This study was supported by NeuralStem, Inc., and Johns Hopkins Project RESTORE.

NOTA: Todos os procedimentos com animais foram aprovados pelo Comitê Animal Care e Use o Johns Hopkins. Aparelhos de anestesia exigir uma inspecção anual e calibração, se necessário. 1. Anestesia e Posicionamento <ol><li> Anestesia. <ol><li> Execute todos os procedimentos cirúrgicos sob anestesia com isofluorano 2-3%. Confirme nível adequado de anestesia por pitada dedo do pé e taxa de respiração. Verifique se o rato não se mexe em resposta a uma pitada dedo do pé. NOTA: Um vacilo indica anestesia que é tarde demais e pode exigir anestesia mais longos antes de iniciar ou uma concentração de isofluorano superior. A taxa de respiração inferior a 1 respiração cada 2 s é muito lento o que indica anestesia é demasiado elevada e pode exigir um aligeiramento da concentração de isofluorano. </li><li> Prenda o animal como necessário para evitar o movimento da cabeça durante o procedimento. Coloque uma gota de lidocaína no olho cirúrgico. Use lágrimas artificiais a cada 10 minutos para evitar a secura sob anestesia. Daruma injecção de buprenorfina a 0,01 mg / kg SC pré-operatório e em seguida cada 6-8 horas, conforme necessário. </li></ol></li><li> Posicionamento. <ol><li> Coloque ratos em um quadro estereotáxico e manter aquecido com uma almofada de aquecimento. Molhar a pele do couro cabeludo com álcool tendo o cuidado de evitar a exposição sobre os olhos. Use ferramentas estéreis e técnica estéril para minimizar o risco de infecções pós-operatórias. </li></ol></li></ol> 2. Controle dos olhos <ol><li> Coloque um fio de sutura 4-0 na conjuntiva lateral e amarrá-lo com sutura suficiente para permitir tração suave. </li></ol> 3. Dissecção <ol><li> Dissecção inicial. <ol><li> Adicione uma incisão ~ 1 polegada na pele que recobre o cume orbital usando um bisturi tamanho 10, como mostrado na Figura 1. Retirar a pele e fáscia subjacente e cuidadosamente dissecar longe do painel frontal. Para evitar sangramento excessivo no cirúrgico, evitar o corte vasos sanguíneos enquanto dissecando a fáscia. Use estrategicamente placed pontas de algodão para proporcionar hemostase. </li></ol></li><li> Dissecção mais profundo. NOTA: Com tração suave na conjuntiva puxando o olho para baixo e para fora do soquete, o músculo orbital superior entrará em vista. A fim de expor o nervo óptico, este deve ser cortado do músculo e gordura retro-orbital removido. A gordura pode ser descartado e não deve ser substituído após a injecção. A partir deste ponto, a fáscia nervo óptico deve ser visível como um feixe do nervo óptico em si, juntamente com os vasos sanguíneos envolvidos na dura-máter (Figura 1). <ol><li> Fazer uma pequena incisão na dura usando o bisturi ou com uma agulha de calibre 31 chanfrada para fazer a perfuração menos traumática. </li></ol></li></ol> 4. Pipeta Injector <ol><li> Retire uma micropipeta de vidro para um diâmetro de 50-100 um. Para garantir a estabilidade da montagem, a micropipeta em um micromanipulador e se ligar a uma seringa de Hamilton ligada a uma bomba de infusão. </li><li> Puxe as contas (ou células-tronco)reconstituída num volume de 0,5-1,0 mL na micropipeta retrógrada juntamente com o volume de 0,5 ul de uma solução de metil azul antes e depois. Observação: Uma taxa de infusão definida para 0,5-2 mL por min impede trauma para o nervo óptico. </li></ol> 5. Injeção <ol><li> Diminuir a ponta da micropipeta para o nervo óptico logo acima da dura-máter entalhado. NOTA: Uma pequena, mas rápido movimento da ponta de vidro nos resultados do nervo óptico em menos danos. À medida que a bomba de infusão inicia, o corante azul de metilo deve destacar a área do nervo óptico injectado. O corante deve permanecer localizada dentro do nervo óptico sem vazando no espaço subaracnóide. </li><li> Seguir a segunda banda de azul de metileno para determinar quando a injecção de células estaminais é completa e ligar a bomba de infusão fora como a segunda dose de azul de metileno é injectado. Manter a micropipeta ainda dentro do nervo óptico durante 2 min para cada volume de 1 mL injectada no para prevenir altaejeção de pressão após a retirada da micropipeta. NOTA: Uma abordagem alternativa é conectar a ponta da pipeta a uma seringa cheia de ar que pode ser manipulado manualmente. De qualquer maneira, evitar força excessiva para minimizar o dano para os nervos ópticos. Recomendamos injetando não mais de 2 l de volume, em cada nervo óptico. </li></ol> 6. Acompanhamento <ol><li> Immediate. <ol><li> Quando a injecção estiver concluída, remova a micropipeta, juntamente com todas as pontas de algodão usados ​​para fornecer hemostasia. Suturar a pele com seda 3-0 e remova o fio de sutura conjuntival. </li><li> Mantenha ratos quente sobre uma almofada de aquecimento até que eles emergem da anestesia. Não deixe um animal sem supervisão até que tenha recuperado a consciência suficiente para manter decúbito esternal. Não devolva um animal que tenha sido submetido a cirurgia para a companhia de outros animais até que esteja totalmente recuperado. </li><li> Se o animal está exibindo sinais de dor excessiva, incluindo letargia, ataxia, ou trabalharam breathing, administrar analgesia adequada com buprenorfina intramuscular (0,05 mg / kg) até três vezes ao dia. </li></ol></li><li> Longo prazo. <ol><li> Para a próxima 24-48 h, observe o rato por complicações da cirurgia, incluindo inchaço ou secreção da ferida ou outros sinais de dor, como vocalização, aparência curvada, não-aliciamento, ou não comer. Considere consulta com um veterinário ou a eutanásia ético, conforme necessário. </li></ol></li></ol>

