Agradecemos a Divisão de Emory University of Animal equipe recursos para a assistência veterinária. Fontes de financiamento incluem: ALS Association, Departamento de Defesa, e Neuralstem, Inc.

1. Uso de Animais Procedimentos demonstrados aqui foram aprovados pelo Animal Care Institucional da Universidade Emory e Uso Comissão (IACUC). Minipigs Feminino Göttingen pesando aproximadamente 15-20 kg são utilizados. 2. Anestesia Os animais estão em jejum de aproximadamente 12 horas antes da cirurgia. Sedação e indução da anestesia de animais constituído por uma mistura de cetamina por via intramuscular (35 mg / kg), acepromazina (1,1 mg / kg) e atropina (0,04 mg / kg). Os animais são então intubados e mantidos com oxigénio e 1-3% de isoflurano anestesia geral. Neste ponto, a parte de trás da cabeça e de cada animal é raspada. Profundidade da anestesia é monitorada pelo pessoal veterinário. Ausência de reflexos interdigitais, da córnea e da pálpebra, bem como freqüência cardíaca e respiratória, oximetria de pulso, direta / indireta da pressão arterial, o fim-de maré medições de dióxido de carbono, e tônus ​​muscular / resposta a estímulos nocivos são usados ​​para monitorar a profundidade<html> da anestesia. 3. Posicionamento Os animais são levados para a sala de cirurgia e colocado em uma posição de bruços em um costume quadro projetado para imitar posicionamento do paciente na mesa cirúrgica Jackson espinhal. O quadro utiliza correias ajustáveis ​​que são colocados sob o peito e pélvis do animal, permitindo que o abdómen para pendurar livre e, portanto, minimizar a pressão no abdómen e no tórax e consequente sangramento venoso epidural (Figura 1). O quadro também fornece a imobilização externa da coluna para o procedimento 1. Além disso, os animais são colocados numa almofada de recirculação aquecida para manter a temperatura do corpo e uma veia marginal da orelha cateterizada para a administração do fluido e qualquer administração de fármaco necessária durante uma cirurgia. Finalmente, o campo cirúrgico está preparada com álcool e solução Chlorhexadine ou Betadine e campos cirúrgicos são colocados no campo cirúrgico. le &quot;&gt; Laminectomia 4. Uma incisão na pele aproximadamente 10-15 cm é feita e da musculatura paraespinhal é dissecado para fora da coluna vertebral bilateralmente. Em seguida, uma laminectomia dorsal de níveis múltiplos será realizada. Os processos da lâmina e espinhoso de três sobrejacente vértebras C3-C5 ou L2-L4 segmentos são removidos usando fórceps e uma broca cirúrgica. 5. Colocação do Derrick Spinal Chamamos Derrick Spinal o dispositivo concebido para a entrega do gene e (célula) terapias para o 2-5 da medula espinhal. Discussão detalhada sobre a concepção e evolução deste dispositivo pode ser encontrado no Riley et al., 2011. 4 Para fixar o dispositivo ao paciente, mensagens percutâneas são colocadas através de incisões na pele um centímetro acima e abaixo da incisão principal e montado com a lâmina acima e abaixo da incisão primária. Em seguida, dois afastadores integrados estão ligados ao four percutâneas mensagens acima e abaixo do local de incisão para expor a área da coluna vertebral que foi submetido a laminectomia. 6. Abertura da dura-máter Com o auxílio de uma ferramenta de Woodson dental e uma lâmina 11, a incisão de 2,5 cm é feita através da dura-máter, expondo a medula espinhal. A dura-máter é reflectida para longe da camada pial usando sutura 4-0 e Nurolon fixada à musculatura paraespinhal profundo. Patties cirúrgicos são colocados nos extremos rostral e caudal da abertura. Estes proporcionam uma barreira parcial para o fluxo de fluido cerebrospinal, e também proporcionar um alvo seguro para os cirurgiões para colocar ventosas sem danificar o fio. Nos seres humanos, sob a ampliação do microscópio cirúrgico, a superfície pial é dissecado a este ponto. Devido a limitações técnicas, este procedimento não é necessário ou viável em animais. 7. Spinal Cord Injeções e deslocamento lateral da torre Spinal para injeção adicionals Imediatamente antes da injecção, um bolus de metilprednisolona (125 mg, IV) é administrado para evitar inchaço da medula espinhal. Neste ponto, o sistema de trilho da plataforma está ligado e os trilhos laterais estão ajustadas para o comprimento apropriado. A gôndola é top-carregados nos 2 bares e a unidade Z é montado na junta universal. A seguir, a cânula carregado é colocado no microdrive. Usando a junta universal sobre a plataforma de microinjecção, os ângulos coronal e sagital são ajustadas para assegurar uma trajetória ortogonal à superfície das injecções espinais seguir a colocação da cânula. A agulha é posicionada em conformidade com a zona medial da raiz dorsal de entrada (DREZ). O DREZ é identificado com a ampliação de 3,5 X lupa cirúrgica e penetrou numa trajectória ortogonal à superfície do cabo num ponto &lt;1 mm