Este trabalho foi financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde [NS36350, NS52290 e NS50243 para X-MX]; Mari Hulman George Endowment Fund; Estado de Indiana; e um Service Award Ruth L. Kirschstein Nacional de Pesquisa (NRSA) 1F31NS071863 para CLW

1. A exposição do colo do útero Spinal Lâminas <ol><li> Limpar a superfície cirúrgico com etanol a 70%, pré-aquecida com uma almofada de aquecimento. Cubra a superfície com um campo cirúrgico estéril, antes de colocar gaze esterilizada, compressas de algodão, e as ferramentas cirúrgicas autoclavada na área de cirurgia. Use um esterilizador microbead para esterilização inter-cirurgia de instrumentos cirúrgicos. </li><li> Anestesiar ratos com cetamina (87,7 mg / kg) / xilazina (12,3 mg / kg) por via intraperitoneal (IP). O plano de anestesia adequada é atingida quando o animal deixa de responder a um estímulo de aperto do dedo do pé. Injectar subcutaneamente 0,01-0,05 mg / kg de Buprenorfina e 5 mg / kg Carprofeno antes da intervenção cirúrgica. A buprenorfina devem então ser administrados a cada 8-12 horas e carprofeno uma vez por dia, durante os primeiros 4-7 dias após a cirurgia. </li><li> Aplicar pomada protetora para os olhos do animal para evitar o ressecamento da córnea durante a cirurgia. </li><li> Raspar a área cirúrgica na dorsalsuperfície do rato a partir do meio da região torácica para a parte de trás da cabeça com tesoura. Remover pele raspada utilizando um vácuo equipado com um filtro HEPA. </li><li> Aplicar a solução betadine para a área raspada como paramentação em seguida, limpar a área com 70% de algodão embebido em álcool isopropílico. </li><li> Utilize uma lâmina de bisturi para fazer uma incisão de 3-4 cm na linha média na pele a partir da base da cabeça caudalmente para meados de tórax. </li><li> Identificar a linha média da fáscia e músculos subcutâneos anterior à glândula hibernação no pescoço inferior; cortar o trapézio e outros músculos ao longo da linha média para reduzir a hemorragia. </li><li> Encontre a linha média de duas regiões do tecido adiposo subjacente os músculos; cortar os músculos paraspinous estritamente caudalmente ao longo da linha mediana, e as camadas musculares separadas usando um pequeno retractor de tecido até que o nível do processo espinal torácica T2 é atingido. </li><li> Identificar e cortar o músculo ligado ao processo espinhoso T2 para utilizar this estrutura como um marco anatômico. </li><li> Remover a ponta cartilaginosa do processo espinhoso T2 para melhorar a visibilidade das vértebras cervicais. </li><li> Separe os músculos paravertebrais lateralmente dos processos espinhosos e lâminas de C4-T1; no entanto, poupar o músculo que cobre sobre a lâmina C3 para evitar sangramento. </li><li> Cortar os músculos sobre as lâminas de C4-T1 lateralmente no sentido das facetas de ambos os lados da coluna vertebral. </li><li> Depois as lâminas são espinal exposta, colocar o animal na sua superfície ventral do canal em forma de U do estabilizador. </li><li> Identificar a vértebra C5 pela contagem dos processos espinhosos rostral a partir do local de interesse T2 e T1, C7, C6, e, finalmente, C5. </li></ol> 2. Estabilizar as vértebras e Executar o Injury Impact <ol><li> Posicionar as duas hastes de aço inoxidável do estabilizador para suspender o animal, colocando as bordas serrilhadas dos braços sob a lateral facetas da C5-6 vértebras (Figura 1C). Depois de garantir os braços com vértebras no lugar (Figura 2B), ajustar o aparelho para garantir a estabilização da coluna vertebral está nivelado e centrado. Finalmente, travar os braços apertando os parafusos do estabilizador. </li><li> Corte os ligamentos entre os processos espinhosos e lâminas em C4-5 e C5-6 para identificar a margem da lâmina C5. </li><li> Usando um micro-rongeur, clipe de fora a metade da lâmina à direita, no C5 como destinado a SCI (Figura 5C-E). Depois de laminectomia, transportar o animal com o estabilizador sob o dispositivo de lesão. Prender o animal juntamente com estabilizador sobre um suporte (Figura 3A-C) para alinhar com precisão o êmbolo sobre o alvo da espinal medula, usando um micro-manipulador lateral (Figura 3). </li><li> Sob alta ampliação, localizar as zonas de entrada da raiz dorsal C5 e C6 (DREZs) na superfície da medula espinhal dorsal expostos sem durotomy. Objectivo do êmbolo no meio das duas DREZs identificados e a meio caminho entre a linha média e o bordo lateral da medula espinhal (Figura 5B). </li><li> Usando um dispositivo de pêndulo NYU / MASCIS com uma ponta de diâmetro 2,5 milímetros (Figura 3A e B), produzem um hemi-C5 contusão (Figura 5B &amp; E), por uma altura de queda de 10 g haste x 12.5 mm (Figura 2A). </li><li> Verifique se o ferimento visualmente por contusões sobre a medula espinhal (Figura. 5E, seta) e verificar os parâmetros de lesão fornecidos pelo software NYU 12,17 (Figura 6). </li><li> Sutura músculos e tecidos moles com estéril sutura vicryl 4-0, em seguida, fechar a incisão na pele com grampos cirúrgicos (EZ Clipes). </li><li> Aplicar pomada antibacteriana no local da cirurgia. </li><li> Administrar 5,0 ml de 0,9% de solução salina por via subcutânea ao animal para a hidratação. </li><li> Colocar o animal em um calorambiente sob controlo (recirculação padcage água quente em uma almofada de aquecimento)) com alimento úmido fornecido na roupa de cama (trocadas diariamente), e uma garrafa de água com um bico longo para facilitar o acesso colocada no chão da gaiola. Prestar cuidados para garantir a recuperação adequada antes de devolver o animal para a gaiola. </li><li> Como se trata de uma lesão contusão cervical unilateral, o animal provavelmente vai perder a função do membro anterior ipsilateral, transitoriamente, que começa a se recuperar durante as primeiras semanas após a lesão. No entanto, a função contralateral deve permanecer intacto, assim, o animal deve ser capaz de comer e beber sem comprometimento, e ter apenas uma diminuição menor na locomoção e grooming. </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>

