Die Entwicklung dieses Geräts wurde von der LISA Co., Louisville, Kentucky unterstützt. Wir erkennen auch die laufende Unterstützung von Norton Healthcare, Louisville, KY zu CBS, und NIH NS050243, NS052290 und NS059622 zu XMX.

1. Tier Vorbereitung und Anwendung des Spine Stabilizer Die Maus Halswirbelsäule konkaven ventral als aus der Seitenansicht zu sehen. Die Dornfortsätze von C3 bis T1 sind klein und spröde und sind daher nicht für den vertebralen Stabilisierung geeignet, wie sie üblicherweise 3,4 beschrieben. Wir empfehlen, dass Wirbelsäule Stabilisierung durch lateralen Facette Fixierung durchgeführt werden. Fixier-Vorrichtung besteht aus einem U-förmigen Metall-Kanal, um die Maus und zwei verstellbare Edelstahl Arme, die jeder Facette seitlich klemmen unterstützen. Dies bietet eine hervorragende Fixierung der Soll-Wirbel. Nach spinalen Befestigung wird die Wirbelsäule leicht angehoben, um die Halswirbelsäule Krümmung abflacht bessere Belichtung des Rückenmarks bereitzustellen. <ol><li> Sterilisieren Sie die folgenden chirurgischen Instrumenten: 2-3 Pinzetten, 2 Paar Mikroschere, einer 30 G Nadel, Faden und Nadel-Halter, Haut Clips und Clip-Applikator. Desinfizieren Sie die Wirbelsäule Stabilisator. Anesthetize Sie die Maus über eine intraperitoneale Cocktail von Ketamin / Xylazin (100 mg / 10 mg / kg). Rasur der Haare von der Maus den Hals. </li><li> Nach Reinigung der Haut mit einem PVP-Jod-Lösung und 70% Alkohol, bewegen Sie die Maus auf den OP-Tisch mit einem Heizkissen erwärmt. Titelbild des Tieres Augen mit Augensalbe, um Hornhaut Austrocknen zu verhindern. </li><li> Nach Einleitung der Narkose (dann erreicht, wenn die Maus nicht zu einem Schwanz Prise reagieren), einen hinteren zervikalen Mittellinie Hautschnitt aus dem Hinterkopf zum subkutanen Fett-Pad der unteren Halswirbelsäule. Unter Vergrößerung, führen Sie einen Einschnitt an der Mittellinie zwischen den Trapezius an C2 und spalten die semispinalis capitis Muskeln. Bezeichnung des submuscular Fettpolster erleichtert Präparation in der richtigen Schicht. </li><li> Verlängern Sie die Mittellinie Muskel Dissektion kaudal der T2 Dornfortsatz, die als zuverlässige Wahrzeichen dient. Schneiden Sie die Muskeln an der T2 Wirbel und entfernen Sie die knorpeligen Teil der T2Dornfortsatz. </li><li> Sezieren die paraspinalen Muskeln aus der C2 durch die T2 Plättchen mit einem Paar von Mikro-Schere. Muscle Dissektion beginnt angrenzend an den Dornfortsätzen und sich bilateral die Facettengelenke. Trennen der Muskeln unmittelbar angrenzend an den Dornfortsätzen und Schichten (in der Periostschicht), um die Blutung zu minimieren. Nachdem die seitlichen Facetten ausgesetzt sind, platzieren Sie den Mauszeiger auf dem U-förmigen Kanal des LISA Bühne. </li><li> Bringen Sie die Edelstahl Armen unter den exponierten Flächen bilateral. Sobald die Arme an ihrem Platz sind, ziehen Sie die Flügelschrauben der Stahl Arme, um die Wirbelsäule zu fixieren. Dies hält feste Fixierung des Ziels Wirbel und bietet gute Belichtung. Die Arme können eingestellt werden, um genaue horizontale Ausrichtung der Wirbelsäule bereitzustellen. </li><li> Inzision des Lig. flavum zwischen C5 