Nous tenons à remercier la Division de l&#39;Université Emory des ressources animales du personnel pour les soins vétérinaires. Les sources de financement comprennent: ALS Association, ministère de la Défense, et Neuralstem, Inc

1. L&#39;utilisation d&#39;animaux Procédures démontré ci-dessus ont été approuvés par les soins de l&#39;Université Emory et l&#39;utilisation des animaux institutionnel Comité (IACUC). Femmes miniporcs Göttingen pesant environ 15-20 kg sont utilisés. 2. Anesthésie Animaux sont mis à jeun environ 12 heures avant la chirurgie. Sédation des animaux et induction de l&#39;anesthésie se composent d&#39;un cocktail de kétamine par voie intramusculaire (35 mg / kg), acépromazine (1,1 mg / kg), et atropine (0,04 mg / kg). Les animaux sont ensuite intubé et maintenu sur l&#39;oxygène et 1-3% isoflurane général. À ce stade, le dos et la tête de chaque animal est rasé. Profondeur de l&#39;anesthésie est contrôlée par le personnel vétérinaire. Absence de réflexes interdigitaux, la cornée et palpébrale, ainsi que le rythme cardiaque et respiratoire, oxymétrie de pouls, tension artérielle directe / indirecte, en fin d&#39;expiration de dioxyde de carbone mesures, et le tonus musculaire / réponse à des stimuli nocifs sont utilisés pour surveiller la profondeur<html> de l&#39;anesthésie. 3. Placement Les animaux sont prises pour la salle d&#39;opération et placés dans une position couchée sur une coutume cadre conçu pour imiter le positionnement des patients sur une table d&#39;opération Jackson épinière. Le cadre utilise des élingues réglables qui sont placés sous la poitrine et le bassin de l&#39;animal, ce qui permet l&#39;abdomen pendre librement et, par conséquent, réduire la pression sur l&#39;abdomen et de la poitrine et en conséquence une hémorragie veineuse épidurale (figure 1). Le cadre fournit également immobilisation externe de la colonne vertébrale pour la procédure 1. De plus, les animaux sont placés sur une chauffée recirculation tampon pour maintenir la température du corps et une veine marginale de l&#39;oreille cathéter pour l&#39;administration de fluide et une administration de médicament nécessaire au cours de la chirurgie. Enfin, le champ opératoire est préparée avec une solution de chlorhexidine et d&#39;alcool ou bétadine et draps chirurgicaux sont placés sur le champ opératoire. le &quot;&gt; 4. Laminectomie Une incision d&#39;environ 10-15 cm et la peau est réalisée la musculature paravertébrale est disséqué de la colonne vertébrale bilatérale. Ensuite, une dorsale multi-niveau laminectomie est effectuée. Les processus lamina et épineuse sus-jacente de trois vertèbres C3-C5 ou L2-L4 segments sont éliminés en utilisant rongeurs et une perceuse chirurgicale. 5. Le placement de l&#39;Derrick épinière Nous appelons Derrick vertébrale du dispositif conçu pour la livraison de (génique et cellulaire) thérapies dans le 2-5 de la moelle épinière. Une discussion détaillée sur la conception et l&#39;évolution de ce dispositif peut être trouvé sur Riley et al., 2011 4. Pour fixer le dispositif sur le patient, les messages sont placés par voie percutanée au moyen d&#39;incisions cutanées 1cm au-dessus et au-dessous de l&#39;incision primaire et montée sur la lame au-dessus et au-dessous de l&#39;incision primaire. Ensuite, deux écarteurs intégrés sont fixés à la four percutanées postes ci-dessus et en dessous du site d&#39;incision pour exposer la zone de la colonne vertébrale qui a subi une laminectomie. 