Este trabalho foi apoiado pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, Nos. 82102314 (para ZSJ), e 32170977 (para HSL) e Fundação de Ciências Naturais da Província de Guangdong, Nos. 2022A1515010438 (para ZSJ) e 2022A1515012306 (para HSL). Este estudo foi apoiado pelo Programa de Tecnologia de Fronteira Clínica do Primeiro Hospital Afiliado da Universidade de Jinan, China, Nos. JNU1AF- CFTP- 2022- a01206 (para HSL). Este estudo foi apoiado pelo Guangzhou Science and Technology Plan Project, Nos. 202201020018 (para HSL), 2023A04J1284 (para ZSJ) e 2023A03J1024 (para HSL).

Os estudos envolvendo animais foram revisados e aprovados pelo Comitê de Ética da Universidade de Jinan.
1. Anestesiização dos animais e laminectomia espinhal T10
<ol><li>Use camundongos C57/6J fêmeas adultas jovens de 8 semanas de idade para este estudo. Anestesiar os camundongos por injeção intraperitoneal de cetamina (100 mg/kg) e diazepam (5 mg/kg). Verifique se há sucesso na anestesia indicada pela perda do reflexo da dor. Aplique pomada veterinária nos olhos para evitar o ressecamento sob anestesia.</li>
	<li>Raspe o cabelo na parte de trás dos ratos usando um barbeador para revelar a pele. Desinfete a pele com três rodadas alternadas de iodóforo e álcool.</li>
	<li>Realizar incisão longitudinal medial de 2,5 cm no dorso da pele com bisturi e expor a coluna vertebral no nível de T9-T11 com pinça.</li>
	<li>Fixar bilateralmente as facetas de T10 com fixador espinhal. Certifique-se de que a coluna esteja fixada de forma estável. Certifique-se de que os músculos paravertebrais sejam despojados e remova o processo espinhoso, bem como as lâminas usando broca de micro-retificação para expor a medula espinhal do segmento T10.</li>
</ol>2. Contusão da medula espinhal T10 utilizando o sistema G smart SCI
<ol><li>Ligue o interruptor e aguarde até que o dispositivo retorne automaticamente ao seu estado original. Coloque o fixador espinhal no sistema G smart SCI e fixe-o usando parafusos.</li>
	<li>Usando a tela sensível ao toque de operação (Figura 2A), defina parâmetros de dano, incluindo velocidade de impacto (1 m/s), profundidade de impacto (0,5 mm, 0,8 mm e 1,1 mm para três diferentes conjuntos de camundongos) e tempo de permanência (500 ms)15.</li>
	<li>Alinhe o telêmetro a laser no centro da medula espinhal exposta movendo a plataforma. (Figura 2B)</li>
	<li>Clique no botão Ready na tela sensível ao toque (Figura 2C). A cabeça de impacto se ajusta automaticamente a uma altura específica com base nos parâmetros de configuração. A mesa transportadora move automaticamente o local do impacto da medula espinhal abaixo da cabeça do impacto.</li>
	<li>Pressione manualmente a cabeça de impacto para determinar melhor o local do impacto. Clique no botão Iniciar , a cabeça de impacto atingirá a medula espinhal com base nos parâmetros definidos.</li>
	<li>Retirar os camundongos do aparelho e observar sob estereomicroscópio (20x) para determinar a lesão medular (Figura 3). Para determinar o sucesso do desenvolvimento do modelo, observe a congestão local, o colapso e a ruptura da membrana espinhal.</li>
	<li>Sutura do músculo, fáscia e pele camada por camada com pontos 3-0. Coloque os ratos em uma caixa quente e aguarde sua recuperação.</li>
</ol>3. Cuidados pós-operatórios
<ol><li>Injetar meloxicam (5 mg/kg) por via subcutânea diariamente durante 7 dias após a cirurgia. Esvazie manualmente a bexiga a cada 8 h até que as funções da bexiga sejam restauradas.</li>
	<li>Aos 14 dias após a operação, retirar os fios de sutura.</li>
</ol>4. Testar os efeitos da lesão medular
<ol><li>Calcular os escores de SNF para camundongos a partir do primeiro dia de pós-operatório16,17.</li>
