Wir danken der Emory University Division of Animal Resources Personal für tierärztliche Versorgung. Finanzierungsquellen gehören: ALS Association, Department of Defense und Neuralstem, Inc.

Ein. Einsatz von Tieren Verfahren hierin gezeigt wurden von der Emory University Institutional Animal Care und Use Committee (IACUC) genehmigt worden. Female Göttingen Minipigs einem Gewicht von ca. 15-20 kg verwendet werden. 2. Anästhesie Die Tiere werden etwa 12 Stunden vor der Operation fasten. Tierische Sedierung und Narkoseeinleitung bestehen aus einem Cocktail von intramuskulären Ketamin (35 mg / kg), Acepromazin (1,1 mg / kg) und Atropin (0,04 mg / kg). Tiere werden dann intubiert und instand zu halten Sauerstoff und 1-3% Isofluran Narkose. An diesem Punkt wird der Rücken und Kopf eines jeden Tieres rasiert. Narkosetiefe wird durch die tierärztliche Personal überwacht. Fehlen interdigital, Hornhaut-und Augenlidreflex sowie Herz-und Atemfrequenz, Pulsoximetrie, direkt / indirekt Blutdruck, endexspiratorischen Kohlendioxid-Messungen und Muskeltonus / Reaktion auf Schmerzreize werden verwendet, um Tiefe zu überwachen<html> der Anästhesie. 3. Positionierung Tiere sind in den Operationssaal genommen und in eine Bauchlage auf einem Gestell speziell entwickelt, um Patienten Positionierung auf einer Jackson Wirbelsäule OP-Tisch zu imitieren. Der Rahmen nutzt einstellbare Schlingen, die unter der Brust und Becken des Tieres angeordnet sind, so dass der Bauch frei hängen und somit die Minimierung Druck auf den Unterleib und Brust und konsequente epidurale venösen Blutungen (Abbildung 1). Der Rahmen bietet auch externen Immobilisierung der Wirbelsäule für das Verfahren 1. Zusätzlich werden die Tiere auf einem erhitzten rezirkulierenden Pad platziert, um die Körpertemperatur und eine marginale Ohrvene für Fluid-Verabreichung und etwaige erforderliche Wirkstoffabgabe während der Operation katheterisiert aufrechtzuerhalten. Schließlich wird das Operationsfeld mit Alkohol und Chlorhexadin oder Betadine Lösung präpariert und chirurgischen Tüchern auf dem Operationsfeld angeordnet. le &quot;&gt; 4. Laminektomie Ein etwa 10-15 cm langen Hautschnitt durchgeführt und der paravertebralen Muskulatur wird von der Wirbelsäule seziert bilateral. Als nächstes wird eine dorsale mehrstufigen Laminektomie durchgeführt. Die Lamina und Dornfortsätze drei Wirbel darüberliegenden C3-C5-oder L2-L4-Segmente werden unter Verwendung rongeurs und einen chirurgischen Bohrers. 5. Die Platzierung des Spinal Derrick Wir nennen Spinal Derrick die Vorrichtung zur Lieferung von (Gen und Zelle) Therapien in das Rückenmark 2-5 gestalten. Ausführliche Diskussion über das Design und die Entwicklung dieses Gerät kann auf Riley et al., 2011 gefunden werden. 4 Um die Vorrichtung an den Patienten zu sichern, werden durch perkutane Beiträge 1cm Hautinzisionen oberhalb und unterhalb der primären Einschnitt platziert und montiert an der Lamina oberhalb und unterhalb der primären Einschnitt. Als nächstes werden zwei integrierten Retraktoren zum fo befestigtur perkutanen Beiträge oberhalb und unterhalb der Einschnittstelle, um den Bereich der Wirbelsäule, der Laminektomie unterzogen wurde freizulegen. 