Damos las gracias a la Dirección de la Universidad Emory de Animal personal de Recursos para la atención veterinaria. Las fuentes de financiamiento incluyen: ALS Association, Departamento de Defensa, y Neuralstem Inc.,

1. Uso Animal Procedimientos demostrado en este documento han sido aprobados por el Cuidado de Animales institucional de la Universidad Emory y el empleo Comisión (IACUC). Mujer minipigs Göttingen kg de peso aproximadamente 15-20 se utilizan. 2. Anestesia Los animales se mantienen en ayunas aproximadamente 12 h antes de la cirugía. Animal sedación y la inducción de la anestesia constan de un cóctel de ketamina intramuscular (35 mg / kg), acepromazina (1,1 mg / kg), y atropina (0,04 mg / kg). Los animales son luego intubados y mantenido en oxígeno y 1-3% isoflurano anestesia general. En este punto, la espalda y la cabeza de cada animal se afeita. Profundidad de la anestesia se monitoriza por el personal veterinario. Ausencia de reflejos interdigitales, córnea y los párpados, así como la frecuencia cardíaca y respiratoria, la oximetría de pulso, directa / indirecta la presión arterial, final de la espiración mediciones de dióxido de carbono y el tono muscular / respuesta a los estímulos nocivos se utilizan para controlar la profundidad<html> de la anestesia. 3. Posicionamiento Los animales son llevados a la sala de operaciones y se coloca en una posición boca abajo sobre un marco personalizado diseñado para imitar la posición pacientes en una tabla espinal Jackson quirúrgico. El marco utiliza eslingas ajustables que se colocan bajo el tórax y la pelvis del animal, permitiendo que el abdomen para colgar libre y, por lo tanto, minimizar la presión sobre el abdomen y el pecho y sangrado consecuente venoso epidural (Figura 1). El marco también proporciona la inmovilización externa de la columna vertebral para el procedimiento 1. Además, los animales se colocan en una climatizada recirculación almohadilla para mantener la temperatura corporal y una vena marginal de la oreja cateterizó para la administración de fluidos y cualquier suministro de fármaco necesario durante la cirugía. Finalmente, el campo quirúrgico se prepara con alcohol y solución Chlorhexadine o Betadine y paños quirúrgicos se colocan en el campo quirúrgico. le &quot;&gt; 4. Laminectomía Se hace una incisión de aproximadamente 10-15 cm de piel se realiza y la musculatura paravertebral se diseca de la columna vertebral bilateralmente. A continuación, un dorsal multi-nivel laminectomía se realiza. Los procesos de lámina y apófisis espinosas de las tres vértebras suprayacente C3-C5 o L2 L4-segmentos se eliminan mediante gubia y un taladro quirúrgico. 5. La colocación de la torre de perforación espinal Llamamos Derrick Spinal el dispositivo diseñado para la entrega de genes (y célula) terapias en el 2-5 de la médula espinal. Una discusión detallada sobre el diseño y evolución de este dispositivo se puede encontrar en Riley et al., 2011. 4 Para fijar el dispositivo al paciente, mensajes percutáneas se coloca a través de incisiones en la piel de 1 cm por encima y por debajo de la incisión primaria y montado en la lámina por encima y por debajo de la incisión primaria. A continuación, dos retractores integrados están unidos a la four percutáneas puestos de arriba y por debajo del sitio de la incisión para exponer el área de la columna vertebral que ha sido objeto de laminectomía. 6. Apertura Dural Con la ayuda de una herramienta dental Woodson y una cuchilla 11, una incisión de 2,5 cm se realiza a través de la duramadre, la exposición de la médula espinal. La duramadre se refleja fuera de la capa pial utilizando sutura Nurolon 4-0 y se asegura a la musculatura paravertebral profunda. Empanadas quirúrgicos se colocan en los extremos rostral y caudal de la abertura. Estos proporcionan una barrera parcial al flujo de fluido cerebroespinal y también proporcionar un blanco seguro para los cirujanos para colocar ventosas sin dañar el cable. En los seres humanos, bajo un aumento de microscopio quirúrgico, la superficie de la piamadre se diseca en este punto. Debido a limitaciones técnicas, este procedimiento no es necesario o factible en los animales. 7. Inyecciones de la médula espinal y el Desplazamiento lateral de la torre de perforación espinal para inyección adicionals Inmediatamente antes de las inyecciones, un bolo de metilprednisolona (125 mg, IV) se administra para prevenir la inflamación de la médula espinal. En este punto, el sistema de barandilla de la plataforma está conectada y las barandas laterales se ajustan para adaptarse a la longitud apropiada. La góndola es top-cargado en las barras 2 y la unidad Z está montado en la junta universal. A continuación, la cánula cargado se coloca en el microdrive. Uso de la junta universal en la plataforma de la microinyección, los ángulos coronal y sagital se ajustan para asegurar una trayectoria ortogonal a la superficie de las inyecciones en la columna seguir la colocación de la cánula. La aguja se posiciona en consecuencia medial a la zona de entrada de la raíz dorsal (DREZ). El DREZ se identifica bajo un