Diese Arbeit wurde von den National Institutes of Health [NS36350, NS52290 und NS50243 Röntgen MX] unterstützt; Mari Hulman George Stiftungsfonds; der Staat Indiana; und Ruth L. Kirschstein National Research Service Award (NRSA) 1F31NS071863 zu CLW

1. Die Exposition der Halswirbelsäule Laminae <ol><li> Reinigen Sie die Operationsfläche mit 70% Ethanol, mit einem Heizkissen vorgewärmt. Bedecken Sie die Oberfläche mit einem sterilen Operationstuch, bevor Sie steriler Gaze, Wattestäbchen und autoklavierten chirurgische Instrumente im OP-Bereich. Verwenden Sie einen Mikrokügelchen-Sterilisator für inter-Chirurgie Sterilisation von chirurgischen Instrumenten. </li><li> Betäuben des Ratten mit Ketamin (87,7 mg / kg) / Xylazin (12,3 mg / kg) intraperitoneal (IP). Die richtige Ebene der Anästhesie ist erreicht, wenn das Tier nicht mehr auf eine Zehe Prise Reiz reagieren. Subkutan injizieren 0,01-0,05 mg / kg Buprenorphin und 5 mg / kg Carprofen vor der chirurgischen Prozedur. Buprenorphin sollten dann alle 8-12 h und Carprofen einmal täglich verabreicht werden, für die ersten 4-7 Tage nach der Operation. </li><li> Anwenden Schutzsalbe auf die Augen des Tieres zu kornealen Trocknung während der Operation zu verhindern. </li><li> Rasieren Sie die OP-Bereich auf der dorsalenOberfläche der Ratte aus der Mitte des Brustbereich auf die Rückseite des Kopfes mit Klipper. Entfernen Sie rasierte Fell mit einem Staubsauger mit einem HEPA-Filter ausgestattet. </li><li> Bewerben Betadin-Lösung auf die rasierte Fläche als ein chirurgischer Peeling reinigen Sie den Bereich mit 70% igem Isopropylalkohol Tücher. </li><li> Verwenden Sie ein Skalpell, um einen 3-4 cm Mittellinienschnitt in der Haut von der Basis des Kopfes kaudal bis Mitte Thorax durchzuführen. </li><li> Identifizieren Sie die Mittellinie der Blende und des subkutanen Muskeln anterior zum Winterschlaf Drüse an der unteren Hals; Messer durch die trapezius und andere Muskeln entlang der Mittellinie, um Blutungen zu verringern. </li><li> Finden Sie die Mittellinie der beiden Regionen von Fettgewebe zugrunde liegenden Muskeln Gewebe; schneiden die paraspinous Muskeln kaudal streng entlang der Mittellinie und separate Muskelschichten mit einem kleinen Geweberetraktor, bis der Pegel des thorakalen T2 Dornfortsatz erreicht wird. </li><li> Identifizieren und schneiden den Muskel zu der T2 Dornfortsatz verbunden ist, um thi nutzens-Struktur als anatomische Landmarke. </li><li> Entfernen Sie die Knorpel Spitze des T2 Dornfortsatz, um die Sichtbarkeit der Halswirbel zu verbessern. </li><li> Trennen Sie die paravertebralen Muskeln seitlich von den Dornfortsätzen und Platten aus C4-T1; jedoch ersparen Muskelbelag auf dem C3 Lamina um Blutungen zu verhindern. </li><li> Schneiden die Muskeln über den Plättchen aus C4-T1 seitlich in Richtung der Facetten auf beiden Seiten der Wirbelsäule. </li><li> Nachdem die Rücken Schichten ausgesetzt sind, setzen das Tier an seiner Bauchseite in dem U-förmigen Kanal des Stabilisators. </li><li> Identifizieren Sie den C5 Wirbels durch Zählen der Dornfortsätze rostral vom T2 Wahrzeichen T1, C7, C6, und schließlich C5. </li></ol> 2. Stabilisierung der Wirbel und Durchführung der Folgenschäden <ol><li> Positionieren der zwei Edelstahlarmen des Stabilisators, um das Tier, indem die gezahnten Kanten der Arme unter der latera auszusetzenl Facetten der C5-6 Wirbeln (Abbildung 1C). Nach der Sicherung der Arme mit Wirbeln anstelle (2B), passen Sie die Stabilisierungsvorrichtung, um sicherzustellen, die Wirbelsäule gerade und zentriert. Schließlich verriegeln die Arme durch Anziehen der Flügelschrauben des Stabilisators. </li><li> Schneiden Sie die Bänder zwischen den Dornfortsätzen und Lamellen bei C4-5 und C5-6, um den Rand des C5 Lamina identifizieren. </li><li> Mit Hilfe eines Mikro Rongeur, Clip entfernt die Hälfte der Lamelle auf der rechten Seite C5 als von SCI (5C-E) vorgesehen. Nach Laminektomie, transportieren das Tier mit dem Stabilisator unter der Verletzung Gerät. Sichern Sie das Tier zusammen mit Stabilisator an einer Halterung (3A-C), um den Stößel exakt ausrichten auf das Rückenmark Ziel mit einem seitlichen Mikromanipulator (Abbildung 3). </li><li> Bei starker Vergrößerung, suchen Sie die C5 und C6 Hinterwurzeleintrittszone (DREZs) auf der freigelegten dorsalen Rückenmarksoberfläche ohne durotomy. Richten des Kolbens in der Mitte der beiden identifizierten DREZs und auf halbem Wege zwischen der Mittellinie und dem Seitenrand des Rückenmarks (5B). </li><li> Verwendung eines NYU / Mascis Schlaggerät mit einem Durchmesser von 2,5 mm Spitze (3A &amp; B), produzieren eine C5 hemi-Quetschung (5B &amp; E) durch eine 10 g Stange x 12,5 mm Höhe Abfall (Abbildung 2A). </li><li> Überprüfen Sie die Verletzungs optisch durch Blutergüsse auf das Rückenmark (Abb. 5E, Pfeil) und überprüfen Sie die Schädigungsparameter von der NYU-Software 12,17 (Abbildung 6) zur Verfügung gestellt. </li><li> Naht Muskeln und Weichgewebe mit sterilem 4-0 Vicryl Naht, schließen Sie dann die Hautschnitt mit chirurgischen Klammern (EZ Clips). </li><li> Anwenden bakterielle Salbe auf die Operationsstelle. </li><li> Verwalten 5,0 ml steriler 0,9% iger Kochsalzlösung subkutan an das Tier für Trink. </li><li> Legen Sie das Tier in einem Wärme-gesteuerte Umwelt (Rückführung von Warmwasser padcage auf einem Heizkissen)) mit Nassfutter auf der Bettwäsche (täglich gewechselt vorgesehen) und eine Wasserflasche mit einem langem Auslauf für den einfachen Zugriff auf dem Boden des Käfigs platziert. Betreuen, um eine ausreichende Erholung, bevor Sie das Tier auf den Käfig zu gewährleisten. </li><li> Da es sich um eine einseitige Hals kontusive Verletzung, wird das Tier wahrscheinlich verlieren Funktion des ipsilateralen Vordergliedmaße, vorübergehend, die in den ersten Wochen nach der Verletzung zu erholen beginnt. Allerdings sollte kontralateralen Funktion erhalten bleiben, so sollte das Tier in der Lage, essen und trinken, ohne Beeinträchtigung sein und haben nur geringe Beeinträchtigung der Fortbewegung und Pflege. </li></ol>