Não temos nada a divulgar.

Aqui demonstramos um método de estabilização da coluna cervical para a produção unilateral contundente SCI em C5. Este método de estabilização aumenta a precisão do trauma anatomicamente consistente e produz défices funcionais 13,18. Em outros modelos que dependem de aperto dorsal dos processos espinhosos, o risco de danos processo espinhoso ou desprendimento das pinças da vértebra é muito alta. Estes modelos podem também permitir espinha considerável deslocamento e produzindo a partir da força de contusão e a natureza flexível da coluna e as colunas vertebrais (Figura 1A e B). O tecido rendendo altera o tempo de contato de êmbolo de tecido e resulta em vigor lesão imprevisível (Figura 1A-B e 6B). Nossa estabilização vertebral descrita também proporciona outros benefícios para a preparação cirúrgica: 1) este método estabiliza totalmente as vértebras centrado em C5 sob omicroscópio cirúrgico o que aumenta a precisão de laminectomia (Figura 1C); 2) o animal montado dentro do estabilizador em forma de U pode ser tomado diretamente do local cirúrgico para a fixação de montagem personalizado, o que evita o procedimento de remontar o animal em dispositivos SCI e economiza tempo; e 3) estabilizar as vértebras ao nível da lesão e dorsal e caudal directamente no local pretendido da lesão pode diminuir grandemente o movimento do corpo causadas pela respiração, outra medida para reduzir a variabilidade. A principal vantagem da utilização deste método de estabilização é a quantidade reduzida de ceder, ou movimento ventral da medula espinal e da coluna após o impacto. Com base em simples física de uma contusão, a força e a energia do impacto irá transferir a partir da haste para a medula espinal, de preferência, com o cabo de absorver esta energia no local de impacto. No entanto, se os rendimentos de coluna sob o cabo, tal como é possívelno método de fixação coluna dorsal (Figura 1A e B), a força real aplicada ao cordão é diminuída e variável, dependendo do grau de rendimento. Embora este vídeo ilustra todo o processo de um modelo SCI contusão cervical, a essência deste artigo é a introdução do método de estabilização da coluna vertebral que usamos em várias aplicações em nosso laboratório, especificamente para estudos SCI. Uma versão modificada deste dispositivo de estabilização e método tem sido utilizado em ratinhos SCI 23. Este método simples de estabilização da coluna é muito útil para a investigação SCI, e nós já usou este método e equipamento para executar contusão torácica, bem como laceração modelos SCI. Outro laboratório descreveu recentemente uma variação desta forma de estabilização de lesão cervical nesta revista 22. Em resumo, nós apresentamos este novo método de estabilização vertebral para vários Surgical procedimentos para gerar reprodutível SCI experimental variando de laminectomia para produção da lesão. Os benefícios do presente dispositivo de estabilização não se limitam a contusão cervical da medula espinhal, como este método de estabilização foi adaptado para uma vasta variedade de experiências, como injecções intra-espinal, o transplante celular, recolha de CSF da cisterna magna, hemi secção e transecção lesões, lesões contusão torácica, em imagem vivo empregando microscopia de dois fótons, e gravação eletrofisiológico espinhal. A melhoria da qualidade dos procedimentos cirúrgicos e de lesões na medula e reduzir a variabilidade experimental vai ajudar a fornecer informações sobre os verdadeiros mecanismos de lesão e recuperação, e examinar os efeitos das terapias diferentes sobre a doença devastadora da SCI.

