagkörper bewegt. </li><li> Die Klemme wird in die Metallträger auf den beiden mittleren Stäbe des Rahmens, die in einem Winkel von 22,5 ° von der Horizontalen (2) kontrolliert wurden, eingesetzt. </li><li> Die Scheren-Wagenheber, die stabil Höhenverstellung, (VWR, Mississauga, ON) stellt wird, bis das Tier flach aufliegt angehoben. </li><li> Stellen Sie sicher, dass die Klemme horizontal, indem Sie einen kleinen Zylinder Ebene auf der Oberseite der Klemme und durch Anziehen der Schrauben ist. Es ist wichtig, dass alle Schrauben fest angezogen sind und so ist die Einstellung starre ohne jede Bewegung. </li><li> Der Rest des Verfahrens wird unter einem Mikr durchgeführtOSCOPE (Leica MZ8). </li><li> Senken und zielen Sie mit dem Impaktor Spitze (15 mm Durchmesser, mit abgerundeten Kanten) mit Hilfe der vertikalen Einstellknopf und die beiden horizontalen Einstellknöpfe auf der IH Impaktor bis das Zentrum der Impaktor-Spitze über die Spitze des Dornfortsatzes C6 schwebt. </li><li> Sobald der Impaktor Spitze zentriert ist, drehen Sie den y-Achse Einstellknopf eins und zwei fünfte Zug (1,4 mm), um die Spitze seitlich zu bewegen, um die linke Seite und der x-Achse horizontal Einstellknopf, um den Impaktor Spitze des Zentrums von C5 zu bewegen. </li><li> Senken Sie die Spitze, bis er knapp über der Dura ist zu überprüfen, dass der Impaktor Spitze strebt die laterale Hälfte der grauen Substanz. </li><li> Drehen Sie den vertikalen Einstellknopf zwei wendet sich an die Spitze 4 mm über der Dura zu erhöhen. </li><li> Stellen Sie sicher, dass die Auswirkungen von trockenen Gebiet mit einem Wattestäbchen oder Stick ist. </li><li> Stellen Sie die gewünschte Kraft zu 150 kdyn auf dem Programm und klicken Sie auf &quot;Start Experiment&quot;, um den Impaktor auslösen. </li><li> Nach der Verletzung, wird die Wunde in Laye geschlossenrs mit 5-0 Vicryl Nähte. Buprenorphin (0,03 mg / kg SC, Temgesic, Schering-Plough Corporation, Kenilworth, NJ) und Kochsalzlösung (10 ml) wird subkutan verabreicht und vor zweimal täglich für zwei Tage nach der Operation. Tiere sind eng zweimal pro Tag für 2 Wochen und einmal pro Woche für 6 Wochen nach der Verletzung überwacht. </li></ol> 4. Repräsentative Ergebnisse Zwanzig Neun männliche Sprague Dawley-Ratten (Charles River Laboratories) mit einem Gewicht von 300-350 g wurden bei einer Kraft von 150 Einstellung kdyn verletzt. Der Stoßkörper Spitze wurde 1,4 mm lateral zur Mittellinie gerichtet, in einem Winkel von 22,5 ° von der Vertikalen. Die mittlere tatsächliche Kraft war 155,55 ± 0,73 kdyn. Die mittlere Verschiebung war 1512,72 ± 27,86 um und die Geschwindigkeit war 120,24 ± 0,52 mm / s (Abbildung 3). Verhalten Outcome Measures Funktionelle Erholung wurde anhand der horizontalen Leiter Test, Test-Zylinder-Aufzucht, Pflege-Test,und modifizierte Montoya Treppenhaus Test 1. Die Tiere wurden vor der Verletzung ausgebildet und beurteilt 2, 4 und 6 Wochen nach der Verletzung. Es gab signifikante Beeinträchtigungen Vorderbein über den Versuchszeitraum entstanden sind. Horizontale Ladder-Test. Vor der Verletzung, gemacht Tieren nur 4,75 ± 0,73% Fehler auf der ipsilateralen Vorderpfote beim Durchlaufen über die unregelmäßigen Abständen horizontale Leiter. Nach der Verletzung, zeigten die Tiere gekennzeichnet Anstieg des Prozentsatzes der Vorderpfote Fehler. Die ipsilateralen Vorderpfote Prozent Fehler waren 26,97 ± 2,92%, 26,23 ± 2,84% und 22,06 ± 2,05% bei 2, 4 und 6 Wochen nach der Verletzung (Abbildung 4A). Wichtig ist, dass die Vordergliedmaße Beeinträchtigung zu diesem Test für die 6 Wochen lang aufrechterhalten. Zylinder Aufzucht Test. Der prozentuale Anteil der ipsilateralen Vorderpfote (links + beides) Nutzung während der Exploration deutlich zurückgegangen nach einer Rückenmarksverletzung.Vor der Verletzung, verwendet die Tiere die ipsilateralen Vorderpfote 75,12 ± 2,25%. Nach der Verletzung die Tiere nutzten die ipsilateralen Vorderpfote 8,59 ± 1,80% bei 2 Wochen, 14,25 ± 2,65% bei 4 Wochen und 11,76 ± 2,66% nach 6 Wochen (Abbildung 4B). Geändert Montoya Staircase-Test. Die Zahl der Pellets mit der ipsilateralen Vorderpfote abgerufen dramatisch zurück nach der Verletzung. Vor der Verletzung, die Tiere gesammelt 84,85 ± 