עבודה זו נתמכה על ידי המכון הלאומי לבריאות [NS36350, NS52290, וNS50243 לX-MX]; מארי Hulman ג&#39;ורג &#39;קרן קרן; מדינת אינדיאנה; ולאומי למחקר שירות פרס רות ל &#39;Kirschstein (NRSA) 1F31NS071863 לCLW

1. חשיפה של צוואר הרחם השדרה הרבדים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את המשטח כירורגית עם 70% אתנול, חימם מראש עם כרית חימום. מכסה את פני השטח עם וילון ניתוח סטרילי לפני הצבת גזה סטרילית, צמר גפן, וכלים כירורגיים autoclaved באזור הניתוח. השתמש מעקר microbead עבור עיקור בין-ניתוח של כלים כירורגיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרדים את העכברוש עם קטמין (87.7 מ&quot;ג / קילוגרם) / xylazine (12.3 מ&quot;ג / קילוגרם) intraperitoneally (IP). המטוס התקין של הרדמה הוא הגיע כאשר החיה מפסיקה להגיב לגירוי קמצוץ הבוהן. תת עורי להזריק 0.01-0.05 מ&quot;ג / קילוגרם עצירות ו5 מ&quot;ג / קילוגרם carprofen לפני הליך כירורגי. עצירות אז צריכים להינתן בכל שעה 8-12 וcarprofen פעם ביום, ל4-7 הימים הראשונים שלאחר ניתוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל משחה מגן לעיניו של בעל החיים כדי למנוע התייבשות של קרנית במהלך ניתוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגלח את אזור הניתוח על הגבפני השטח של העכברוש מאזור אמצע החזה-לחלקו האחורי של הראש עם קוצץ. הסר פרווה מגולחת באמצעות ואקום מצויד במסנן HEPA. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל פתרון בבטאדין לאזור המגולח כלקרצף כירורגית לאחר מכן לנקות את האזור עם מגבוני אלכוהול איזופרופיל 70%. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בלהב סכין המנתחים לבצע חתך קו האמצע 3-4 סנטימטר בעור מהבסיס של הראש caudally עד אמצע חזה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זהה את קו האמצע של קדמי fascia ושרירים תת עורי לבלוטה לשנת החורף בצוואר התחתון; לחתוך את שריר הטרפז ושרירים אחרים לאורך קו האמצע כדי להפחית דימום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מצא את קו האמצע של שני אזורים של רקמת שומן שבבסיס השרירים; לחתוך את שרירי paraspinous caudally קפדנות לאורך קו האמצע, ושכבות שרירים נפרדות באמצעות מפשק רקמה קטן עד לרמה של T2 החזה הוא הגיע תהליך spinous. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לזהות וחתך את השרירים הקשורים לתהליך spinous T2 לנצל thiמבנה של כנקודת ציון אנטומיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את קצה הסחוס של תהליך spinous T2 כדי לשפר את הנראות של חוליות צוואר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפרד את שרירי paraspinal רוחבי מהתהליכים והרבדים של C4-T1 spinous; עם זאת, לחוס על השרירים המכסים על lamina C3 כדי למנוע דימום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותך את השרירים על הרבדים מC4-T1 רוחבי כלפי ההיבטים משני צידי עמוד השדרה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר רבדי השדרה חשופים, המקום חי על פני השטח הגחון שלה בערוץ בצורת U של המייצב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זהה את החוליה C5 על ידי ספירת תהליכי spinous rostrally מאתר T2 לT1, C7, C6, ולבסוף C5. </li></ol> 2. ייצוב החוליות וביצוע פגיעה ההשפעה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם את שתי זרועות פלדת אל-חלד של המייצב להשעות את בעלי החיים על ידי הצבת את הקצוות המשוננים של הנשק מתחת לLateraהיבטי l של C5-6 החוליות (איור 1 ג). לאחר הבטחת הנשק עם חוליות במקום (איור 2), להתאים את מנגנון הייצוב כדי להבטיח את עמוד השדרה הוא ברמה ומרוכזת. לבסוף, לנעול את הנשק על ידי הידוק הברגים של המייצב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותך את הרצועות בין תהליכי השדרה והרבדים בC4-5 וC5-6 לזהות את השוליים של lamina C5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש במייקרו-rongeur, קליפ משם חצי מlamina בצד הימין בC5 כמיועד לSCI (איור 5 ג-E). אחרי laminectomy, להעביר את החיה עם המייצב תחת מכשיר פציעה. אבטח את בעלי החיים יחד עם מייצב בהר (איור 3 א-ג) כדי ליישר בדיוק את הבוכנה על יעד חוט השדרה באמצעות מיקרו-מניפולטור לרוחב (איור 3). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בהגדלה גבוהה, לאתר את אזורי C5 ו C6 כניסת שורש הגבי (DREZs) על פני השטח בחוט השדרה הגבי החשוף ללא durotomy. כוון את הבוכנה באמצע שני DREZs המזוהה ובאמצע הדרך בין קו האמצע והקצה לרוחב של חוט השדרה (איור 5). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש במכשיר Impactor NYU / MASCIS עם קצה קוטר 2.5 מ&quot;מ (איור 3 א וב), לייצר חמי-חבלת C5 (איור 5 &amp; E) על ידי ירידה בגובה 10 מוט g x 12.5 מ&quot;מ (איור 2 א). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא הפגיעה חזותית על ידי חבורות על חוט השדרה (איור. 5E, חץ) ולבדוק את הפרמטרים פגיעה הניתנים על ידי התוכנה באוניברסיטת ניו יורק 12,17 (איור 6). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שרירי תפר ורקמות רכות עם תפר 4-0 vicryl סטרילי, אז לסגור את החתך בעור עם סיכות כירורגי (קליפים EZ). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל משחה אנטי-בקטריאלי לאתר כירורגית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נהל 5.0 מיליליטר של תת עורי מלוח 0.9% סטרילי לבעלי החיים לטיפול בהתייבשות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את החיה בחוםסביבת -controlled (הסירקולציה המחודשת padcage מים חם על כרית חימום)) עם מזון לח הניתן על המצעים (שינו יומי), ובקבוק מים עם זרבובית ארוכה לגישה קלה מונחת על הרצפה של הכלוב. לספק טיפול על מנת להבטיח התאוששות נאותה לפני החזרת בעלי החיים לכלוב בבית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> היות שמדובר בפציעה contusive צוואר רחם חד צדדית, בעלי החיים צפויים לאבד את הפונקציה של forelimb ipsilateral, זמנית, אשר מתחילה להתאושש בשבועות הראשונים לאחר פציעה. עם זאת, פונקציה הנגדית צריכה להישאר שלמה, ובכך בעלי החיים צריכים להיות מסוגלים לאכול ולשתות בלי ירידת ערך, ויש לי ירידת ערך קטין רק בתנועה וטיפוח. </li></ol>