	<li>No 30ºdia de pós-operatório, realizar experimentos comportamentais com animais, incluindo passarela, foot fault e rotarod 16,17. Passarela: Distância recorde de 45 cm; Duração máxima da corrida 8 s; Ganho de câmera 28,02; Limiar de intensidade 0,01. Falha no pé: Grave 60 passos para cada mouse. Rotarod: Velocidade 20 rpm. Registre o tempo para o mouse cair e registre-o como 120 s por mais de 120 s.</li>
	<li>No 31º dia de pós-operatório, anestesiar os camundongos por injeção intraperitoneal de cetamina (100 mg/kg) e diazepam (5 mg/kg) e, em seguida, sacrificar os camundongos por perfusão com PFA a 4%. Remova a medula espinhal cuidadosamente e intercepte 5 mm acima e abaixo do local da lesão para inclusão em parafina. Realizar corte de 5 μm do centro da lesão medular em camundongo e coloração por hematoxilina e eosina17.</li>
	<li>Para análise estatística utilizar software comercial. Expresse os dados como média ± erro padrão da média (EPM) e compare usando ANOVA one-way; Considerou-se significativo < 0,05.</li>
</ol>

Um dispositivo de contusão de lesão medular para modelos precisos de mouse

<ol>
	<li>Venkatesh, K., Ghosh, S. K., Mullick, M., Manivasagam, G., Sen, D. <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:+pathophysiology,+treatment+strategies,+associated+challenges,+and+future+implications.">Spinal cord injury: pathophysiology, treatment strategies, associated challenges, and future implications.</a> Cell and Tissue Research. 377 (2), 125-151 (2019).</li><li>Chiu, C. W., Cheng, H., Hsieh, 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=Contusion+Spinal+Cord+Injury+Rat+Model.">Contusion Spinal Cord Injury Rat Model.</a> Bio Protocol. 7 (12), e2337 (2017).</li><li>Thygesen, M. M., Guldb&#230;k-Svensson, F., Rasmussen, M. M., Lauridsen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contusion+Spinal+Cord+Injury+via+a+Microsurgical+Laminectomy+in+the+Regenerative+Axolotl.">Contusion Spinal Cord Injury via a Microsurgical Laminectomy in the Regenerative Axolotl.</a> Journal of Visualized Experiments. (152), 60337 (2019).</li><li>Anderson, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+controlled+pneumatic+technique+for+experimental+spinal+cord+contusion.">A controlled pneumatic technique for experimental spinal cord contusion.</a> Journal of Neuroscience Methods. 6 (4), 327-333 (1982).</li><li>Allen, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SURGERY+OF+EXPERIMENTAL+LESION+OF+SPINAL+CORD+EQUIVALENT+TO+CRUSH+INJURY+OF+FRACTURE+DISLOCATION+OF+SPINAL+COLUMN:+A+PRELIMINARY+REPORT.">SURGERY OF EXPERIMENTAL LESION OF SPINAL CORD EQUIVALENT TO CRUSH INJURY OF FRACTURE DISLOCATION OF SPINAL COLUMN: A PRELIMINARY REPORT.</a> Journal of the American Medical Association. LVII (11), 878-880 (1911).</li><li>Cheriyan, T., 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+injury+models:+a+review.">Spinal cord injury models: a review.</a> Spinal Cord. 52 (8), 588-595 (2014).</li><li>Yan, R., 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=A+modified+impactor+for+establishing+a+graded+contusion+spinal+cord+injury+model+in+rats.">A modified impactor for establishing a graded contusion spinal cord injury model in rats.</a> Annals of Translational Medicine. 10 (8), 436 (2022).</li><li>Gruner, J. A. <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> Journal of Neurotrauma. 9 (2), 123-126 (1992).</li><li>Ghnenis, A. 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=Evaluation+of+the+Cardiometabolic+Disorders+after+Spinal+Cord+Injury+in+Mice.">Evaluation of the Cardiometabolic Disorders after Spinal Cord Injury in Mice.</a> Biology (Basel). 11 (4), 495 (2022).</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> Journal of Neurotrauma. 20 (2), 179-193 (2003).