2,88% der Nahrung belohnt. Jedoch auf 2, 4 und 6 Wochen nach der Verletzung die abgerufenen Tiere nur 30,91 ± 4,03%, 28,94 ± 4,38% und 25,86 ± 3,09% der Pellets (4C). Grooming-Test. Es gab eine drastische Verringerung der Fellpflege Scores nach der Verletzung. Nach SCI, waren die ipsilaterale Grooming Partituren 2 Wochen: 2,00 ± 0,17, 4 Wochen: 1,83 ± 0,17 und 6 Wochen: 1,79 ± 0,11 (FiguRe 4D). Histologische Ergebnisse Weißen Substanz und Grau Angelegenheit Sparing. Ein Beispiel für eine Verletzung des Rückenmarks mit einer Kraft von 150 kdyn, Winkel von 22,5 ° und Querrichtung Ziel von 1,4 mm wird in 5 dargestellt. Die Verletzung führte zu erheblichen Schäden an der grauen und weißen Substanz auf der ipsilateralen Seite. Sowohl kortikospinalen rubrospinale und Traktate wurden verletzt und 23 der 29 Tiere hatten Parenchymschädigung auf der ipsilateralen Seite enthalten sind. Die longitudinale Ausmaß der Schäden der weißen und grauen Substanz war 2400 und 2400 rostral nach kaudal (Abbildung 6). Beim Hinzufügen der Abschnitte, um eine grobe Schätzung des &quot;kumulativen Ausbreitung&quot; der weißen und grauen Substanz schonende (2000 um rostralen und kaudalen zum Epizentrum) bieten, hatte der ipsilateralen Seite nur 51,8% der weißen Substanz geschont und 39,7% der grauen Substanz übrigen auf der Gegenseite (Abb. 6) verglichen. &lt;img alt = &quot;Bild 1&quot; src = &quot;/ files/ftp_upload/3313/3313fig1.jpg&quot; /&gt; Abbildung 1. Infinite Horizon Rückenmarksverletzung Impaktor. A. Infinite Horizon Impaktor und insgesamt einzurichten. B. Frame einrichten. C. Close-up Bild von der Klemme zur Befestigung von Gebärmutterhalskrebs Querfortsätze. D. Spezifikation (Einheit: cm) der Klemme. Empfohlene Toleranz &lt;0,002 in (Choo et al. 2009). <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3313/3313fig1large.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier für eine größere Abbildung anzuzeigen</a> . <img alt="2" src="/files/ftp_upload/3313/3313fig2.jpg" /> Abbildung 2. A. Illustration und entsprechenden Rahmen bis zu Rückenmark Drehung von 0 ° (neutral) oder B. 22,5 ° zu erreichen mit der seitlichen Ziel von 1,4 mm eingestellt. <img alt="Abbildung 3" src="/files/ftp_upload/3313/3313fig3.jpg" /> Abbildung 3. Vertreter von Kraft und Weg Graphen für Infinite Horizon Impaktor. Der Pfeil indicates die Zeit, dass der Impaktor Spitze hat 20 kdyn und den Punkt, wenn die Aufzeichnung der Verschiebung initiiert erreicht ist. Die tatsächliche Kraft von der Spitze der Kraft-Zeit-Kurve abgelesen und die entsprechende Verschiebung berechnet wird. Die nachfolgenden Grafiken zeigen ein typisches 150 kdyn Prellung, Hubraum A.-Zeit-Graphen, B. Kraft-Zeit-Graphen. Diese Grafiken zeigen, dass die tatsächliche Kraft erreicht 152 kdyn, und der Impaktor Verschiebung war in die Schnur wurde gemessen, um 1287 um betragen. <a href="/files/ftp_upload/3313/3313fig3large.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier für eine größere Abbildung anzuzeigen</a> . <img alt="Abbildung 4" src="/files/ftp_upload/3313/3313fig4.jpg" /> Abbildung 4. Behavioral Assessments für Kraft von 150 kdyn, Impaktor Winkelung von 22,5 ° und Ziel von 1,4 mm von der Mittellinie. A. links Horizontale Leiter Test. B. Zylinder Aufzucht Test. C. Modifizierte Montoya Treppenhaus Test. D. Grooming-Test. Die ipsilateralen Vorderpfote führte zu einer signifikanten und nachhalNed Beeinträchtigungen der kontralateralen Vorderpfote verglichen. <img alt="Abbildung 5" src="/files/ftp_upload/3313/3313fig5.jpg" /> Abbildung 5. Repräsentative Bilder das verletzte Rückenmark von rostral nach kaudal 1600 um 1600 um. <img alt="6" src="/files/ftp_upload/3313/3313fig6.jpg" /> Abbildung 6. Histologische Beurteilungen. A. Prozent weißer und grauer Substanz verschont. Materie um 2000 um die Epizentrum Schäden weitgehend verschont wurde. B. Kumulative weißen und grauen Substanz geschont 2000 um innerhalb des Epizentrums des Schadens. Der ipsilateralen Seite hatte deutlich weniger grauen und weißen Substanz im Vergleich zur kontralateralen Seite verschont. <a href="/files/ftp_upload/3313/3313fig6large.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier für eine größere Abbildung anzuzeigen</a> .