<ol>
	<li>Noyes, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electromechanical+impactor+for+producing+experimental+spinal+cord+injury+in+animals.">Electromechanical impactor for producing experimental spinal cord injury in animals.</a> Med. Biol. Eng. Comput. 25 (3), 335-340 (1987).</li><li>Behrmann, D. L., Bresnahan, J. C., Beattie, M. S., Shah, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+cord+injury+produced+by+consistent+mechanical+displacement+of+the+cord+in+rats:+behavioral+and+histologic+analysis.">Spinal cord injury produced by consistent mechanical displacement of the cord in rats: behavioral and histologic analysis.</a> J. Neurotrauma. 9 (3), 197-217 (1992).</li><li>Stokes, B. T., Noyes, D. H., Behrmann, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+electromechanical+spinal+injury+technique+with+dynamic+sensitivity.">An electromechanical spinal injury technique with dynamic sensitivity.</a> J. Neurotrauma. 9 (3), 187-195 (1992).</li><li>Basso, D. M., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C., Anderson, D. K., Faden, A. I., Gruner, J. A., Holford, T. R., Hsu, C. Y., Noble, L. J., Nockels, R., Perot, P. L., Salzman, S. K., Young, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MASCIS+evaluation+of+open+field+locomotor+scores:+effects+of+experience+and+teamwork+on+reliability.+Multicenter+Animal+Spinal+Cord+Injury+Study.">MASCIS evaluation of open field locomotor scores: effects of experience and teamwork on reliability. Multicenter Animal Spinal Cord Injury Study.</a> J. Neurotrauma. 13 (7), 343-359 (1996).</li><li>Jakeman, L. B., Guan, Z., Wei, P., Ponnappan, R., Dzwonczyk, R., Popovich, P. G., Stokes, B. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Traumatic+spinal+cord+injury+produced+by+controlled+contusion+in+mouse.">Traumatic spinal cord injury produced by controlled contusion in mouse.</a> J. Neurotrauma. 17 (4), 299-319 (2000).</li><li>Young, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+cord+contusion+models.">Spinal cord contusion models.</a> Prog. Brain Res. 137, 231-255 (2002).</li><li>Ghasemlou, N., Kerr, B. J., David, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+displacement+and+impact+force+are+important+contributors+to+outcome+after+spinal+cord+contusion+injury.+Exp.+Neurol.">Tissue displacement and impact force are important contributors to outcome after spinal cord contusion injury. Exp. Neurol.</a> 196 (1), 9-17 (2005).</li><li>DeVivo, M. J., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trends+in+new+injuries,+prevalent+cases,+and+aging+with+spinal+cord+injury.">Trends in new injuries, prevalent cases, and aging with spinal cord injury.</a> Arch. Phys. Med. Rehabil. 92 (3), 332-338 (2011).</li><li>Onifer, S. M., Rodr&#237;guez, J. F., Santiago, D. I., Benitez, J. C., Kim, D. T., Brunschwig, J. P., Pacheco, J. T., Perrone, J. V., Llorente, O., Hesse, D. H., Martinez-Arizala, A. <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+injury+in+the+adult+rat:+assessment+of+forelimb+dysfunction.">Cervical spinal cord injury in the adult rat: assessment of forelimb dysfunction.</a> Restor Neurol Neurosci. 11 (4), 211-223 (1997).</li><li>Schrimsher, G. W., Reier, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Forelimb+motor+performance+following+cervical+spinal+cord+contusion+injury+in+the+rat.">Forelimb motor performance following cervical spinal cord contusion injury in the rat.</a> Exp. Neurol. 117 (3), 287-298 (1992).</li><li>Soblosky, J. S., Song, J. H., Dinh, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Graded+unilateral+cervical+spinal+cord+injury+in+the+rat:+evaluation+of+forelimb+recovery+and+histological+effects.">Graded unilateral cervical spinal cord injury in the rat: evaluation of forelimb recovery and histological effects.</a> Behav. Brain Res. 119 (1), 1-13 (2001).</li><li>Pearse, D. D., Lo, T. P., Cho, K. S., Lynch, M. P., Garg, M. S., Marcillo, A. E., Sanchez, A. R., Cruz, Y., Dietrich, W. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Histopathological+and+behavioral+characterization+of+a+novel+cervical+spinal+cord+displacement+contusion+injury+in+the+rat.">Histopathological and behavioral characterization of a novel cervical spinal cord displacement contusion injury in the rat.</a> J. Neurotrauma. 22 (6), 680-702 (2005).</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 (1), 36-54 (2006).</li><li>Anderson, K. D., Sharp, K. G., Steward, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bilateral+cervical+contusion+spinal+cord+injury+in+rats.">Bilateral cervical contusion spinal cord injury in rats.</a> Exp. Neurol. 220 (1), 9-22 (2009).</li><li>Gruner, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+monitored+contusion+model+of+spinal+cord+injury+in+the+rat.">A monitored contusion model of spinal cord injury in the rat.</a> J. Neurotrauma. 9 (2), 123-126 (1992).</li><li>Scheff, S. W., Rabchevsky, A. G., Fugaccia, I., Main, J. A., Lumpp, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+modeling+of+spinal+cord+injury:+characterization+of+a+force-defined+injury+device.">Experimental modeling of spinal cord injury: characterization of a force-defined injury device.</a> J. Neurotrauma. 20 (2), 179-193 (2003).</li><li>Zhang, Y. P., 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=Spinal+cord+contusion+based+on+precise+vertebral+stabilization+and+tissue+displacement+measured+by+combined+assessment+to+discriminate+small+functional+differences.">Spinal cord contusion based on precise vertebral stabilization and tissue displacement measured by combined assessment to discriminate small functional differences.</a> J Neurotrauma. 25 (10), 1227-1240 (2008).</li><li>Walker, C. L., Walker, M. J., Liu, N. K., Risberg, E. C., Gao, X., Chen, J., Xu, X. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systemic+bisperoxovanadium+activates+Akt/mTOR,+reduces+autophagy,+and+enhances+recovery+following+cervical+spinal+cord+injury.">Systemic bisperoxovanadium activates Akt/mTOR, reduces autophagy, and enhances recovery following cervical spinal cord injury.</a> PLoS One. 7 (1), e30012 (2012).</li><li>Irvine, K. A., Ferguson, A. R., Mitchell, K. D., Beattie, S. B., 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=A+novel+method+for+assessing+proximal+and+distal+forelimb+function+in+the+rat:+the+Irvine,+Beatties+and+Bresnahan+(IBB)+forelimb+scale.">A novel method for assessing proximal and distal forelimb function in the rat: the Irvine, Beatties and Bresnahan (IBB) forelimb scale.</a> J. Vis. Exp. (46), 2246 (2010).</li><li>Martinez, M., Brezun, J. M., Bonnier, L., Xerri, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+rating+scale+for+open-field+evaluation+of+behavioral+recovery+after+cervical+spinal+cord+injury+in+rats.">A new rating scale for open-field evaluation of behavioral recovery after cervical spinal cord injury in rats.</a> J Neurotrauma. 26 (7), 1043-1053 (2009).</li><li>Cao, Q., Zhang, Y. P., Iannotti, C., DeVries, W. H., Xu, X. M., Shields, C. B., Whittemore, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+and+electrophysiological+changes+after+graded+traumatic+spinal+cord+injury+in+adult+rat.">Functional and electrophysiological changes after graded traumatic spinal cord injury in adult rat.</a> Exp. Neurol. 191 Suppl 1, S3-S16 (2005).</li><li>Lee, J. H., Streijger, F., Tigchelaar, S., Maloon, M., Liu, J., 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=A+Contusive+Model+of+Unilateral+Cervical+Spinal+Cord+Injury+Using+the+Infinite+Horizon+Impactor.">A Contusive Model of Unilateral Cervical Spinal Cord Injury Using the Infinite Horizon Impactor.</a> J. Vis. Exp. (65), e3313 (2012).</li><li>Zhang, Y. P., Walker, M. J., Shields, L. B. E., Wang, X., Walker, C. L., Xu, X. 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=Controlled+Cervical+Laceration+Injury+in+Mice.">Controlled Cervical Laceration Injury in Mice.</a> J. Vis. Exp. (75), e50030 (2013).</li></ol>