Força mecânica consistente e replicável no tecido espinhal alvo é fundamental para minimizar a variabilidade funcional e histológico e para o estabelecimento de modelos de sucesso contundente 1-7 lesão medular (LM). A quantidade de força aplicada a uma região alvo da medula espinhal depende dos métodos utilizados para a estabilização da coluna vertebral. Deslocamento posicional da coluna alvo durante o contacto entre o êmbolo de impacto e da medula espinhal altera a força de lesão resultante. O modelo SCI contusão cervical é um modelo clinicamente mais relevante do que outras formas de SCI, como aproximadamente 50% dos casos humanos de LM ocorrer a este nível 8, e vários estudos SCI foram realizados utilizando modelos animais de lesão cervical 9-14. Embora os modelos SCI contusão muitas vezes utilizam alguma forma de estabilização, fixando o anterior processos espinhosos e posterior para o local da lesão, esta preparação é difícil para a produção de SCI cervical. &amp;# 160; Como mostrado nesta demonstração, o método de estabilização que desenvolvemos é vantajoso na sua capacidade para aumentar a qualidade e reprodutibilidade de contusão. Particularmente, este método de estabilização vertebral foi criada em uma tentativa de alterar as deficiências e os desafios de outros modelos: 1) variabilidade na vertebral produzindo sob a força do impacto pode ocorrer por aperto processos espinhosos adjacentes dorsal rostral e caudal à laminectomia. O grau de deslocação vertebral é dependente do número de articulações vertebrais entre o impacto e a vértebra a ser estabilizado (Figura 1). Portanto, quanto mais articulações envolveu a menos estável a coluna vertebral torna-se; 2) os processos espinhosos dorsais são frágeis e falha braçadeira causa como um resultado de fractura processo espinhoso ou o grampo de deslizar fora do processo; e 3) os processos espinhosos sobre estas vértebras são extremamente curto entre o C3 a T1 vértebras em comparação com aqueles da vértebra torácicabrae, o que torna difícil usando grampos tradicionais de compreender os processos espinhosos para a estabilização da coluna cervical. Descrevemos aqui um novo método de estabilização da coluna vertebral para a produção de C5 contundente SCI em fêmeas adultos de ratos Sprague-Dawley. Este método pode ser usado para a estabilização de outros níveis da coluna vertebral e medula espinhal, e os conjugados de bem com outros dispositivos SCI contusão, incluindo o cabo de New York University / Multicenter animal Spinal Injury Study (NYU / MASCIS) pêndulo 15 (Figura 2) , Sistemas de precisão e Instrumentação, LLC Infinito Horizon (IH) dispositivo 16, da Ohio State University / eletromagnética Spinal Cord Injury dispositivo 1, e o aparelho de Louisville Sistema Injury (LISA) 17, permitindo a utilização generalizada em pesquisa 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

Animais cervical lesão medular clinicamente relevante modelos (SIC) são essenciais para o desenvolvimento e teste de terapias potenciais; no entanto, a produção de SCI cervical confiável é difícil devido à falta de métodos satisfatórios de estabilização vertebral. O método convencional para estabilizar a coluna vertebral é suspender a coluna cervical rostral e caudal através de grampos ligados a processos espinhosos cervical. No entanto, este método de estabilização não consegue evitar tecido produzindo durante a contusão como os processos da coluna vertebral cervical são demasiado curto para ser eficazmente protegido por as braçadeiras (Figura 1). Aqui nós introduzimos um novo método para estabilizar completamente a vértebra cervical no mesmo nível da lesão impacto. Este método minimiza eficazmente o movimento da coluna vertebral no local de impacto, o que melhora consideravelmente a produção de SIC consistentes. Nós fornecemos a descrição visual do equipamento (Figura 2-4), métodos, e um protocolo passo-a-passo para a estabilização do 5 vértebra cervical (C5) de ratos adultos, para executar laminectomia (Figura 5) e produzir um SCI contundente posteriormente. Embora apenas se demonstrar de um hemi-contusão cervical utilizando o impactador NYU dispositivo / MASCIS, esta técnica de estabilização vertebral pode ser aplicado a outras regiões da espinal-medula, ou ser adaptado para outros dispositivos de SCI. Melhorar a exposição da medula espinhal e fixação através de estabilização vertebral pode ser valiosa para a produção de lesões consistentes e confiáveis ​​para a medula espinhal. Este método de estabilização vertebral também pode ser utilizado para injecções estereotáxicas de células e os marcadores, e para imagiologia por microscopia de dois fotões em vários estudos neurobiológica.