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	<li>Dahlmann-Noor, A., Vijay, S., Jayaram, H., Limb, A., Khaw, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+approaches+and+future+prospects+for+stem+cell+rescue+and+regeneration+of+the+retina+and+optic+nerve.">Current approaches and future prospects for stem cell rescue and regeneration of the retina and optic nerve.</a> Canadian journal of ophthalmology Journal canadien d'ophtalmologie. 45 (4), 333-341 (2010).</li><li>Quigley, H. A., Iglesia, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem+cells+to+replace+the+optic+nerve.">Stem cells to replace the optic nerve.</a> Eye. 18 (11), 1085-1088 (2004).</li><li>Ghaffarieh, A., Levin, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optic+nerve+disease+and+axon+pathophysiology.">Optic nerve disease and axon pathophysiology.</a> International review of neurobiology. 105, 1-17 (2012).</li><li>Fukui, Y., Hayasaka, S., Bedi, K. S., Ozaki, H. S., Takeuchi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+study+of+the+development+of+the+optic+nerve+in+rats+reared+in+the+dark+during+early+postnatal+life.">Quantitative study of the development of the optic nerve in rats reared in the dark during early postnatal life.</a> Journal of anatomy. 174, 37-47 (1991).</li><li>Celestre, P. C., 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=Minimally+invasive+approaches+to+the+cervical+spine.">Minimally invasive approaches to the cervical spine.</a> The Orthopedic clinics of North America. 43 (1), 137-147 (2012).</li><li>Hallas, B. H., Wells, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Novel+Technique+for+Multiple+Injections+into+the+Mammalian+Optic+Nerve.">A Novel Technique for Multiple Injections into the Mammalian Optic Nerve.</a> Kopf Carrier. 54, (2001).</li><li>Harvey, A. R., Hellstrom, M., Rodger, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene+therapy+and+transplantation+in+the+retinofugal+pathway.">Gene therapy and transplantation in the retinofugal pathway.</a> Progress in brain research. 175, 151-161 (2009).</li><li>Adachi-Usami, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optic+neuritis--from+diagnosis+to+optic+nerve+transplantation.">Optic neuritis--from diagnosis to optic nerve transplantation.</a> Nippon Ganka Gakkai zasshi. 104 (12), 841-857 (2000).</li><li>Slater, B. J., Vilson, F. L., Guo, Y., Weinreich, D., Hwang, S., Bernstein, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optic+nerve+inflammation+and+demyelination+in+a+rodent+model+of+nonarteritic+anterior+ischemic+optic+neuropathy.">Optic nerve inflammation and demyelination in a rodent model of nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy.</a> Investigative ophthalmology &amp; visual science. 54 (13), 7952-7961 (2013).</li><li>Zarbin, M. A., Arlow, T., Ritch, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regenerative+nanomedicine+for+vision+restoration.">Regenerative nanomedicine for vision restoration.</a> Mayo Clinic proceedings. 88 (12), 1480-1490 (2013).</li></ol>

The authors have no meaningful disclosures to report.

Direct injection into the optic nerve of stem cells or other products intended to facilitate regeneration provides a convenient model compared to other means of injections into the CNS. This technique takes less time, requires less total anesthesia, avoids drilling or removing skull or bone tissue, reduces complications rates and allows for more rapid recovery following surgery. 
The most critical steps in this protocol include: 1. Adequate hemostasis in the surgical field to allow clear visua...