Wir haben nichts zu offenbaren.

Hier haben wir eine Stabilisierung der Halswirbelsäule Verfahren zur Herstellung von einseitigen kontusive SCI an C5 demonstriert. Dieses Stabilisierungsverfahren erhöht die Präzision des Traumas anatomisch und konsistente Funktionsdefizite 13,18. In anderen Modellen, die am Rückenklemm der Dornfortsätze stützen, ist das Risiko eines Dornfortsatzes Beschädigung oder Ablösung der Klammern aus dem Wirbel recht hoch. Diese Modelle können auch gestatten erheblichen Wirbelsäulen Verschieben und nachgiebig von der Quetschung Kraft und der Flexibilität der Wirbelsäule und Wirbelsäulen (1A und B). Das was ändert den Kolben-Gewebekontaktzeit und führt zu unvorhersehbaren Verletzungen Kraft (1A-B &amp; 6B) Gewebe. Unsere beschriebenen Wirbelstabilisierung bietet auch andere Vorteile für die chirurgische Vorbereitung: 1) diese Methode vollständig die Wirbel an C5 in der Mitte stabilisiertOperationsmikroskop, das die Genauigkeit Laminektomien (1C) erhöht; 2) das Tier innerhalb des U-förmigen Stabilisators kann direkt aus dem chirurgischen Ort zu dem kundenBefestigungsAnordnung, die das Verfahren und binden das Tier auf SCI Vorrichtungen vermeidet und spart Zeit gelagert; und 3) die Stabilisierung der Wirbelsäule an der Verletzungsebene und direkt Rücken- und Schwanz auf die vorgesehene Stelle der Verletzung können die Bewegung des Körpers durch die Atmung verursacht stark vermindert, eine weitere Maßnahme, um die Variabilität zu reduzieren. Der Hauptvorteil der Verwendung dieses Stabilisierungsverfahren ist die reduzierte Menge des Nachgebens oder ventralen Bewegung des Rückenmarks und der Säule bei einem Aufprall. Anhand einfacher Physik eines Quetschung Verletzung, die Kraft und die Energie des Aufpralls wird von der Stange, um das Rückenmark mit der Schnur zu absorbieren diese Energie an der Stelle des Aufpralls zu übertragen, im Idealfall. Wenn die Wirbelsäule Renditen unter dem Kabel, wie es ist jedoch möglich,im dorsalen spinous Klemmverfahren (1A &amp; B), an der Schnur wird verringert und variabel aufgebrachte tatsächliche Kraft, abhängig von dem Grad der Ausbeute. Obwohl dieses Video veranschaulicht, das gesamte Verfahren von einer zervikalen kontusive SCI-Modell, ist die Essenz dieses Artikels die Einführung des Wirbelsäulenstabilisierungsverfahren, die wir in verschiedenen Anwendungen in unserem Labor speziell für SCI-Studien. Eine modifizierte Version dieses Stabilisierungsvorrichtung und ein Verfahren wurde an Mäusen SCI 23 verwendet. Diese einfache Methode zur Wirbelsäulenstabilisierung ist sehr nützlich für SCI Forschung, und wir haben auch bisher diese Methode und Ausrüstung zum Thorax Quetschung sowie laceration SCI Modelle durchzuführen. Ein weiteres Labor hat vor kurzem in dieser Zeitschrift 22 beschrieben eine Variante dieser Form der Stabilisierung der zervikalen Verletzungen. Zusammenfassend ist zu mehreren Surgic stellen wir diesen Roman Wirbelstabilisierungsverfahrenal Verfahren zur Erzeugung von reproduzierbaren Versuchs SCI von Laminektomie, um Verletzungen der Produktion. Die Vorteile dieser Stabilisierungsvorrichtung nicht auf Halsmark Prellung beschränkt, da diese Stabilisierungsverfahren ist für eine Vielzahl von Experimenten, wie innerRückenSpritzen, Zelltransplantation, CSF Sammlung von den Cisterna magna, Hemisektion und Durchtrennung Verletzungen angepasst worden, Brust-Prellung Verletzungen, in-vivo-Bildgebung, die zwei-Photonen-Mikroskopie und Rückenelektrophysiologische Ableitung. Die Erhöhung der Qualität der Wirbelsäulen-Operations-und Verletzungsverfahren und die Verringerung der experimentellen Variabilität wird dazu beitragen, einen Einblick in wahre Mechanismen von Verletzungen und Erholung und Bildschirm die Auswirkungen verschiedener Therapien auf der verheerenden Erkrankung des SCI.

