Wir möchten die Thoraxchirurgie-Stiftung für Bildung und Forschung für die finanzielle Unterstützung dieses Projekts danken.

1. Die präoperative Vorbereitung und Anästhesie <ol><li> Achten Sie darauf, steriler Technik während des gesamten Verfahrens zu beobachten. Legen Sie alle Instrumente. </li><li> Einschalten des Temperatur-Steuerbett vor Narkoseeinleitung, so daß sie auf die geeignete Temperatur (36,5 ° C) zu erwärmen. Schalten Sie den Laser-Doppler-Perfusion-Monitor, so dass es während der Induktion kann booten. </li><li> Legen Sie die Maus in die Induktionskammer. <ol><li> Die Atemfrequenz der Maus während der Induktion sorgfältig überwachen. </li><li> Sobald die Atemfrequenz ist visuell verlangsamt, entfernen Sie die Maus aus der Induktionskammer. </li><li> Führen Zehe Prise zu Angemessenheit der Narkose zu beurteilen. </li></ol></li><li> Mit der Maus richtig betäubt, statt der Maus in Rückenlage. </li><li> Legen Gesicht in Nasenkegel und sichern Sie alle Extremitäten an die Heizungs Tisch. <ol><li> Achten Sie besonders auf, um sicherzustellen, dass die Extremitäten sind in anatomischen Position gesichert, ohne deviatiauf der einen Seite. Wenn die Maus nicht richtig positioniert ist, ist es schwierig, Brustwandarterie Trennung während Sternotomie zu vermeiden. </li></ol></li><li> Mit Knipser oder handelsübliche Haarentfernungscreme, entfernen Haare von der Mittellinie Thorax und linken unteren Extremität Bauchseite. <ol><li> Bei der Verwendung von Haarentfernungscreme, Sahne vermeiden, dass an Ort und Stelle für mehr als 30 Sekunden, kann als Verätzungen auftreten. </li></ol></li><li> Titriert flüchtigen Narkosezerstäubers Konzentration, um eine ausreichende Anästhesie erhalten. <ol><li> Erwartete Verdampfer Fraktionen sind zwischen 1-5% mit Isofluran mit hohen Durchfluss O 2. </li><li> Flüchtige Narkosezerstäubers Konzentration sollte titriert werden, um Anästhesie bei chirurgischen Stimulierung während spontane Atmung. </li></ol></li></ol> 2. Rektale Sonde Laser-Doppler-Placement <ol><li> Legen geschmiert rektale Sonde in der Maus die Rektum. Sichern Sie in Ort, um opertriebs Bett. </li><li> Stellen Sie die Heizung Bett für eine Ziel rektale Temperatur von 36,5 ° C </li><li> Machen Sie kleine Inzision über Oberschenkelarterie Maus und sezieren Haut vom Unterhautgewebe. </li><li> Legen Laser-Doppler-Sonde über Oberschenkelarterie. </li><li> Stellen Sondenpositionen bis die Perfusion Monitor registriert mehr als 800 Einheiten Perfusion. <ol><li> Fest sichere Sonde an Ort und Stelle. Nicht ordnungsgemäß gesichert Sonden können falsch niedrige Perfusionsmessungen haben. </li></ol></li></ol> 3. Dissektion der Aorta Arch / subclavia <ol><li> Machen Sie eine 2 cm Hautschnitt über dem Brustbeinende und sanft sezieren Haut vom Unterhautgewebe. </li><li> Präparieren Sie die Unterkieferspeicheldrüse kostenlos. <ol><li> Wenn