<ol>
	<li>Noyes, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electromechanical+impactor+for+producing+experimental+spinal+cord+injury+in+animals.">Electromechanical impactor for producing experimental spinal cord injury in animals.</a> Med. Biol. Eng. Comput. 25 (3), 335-340 (1987).</li><li>Behrmann, D. L., Bresnahan, J. C., Beattie, M. S., Shah, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+cord+injury+produced+by+consistent+mechanical+displacement+of+the+cord+in+rats:+behavioral+and+histologic+analysis.">Spinal cord injury produced by consistent mechanical displacement of the cord in rats: behavioral and histologic analysis.</a> J. Neurotrauma. 9 (3), 197-217 (1992).</li><li>Stokes, B. T., Noyes, D. H., Behrmann, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+electromechanical+spinal+injury+technique+with+dynamic+sensitivity.">An electromechanical spinal injury technique with dynamic sensitivity.</a> J. Neurotrauma. 9 (3), 187-195 (1992).</li><li>Basso, D. M., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C., Anderson, D. K., Faden, A. I., Gruner, J. A., Holford, T. R., Hsu, C. Y., Noble, L. J., Nockels, R., Perot, P. L., Salzman, S. K., Young, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MASCIS+evaluation+of+open+field+locomotor+scores:+effects+of+experience+and+teamwork+on+reliability.+Multicenter+Animal+Spinal+Cord+Injury+Study.">MASCIS evaluation of open field locomotor scores: effects of experience and teamwork on reliability. Multicenter Animal Spinal Cord Injury Study.</a> J. Neurotrauma. 13 (7), 343-359 (1996).</li><li>Jakeman, L. B., Guan, Z., Wei, P., Ponnappan, R., Dzwonczyk, R., Popovich, P. G., Stokes, B. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Traumatic+spinal+cord+injury+produced+by+controlled+contusion+in+mouse.">Traumatic spinal cord injury produced by controlled contusion in mouse.</a> J. Neurotrauma. 17 (4), 299-319 (2000).</li><li>Young, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+cord+contusion+models.">Spinal cord contusion models.</a> Prog. Brain Res. 137, 231-255 (2002).</li><li>Ghasemlou, N., Kerr, B. J., David, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+displacement+and+impact+force+are+important+contributors+to+outcome+after+spinal+cord+contusion+injury.+Exp.+Neurol.">Tissue displacement and impact force are important contributors to outcome after spinal cord contusion injury. Exp. Neurol.</a> 196 (1), 9-17 (2005).</li><li>DeVivo, M. J., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trends+in+new+injuries,+prevalent+cases,+and+aging+with+spinal+cord+injury.">Trends in new injuries, prevalent cases, and aging with spinal cord injury.</a> Arch. Phys. Med. Rehabil. 92 (3), 332-338 (2011).</li><li>Onifer, S. M., Rodr&#237;guez, J. F., Santiago, D. I., Benitez, J. C., Kim, D. T., Brunschwig, J. P., Pacheco, J. T., Perrone, J. V., Llorente, O., Hesse, D. H., Martinez-Arizala, A. <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+injury+in+the+adult+rat:+assessment+of+forelimb+dysfunction.">Cervical spinal cord injury in the adult rat: assessment of forelimb dysfunction.</a> Restor Neurol Neurosci. 11 (4), 211-223 (1997).</li><li>Schrimsher, G. W., Reier, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Forelimb+motor+performance+following+cervical+spinal+cord+contusion+injury+in+the+rat.">Forelimb motor performance following cervical spinal cord contusion injury in the rat.</a> Exp. Neurol. 117 (3), 287-298 (1992).</li><li>Soblosky, J. S., Song, J. H., Dinh, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Graded+unilateral+cervical+spinal+cord+injury+in+the+rat:+evaluation+of+forelimb+recovery+and+histological+effects.">Graded unilateral cervical spinal cord injury in the rat: evaluation of forelimb recovery and histological effects.</a> Behav. Brain Res. 119 (1), 1-13 (2001).</li><li>Pearse, D. D., Lo, T. P., Cho, K. S., Lynch, M. P., Garg, M. S., Marcillo, A. E., Sanchez, A. R., Cruz, Y., Dietrich, W. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Histopathological+and+behavioral+characterization+of+a+novel+cervical+spinal+cord+displacement+contusion+injury+in+the+rat.">Histopathological and behavioral characterization of a novel cervical spinal cord displacement contusion injury in the rat.