ברצוננו להודות גם חבר המשלחת וקרן Gillson-Longenbaugh למתן כספים עבור פרויקט זה. אנחנו רוצים גם להודות לד&quot;ר קתרין אמברוז עצה קריטית שלה שימוש בציוד שלה DXA. לבסוף, ברצוננו להודות לד&quot;ר קאורי אונו, החוג לביולוגיה אינטגרטיבית לפרמקולוגיה, לקבלת הצעות אותה בניתוח עצם DXA הירך.

<ol>
	<li>Jiang, S. D., Jiang, L. S., Dai, L. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+osteoporosis+in+spinal+cord+injury.">Mechanisms of osteoporosis in spinal cord injury.</a> Clin. Endocrinol. (Oxford). 65, 555-565 (2006).</li><li>Uebelhart, D., Demiaux-Domenech, B., Roth, M., Chantraine, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bone+metabolism+in+spinal+cord+injured+individuals+and+in+others+who+have+prolonged+immobilisation.+A+review.">Bone metabolism in spinal cord injured individuals and in others who have prolonged immobilisation. A review.</a> Paraplegia. 33, 669-673 (1995).</li><li>Elefteriou, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+signaling+and+the+regulation+of+bone+remodeling.">Neuronal signaling and the regulation of bone remodeling.</a> Cell. Mol. Life. Sci. 62, 2339-2349 (2005).</li><li>Finsen, V., Indredavik, B., Fougner, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bone+mineral+and+hormone+status+in+paraplegics.">Bone mineral and hormone status in paraplegics.</a> Paraplegia. 30, 343-347 (1992).</li><li>Sugawara, H., Linsenmeyer, T. A., Beam, H., Parsons, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+properties+of+bone+in+a+paraplegic+rat+model.">Mechanical properties of bone in a paraplegic rat model.</a> J. Spinal. Cord. Med. 21, 302-308 (1998).</li><li>Kiratli, B. J., Smith, A. E., Nauenberg, T., Kallfelz, C. F., Perkash, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bone+mineral+and+geometric+changes+through+the+femur+with+immobilization+due+to+spinal+cord+injury.">Bone mineral and geometric changes through the femur with immobilization due to spinal cord injury.</a> J. Rehabil. Res. Dev. 37, 225-233 (2000).</li><li>Shen, J., Fan, L., Yang, J., Shen, A. G., Hu, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+longitudinal+Raman+microspectroscopic+study+of+osteoporosis+induced+by+spinal+cord+injury.">A longitudinal Raman microspectroscopic study of osteoporosis induced by spinal cord injury.</a> Osteoporos. Int. 21, 81-87 (2010).</li><li>Guertin, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+technological+platform+to+optimize+combinatorial+treatment+design+and+discovery+for+chronic+spinal+cord+injury.">A technological platform to optimize combinatorial treatment design and discovery for chronic spinal cord injury.</a> J. Neurosci. Res. 86, 3039-3051 (2008).</li><li>Picard, S., Lapointe, N. P., Brown, J. P., Guertin, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Histomorphometric+and+densitometric+changes+in+the+femora+of+spinal+cord+transected+mice.">Histomorphometric and densitometric changes in the femora of spinal cord transected mice.</a> Anat. Rec. (Hoboken). 291, 303-307 (2008).</li><li>Kuhn, P. L., Wrathall, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mouse+model+of+graded+contusive+spinal+cord+injury.">A mouse model of graded contusive spinal cord injury.</a> J. Neurotrauma. 15, 125-140 (1998).</li><li>Tsujio, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=mineral+analysis+through+dual+energy+X-ray+absorptiometry+in+laboratory+animals.">mineral analysis through dual energy X-ray absorptiometry in laboratory animals.</a> J. Vet. Med. Sci. 71, 1493-1497 (2009).</li></ol>

אין ניגודי אינטרסים הכריז.