Die konsequente und reproduzierbare mechanische Kraft auf den Zielbandscheibengewebe ist entscheidend für die Minimierung der funktionalen und histologische Variabilität und für den Aufbau erfolgreicher kontusive Rückenmarksverletzungen (SCI) Modelle 1-7. Die Menge an Kraft, um eine Zielregion der Wirbelsäule aufgebracht, hängt von den für die Wirbelsäulenstabilisierung verwendeten Verfahren. Positionsverschiebung des Ziel Wirbelsäule während des Kontakts zwischen dem Schlagbolzen und dem Rückenmark ändert die resultierende Schädigung Kraft. Die zervikale kontusive SCI-Modell ist ein klinisch relevantes Modell als andere Formen der SCI als ungefähr 50% der menschlichen SCI Fälle treten auf dieser Ebene 8, und mehrere SCI Studien durchgeführt unter Verwendung von Tierhalsverletzung Modelle 9-14. Obwohl kontusive SCI Modelle verwenden häufig eine Form der Stabilisierung durch Klemmen des Dornfort Front- und zum Ort der Verletzung ist dieses Präparat schwierig für die Herstellung von Hals SCI. &amp;# 160; vorteilhaft in ihrer Fähigkeit, die Qualität und Reproduzierbarkeit der Quetschung Schädigung zu erhöhen, wie in dieser Demonstration gezeigt, ist das Stabilisierungsverfahren zu entwickeln sind. 1) Variabilität in der Wirbel Nachgeben unter der Stoßkraft kann durch die Begrenzung benachbarten Rückenwirbelfortsätze rostral und kaudal der Laminektomie auftreten: Insbesondere wurde dieses Verfahren zur Wirbelstabilisierung in einem Versuch, die Mängel und Probleme bei anderen Modellen Änderung hergestellt. Der Grad der Wirbelverschiebung ist abhängig von der Anzahl der Wirbelgelenke zwischen der Wirkung und der Wirbel stabilisiert (Abbildung 1). Daher beteiligt sich die mehrere Gelenke desto weniger stabil die Wirbelsäule wird; 2) die Rückenwirbelfortsätze sind zerbrechlich und Ursache Klemmversagen infolge Dornfort Fraktur oder der Klemme Abrutschen des Prozesses; und 3) die Dornfortsätze auf dieser Wirbel extrem kurz zwischen der C3 Wirbel T1 im Vergleich zu denen der Brust- verte sindBrae, die mit traditionellen Klammern es schwierig macht, die Dornfortsätze zur Stabilisierung der Halswirbelsäule erfassen. Hier beschreiben wir ein neues Verfahren zur Stabilisierung der Wirbelsäule zur Herstellung C5 kontusive SCI in erwachsenen weiblichen Sprague-Dawley Ratten. Diese Methode kann für die Stabilisierung der anderen Ebenen der Wirbelsäule und des Rückenmarks, und Konjugate gut mit anderen kontusive SCI-Geräten verwendet werden, einschließlich der New York University / Multizentrische Tier Spinal Cord Injury Study (NYU / Mascis) Impaktor 15 (Abbildung 2) , Precision Systems und Instrumentierung, LLC unendlichen Horizont (IH) Einrichtung 16, Ohio State University / Elektromagnetische Spinal Cord Injury Gerät 1 und der Louisville Verletzungssystem Gerät (LISA) 17, so dass für einen breiten Einsatz in SCI Forschung.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1455">
	<tbody>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;width:352px;">Purdue Products Betadine Surgical Scrub</td>
			<td style="width:279px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:341px;">19-027132</td>
			<td style="width:483px;"></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Dukal Gauze Sponges</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>22-415-490&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="30">
			<td height="30" style="height:30px;">Ketamine (87.7 mg/kg)/Xylazine (12.3 mg/kg)</td>
			<td style="width:279px;">Webster Veterinary</td>
			<td>07-881-9413, 07-890-5745</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Decon Ethanol 200 Proof</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>04-355-450&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;">Artificial Tears Eye Ointment</td>
			<td style="width:279px;">Webster Veterinary</td>
			<td>07-870-5261</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="36">
			<td height="36" style="height:36px;">Antiobiotic Ointment</td>
			<td style="width:279px;">Webster Veterinary</td>
			<td>07-877-0876</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Cotton Tipped Applicators</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>1006015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Rongeur</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>16000-14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Surigical Scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>15009-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Scissors (blunt dissection)</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14040-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Surgical Retractor</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>17005-04</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Large Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11024-18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Fine Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11223-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Hemostat</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>13004-14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Scalpel</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>10003-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Scalpel Blade #15</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>10015-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">EZ Clips</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>59027</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Sterile sutures</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>12051-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Instrument Sterilizer</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14040-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Surgical Stabilizer</td>
			<td>Custom Manufactured</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Contact Y. Ping Zhang for details. (yipingzhang50@gmail.com)</td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Vertebral Stabilization Bars (clawed endfeet)</td>
			<td>Custom Manufactured</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Contact Y. Ping Zhang for details. (yipingzhang50@gmail.com)</td>
		</tr>
		<tr height="81">
			<td height="81" style="height:81px;">NYU/MASCIS Impactor Device</td>
			<td>Custom Manufactured</td>
			<td style="width:341px;">W. M. Keck Center for Collaborative Neuroscience 
			Rutgers, The State University of New Jersey 
			e-mail: impactor@biology.rutgers.edu</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a novel vertebral stabilization method for producing  contusive spinal cord injury

Klinisch relevanten Tierhalsrückenmarksverletzungen (SCI) Modelle sind für die Entwicklung und Erprobung potenzielle Therapien; jedoch zur Bereitstellung zuverlässiger zervikalen SCI ist schwierig wegen des Mangels an zufriedenstellenden Verfahren für Wirbelstabilisierung. Die herkömmliche Methode, um die Wirbelsäule zu stabilisieren ist es, die rostralen und kaudalen HWS über Klemmen an Gebärmutterhalskrebs Dornfortsätze angebracht auszusetzen. Diese Art der Stabilisierung fehlt aber was während der Quetschung als die Halswirbelsäule Prozesse zu kurz, um effektiv durch die Klammern (1) befestigt werden sollen Gewebes zu verhindern. Hier stellen wir eine neue Methode, um die Halswirbel vollständig stabilisieren auf dem Niveau des Aufpralls Verletzungen. Dieses Verfahren vermindert wirksam die Bewegung der Wirbelsäule an der Stelle der Wirkung, die die Herstellung von konsistenten SCIs stark verbessert. Wir machen Beschreibung des Geräts (Abbildung 2-4), Verfahrens und einen Schritt-für-Schritt-Protokoll für die Stabilisierung des zervikalen 5 Wirbel (C5) von erwachsenen Ratten auf Laminektomie (Abbildung 5) auszuführen, um ein kontusiven SCI danach. Obwohl wir nur eine zervikale hemi-Quetschung mit der NYU / Mascis Schlagvorrichtung zeigen, kann dieses Wirbelstabilisierungstechnik auf andere Regionen des Rückenmarks eingesetzt werden, oder auf andere SCI Geräte angepasst werden. Verbesserung Rückenmark Belichtung und Fixierung durch Wirbelstabilisierung kann wertvoll für die Herstellung von konsistenten und zuverlässigen Verletzungen des Rückenmarks ist. Diese Wirbelstabilisierungsverfahren kann auch für die stereotaktische Injektionen von Zellen und Tracer und zum Abbilden mittels Zwei-Photonen-Mikroskopie bei verschiedenen neurobiologischen Untersuchungen verwendet werden.