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	<li>Lee, J. H., Tigchelaar, S., Liu, J., Stammers, A. M., Streijger, F., Tetzlaff, W., Kwon, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lack+of+neuroprotective+effects+of+simvastatin+and+minocycline+in+a+model+of+cervical+spinal+cord+injury.">Lack of neuroprotective effects of simvastatin and minocycline in a model of cervical spinal cord injury.</a> Exp. Neurol. 225, 219-230 (2010).</li><li>Kwon, B. K., Hillyer, J., Tetzlaff, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Translational+research+in+spinal+cord+injury:+a+survey+of+opinion+from+the+SCI+community.">Translational research in spinal cord injury: a survey of opinion from the SCI community.</a> J. Neurotrauma. 27, 21-33 (2010).</li><li>Gensel, J. C., Tovar, C. A., Hamers, F. P., Deibert, R. J., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+and+histological+characterization+of+unilateral+cervical+spinal+cord+contusion+injury+in+rats.">Behavioral and histological characterization of unilateral cervical spinal cord contusion injury in rats.</a> J. Neurotrauma. 23, 36-54 (2006).</li><li>Kwon, B. K., Borisoff, J. F., Tetzlaff, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+targets+for+therapeutic+intervention+after+spinal+cord+injury.">Molecular targets for therapeutic intervention after spinal cord injury.</a> Mol. Interv. 2, 244-258 (2002).</li><li>Allen, A. 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D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aspiration+of+a+cervical+spinal+contusion+injury+in+preparation+for+delayed+peripheral+nerve+grafting+does+not+impair+forelimb+behavior+or+axon+regeneration.">Aspiration of a cervical spinal contusion injury in preparation for delayed peripheral nerve grafting does not impair forelimb behavior or axon regeneration.</a> Exp. Neurol. 210, 489-500 (2008).</li><li>Popovich, P. G., Lemeshow, S., Gensel, J. C., Tovar, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Independent+evaluation+of+the+effects+of+glibenclamide+on+reducing+progressive+hemorrhagic+necrosis+after+cervical+spinal+cord+injury.">Independent evaluation of the effects of glibenclamide on reducing progressive hemorrhagic necrosis after cervical spinal cord injury.</a> Exp. Neurol. 233, 615-622 (2012).</li><li>Dunham, K. A., Siriphorn, A., Chompoopong, S., Floyd, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+a+graded+cervical+hemicontusion+spinal+cord+injury+model+in+adult+male+rats.">Characterization of a graded cervical hemicontusion spinal cord injury model in adult male rats.</a> J. Neurotrauma. 27, 2091-2106 (2010).</li><li>Lee, J. H., Roy, J., Sohn, H. M., Cheong, M., Liu, J., Stammers, A. T., Tetzlaff, W., Kwon, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnesium+in+a+polyethylene+glycol+formulation+provides+neuroprotection+after+unilateral+cervical+spinal+cord+injury.">Magnesium in a polyethylene glycol formulation provides neuroprotection after unilateral cervical spinal cord injury.</a> Spine (Phila Pa 1976). 35, 2041-2048 (2010).</li><li>Alstermark, B., Isa, T., Lundberg, A., Pettersson, L. G., Tantisira, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+low+pyramidal+lesions+on+forelimb+movements+in+the+cat.">The effect of low pyramidal lesions on forelimb movements in the cat.</a> Neurosci. Res. 7, 71-75 (1989).</li></ol>