</li><li>Hong, Y. R., 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=Ultrasound+stimulation+improves+inflammatory+resolution,+neuroprotection,+and+functional+recovery+after+spinal+cord+injury.">Ultrasound stimulation improves inflammatory resolution, neuroprotection, and functional recovery after spinal cord injury.</a> Scientific Reports. 12 (1), 3636 (2022).</li><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> Medical &amp; Biological Engineering &amp; Computing. 25 (3), 335-340 (1987).</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> Journal of Neurotrauma. 9 (3), 187-195 (1992).</li><li>Pearse, D. 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=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> Journal of Neurotrauma. 22 (6), 680-702 (2005).</li><li>Wu, X., 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=A+Tissue+Displacement-based+Contusive+Spinal+Cord+Injury+Model+in+Mice.">A Tissue Displacement-based Contusive Spinal Cord Injury Model in Mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (124), 54988 (2017).</li><li>Forgione, N., Chamankhah, M., Fehlings, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Mouse+Model+of+Bilateral+Cervical+Contusion-Compression+Spinal+Cord+Injury.">A Mouse Model of Bilateral Cervical Contusion-Compression Spinal Cord Injury.</a> Journal of Neurotrauma. 34 (6), 1227-1239 (2017).</li><li>Ji, Z. S., 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=Highly+bioactive+iridium+metal-complex+alleviates+spinal+cord+injury+via+ROS+scavenging+and+inflammation+reduction.">Highly bioactive iridium metal-complex alleviates spinal cord injury via ROS scavenging and inflammation reduction.</a> Biomaterials. 284, 121481 (2022).</li><li>Chen, C., Qiao, X., Liu, W., Fekete, C., Reinhardt, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidemiology+of+spinal+cord+injury+in+China:+A+systematic+review+of+the+chinese+and+english+literature.">Epidemiology of spinal cord injury in China: A systematic review of the chinese and english literature.</a> Spinal Cord. 60 (12), 1050-1061 (2022).</li><li>Flack, J. A., Sharma, K. D., Xie, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delving+into+the+recent+advancements+of+spinal+cord+injury+treatment:+a+review+of+recent+progress.">Delving into the recent advancements of spinal cord injury treatment: a review of recent progress.</a> Neural Regeneration Research. 17 (2), 283-291 (2022).</li><li>Khuyagbaatar, B., Kim, K., Kim, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conversion+Equation+between+the+Drop+Height+in+the+New+York+University+Impactor+and+the+Impact+Force+in+the+Infinite+Horizon+Impactor+in+the+Contusion+Spinal+Cord+Injury+Model.">Conversion Equation between the Drop Height in the New York University Impactor and the Impact Force in the Infinite Horizon Impactor in the Contusion Spinal Cord Injury Model.</a> Journal of Neurotrauma. 32 (24), 1987-1993 (2015).</li><li>Alizadeh, A., Dyck, S. M., Karimi-Abdolrezaee, S. <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:+An+Overview+of+Pathophysiology,+Models+and+Acute+Injury+Mechanisms.">Traumatic Spinal Cord Injury: An Overview of Pathophysiology, Models and Acute Injury Mechanisms.</a> Frontiers in Neurology. 10, 282 (2019).</li><li>Bilgen, M. <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+device+for+experimental+modeling+of+central+nervous+system+injuries.">A new device for experimental modeling of central nervous system injuries.</a> Neurorehabilitation and Neural Repair. 19 (3), 219-226 (2005).</li><li>Khan, 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=GSNOR+and+ALDH2+alleviate+traumatic+spinal+cord+injury.">GSNOR and ALDH2 alleviate traumatic spinal cord injury.</a> Brain Research. 1758, 147335 (2021).</li></ol>

Os autores declaram não haver interesses financeiros concorrentes.