Bei nach diesem Protokoll, konsistent und reproduzierbar zervikalen hemi-kontusiven SCI erzeugt wird (Fig 5 und 6). Die Verwendung eines Wirbel Stabilisator die Seitenfortsätze desselben Wirbels auf der Ebene von SCI bestimmt stabilisieren können derartige Durch zufriedenstellende Ergebnisse. Mit diesem Verfahren werden nicht nur die Ziel C5 Wirbel, aber auch benachbarte C4 und C6 starr fixiert. Die NYU / Mascis Software eine ausgelesene mit einer Grafik auf einer x- und einer y-Achse eingestellt, und unterstützt die Verwendung der Wirbelstabilisierungsverfahren und Ausrüstung (Abbildung 6). Dieses Verfahren zur Stabilisierung reduziert Verletzungs Variabilität, die sich aus der nach unten gerichteten Verschiebung des Zielgewebes und der Wirbelsäule (Abbildung 1) zur Folge haben kann. Nach Verletzungen, ist eine klare einseitige bläulich Hämatom zwischen dem C5 und C6 DREZs zentriert ist (5E). Diese Verletzungen Parameter konsistent von Tier zu ani sindmal nach dem Auslesen durch den NYU / Mascis Software bereitgestellt (Abbildung 6). Da die Hals Hemi-Prellung produziert klare forelimb Defizite, ist dieses Modell ideal für die Beurteilung der Vordergliedmaße funktionalen Fähigkeiten wie das Erreichen, Pflege 13 und Objektmanipulation 18-19. Als Hinterlauf motorische Defizite sind weniger prominent, das Basso ist Beattie und Bresnahan (BBB) ​​Bewegungsbewertungsskala 4 nicht für den Einsatz in diesem Modell angemessen. Das funktionelle Ergebnis nach der Verletzung ist am deutlichsten in den ipsilateralen forepaw extensor Defiziten, bei der die Ratte zeigt eine &quot;Keule&quot; Faust mit allen Ziffern 18 gebogen. Alle Tiere auf dem gleichen Verletzungsschwere und Ebene des Rückenmarks ausgesetzt sind, sollten ähnliche Defizite auf der ipsilateralen Vorderbein in diesem Protokoll veranschaulicht, bei der richtigen Verletzungen aufweisen. Tiere unsachgemäß verletzt kann mit sehr unterschiedlichen Erscheinungsform und Dauer der Defizite 13,18 präsentieren. Histologisch dieses Modell produziert umfangreiche grauen und weißen Substanz Schäden an der Verletzungs Epizentrum und rostral und kaudal der Stelle der Verletzung, was zu einer erheblichen Schädigung und Hohlraumbildung enthalten fast ausschließlich innerhalb der verletzten Seite des Rückenmarks. Eine große, vor allem Astrozyten-basierte Glianarbe Formen an den Läsion Grenzen mit massiven neuronalen Tod 18. <img alt="Figur 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig1highres.jpg" width="500" /> Abbildung 1: Abbildung der Wirbelsäule Flexibilität bei kontusive SCI mit unterschiedlichen Spannverfahren. Die Abbildungen A und B zeigen die Flexibilität oder &quot;Ertrag&quot; der Wirbelsäule bei Dornfortsätze sind dorsal eingespannt, so dass für unsachgemäße Auswirkungen und inkonsistente Daten. Die in A gezeigten Darstellung zeigt viel mehr Flexibilität beim Aufprall (rot gestrichelte Linieund große gebogene Pfeile) im Vergleich zu dem in B gezeigt (kleiner gebogene Pfeile), da die Klammern sind weiter von der Stelle der Laminektomie und Verletzungen. Abbildung C zeigt Seitenstabilisierung mit unseren beschriebene Gerät mit der stabilisierenden Arm unter dem Querfortsatz fest angezogen der Wirbel, wo der Ort des Aufpralls durchgeführt. Es gibt keine Flexibilität der Wirbelsäule während dieses Verfahrens, da die Wirbel von Interesse vollständig stabilisiert. <img alt="Abbildung 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig2highres.jpg" width="500" /> Abbildung 2: NYU / Mascis Impaktor und benutzerdefinierte Stabilisierungsbehälter. Abbildung A zeigt die Teile und Merkmale der NYU / Mascis