6. Dural Opening Mit Hilfe eines Woodson Dentalwerkzeugs und einer Klinge 11 wird ein 2,5 cm Schnitt durch die Dura gemacht, Belichten des Rückenmarks. Die Dura weg von der Pia-Schicht unter Verwendung 4-0 Nurolon Nahtmaterial reflektierten und an der tiefen paraspinalen Muskulatur. Chirurgische Patties sind in den rostralen und kaudalen Extremen der Öffnung platziert. Diese stellen eine teilweise Barriere gegen Zerebrospinalflüssigkeit Strömung und auch eine sichere Ziel für den Chirurgen, um ohne Beschädigung der Saugnäpfe Schnur platzieren. Bei Menschen unter Operationsmikroskop Vergrößerung wird die Pia-Oberfläche an dieser Stelle seziert. Aufgrund technischer Einschränkungen, ist dieses Verfahren nicht erforderlich oder möglich ist bei Tieren. 7. Spinal Cord Injektionen und seitliche Verschiebung der Wirbelsäule Derrick für zusätzliche Injections Unmittelbar vor der Injektion wird ein Bolus von Methylprednisolon (125 mg, IV) gegeben Rückenmarks Schwellungen verhindern. An diesem Punkt wird die Plattform Schienensystem befestigt und die Seitenschienen werden eingestellt, um die entsprechende Länge zu passen. Die Gondel ist auf die 2 Bars Top-geladen und der Z-Antrieb basiert auf dem Kreuzgelenk montiert. Weiter wird das beladene Kanüle auf dem Microdrive platziert. Verwendung des Kardangelenks auf der Mikroinjektion Plattform sind die koronalen und sagittalen Winkel eingestellt, um eine Trajektorie orthogonal zur Oberfläche des spinalen Injektionen folgen die Platzierung der Kanüle zu gewährleisten. Die Nadel wird entsprechend positioniert medial der Spinalganglien Eingangszone (DREZ). Die DREZ unter 3.5X chirurgischen Lupenvergrößerung identifiziert und auf einem orthogonalen durchdrungen Flugbahn zu dem Kord Fläche an einem Punkt &lt;1 mm medial. Beim Menschen stellt eine präoperative MRT eine Grundlinie Beurteilung of Rückenmarks Abmessungen für die operative Planung. Darüber hinaus ist die Dicke des Rückenmarks gemessen, um die Tiefe des Ziels Vorderhorn bestimmen. Die Suspension wird in einer Tiefe von 4 mm von pialen Berührung infundiert. Ein Flansch des Ultem Kunststoff dient als Anschlag auf der Pia Oberfläche, um die Nadel aus Vorschieben tiefer als erwünscht zu verhindern. Sobald die Nadelspitze an der Zielstelle positioniert ist, wird der starre Metall Außenhülse hochgezogen, so dass der flexible Schlauch ausgesetzt. Sobald die Injektion abgeschlossen ist, wird die Nadel an Ort und Stelle für eine zusätzliche 1 min zu Zelle Reflux bis die Kanüle Injektion Trakt zu verhindern links. Es wird darauf geachtet Oberfläche Gefäßsystem durch eine leichte Anpassung der Microdrive entweder Lateralität oder rostro-kaudal zu vermeiden. Einige Blutungen vor dem Eindringen Seiten auftreten. Wenn solche Blutungen angetroffen wird, sind Mikro-Bratlinge über die Blutungen Einstichstelle platziert und Sog auf sie angewendet, um Blut Docht aus der Kanüle Penetration vor Ort und verhindern in der Schnur. Dadurch wird zuverlässig ermöglicht das Blut gerinnen. Kauter wird vermieden, da ist der direkte Druck. Nach Nadel Entnahme wird die stereotaktische Gerät zum nächsten Zielort entlang der rostro-kaudalen Achse verlagert, getrennt durch 2 oder 4 mm oder als notwendig, um sichtbare Blutgefäße auf der dorsalen Oberfläche des Rückenmarks zu vermeiden. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt, wie in einer gegebenen Studie vorgeschlagen. 8. Schwimmende Kanüle Eine benutzerdefinierte Infusionskanüle schmalen Durchmesser ist für die Injektionen verwendet. Die Kanüle besteht aus einem 30-Gauge-Nadel abgeschrägten fester Länge mit einer 30-Gauge flexiblen Silasticschlauch von variabler Länge. Das distale Ende mit einem Luer-Lock-Hamilton, die zu einer Pumpe befestigt Mikroinjektorkopfs eingepasst ist. Das proximale Silasticschlauch innerhalb einer 24-Gauge-Kanüle steifen äußeren umhüllt daß Sitze auf dem proximalen Ende der Injektionsnadel Flansch. Dieser Flansch beide Sitzedie äußere Kanüle und dient als Tiefenanschlag für die Injektionsnadel. Für jede Injektion wird das entsprechende Volumen einer therapeutischen Suspension durch ein infundiert Verwendung eines vorkalibrierten MINJ-PD Mikroinjektorkopfs Pumpe (Tritech Research, Inc., Los Angeles, CA) mit einer Rate von 5 ul pro Minute. 9. Schließung Sobald alle Einspritzungen vorgenommen wurden, wird die spinale Bohrturm vorsichtig entfernt und die Schnitte in vier Schichten geschlossen. Die Dura wird geschlossen mit einem 4,0 Nurolon Stich, in einem wasserdichten Mode. 0 Vicryl Naht wird für die tiefe Muskulatur eingesetzt. Fascia wird dann mit 0 Vicryl Naht auch in einem wasserdicht verschlossen. Die Hautschicht wird schließlich mit 2,0 Vicryl geschlossen, mit einem Laufstich. Hautverschluss abgeschlossen ist mit einem 3-0 Nylon Naht. 10. Recovery and Pain Management Tiere sind extubiert und für 2 Stunden folgende Anästhesie Recovery überwacht. Weiter werden die Tiere auf einzelne c übertragenAlter und mindestens einmal täglich für die Nahrungsaufnahme, Stuhlgang und Wasserlassen überwacht. Für Schmerz-Management ist ein transdermales Fentanyl-Pflaster (75 mcg) auf dem Rücken der Tiere für drei Tage postoperativen Analgesie geheftet. Zusätzlich können Buprenorphin (0,05 mg / kg, BID, IM) auch für bis zu drei Tage nach der Operation gegeben werden. 11. Ergebnisse und Vertreter Outcomes Klinische und Verhaltensbeobachtungen werden vor der Operation durchgeführt und dann aufgezeichnet an den Tagen 1 bis 7 und wöchentlich entsprechend dem Studiendesign bis Endpunkt. Behavioral Daten gesammelt, um neurologische Erkrankungen zu beurteilen wie zuvor 6 beschrieben. Sensorische Funktion wird durch das Vorhandensein oder Fehlen einer Reaktion auf Entzug mechanischen Reiz zu den Zehen von vorderen und hinteren Gliedmaßen bewertet. Motor-Funktion folgt die Tarlov Score (Tabelle 1): 0 - Lähmung, keine Bewegung, 1 - Spürbare Tonus in der Hinterhand, leichte mEs werden Bewegungen, 2 - Bewegung in der Hinterhand, aber nicht in der Lage zu sitzen oder zu stehen; 3 - Fähigkeit zu stehen und zu gehen, aber ataktischen und für kurze Zeit; 4 - Complete Recovery normalen motorischen Funktion. Sicherheit des Verfahrens wird durch die Fähigkeit eines Tieres zur präoperativen Grundlinie zurückkehren bestimmt. Transient neurologischen Defiziten sollte meist zwischen post-operative Tag 1 und 7 zu lösen, mit einigen Variationen je Tiere Rassen und Verfahren (Anzahl der Injektionen, unter anderen Parametern). Permanent Morbidität wird durch bleibende neurologische Defizite, die nicht durch die Zeit Tiere erreichen IACUC Standardendpunkt (Abbildung 2) nicht beheben definiert.