die Blutung auftritt, kann sanften Druck mit einem Wattestäbchen aufgetragen werden. </li><li> Teilen Sie die Unterkieferspeicheldrüse durch Mittellinie in der avaskulären-Ebene. </li></ol></li><li> Heben Sie mit einer Pinzette und Brustbein mit der scissors machen 1 cm Sternotomie Mittellinie durch die Mittellinie des Brustbeins. Jede Abweichung von der Mittellinie in der inneren Brustarterie Blutung, die schwer zu kontrollieren sein wird, führen. </li><li> Platzieren 5-0 Rückzugs Nähte auf jeder Seite an der Kante des Brustbein-und Einfahren Brustbein seitlich Befestigungsnähte an den Betriebs Bett. Vermeiden Rückzugs Nähte seitlich Pneumothorax zu verhindern. </li><li> Mit stumpf freie Band Muskeln entlang der Luftröhre. Die linke Gurt Muskel kann mit einer Schere geteilt werden, um die Exposition zu verbessern. </li><li> Präparieren Sie befreien den Thymus vom umgebenden Gewebe. Weiter stumpf, bis die großen Gefäße sichtbar gemacht werden. Seien Sie äußerst vorsichtig, um Eingang in den Brustraum zu verhindern. </li><li> Zeigen Gefäßklemmen auf Aortenbogen und linken Schlüsselbeinarterie. </li><li> Stellen Sie sicher, distalen Fluss hat entsprechend gestört. Dies wird als eine Reduktion von&gt; 90% in Perfusion Einheiten gesehen werden. <ol><li> Weiter Okklusion für desirot für 4-8 min. </li></ol></li><li> Gefäßklemme entfernen und überprüfen, Blutstillung vor Schließung der Brust. </li></ol> 4. Schließung von Sternotomy und Haut <ol><li> Entfernen der Rückzugs Naht auf der linken Seite der Maus. </li><li> Schließen Sie die Sternotomie mit der rechten Rückzug Naht. <ol><li> Eine einzelne Brustbeinnaht (mit der zuvor platziert Rückzug Stich) ist ausreichend für die Brustbeinverschluss. Platzieren anderen Stich ist unnötig und erhöht die Risiken der Pneumothorax und Blutungen. </li></ol></li><li> Schließen Haut mit fließendem 5-0 Stich. </li></ol> 5. Recovery-und postoperative Beurteilung <ol><li> Übertragen Sie die Maus, um Recovery-Käfig. Cage sollte auf einem Heizkissen, um die Umgebungstemperatur der Rückgewinnungskammer zu erhöhen und den Wärmeverlust an die Umwelt zu reduzieren platziert werden. </li><li> Die Maus auf Anzeichen Atemnot oder Krampfaktivität genau beobachten. Verwalten Analgesie pro Einrichtung Richtlinien. Euthanize Mäuse sofort, wenn Beschlagnahme oder Atemnot beobachtet. <ol><li> CO 2-Kammer-Euthanasie ist unsere bevorzugte Methode. Genickbruch ist eine weitere Option, wenn CO 2 ist nicht verfügbar. </li><li> Vollständige Rückgewinnung kann in 1-2 Stunden erwartet werden, abhängig von der Länge der flüchtigen Anästhetikums und der verwendeten Konzentration. </li></ol></li><li> Bringen Sie die Maus, um normalen Käfig. Zeigen Nahrung und Wasser statt auf dem Boden des Käfigs. </li><li> Bewerten neurologischen Status bei 12 h Abständen mit Basso Maus Skala für Locomotion 8. </li></ol>