</a> J. Neurotrauma. 22 (6), 680-702 (2005).</li><li>Gensel, J. C., Tovar, C. A., Hamers, F. P., Deibert, R. J., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+and+histological+characterization+of+unilateral+cervical+spinal+cord+contusion+injury+in+rats.">Behavioral and histological characterization of unilateral cervical spinal cord contusion injury in rats.</a> J. Neurotrauma. 23 (1), 36-54 (2006).</li><li>Anderson, K. D., Sharp, K. G., Steward, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bilateral+cervical+contusion+spinal+cord+injury+in+rats.">Bilateral cervical contusion spinal cord injury in rats.</a> Exp. Neurol. 220 (1), 9-22 (2009).</li><li>Gruner, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+monitored+contusion+model+of+spinal+cord+injury+in+the+rat.">A monitored contusion model of spinal cord injury in the rat.</a> J. Neurotrauma. 9 (2), 123-126 (1992).</li><li>Scheff, S. W., Rabchevsky, A. G., Fugaccia, I., Main, J. A., Lumpp, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+modeling+of+spinal+cord+injury:+characterization+of+a+force-defined+injury+device.">Experimental modeling of spinal cord injury: characterization of a force-defined injury device.</a> J. Neurotrauma. 20 (2), 179-193 (2003).</li><li>Zhang, Y. P., 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=Spinal+cord+contusion+based+on+precise+vertebral+stabilization+and+tissue+displacement+measured+by+combined+assessment+to+discriminate+small+functional+differences.">Spinal cord contusion based on precise vertebral stabilization and tissue displacement measured by combined assessment to discriminate small functional differences.</a> J Neurotrauma. 25 (10), 1227-1240 (2008).</li><li>Walker, C. L., Walker, M. J., Liu, N. K., Risberg, E. C., Gao, X., Chen, J., Xu, X. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systemic+bisperoxovanadium+activates+Akt/mTOR,+reduces+autophagy,+and+enhances+recovery+following+cervical+spinal+cord+injury.">Systemic bisperoxovanadium activates Akt/mTOR, reduces autophagy, and enhances recovery following cervical spinal cord injury.</a> PLoS One. 7 (1), e30012 (2012).</li><li>Irvine, K. A., Ferguson, A. R., Mitchell, K. D., Beattie, S. B., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+method+for+assessing+proximal+and+distal+forelimb+function+in+the+rat:+the+Irvine,+Beatties+and+Bresnahan+(IBB)+forelimb+scale.">A novel method for assessing proximal and distal forelimb function in the rat: the Irvine, Beatties and Bresnahan (IBB) forelimb scale.</a> J. Vis. Exp. (46), 2246 (2010).</li><li>Martinez, M., Brezun, J. M., Bonnier, L., Xerri, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+rating+scale+for+open-field+evaluation+of+behavioral+recovery+after+cervical+spinal+cord+injury+in+rats.">A new rating scale for open-field evaluation of behavioral recovery after cervical spinal cord injury in rats.</a> J Neurotrauma. 26 (7), 1043-1053 (2009).</li><li>Cao, Q., Zhang, Y. P., Iannotti, C., DeVries, W. H., Xu, X. M., Shields, C. B., Whittemore, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+and+electrophysiological+changes+after+graded+traumatic+spinal+cord+injury+in+adult+rat.">Functional and electrophysiological changes after graded traumatic spinal cord injury in adult rat.</a> Exp. Neurol. 191 Suppl 1, S3-S16 (2005).</li><li>Lee, J. H., Streijger, F., Tigchelaar, S., Maloon, M., Liu, J., Tetzlaff, W., Kwon, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Contusive+Model+of+Unilateral+Cervical+Spinal+Cord+Injury+Using+the+Infinite+Horizon+Impactor.">A Contusive Model of Unilateral Cervical Spinal Cord Injury Using the Infinite Horizon Impactor.</a> J. Vis. Exp. (65), e3313 (2012).</li><li>Zhang, Y. P., Walker, M. J., Shields, L. B. E., Wang, X., Walker, C. L., Xu, X. 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=Controlled+Cervical+Laceration+Injury+in+Mice.">Controlled Cervical Laceration Injury in Mice.</a> J. Vis. Exp. (75), e50030 (2013).</li></ol>