<ol>
	<li>Usvald, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+dosing+regimen+and+reproducibility+of+intraspinal+grafting+of+human+spinal+stem+cells+in+immunosuppressed+minipigs.">Analysis of dosing regimen and reproducibility of intraspinal grafting of human spinal stem cells in immunosuppressed minipigs.</a> Cell Transplant. 19, 1103-1122 (2010).</li><li>Riley, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+spinal+cord+therapeutics+delivery:+stabilized+platform+and+microelectrode+recording+guidance+validation.">Targeted spinal cord therapeutics delivery: stabilized platform and microelectrode recording guidance validation.</a> Stereotact. Funct. Neurosurg. 86, 67-74 (2008).</li><li>Federici, T., Riley, J., Park, J., Bain, M., Boulis, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preclinical+safety+validation+of+a+stabilized+viral+vector+direct+injection+approach+to+the+cervical+spinal+cord.">Preclinical safety validation of a stabilized viral vector direct injection approach to the cervical spinal cord.</a> Clin. Transl. Sci. 2, 165-167 (2009).</li><li>Riley, J. P., Raore, B., Taub, J. S., Federici, T., Boulis, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Platform+and+Cannula+Design+Improvements+for+Spinal+Cord+Therapeutics+Delivery.">Platform and Cannula Design Improvements for Spinal Cord Therapeutics Delivery.</a> Neurosurgery. 69, 147-154 (2011).</li><li>Riley, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cervical+spinal+cord+therapeutics+delivery:+preclinical+safety+validation+of+a+stabilized+microinjection+platform.">Cervical spinal cord therapeutics delivery: preclinical safety validation of a stabilized microinjection platform.</a> Neurosurgery. 65, 754-761 (2009).</li><li>Raore, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cervical+multilevel+intraspinal+stem+cell+therapy:+assessment+of+surgical+risks+in+Gottingen+minipigs.">Cervical multilevel intraspinal stem cell therapy: assessment of surgical risks in Gottingen minipigs.</a> Spine. 36, 164-171 (2011).</li><li>Boulis, N. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Translational+stem+cell+therapy+for+amyotrophic+lateral+sclerosis.">Translational stem cell therapy for amyotrophic lateral sclerosis.</a> Nat. Rev. Neurol. , (2011).</li><li>Riley, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intraspinal+Stem+Cell+Transplantation+in+ALS:+A+Phase+I+Safety+Trial,+Technical+Note+&#38;+Interim+Safety+Outcomes.">Intraspinal Stem Cell Transplantation in ALS: A Phase I Safety Trial, Technical Note &#38; Interim Safety Outcomes.</a> Neurosurgery. 71 (2), 405-416 (2012).</li><li>Boulis, N. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lumbar+intraspinal+injection+of+neural+stem+cells+in+patients+with+ALS:+results+of+a+Phase+I+trial+in+12+patients.">Lumbar intraspinal injection of neural stem cells in patients with ALS: results of a Phase I trial in 12 patients.</a> Stem Cells. 30 (6), 1144-1151 (2012).</li></ol>