medialmente. Nos seres humanos, uma MRI pré-operatória fornece uma linha de base de avaliação of espinal medula dimensões para o planejamento operacional. Além disso, a espessura da medula espinal é medido para determinar a profundidade alvo do corno ventral. A suspensão é administrada a uma profundidade de 4 mm do contacto pial. A flange feita de plástico Ultem serve como um batente na superfície pia para evitar que a agulha avança mais profundamente do que o desejado. Uma vez que a ponta da agulha está posicionado no alvo, a manga metálica rígida exterior é puxado para cima, deixando a tubagem flexível exposto. Uma vez que a injecção está terminada, a agulha é deixada no local durante um adicional de 1 min para prevenir o refluxo de células acima do trato de injecção de uma cânula. Cuidado é tomado para evitar a vasculatura superfície por ajustando levemente o microdrive ou lateralidade ou rostro-caudalmente. Alguns locais de hemorragia a partir de penetração pode ocorrer. Quando o sangramento como é encontrado, patties micro são colocadas sobre o local da punção sangramento e a sucção é aplicada a eles a pavio sangue para fora da cânula penetrção local e evitar o acúmulo na medula. Isto permite de forma confiável para que o sangue coagule. Cauterização é evitado como é a pressão direta. Após a remoção da agulha, o aparelho estereotáxico é deslocado para o local alvo ao lado ao longo do eixo rostro-caudal, separados por 2 ou 4 mm, ou conforme necessário, para evitar vasos sanguíneos visíveis sobre a superfície dorsal da medula espinhal. Este processo é repetido tantas vezes como proposto em um determinado estudo. 8. Cânula flutuante A cânula de infusão personalizado de diâmetro estreito é usado para administrar as injecções. A cânula é constituída por uma agulha de calibre 30 chanfrada de comprimento fixo ligado a uma tubagem de calibre 30 silastic flexível de comprimento variável. A extremidade distai é equipado com um luer lock Hamilton que está ligado a uma bomba de microinjector. O tubo de silastic proximal é ensheathed dentro de uma cânula de calibre 24 exterior rígida que assentos na extremidade proximal da flange da agulha de injecção. Este flange dois bancosa cânula exterior e serve como um batente de profundidade para a agulha de injecção. Para cada injecção, o volume apropriado da suspensão de terapêutica é administrada por um. Usando um pré-calibrado Minj-PD microinjector bomba (Tritech Research, Inc., Los Angeles, CA) a um caudal de 5 ul por minuto 9. Fecho Uma vez que todas as injecções foram feitas, a torre de perfuração vertebral é suavemente removido e as incisões são fechadas em quatro camadas. A dura-máter é fechado com um 4,0 Nurolon ponto, de uma forma estanque. 0 sutura Vicryl é usado para a camada mais profunda muscular. Fáscia é então fechada com sutura Vicryl 0 também de uma forma estanque. A camada dérmica é finalmente fechada com Vicryl 2,0, com um ponto de funcionamento. Fechamento da pele é concluída com fio de náilon 3-0. 10. Recuperação e Tratamento da Dor Os animais são extubados e monitorados para a recuperação da anestesia 2 horas seguintes. Em seguida, os animais são transferidos para c indivíduoidades e monitorizados pelo menos uma vez por dia para o consumo de alimentos, a defecação, micção e. Para a gestão da dor, um emplastro transdérmico de fentanilo (75 mcg) são grampeadas nas costas dos animais, durante três dias de pós-operatório, a analgesia. Além disso, a buprenorfina (0,05 mg / kg, BID, IM) também pode ser administrado durante um a três dias de pós-operatório. 11. Resultados e Resultados Representante As observações clínicas e comportamento são realizadas antes da cirurgia e depois gravados nos Dias 1 a 7 e semanalmente até ponto final de acordo com o desenho do estudo. Os dados comportamentais são coletadas para avaliar morbidade neurológica, como descrito anteriormente 6. Função sensorial é avaliada pela presença ou ausência de uma resposta de retirada do estímulo mecânico para os dedos dos membros anteriores e posteriores. Função motora segue o índice de Tarlov (Tabela 1): 0 - Paralisia, nenhum movimento; 1 - Tônus perceptível nas patas traseiras, m ligeiraovement; 2 - Movimento nas patas traseiras, mas incapaz de se sentar ou ficar; 3 - Capacidade de ficar de pé e andar, mas atáxica e por períodos curtos, 4 - A recuperação completa, a função motora normal. Segurança do processo é determinada pela capacidade de um animal para retornar à linha de base pré-cirúrgica. Déficits neurológicos transitórios deve principalmente resolver entre pós-operatórias dias 1 e 7, com algumas variações dependendo das raças animais e procedimento (número de injeções, entre outros parâmetros). Morbidade permanente é definida pela duração défices neurológicos que não se resolvem no momento em que os animais atingem ponto de extremidade padrão IACUC (Figura 2).