Após seguir este protocolo, consistente e reproduzível cervical hemi-contundente SCI é produzido (Figura 5 e 6). O uso de um estabilizador vertebral para estabilizar os processos laterais da mesma vértebra ao nível pretendido para a SCI permite tais resultados satisfatórios. Usando este método, não só a vértebra C5-alvo, mas também adjacente C4 e C6 são rigidamente fixados. O software NYU / MASCIS proporciona uma leitura com um gráfico definida em um x e eixo-y, e suporta o uso de nosso método de estabilização vertebral, e equipamentos (Figura 6). Este método de estabilização de ferimentos reduz a variabilidade que pode resultar do deslocamento para baixo do tecido alvo e da coluna vertebral (Figura 1). Após lesão, um hematoma azulada unilateral claro centrada entre a C5 e C6 DREZs é visível (Figura 5E). Estes parâmetros de lesão são consistentes de animal para animal de acordo com a leitura fornecido pelo software NYU / MASCIS (Figura 6). Como a cervical hemi-contusão produz déficits forelimb claras, este modelo é ideal para avaliar membros anteriores habilidades funcionais, como chegar, aliciamento 13, e manipulação de objetos 18-19. Como os défices motores dos membros posteriores são menos proeminentes, de Basso, Beattie e Bresnahan (BBB) ​​locomotora escala de pontuação 4 não é apropriado para uso neste modelo. O resultado funcional após lesão é mais perceptível nos déficits forepaw extensores ipsilaterais, em que o rato apresenta uma &quot;paulada&quot; punho com todos os dígitos flexionado 18. Todos os animais expostos à mesma gravidade da lesão e do nível da medula espinhal deve apresentar déficits semelhantes ao membro anterior ipsilateral ilustrado neste protocolo, após lesão correta. Animais indevidamente lesada pode apresentar-se com muito diferente manifestação e duração dos déficits 13,18. Histologicamente, o modelo produz os danos extensivos matéria cinzenta e branca no epicentro lesão e rostral e caudal em relação ao local da lesão, que conduz a formação da lesão e da cavidade considerável continha quase exclusivamente no lado da lesão da medula espinal. Um grande, formas cicatriz glial principalmente baseado em astrócitos nas fronteiras lesão com enorme morte neuronal 18. <img alt="Figura 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig1highres.jpg" width="500" /> Figura 1: Ilustração de flexibilidade da coluna durante SCI contundente com diferentes métodos de fixação. Figuras A e B mostram flexibilidade ou &quot;rendimento&quot; da coluna vertebral quando processos espinhosos são presas dorsal, permitindo impactos impróprios e dados inconsistentes. A ilustração mostrada em A mostra muito mais flexibilidade no momento do impacto (linha tracejada vermelhae grandes setas curvas) em comparação com a mostrada em B (setas curvas menores), como as braçadeiras estão mais distantes do local da laminectomia e lesão. A figura C mostra estabilização lateral com o nosso dispositivo descrito com o braço de estabilização bem apertados sob o processo transverso a vértebra em que o local de impacto será executada. Não há flexibilidade da coluna durante este processo, tal como a vértebra de interesse é completamente estabilizado. <img alt="Figura 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig2highres.jpg" width="500" /> Figura 2: NYU / MASCIS pêndulo e recipiente de estabilização personalizado. Figura A mostra as partes e funções do dispositivo de lesão medular NYU / MASCIS, com múltiplas configurações de altura da haste para a gravidade da lesão (no detalhe). Figuras B e C ilustram o recipiente em forma de U que detém arato, e os braços de estabilização serrilhadas que estabilizam de forma segura a coluna vertebral durante a cirurgia e lesão (desenhado e produzido por YP Zhang). <img alt="Figura 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig3highres.jpg" width="500" /> Figura 3: sistema e microadjuster laterais Personalizado montagem no pêndulo NYU / MASCIS Figura A detalha os diferentes componentes do sistema de montagem personalizada para o estabilizador de rato em forma de U para lesão da medula espinhal.. Note-se a microadjuster laterais na figura A, crucial para o alinhamento exacto da medula espinal de rato de lesão. As Figuras B e C fornecem mais descrição do estabilizador sem (B) e com o recipiente em forma de L de rato (C) com respeito à outra importante componentes do dispositivo de lesão (sistema de montagem concebido e produzido pela YP Znão reagir). <img alt="Figura 4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig4highres.jpg" width="500" /> Figura 4:. As medições dos componentes individuais do dispositivo de estabilização cirúrgica e anexos Cada componente do sistema de estabilização é costume destacada para mostrar as dimensões e escala (A, C, e D). Braços de estabilização do Tórax (B) são apresentados para mostrar o potencial de aplicação deste dispositivo para uso em diferentes modelos cirúrgicos da coluna vertebral. <img alt="Figura 5" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig5highres.jpg" width="500" /> Figura 5: marcos cirúrgicos e preparação para a cervical hemi-contusão lesão medular. Figuras A e B retratar os marcos corretos para impa adequadaalinhamento ct na ratos expostos medula espinhal. O ponto de impacto apropriado é directamente entre as raízes dorsais C5 e C6 nervosas (rostral-caudal) e a linha média e bordas laterais da medula espinal (B). As figuras mostram CE, na maior ampliação, o processo de exposição a metade do desejado medula espinhal cervical por lesão, através laminectomy unilateral cuidado. Além disso, as figuras D e E demonstrar a cabo imediatamente antes e após a lesão da medula espinal contusão. Note-se a hemorragia visível (E), causada pelo impacto (seta preta). <img alt="Figura 6" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50149/50149fig6highres.jpg" width="500" /> Figura 6 :. Exemplos de aceitável contra leituras de dados inaceitáveis ​​seguintes impacto com o pêndulo NYU / MASCIS. O topo do gráfico (A) e conjunto de dados superior (C) </strong&gt; ilustrar uma leitura de um impacto muito bom, com medições de dados de &quot;erro%&quot; para velocidade de impacto rod, altura inicial, e tempo de partida, tal como indicado com a seta vermelha e sublinhado. Todos os valores caem bem dentro da janela de erro aceitável. Por outro lado, o painel inferior mostra os dados produzidos por um impacto imprópria causada por estabilização inadequada da coluna vertebral (B) e de erro durante a &quot;redução a zero&quot; da haste do pêndulo e ponta sobre a superfície da espinal medula, antes de definir a altura da haste de pêndulo (C). Note-se a um erro considerável indicado para a altura inicial e hora de início da queda de pêndulo, como indicado pela seta vermelha e sublinhado. O software também fornece um aviso de que erro foi detectado por estes parâmetros (parte inferior do painel C).

