אנו מודים לחטיבת אוניברסיטת האמורי בצוות בעלי חי משאבים לטיפול וטרינרים. מקורות מימון כוללים: ALS אגודה, משרד ההגנה, וNeuralstem, Inc

1. שימוש בבעלי חיים נהלים הפגינו הסכם אושרו על ידי הטיפול באוניברסיטת האמורי המוסדי בעלי חיים והשתמשו ועדה (IACUC). minipigs הנשי גטינגן במשקל ק&quot;ג בערך 15-20 משמשים. 2. הרדמה בעלי חיים צמו כ 12 שעות לפני הניתוח. הרגעת בעלי חיים ואינדוקצית הרדמה מורכבת מקוקטייל של השריר קטמין (35 מ&quot;ג / ק&quot;ג), Acepromazine (1.1 מ&quot;ג / ק&quot;ג), ואטרופין (0.04 מ&quot;ג / ק&quot;ג). בעלי חיים אז הם מחוברים לצינורות ושמרו על חמצן ו% הרדמה כללית isoflurane 1-3. בשלב זה, הגב והראש של כל חיתו מגולח. עומק ההרדמה מבוקר על ידי צוות הווטרינרים. היעדרם של רפלקסים interdigital, קרנית וpalpebral, כמו גם קצב לב ונשימה, oximetry הדופק, לחץ דם ישיר / עקיף, מדידות סוף גאות פחמן דו חמצני, וטונוס שרירים / תגובה לגירוי מזיק משמשים לניטור עומק<html> של הרדמה. 3. מיקום בעלי החיים נלקחים לחדר הניתוח ולהציב לתוך אפרקדן על מנהג מסגרת שנועד לחקות את מיצוב חולים על שולחן ניתוחים בעמוד שדרת ג&#39;קסון. המסגרת מנצלת מתלים מתכווננים שנמצאים מתחת לחזה והאגן של בעלי החיים, המאפשר הבטן לתלות חופשיה, ולכן צמצום לחץ על שרירי הבטן והחזה ודימום ורידי אפידורל סוגר (איור 1). המסגרת מספקת גם קיבוע חיצוני של עמוד השדרה להליך 1. בנוסף, בעלי חיים מונחים על כרית מחוממת מחדש השאלה כדי לשמור על טמפרטורת גוף ווריד אוזן שולית צינתור לממשל נוזל וכל משלוח סמי צורך במהלך ניתוח. לבסוף, את שדה הניתוח הוא prepped עם פתרון Chlorhexadine או פולידין ואלכוהול ווילאות כירורגיות מונחים על שדה הניתוח. le &quot;&gt; 4. Laminectomy כ 10-15 סנטימטר חתך בעור מתבצע ושרירי paraspinal נתח את עמוד השדרה בילטרלי. בשלב בא, laminectomy הגבה רב ברמה מתבצע. תהליכי lamina וspinous של שמעליה שלוש חוליות C3-C5 או L2-L4 מגזרים יוסרו באמצעות rongeurs ומקדח כירורגים. 5. מיקום של דריק השדרה אנו קוראים דריק שדרת המכשיר המיועד למשלוח של גן (ותא) טיפולים ל2-5 חוט השדרה. דיון מפורט על העיצוב והאבולוציה של מכשיר זה ניתן למצוא בריילי et al., 2011. 4 כדי לאבטח את המכשיר למטופל, הודעות percutaneous מוצבות דרך חתכים בעור 1cm מעל ומתחת לחתך הראשוני ורכובות על lamina מעל ומתחת לחתך הראשוני. בשלב בא, 2 מפשק משולב מצורפים לחצur percutaneous הודעות מעל ומתחת לאתר החתך כדי לחשוף את האזור של עמוד השדרה שעברה laminectomy. 