aumento de 3,5 X lupa quirúrgica y penetrado en una trayectoria ortogonal a la superficie del cable en un punto &lt;1 mm medial. En los seres humanos, una resonancia magnética preoperatoria proporciona una línea de base de evaluación of dimensiones de la médula espinal para la planificación operativa. Además, el espesor de la médula espinal se mide para determinar la profundidad del objetivo de la asta ventral. La suspensión se infunde a una profundidad de 4 mm de contacto pial. Una brida de plástico Ultem sirve de tope en la superficie pia para evitar que la aguja avanza más profunda de lo deseado. Una vez que la punta de la aguja se posiciona en el objetivo, el manguito de metal exterior rígido se tira hacia arriba, dejando expuesto el tubo flexible. Una vez que se termine la inyección, la aguja se deja en su lugar durante 1 min para prevenir el reflujo de células hasta el tracto cánula de inyección. Hay que tener cuidado para evitar la vasculatura superficie ligeramente el ajuste de la lateralidad o microdrive sea Rostro caudalmente. Un poco de sangrado de los sitios de penetración puede ocurrir. Cuando dicho sangrado es encontrado, empanadas micro se coloca sobre el sitio de punción sangrado y se aplica succión para que absorbe y expulsa la sangre fuera de la cánula Penetración sitio y evitar la acumulación en el cable. Esta forma fiable permite que la sangre se coagule. Cauterio se evita como es la presión directa. Después de la retirada la aguja, el aparato estereotáxico se trasladó a la zona diana próxima a lo largo del eje rostro-caudal, separadas por 2 o 4 mm o que sean necesarios para evitar los vasos sanguíneos visibles en la superficie dorsal de la médula espinal. Este proceso se repite tantas veces como se propone en un estudio dado. 8. Floating Cánula Una cánula de infusión personalizada de diámetro pequeño, se utiliza para las inyecciones. La cánula consiste en una aguja biselada 30-calibre de longitud fija conectada a un manómetro 30-tubo flexible silastic de longitud variable. El extremo distal está equipado con un bloqueo luer Hamilton que está conectado a una bomba de microinyector. El tubo de Silastic proximal está envainado dentro de una cánula de calibre 24-exterior rígido que asientos en el extremo proximal de la brida de aguja de inyección. Esta brida de dos asientosla cánula exterior y sirve como un tope de profundidad para la aguja de inyección. Para cada inyección, el volumen apropiado de una suspensión terapéutico se infunde por una. Mediante un pre-calibrada Minj-PD microinyector bomba (Tritech Research, Inc., Los Angeles, CA) a una velocidad de 5 l por minuto 9. Cierre Una vez que todas las inyecciones se han hecho, la torre de perforación espinal se quita suavemente y se cierran las incisiones en cuatro capas. La duramadre se cierra utilizando un 4,0 Nurolon puntada, de una manera estanca. 0 sutura Vicryl se utiliza para la capa muscular profundo. Fascia se cierra con sutura Vicryl 0 también de una manera estanca. La capa dérmica se cerró finalmente con 2,0 Vicryl, con una sutura. El cierre cutáneo se completa con una sutura de nylon 3-0. 10. Recuperación y Manejo del Dolor Los animales son extubados y monitoreados durante 2 hr recuperación de la anestesia siguiente. A continuación, los animales se transfieren al individuo cedades y controlarse al menos una vez al día para el consumo de alimentos, la defecación, la micción y. Para el manejo del dolor, un parche transdérmico de fentanilo (75 mcg) está grapado en la parte posterior de los animales durante tres días de la analgesia postoperatoria. Además, buprenorfina (0,05 mg / kg, BID, IM) también se puede administrar por hasta tres días después de la operación. 11. Resultados y resultados representativos Las observaciones clínicas y el comportamiento se realizan antes de la cirugía y después se graban en los días 1 a 7 y semanalmente hasta parámetro de acuerdo con el diseño del estudio. Datos de conducta se recoge para evaluar la morbilidad neurológica a lo descrito previamente 6. La función sensorial se evaluó mediante la presencia o ausencia de una respuesta de retirada a un estímulo mecánico a los dedos de los pies de las extremidades delanteras y traseras. La función motora sigue la puntuación de Tarlov (Tabla 1): 0 - Parálisis, sin movimiento; 1 - tono perceptible en las extremidades traseras, m leveOVIMIENTO, 2 - Movimiento de las extremidades traseras, pero incapaz de sentarse o estar de pie, 3 - Capacidad para ponerse de pie y caminar, pero atáxica y por períodos cortos; 4 - La recuperación completa, la función motora normal. Seguridad del procedimiento se determina por la capacidad de un animal para volver a pre-operatorio línea de base. Déficit neurológicos transitorios en su mayoría deben resolver entre el post-operatorio días 1 y 7, con algunas variaciones dependiendo de las razas animales y los procedimientos (número de inyecciones, entre otros parámetros). Morbilidad permanente se define por déficits neurológicos duraderos que no se resuelven por el tiempo que los animales alcanzar el punto final predeterminado IACUC (Figura 2).

