Mantenimiento de un dispositivo de lesión por percusión de fluido lateral

Resumen

El cuidado y el mantenimiento adecuados son esenciales para que un dispositivo de lesión por percusión de fluido lateral (LFPI) funcione de manera confiable. Aquí, demostramos cómo limpiar, llenar y ensamblar adecuadamente un dispositivo LFPI, y asegurarnos de que se mantenga adecuadamente para obtener resultados óptimos.

Resumen

La lesión cerebral traumática (TBI) representa aproximadamente 2.5 millones de visitas a la sala de emergencias y hospitalizaciones anualmente y es una de las principales causas de muerte y discapacidad en niños y adultos jóvenes. La LCT es causada por una fuerza repentina aplicada a la cabeza y, para comprender mejor la LCT humana y sus mecanismos subyacentes, se necesitan modelos experimentales de lesiones. La lesión por percusión del líquido lateral (LFPI) es un modelo de lesión comúnmente utilizado debido a las similitudes en los cambios patológicos encontrados en la LCT humana en comparación con la LFPI, incluidas hemorragias, trastornos vasculares, déficits neurológicos y pérdida de neuronas. LFPI emplea un péndulo y un cilindro lleno de líquido, este último con un pistón móvil en un extremo, y una conexión de bloqueo Luer a un tubo rígido lleno de líquido en el otro extremo. La preparación del animal implica realizar una craniectomía y colocar un cubo Luer sobre el sitio. Al día siguiente, el tubo del dispositivo de lesión se conecta al centro Luer en el cráneo del animal y el péndulo se eleva a una altura específica y se libera. El impacto del péndulo con el pistón genera un pulso de presión que se transmite a la duramadre intacta del animal a través del tubo y produce la LCT experimental. El cuidado y el mantenimiento adecuados son esenciales para que el dispositivo LFPI funcione de manera confiable, ya que el carácter y la gravedad de la lesión pueden variar mucho según la condición del dispositivo. Aquí, demostramos cómo limpiar, llenar y ensamblar adecuadamente el dispositivo LFPI, y asegurarnos de que se mantenga adecuadamente para obtener resultados óptimos.

Introducción

La lesión cerebral traumática (LCT) es causada por una fuerza repentina aplicada a la cabeza. Después de las lesiones primarias resultantes del impacto físico, los sobrevivientes de LCT comúnmente experimentan lesiones secundarias, incluyendo déficits cognitivos y disfunciones neurológicas que están asociadas con respuestas fisiológicas a la lesión inicial¹. Se estima que aproximadamente 69 millones de personas en todo el mundo sufren de LCT anualmente². Solo en los Estados Unidos, aproximadamente 2.5 millones de visitas a la sala de emergencias y hospitalizaciones relacionadas con TBI ocurren cada año, lo que hace que TBI sea una de las principales causas de discapacidad y muerte entre niños y adultos jóvenes³. La LCT puede clasificarse como leve, moderada o grave, y la LCT leve (LCTm) representa aproximadamente el 70% -90% de los casos de LCT⁴. La patología histológica y cognitiva de la LCT puede ocurrir en cuestión de minutos a horas después de la lesión, y los efectos de la LCT pueden persistir durante meses o años después del daño inicial⁵.

El desarrollo de modelos experimentales ha sido fundamental para comprender los efectos y los mecanismos subyacentes de la LCT. Uno de estos modelos, la lesión por percusión del fluido lateral (LFPI), se usa comúnmente para evaluar TBI in vivo. LFPI reproduce de cerca patologías asociadas con TCE humano, incluyendo trastornos vasculares, hemorragias, pérdida neuronal, inflamación, gliosis y alteraciones moleculares ^6,7,8. La técnica LFPI se utiliza para un conjunto diverso de aplicaciones experimentales, incluyendo el modelado de LCT pediátrica, así como condiciones neurodegenerativas crónicas, como la encefalopatía traumática crónica ^9,10. LFPI es un método bien definido y reproducible de TCE experimental que permite ajustar la gravedad de la lesión¹¹. El dispositivo LFPI tiene varios componentes importantes, que incluyen: un péndulo con un martillo pesado, un pistón, un cilindro lleno de líquido, un transductor de presión, un osciloscopio digital y un pequeño tubo en el extremo del cilindro con un bloqueo Luer que se conecta a un cubo en el cráneo del animal (Figura 1). LFPI funciona balanceando el péndulo en el pistón, creando una onda de presión a través del fluido (agua desionizada desgasificada o solución salina) en el cerebro del animal unido; esto aumenta la presión intracraneal, replicando así las características mecánicas y los cambios biológicos de TBI¹². Además, los animales utilizados en experimentos LFPI se someten a una craniectomía para exponer el cerebro al impacto de la presión del fluido del dispositivo.

El mantenimiento y la supervisión de rutina son necesarios para garantizar que el dispositivo LFPI funcione con precisión. Los siguientes métodos son vitales para prevenir la introducción de burbujas de aire contaminantes en el dispositivo. Aquí, demostramos métodos para limpiar, llenar y ensamblar adecuadamente el dispositivo LFPI. También discutiremos las salidas del osciloscopio y los tiempos de enderezamiento del mouse como formas de confirmar la viabilidad del LFPI.

Protocolo

1. Limpieza del cilindro LFPI

1. Separe con cuidado las jeringas conectadas a la carcasa del transductor y al puerto de llenado, así como el cable conectado al transductor de presión (consulte la figura 1 para obtener un esquema de los componentes del dispositivo de lesión).
2. Mientras tiene cuidado de no dejar caer el cilindro, desenrosque las perillas de mano en la parte posterior del dispositivo de las abrazaderas del cilindro para liberar el cilindro.
3. Retire el pistón en el extremo del cilindro, el transductor, la carcasa del transductor y las juntas tóricas del émbolo.
4. Drene el líquido del cilindro.
5. Agregue detergente suave, como detergente para lavar platos, al cilindro y frote ligeramente con un cepillo para platos o botellas¹³.
6. Para asegurarse de que todo el detergente se enjuague, llene completamente el cilindro con agua y enjuague bien.