6. פתיחת Dural בעזרת כלי שיניים וודסון 11 להב, חתך 2.5 סמ נעשה באמצעות הדורה, חושף את חוט השדרה. הדורה משתקפת משכבת ​​pial באמצעות תפר Nurolon 4-0 והבטיחה לשרירי paraspinal העמוקים. קציצות כירורגים ממוקמות בקצוות המקוריים וזנב של הפתיחה. אלה מספקים מחסום חלקי לזרימת נוזל המוח ושדרה וגם מספקים יעד בטוח למנתחים למקום פרייר מבלי לפגוע בכבל. בבני אדם, בהגדלת מיקרוסקופ כירורגי, משטח pial מנותח בשלב זה. בשל מגבלות טכניות, הליך זה אינו נדרש או ריאלי בבעלי חיים. 7. זריקות חוט שדרה ותזוזה לרוחב של דריק השדרה להזרקה נוספתשל מייד לפני זריקות, בולוס של מתילפרהדניזולון (125 מ&quot;ג, IV) ניתן למניעת נפיחות חוט שדרה. בשלב זה, מערכת רכבות הפלטפורמה מצורפת ואת המעקות מותאמים לייחס האורך המתאים. גונדולה היא עליונים הועמס על 2 ברים וכונן Z הוא רכוב על המפרק האוניברסלי. בשלב בא, הצינורית הטעונה מונחת על Microdrive. שימוש המשותף האוניברסלית על פלטפורמת microinjection, זוויות העטרה וsagittal מותאמים כדי להבטיח מסלול מאונך למשטח של זריקות השדרה בעקבות המיקום של הצינורית. המחט ממוקמת בהתאם המדיאלי לאזור כניסת השורש הגבה (DREZ). DREZ מזוהה תחת זכוכית מגדלת גדלת 3.5x כירורגית וחדר במסלול מאונך למשטח החוט בנקודה &lt;1 מ&quot;מ מדיאלית. בבני אדם, MRI טרום ניתוחי מספק בסיס הערכת of ממדי חוט שדרה לתכנון אופרטיבי. יתר על כן, בעובי של חוט השדרה נמדד כדי לקבוע את עומק המטרה של הקרן הבטנית. ההשעיה הוא החדיר בעומק של 4 מ&quot;מ ממגע pial. מקורב עשוי מפלסטיק Ultem משמש כפקק על פני שטח פיא למנוע את המחט מהקידום עמוק יותר מרצוי. ברגע שקצה המחט ממוקם ביעד, שרוול החיצוני מהמתכת הקשה הוא כלפי מעלה, ומשאיר את הצינור הגמיש חשוף. לאחר ההזרקה הושלמה, המחט להישאר במקום במשך דקות נוספות 1 כדי למנוע ריפלוקס הנייד את מערכת הזרקת הצינורית. טיפול נלקח כדי למנוע vasculature פני שטח על ידי התאמת microdrive או laterality או rostro-caudally מעט. דימום החלק מאתרי חדירה עלול להתרחש. כאשר דימום כזה הוא נתקל, קציצות מייקר ממוקמות מעל האתר לנקב דימום ויניקה מוחלת להם פתיל דם מצינורית penetrאתר ation ולמנוע הצטברות בכבל. זה אמין מאפשר לדם כדי להקריש. כווייה היא להימנע ככל הוא לחץ ישיר. לאחר הסרת מחט, מנגנון stereotaxic הוא עבר לאתר היעד הבא לאורך ציר rostro-הזנב, מופרד על ידי 2 או 4 מ&quot;מ או כדרוש כדי להימנע מכלי דם נראו על פני השטח הגבי של חוט שדרה. תהליך זה חוזר על עצמו פעמים רבות ככפי שהוצע במחקר נתון. 8. קנייה צפה צינורית עירוי מנהג הקוטר צר משמשת לזריקות. הצינורית