und C6 zu entlarven zugrunde liegenden Dura. Zwischen dem interlaminarer Raum, verwenden Sie eine 30 G Nadel eine kleine Durotomie durch die Mikroschere platziert werden erstellenverlängern die Durotomie. Das Rückenmark ist jetzt bereit, um die kontrollierte Platzwunde Läsion zu unterziehen. </li></ol> 2. Cervical Spinal Cord Laceration Mit dem LISA Gerät <ol><li> Die Breite des zervikalen Rückenmarks Erweiterung variiert auf verschiedenen Ebenen. Machen Sie eine Rückenflosse Hemisektion Läsion an C5-6 mit einem 2,3 mm flachen Klinge und die Amplitude der Schwingung auf die gesamte Breite des Rückenmarks zu decken. Die Klingen sind aus Fine Science Tools Inc. (Foster City, CA) erhalten und modifiziert für Rückenmark Platzwunde. Pflegen der Amplitude der Schwingung der Klinge bei ≥ 0,5 mm, wie geringere Amplitude Ebenen wird die Leichtigkeit der Schnur Zerstörung verringern. </li><li> Positionieren Sie die Wirbelsäule Stabilisator und Maus auf dem LISA Bühne. Die Klinge ist mit dem LISA mit seiner Position durch Mikro-Treiber in der Lage drei Bereiche der Bewegung gesteuert angebracht. Komponenten der LISA und deren Funktionen sind in Abbildung 1 beschrieben. </li><li> Macht die Klinge schwingenden einschalten. Unter magnification, bewegen Sie die Maus so, dass der freiliegende Rückenmark befindet sich direkt unter der vibrierenden Klinge positioniert. </li><li> Elevate die Bühne Unterstützung der Maus in Richtung der schwingenden Klinge. Die &quot;0&quot;-Position wird aufgezeichnet, wenn die Klinge berührt kaum den Dorsalvene des Rückenmarks. Messen Sie die Tiefe des Rückenmarks Platzwunde relativ zur Position &quot;0&quot;. </li><li> Elevate die Bühne Position durch Mikro-Fahrer die Kontrolle: eine 360 ​​° Drehung des Mikro-Treiber Regler hebt die Bühne von 0,25 mm. Somit wird eine 0,75 mm dorsal Hemisektion Läsion durch Drehen der Mikro-Treiber Knopf 3 mal erstellt. Die Genauigkeit der Läsion beträgt ± 0,01 mm. Wie das Blatt beginnt sich das Rückenmark zerfleischen, schmieren die OP-Feld mit Kochsalzlösung Bewässerung. Die Schnitttiefe des Rückenmarks durch die vertikale Mikro-Treiber gesteuert und unabhängig von optischen Führung. </li><li> Sobald die vorgegebene Tiefe erreicht ist, schalten Sie den Vibrationsalarm ausschalten. Idealerweise wird die oszillierende Klinge in der l positioniertesion Lücke ohne Nachweis von Gewebe Verformung. Senken Sie die Etappe von der Schneide und entfernen Sie das Blut und Kochsalzlösung aus dem OP-Feld mit Baumwolle Q-Tipps. Hämostase tritt spontan in &lt;1 min. </li><li> Lassen Sie die Maustaste von der Wirbelsäule Stabilisator. Ungefähre die paraspinalen Muskeln mit 6-0 Seidenfaden und schließen die Haut gewickelt mit Edelstahl-Michel Clips. </li></ol> 3. Animal Care <ol><li> Subkutan injizieren insgesamt 1-2 ml Kochsalzlösung auf eine ausreichende Flüssigkeitszufuhr zu halten und die Maus in die Erholung Käfig auf einem Heizkissen während das Bewusstsein wiedererlangt. </li><li> Geben Sie Wasser und weiche Nahrung ad lib und verwalten Analgetika für 48 Stunden postoperativ. Es besteht keine Notwendigkeit für Blase Versorgung nach dorsal Hemisektion des Rückenmarks. </li></ol>