2. Desgasificación del fluido utilizado para llenar el cilindro

1. Utilice una bomba de vacío para desgasificar el fluido antes de volver a llenar el cilindro para evitar la formación de nuevas burbujas y absorber las burbujas existentes.
   NOTA: Se necesitarán aproximadamente 1,5 L de fluido para llenar el cilindro, aunque la desgasificación de aproximadamente 2 L dejará un pequeño suministro para reemplazar cualquier fluido perdido durante el uso y la prueba.
   NOTA: Las aspiradoras domésticas son demasiado débiles para desgasificar eficazmente el fluido. El vacío debe ser capaz de producir una presión de 25-28 inHg.
2. Agregue una barra de agitación al líquido y coloque el recipiente del líquido en un plato de agitación. La agitación del fluido durante el proceso de desgasificación ayuda a estimular el burbujeo y la liberación de gas. La agitación también evita un gran aumento repentino en el burbujeo.
   NOTA: El proceso de desgasificación debería terminar cuando se producen muy pocas burbujas; Esto ocurre después de aproximadamente 45 minutos.

3. Reensamblaje del dispositivo LFPI

1. Aplique una capa delgada de vaselina al émbolo del pistón.
2. Fije el émbolo del pistón con el émbolo que sobresalga aproximadamente 32 mm del cilindro¹⁴.
   NOTA: El aire con frecuencia queda atrapado en el émbolo antes de la junta tórica principal. Para deshacerse de este exceso de aire, gire el émbolo mientras lo mueve hacia adentro y hacia afuera para sacar el aire de este espacio.
3. Aplique una capa delgada de vaselina a las otras juntas tóricas también y conéctelas al cilindro, con excepción de la junta tórica en el puerto de llenado.
4. Envuelva la cinta de teflón dos veces alrededor de las roscas del transductor.

4. Recarga del dispositivo LFPI y fijación a la base

1. Conecte una jeringa de 10 ml llena de líquido desgasificado y libre de burbujas de aire al cubo de bloqueo Luer en la carcasa del transductor.
2. Sostenga el transductor con el extremo roscado apuntando hacia arriba y llene completamente el pozo dentro de la región roscada del transductor con el líquido desgasificado usando una jeringa de 10 ml. El objetivo aquí es llenar bien el transductor sin introducir burbujas de aire. Tenga cuidado de no dañar bien la delicada membrana en la parte inferior del transductor.
3. Con el cilindro colocado en ángulo para evitar que el aire vuelva a entrar en la carcasa del transductor, fije la carcasa del transductor al cilindro¹³ y use una llave para apretarlo cómodamente.
4. Retire la tapa del puerto de llenado y del cilindro una vez que el fluido desgasificado alcance aproximadamente 2/3 de la capacidad del cilindro.
5. Coloque el cilindro horizontalmente y termine de llenar el cilindro con líquido desgasificado.
   NOTA: Para evitar la formación de burbujas de aire, se recomienda verter el líquido lentamente¹⁴.
6. Vuelva a colocar la tapa en el puerto de llenado y cierre todas las llaves de paso.
7. Manipule el cilindro para que las burbujas de aire funcionen en el puerto de llenado¹⁴.
8. Abra la llave de paso en el puerto de llenado e inyecte líquido usando la jeringa en la carcasa del transductor para forzar cualquier burbuja de aire fuera del puerto¹⁴.
9. Inspeccione todo el dispositivo y asegúrese de que no haya burbujas de aire.
10. Agregue una jeringa de 10 ml llena de líquido desgasificado al cubo de bloqueo Luer en la tapa de llenado.
11. Vuelva a colocar el cilindro en la base con los tornillos manuales.
12. Asegúrese de que el cilindro esté horizontal y alineado con el centro del martillo pesado en el péndulo.

Resultados

Probamos los efectos de la contaminación de burbujas de aire en un dispositivo LFPI en la formación de formas de onda. Inyectamos burbujas de aire en el dispositivo y comparamos las salidas del osciloscopio con los datos del osciloscopio recopilados de un dispositivo LFPI no contaminado. Las condiciones fueron las siguientes: no contaminado, inyección de 5 mL de aire, inyección de 10 mL de aire e inyección de 15 mL de aire. Mantuvimos el péndulo a una altura constante para todos los impactos para todas las condicio...

Discusión

Las técnicas descritas anteriormente demuestran cómo mantener adecuadamente un dispositivo LFPI. La limpieza y el monitoreo de rutina son necesarios para mantener el dispositivo LFPI funcionando correctamente y de manera confiable. Además, debido a la naturaleza invasiva del procedimiento LFPI, es imperativo que el dispositivo se limpie a fondo para prevenir la infección de animales de laboratorio.

Evitar la formación de burbujas de aire en el dispositivo es crucial para obtener lesiones...

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
2 - 10 mL syringes with Luer lock capability			Ensures that needle is secure and reduces possible leaks of fluid
Degassed fluid			Helps to reduce air bubble formation during injury procedure
Fluid Percussion Injury (FPI) device (Model 01-B)	Custom Designs & Fabrications Inc.	N/A	Injury device used to model TBI in rodents
Mild detergent			Allows to thoroughly clean the LFPI cylinder
Petroleum Jelly			Used as a water-repellent and protects LFPI device form rust
Teflon tape			Helps with tight seal of pipe joints on the LFPI device
*Materials other than the LFPI device can be purchased from any reliable company.