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

Dr. Boulis é o inventor de dispositivos que permitem a injecção segura e precisa da medula espinhal humana. Neuralstem, Inc. adquiriu uma licença exclusiva para essa tecnologia. Dr. Boulis recebeu partes um inventários de esta taxa, e tem os direitos sobre o pagamento de royalties para a distribuição desta tecnologia. Outros autores não têm nada a revelar.

Apesar da aprovação para prosseguir com a técnica descrita em humanos 7-9, questões críticas ainda precisam ser respondidas para que terapias da medula espinhal para o sucesso. A compreensão rigorosa de tolerância da medula espinhal para injeção intraparenquimatosa é necessária para permitir o planejamento ea execução de ensaios de desenvolvimento de terapias para desmielinizante, degenerativa e doença medular traumática. Actualmente, não existe uma compreensão clara do número de in...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome do equipamento </td><td> Companhia </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentários (opcional) </td></tr><tr><td> Derrick espinhal </td><td> Neuralstem, Inc. </td><td></td><td> Neuralstem, Inc. adquiriu uma licença exclusiva a esta tecnologia </td></tr><tr><td> Minj-PD bomba microinjector </td><td> Tritech Research, Inc. </td><td></td><td> Customizado para esta aplicação específica </td></tr><tr><td> Cânula flutuante </td><td> Neuralstem, Inc. </td><td></td><td> Customizado para esta aplicação específica </td></tr></tbody></table>