<ol>
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P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dural+closure,+cord+approximation,+and+clot+removal:+enhancement+of+tissue+sparing+in+a+novel+laceration+spinal+cord+injury+model.">Dural closure, cord approximation, and clot removal: enhancement of tissue sparing in a novel laceration spinal cord injury model.</a> J. Neurosurg. 100, 343 (2004).</li></ol>

<ol><li> Mehrere Autoren (YPZ, XMX, CBS) haben ein finanzielles Interesse an der Louisville Impaktor System, Inc. </li><li> Die Autoren, Yi Ping Zhang, Lisa BE Shields und Christopher B. Shields, sind Mitarbeiter von Norton Healthcare, Louisville, KY. Andere Autoren sind von der Indiana University, Indianapolis, IN beschäftigt. </li><li> Die Autoren haben keine Mittel aus einem Unternehmen, das Reagenzien und Instrumente in diesem Artikel verwendet zu produzieren. </li></ol>

Vertebralen Stabilisierung vor Zerstörung Verletzungen des Rückenmarks durch Fixierung der Dornfortsätze erhalten. Sowohl die Halswirbelsäule Lordosierung und Befestigung von Klammern an den brüchigen kurzen Gebärmutterhals Dornfortsätze von C3 bis T1 in der Maus zu verhindern effektive Wirbelsäulenstabilisationssystem. Darüber hinaus von einer Rasierklinge oder Mikroschere unter manueller Steuerung verursacht erhebliche Gewebedeformation die Variabilität erzeugt in der Tiefe der Läsion 6 verwendet verwenden. Dies kann zu einer Fehlinterpretation von Daten besonders wenn axonale Regeneration der besonderen Fachrichtungen untersucht wird führen. Zum Beispiel kann verschont dorsal corticospinal Axone als regenerierte Axone fehlinterpretiert werden, wenn der Rücken corticospinal Trakt nicht vollständig zum Zeitpunkt der Läsion durchtrennt. Diese Herausforderungen kann durch Verwendung eines Wirbelsäulenstabilisationssystem Vorrichtung mit Fixierung an der Facetten in einer einzigen Höhe und präzise Läsion des Rückenmarks überwunden werden. Zusätzlich mit ahoch Frequenz oszillierenden Klinge erzeugt ein scharfes Platzwunde ohne Quetschen oder contusing die benachbarte Rückenmark. Dieses Verfahren wurde verwendet, um Verletzungen des Rückenmarks Zerstörung in Ratten 9,12,14 erzeugen, mit folgenden Modifikationen thorakalen Rückenmark Verletzungen bei Mäusen 6 zu erzeugen. In der vorliegenden Mitteilung beschreiben wir die Methode zur Erstellung von zuverlässigen zervikalen Läsionen Platzwunde in der Maus. Soweit der ap-Durchmesser des Rückenmarks ist &lt;2 mm in der Maus, sind präzise Tiefen der Zerstörung Läsion wichtig bei der Schaffung einer zuverlässigen experimentellen Modell. Minimal Variabilität in der Läsionstiefe erheblich verändern Ergebnisse von Experimenten, die Beurteilung Axonregeneration sowie Volumen-und Verhaltensstudien. Die Genauigkeit der Läsionstiefe mit dieser Methode beträgt ± 0,01 mm, weil wir hochpräzise Mikro-Treiber verwendet werden, um die Position der Klinge zu steuern. Diese Methode hat den Widerspruch in reduziertrente in anderen Modellen der Schaffung einer Platzwunde SCI. Diese Methode ist besonders nützlich bei der Untersuchung axonalen Regeneration des Rückenmarks lange Wege in der dorsalen Hälfte des Rückenmarks, wie die corticospinal Trakt, der rubrospinalen Darm-Trakt und der Rückenflosse aufsteigenden Darm-Trakt. Mit dieser Methode können diese Nervenbahnen vollständig und zuverlässig durchtrennt. In dieser Hinsicht werden die Fehler der Interpretation der Daten minimiert, wodurch die Zuverlässigkeit der Berichterstattung über experimentelle Untersuchungen auf SCI. Zusammenfassend haben wir eine neue Technik, um eine reproduzierbare in vivo-Modell des zervikalen Rückenmarks Platzwunde Verletzungen in der Maus erstellen beschrieben. Diese Technik basiert auf der Wirbelsäule Stabilisierung durch Fixierung der zervikalen Facetten und Zerstörung des Rückenmarks mit einem oszillierenden Klinge basiert. Mit dieser Methode in einer dorsalen thorakalen Rückenmarkes Platzwunde Modell bei Mäusen 6 zeigten wir eine enge Korrelation zwischen der Tiefe Platzwunde, Histologie undVerhalten Erholung. Eine solche Technik wurde auch festgestellt, dass von mehreren anderen Laboratorien 2,12 zuverlässig.