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A Novel Vertebral Stabilization Method for Producing  Contusive Spinal Cord Injury

Estabilização vertebral é necessário para minimizar a variabilidade, e para a produção de lesões da medula espinhal experimentais consistentes. Utilizando um aparelho de estabilização personalizado em conjunto com o dispositivo de pêndulo NYU / MASCIS, demonstramos aqui o equipamento e procedimento adequado para gerar cervical (C5) lesões na espinal hemi-contundente reprodutíveis medula em ratos adultos.

Um método de estabilização Novel Vertebral para a Produção de contusão Lesão Medular

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 visualizações.  Indiana University School of Medicine.  Estabilização vertebral é necessário para minimizar a variabilidade, e para a produção de lesões da medula espinhal experimentais consistentes. Utilizando um aparelho de estabilização personalizado em conjunto com o dispositivo de pêndulo NYU / MASCIS, demonstramos aqui o equipamento e procedimento adequado para gerar cervical (C5) lesões na espinal hemi-contundente reprodutíveis medula em ratos adultos. 

Vídeo: 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.

Avaliação longitudinal do rato Perda Hind Limb óssea após lesão medular usando Novel, In vivo Metodologia,

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

Medicina

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 ...

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.

Um Modelo contundente de lesão da medula espinhal cervical unilateral Usando o Impactor horizonte infinito

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.

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 ...

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.

Avaliação da ativação muscular respiratória Usando respiratória Motor Control Assessment (ACMD) em indivíduos com lesão medular crônica

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.

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 ...

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.

Neural Stem Cell Transplantation em Experimental contusão 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 ...

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 ...