מחקר זה מציג רומן, פולשני שיטה להערכת שינויים בצפיפות בתוך עצמות אדם (tibiae ואת עצמות הירך) longitudinally, בתוך קבוצה אחת של עכברים, באמצעות IVIS Caliper לומינה XR מערכת הדמיה. SCI המיוצר ירידה בצפיפות העצם בשתי עצמות הירך לבין tibiae כאשר חקרו בתוך קבוצה אחת של spinally-transected העכברים לאורך תקופה assay 40 יום לעומת גיל בהתאמה, וללא כל פגע עכברים שליטה. התוצאות שלנו ב הירך אושרו, שלאחר המוות, באמצעות DXA, טוען כי הבקשה של מכשירים Caliper IVIS לומינה XR יכול לשמש ככלי מדידה רגיש כדי להעריך את ההשפעות לטווח ארוך ומתקדמת של SCI על איבוד מסת העצם . אחד היתרונות הפוטנציאליים החוקרים באמצעות מערכת זו היא היכולת longitudinally לעקוב אחר התפתחות של שינויים פתולוגיים בעצמות הגפיים האחוריות של בעלי החיים לאחר SCI. היכולת להעריך קבוצה אחת על פני תקופות זמן מספק רחוביתרונות rong לחוקר במונחים של: 1) העלויות הכרוכות ברכישת חיות סיעודי. במקום מחקר הדורשים מספר רב של בעלי חיים כי צריך להקריב בנקודות זמן ספציפיות על מנת להעריך שינויים תלויי זמן, תוצאות אלו פתולוגי ניתן בעקבות בתוך קבוצה זאת על פני תקופה כי באותו זמן, 2) שונות: בנוסף השוואה עם קבוצות בקרה, תוצאות שנוצר בתוך הדור יחיד של נושאים נפצעו ניתן להעריך ולהשוות בין נקודות זמן החיות אותו לאורך כל היקף המחקר, שוב, הפחתת שתי השתנות פנים בעלי חיים, כמו גם את הצורך גדול קבוצות של נושאים ניסיוני. בעוד IVIS Caliper לומינה XR סיפקו לנו מידע חשוב האורך לגבי התפתחות אוסטאופורוזיס SCI-Induced, קיימות מגבלות שיש לשקול: 1) בעוד פלטפורמה זו אפשרה לנו ליצור ברזולוציה גבוהה רנטגן datבעצמות הגפיים האחוריות של עכברים לאחר SCI, השירות שלה עשוי להיות מוגבל מכרסמים קטנים כגון עכברים. הגובה נושא המרבי המותר בתוך XR לומינה הוא 2.8 ס&quot;מ. כל דבר מעל גובה שלא ניתן צילמו בהצלחה באמצעות רכיב ה-X של XR לומינה. בידיים שלנו, זה מנע את היכולת שלנו ללמוד חולדות במשקל 200-250 גרם. אמנם ייתכן שניתן חולדות תמונה תחת טווח זה משקל או מכרסמים אחרים, כגון אוגרים או גרבילים, זה יחייב בדיקות נוספות על ידי PI. 2) Joint אוריינטציה. זה קריטי, כי החוקר בקפידה לסדר את אברים באוריינטציה לשחזור בקלות שיאפשר השוואה מוצלחת בין הפגישות הדמיה. סטנדרטיזציה של מיקום האיבר יאפשר החוקר להפיק וליישם סטנדרטית של ROI כי ניתן לשמור ו מיושם על שני נושאים וזמן. בסך הכל, אנו מאמינים כי IVIS לומינה XR מספק פלטפורמה מצוינת שבה המודלהתפתחות אוסטאופורוזיס SCI תלויי בעכברים. היכולת ללמוד איבוד מסת העצם longitudinally בתוך הדור עכבר זהה יאפשר לנו: 1) להבין טוב יותר את האופי הזמני של איבוד מסת העצם ואת איבוד מינרלים לאחר SCI, 2) לקבוע אם שינויים אלה לייצב לאורך זמן, 3) לחקור, עם הזמינות של שני קווי עכבר מהונדס null, את היכולת ללמוד את המנגנונים המולקולריים שבבסיס אלה שינויים פתולוגיים בצורה רדוקציוניסטית, ו 4) ייתכן מאוד את היתרון החשוב ביותר, מתחילים לבדוק התערבויות הרומן נועד גם למנוע התפתחות של אוסטאופורוזיס בשלבים המוקדמים הפציעה, או להפוך שינויים כאלה פעם אוסטאופורוזיס כבר פיתח. לבסוף, XR לומינה, בנוסף לספק פוטנציאל מעולה הדמיה רנטגן, יכול לשמש גם כדי ללמוד הן אותות bioluminescent ו ניאון בעלי חיים. אפשר בקלות לדמיין שילוב שיטות אחרות המוצעות בתוך המערכת הזאת להסתכל מולtitude של הגורמים הקובעים הדינמיקה עצם מכניסטי הבאים SCI או כל מחלה אחרת בתהליך המביא לאוסטיאופורוזיס.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><th> שם מגיב </th><th> חברה </th><th> מספר קטלוגי </th><th> תגובות </th></tr><tr><td> Beuthanasia </td><td> שיין באטלר בעלי חיים בריאות </td><td> 001848 </td><td></td></tr><tr><td> Ketathesia (קטמין Hydrochloride) </td><td> שיין באטלר בעלי חיים בריאות </td><td> 023061 </td><td></td></tr><tr><td> Xylazine </td><td> שיין באטלר בעלי חיים בריאות </td><td> 037849 </td><td></td></tr><tr><td> Bupivicaine </td><td> שיין באטלר בעלי חיים בריאות </td><td> 021801 </td><td></td></tr><tr><td> Gelfoam; 7mm </td><td> פישר סיינטיפיק </td><td> NC0085178 </td><td> כדי לקדם במהלך hemostasis ניתוח </td></tr><tr><td> IVIS לומינה XR </td><td> Caliper מדעי החיים </td><td> 135400 </td><td></td></tr><tr><td> ZFOV, 2.5 השדה ס&quot;מ נוף עדשה </td><td> Caliper מדעי החיים </td><td> 127285 </td><td> הכרחי אלליצור גבוה הגדלה רנטגן תמונות של העצם מבנה </td></tr><tr><td> QDR עצם צפיפות </td><td> Hologic </td><td></td><td> הדגם כבר לא בשימוש הייצור </td></tr></tbody></table>