יש לנו מה למסור.

כאן יש לנו הפגנו שיטת ייצוב עמוד השדרה הצווארי לייצור SCI contusive חד-צדדי בC5. שיטת ייצוב זה מגדילה את הדיוק של הטראומה מבחינה אנטומית ומייצרת 13,18 גירעונות תפקודיים עולים בקנה אחד. בדגמים אחרים המסתמכים על הידוק גב של תהליכי spinous, את הסיכון לניזק תהליך spinous או ניתוק של מלחציים מהחוליה הוא גבוה למדי. מודלים אלה גם עשויים לאפשר עמוד השדרה ניכרת הסטה וכנועה מכוח החבלה והאופי גמיש של עמוד השדרה וחוליות עמודים (איור 1 א &#39;וב&#39;). רקמת מניב משנה את זמן מגע בוכנה-רקמה ותוצאות בכוח פגיעה בלתי צפוי (איור 1 א-B &amp; 6B). ייצוב החוליות תאר מספק גם הטבות אחרות להכנה כירורגית: 1) שיטה זו מייצבת את החוליות מרוכזות בC5 תחת מלאהמיקרוסקופ הניתוחי המגדיל את הדיוק של laminectomies (איור 1 ג); 2) בעלי החיים רכובים בתוך המייצב בצורת U ניתן לקחת ישירות מהמיקום כירורגית לקובץ מצורף ההרכבה המותאם אישית, אשר ימנע את ההליך של לתלות שוב את בעלי החיים בהתקני SCI וחוסך זמן; ו 3) ייצוב החוליות ברמת הפציעה וישירות גב וזנב לאתר המיועד לפציעה יכולה לצמצם את תנועת הגוף שנגרמה על ידי נשימה מאוד, אמת מידה נוספת כדי להפחית את השונות. היתרון העיקרי של שימוש בשיטה זו הוא ייצוב הכמות המופחתת של מניב, או תנועת הגחון של חוט השדרה ועמודה בעת הפגיעה. המבוססים על פיסיקה פשוטה של ​​פגיעת חבלה, הכוח והאנרגיה של ההשפעה יעבירו מהמוט לחוט השדרה, באופן אידיאלי עם הכבל סופג את האנרגיה הזו באתר של השפעה. עם זאת, אם תשואות עמוד השדרה מתחת לכבל, כאפשריותבשיטת הידוק spinous הגב (איור 1 א &amp; B), הכוח האמיתי להחיל את הכבל הוא ירד ומשתנה, בהתאם למידת תשואה. למרות שהסרטון הזה ממחיש את ההליך כולו של מודל SCI contusive צוואר רחם, את מהותו של מאמר זה היא המבוא של שיטת ייצוב השדרה אנו משתמשים ביישומים שונים במעבדה שלנו, במיוחד ללימודי SCI. גרסה שונה של מכשיר ייצוב זה ושיטה נעשתה שימוש בעכברים SCI 23. שיטה פשוטה זו של ייצוב עמוד השדרה היא שימושית ביותר עבור מחקר SCI, ויש לנו בעבר השתמש בשיטה זו וציוד לביצוע חבלת חזה וכן מודלים SCI חתך. מעבדה נוספת לאחרונה תיארה וריאציה של צורה זו של ייצוב לפציעה בצוואר הרחם ביומן הזה 22. לסיכום, אנו מציגים שיטת ייצוב זה רומן חוליות לכמה surgicנהלי אל ליצירת SCI הניסיוני לשחזור החל laminectomy לייצור פציעה. היתרונות של מכשיר ייצוב זה אינם מוגבלים לחבלה בעמוד השדרה הצווארי, כשיטת ייצוב זה הותאמה למגוון רחב של ניסויים כגון זריקות תוך-השדרה, השתלה סלולרית, אוסף CSF מmagna, פציעות hemisection וחיתוך הרוחב Cisterna, פציעות חבלת חזה, בתחום ההדמיה vivo העסקת שני פוטונים במיקרוסקופ, והקלטת אלקטרו השדרה. שיפור האיכות של ניתוחים ופגיעה בעמוד השדרה והפחתת השונות הניסיוניות תעזור לספק תובנה מנגנונים אמיתיים של פציעה והתאוששות, ולהקרין את ההשפעות של טיפולים שונים על ההפרעה ההרסנית של SCI.