Die Verfügbarkeit von genetisch veränderten Mäusen ist ein leistungsfähiges Werkzeug, um die Auswirkungen von spezifischen Genen, die eine Rolle spielen, in die Mechanismen der SCI identifizieren. Laceration SCI ist ein wichtiges Modell verwendet werden, um therapeutische Mittel oder Moleküle, die eine wirksame Behandlung nach dieser Verletzung 8. Mai bieten untersuchen. Fixation der Dornfortsätze bei der Erstellung der Platzwunde Verletzungen bei Mäusen ist ungenau wegen der Schwierigkeit die dünn und zerbrechlich Dornfortsätze mit der Aufrechterhaltung Wirbelsäulenfixierungssystem 5,11 beteiligt. Variabilität in der Tiefe der Zerstörung von nur 0,2 mm (10% des Durchmessers der Maus Rückenmark) verursacht Fehlinterpretation von Daten. Die Art und das Ausmaß des Rückenmarks Platzwunde Läsion muss genau definiert werden 10. Um dieser Herausforderung zu begegnen, haben wir eine neue Technik, bestehend aus Wirbelkörper Stabilisierung entwickelt und hergestellt Klingen an der Louisville Verletzungssystem Vorrichtung (LISA), um eine Platzwunde SCI 7,14. Diese Verletzung wurde unter Verwendung einer scharfen Klinge, die oszillierende Gewebedeformation während der Zerstörung Prozess vermieden erstellt. Die Tiefe der Platzwunde war präzise mit einer Genauigkeit von 0,01 mm mit Mikro-Treiber, die die Platzwunde Tiefe zu steuern. Trennscheiben sind auf die spezifischen Formen und Breiten nach Maß zu schaffen, die gewünschte Kontur 9 Platzwunde. Wir zeigen, 1) die Methode der Halswirbelsäule Exposition, 2) die Technik der Wirbelkörper Stabilisierung mit einem Fixateur bilateralen Facette, und 3) die Schaffung eines zervikalen Platzwunde Verletzungen mit einem vibrierenden Klinge.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td>Name of Reagent/Material</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalogue Number</td>
 <td>Comments</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Mice vertebral stabilizer </td>
 <td>Louisville Impactor System</td>
 <td></td>
 <td>Stabilize and expose the cervical vertebra</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>LISA vibraknife </td>
 <td>Louisville Impactor System</td>
 <td></td>
 <td>Produce the laceration injury of the cervical spinal cord</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Spring Scissors</td>
 <td>Fine Science Tools (USA) </td>
 <td>15013-12</td>
 <td>Skin and trapezius muscle incision</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Spring Scissors</td>
 <td>Fine Science Tools (USA) </td>
 <td>15023-10</td>
 <td>Separate muscles from the laminae</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Spring Scissors</td>
 <td>Fine Science Tools (USA) </td>
 <td>15002-08</td>
 <td>Incision of dura</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Graefe forceps </td>
 <td>Fine Science Tools (USA) </td>
 <td>11154-10</td>
 <td>Retract skin</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Dumont #7 forceps </td>
 <td>Fine Science Tools (USA) </td>
 <td>11274-20</td>
 <td>Muscle retraction (tip modified)(Fig. A)</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Dumont SS forceps </td>
 <td>Fine Science Tools (USA) </td>
 <td>11203-25</td>
 <td>Fixation of vertebra (tip modified )(Fig.B)</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>30G needle </td>
 <td>Becton Dickenson</td>
 <td>305106</td>
 <td>Create a dural opening </td>
 </tr>
 <tr>
 <td>6-0 suture </td>
 <td>Ethicon </td>
 <td>8806H</td>
 <td>Close muscle and fascial layers </td>
 </tr>
 <tr>
 <td>wound clip </td>
 <td>Fine Science Tools (USA) </td>
 <td>12031-07</td>
 <td>Skin closure</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Tribromoethanol (Avertin)</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>90710-10G</td>
 <td>Anesthetic agent</td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Louisville Impactor System, Inc, 210 E. Gray St., Suite 1102, Louisville, KY 40202, (502) 629-5510, E-mail: <a href="mailto:cbshields1@gmail.com">cbshields1@gmail.com</a>
 Fine Science Tools (USA), Inc, 373-G Vintage Park Drive, Foster City, CA 94404-1139, (800) 521-2109, E-mail: <a href="mailto:info@finescience.com">info@finescience.com</a> 
 Becton Dickenson, 1 Becton Drive, Franklin Lakes, NJ USA 07417, (201) 847-6800 Ethicon, Route 22 West,
 Somerville, NJ 08876 1-877-ETHICON 
 Sigma-Aldrich Corp. 
 St. Louis, MO, USA, 63178 (314) 771-5765, E-mail: cssorders@sial.com</td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Figure A is the modified Dumont #7 forceps; B is the modified Dumont SS forceps.</td>
 </tr>
 </tbody>
 </table>

controlled cervical laceration injury in mice

Verwendung von genetisch veränderten Mäusen verbessert unser Verständnis der zugrunde liegenden molekularen Mechanismen neurologischer Störungen wie einer Verletzung des Rückenmarks (SCI). Freehand manuelle Steuerung verwendet werden, um eine Platzwunde Modell SCI produzieren schafft inkonsistent Verletzungen oft mit einem Schwarm oder Prellung Komponente und damit eine neuartige Technik wurde entwickelt, verbunden. Unser Modell der zervikalen Platzwunde SCI hat inhärenten Schwierigkeiten mit dem Freihand-Methode durch den Einbau 1) Halswirbelkörper Stabilisierung von Wirbelkörpern Facette Fixierung, 2) verbesserte Rückenmark Belichtung gelöst, und 3) die Schaffung eines reproduzierbaren Platzwunde des Rückenmarks mit einer oszillierenden Klinge mit eine Genauigkeit von ± 0,01 mm in der Tiefe ohne zugehörige Prellung. Im Vergleich zu den Standard-Methoden der Schaffung eines SCI Platzwunde wie Freihand-Einsatz eines Skalpells oder einer Schere, hat unsere Methode eine konsistente Läsion produziert. Diese Methode ist für die Untersuchung von axonalen Regeneration corticosp nützlichKomb rubrospinalen und dorsal aufsteigenden Bahnen.