Dr. Boulis ist der Erfinder der Geräte sicher und präzise Einspritzung des menschlichen Rückenmarks ermöglichen. Neuralstem, Inc. hat eine exklusive Lizenz zur Nutzung dieser Technologie erworben. Dr. Boulis erhielt Vorräte der Anteil dieser Gebühr und hat die Rechte an Lizenzgebühren für den Vertrieb dieser Technologie. Andere Autoren haben nichts zu offenbaren.

Trotz Genehmigung mit der beschriebenen Technik beim Menschen 7-9 gehen, bleiben kritische Fragen zu beantworten, damit das Rückenmark Therapien erfolgreich zu sein. Ein rigoroses Verständnis des Rückenmarks Toleranz gegenüber intraparenchymal Injektion erforderlich, um die Planung und Durchführung von Studien die Entwicklung von Therapien für demyelinisierende, degenerative und traumatische Rückenmarks Krankheit zu ermöglichen. Derzeit gibt es keine klare Verständnis der Anzahl von Injektio...

<table border="1"><tbody><tr><td> Bezeichnung des Geräts </td><td> Firma </td><td> Katalog-Nummer </td><td> Kommentare (optional) </td></tr><tr><td> Spinal Derrick </td><td> Neuralstem, Inc. </td><td></td><td> Neuralstem, Inc. hat eine exklusive Lizenz zur Nutzung dieser Technologie erworben </td></tr><tr><td> MINJ-PD Mikroinjektorkopfs Pumpe </td><td> Tritech Research, Inc. </td><td></td><td> Maßgeschneidert für diese spezifische Anwendung </td></tr><tr><td> Schwimmende Kanüle </td><td> Neuralstem, Inc. </td><td></td><td> Für diesen speziellen Anwendungsfall zugeschnitten sind </td></tr></tbody></table>

surgical technique for spinal cord delivery of therapies: demonstration of procedure in gottingen minipigs

Dies ist eine kompakte optische Beschreibung einer Kombination von chirurgischen Technik und Vorrichtung zur Lieferung von (Gen und Zelle) Therapien in das Rückenmark. Während die Technik in dem Tier nachgewiesen wird, ist das Verfahren FDA genehmigt und derzeit für Stammzellentransplantation in die Rückenmark von Patienten mit ALS verwendet. Während die FDA proof-of-principle Daten über die therapeutische Wirksamkeit in hoch dadurch Nagermodellen erkannt hat, wird die Verwendung von großen Tieren als kritisch für die Validierung der Kombination aus einem chirurgischen Eingriff, einer Vorrichtung, und der Sicherheit einer abschließenden Behandlung zur Anwendung beim Menschen . Die Größe, Anatomie und allgemeine Anfälligkeit der Wirbelsäule und des Rückenmarks der Schweinegrippe sind besseres Modell des menschlichen anerkannt. Darüber hinaus ist das chirurgische Verfahren zum Belichten und Manipulieren des Rückenmarks sowie Schließen der Wunde im Schwein praktisch nicht vom Menschen. Wir glauben, dass das gesunde Schwein Modell eine kritische stelltcal erste Schritt bei der Untersuchung des Verfahrensrechts Sicherheit.

<table border="1"><tbody><tr><td colspan="2"> Tarlov Ergebnis </td></tr><tr><td> 0 </td><td> Lähmungen, keine Bewegung </td></tr><tr><td> 1 </td><td> Spürbare Tonus in der Hinterhand, leichte Bewegung </td></tr><tr><td> 2 </td><td> Bewegung in der Hinterhand, aber nicht in der Lage zu sitzen oder stehen </td></tr><tr><td> 3 </td><td> Fähigkeit zu stehen und zu gehen, aber ataktischen und für kurze Zeit </td></tr><tr><td> 4 </td><td> Vollständige Genesung, ...

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Surgical Technique for Spinal Cord Delivery of Therapies: Demonstration of Procedure in Gottingen Minipigs

Kurze Beschreibung der visuellen chirurgische Technik und Vorrichtung zur Lieferung von (Gen und Zelle) Therapien in das Rückenmark verwendet. Die Technik ist in dem Tier nachgewiesen ist aber völlig übersetzbar und derzeit für die Verwendung beim Menschen verwendet.

Operationstechnik für Spinal Cord Lieferung von Therapien: Demonstration der Vorgehensweise in Göttingen Minischweine

This is a  compact visual description of a combination of surgical technique and device  for the  delivery of (gene and cell) therapies into the spinal ...

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Serie: Surgical Technique for Spinal Cord Delivery of Therapies: Demonstration of Procedure in Gottingen Minipigs

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

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 ...

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 ...

Minimal Invasive Surgical Procedure of Inducing Myocardial Infarction in Mice

Myocardial infarction still remains the main cause of death in western countries, despite considerable progress in the stent development area in the last decades. For clarification of the underlying mechanisms and the development of new therapeutic strategies, the availability of valid animal models are mandatory. Since we need new insights into pathomechanisms of cardiovascular diseases under in vivo conditions to combat myocardial infarction, the validity of the animal model is a crucial aspect. However, protection of animals are highly relevant in this context. Therefore, we establish a minimally invasive and simple model of myocardial infarction in mice, which assures a high reproducibility and survival rate of animals. Thus, this models fulfils the requirements of the 3R principle (Replacement, Refinement and Reduction) for animal experiments and assure the scientific information needed for further developing of therapeutical strategies for cardiovascular diseases.

A highly reproducible model for myocardial infarction in mice with minimal invasive manipulations is described. The model can be easily performed, resulting in a high reproducibility and survival rate. Thus, the described model will reduce the number of required animals as requested by the 3R principle (Replacement, Refinement and Reduction).