כוח מכאני עקבי ושכפול ברקמות השדרה יעד הוא קריטי למזעור השתנות פונקציונליות והיסטולוגית ולהקמת מודלים מוצלחים פגיעה בחוט השדרה contusive (SCI) 1-7. כמות הכוח להחיל אזור יעד של חוט השדרה תלויה בשיטות מנוצלות לייצוב עמוד השדרה. הסטה במיקום של עמוד השדרה היעד במהלך קשר בין בוכנת ההשפעה ואת חוט השדרה משנה את כוח פגיעה כתוצאה. מודל SCI contusive צוואר הרחם הוא יותר רלוונטי מבחינה קלינית מודל מאשר צורות אחרות של SCI, ככ -50% מהמקרים אדם SCI להתרחש ברמה זו 8, ומספר מחקרי SCI בוצעו תוך שימוש במודלים של בעלי החיים פציעה בצוואר הרחם 9-14. למרות שדגמי SCI contusive לעתים קרובות להשתמש בסוג כלשהוא של התייצבות על ידי כיווץ קדמי תהליכי השדרה ואחורית למקום הפגיעה, הכנה זו היא קשה לייצור צוואר רחם SCI. ו# 160; כפי שניתן לראות בהפגנה זו, שיטת הייצוב שפיתחנו היא יתרון ביכולתה להגדיל הן את האיכות ושחזור של פגיעת חבלה. במיוחד, שיטה זו של ייצוב השדרה הוקמה בניסיון לתקן את הליקויים ואתגרים של מודלים אחרים: 1) השתנות בחוליות מניב תחת כוח ההשפעה עלולה להתרחש על ידי כיווץ תהליכי spinous גב סמוך מקורי ואת הזנב לlaminectomy. מידת הסטת השדרה תלויה במספר המפרקים בעמוד השדרה בין ההשפעה והחוליות שהתייצבו (איור 1). לכן, יותר מפרקים מעורבים פחות יציבים בעמוד השדרה הופכת; 2) תהליכי גב spinous הם כישלון מהדק שביר וסיבה כתוצאה של שבר זיזים קוצי או המהדק מחליק את התהליך; ו 3) תהליכי spinous בחוליות אלה הם קצרים ביותר בין C3 לT1 חוליות בהשוואה לאלו של Verte בית החזהבראק, שהופך אותו קשה באמצעות מהדק מסורתי לתפוס את תהליכי spinous לייצוב עמוד השדרה הצווארי. כאן אנו מתארים שיטה חדשה של ייצוב עמוד השדרה לייצור C5 contusive SCI בSprague-Dawley חולדות נקבה בוגרת. שיטה זו יכולה לשמש לייצוב רמות האחרות של עמוד השדרה וחוט השדרה, וconjugates גם עם מכשירי SCI contusive אחרים, כולל כבל אוניברסיטת ניו-יורק / Multicenter בעלי החיים פגיעה בעמוד השדרה המחקר (אוניברסיטת ניו יורק / MASCIS) Impactor 15 (איור 2) , מכשיר Precision מערכות ומכשור, LLC Infinite אופק (IH) 16, אוניברסיטת אוהיו / חוט השדרה פגיעה התקן 1 אלקטרומגנטית, והמכשירים לואיוויל מערכת הפגיעה (LISA) 17, המאפשרים לשימוש נרחב במחקר SCI.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1455">
	<tbody>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;width:352px;">Purdue Products Betadine Surgical Scrub</td>
			<td style="width:279px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:341px;">19-027132</td>
			<td style="width:483px;"></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Dukal Gauze Sponges</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>22-415-490&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="30">
			<td height="30" style="height:30px;">Ketamine (87.7 mg/kg)/Xylazine (12.3 mg/kg)</td>
			<td style="width:279px;">Webster Veterinary</td>
			<td>07-881-9413, 07-890-5745</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Decon Ethanol 200 Proof</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>04-355-450&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;">Artificial Tears Eye Ointment</td>
			<td style="width:279px;">Webster Veterinary</td>
			<td>07-870-5261</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="36">
			<td height="36" style="height:36px;">Antiobiotic Ointment</td>
			<td style="width:279px;">Webster Veterinary</td>
			<td>07-877-0876</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Cotton Tipped Applicators</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>1006015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Rongeur</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>16000-14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Surigical Scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>15009-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Scissors (blunt dissection)</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14040-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Surgical Retractor</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>17005-04</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Large Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11024-18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Fine Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11223-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Hemostat</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>13004-14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Scalpel</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>10003-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Scalpel Blade #15</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>10015-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">EZ Clips</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>59027</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Sterile sutures</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>12051-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Instrument Sterilizer</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14040-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Surgical Stabilizer</td>
			<td>Custom Manufactured</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Contact Y. Ping Zhang for details. (yipingzhang50@gmail.com)</td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">Vertebral Stabilization Bars (clawed endfeet)</td>
			<td>Custom Manufactured</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Contact Y. Ping Zhang for details. (yipingzhang50@gmail.com)</td>
		</tr>
		<tr height="81">
			<td height="81" style="height:81px;">NYU/MASCIS Impactor Device</td>
			<td>Custom Manufactured</td>
			<td style="width:341px;">W. M. Keck Center for Collaborative Neuroscience 
			Rutgers, The State University of New Jersey 
			e-mail: impactor@biology.rutgers.edu</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a novel vertebral stabilization method for producing  contusive spinal cord injury

פציעה בצוואר הרחם בבעלי חיים מבחינה קלינית רלוונטי חוט השדרה דגמים (SCI) הם חיוניים לפיתוח ובדיקת טיפולים פוטנציאליים; עם זאת, הפקת SCI צוואר רחם אמין קשה בשל חוסר שיטות מספקות של ייצוב השדרה. השיטה המקובלת לייצוב עמוד השדרה היא להשעות את עמוד השדרה הצווארי מקורי ואת הזנב באמצעות מלחציים מצורפים לתהליכי spinous צוואר רחם. עם זאת, שיטה זו של ייצוב אינה מונעת רקמת מניב בחבלה כתהליכי השדרה הצווארי הם קצרים מדי כדי להיות מאובטח בצורה יעילה על ידי מהדק (איור 1). כאן אנו מציגים שיטה חדשה לייצב את חוליית הצוואר לחלוטין באותה הרמה של פגיעת ההשפעה. שיטה זו יעילה ממזערת תנועה של עמוד השדרה באתר של השפעה, אשר משפר באופן משמעותי את הייצור של SCIs העקבי. אנו מספקים תיאור חזותי של הציוד (איור 2-4), שיטהים, ופרוטוקול צעד-אחר-צעד לייצוב החוליה 5 צוואר הרחם (C5) של חולדות מבוגרות, לבצע laminectomy (איור 5) ולייצר SCI contusive לאחר מכן. למרות שאנחנו רק להפגין חמי-חבלה בצוואר הרחם באמצעות מכשיר Impactor NYU / MASCIS, טכניקת ייצוב השדרה זה יכול להיות מיושמת על אזורים אחרים של חוט השדרה, או להיות מותאמת למכשירי SCI אחרים. שיפור חשיפת חוט השדרה וקיבוע באמצעות ייצוב חוליות עשויה להיות בעל ערך להפקת פציעות עקביות ואמינות לחוט השדרה. גם שיטת ייצוב השדרה זה יכול לשמש עבור זריקות stereotactic של תאים וקליעים נותבים, והדמיה באמצעות מיקרוסקופ שני פוטונים במחקרי נוירו-ביולוגיים שונים.