Immobilisierung der Ziel-Wirbel ist von großer Bedeutung bei der Erzeugung präziser Läsionen des Rückenmark der Maus. Unsere Wirbelsäule Stabilisierung Gerät überwindet die anatomische Fragen der kurzen Dornfortsätze und ventralen Lordose der Maus Halswirbelsäule. Die Halswirbel sind gut belichtet mit unserem Halswirbelsäule Stabilisator (Abbildung 2). Unsere Maus Wirbelsäule stabilisierenden Gerät ist eine zuverlässige Technik, um die Wirbelsäule für zervikalen Rückenmarks Verfahren vorzubereiten. Die Tiefe der Läsion mit Hilfe der LISA ist auf 0,01 mm 6,13. Die genaue Platzwunde verursacht keine Prellung an der Läsion / Gewebe-Grenzfläche (Abbildung 3). Die Genauigkeit der dorsalen hemisection Läsionen in C57BL / 6 Mäusen in einer Studie über Axonregeneration in dem ein 0,9 mm tiefen Riss nur über den zentralen Kanal in jeder Probe durch pathologische Abschnitte des Rückenmarks 1 bestätigt verlängert gezeigt. Locomotion all dieser Tiere erholened nach diesem Rückenmark Platzwunde Verletzungen. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/50030/50030fig1.jpg" /> Abbildung 1. (A) Die Maus in der Wirbelsäule Stabilisator an der LISA Bühne platziert. Die vibrierende Klinge in Richtung des Rückenmarks zu zerrissen werden gerichtet. Micro-driver-Steuerelemente werden unter der Bühne und sind entworfen, um die Maus in die entsprechende Website zu positionieren. Die vertikale Mikro-Treiber steuert die Läsion Tiefe und die Neigung Regler steuert die horizontale Ebene des Rückenmarks zu Angulation des Platzwunde zu verhindern. Der Ein-Aus-Schalter steuert die Vibration des Motors, und ein weiterer Regler steuert seine Amplitude. (B) A 0,75 mm dorsal Hemisektion Platzwunde Läsion unterhalb intakt laminaren Bögen geschnitten. <img alt="Abbildung 2" src="/files/ftp_upload/50030/50030fig2.jpg" /> Abbildung 2. </strong&gt; (A) Die Maus Wirbelsäule Stabilisator, bestehend aus einem U-förmigen Kanal und zwei Arme und Steckverbinder. Die Maus wird in der C-Trog für Hals-SCI verwendet und in der T Trog für Thorax-SCI platziert. (B) Die Halswirbelsäule, indem sie die Arme unter den seitlichen Facetten und dann Verriegelung der Flügelschrauben fixiert ist. Die Dura zwischen den Lamellen von C5-6, C6-7, und C7-T1 ohne Entfernung von Knochen ausgesetzt. <img alt="Abbildung 3" src="/files/ftp_upload/50030/50030fig3.jpg" /> 3. Vier dorsalen Rückenmark Verletzungen in einer Tiefe von 0,5, 0,8, 1,1 und 1,4 mm in der sagittalen Ansicht (Kresyl-Violett und Eosin-Färbung) beobachtet, welches die hohe Genauigkeit mit dieser Technik.

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Controlled Cervical Laceration Injury in Mice

Eine neue Technik, um eine reproduzierbare erstellen<em&gt; In vivo</em&gt; Modell des zervikalen Rückenmarks Platzwunde Verletzungen in der Maus beschrieben. Diese Technik basiert auf der Wirbelsäule Stabilisierung durch Fixierung der zervikalen Facetten und Zerstörung des Rückenmarks mit einem oszillierenden Klinge mit einer Genauigkeit von ± 0,01 mm berechnet.