Minimal-invasive chirurgische Verfahren zur Induktion Myokardinfarkt in Mice

Myocardial infarction still remains the main cause of death in western countries, despite considerable progress in the stent development area in the last ...

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 ...

Contrast Enhanced Ultrasound Imaging for Assessment of Spinal Cord Blood Flow in Experimental Spinal Cord Injury

Reduced spinal cord blood flow (SCBF) (i.e., ischemia) plays a key role in traumatic spinal cord injury (SCI) pathophysiology and is accordingly an important target for neuroprotective therapies. Although several techniques have been described to assess SCBF, they all have significant limitations. To overcome the latter, we propose the use of real-time contrast enhanced ultrasound imaging (CEU). Here we describe the application of this technique in a rat contusion model of SCI. A jugular catheter is first implanted for the repeated injection of contrast agent, a sodium chloride solution of sulphur hexafluoride encapsulated microbubbles. The spine is then stabilized with a custom-made 3D-frame and the spinal cord dura mater is exposed by a laminectomy at ThIX-ThXII. The ultrasound probe is then positioned at the posterior aspect of the dura mater (coated with ultrasound gel). To assess baseline SCBF, a single intravenous injection (400 &#181;l) of contrast agent is applied to record its passage through the intact spinal cord microvasculature. A weight-drop device is subsequently used to generate a reproducible experimental contusion model of SCI. Contrast agent is re-injected 15 min following the injury to assess post-SCI SCBF changes. CEU allows for real time and in-vivo assessment of SCBF changes following SCI. In the uninjured animal, ultrasound imaging showed uneven blood flow along the intact spinal cord. Furthermore, 15 min post-SCI, there was critical ischemia at the level of the epicenter while SCBF remained preserved in the more remote intact areas. In the regions adjacent to the epicenter (both rostral and caudal), SCBF was significantly reduced. This corresponds to the previously described &#8220;ischemic penumbra zone&#8221;. This tool is of major interest for assessing the effects of therapies aimed at limiting ischemia and the resulting tissue necrosis subsequent to SCI.

Contrast Enhanced Ultrasound imaging is a reliable in-vivo tool for quantifying spinal cord blood flow in an experimental rat spinal cord injury model. This paper contains a comprehensive protocol for application of this technique in association with a contusion model of thoracic spinal cord injury.

Kontrastverstärkten Ultraschall-Bildgebung zur Beurteilung der Spinal Cord Blood Flow in Experimental Rückenmark-Verletzung

Reduced spinal cord blood flow (SCBF) (i.e., ischemia) plays a key role in traumatic spinal cord injury (SCI) pathophysiology and is accordingly an ...

The Mouse Round-window Approach for Ototoxic Agent Delivery: A Rapid and Reliable Technique for Inducing Cochlear Cell Degeneration

Investigators have utilized a wide array of animal models and investigative techniques to study the mammalian auditory system. Much of the basic research involving the cochlea and its associated neural pathways entails exposure of model cochleae to a variety of ototoxic agents. This allows investigators to study the effects of targeted damage to cochlear structures, and in some cases, the self-repair or regeneration of those structures. Various techniques exist for delivery of ototoxic agents to the cochlea. When selecting a particular technique, investigators must consider a number of factors, including the induction of inadvertent systemic toxicity, the amount of cochlear damage produced by the surgical procedure itself, the type of lesion desired, animal survivability, and reproducibility/reliability of results. Currently established techniques include parenteral injection, intra-peritoneal injection, trans-tympanic injection, endolymphatic sac injection, and cochleostomy with perilymphatic perfusion. Each of these methods has been successfully utilized and is well described in the literature; yet, each has various shortcomings. Here, we present a technique for topical application of ototoxic agents directly to the round window niche. This technique is non-invasive to inner ear structures, produces rapid onset of reliably targeted lesions, avoids systemic toxicity, and allows for an intra-animal control (the contra-lateral ear). Results stemming from this approach have helped deeper understanding of auditory pathophysiology, cochlear cell degeneration, and regenerative capacity in response to an acute injury. Future investigations may use this method to conduct interventional studies involving gene therapy and stem cell transplantation to combat hearing loss.