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	<li>Conrad, M. F., Ye, J. Y., Chung, T. K., Davison, J. K., Cambria, R. P. <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+complications+after+thoracic+aortic+surgery:+long-term+survival+and+functional+status+varies+with+deficit+severity.">Spinal cord complications after thoracic aortic surgery: long-term survival and functional status varies with deficit severity.</a> J. Vasc. Surg. 48, 47-53 (2008).</li><li>Okita, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fighting+spinal+cord+complication+during+surgery+for+thoracoabdominal+aortic+disease.">Fighting spinal cord complication during surgery for thoracoabdominal aortic disease.</a> Gen. Thorac. Cardiovasc. Surg. 59, 79-90 (2011).</li><li>Wong, D. R., 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=Delayed+spinal+cord+deficits+after+thoracoabdominal+aortic+aneurysm+repair.">Delayed spinal cord deficits after thoracoabdominal aortic aneurysm repair.</a> Ann. Thorac. Surg. 83, 1345-1355 (2007).</li><li>Taira, Y., Marsala, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+proximal+arterial+perfusion+pressure+on+function,+spinal+cord+blood+flow,+and+histopathologic+changes+after+increasing+intervals+of+aortic+occlusion+in+the+rat.">Effect of proximal arterial perfusion pressure on function, spinal cord blood flow, and histopathologic changes after increasing intervals of aortic occlusion in the rat.</a> Stroke. 27, 1850-1858 (1996).</li><li>Naslund, T. C., Hollier, L. H., Money, S. R., Facundus, E. C., Skenderis, B. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protecting+the+ischemic+spinal+cord+during+aortic+clamping.+The+influence+of+anesthetics+and+hypothermia.">Protecting the ischemic spinal cord during aortic clamping. The influence of anesthetics and hypothermia.</a> Ann. Surg. , 409-515 (1992).</li><li>Qayumi, A. K., Janusz, M. T., Lyster, D. M., Gillespie, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+model+for+investigation+of+spinal+cord+injury+caused+by+aortic+cross-clamping.">Animal model for investigation of spinal cord injury caused by aortic cross-clamping.</a> J. Invest. Surg. 10, 47-52 (1997).</li><li>Lang-Lazdunski, L., Matsushita, K., Hirt, L., Waeber, C., Vonsattel, J. P., Moskowitz, M. A., 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=Spinal+Cord+Ischemia:+Development+of+a+model+in+the+mouse.">Spinal Cord Ischemia: Development of a model in the mouse.</a> Stroke. 31, 208-213 (2000).</li><li>Basso, D. M., Fisher, L. C., Anderson, A. J., Jakeman, L. B., McTigue, D. M., Popovich, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Basso+Mouse+Scale+for+locomotion+detects+differences+in+recovery+after+spinal+cord+injury+in+five+common+mouse+strains.">Basso Mouse Scale for locomotion detects differences in recovery after spinal cord injury in five common mouse strains.</a> J. Neurotrauma. 23, 635-659 (2006).</li><li>Kwon, B. K., Tetzlaff, W., Grauer, J. N., Beiner, J., Vaccaro, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathophysiology+and+pharmacologic+treatment+of+acute+spinal+cord+injury.">Pathophysiology and pharmacologic treatment of acute spinal cord injury.</a> Spine. J. 4, 451-464 (2004).</li><li>Cheshire, W. P., Santos, C. C., Massey, E. W., Howard, J. F. <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+infarction:+etiology+and+outcome.">Spinal cord infarction: etiology and outcome.</a> Neurology. 47, 321-330 (1996).</li><li>Kakinohana, 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=Delayed+paraplegia+after+spinal+cord+ischemic+injury+requires+caspase-3+activation+in+mice.">Delayed paraplegia after spinal cord ischemic injury requires caspase-3 activation in mice.</a> Stroke. 42 (8), 2302-2307 (2011).</li><li>Wang, Z., Yang, W., Britz, G. W., Lombard, F. W., Warner, D. S., Sheng, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+simplified+spinal+cord+ischemia+model+in+mice.">Development of a simplified spinal cord ischemia model in mice.</a> J. Neurosci. Methods. 189, 246-251 (2010).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=model+of+ischemic+spinal+cord+injury+with+delayed+paralysis+caused+by+aortic+cross-clamping.">model of ischemic spinal cord injury with delayed paralysis caused by aortic cross-clamping.</a> Anesthesiology. 113, 880-891 (2010).</li><li>Kang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+systemic+hypothermia+on+a+murine+model+of+thoracic+aortic+ischemia+reperfusion.">The effects of systemic hypothermia on a murine model of thoracic aortic ischemia reperfusion.</a> J. Vasc. Surg. 52, 435-443 (2010).</li><li>Li, J., Benashski, S., McCullough, L. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Post-stroke+hypothermia+provides+neuroprotection+through+inhibition+of+AMP-activated+protein+kinase.">Post-stroke hypothermia provides neuroprotection through inhibition of AMP-activated protein kinase.</a> J. Neurotrauma. 28 (7), 1281-1288 (2011).</li></ol>