Verletzung des Rückenmarks-Gerät, mit mehreren Stabhöhe Einstellungen für Verletzungsschwere (kleines Bild). Die Zahlen B und C zeigen die U-förmigen Behälter, der den LaderäumenRatte, und die gezahnten Stabilisierung Arme, die während der Operation und Verletzungen sicher Stabilisierung der Wirbelsäule (entworfen und von YP Zhang produziert). <img alt="Figur 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig3highres.jpg" width="500" /> Abbildung 3: Kundenspezifische Montagesystem und Seiten microadjuster an der NYU / Mascis Impaktor Abbildung A beschreibt die verschiedenen Komponenten des kundenspezifischen Montagesystem für die U-förmige Ratte Stabilisator für Rückenmarksverletzungen.. Beachten Sie den seitlichen microadjuster in Figur A, entscheidend für eine genaue Ausrichtung der Rückenmark der Ratte für Verletzungen dar. Die Figuren B und C stellen weitere Darstellung des Stabilisators ohne (B) und mit der U-förmigen Ratte Behälter (C) in Bezug auf andere wichtige Komponenten der Verletzung Gerät (Montagesystem entworfen und von YP Z hergestellthängt). <img alt="4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig4highres.jpg" width="500" /> Fig. 4: Die Abmessungen der einzelnen Komponenten des chirurgischen Stabilisierungseinrichtung und Anhänge Jede Komponente des benutzerdefinierten Stabilisierungssystems markiert ist, um die Abmessungen und die Waage (A, C und D) zeigen. Thoracic Stabilisierungsarme (B) gezeigt, um die mögliche Anwendung dieses Gerätes für den Einsatz in verschiedenen Wirbelsäulenoperationsmodelle anzuzeigen. <img alt="Abbildung 5" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig5highres.jpg" width="500" /> Abbildung 5: Chirurgische Sehenswürdigkeiten und Vorbereitung für Gebärmutterhalskrebs Hemi-Prellung Rückenmarksverletzungen. Die Zahlen A und B die richtigen Wahrzeichen für die richtige impa darzustellenct Ausrichtung auf der exponierten Ratten-Rückenmark. Die entsprechenden Auswirkungen Punkt ist direkt zwischen den C5 und C6 dorsalen Nervenwurzeln (rostral-kaudale) und der Mittellinie und Seitenkanten des Rückenmarks (B). Die Zahlen CE-Show, in höherer Vergrößerung der Prozess der Freilegung der gewünschten Hälfte der Halsmark für Verletzungen, durch sorgfältige einseitige Laminektomie. Auch Zahlen D und E demonstrieren die Kabel unmittelbar vor und nach Rückenmarksquetschung Verletzungen. Beachten Sie die sichtbaren Blutungen (E) durch die Auswirkungen (schwarzer Pfeil) verursacht. <img alt="Figur 6" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig6highres.jpg" width="500" /> Figur 6 :. Beispiele akzeptabler Vergleich nicht akzeptabel Datenanzeigen folgenden Auswirkungen mit der NYU / Mascis Impaktor. Die obere Linie (A) und Top-Datensatz (C) </strong&gt; veranschaulichen ein Auslesen einer sehr guten Wirkung, mit Datenmessungen von &quot;% Fehler&quot; für Schlagstangengeschwindigkeit, Ausgangshöhe, und die Startzeit, als mit dem roten Pfeil angezeigt und unterstreichen. Alle Werte liegen auch innerhalb des Fensters der zulässigen Fehler. Umgekehrt ist die Bodenplatte zeigt Daten, die durch eine unsachgemäße Auswirkungen, die durch unsachgemäße Stabilisierung der Wirbelsäule (B) und den Fehler verursacht produziert während &quot;Nullstellung&quot; des Stoßstab und Spitze auf die Oberfläche des Rückenmarks, vor der Einstellung der Höhe des Stoßstab (C). Beachten Sie die für die Anfangshöhe angegeben erhebliche Fehler und Startzeit des Stoß Tropfen, wie durch den roten Pfeil angedeutet und zu unterstreichen. Die Software bietet auch eine Warnung, dass Fehler für diese Parameter (unten auf Feld C) festgestellt.