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 ...

controlled-cervical-laceration-injury-in-mice

Research

JoVE Journal

Medicine

16.5K Aufrufe.  Norton Healthcare. Eine neue Technik, um eine reproduzierbare erstellen In vivo Modell des zervikalen Rückenmarks Platzwunde Verletzungen in der Maus beschrieben. Diese Technik basiert auf der Wirbelsäule Stabilisierung durch Fixierung der zervikalen Facetten und Zerstörung des Rückenmarks mit einem oszillierenden Klinge mit einer Genauigkeit von ± 0,01 mm berechnet.

Serie: Controlled Cervical Laceration Injury in Mice

Pressure Controlled Ventilation to Induce Acute Lung Injury in Mice

Murine models are extensively used to investigate acute injuries of different organs systems (1-34). Acute lung injury (ALI), which occurs with prolonged mechanical ventilation, contributes to morbidity and mortality of critical illness, and studies on novel genetic or pharmacological targets are areas of intense investigation (1-3, 5, 8, 26, 30, 33-36). ALI is defined by the acute onset of the disease, which leads to non-cardiac pulmonary edema and subsequent impairment of pulmonary gas exchange (36). We have developed a murine model of ALI by using a pressure-controlled ventilation to induce ventilator-induced lung injury (2). For this purpose, C57BL/6 mice are anesthetized and a tracheotomy is performed followed by induction of ALI via mechanical ventilation. Mice are ventilated in a pressure-controlled setting with an inspiratory peak pressure of 45 mbar over 1 - 3 hours. As outcome parameters, pulmonary edema (wet-to-dry ratio), bronchoalveolar fluid albumin content, bronchoalveolar fluid and pulmonary tissue myeloperoxidase content and pulmonary gas exchange are assessed (2). Using this technique we could show that it sufficiently induces acute lung inflammation and can distinguish between different treatment groups or genotypes (1-3, 5). Therefore this technique may be helpful for researchers who pursue molecular mechanisms involved in ALI using a genetic approach in mice with gene-targeted deletion.

A murine model for ventilator induced lung injury is an important tool to study an acute lung injury in vivo. Here, we report an easy applicable in situ model for acute lung injury using high-pressure mechanical ventilation to induce acute failure of the lung.

Pressure Controlled Ventilation zu Acute Lung Injury in Mäusen zu induzieren

Murine models are extensively used to investigate acute injuries of different organs systems (1-34). Acute lung injury (ALI), which occurs with prolonged ...

Forschung

Medizin

Intraspinal Cell Transplantation for Targeting Cervical Ventral Horn in Amyotrophic Lateral Sclerosis and Traumatic Spinal Cord Injury

Respiratory compromise due to phrenic motor neuron loss is a debilitating consequence of a large proportion of human traumatic spinal cord injury (SCI) cases 1 and is the ultimate cause of death in patients with the motor neuron disorder, amyotrophic laterals sclerosis (ALS) 2.
ALS is a devastating neurological disorder that is characterized by relatively rapid degeneration of upper and lower motor neurons. Patients ultimately succumb to the disease on average 2-5 years following diagnosis because of respiratory paralysis due to loss of phrenic motor neuron innnervation of the diaphragm 3. The vast majority of cases are sporadic, while 10% are of the familial form. Approximately twenty percent of familial cases are linked to various point mutations in the Cu/Zn superoxide dismutase 1 (SOD1) gene on chromosome 21 4. Transgenic mice 4,5 and rats 6 carrying mutant human SOD1 genes (G93A, G37R, G86R, G85R) have been generated, and, despite the existence of other animal models of motor neuron loss, are currently the most highly used models of the disease.
Spinal cord injury (SCI) is a heterogeneous set of conditions resulting from physical trauma to the spinal cord, with functional outcome varying according to the type, location and severity of the injury 7. Nevertheless, approximately half of human SCI cases affect cervical regions, resulting in debilitating respiratory dysfunction due to phrenic motor neuron loss and injury to descending bulbospinal respiratory axons 1. A number of animal models of SCI have been developed, with the most commonly used and clinically-relevant being the contusion 8.
Transplantation of various classes of neural precursor cells (NPCs) is a promising therapeutic strategy for treatment of traumatic CNS injuries and neurodegeneration, including ALS and SCI, because of the ability to replace lost or dysfunctional CNS cell types, provide neuroprotection, and deliver gene factors of interest 9.
Animal models of both ALS and SCI can model many clinically-relevant aspects of these diseases, including phrenic motor neuron loss and consequent respiratory compromise 10,11. In order to evaluate the efficacy of NPC-based strategies on respiratory function in these animal models of ALS and SCI, cellular interventions must be specifically directed to regions containing therapeutically relevant targets such as phrenic motor neurons. We provide a detailed protocol for multi-segmental, intraspinal transplantation of NPCs into the cervical spinal cord ventral gray matter of neurodegenerative models such as SOD1G93A mice and rats, as well as spinal cord injured rats and mice 11.