Die Autoren erklären, keine finanziellen Interessen konkurrieren.

Paraplegie sekundäre Rückenmark-Ischämie Reperfusion ist das Ergebnis eines komplexen schlecht verstanden Pathologien 9. Während dieser wird am häufigsten nach thorakoabdominellen Aorten-Operation gesehen hat, kann eine Vielzahl von anderen Beleidigungen wie Aortendissektion, Trauma, Embolie, Vaskulitis, Hypotonie und systemischen 10 in Querschnittslähmung führen. Zum weiteren Verständnis dieser Verletzung zu gewinnen und Ziele für die Zukunft stellen, um diese Verletzung zu beseitigen, ha...

Untere Extremität Lähmung weiterhin thorakoabdominellen Interventionen erschweren. Die Verletzung, wie Rückenmark Ischämie-Reperfusion Verletzung (SCIR) bekannt ist, führt zu Lähmungen in bis zu 20% der Patienten mit hohem Risiko ein. Chirurgische Hilfsstoffe wie links Herz-Bypass-, Lenden-cerbrospinal Flüssigkeit Kanalisation, hypothermen Kreislaufstillstand und Zwischenrippenarterie Reimplantation haben die Inzidenz dieser Komplikation 2 reduziert, aber viel zu viele Patienten weiterhin betroffen sein. Klinisch, Rückenmark Ischämie und Reperfusion wird entweder sofort oder verzögert Lähmung nach der Intervention 3 zu sehen. Allerdings hat unser Verständnis von dieser Verletzung durch einen Mangel an mechanistischen Detail erstickt worden. Als Ergebnis sind einige Optionen zur Verfügung, um die Schädigung zu dämpfen, wenn es aufgetreten ist. Wir haben so ein kleines Tier angeworben, murinen Modell des Rückenmarks Ischämie und Reperfusion zubesser zu charakterisieren seine Pathogenese. Die Mehrzahl der Studien haben bisher größere Tiermodelle verwendet werden, um diese Verletzung, nämlich Ratte 4, 5 Kaninchen, Schwein und 6 Modelle charakterisieren. Diese sind aber durch ihre Kosten, Komplexität, variable Reproduzierbarkeit, und, am wichtigsten, der Mangel an verfügbaren Techniken zur genetischen Manipulation beschränkt. Die zuverlässigste dieser veröffentlicht Tiermodellen beinhaltet infra Abklemmen der Bauchaorta bei Kaninchen. Allerdings menschlichen vorderen Rückenmarkneuronen am häufigsten leiten ihre Gefäßversorgung von mehr proximalen Äste 7. Variable vaskulären Anatomie der Wirbelsäule in diesen Modellen addiert zu Schwierigkeiten beim Übergang ihre Ergebnisse in die klinische Verwendung. Dieses Manuskript präsentiert ein Modell für die sofortige oder spätere Querschnittslähmung nach Thorax Aortenokklusionsvorrichtung, die klinisch relevant und einfach zu verwenden ist. Die Belichtung der Aortenbogen über Mini sternotomeine ist weniger invasiv und hoch reproduzierbare Ergebnisse mit minimaler Morbidität und Mortalität zu entlocken. Während dieses Modell in nicht ohne Herausforderungen und technischen Nuancen, können diese mit einer sorgfältigen Präparation und Gewebebehandlung überwunden werden, um ein Modell der Hinterbeinlähmung, die leicht implementiert werden kann produzieren.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="749">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">VMS Anesthesia Machine</td>
			<td style="width:247px;">MDS Matrx</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Isoflurane</td>
			<td style="width:247px;">Vet One</td>
			<td style="width:119px;">13985-528-60</td>
			<td>2.0% through nose cone&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Induction Chamber</td>
			<td style="width:247px;">Vet Equip</td>
			<td>941444</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Heating Bed</td>
			<td style="width:247px;">Vestavia Scientific</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Laser Doppler Monitor</td>
			<td style="width:247px;">Moor Instruments</td>
			<td style="width:119px;">VMS-LDF1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">5-0 Suture, Polyester</td>
			<td style="width:247px;">Surgidac</td>
			<td style="width:119px;">VD-551</td>
			<td>Taper Needel</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:216px;">Microdissecting Clips</td>
			<td style="width:247px;">Biomedical Research Insturments</td>
			<td style="width:119px;">14-1030, 14-1060</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:216px;">Surgical Instruments</td>
			<td style="width:247px;">Fine Surgical Instruments</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Forceps, needle holder</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

reproducable paraplegia by thoracic aortic occlusion in a murine model of spinal cord ischemia-reperfusion