longitudinal evaluation of mouse hind limb bone loss after spinal cord injury using novel, in vivo, methodology

פגיעה בחוט השדרה (SCI) מלווה לעתים קרובות באזורים sublesional של האגן ואת הגפיים התחתונות על ידי אוסטאופורוזיס, המוביל תדירות גבוהה יותר של שברים 1. כמו שברים אלה לעיתים קרובות מופיעות באזורים שאיבדו את התפקוד החושי הרגיל, החולה נמצא בסיכון גדול יותר של פתולוגיות שבר תלויי, כולל מוות. SCI תלויי אובדן צפיפות העצם הן (BMD, גרם / ס&quot;מ 2) ו המינרלים בעצמות תוכן (BMC, גרם) יוחסה חוסר שימוש מכני 2, 3 סוטה איתות עצבי ושינויים הורמונליים 4. השימוש במודלים של מכרסמים אוסטאופורוזיס SCI-Induced יכולים לספק מידע רב ערך לגבי המנגנונים שבבסיס התפתחות אוסטאופורוזיס הבאים SCI כמו גם סביבת בדיקה עבור הדור של טיפולים חדשים 5-7 (ו הנסקרת ב 8). מודלים עכבר של SCI הם עניין רב כפי שהם היתר הגישה הרדוקציוניסטית אל ba-מנגנוןsed הערכה באמצעות העכברים הטרנסגניים בטלה. בעוד מודלים כגון סיפקו נתונים חשובים, עדיין יש צורך, שיטות מינימלית פולשנית ואמינה, לשחזור, וכמותיים בקביעת מידת איבוד מסת העצם הבא SCI, במיוחד לאורך זמן בתוך קבוצה זהה של חיות הניסוי, כדי לשפר את האבחון , שיטות טיפול, ו / או מניעת אוסטאופורוזיס SCI-Induced. שיטה אידיאלי למדידת צפיפות העצם אצל מכרסמים תאפשר חשיפות מרובות, רציפים (לאורך זמן) אל רמות נמוכות של קרינת רנטגן. מחקר זה מתאר את השימוש בסורק שלמה חיה חדשה, IVIS לומינה XR (Caliper מכשירים), שניתן להשתמש בהם כדי לספק אנרגיה נמוכה (1-3 milligray (mGy)) ברזולוציה גבוהה, בהגדלה גבוהה רנטגן תמונות של עצמות הגפיים האחוריות בעכבר לאורך זמן לאחר SCI. אובדן משמעותי בצפיפות העצם נצפתה tibiae של עכברים על ידי 10 ימים לאחר חיתוך רוחב השדרה בהשוואה מלאה וללא כל פגע גיל בהתאמה, (נאיבי) עכברים (13% ירידה, p &lt;0.0005). אובדן צפיפות העצם בעצם הירך הדיסטלית גם לזיהוי על ידי 10 יום שלאחר SCI, בעוד הפסד של צפיפות עצם הירך הפרוקסימלית, לא היה ניתן לגילוי עד 40 ימים שלאחר פציעה (ירידה של 7%, p &lt;0.05). SCI תלויי אובדן צפיפות עצם הירך עכבר אושרה שלאחר המוות באמצעות Dual-X-ray אנרגיה (DXA) absorptiometry, את &quot;תקן הזהב&quot; הנוכחי עבור מדידות צפיפות העצם. אנו מזהים אובדן 12% BMC את עצמות הירך של עכברים ב 40 יום שלאחר SCI באמצעות IVIS לומינה XR. זאת, לעומת לטובה עם הפסד BMC שדווח בעבר של 13.5% על ידי פיקארד וחבריו שנהגו ניתוח DXA על העכבר עצמות הירך שלאחר המוות 30 הימים שלאחר SCI 9. התוצאות שלנו מראים כי IVIS לומינה XR מספק רומן, שיטה high-resolution/high-magnification לביצוע לטווח ארוך, מידות האורך של איבר האחוריות צפיפות העצם עכבר הבאה SCI.