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

Esta é a descrição compacta visual de uma combinação da técnica cirúrgica e um dispositivo para a entrega de gene (e celular) terapias para a medula espinhal. Embora a técnica é demonstrada no animal, o procedimento é aprovado pelo FDA e actualmente utilizados para o transplante de células-tronco em medula espinal de pacientes com ELA. Embora a FDA tenha reconhecido à prova de princípio, os dados sobre a eficácia terapêutica em modelos de roedores altamente caracterizados, o uso de animais de grande porte é considerado crítico para a validação da combinação de um procedimento cirúrgico, um dispositivo, e a segurança de uma terapia definitiva para uso humano . O tamanho, anatomia e vulnerabilidade geral da coluna vertebral e medula espinhal dos suínos são reconhecidos para melhor o modelo humano. Além disso, o processo cirúrgico e manipulação de expor a medula espinal, bem como o fechamento da ferida na gusa é virtualmente indistinguível do humano. Nós acreditamos que o modelo de porco saudável representa uma crítical primeiro passo do estudo de segurança processual.

<table border="1"><tbody><tr><td colspan="2"> Pontuação Tarlov </td></tr><tr><td> 0 </td><td> Paralisia, nenhum movimento </td></tr><tr><td> 1 </td><td> Tônus perceptível nos membros posteriores, o movimento ligeiro </td></tr><tr><td> 2 </td><td> Movimento nas patas traseiras, mas incapaz de se sentar ou ficar </td></tr><tr><td> 3 </td><td> Capacidade de ficar de pé e andar, mas atáxica e por curtos períodos </td></tr><tr><td> 4 </td><td> A recuperação...

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

Curta descrição visual da técnica cirúrgica e um dispositivo usado para a entrega de gene (e celular) terapias para a medula espinhal. A técnica é demonstrada no animal, mas é completamente traduzíveis e sendo utilizado para a aplicação em seres humanos.

Técnica cirúrgica para entrega da Medula Espinhal de Terapias: Demonstração de Processo em Göttingen porquinhos

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 visualizações.  Emory University. Curta descrição visual da técnica cirúrgica e um dispositivo usado para a entrega de gene (e celular) terapias para a medula espinhal. A técnica é demonstrada no animal, mas é completamente traduzíveis e sendo utilizado para a aplicação em seres humanos.

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

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

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

Aguda e crônica teste sensorial tátil após a lesão medular em ratos

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

Medicina

A Contusion Model of Severe Spinal Cord Injury in Rats

The translational potential of novel treatments should be investigated in severe spinal cord injury (SCI) contusion models. A detailed methodology is described to obtain a consistent model of severe SCI. Use of a stereotactic frame and computer controlled impactor allows for creation of reproducible injury. Hypothermia and urinary tract infection pose significant challenges in the post-operative period. Careful monitoring of animals with daily weight recording and bladder expression allows for early detection of post-operative complications. The functional results of this contusion model are equivalent to transection models. The contusion model can be utilized to evaluate the efficacy of both neuroprotective and neuroregenerative approaches.

A contusion model of severe spinal cord injury is described. Detailed pre-operative, operative and post-operative steps are described to obtain a consistent model.

Um modelo de contusão grave de lesão medular em ratos

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

Controlled Cortical Impact Model for Traumatic Brain Injury

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

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

Controlado Modelo Impact Cortical para lesão cerebral traumática

Every year over a million Americans suffer a traumatic brain injury (TBI).  Combined with the incidence of TBIs worldwide, the physical, emotional, ...

A Radio-telemetric System to Monitor Cardiovascular Function in Rats with Spinal Cord Transection and Embryonic Neural Stem Cell Grafts

High thoracic or cervical spinal cord injury (SCI) can lead to cardiovascular dysfunction. To monitor cardiovascular parameters, we implanted a catheter connected to a radio transmitter into the femoral artery of rats that underwent a T4 spinal cord transection with or without grafting of embryonic brainstem-derived neural stem cells expressing green fluorescent protein. Compared to other methods such as cannula insertion or tail-cuff, telemetry is advantageous to continuously monitor blood pressure and heart rate in freely moving animals. It is also capable of long term multiple data acquisitions. In spinal cord injured rats, basal cardiovascular data under unrestrained condition and autonomic dysreflexia in response to colorectal distension were successfully recorded. In addition, cardiovascular parameters before and after SCI can be compared in the same rat if a transmitter is implanted before a spinal cord transection. One limitation of the described telemetry procedure is that implantation in the femoral artery may influence the blood supply to the ipsilateral hindlimb.