Hintergrund Untere Extremität Lähmung weiterhin Aorten-Interventionen erschweren. Der Mangel an Verständnis für die zugrunde liegende Pathologie hat Fortschritte behindert, um das Auftreten dieser Verletzung zu verringern. Das aktuelle Modell zeigt reproduzierbare Lähmung der unteren Extremitäten nach thorakalen Aorta Okklusion. Methoden Erwachsene männliche C57BL6 Mäuse wurden mit Isofluran betäubt. Durch eine cervicosternal Einschnitt wurde die Aorta freigelegt. Die absteigenden Aorta und linken Schlüsselbeinarterien wurden ohne Eintritt in Pleuraraum identifiziert. Skelettierung dieser Arterien wurde durch sofortige Schließung (Sham) oder Verschluss für 4 min (moderaten Ischämie) oder 8 min (verlängerte Ischämie) gefolgt. Die Sternotomie und die Haut wurden geschlossen und die Maus wurde für die Wiederherstellung, um Wärmebett übertragen. Nach Wiederherstellung der Funktionsanalyse wurde bei 12 h Intervallen bis zu 48 h erhalten. Ergebnisse Mäuse, die Schein-Operation unterzogen zeigte keine beobachtbare Hinterbein Defizit. Mäuse zu moderaten Ischämie für 4 min unterzogen hatten minimale Funktionsdefizit auf 12 Stunden, gefolgt von Progression zu einer Lähmung bei 48 Stunden zu beenden. Mäuse verlängert Ischämie hatte eine sofortige Lähmung ohne beobachtbare Hintergliedbewegung an einem beliebigen Punkt in der postoperativen Phase. Es gab keine beobachtet intraoperative oder postoperative Mortalität. Abschluss Reproduzierbare Lähmung der unteren Extremitäten, ob sofort oder verzögert kann in einem Mausmodell erreicht werden. Zusätzlich wird durch Verwendung eines Längssternotomie und sorgfältige Präparation, hohe Überlebensraten und Reproduzierbarkeit erreicht werden kann.

Mäuse Scheinoperation unterzogen (n = 3) oder Aortenokklusionsvorrichtung 4 (n = 3) bis 8 min (n = 3). Postoperativ wurden die Mäuse durch das Basso Maus Punktzahl (1) bewertet. Mäuse, die Scheinoperation unterzogen hatte keine feststellbaren Funktionsdefizite an jedem Punkt postoperativ. Mäuse zu moderaten Ischämie (4 min) unterzogen hatten in der Nähe von normalen Hintergliedmaßenfunktion bei 12 h mit progressiven Funktionsabnahme zu Lähmungen von 48 Stunden zu beenden. Mäuse in längerer Isc...

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Reproducable Paraplegia by Thoracic Aortic Occlusion in a Murine Model of Spinal Cord Ischemia-reperfusion

Der Mangel an Verständnis der Mechanismen des Rückenmarks Ischämie-Reperfusion Verletzungen hat weitere Zusätze behindert eine Querschnittslähmung nach Aorten-Operationen mit hohem Risiko zu verhindern. Somit ist die Entwicklung von Tiermodellen zwingend. Dieses Manuskript zeigt, reproduzierbare Lähmung der unteren Extremitäten nach Thorax Aortenokklusionsvorrichtung in einem Mausmodell.

Reproduzierbare Paraplegie von thorakalen Aorta Occlusion in einem Mausmodell der Spinal Cord Ischämie-Reperfusion

Background
Lower extremity paralysis continues to complicate aortic interventions. The lack of understanding of the underlying pathology has hindered ...

reproducable-paraplegia-thoracic-aortic-occlusion-murine-model-spinal

Research

JoVE Journal

Medicine

12.0K Aufrufe.  University of Colorado.  Der Mangel an Verständnis der Mechanismen des Rückenmarks Ischämie-Reperfusion Verletzungen hat weitere Zusätze behindert eine Querschnittslähmung nach Aorten-Operationen mit hohem Risiko zu verhindern. Somit ist die Entwicklung von Tiermodellen zwingend. Dieses Manuskript zeigt, reproduzierbare Lähmung der unteren Extremitäten nach Thorax Aortenokklusionsvorrichtung in einem Mausmodell. 

Serie: Reproducable Paraplegia by Thoracic Aortic Occlusion in a Murine Model of Spinal Cord Ischemia-reperfusion

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

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

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

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

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

Forschung

Medizin

A 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 ...