על בעקבות פרוטוקול זה, SCI חמי-צוואר רחם contusive העקבי והשחזור מופק (איור 5 ו -6). השימוש במייצב השדרה כדי לייצב את התהליכים הרוחביים של אותה החוליה ברמה המיועדת לSCI מאפשר לתוצאות משביעות רצון כזה. באמצעות שיטה זו, לא רק החוליה יעד C5, אלא גם C4 הסמוך וC6 הן קבועות ונוקשה. התוכנה באוניברסיטת ניו יורק / MASCIS מספקת לקריאה עם גרף שנקבע על x וציר y, ותומכת בשימוש בשיטת ייצוב השדרה שלנו, וציוד (איור 6). שיטה זו של ייצוב מפחיתה שונות פציעה שיכול להיגרם כתוצאה מההסטה כלפי מטה של רקמת המטרה ועמוד השדרה (איור 1). בעקבות פציעה, שטף דם כחלחל חד-צדדי ברור מרוכז בין C5 ו C6 DREZs הוא (5E איור) הגלוי. הפרמטרים פציעה אלה עולים בקנה אחד מבעלי החיים לanimal פי הקריאה הניתנת על ידי התוכנה באוניברסיטת ניו יורק / MASCIS (איור 6). כחמה-החבלה בצוואר הרחם מייצרת גירעונות forelimb ברורים, מודל זה הוא אידיאלי להערכת יכולות forelimb פונקציונליות כגון לכת, טיפוח 13, ומתנגד מניפולציה 18-19. כגירעונות מנוע hindlimb פחות בולטים, באסו, ביטי וBresnahan (BBB) ​​בקנה מידה הניקוד של תנועה 4 אינו מתאימה לשימוש במודל זה. התוצאה התפקודית בעקבות פציעה היא בולטת ביותר בגירעונות פושטי כף ipsilateral, שבו העכברוש מציג &quot;אלות&quot; אגרוף עם כל הספרות מכווצת 18. כל בעלי החיים שנחשפו לאותה חומרת פציעה ורמה של חוט השדרה צריכים להפגין גירעונות דומים לforelimb ipsilateral המאויר בפרוטוקול זה, על פציעה נכונה. בעלי חיים פצועים בצורה לא נכונה עשויים להציג עם ביטוי ומשך שונים מאוד של הגירעונות 13,18. בהיסטולוגיה, מודל זה מייצר נזק חומר אפור ולבן נרחב במוקד הפגיעה והמקורי ואת הזנב לאתר של פציעה, שמוביל להיווצרות נגע והחלל ניכרת הכיל כמעט אך ורק בצד הפצוע של חוט השדרה. גדולות צורות, והתבסס בעיקר על astrocyte צלקת גליה בגבולות הנגע עם מוות עצבי מסיבי 18. <img alt="איור 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig1highres.jpg" width="500" /> איור 1: איור של גמישות עמוד השדרה במהלך SCI contusive עם שיטות הידוק שונות. דמויות וגמישות B תכנית או &quot;תשואה&quot; של עמוד השדרה כאשר תהליכי spinous הם הידקו dorsally, המאפשרים להשפעות בלתי ראויות והנתונים עולים בקנה אחד. האיור שמוצג במציג הרבה יותר גמישות בעת פגיעה (קו אדום מקווקווחצים מעוגלים גדולים בהשוואה למה שמופיע בB) (חיצים מעוגלים קטנים יותר), כמו מלחציים הם רחוקים יותר מהאתר של laminectomy ופציעה. תרשים ג מציג ייצוב לרוחב עם המכשיר שתואר עם הזרוע המייצבת המהודקת היטב מתחת לתהליך הרוחבי של החוליה שבו האתר של השפעה יבוצע. אין גמישות של עמוד השדרה במהלך הליך זה, כחוליה של עניין הוא התייצבה לחלוטין. <img alt="איור 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig2highres.jpg" width="500" /> איור 2: Impactor NYU / MASCIS ומכל ייצוב מותאם אישית. איור מציג את החלקים ותכונות של מכשיר פגיעה בחוט השדרה באוניברסיטת ניו יורק / MASCIS, עם הגדרות מרובות גובה מוט לחומרת פציעה (הבלעה). דמויות B ו- C להמחיש את המכל בצורת U שמחזיקחולדה, וזרועות הייצוב משוננות זה מאובטח לייצב את עמוד השדרה במהלך ניתוח ופציעה (תוכנן והופק על ידי YP Zhang). <img alt="איור 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig3highres.jpg" width="500" /> איור 3: הרכבה מותאמת אישית מערכת וmicroadjuster רוחב על Impactor NYU / MASCIS איור מפרט את המרכיבים השונים של מערכת ההרכבה המותאמת אישית עבור מייצב חולדה בצורת U לפגיעה בחוט השדרה.. הערה microadjuster לרוחב בדמות, החיוני ליישור מדויק של חוט השדרה העכברוש לפציעה. איורים B ו- C לספק תיאור נוסף של המייצב ללא (B) ועם המכל בצורת U חולדה (C) ביחס לחשוב אחרים רכיבים של מכשיר פציעה (שתוכנן מערכת הרכבה והופקו על ידי YP Zלהיתקע). <img alt="איור 4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig4highres.jpg" width="500" /> איור 4:. מדידות של הרכיבים הבודדים של מכשיר הייצוב כירורגי וקבצים מצורפים לכל רכיב של מערכת הייצוב המותאם אישית מודגש כדי להראות את הממדים ואת קנה מידה (A, C, ו- D). זרועות חזה ייצוב (B) מוצגות כדי להציג את יישום הפוטנציאל של המכשיר הזה לשימוש בדגמים ניתוחיים עמוד השדרה שונים. <img alt="איור 5" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig5highres.jpg" width="500" /> איור 5: ציוני דרך כירורגי והכנה לפגיעה בחוט השדרה חמי-חבלה בצוואר הרחם. דמויות וB להציג את ציוני הדרך הנכונות לImpa הנכוןיישור ct על חוט השדרה העכברוש נחשף. נקודת ההשפעה המתאימה היא ישירות בין שורשי C5 ו C6 גב העצב (מקורי, זנב) וקו האמצע והקצוות לרוחב של חוט השדרה (B). תכנית לספירה דמויות, בהגדלה גבוהה יותר, התהליך של חשיפת המחצית הרצויה של כבל צוואר רחם השדרה לפציעה, באמצעות laminectomy חד-צדדי זהיר. כמו כן, דמויות D ו- E להפגין את הכבל מייד לפני ואחרי פציעת חבלה בחוט השדרה. שים לב לדימום הגלוי (E) הנגרמת על ידי ההשפעה (החץ השחור). <img alt="איור 6" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig6highres.jpg" width="500" /> איור 6 :. דוגמאות למקובלות לעומת קריאות נתונים בלתי מתקבלות על הדעת הבאה השפעה עם Impactor NYU / MASCIS. הגרף העליון (A) וערכת נתונים עליונה (C) </strong&gt; להמחיש קריאה של השפעה טובה מאוד, עם מדידות נתונים של &quot;שגיאת%&quot; למהירות השפעת מוט, גובה ראשוני, ומתחילים זמן, כפי שצוין בחץ האדום וקו תחתון. כל הערכים ליפול גם בתוך החלון של שגיאה מקובלת. לעומת זאת, הפנל התחתון מראה נתונים שהופקו על ידי השפעה בלתי ראויה הנגרמת על ידי ייצוב לא תקין של עמוד השדרה (B) וטעייה ב&quot; איפוס &quot;של מוט Impactor ולהטות על פני השטח בחוט השדרה, לפני הגדרת הגובה של מוט Impactor (C). שים לב לשגיאה המשמעותית מותווה לגובה הראשוני וזמן התחלה של ירידת Impactor, כפי שצוין על ידי החץ האדום וקו תחתון. התוכנה גם מספקת אזהרת השגיאה שזוהתה לפרמטרים אלה (חלק תחתון של הפנל C).