6. Ouverture Dural À l&#39;aide d&#39;un outil dentaire Woodson et une lame 11, une incision est faite 2,5 cm à travers la dure-mère, l&#39;exposition de la moelle épinière. La dure-mère est réfléchie à partir de la couche de fil de suture à l&#39;aide piale Nurolon 4-0 et solidaire de la musculature paravertébrale profonde. Galettes chirurgicaux sont placés dans les extrêmes rostrale et caudale de l&#39;ouverture. Ceux-ci fournissent une barrière partielle au flux de liquide céphalo-rachidien et fournissent également une cible sûre pour les chirurgiens de placer ventouses sans endommager le cordon. Chez l&#39;homme, sous un grossissement de microscope chirurgical, la surface de la pie-mère est disséqué à ce stade. En raison de limitations techniques, cette procédure n&#39;est pas nécessaire ou réalisable chez les animaux. 7. Injections la moelle épinière et le déplacement latéral de la colonne vertébrale Derrick pour injection supplémentaires Immédiatement avant les injections, un bolus de méthylprednisolone (125 mg, IV) est donnée pour éviter le gonflement de la moelle épinière. À ce stade, le système ferroviaire plate-forme est fixée et les rails latéraux sont ajustés pour s&#39;adapter à la longueur appropriée. La gondole est Haut-chargés sur les barres 2 et le lecteur de Z est montée sur le joint de cardan. Ensuite, la canule chargé est placé sur le microdrive. En utilisant le joint de cardan sur la plate-forme de micro-injection, les angles frontal et sagittal sont ajustés pour garantir une trajectoire perpendiculaire à la surface des injections spinales suivre la mise en place de la canule. L&#39;aiguille est positionnée en conséquence médiane de la zone d&#39;entrée de la racine dorsale (DREZ). La DREZ est identifié sous loupe de grossissement 3.5X chirurgical et pénètre sur une trajectoire perpendiculaire à la surface de cordon en un point &lt;1 mm en dedans. Chez l&#39;homme, une IRM pré-opératoire fournit une base d&#39;évaluation of dimensions de la moelle épinière pour la planification opérationnelle. De plus, l&#39;épaisseur de la moelle épinière est mesurée pour déterminer la profondeur de la cible de la corne antérieure. La suspension est injectée à une profondeur de 4 mm à partir de contact piale. Une bride en matière plastique Ultem sert de butée sur la surface de pie pour empêcher l&#39;aiguille de faire avancer plus loin que désiré. Une fois la pointe de l&#39;aiguille est positionnée au niveau de la cible, le manchon extérieur rigide en métal est tiré vers le haut, en laissant le tube flexible exposée. Une fois l&#39;injection terminée, l&#39;aiguille est laissée en place pendant 1 min pour empêcher le reflux cellule vers le haut du tube canule d&#39;injection. Des précautions sont prises pour éviter vasculaire surface en ajustant légèrement le microdrive soit la latéralité ou rostro-caudale. Des saignements de sites de pénétration peut se produire. Lorsque le saignement est rencontrée par exemple, galettes de micro sont placés sur le site de ponction saignement et l&#39;aspiration est appliquée pour les élimine du sang hors de la canule Penetrtion du site et empêcher l&#39;accumulation dans la moelle. Cela permet de manière fiable pour le sang à coaguler. Cautérisation est évité car la pression directe. Après le retrait d&#39;aiguille, l&#39;appareil stéréotaxique est déplacé vers le site cible suivante le long de l&#39;axe rostro-caudal, séparés par 2 ou 4 mm ou au besoin pour éviter les vaisseaux sanguins visibles sur la surface dorsale de la moelle épinière. Ce processus est répété autant de fois qu&#39;il a proposé dans une étude donnée. 