A Murine Model of Myocardial Ischemia-reperfusion Injury through Ligation of the Left Anterior Descending Artery

Acute or chronic myocardial infarction (MI) are cardiovascular events resulting in high morbidity and mortality. Establishing the pathological mechanisms at work during MI and developing effective therapeutic approaches requires methodology to reproducibly simulate the clinical incidence and reflect the pathophysiological changes associated with MI. Here, we describe a surgical method to induce MI in mouse models that can be used for short-term ischemia-reperfusion (I/R) injury as well as permanent ligation. The major advantage of this method is to facilitate location of the left anterior descending artery (LAD) to allow for accurate ligation of this artery to induce ischemia in the left ventricle of the mouse heart. Accurate positioning of the ligature on the LAD increases reproducibility of infarct size and thus produces more reliable results. Greater precision in placement of the ligature will improve the standard surgical approaches to simulate MI in mice, thus reducing the number of experimental animals necessary for statistically relevant studies and improving our understanding of the mechanisms producing cardiac dysfunction following MI. This mouse model of MI is also useful for the preclinical testing of treatments targeting myocardial damage following MI.

We introduce a surgical method to induce experimental ischemia/reperfusion (I/R) injury to simulate myocardial infarction (MI) in mouse models that allows for more clarity in positioning of the ligation on the left anterior descending artery (LAD) to increase the reproducibility of MI experiments in mice.

Einem Mausmodell der myokardialen Ischämie-Reperfusion Injury durch Ligation des linken vorderen absteigenden Arterie

Acute or chronic myocardial infarction (MI) are cardiovascular events resulting in high morbidity and mortality. Establishing the pathological mechanisms ...

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 ...

Murine Model of Intestinal Ischemia-reperfusion Injury

Intestinal ischemia is a life-threatening condition associated with a broad range of clinical conditions including atherosclerosis, thrombosis, hypotension, necrotizing enterocolitis, bowel transplantation, trauma and chronic inflammation. Intestinal ischemia-reperfusion (IR) injury is a consequence of acute mesenteric ischemia, caused by inadequate blood flow through the mesenteric vessels, resulting in intestinal damage. Reperfusion following ischemia can further exacerbate damage of the intestine. The mechanisms of IR injury are complex and poorly understood. Therefore, experimental small animal models are critical for understanding the pathophysiology of IR injury and the development of novel therapies.
Here we describe a mouse model of acute intestinal IR injury that provides reproducible injury of the small intestine without mortality. This is achieved by inducing ischemia in the region of the distal ileum by temporally occluding the peripheral and terminal collateral branches of the superior mesenteric artery for 60 min using microvascular clips. Reperfusion for 1 hr, or 2 hr after injury results in reproducible injury of the intestine examined by histological analysis. Proper position of the microvascular clips is critical for the procedure. Therefore the video clip provides a detailed visual step-by-step description of this technique. This model of intestinal IR injury can be utilized to study the cellular and molecular mechanisms of injury and regeneration.

Here we describe the detailed procedure of intestinal ischemia-reperfusion in mice which results in reproducible injury without mortality to encourage the standardization of this technique across the field. This model of intestinal ischemia-reperfusion injury can be utilized to study the cellular and molecular mechanisms of injury and regeneration.

Murine Modell der intestinalen Ischämie-Reperfusionsschaden

Intestinal ischemia is a life-threatening condition associated with a broad range of clinical conditions including atherosclerosis, thrombosis, ...

Reproducible Motor Deficit Following Aortic Occlusion in a Rat Model Of Spinal Cord Ischemia

Spinal cord ischemia is a fatal complication following thoracoabdominal aortic aneurysm surgery. Researchers can investigate the strategies for preventing and treating this complication using experimental models of spinal cord ischemia. The model described here demonstrates varying degrees of paraplegia that relate to the length of occlusion following thoracic aortic occlusion in a rat spinal cord ischemia model.
A 2-Fr. balloon-tipped catheter was advanced through the femoral artery into the descending thoracic aorta until the catheter tip was placed at the left subclavian artery in anesthetized male Sprague-Dawley rats. Spinal cord ischemia was induced by inflating the catheter balloon. After a set period of occlusion (9, 10, or 11 min), the balloon was deflated. Neurologic assessment was performed using the motor deficit index at 24 h after surgery, and the spinal cord was harvested for histopathological examination.
Rats that underwent 9 min of aortic occlusion showed mild and reversible motor impairment in the hind limb. Rats subjected to 10 min of aortic occlusion presented with moderate but reversible motor impairment. Rats subjected to 11 min of aortic occlusion displayed complete and persistent paralysis. The motor neurons in the spinal cord sections were more preserved in rats subjected to shorter duration of aortic occlusion.
Researchers can achieve a reproducible hind limb motor deficit following thoracic aortic occlusion using this spinal cord ischemia model.