מורכבת ממחט קטומה 30-מד של אורך קבוע מחובר לצינורות גמישים 30-silastic מד באורך משתנה. סוף דיסטלי מצויד במנעול המילטון luer המחובר למשאבת microinjector. צינורות silastic הפרוקסימלי הוא ensheathed בתוך צינורית חיצונית נוקשה 24 מד המושבים בסוף הפרוקסימלי של מקורבות מחט הזריקה. מקורב זה שני המושביםצינורית והחיצונית משמשת כתחנה לעומק את המזרק. לכל הזרקה, הנפח המתאים של השעיה טיפולית הוא החדיר ידי שימוש מראש מכוילת-MINJ-PD microINJECTOR משאבה (Tritech Research, Inc, לוס אנג&#39;לס, קליפורניה) בשיעור של 5 μl לדקה. 9. סגירה ברגע שכל הזריקות נעשו, דריק השדרה הוסר בעדינות והחתכים סגורים בארבע שכבות. הדורה סגורה באמצעות 4.0 Nurolon תפר, בצורה אטומה למים. תפר 0 Vicryl משמש לשכבת שרירים העמוקה. אז fascia סגור עם תפרי 0 Vicryl גם באופנה אטומה למים. שכבת הדרמיס היא סגרה לבסוף עם 2.0 Vicryl, עם תפר פועל. סגירת עור הושלמה באמצעות תפרי ניילון 3-0. 10. התאוששות וטיפול בכאב בעלי חיים והפיקוח extubated להתאוששות הרדמה הבאה 2 שעות. בשלב הבא, בעלי חיים הועברו לג פרטגילים ומעקב לפחות פעם ביום לצריכת מזון, עשיית צרכימים, והשתנה. לניהול כאב, מדבקת פנטניל דרך עור (75 ק&quot;ג) היא משודכת על גבם של בעלי החיים לשלושה ימים של כאבים שלאחר הניתוח. בנוסף, עצירות (0.05 מ&quot;ג / ק&quot;ג, BID, IM) יכולות גם תינתננה לתקופה של עד שלושה ימים לאחר הניתוח. 11. תוצאות ותוצאות מייצגות תצפיות קליניות והתנהגות מבוצעות לפני ניתוח ולאחר מכן נרשמו בימים 1 עד 7 ועד נקודת סיום שבועי על פי תכנון המחקר. נתוני התנהגות נאספים להעריך תחלואת נוירולוגית כפי שתוארו בעבר 6. תפקוד חושי מוערך על ידי נוכחות או היעדר של תגובה לגירוי מכאני נסיגה עד בוהן גפיים קדמיים ואחוריים. תפקוד מוטורי כדלקמן ניקוד Tarlov (טבלה 1): 0 - שיתוק, אין תנועה; 1 - הטונוס ניכר בגפיים האחוריים, מ &#39;קלovement; 2 - תנועה בגפיים האחוריים, אבל לא מסוגל לשבת או לעמוד, 3 - היכולת לעמוד וללכת אבל ataxic ולתקופות קצרות; 4 - התאוששות מלאה, תפקוד מוטורי נורמלי. בטיחות שבהליך זה נקבע על ידי יכולתו של בעל חיים כדי לחזור לנקודת התחלת טרום ניתוחית. גירעונות נוירולוגיות חולפים צריכים בעיקר לפתור בין ימים שלאחר ניתוח 1 ו 7, בשינויים קלים בהתאם לגזעים והנהלים של בעלי החיים (מספר הזריקות, בין פרמטרים אחרים). תחלואה קבועה מוגדרת על ידי גירעונות נוירולוגיות ארוכי טווח שלא ליישב בזמן בעלי חיים להגיע לנקודת סיום כברירת מחדל IACUC (איור 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>