Neural precursor transplantation is a promising strategy for protecting and/or replacing lost/dysfunctional cervical phrenic motor neurons in spinal cord injury (SCI) and the motor neuron disorder, amyotrophic laterals sclerosis (ALS). We provide a protocol for cell delivery to cervical spinal cord ventral horn in rodent models of ALS and SCI.

Intraspinale Cell Transplantation für Targeting Cervical Vorderhorn in Amyotrophe Lateralsklerose und traumatische Rückenmarksverletzungen

Respiratory compromise due to phrenic motor neuron loss is a debilitating consequence of a large proportion of human traumatic spinal cord injury (SCI) ...

A Contusive Model of Unilateral Cervical Spinal Cord Injury Using the 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 spinal cord injury (SCI) in which the thoracic spinal cord is injured. Additionally, because most human cord injuries occur as the result of blunt, non-penetrating trauma (e.g. motor vehicle accident, sporting injury) where the spinal cord is violently struck by displaced bone or soft tissues, the majority of SCI researchers are of the opinion that the most clinically relevant injury models are those in which the spinal cord is rapidly contused.1 Therefore, an important step in the preclinical evaluation of novel treatments on their way to human translation is an assessment of their efficacy in a model of contusion SCI within the cervical spinal cord. Here, we describe the technical aspects and resultant anatomical and behavioral outcomes of an unilateral contusive model of cervical SCI that employs the Infinite Horizon spinal cord injury impactor.
Sprague Dawley rats underwent a left-sided unilateral laminectomy at C5. To optimize the reproducibility of the biomechanical, functional, and histological outcomes of the injury model, we contused the spinal cords using an impact force of 150 kdyn, an impact trajectory of 22.5&deg; (animals rotated at 22.5&deg;), and an impact location off of midline of 1.4 mm. Functional recovery was assessed using the cylinder rearing test, horizontal ladder test, grooming test and modified Montoya's staircase test for up to 6 weeks, after which the spinal cords were evaluated histologically for white and grey matter sparing.
The injury model presented here imparts consistent and reproducible biomechanical forces to the spinal cord, an important feature of any experimental SCI model. This results in discrete histological damage to the lateral half of the spinal cord which is largely contained to the ipsilateral side of injury. The injury is well tolerated by the animals, but does result in functional deficits of the forelimb that are significant and sustained in the weeks following injury. The cervical unilateral injury model presented here may be a resource to researchers who wish to evaluate potentially promising therapies prior to human translation.

A reliable and repeatable way to produce a cervical unilateral spinal cord injury using the Infinite Horizon impactor is described. The method takes advantage of a custom designed frame and clamp to stabilize the spine. The standardized procedure and biomechanical injury parameters result in sufficient and sustained injuries.

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 ...

Ischemia-reperfusion Model of Acute Kidney Injury and Post Injury Fibrosis in Mice

Ischemia-reperfusion induced acute kidney injury (IR-AKI) is widely used as a model of AKI in mice, but results are often quite variable with high, often unreported mortality rates that may confound analyses. Bilateral renal pedicle clamping is commonly used to induce IR-AKI, but differences between effective clamp pressures and/or renal responses to ischemia between kidneys often lead to more variable results. In addition, shorter clamp times are known to induce more variable tubular injury, and while mice undergoing bilateral injury with longer clamp times develop more consistent tubular injury, they often die within the first 3 days after injury due to severe renal insufficiency. To improve post-injury survival and obtain more consistent and predictable results, we have developed two models of unilateral ischemia-reperfusion injury followed by contralateral nephrectomy. Both surgeries are performed using a dorsal approach, reducing surgical stress resulting from ventral laparotomy, commonly used for mouse IR-AKI surgeries. For induction of moderate injury BALB/c mice undergo unilateral clamping of the renal pedicle for 26 min and also undergo simultaneous contralateral nephrectomy. Using this approach, 50-60% of mice develop moderate AKI 24 hr after injury but 90-100% of mice survive. To induce more severe AKI, BALB/c mice undergo renal pedicle clamping for 30 min followed by contralateral nephrectomy 8 days after injury. This allows functional assessment of renal recovery after injury with 90-100% survival. Early post-injury tubular damage as well as post injury fibrosis are highly consistent using this model.

We describe models of moderate and severe ischemia-reperfusion-induced kidney injury in which the mice undergo unilateral renal pedicle clamping followed by simultaneous or delayed contralateral nephrectomy, respectively. These models consistently give rise to renal dysfunction and post-injury fibrosis, but injury severity and survival are dependent on mouse background, age and surgical equipment.