This study demonstrates the technique to make a minimally invasive and easily reproducible model of spinal cord ischemia in rats. Various degrees of hind limb motor deficit can be produced by controlling the aortic occlusion time.

Reproduzierbare motorische Defizit nach Aortengelenk in einem Rattenmodell der Rückenmark Ischämie

Spinal cord ischemia is a fatal complication following thoracoabdominal aortic aneurysm surgery. Researchers can investigate the strategies for preventing ...

Two-vessel Occlusion Mouse Model of Cerebral Ischemia-reperfusion

In this study, a middle cerebral artery (MCA) occlusion mouse model is employed to study cerebral ischemia-reperfusion. A reproducible and reliable mouse model is useful for investigating the pathophysiology of cerebral ischemia-reperfusion and determining potential therapeutic strategies for patients with stroke. Variations in the anatomy of the circle of Willis of C57BL/6 mice affects their infarct volume after cerebral-ischemia-induced injury. Studies have indicated that distal MCA occlusion (MCAO) can overcome this problem and result in a stable infarct size. In this study, we establish a two-vessel occlusion mouse model of cerebral ischemia-reperfusion through the interruption of the blood flow to the right MCA. We distally ligate the right MCA and right common carotid artery (CCA) and restore blood flow after a certain period of ischemia. This ischemia-reperfusion injury induces an infarct of stable size and a behavioral deficit. Peripheral immune cells infiltrate the ischemic brain within the 24 h infiltration period. Additionally, the neuronal loss in the cortical area is less for a longer reperfusion duration. Therefore, this two-vessel occlusion model is suitable for investigating the immune response and neuronal recovery during the reperfusion period after cerebral ischemia.

A mouse model of cerebral ischemia-reperfusion is established to investigate the pathophysiology of stroke. We distally ligate the right middle cerebral artery and right common carotid artery and restore blood flow after 10 or 40 min of ischemia.

Zwei-Schiff Okklusion Mausmodell der zerebralen Ischämie-reperfusion

In this study, a middle cerebral artery (MCA) occlusion mouse model is employed to study cerebral ischemia-reperfusion. A reproducible and reliable mouse ...

Evaluation of Coronary Flow Reserve After Myocardial Ischemia Reperfusion in Rats

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

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

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

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

Murine Surgical Model of Topical Elastase Induced Descending Thoracic Aortic Aneurysm

According to the Center for Disease Control, aortic aneurysms (AAs) were considered a leading cause of death in all races and both sexes from 1999-2016. An aneurysm forms as a result of progressive weakening and eventual dilation of the aorta, which can rupture or tear once it reaches a critical diameter. Aneurysms of the descending aorta in the chest, called descending thoracic aortic aneurysms (dTAA), make up a large proportion of aneurysm cases in the United States. Uncontained dTAA rupture is almost universally lethal, and elective repair has a high rate of morbidity and mortality. The purpose of our model is to study dTAA specifically, to elucidate the pathophysiology of dTAA and to search for molecular targets to halt the growth or reduce the size of dTAA. By having a murine model to study thoracic pathology precisely, targeted therapies can be developed to specifically test dTAA. The method is based on the placement of porcine pancreatic elastase (PPE) directly on the outer murine aortic wall after surgical exposure. This creates a destructive and inflammatory reaction, which weakens the aortic wall and allows for aneurysm formation over weeks to months. Though murine models possess limitations, our dTAA model produces robust aneurysms of predictable size. Furthermore, this model can be used to test genetic and pharmaceutical targets which may arrest dTAA growth or prevent rupture. In human patients, interventions such as these could help avoid aneurysm rupture, and difficult surgical intervention.

We describe a surgical protocol to consistently induce robust descending thoracic aortic aneurysms in mice. The procedure involves left thoracotomy, thoracic aorta exposure, and placement of a sponge soaked in porcine pancreatic elastase on the aortic wall.

Murine chirurgisches Modell der topischen Elastase induzierte absteigende Thorax Aortenaneurysm

According to the Center for Disease Control, aortic aneurysms (AAs) were considered a leading cause of death in all races and both sexes from 1999-2016. ...