ד&quot;ר וליס הוא הממציא של מכשירים כדי לאפשר הזרמה בטוחה ומדויקת של חוט השדרה של האדם. Neuralstem, Inc רכש רישיון בלעדי לטכנולוגיה זו. ד&quot;ר וליס קבל הנתח של invento של תשלום זה, ויש לו את הזכויות לתשלומי תמלוגים עבור הפצה של טכנולוגיה זו. מחברים אחרים אין לי מה לחשוף.

למרות אישור להמשיך בטכניקה המתוארת בבני אדם 7-9, שאלות קריטיות להישאר להיות ענו במטרה לטיפולים בעמוד שדרה כדי להצליח. הבנה קפדנית של סובלנות חוט שדרה להזרקת intraparenchymal נדרשת כדי לאפשר תכנון וביצוע הניסויים לפיתוח טיפולים לdemyelinating, ניוונית, ומחלות עמוד שדרה ט?...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם הציוד </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגים </td><td> תגובות (אופציונלי) </td></tr><tr><td> דריק שדרה </td><td> Neuralstem, Inc </td><td></td><td> Neuralstem, Inc רכשה רישיון בלעדי לטכנולוגיה זו </td></tr><tr><td> משאבת MINJ-PD Microinjector </td><td> Tritech Research, Inc </td><td></td><td> אישית עבור היישום הספציפי הזה </td></tr><tr><td> קנייה צפה </td><td> Neuralstem, Inc </td><td></td><td> מותאם במיוחד ליישום הספציפי הזה </td></tr></tbody></table>

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

זהו תיאור חזותי קומפקטי משילוב של טכניקה ומכשיר כירורגי למסירת גן (ותא) טיפולים לחוט השדרה. בעוד הטכניקה באה לידי ביטוי בחיים, הוא הליך ה-FDA אשר ומשמשת כיום להשתלת תאי גזע לתוך חוט השדרה של חולי ALS. למרות שה-FDA זיהה נתוני הוכחה של עיקרון על יעילות טיפולית במכרסמים אפיינו מאוד, השימוש בבעלי חיים גדולים נחשב קריטי עבור אימות שילוב של הליך כירורגי, והתקן, ואת הבטיחות של טיפול סופי לשימוש בבני אדם . הגודל, אנטומיה, והפגיעות כלליות של עמוד השדרה וחוט שדרה של החזירים מוכרים למודל טוב יותר האנושיים. יתר על כן, התהליך כירורגי של חשיפה ומניפולציה של עמוד השדרה, כמו גם לסגור את הפצע בחזיר אינו נבדל מהאדם. אנו מאמינים כי מודל החזיר הבריא מייצג critiהצעד הראשון cal במחקר של בטיחות פרוצדורלי.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td colspan="2"> ציון Tarlov </td></tr><tr><td> 0 </td><td> שיתוק, אין תנועה </td></tr><tr><td> 1 </td><td> טונוס ניכר בגפיים האחוריים, תנועה קלה </td></tr><tr><td> 2 </td><td> תנועה בגפיים האחוריים, אבל לא מסוגל לשבת או לעמוד </td></tr><tr><td> 3 </td><td> יכולת לעמוד וללכת אבל ataxic ולתקופות ק?...

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

תיאור חזותי קצר של הטכניקה והמכשיר הניתוחיים המשמשת לאספקה ​​(גן ותא) טיפולים לחוט השדרה. הטכניקה באה לידי ביטוי בחיים, אבל הוא לגמרי לתרגום וכרגע בשימוש עבור יישום אנושי.

טכניקה כירורגית למשלוח חוט שדרה של טיפולים: הפגנה של הנוהל בגטינגן 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 Views.  Emory University. תיאור חזותי קצר של הטכניקה והמכשיר הניתוחיים המשמשת לאספקה ​​(גן ותא) טיפולים לחוט השדרה. הטכניקה באה לידי ביטוי בחיים, אבל הוא לגמרי לתרגום וכרגע בשימוש עבור יישום אנושי.

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.

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 ...

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 ...

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 ...

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).

נוהל כירורגי זעיר פולשנית של גרימת אוטם שריר הלב בעכברים

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.

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 ...

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.

גישת העכבר עגול החלון לototoxic סוכן משלוח: מהיר וטכניקה אמינה גרימת ניוון תא שבלול

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.

חוט השדרה עכבר בילוד דגם פגיעה דחיסה

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.

הערכה של שמורת זרם כלילית לאחר איסכמיה אוטם שריר הלב Reperfusion בחולדות

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