O nervo óptico oferece uma localização ideal para o sistema nervoso central (SNC) de pesquisa regenerativa incluindo condições oftalmológicas como a neurite óptica, glaucoma e trauma. As injecções de uma variedade de células estaminais quer demonstraram eficácia ou mostraram-se promissores na substituição de mielina perdido, aumentando a contagem axonal e / ou prevenção de doenças degenerativas. 1,2 O nervo óptico humano contém aproximadamente 1,2 milhões de axónios que viajam paralelas da retina para o quiasma com um diâmetro de cerca de 3,0-3,5 mm. 3 Para modelar doenças humanas em laboratório, o rato tem sido utilizado frequentemente. O nervo óptico de rato adulto contém cerca de 100.000 axónios dentro de um diâmetro de aproximadamente 0,5 mm. 4 Uma das principais limitações na pesquisa no SNC regenerativo é desossada acesso directo. As complicações e riscos cirúrgicos para o animal são maiores quando o crânio ou vértebras são removidos. Similar aos benefícios deabordagens minimamente invasivas da coluna vertebral, 5 injeções diretas do nervo óptico sem abrir o crânio de oferta reduzida complicações e uma recuperação mais rápida. Esta técnica tem sido utilizada em estudos anteriores. 6 Neste manuscrito e vídeo acompanhante, que demonstram um procedimento minimamente invasivo para injectar células estaminais no nervo óptico de rato.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="851">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:151px;">Company</td>
			<td style="width:151px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:335px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Lewis rat</td>
			<td style="width:151px;">Charles River</td>
			<td align="right" style="width:151px;">4</td>
			<td>Any rat strain will work.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Anesthesia machine</td>
			<td style="width:151px;">Surgivet</td>
			<td style="width:151px;">CDS9000</td>
			<td>CDS 9000 Small Animal Anesthesia Machine - Pole Mount</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Infusion pump</td>
			<td style="width:151px;">Stoelting</td>
			<td align="right" style="width:151px;">53129</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Dissection microscope</td>
			<td style="width:151px;">National Optical</td>
			<td style="width:151px;">409-411-1105</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Fiber-optic light source</td>
			<td style="width:151px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:151px;">12-562-21</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Dissection and Stereotaxic Instrument</td>
			<td style="width:151px;">Stoelting</td>
			<td align="right" style="width:151px;">51400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Pipette Puller</td>
			<td style="width:151px;">Kopf</td>
			<td align="right" style="width:151px;">750</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Pipettes</td>
			<td style="width:151px;">World Precision Instruments</td>
			<td style="width:151px;">18150-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Disposable scalpel blades</td>
			<td style="width:151px;">Harvard Apparatus</td>
			<td style="width:151px;">810-15-021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Iridectomy scissors</td>
			<td style="width:151px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td style="width:151px;">Uniband LA-4XF</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

minimally-invasive technique for injection into rat optic nerve

The rat optic nerve is a useful model for stem cell regeneration research. Direct injection into the rat optic nerve allows delivery into the central nervous system in a minimally-invasive surgery without bone removal. This technique describes an approach to visualization and direct injection of the optic nerve following minor fascial dissection from the orbital ridge, using a conjunctival traction suture to gently pull the eye down and out. Representative examples of an injected optic nerve show successful injection of dyed beads.

Na conclusão da experiência, os ratos foram sacrificados e perfundidos com paraformaldeído a 4%. Os nervos ópticos foram cuidadosamente dissecados e montados para seccionamento criostático. A Figura 2 mostra um exemplo de um nervo óptico de rato inteiro com baixa potência, em que o corante azul de Evans foi injectada a fim de visualizar o local. A seta identifica a localização precisa da injecção. Esta dissecção foi realizada dentro de alguns minutos da injecção, tal como indicado pela di...

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Minimally-invasive Technique for Injection into Rat Optic Nerve

Direct injection into the rat optic nerve is useful for regenerative research. We demonstrate a minimally-invasive technique for direct injection into a rat optic nerve that does not involve opening the skull. Using this method, surgical complications are minimized and recovery is more rapid.

Técnica minimamente invasiva para a injeção em Rat Optic Nerve

The rat optic nerve is a useful model for stem cell regeneration research. Direct injection into the rat optic nerve allows delivery into the central ...

minimally-invasive-technique-for-injection-into-rat-optic-nerve

Research

JoVE Journal

Neuroscience

9.4K visualizações.  Johns Hopkins University. Direct injection into the rat optic nerve is useful for regenerative research. We demonstrate a minimally-invasive technique for direct injection into a rat optic nerve that does not involve opening the skull. Using this method, surgical complications are minimized and recovery is more rapid. 