Keine Interessenskonflikte erklärt.

In diesem Beitrag beschreiben wir eine einseitige zervikale Prellung Modell mit dem Infinite Horizon (IH) Impaktor mit einer Kraft von 150 kdyn ein Winkel von 22,5 ° aus der vertikalen und einer lateralen Ziel von 1,4 mm von der Mittellinie. Mit diesen Einstellungen konnten wir nachhaltige Verhaltensänderungen Defizite in der ipsilateralen Vorderpfote mit Parenchym enthaltenen Störung weitgehend auf der ipsilateralen Seite, wo es schien, dass erhebliche Schäden aufgetreten zu den Regionen, wo die rubrospinale, retik...

<table border="1"><tbody><tr><td> Bezeichnung des Geräts </td><td> Firma </td><td> Katalog-Nummer </td><td> Kommentare </td></tr><tr><td> Infinite Horizon Impactor </td><td> Precision Systems und Instrumentierung </td><td> IH-0400 </td><td></td></tr><tr><td> Aluminiumblech </td><td> Metalsupermarlets.com </td><td> APT6061/500 </td><td></td></tr><tr><td> Flexaframe Unterstützung Fußplatten </td><td> Fishers Scientific </td><td> 1466625Q </td><td></td></tr><tr><td> Flexaframe Stützstangen </td><td> Fishers Scientific </td><td> 1466610GQ </td><td></td></tr><tr><td> Flexaframe Unterstützung Anschlüsse </td><td> Fishers Scientific </td><td> 1466620Q </td><td></td></tr><tr><td> Spannen Sie ein </td><td> Custom made </td><td></td><td> Choo et al., 2009 </td></tr><tr><td> Metall-Halter </td><td> Custom made </td><td></td><td> Siehe oben </td></tr><tr><td> Impactor Spitze </td><td> Custom made </td><td></td><td> Durchmesser: 1,15 mm </td></tr><tr><td> Stereotaktischen Rahmen </td><td> David Kopf Instruments </td><td> Modell 900 </td><td></td></tr><tr><td> Zylinder-Ebene </td><td> Yijia TOOLS </td><td> YJ-SL0620 </td><td></td></tr><tr><td> Mikroskop </td><td> Leica </td><td></td><td> Model #: MZ8 </td></tr><tr><td> Labor Scherenheber </td><td> VWR </td><td> 12620-902 </td><td></td></tr></tbody></table>

a contusive model of unilateral cervical spinal cord injury using the infinite horizon impactor

Während die Mehrheit der menschlichen Verletzungen des Rückenmarks in der Halswirbelsäule auftreten, beschäftigt die große Mehrheit der Laborforschung Tiermodellen der Rückenmarksverletzung (SCI), in dem der thorakalen Rückenmarkes verletzt wird. Darüber hinaus, weil die meisten Menschen Schnur Verletzungen als Folge der stumpfen, nicht penetrierenden Verletzungen (z. B. Kfz-Unfall, Sportverletzung), wo das Rückenmark gewaltsam von Vertriebenen Knochen oder Weichteile geschlagen wird auftreten, sind die Mehrheit der SCI-Forscher der Meinung, dass die meisten klinisch relevanten Verletzungen Modelle, bei denen das Rückenmark gequetscht wird schnell sind. 1 ist daher ein wichtiger Schritt in der präklinischen Evaluierung neuer Therapien auf dem Weg zum menschlichen Übersetzung eine Bewertung ihrer Wirksamkeit in einem Modell der Prellung SCI innerhalb der zervikalen Rückenmarks. Hier beschreiben wir die technischen Aspekte und die daraus resultierenden anatomischen und Verhaltensstörungen Ergebnisse einer einseitigen gequetscht Modell der Halswirbelsäule, die SCI beschäftigt dasInfinite Horizon Rückenmarksverletzung Impaktor. Sprague Dawley Ratten wurden einer linksseitigen unilateralen Laminektomie an C5. Um die Reproduzierbarkeit der biomechanischen, funktionellen und histologischen Ergebnisse der Verletzung Modell zu optimieren, gequetscht wir das Rückenmark mit einer Schlagkraft von 150 kdyn, ein Aufprall Flugbahn von 22,5 ° (Tiere bei 22,5 ° gedreht), und eine Auswirkung Lage abseits der Mittellinie von 1,4 mm. Funktionelle Erholung wurde mit Hilfe des Zylinders Aufzucht Test, horizontale Leiter Test, Test und Pflege modifizierte Montoyas Treppenhaus Test für bis zu 6 Wochen, danach werden die Rückenmark wurden histologisch auf weißen und grauen Substanz schonende ausgewertet. Die Verletzung hier vorgestellte Modell vermittelt konsistente und reproduzierbare biomechanische Kräfte auf das Rückenmark, ein wichtiges Merkmal eines experimentellen Modells SCI. Dies führt zu diskreten histologischen Schäden an der lateralen Hälfte des Rückenmarks, die sich im Wesentlichen auf t enthaltenener ipsilateralen Seite der Verletzung. Die Verletzung wird von den Tieren gut vertragen, führt aber zu funktionellen Defiziten der Vordergliedmaße, die signifikante und nachhaltige in den Wochen nach der Verletzung sind. Die zervikale einseitige Verletzung hier vorgestellten Modells können eine Ressource, um Forscher, die potenziell vielversprechende Therapien vor der menschlichen Übersetzung testen möchten sein.