We present a protocol for using a radio-telemetric system to record cardiovascular parameters in T4 spinal cord transected rats eight weeks after embryonic brainstem neural stem cell grafting into the lesion site. Telemetry is an advanced technique to accurately evaluate cardiovascular function in conscious freely moving spinal cord injured rats.

Um sistema de rádio-telemetria para monitorar a função cardiovascular em ratos com Medula Espinhal transecção e Embryonic Stem Neural enxertos de células-

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

Minimal Invasive Surgical Procedure of Inducing Myocardial Infarction in Mice

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

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

Minimal procedimento cirúrgico invasivo de induzir Infarto do Miocárdio em Ratos

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

Calibrated Forceps Model of Spinal Cord Compression Injury

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

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

Calibrado Fórceps Modelo de Lesão Medular Compression

Compression injuries of the murine spinal cord are valuable animal models for the study of spinal cord injury (SCI) and spinal regenerative therapy. The ...

Contrast Enhanced Ultrasound Imaging for Assessment of Spinal Cord Blood Flow in Experimental Spinal Cord Injury

Reduced spinal cord blood flow (SCBF) (i.e., ischemia) plays a key role in traumatic spinal cord injury (SCI) pathophysiology and is accordingly an important target for neuroprotective therapies. Although several techniques have been described to assess SCBF, they all have significant limitations. To overcome the latter, we propose the use of real-time contrast enhanced ultrasound imaging (CEU). Here we describe the application of this technique in a rat contusion model of SCI. A jugular catheter is first implanted for the repeated injection of contrast agent, a sodium chloride solution of sulphur hexafluoride encapsulated microbubbles. The spine is then stabilized with a custom-made 3D-frame and the spinal cord dura mater is exposed by a laminectomy at ThIX-ThXII. The ultrasound probe is then positioned at the posterior aspect of the dura mater (coated with ultrasound gel). To assess baseline SCBF, a single intravenous injection (400 &#181;l) of contrast agent is applied to record its passage through the intact spinal cord microvasculature. A weight-drop device is subsequently used to generate a reproducible experimental contusion model of SCI. Contrast agent is re-injected 15 min following the injury to assess post-SCI SCBF changes. CEU allows for real time and in-vivo assessment of SCBF changes following SCI. In the uninjured animal, ultrasound imaging showed uneven blood flow along the intact spinal cord. Furthermore, 15 min post-SCI, there was critical ischemia at the level of the epicenter while SCBF remained preserved in the more remote intact areas. In the regions adjacent to the epicenter (both rostral and caudal), SCBF was significantly reduced. This corresponds to the previously described &#8220;ischemic penumbra zone&#8221;. This tool is of major interest for assessing the effects of therapies aimed at limiting ischemia and the resulting tissue necrosis subsequent to SCI.

Contrast Enhanced Ultrasound imaging is a reliable in-vivo tool for quantifying spinal cord blood flow in an experimental rat spinal cord injury model. This paper contains a comprehensive protocol for application of this technique in association with a contusion model of thoracic spinal cord injury.

Contraste melhorado Ecografia de Avaliação da Medula Espinhal fluxo de sangue em Experimental lesão medular

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.

A abordagem do rato Round-janela para ototóxicos Delivery Agent: A rápida e técnica confiável para induzir a degeneração das células da cóclea

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.

A Neonatal do rato Spinal Cord Injury Compression Modelo

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

Evaluation of Coronary Flow Reserve After Myocardial Ischemia Reperfusion in Rats

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

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

Avaliação da reserva de fluxo coronariano após reperfusão de isquemia miocárdica em ratos

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