Watch this Scientific Journal Video about A Novel Vertebral Stabilization Method for Producing  Contusive Spinal Cord Injury at JoVE.com

A Novel Vertebral Stabilization Method for Producing  Contusive Spinal Cord Injury

ייצוב השדרה הוא הכרחי לצמצום שונות, ולהפקת פגיעות בחוט השדרה עקבית ניסיונית. באמצעות מנגנון ייצוב מותאם אישית בשילוב עם מכשיר Impactor NYU / MASCIS, יש לנו הפגנו כאן הציוד ונוהל התקינים ליצירת פציעות שחזור חמי-contusive צוואר רחם (C5) בחוט השדרה בחולדות מבוגרות.

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 ...

a-novel-vertebral-stabilization-method-for-producing-contusive-spinal

Research

JoVE Journal

Medicine

17.5K Views.  Indiana University School of Medicine.  ייצוב השדרה הוא הכרחי לצמצום שונות, ולהפקת פגיעות בחוט השדרה עקבית ניסיונית. באמצעות מנגנון ייצוב מותאם אישית בשילוב עם מכשיר Impactor NYU / MASCIS, יש לנו הפגנו כאן הציוד ונוהל התקינים ליצירת פציעות שחזור חמי-contusive צוואר רחם (C5) בחוט השדרה בחולדות מ?...

Video: A Novel Vertebral Stabilization Method for Producing  Contusive Spinal Cord Injury

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

Spinal cord injury (SCI) is often accompanied by osteoporosis in the sublesional regions of the pelvis and lower extremities, leading to a higher frequency of fractures 1. As these fractures often occur in regions that have lost normal sensory function, the patient is at a greater risk of fracture-dependent pathologies, including death. SCI-dependent loss in both bone mineral density (BMD, grams/cm2) and bone mineral content (BMC, grams) has been attributed to mechanical disuse 2, aberrant neuronal signaling 3 and hormonal changes 4. The use of rodent models of SCI-induced osteoporosis can provide invaluable information regarding the mechanisms underlying the development of osteoporosis following SCI as well as a test environment for the generation of new therapies 5-7 (and reviewed in 8). Mouse models of SCI are of great interest as they permit a reductionist approach to mechanism-based assessment through the use of null and transgenic mice. While such models have provided important data, there is still a need for minimally-invasive, reliable, reproducible, and quantifiable methods in determining the extent of bone loss following SCI, particularly over time and within the same cohort of experimental animals, to improve diagnosis, treatment methods, and/or prevention of SCI-induced osteoporosis.
An ideal method for measuring bone density in rodents would allow multiple, sequential (over time) exposures to low-levels of X-ray radiation. This study describes the use of a new whole-animal scanner, the IVIS Lumina XR (Caliper Instruments) that can be used to provide low-energy (1-3 milligray (mGy)) high-resolution, high-magnification X-ray images of mouse hind limb bones over time following SCI. Significant bone density loss was seen in the tibiae of mice by 10 days post-spinal transection when compared to uninjured, age-matched control (na&iuml;ve) mice (13% decrease, p&lt;0.0005). Loss of bone density in the distal femur was also detectable by day 10 post-SCI, while a loss of density in the proximal femur was not detectable until 40 days post injury (7% decrease, p&lt;0.05). SCI-dependent loss of mouse femur density was confirmed post-mortem through the use of Dual-energy X-ray Absorptiometry (DXA), the current "gold standard" for bone density measurements. We detect a 12% loss of BMC in the femurs of mice at 40 days post-SCI using the IVIS Lumina XR. This compares favorably with a previously reported BMC loss of 13.5% by Picard and colleagues who used DXA analysis on mouse femurs post-mortem 30 days post-SCI 9. Our results suggest that the IVIS Lumina XR provides a novel, high-resolution/high-magnification method for performing long-term, longitudinal measurements of hind limb bone density in the mouse following SCI.