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A Contusive Model of Unilateral Cervical Spinal Cord Injury Using the Infinite Horizon Impactor

Eine zuverlässige und wiederholbare Möglichkeit, eine zervikale einseitige Verletzung des Rückenmarks mit der Infinite Horizon Impaktor produzieren wird beschrieben. Die Methode nutzt die Vorteile eines maßgeschneiderten Rahmen und spannen, um die Wirbelsäule zu stabilisieren. Das standardisierte Verfahren und biomechanischen Parameter führen zu Verletzungen ausreichende und nachhaltige Verletzungen.

Ein Modell von gequetscht Einseitige Cervical Spinal Cord Injury Mit dem Infinite Horizon Impactor

While the majority of human spinal cord injuries occur in the cervical spinal cord, the vast majority of laboratory research employs animal models of ...

a-contusive-model-unilateral-cervical-spinal-cord-injury-using

Research

JoVE Journal

Medicine

19.3K Aufrufe.  University of British Columbia. Eine zuverlässige und wiederholbare Möglichkeit, eine zervikale einseitige Verletzung des Rückenmarks mit der Infinite Horizon Impaktor produzieren wird beschrieben. Die Methode nutzt die Vorteile eines maßgeschneiderten Rahmen und spannen, um die Wirbelsäule zu stabilisieren. Das standardisierte Verfahren und biomechanischen Parameter führen zu Verletzungen ausreichende und nachhaltige Verletzungen.

Serie: A Contusive Model of Unilateral Cervical Spinal Cord Injury Using the Infinite Horizon Impactor

Acute and Chronic Tactile Sensory Testing after Spinal Cord Injury in Rats

Spinal cord injury (SCI) impairs sensory systems causing allodynia1-8. To identify cellular and molecular causes of allodynia, sensitive and valid sensory testing in rat SCI models is needed. However, until recently, no single testing approach had been validated for SCI so that standardized methods have not been implemented across labs. Additionally, available testing methods could not be implemented acutely or when severe motor impairments existed, preventing studies of the development of SCI-induced allodynia3. Here we present two validated sensory testing methods using von Frey Hair (VFH) monofilaments which quantify changes in tactile sensory thresholds after SCI4-5. One test is the well-established Up-Down test which demonstrates high sensitivity and specificity across different SCI severities when tested chronically5. The other test is a newly-developed dorsal VFH test that can be applied acutely after SCI when allodynia develops, prior to motor recovery4-5. Each VFH monofilament applies a calibrated force when touched to the skin of the hind paw until it bends. In the up-down method, alternating VFHs of higher or lower forces are used on the plantar L5 dermatome to delineate flexor withdrawal thresholds. Successively higher forces are applied until withdrawal occurs then lower force VFHs are used until withdrawal ceases. The tactile threshold reflects the force required to elicit withdrawal in 50% of the stimuli. For the new test, each VFH is applied to the dorsal L5 dermatome of the paw while the rat is supported by the examiner. The VFH stimulation occurs in ascending order of force until at least 2 of 3 applications at a given force produces paw withdrawal. Tactile sensory threshold is the lowest force to elicit withdrawal 66% of the time. Acclimation, testing and scoring procedures are described. Aberrant trials that require a retest and typical trials are defined. Animal use was approved by Ohio State University Animal Care and Use Committee.

We describe two tactile sensory testing methods for acute or chronic periods of spinal cord injury in rats. These validated procedures can detect the development and maintenance of allodynia-like sensations.