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A Novel Vertebral Stabilization Method for Producing  Contusive Spinal Cord Injury

Wirbelkörperstabilisierung ist zur Minimierung Variabilität und für die Erstellung von konsistenten experimentellen Rückenmarksverletzungen notwendig. Mit einem maßgeschneiderten Stabilisierungsvorrichtung in Verbindung mit der NYU / Mascis Impaktor Gerät, haben wir hier die richtige Ausrüstung und Verfahren zur Erzeugung von reproduzierbaren halb kontusive zervikalen (C5) Rückenmarksverletzungen bei erwachsenen Ratten nachgewiesen.

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-novel-vertebral-stabilization-method-for-producing-contusive-spinal

Research

JoVE Journal

Medicine

17.5K Aufrufe.  Indiana University School of Medicine.  Wirbelkörperstabilisierung ist zur Minimierung Variabilität und für die Erstellung von konsistenten experimentellen Rückenmarksverletzungen notwendig. Mit einem maßgeschneiderten Stabilisierungsvorrichtung in Verbindung mit der NYU / Mascis Impaktor Gerät, haben wir hier die richtige Ausrüstung und Verfahren zur Erzeugung von reproduzierbaren halb kontusive zervikalen (C5) Rückenmarksverletzungen bei erwachsenen Ratten nachgewiesen. 