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

Dr. Boulis es el inventor de dispositivos para permitir la inyección segura y precisa de la médula espinal humana. Neuralstem, Inc. ha adquirido una licencia exclusiva de esta tecnología. Dr. Boulis recibido una cuota de inventarios de esta tarifa, y tiene los derechos de pago de regalías para la distribución de esta tecnología. Otros autores no tienen nada que revelar.

A pesar de la aprobación para proceder con la técnica descrita en los seres humanos 7-9, preguntas críticas siguen sin respuesta en orden para las terapias de la médula espinal para tener éxito. Una comprensión rigurosa de la tolerancia de la médula espinal a la inyección intraparenquimatosa es necesaria para permitir la planificación y ejecución de los ensayos de desarrollo de terapias para desmielinizante y degenerativa y enfermedad traumática de la médula espinal. Actualmente, no hay u...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nombre del equipo </td><td> Empresa </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentarios (opcional) </td></tr><tr><td> Derrick Espinal </td><td> Neuralstem, Inc. </td><td></td><td> Neuralstem, Inc. ha adquirido una licencia exclusiva de esta tecnología </td></tr><tr><td> Minj-PD Microinyector bomba </td><td> Tritech Research, Inc. </td><td></td><td> Personalizada para esta aplicación específica </td></tr><tr><td> Floating Cánula </td><td> Neuralstem, Inc. </td><td></td><td> Diseñado especialmente para esta aplicación específica </td></tr></tbody></table>

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

Esta es una descripción visual compacta de una combinación de la técnica quirúrgica y dispositivo para el suministro de gen (y célula) terapias en la médula espinal. Mientras que la técnica se muestra en el animal, el procedimiento es aprobado por la FDA y se utiliza actualmente para el trasplante de células madre en la médula espinal de pacientes con ELA. Aunque la FDA ha reconocido la prueba de principio de los datos sobre la eficacia terapéutica en modelos de roedores altamente caracterizados, el uso de animales de gran tamaño se considera crítico para la validación de la combinación de un procedimiento quirúrgico, un dispositivo, y la seguridad de una terapia definitiva para el uso humano . El tamaño, la anatomía, y la vulnerabilidad general de la columna vertebral y la médula espinal de los cerdos se reconocen mejor modelo para el humano. Además, el proceso quirúrgico de exponer y de la manipulación de la médula espinal, así como el cierre de la herida en el cerdo es virtualmente indistinguible de la humana. Creemos que el modelo de cerdo sano representa un críticocal primera etapa en el estudio de seguridad de procedimiento.

<table border="1"><tbody><tr><td colspan="2"> Puntuación de Tarlov </td></tr><tr><td> 0 </td><td> Parálisis, sin movimiento </td></tr><tr><td> 1 </td><td> Tono perceptible en las extremidades traseras, movimiento leve </td></tr><tr><td> 2 </td><td> El movimiento de las extremidades posteriores, pero incapaz de sentarse o estar de pie </td></tr><tr><td> 3 </td><td> Capacidad para ponerse de pie y caminar, pero atáxica y por períodos cortos </td></tr><tr><td> 4</stron...

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

Breve descripción visual de la técnica quirúrgica y el dispositivo utilizado para la entrega de genes (y célula) terapias en la médula espinal. La técnica se muestra en el animal, pero es totalmente trasladable y actualmente se utiliza para la aplicación humana.