Akute und chronische taktile Sensorische Testung nach Verletzungen des Rückenmarks bei der Ratte

Spinal cord injury (SCI) impairs sensory systems causing allodynia1-8. To identify cellular and molecular causes of allodynia, sensitive and valid sensory ...

Forschung

Medizin

Controlled Cervical Laceration Injury in Mice

Use of genetically modified mice enhances our understanding of molecular mechanisms underlying several neurological disorders such as a spinal cord injury (SCI). Freehand manual control used to produce a laceration model of SCI creates inconsistent injuries often associated with a crush or contusion component and, therefore, a novel technique was developed. Our model of cervical laceration SCI has resolved inherent difficulties with the freehand method by incorporating 1) cervical vertebral stabilization by vertebral facet fixation, 2) enhanced spinal cord exposure, and 3) creation of a reproducible laceration of the spinal cord using an oscillating blade with an accuracy of &plusmn;0.01 mm in depth without associated contusion. Compared to the standard methods of creating a SCI laceration such as freehand use of a scalpel or scissors, our method has produced a consistent lesion. This method is useful for studies on axonal regeneration of corticospinal, rubrospinal, and dorsal ascending tracts.

A novel technique to create a reproducible in vivo model of cervical spinal cord laceration injury in the mouse is described. This technique is based on spine stabilization by fixation of the cervical facets and laceration of the spinal cord using an oscillating blade with an accuracy of &plusmn;0.01 mm.

Controlled Cervical Laceration Verletzungen in Mäuse

Use of genetically modified mice enhances our  understanding of molecular mechanisms underlying several neurological disorders  such as a spinal cord ...

A Contusion Model of Severe Spinal Cord Injury in Rats

The translational potential of novel treatments should be investigated in severe spinal cord injury (SCI) contusion models. A detailed methodology is described to obtain a consistent model of severe SCI. Use of a stereotactic frame and computer controlled impactor allows for creation of reproducible injury. Hypothermia and urinary tract infection pose significant challenges in the post-operative period. Careful monitoring of animals with daily weight recording and bladder expression allows for early detection of post-operative complications. The functional results of this contusion model are equivalent to transection models. The contusion model can be utilized to evaluate the efficacy of both neuroprotective and neuroregenerative approaches.

A contusion model of severe spinal cord injury is described. Detailed pre-operative, operative and post-operative steps are described to obtain a consistent model.

Eine Prellung Model of Severe Spinal Cord Injury in Rats

The translational potential of novel treatments should be investigated in severe spinal cord injury (SCI) contusion models. A detailed methodology is ...

A Novel Vertebral Stabilization Method for Producing  Contusive Spinal Cord Injury

Clinically-relevant animal cervical spinal cord injury (SCI) models are essential for developing and testing potential therapies; however, producing reliable cervical SCI is difficult due to lack of satisfactory methods of vertebral stabilization. The conventional method to stabilize the spine is to suspend the rostral and caudal cervical spine via clamps attached to cervical spinous processes. &#160;However, this method of stabilization fails to prevent tissue yielding during the contusion as the cervical spinal processes are too short to be effectively secured by the clamps (Figure 1). &#160;Here we introduce a new method to completely stabilize the cervical vertebra at the same level of the impact injury. &#160;This method effectively minimizes movement of the spinal column at the site of impact, which greatly improves the production of consistent SCIs. &#160;We provide visual description of the equipment (Figure 2-4), methods, and a step-by-step protocol for the stabilization of the cervical 5 vertebra (C5) of adult rats, to perform laminectomy (Figure 5) and produce a contusive SCI thereafter. &#160;Although we only demonstrate a cervical hemi-contusion using the NYU/MASCIS impactor device, this vertebral stabilization technique can be applied to other regions of the spinal cord, or be adapted to other SCI devices. &#160;Improving spinal cord exposure and fixation through vertebral stabilization may be valuable for producing consistent and reliable injuries to the spinal cord. &#160;This vertebral stabilization method can also be used for stereotactic injections of cells and tracers, and for imaging using two-photon microscopy in various neurobiological studies.

Vertebral stabilization is necessary for minimizing variability, and for producing consistent experimental spinal cord injuries.&#160; Using a customized stabilizing apparatus in conjunction with the NYU/MASCIS impactor device, we have demonstrated here the proper equipment and procedure for generating reproducible hemi-contusive cervical (C5) spinal cord injuries in adult rats.

A Novel Wirbelstabilisierungsverfahren zur Herstellung Gequetscht Rückenmarksverletzungen

Clinically-relevant animal cervical spinal cord injury (SCI) models are essential for developing and testing potential therapies; however, producing ...