8. Canule flottant Une canule de perfusion personnalisé de petit diamètre est utilisé pour les injections. La canule est constituée d&#39;une aiguille de calibre 30-biseauté de longueur fixe relié à une jauge de 30-tubulure silastique souple de longueur variable. L&#39;extrémité distale est munie d&#39;une serrure luer Hamilton qui est relié à une pompe de micro-injecteur. Le tube proximal silastic est enveloppée dans un gabarit 24-canule externe rigide qui sièges sur l&#39;extrémité proximale de l&#39;aiguille d&#39;injection bride. Cette bride les deux siègesla canule extérieure et sert de butée de profondeur pour l&#39;aiguille d&#39;injection. Pour chaque injection, le volume approprié d&#39;une suspension thérapeutique est animé par une. L&#39;aide d&#39;un pré-calibré Minj-PD microinjecteur pompe (Tritech Research, Inc, Los Angeles, CA) à un taux de 5 pi par minute 9. Fermeture Une fois que toutes les injections ont été faites, le derrick épinière est doucement retirée et les incisions sont refermées en quatre couches. La dure-mère est fermé à l&#39;aide d&#39;un Nurolon 4,0 point, d&#39;une manière étanche à l&#39;eau. 0 suture Vicryl est utilisé pour la couche musculaire profonde. Fascia est ensuite fermé avec 0 suture Vicryl également de façon étanche. La couche dermique est finalement fermé avec 2,0 Vicryl, avec un point de fonctionnement. Fermeture de la peau est réalisée en utilisant un fil de suture en nylon 3-0. 10. Récupération et gestion de la douleur Les animaux sont extubé et surveillés pendant 2 h de récupération anesthésie suivant. Ensuite, les animaux sont transférés à l&#39;individu câges et contrôlés au moins une fois par jour pour la consommation alimentaire, la défécation, la miction et. Pour la gestion de la douleur, un timbre transdermique de fentanyl (75 mcg) est agrafé sur le dos des animaux pour trois jours de l&#39;analgésie postopératoire. En outre, la buprénorphine (0,05 mg / kg, BID, IM) peut également être accordée pour un maximum de trois jours après l&#39;intervention. 11. Résultats et conclusions représentatives Les observations cliniques et les comportements sont effectuées avant la chirurgie, puis enregistrées sur Jours 1 à 7 et chaque semaine jusqu&#39;à point d&#39;ancrage conformément à la conception de l&#39;étude. Données comportementales sont recueillies pour évaluer la morbidité neurologique tel que décrit précédemment 6. La fonction sensorielle est évaluée par la présence ou l&#39;absence d&#39;une réponse de retrait à un stimulus mécanique pour les orteils de membres antérieurs et postérieurs. La fonction motrice suit le score de Tarlov (tableau 1): 0 - Paralysie, aucun mouvement; 1 - tonus perceptibles dans les membres postérieurs, légère mOUVEMENT; 2 - Mouvement dans les membres postérieurs, mais incapable de rester assis ou debout; 3 - Aptitude à se tenir debout et marcher, mais ataxique et pour de courtes périodes; 4 - La récupération complète de la fonction motrice normale. La sécurité du procédé est déterminée par la capacité d&#39;un animal pour retourner au niveau de référence pré-opératoire. Des déficits neurologiques transitoires doivent la plupart du temps à résoudre entre post-opératoires jours 1 et 7, avec quelques variations selon les races des animaux et de la procédure (nombre d&#39;injections, entre autres paramètres). Morbidité permanente est définie par une durée de déficits neurologiques qui ne résolvent pas le temps de les animaux atteignent terminaison par défaut IACUC (Figure 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 est l&#39;inventeur de dispositifs permettant d&#39;injection sûr et précis de la moelle épinière humaine. Neuralstem, Inc a acheté une licence exclusive pour cette technologie. Dr Boulis reçu la part d&#39;une inventaires de ces frais, et possède les droits à des paiements de redevances pour la distribution de cette technologie. D&#39;autres auteurs n&#39;ont rien à révéler.