Ischämie-Reperfusion-Modell des akuten Nierenschädigung und nach der Verletzung Fibrose bei Mäusen

Ischemia-reperfusion induced acute kidney injury (IR-AKI) is widely used as a model of AKI in mice, but results are often quite variable with high, often ...

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, ...

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. ...

Heterotopic Cervical Heart Transplantation in Mice

The heterotopic cervical heart transplantation in mice is a valuable tool in transplant and cardiovascular research. The cuff technique greatly simplifies this model by avoiding challenging suture anastomoses of small vessels thereby reducing warm ischemia time. In comparison to abdominal graft implantation the cervical model is less invasive and the implanted graft is easily accessible for further follow-up examinations. Anastomoses are performed by pulling the ascending aorta of the graft over the cuff with the recipient&#8217;s common carotid artery and by pulling the main pulmonary artery over the cuff with the external jugular vein. Selection of appropriate cuff size and complete mobilization of the vessels are important for successful revascularization. Ischemia-reperfusion (I/R) injury can be minimized by perfusing the graft with a cardioplegic solution and by hypothermia. In this article, we provide technical details for a simplified and improved cuff technique, which should allow surgeons with basic microsurgical skills to perform the procedure with a high success rate.

The cuff technique shortens and facilitates the model of heterotopic cervical heart transplantation in mice by avoiding technically challenging suture anastomoses of small vessels. The technical details shown in this video paper should allow researches to establish this model in their laboratories.

Heterotope Cervical Herztransplantation bei Mäusen

The heterotopic cervical heart transplantation in mice is a valuable tool in transplant and cardiovascular research. The cuff technique greatly simplifies ...

A Repetitive Concussive Head Injury Model in Mice

Despite the concussion/ mild traumatic brain injury (mTBI) being the most frequent occurrence of traumatic brain injury, there is still a lack of knowledge on the injury and its effects. To develop a better understanding of concussions, animals are often used because they provide a controlled, rigorous, and efficient model. Studies have adapted traditional animal models to perform mTBI to stimulate mild injury severity by changing the injury parameters. These models have been used because they can produce morphologically similar brain injuries to the clinical condition and provide a spectrum of injury severities. However, they are limited in their ability to present the identical features of injuries in patients. Using a traditional impact system, a repetitive concussive injury (rCHI) model can induce mild to moderate human-like concussion. The injury degree can be determined by measuring the period of loss of consciousness (LOC) with a sign of a transient termination of breathing. The rCHI model is beneficial to use for its accuracy and simplicity in determining mTBI effects and potential treatments.

Concussion presents the most common type of traumatic brain injury. Therefore, a repetitive concussive animal model, which replicates the important features of an injury in patients, may provide a means to study concussion in a rigorous, controlled, and efficient manner.

Ein Repetitive erschütternder Head Injury-Modell in Mäusen

Despite the concussion/ mild traumatic brain injury (mTBI) being the most frequent occurrence of traumatic brain injury, there is still a lack of ...

Induction of Accelerated Atherosclerosis in Mice: The "Wire-Injury" Model

Atherosclerosis is a proliferative fibro-inflammatory disease developing in the arterial wall, inducing a deficient blood flow or a lack of blood flow. Moreover, by rupture of the defective vascular wall, atherosclerosis induces occlusive thrombus formation, which represents the main cause of myocardial infarction or stroke and the most frequent cause of death. Despite the advances in the cardiovascular field, many questions remain unanswered, and additional basic research is essential to improve our understanding of the molecular mechanisms during atherosclerosis and its effects. Due to limited clinical studies, there is a need for representative animal models recreating atherosclerotic conditions such as neointima formation after stent implantation, balloon angioplasty, or endarterectomy. Since the mouse presents many advantages and is the most frequently used model for studying molecular processes, the current study proposes an invasive procedure of endothelial denudation, also known as the wire-injury model, which is representative of the human condition of neointima formation in arteries after revascularization procedures.

Induction of Accelerated Atherosclerosis in Mice: The &quot;Wire-Injury&quot; Model

This study describes an invasive procedure for the induction of accelerated atherosclerosis in mice. In comparison to other methods using electric- or cryo-induced injury, mechanical-induced injury mimics the human condition of restenosis after revascularization therapies and is ideal for the study of the molecular mechanisms involved.

Induktion von beschleunigter Atherosklerose bei Mäusen: Das "Wire-Injury"-Modell

Atherosclerosis is a proliferative fibro-inflammatory disease developing in the arterial wall, inducing a deficient blood flow or a lack of blood flow. ...