A Murine Model of Cervical Spinal Cord Injury to Study Post-lesional Respiratory Neuroplasticity

A cervical spinal cord injury induces permanent paralysis, and often leads to respiratory distress. To date, no efficient therapeutics have been developed to improve/ameliorate the respiratory failure following high cervical spinal cord injury (SCI). Here we propose a murine pre-clinical model of high SCI at the cervical 2 (C2) metameric level to study diverse post-lesional respiratory neuroplasticity. The technique consists of a surgical partial injury at the C2 level, which will induce a hemiparalysis of the diaphragm due to a deafferentation of the phrenic motoneurons from the respiratory centers located in the brainstem. The contralateral side of the injury remains intact and allows the animal recovery. Unlike other SCIs which affect the locomotor function (at the thoracic and lumbar level), the respiratory function does not require animal motivation and the quantification of the deficit/recovery can be easily performed (diaphragm and phrenic nerve recordings, whole body ventilation). This pre-clinical C2 SCI model is a powerful, useful, and reliable pre-clinical model to study various respiratory and non-respiratory neuroplasticity events at different levels (molecular to physiology) and to test diverse putative therapeutic strategies which might improve the respiration in SCI patients.

Respiratory failure is the leading cause of death following a cervical spinal cord injury. Having a reproducible, quantifiable, and reliable pre-clinical animal model of respiratory failure induced by a partial cervical injury will help to understand the subsequent respiratory and non-respiratory neuroplasticity and allow testing putative repair strategies.

Einem Mausmodell der zervikalen Rückenmarksverletzung zu Post-läsionaler Atemneuroplastizität Studieren

A cervical spinal cord injury induces permanent paralysis, and often leads to respiratory distress. To date, no efficient therapeutics have been developed ...

Controlled Cortical Impact Model for Traumatic Brain Injury

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.

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.

Controlled Cortical Impact-Modell für traumatische Hirnverletzung

Every year over a million Americans suffer a traumatic brain injury (TBI).  Combined with the incidence of TBIs worldwide, the physical, emotional, ...

A Radio-telemetric System to Monitor Cardiovascular Function in Rats with Spinal Cord Transection and Embryonic Neural Stem Cell Grafts

High thoracic or cervical spinal cord injury (SCI) can lead to cardiovascular dysfunction. To monitor cardiovascular parameters, we implanted a catheter connected to a radio transmitter into the femoral artery of rats that underwent a T4 spinal cord transection with or without grafting of embryonic brainstem-derived neural stem cells expressing green fluorescent protein. Compared to other methods such as cannula insertion or tail-cuff, telemetry is advantageous to continuously monitor blood pressure and heart rate in freely moving animals. It is also capable of long term multiple data acquisitions. In spinal cord injured rats, basal cardiovascular data under unrestrained condition and autonomic dysreflexia in response to colorectal distension were successfully recorded. In addition, cardiovascular parameters before and after SCI can be compared in the same rat if a transmitter is implanted before a spinal cord transection. One limitation of the described telemetry procedure is that implantation in the femoral artery may influence the blood supply to the ipsilateral hindlimb.

We present a protocol for using a radio-telemetric system to record cardiovascular parameters in T4 spinal cord transected rats eight weeks after embryonic brainstem neural stem cell grafting into the lesion site. Telemetry is an advanced technique to accurately evaluate cardiovascular function in conscious freely moving spinal cord injured rats.

Ein Radio-Telemetrie-System zur Herz-Kreislauf-Funktion bei Ratten mit Rückenmarksdurchtrennung und embryonalen Neural Stem Cell Grafts überwachen

High thoracic or cervical spinal cord injury (SCI) can lead to cardiovascular dysfunction. To monitor cardiovascular parameters, we implanted a catheter ...

Synergetic Use of Neural Precursor Cells and Self-assembling Peptides in Experimental Cervical Spinal Cord Injury