Various methods exist for introducing ototoxic agents to the cochleae of animal models. Presented is a surgical protocol for delivery of ototoxic agents to the round window niche. The procedure is reliable, creates targeted intra-cochlear lesions, and avoids mechanical damage to the microarchitecture. Examination of cochlear self-repair/regeneration is possible.

Die Maus Round-Fenster-Ansatz für Ototoxische Agent-Lieferung: eine schnelle und zuverlässige Technik zur Induktion Cochlear Zelldegeneration

Investigators have utilized a wide array of animal models and investigative techniques to study the mammalian auditory system. Much of the basic research ...

A Neonatal Mouse Spinal Cord Compression Injury Model

Spinal cord injury (SCI) typically causes devastating neurological deficits, particularly through damage to fibers descending from the brain to the spinal cord. A major current area of research is focused on the mechanisms of adaptive plasticity that underlie spontaneous or induced functional recovery following SCI. Spontaneous functional recovery is reported to be greater early in life, raising interesting questions about how adaptive plasticity changes as the spinal cord develops. To facilitate investigation of this dynamic, we have developed a SCI model in the neonatal mouse. The model has relevance for pediatric SCI, which is too little studied. Because neural plasticity in the adult involves some of the same mechanisms as neural plasticity in early life1, this model may potentially have some relevance also for adult SCI. Here we describe the entire procedure for generating a reproducible spinal cord compression (SCC) injury in the neonatal mouse as early as postnatal (P) day 1. SCC is achieved by performing a laminectomy at a given spinal level (here described at thoracic levels 9-11) and then using a modified Yasargil aneurysm mini-clip to rapidly compress and decompress the spinal cord. As previously described, the injured neonatal mice can be tested for behavioral deficits or sacrificed for ex vivo physiological analysis of synaptic connectivity using electrophysiological and high-throughput optical recording techniques1. Earlier and ongoing studies using behavioral and physiological assessment have demonstrated a dramatic, acute impairment of hindlimb motility followed by a complete functional recovery within 2 weeks, and the first evidence of changes in functional circuitry at the level of identified descending synaptic connections1.

This article describes a method for generating a reproducible spinal cord compression injury (SCI) in the neonatal mouse. The model provides an advantageous platform for studying mechanisms of adaptive plasticity that underlie spontaneous functional recovery.

Ein Neonatal Maus Spinal Cord Injury Kompression Modell

Spinal cord injury (SCI) typically causes devastating neurological deficits, particularly through damage to fibers descending from the brain to the spinal ...

Evaluation of Coronary Flow Reserve After Myocardial Ischemia Reperfusion in Rats

Coronary artery disease is the leading cause of death worldwide. After an acute myocardial infarction, early and successful myocardial intervention via recanalization of the coronary artery is the most effective strategy for reducing the size of ischemic myocardium. The coronary microvasculature cannot be visualized and imaged&#160;in vivo, but there are several invasive and noninvasive techniques that can be used to assess parameters which depend directly on coronary microvascular function. The endothelial function after ischemia reperfusion can be assessed also at the level of the coronary circulation via the coronary flow reserve (CFR).&#160;In this study, peak velocity of left anterior descending (LAD) coronary arteries was measured in rats in vivo via Transthoracic Doppler Echocardiography during resting and stress challenge (induced by Dobutamine). A normal heart can increase its coronary blood flow up to four times above the resting values during stress induction. Following ischemia reperfusion, we found a significantly diminished CFR, which can be used as a marker of coronary microvascular dysfunction. CFR has opened a window on the importance of microvascular dysfunction and has been shown to predict cardiovascular risk independent of whether the severe obstructive disease is present.

Coronary flow reserve (CFR), is defined as the ratio of maximal coronary blood flow to the resting coronary blood flow. We present a protocol for evaluating CFR in rats via ultrasound, which offers the opportunity to predict cardiovascular risk factors in the absence of obstructive coronary disease.

Bewertung des koronaren Flussreservats nach Myokard-Ischämie-Reperfusion bei Ratten

Coronary artery disease is the leading cause of death worldwide. After an acute myocardial infarction, early and successful myocardial intervention via ...