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

A longitudinal examination of bone loss in the femurs and tibiae of adult mice was performed following spinal cord injury using sequential low-dose X-ray scans. Tibia bone loss was detected throughout the study, while bone loss in the femur was not detected until 40 days post injury.

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 ...

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 Contusive Model of Unilateral Cervical Spinal Cord Injury Using the Infinite Horizon Impactor

While the majority of human spinal cord injuries occur in the cervical spinal cord, the vast majority of laboratory research employs animal models of spinal cord injury (SCI) in which the thoracic spinal cord is injured. Additionally, because most human cord injuries occur as the result of blunt, non-penetrating trauma (e.g. motor vehicle accident, sporting injury) where the spinal cord is violently struck by displaced bone or soft tissues, the majority of SCI researchers are of the opinion that the most clinically relevant injury models are those in which the spinal cord is rapidly contused.1 Therefore, an important step in the preclinical evaluation of novel treatments on their way to human translation is an assessment of their efficacy in a model of contusion SCI within the cervical spinal cord. Here, we describe the technical aspects and resultant anatomical and behavioral outcomes of an unilateral contusive model of cervical SCI that employs the Infinite Horizon spinal cord injury impactor.
Sprague Dawley rats underwent a left-sided unilateral laminectomy at C5. To optimize the reproducibility of the biomechanical, functional, and histological outcomes of the injury model, we contused the spinal cords using an impact force of 150 kdyn, an impact trajectory of 22.5&deg; (animals rotated at 22.5&deg;), and an impact location off of midline of 1.4 mm. Functional recovery was assessed using the cylinder rearing test, horizontal ladder test, grooming test and modified Montoya's staircase test for up to 6 weeks, after which the spinal cords were evaluated histologically for white and grey matter sparing.
The injury model presented here imparts consistent and reproducible biomechanical forces to the spinal cord, an important feature of any experimental SCI model. This results in discrete histological damage to the lateral half of the spinal cord which is largely contained to the ipsilateral side of injury. The injury is well tolerated by the animals, but does result in functional deficits of the forelimb that are significant and sustained in the weeks following injury. The cervical unilateral injury model presented here may be a resource to researchers who wish to evaluate potentially promising therapies prior to human translation.

A reliable and repeatable way to produce a cervical unilateral spinal cord injury using the Infinite Horizon impactor is described. The method takes advantage of a custom designed frame and clamp to stabilize the spine. The standardized procedure and biomechanical injury parameters result in sufficient and sustained injuries.

דגם Contusive של פגיעה בחוט השדרה באמצעות צוואר הרחם חד צדדית Impactor אופק אינסופי

While the majority of human spinal cord injuries occur in the cervical spinal cord, the vast majority of laboratory research employs animal models of ...

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 ...

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 ...

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 ...

Neural Stem Cell Transplantation in Experimental Contusive Model of Spinal Cord Injury

Spinal cord injury is a devastating clinical condition, characterized by a complex of neurological dysfunctions. Animal models of spinal cord injury can be used both to investigate the biological responses to injury and to test potential therapies. Contusion or compression injury delivered to the surgically exposed spinal cord are the most widely used models of the pathology. In this report the experimental contusion is performed by using the Infinite Horizon (IH) Impactor device, which allows the creation of a reproducible injury animal model through definition of specific injury parameters. Stem cell transplantation is commonly considered a potentially useful strategy for curing this debilitating condition. Numerous studies have evaluated the effects of transplanting a variety of stem cells. Here we demonstrate an adapted method for spinal cord injury followed by tail vein injection of cells in CD1 mice. In short, we provide procedures for: i) cell labeling with a vital tracer, ii) pre-operative care of mice, iii) execution of a contusive spinal cord injury, and iv) intravenous administration of post mortem neural precursors. This contusion model can be utilized to evaluate the efficacy and safety of stem cell transplantation in a regenerative medicine approach.

Spinal cord injury is a traumatic condition that causes severe morbidity and high mortality. In this work we describe in detail a contusion model of spinal cord injury in mice followed by a transplantation of neural stem cells.

השתלת תאי גזע עצבית בדגם ניסיוני של Contusive פגיעה בחוט השדרה

Spinal cord injury is a devastating clinical condition, characterized by a complex of neurological dysfunctions. Animal models of spinal cord injury can ...

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 ...