Spinal cord injuries (SCI) cause serious neurological impairment and psychological, economic, and social consequences for patients and their families. Clinically, more than 50% of SCI affect the cervical spine1. As a consequence of the primary injury, a cascade of secondary mechanisms including inflammation, apoptosis, and demyelination occur finally leading to tissue scarring and development of intramedullary cavities2,3. Both represent physical and chemical barriers to cell transplantation, integration, and regeneration. Therefore, shaping the inhibitory environment and bridging cavities to create a supportive milieu for cell transplantation and regeneration is a promising therapeutic target4. Here, a contusion/compression model of cervical SCI using an aneurysm clip is described. This model is more clinically relevant than other experimental models, since complete transection or ruptures of the cord are rare. Also in comparison to the weight drop model, which in particular damage the dorsum columns, circumferential compression of the spinal cord appears advantageous. Clip closing force and duration can be adjusted to achieve different injury severity. A ring spring facilitates precise calibration and constancy of clip force. Under physiological conditions, synthetic self-assembling peptides (SAP) self-assemble into nanofibers and thus, are appealing for application in SCI5. They can be injected directly into the lesion minimizing damage to the cord. SAPs are biocompatible structures erecting scaffolds to bridge intramedullary cavities and thus, equip the damaged cord for regenerative treatments. K2(QL)6K2 (QL6) is a novel SAP introduced by Dong et al.6 In comparison to other peptides, QL6 self-assembles into &#946;-sheets at neutral pH6.14 days after SCI, after the acute stage, SAPs are injected into the center of the lesion and neural precursor cells (NPC) are injected into adjacent dorsal columns. In order to support cell survival, transplantation is combined with continuous subdural administration of growth factors by osmotic micro pumps for 7 days.

Treating cervical spinal cord injury with both self-assembling peptides (SAP) and neural precursor cells (NPC), together with growth factors, is a promising approach to promote regeneration and recovery. A contusion/compression aneurysm clip rat model of cervical SCI and combined treatment involving SAP injection and NPC transplantation is established.

Synergetische Nutzung von neuralen Vorläuferzellen und Self-Montage Peptide in Experimental Cervical Spinal Cord Injury

Spinal cord injuries (SCI) cause serious neurological impairment and psychological, economic, and social consequences for patients and their families. ...

Neural Stem Cell Transplantation in Experimental Contusive Model of Spinal Cord Injury

Spinal cord injury is a devastating clinical condition, characterized by a complex of neurological dysfunctions. Animal models of spinal cord injury can be used both to investigate the biological responses to injury and to test potential therapies. Contusion or compression injury delivered to the surgically exposed spinal cord are the most widely used models of the pathology. In this report the experimental contusion is performed by using the Infinite Horizon (IH) Impactor device, which allows the creation of a reproducible injury animal model through definition of specific injury parameters. Stem cell transplantation is commonly considered a potentially useful strategy for curing this debilitating condition. Numerous studies have evaluated the effects of transplanting a variety of stem cells. Here we demonstrate an adapted method for spinal cord injury followed by tail vein injection of cells in CD1 mice. In short, we provide procedures for: i) cell labeling with a vital tracer, ii) pre-operative care of mice, iii) execution of a contusive spinal cord injury, and iv) intravenous administration of post mortem neural precursors. This contusion model can be utilized to evaluate the efficacy and safety of stem cell transplantation in a regenerative medicine approach.

Spinal cord injury is a traumatic condition that causes severe morbidity and high mortality. In this work we describe in detail a contusion model of spinal cord injury in mice followed by a transplantation of neural stem cells.

Neural Stem Cell Transplantation in Experimental Gequetscht Modell von Rückenmarksverletzungen

Spinal cord injury is a devastating clinical condition, characterized by a complex of neurological dysfunctions. Animal models of spinal cord injury can ...

Calibrated Forceps Model of Spinal Cord Compression Injury

Compression injuries of the murine spinal cord are valuable animal models for the study of spinal cord injury (SCI) and spinal regenerative therapy. The calibrated forceps model of compression injury is a convenient, low cost, and very reproducible animal model for SCI. We used a pair of modified forceps in accordance with the method published by Plemel et al. (2008) to laterally compress the spinal cord to a distance of 0.35 mm. In this video, we will demonstrate a dorsal laminectomy to expose the spinal cord, followed by compression of the spinal cord with the modified forceps. In the video, we will also address issues related to the care of paraplegic laboratory animals. This injury model produces mice that exhibit impairment in sensation, as well as impaired hindlimb locomotor function. Furthermore, this method of injury produces consistent aberrations in the pathology of the SCI, as determined by immunohistochemical methods. After watching this video, viewers should be able to determine the necessary supplies and methods for producing SCI of various severities in the mouse for studies on SCI and/or treatments designed to mitigate impairment after injury.

Spinal cord injury models should be highly reproducible. We demonstrate that the calibrated forceps compression model of spinal cord injury is an easy to use surgical method for generating reproducible injuries to the murine spinal cord.

Calibrated Zange Modell Spinal Cord Injury Compression

Compression injuries of the murine spinal cord are valuable animal models for the study of spinal cord injury (SCI) and spinal regenerative therapy. The ...