Serie: A Novel Vertebral Stabilization Method for Producing  Contusive Spinal Cord Injury

Longitudinal Evaluation of Mouse Hind Limb Bone Loss After Spinal Cord Injury using Novel, in vivo, Methodology

Spinal cord injury (SCI) is often accompanied by osteoporosis in the sublesional regions of the pelvis and lower extremities, leading to a higher frequency of fractures 1. As these fractures often occur in regions that have lost normal sensory function, the patient is at a greater risk of fracture-dependent pathologies, including death. SCI-dependent loss in both bone mineral density (BMD, grams/cm2) and bone mineral content (BMC, grams) has been attributed to mechanical disuse 2, aberrant neuronal signaling 3 and hormonal changes 4. The use of rodent models of SCI-induced osteoporosis can provide invaluable information regarding the mechanisms underlying the development of osteoporosis following SCI as well as a test environment for the generation of new therapies 5-7 (and reviewed in 8). Mouse models of SCI are of great interest as they permit a reductionist approach to mechanism-based assessment through the use of null and transgenic mice. While such models have provided important data, there is still a need for minimally-invasive, reliable, reproducible, and quantifiable methods in determining the extent of bone loss following SCI, particularly over time and within the same cohort of experimental animals, to improve diagnosis, treatment methods, and/or prevention of SCI-induced osteoporosis.
An ideal method for measuring bone density in rodents would allow multiple, sequential (over time) exposures to low-levels of X-ray radiation. This study describes the use of a new whole-animal scanner, the IVIS Lumina XR (Caliper Instruments) that can be used to provide low-energy (1-3 milligray (mGy)) high-resolution, high-magnification X-ray images of mouse hind limb bones over time following SCI. Significant bone density loss was seen in the tibiae of mice by 10 days post-spinal transection when compared to uninjured, age-matched control (na&iuml;ve) mice (13% decrease, p&lt;0.0005). Loss of bone density in the distal femur was also detectable by day 10 post-SCI, while a loss of density in the proximal femur was not detectable until 40 days post injury (7% decrease, p&lt;0.05). SCI-dependent loss of mouse femur density was confirmed post-mortem through the use of Dual-energy X-ray Absorptiometry (DXA), the current "gold standard" for bone density measurements. We detect a 12% loss of BMC in the femurs of mice at 40 days post-SCI using the IVIS Lumina XR. This compares favorably with a previously reported BMC loss of 13.5% by Picard and colleagues who used DXA analysis on mouse femurs post-mortem 30 days post-SCI 9. Our results suggest that the IVIS Lumina XR provides a novel, high-resolution/high-magnification method for performing long-term, longitudinal measurements of hind limb bone density in the mouse following SCI.

Longitudinal Evaluation of Mouse Hind Limb Bone Loss After Spinal Cord Injury using Novel, in vivo, Methodology

A longitudinal examination of bone loss in the femurs and tibiae of adult mice was performed following spinal cord injury using sequential low-dose X-ray scans. Tibia bone loss was detected throughout the study, while bone loss in the femur was not detected until 40 days post injury.

Longitudinal Evaluation of Mouse Hind Limb Knochenverlust nach Rückenmarksverletzungen mit Novel, In vivo Methodology

Spinal cord injury (SCI) is often accompanied by osteoporosis in the sublesional regions of the pelvis and lower extremities, leading to a higher ...

Forschung

Medizin

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 ...

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 ...

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 ...

Evaluation of Respiratory Muscle Activation Using Respiratory Motor Control Assessment (RMCA) in Individuals with Chronic Spinal Cord Injury

During breathing, activation of respiratory muscles is coordinated by integrated input from the brain, brainstem, and spinal cord. When this coordination is disrupted by spinal cord injury (SCI), control of respiratory muscles innervated below the injury level is compromised1,2 leading to respiratory muscle dysfunction and pulmonary complications. These conditions are among the leading causes of death in patients with SCI3. Standard pulmonary function tests that assess respiratory motor function include spirometrical and maximum airway pressure outcomes: Forced Vital Capacity (FVC), Forced Expiratory Volume in one second (FEV1), Maximal Inspiratory Pressure (PImax) and Maximal Expiratory Pressure (PEmax)4,5. These values provide indirect measurements of respiratory muscle performance6. In clinical practice and research, a surface electromyography (sEMG) recorded from respiratory muscles can be used to assess respiratory motor function and help to diagnose neuromuscular pathology. However, variability in the sEMG amplitude inhibits efforts to develop objective and direct measures of respiratory motor function6. Based on a multi-muscle sEMG approach to characterize motor control of limb muscles7, known as the voluntary response index (VRI)8, we developed an analytical tool to characterize respiratory motor control directly from sEMG data recorded from multiple respiratory muscles during the voluntary respiratory tasks. We have termed this the Respiratory Motor Control Assessment (RMCA)9. This vector analysis method quantifies the amount and distribution of activity across muscles and presents it in the form of an index that relates the degree to which sEMG output within a test-subject resembles that from a group of healthy (non-injured) controls. The resulting index value has been shown to have high face validity, sensitivity and specificity9-11. We showed previously9 that the RMCA outcomes significantly correlate with levels of SCI and pulmonary function measures. We are presenting here the method to quantitatively compare post-spinal cord injury respiratory multi-muscle activation patterns to those of healthy individuals.

Evaluation of Respiratory Muscle Activation Using Respiratory Motor Control Assessment RMCA in Individuals with Chronic Spinal Cord Injury

The purpose of this publication is to present our original work on a multi-muscle surface electromyographic approach to quantitatively characterize respiratory muscle activation patterns in individuals with chronic spinal cord injury using vector-based analysis.

Auswertung der Respiratory Muscle Activation Mit Respiratory Motor Control Assessment (RMCA) bei Personen mit chronischen Spinal Cord Injury

During breathing, activation of respiratory muscles is coordinated by integrated input from the brain, brainstem, and spinal cord. When this coordination ...

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 ...

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 ...

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 ...