Malgré l&#39;approbation de procéder à la technique décrite chez l&#39;homme 7-9, questions cruciales restent sans réponse pour que les thérapies de la moelle épinière pour réussir. Une compréhension rigoureuse de tolérance de la moelle épinière à l&#39;injection intra-parenchymateux est nécessaire pour permettre la planification et l&#39;exécution d&#39;essais de développement de thérapies pour démyélinisante, dégénérative, traumatique et la maladie de la moelle épinière. À...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nom de l&#39;équipement </td><td> Entreprise </td><td> Numéro de catalogue </td><td> Commentaires (optionnel) </td></tr><tr><td> Derrick épinière </td><td> Neuralstem, Inc </td><td></td><td> Neuralstem, Inc a acheté une licence exclusive de cette technologie </td></tr><tr><td> Minj-PD pompe microinjecteur </td><td> Tritech Research, Inc </td><td></td><td> Personnalisées pour cette application spécifique </td></tr><tr><td> Canule flottant </td><td> Neuralstem, Inc </td><td></td><td> Spécialement conçu pour cette application spécifique </td></tr></tbody></table>

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

Il s&#39;agit d&#39;une description compacte visuelle d&#39;une combinaison de la technique chirurgicale et un dispositif pour la livraison de (génique et cellulaire) thérapies dans la moelle épinière. Bien que la technique est démontrée chez l&#39;animal, la procédure est approuvé par la FDA et est actuellement utilisé pour la greffe de cellules souches dans la moelle épinière des patients atteints de SLA. Alors que la FDA a reconnu preuve de principe des données sur l&#39;efficacité thérapeutique dans des modèles de rongeurs très caractérisés, l&#39;utilisation des animaux de grande taille est considérée comme essentielle pour valider la combinaison d&#39;une intervention chirurgicale, un dispositif, et la sécurité d&#39;un traitement définitif pour usage humain . La taille, l&#39;anatomie et la vulnérabilité générale de la colonne vertébrale et la moelle épinière des porcs sont reconnus afin de mieux modéliser l&#39;humain. En outre, le processus chirurgical de l&#39;exposition et la manipulation de la colonne vertébrale ainsi que la fermeture de la plaie chez le porc est pratiquement impossible de distinguer l&#39;humain. Nous croyons que le modèle de porc en bonne santé représente une critiquecal première étape dans l&#39;étude de la sécurité des procédés.

<table border="1"><tbody><tr><td colspan="2"> Score Tarlov </td></tr><tr><td> 0 </td><td> Paralysie, pas de mouvement </td></tr><tr><td> 1 </td><td> Tonus perceptibles dans les membres postérieurs, des mouvements légère </td></tr><tr><td> 2 </td><td> Mouvement dans les membres postérieurs, mais incapable de rester assis ou debout </td></tr><tr><td> 3 </td><td> Aptitude à se tenir debout et marcher, mais ataxique et pour de courtes périodes </td></tr><tr><td> 4</st...

Watch this Scientific Journal Video about Surgical Technique for Spinal Cord Delivery of Therapies: Demonstration of Procedure in Gottingen Minipigs at JoVE.com

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

Brève description visuelle de la technique chirurgicale et le dispositif utilisé pour la livraison de (génique et cellulaire) thérapies dans la moelle épinière. La technique est démontrée chez l&#39;animal, mais est entièrement traduisible et est actuellement utilisé pour une application humaine.

Technique chirurgicale pour la livraison de la moelle épinière des thérapies: Démonstration de procédure à Göttingen miniporcs

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 vues.  Emory University. Brève description visuelle de la technique chirurgicale et le dispositif utilisé pour la livraison de (génique et cellulaire) thérapies dans la moelle épinière. La technique est démontrée chez l'animal, mais est entièrement traduisible et est actuellement utilisé pour une application humaine.

Vidéo: 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.

Aiguë et chronique Test tactile sensorielle après un traumatisme médullaire chez le rat

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

Recherche

Médecine

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 modèle de contusion de graves lésions de la moelle épinière chez les rats

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.

Contrôlée corticale modèle d&#39;impact pour 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, ...

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 système de radio-télémétrique de surveiller la fonction cardiovasculaire chez le rat avec la moelle épinière Transection et embryonnaires souches neurales greffes cellulaires

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).

Minimal intervention chirurgicale invasive d&#39;induire un infarctus du myocarde chez des souris

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.

Calibré Forceps modèle de compression de la moelle épinière des blessures

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 échographie amélioré pour l&#39;évaluation de la moelle épinière flux sanguin dans la partie expérimentale Traumatisme médullaire

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.

L&#39;approche de la souris ronde-fenêtre pour ototoxiques Delivery Agent: Un rapide et fiable Technique d&#39;incitation à Cochlear dégénérescence cellulaire

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 nouveau-né de la moelle épinière de souris Compression Modèle de lésion

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.

Évaluation de la réserve de flux coronaire après la réperfusion d'ischémie myocardique chez les rats

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