Watch this Scientific Journal Video about Longitudinal Evaluation of Mouse Hind Limb Bone Loss After Spinal Cord Injury using Novel, in vivo, Methodology at JoVE.com

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

בדיקת האורך של איבוד מסת העצם של עצמות הירך לבין tibiae של עכברים בוגרים בוצעה בעקבות פגיעה בחוט השדרה באמצעות רציפים במינון נמוך רנטגן סורק. אובדן העצם Tibia זוהה לאורך כל תקופת המחקר, תוך איבוד מסת העצם בעצם הירך לא זוהה עד 40 ימים שלאחר הפציעה.

הערכת אורך של עכבר הינד איבוד מסת העצם לימב לאחר פגיעה בחוט השדרה באמצעות רומן, In vivo מתודולוגיה

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

longitudinal-evaluation-mouse-hind-limb-bone-loss-after-spinal-cord

Research

JoVE Journal

Medicine

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

15.0K Views.  University of Texas Health Science Center at Houston. בדיקת האורך של איבוד מסת העצם של עצמות הירך לבין tibiae של עכברים בוגרים בוצעה בעקבות פגיעה בחוט השדרה באמצעות רציפים במינון נמוך רנטגן סורק. אובדן העצם Tibia זוהה לאורך כל תקופת המחקר, תוך איבוד מסת העצם בעצם הירך לא זוהה עד 40 ימים שלאחר הפציעה.

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

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.

אקוטי וכרוני בדיקה חושי טקטילי לאחר פגיעה בחוט השדרה של חולדות

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

Controlled Cervical Laceration Injury in Mice

Use of genetically modified mice enhances our understanding of molecular mechanisms underlying several neurological disorders such as a spinal cord injury (SCI). Freehand manual control used to produce a laceration model of SCI creates inconsistent injuries often associated with a crush or contusion component and, therefore, a novel technique was developed. Our model of cervical laceration SCI has resolved inherent difficulties with the freehand method by incorporating 1) cervical vertebral stabilization by vertebral facet fixation, 2) enhanced spinal cord exposure, and 3) creation of a reproducible laceration of the spinal cord using an oscillating blade with an accuracy of &plusmn;0.01 mm in depth without associated contusion. Compared to the standard methods of creating a SCI laceration such as freehand use of a scalpel or scissors, our method has produced a consistent lesion. This method is useful for studies on axonal regeneration of corticospinal, rubrospinal, and dorsal ascending tracts.

A novel technique to create a reproducible in vivo model of cervical spinal cord laceration injury in the mouse is described. This technique is based on spine stabilization by fixation of the cervical facets and laceration of the spinal cord using an oscillating blade with an accuracy of &plusmn;0.01 mm.

פגיעה קריעת צוואר הרחם מבוקרת בעכברים

Use of genetically modified mice enhances our  understanding of molecular mechanisms underlying several neurological disorders  such as a spinal cord ...

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.