Técnica quirúrgica para la entrega de la Médula Espinal de Terapias: Demostración de Procedimiento en Göttingen minipigs

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

surgical-technique-for-spinal-cord-delivery-therapies-demonstration

Research

JoVE Journal

Medicine

15.2K vistas.  Emory University. Breve descripción visual de la técnica quirúrgica y el dispositivo utilizado para la entrega de genes (y célula) terapias en la médula espinal. La técnica se muestra en el animal, pero es totalmente trasladable y actualmente se utiliza para la aplicación humana.

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

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

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

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

Aguda y crónica Prueba sensorial táctil después de la lesión de la médula espinal en ratas

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

Investigación

Medicina

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.

Un modelo Contusión de la lesión de la médula espinal severa en ratas

The translational potential of novel treatments should be investigated in severe spinal cord injury (SCI) contusion models. A detailed methodology is ...

Controlled Cortical Impact Model for Traumatic Brain Injury

Every year over a million Americans suffer a traumatic brain injury (TBI). Combined with the incidence of TBIs worldwide, the physical, emotional, social, and economical effects are staggering. Therefore, further research into the effects of TBI and effective treatments is necessary. The controlled cortical impact (CCI) model induces traumatic brain injuries ranging from mild to severe. This method uses a rigid impactor to deliver mechanical energy to an intact dura exposed following a craniectomy. Impact is made under precise parameters at a set velocity to achieve a pre-determined deformation depth. Although other TBI models, such as weight drop and fluid percussion, exist, CCI is more accurate, easier to control, and most importantly, produces traumatic brain injuries similar to those seen in humans. However, no TBI model is currently able to reproduce pathological changes identical to those seen in human patients. The CCI model allows investigation into the short-term and long-term effects of TBI, such as neuronal death, memory deficits, and cerebral edema, as well as potential therapeutic treatments for TBI.

Traumatic brain injuries (TBIs) remain a serious health problem. Using the controlled cortical impact surgery model, research on the effects of TBI and possible treatment methods may be performed.

Controlado Modelo de Impacto cortical de la lesión cerebral traumática

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.

Un sistema de radio-telemetría para monitorizar la función cardiovascular en ratas con la médula espinal y transección Embryonic Stem Neural injertos de células

High thoracic or cervical spinal cord injury (SCI) can lead to cardiovascular dysfunction. To monitor cardiovascular parameters, we implanted a catheter ...

Minimal Invasive Surgical Procedure of Inducing Myocardial Infarction in Mice

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

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

Mínimo procedimiento quirúrgico invasivo de inducir infarto de miocardio en ratones

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

Calibrated Forceps Model of Spinal Cord Compression Injury

Compression injuries of the murine spinal cord are valuable animal models for the study of spinal cord injury (SCI) and spinal regenerative therapy. The calibrated forceps model of compression injury is a convenient, low cost, and very reproducible animal model for SCI. We used a pair of modified forceps in accordance with the method published by Plemel et al. (2008) to laterally compress the spinal cord to a distance of 0.35 mm. In this video, we will demonstrate a dorsal laminectomy to expose the spinal cord, followed by compression of the spinal cord with the modified forceps. In the video, we will also address issues related to the care of paraplegic laboratory animals. This injury model produces mice that exhibit impairment in sensation, as well as impaired hindlimb locomotor function. Furthermore, this method of injury produces consistent aberrations in the pathology of the SCI, as determined by immunohistochemical methods. After watching this video, viewers should be able to determine the necessary supplies and methods for producing SCI of various severities in the mouse for studies on SCI and/or treatments designed to mitigate impairment after injury.

Spinal cord injury models should be highly reproducible. We demonstrate that the calibrated forceps compression model of spinal cord injury is an easy to use surgical method for generating reproducible injuries to the murine spinal cord.

Calibrado Pinzas Modelo de Lesión Medular Compresión

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.

Contraste mejorado las imágenes por ultrasonido para la Evaluación de la Médula Espinal flujo sanguíneo en 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 ...

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

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

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

El Enfoque del ratón Ronda-ventana para ototóxicos Agente de entrega: Una rápida y técnica fiable para la inducción de degeneración de las células cocleares

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

A Neonatal Mouse Spinal Cord Compression Injury Model

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

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

Un ratón neonatal lesión de médula espinal de compresión Modelo

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

Evaluation of Coronary Flow Reserve After Myocardial Ischemia Reperfusion in Rats

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

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

Evaluación de la Reserva de Flujo Coronario Después de la Reperfusión de Isquemia Miocárdica en Ratas

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