דגם חבורה של פגיעה בחוט השדרה חמורה בחולדות

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

A Novel Vertebral Stabilization Method for Producing  Contusive Spinal Cord Injury

Clinically-relevant animal cervical spinal cord injury (SCI) models are essential for developing and testing potential therapies; however, producing reliable cervical SCI is difficult due to lack of satisfactory methods of vertebral stabilization. The conventional method to stabilize the spine is to suspend the rostral and caudal cervical spine via clamps attached to cervical spinous processes. &#160;However, this method of stabilization fails to prevent tissue yielding during the contusion as the cervical spinal processes are too short to be effectively secured by the clamps (Figure 1). &#160;Here we introduce a new method to completely stabilize the cervical vertebra at the same level of the impact injury. &#160;This method effectively minimizes movement of the spinal column at the site of impact, which greatly improves the production of consistent SCIs. &#160;We provide visual description of the equipment (Figure 2-4), methods, and a step-by-step protocol for the stabilization of the cervical 5 vertebra (C5) of adult rats, to perform laminectomy (Figure 5) and produce a contusive SCI thereafter. &#160;Although we only demonstrate a cervical hemi-contusion using the NYU/MASCIS impactor device, this vertebral stabilization technique can be applied to other regions of the spinal cord, or be adapted to other SCI devices. &#160;Improving spinal cord exposure and fixation through vertebral stabilization may be valuable for producing consistent and reliable injuries to the spinal cord. &#160;This vertebral stabilization method can also be used for stereotactic injections of cells and tracers, and for imaging using two-photon microscopy in various neurobiological studies.

Vertebral stabilization is necessary for minimizing variability, and for producing consistent experimental spinal cord injuries.&#160; Using a customized stabilizing apparatus in conjunction with the NYU/MASCIS impactor device, we have demonstrated here the proper equipment and procedure for generating reproducible hemi-contusive cervical (C5) spinal cord injuries in adult rats.

ייצוב שיטה חדש להפקת חוליות פגיעה בחוט השדרה Contusive

Clinically-relevant animal cervical spinal cord injury (SCI) models are essential for developing and testing potential therapies; however, producing ...

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

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

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

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

הערכה של הפעלת שרירים נשימה בעזרת נשימה בקרת מנוע הערכה (RMCA) אצל אנשים עם פגיעה בחוט השדרה כרונית

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

In vivo Macrophage Imaging Using MR Targeted Contrast Agent for Longitudinal Evaluation of Septic Arthritis

Macrophages are key-cells in the initiation, the development and the regulation of the inflammatory response to bacterial infection. Macrophages are intensively and increasingly recruited in septic joints from the early phases of infection and the infiltration is supposed to regress once efficient removal of the pathogens is obtained. The ability to identify in vivo macrophage activity in an infected joint can therefore provide two main applications: early detection of acute synovitis and monitoring of therapy.
In vivo noninvasive detection of macrophages can be performed with magnetic resonance imaging using iron nanoparticles such as ultrasmall superparamagnetic iron oxide (USPIO). After intravascular or intraarticular administration, USPIO are specifically phagocytized by activated macrophages, and, due to their magnetic properties, induce signal changes in tissues presenting macrophage infiltration. A quantitative evaluation of the infiltrate is feasible, as the area with signal loss (number of dark pixels) observed on gradient echo MR images after particles injection is correlated with the amount of iron within the tissue and therefore reflects the number of USPIO-loaded cells.
We present here a protocol to perform macrophage imaging using USPIO-enhanced MR imaging in an animal model of septic arthritis, allowing an initial and longitudinal in vivo noninvasive evaluation of macrophages infiltration and an assessment of therapy action.

In vivo Macrophage Imaging Using MR Targeted Contrast Agent for Longitudinal Evaluation of Septic Arthritis

We demonstrate how to perform macrophage MR imaging using ultrasmall superparamagnetic contrast agent (USPIO) in septic arthritis, allowing an initial and longitudinal in vivo non-invasive evaluation of macrophages infiltration and an assessment of therapy efficacy.

In vivo Macrophage ההדמיה באמצעות חומר ניגוד ממוקד MR להערכת אורך של דלקת מפרקים ספיגה

Macrophages are key-cells in the initiation, the development and the regulation of the inflammatory response to bacterial infection. Macrophages are ...

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.

השפעת דגם קליפת המוח מבוקר לפגיעה מוחית טראומטית

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.

מערכת רדיו-telemetric לפקח פונקצית לב וכלי דם אצל חולדות עם חוט השדרה חיתוך רוחב ועוברי גזע עצבי שתלי סלולארי

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

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.

מכויל דגם מלקחיים של חוט השדרה דחיסת פגיעה

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.

השווה אולטראסאונד הדמיה משופרת להערכה של חוט השדרה זרימת דם בפגיעה בחוט השדרה הניסויית

Reduced spinal cord blood flow (SCBF) (i.e., ischemia) plays a key role in traumatic spinal cord injury (SCI) pathophysiology and is accordingly an ...