A lesão medular pode levar a déficits sensoriais e motores, que podem resultar em deficiências físicas e mentais graves. Na China, a incidência de lesões medulares em diferentes províncias varia de 14,6 a 60,6 por milhão18. O aumento da prevalência da LM colocará mais pressão sobre o sistema de saúde. Atualmente, existem limitadas opções de tratamento efetivo para a lesão medular, pois seus patomecanismos e processos de reparo ainda não estão totalmenteesclarecid...

A lesão medular geralmente resulta em disfunção permanente da medula espinhal abaixo do segmento lesado. É causada principalmente por objetos que atingem a coluna vertebral e hiperextensão da coluna vertebral, como acidentes de trânsito e quedas1. Devido à disponibilidade limitada de opções de tratamento eficazes para a lesão medular, a elucidação da patogênese das lesões medulares usando modelos animais será informativa para o desenvolvimento de abordagens de tratamento adequadas. O modelo de contusão da lesão medular causada por impacto na medula espinhal resulta no desenvolvimento de modelos animais com patologias semelhantes à maioriados casos clínicos de lesão medular2,3. Portanto, é importante produzir modelos animais precisos, reprodutíveis e convenientes para a contusão da lesão medular.
Desde a invenção de Allen do primeiro modelo animal de lesão medular em 1911, houve grandes avanços no desenvolvimento de instrumentos para o estabelecimento de modelos animais de lesão medular 4,5. Com base nos mecanismos de lesão, os modelos de lesão medular são classificados em contusão, compressão, distração, luxação, transecção ouquímica6. Dentre eles, os modelos de contusão, que utilizam forças externas para deslocar e lesar a medula espinhal, estão mais próximos da etiologia clínica da maioria dos pacientes com lesão medular. Portanto, o modelo de contusão tem sido utilizado por muitos investigadoresem estudos de lesão medular3,7. Vários instrumentos são utilizados para desenvolver modelos de contusão de lesão medular. O impactor MASCIS (Spinal Cord Injury Studies) multicêntrico da New York University (NYU) produz contusões de lesão medular por dispositivo de queda de peso8. Após várias versões atualizadas, o impactor MASCIS é amplamente utilizado no desenvolvimentode modelos animais de contusão de lesão medular9. No entanto, quando a haste de impacto do MASCIS cai e atinge a medula espinhal, podem ocorrer múltiplas lesões, o que afeta o grau de lesão em modelos de lesão medular. Além disso, alcançar a precisão mecânica para garantir a precisão do instrumento e a repetibilidade do modelo de fabricação também é um desafio. Os impactores de horizonte infinito causam contusões controlando a força aplicada à medula espinhal ao invés de quedas pesadas10. Ele usa um computador conectado a um sensor para medir diretamente a força de impacto entre o pêndulo e a medula espinhal. Quando o limiar é atingido, o pêndulo é imediatamente retraído, evitando o rebote do peso e melhorando a acurácia10,11. No entanto, o uso dessa modalidade motora fina para causar danos pode resultar em danos inconsistentes e déficits funcionais6. O dispositivo da Ohio State University (OSU) comprime a superfície dorsal da medula espinhal a uma taxa transitória por um driver eletromagnético12,13. Este dispositivo é semelhante aos impactores de horizonte infinito, pois utiliza compressões de curta distância para causar lesões medulares. No entanto, apresenta várias limitações, pois a determinação inicial do ponto zero causará erros devido à presença do líquido cefalorraquidiano6,14. Em resumo, existem muitos instrumentos que podem ser usados para desenvolver modelos animais de contusão de lesão medular, mas todos eles têm algumas limitações que levam à acurácia e reprodutibilidade insuficientes dos modelos animais. Portanto, para criar modelos de contusão medular em camundongos de forma mais precisa, conveniente e reprodutível, é necessário um impactor de lesão medular automatizado e inteligente.
Apresentamos um novo impacto de lesão medular, o sistema inteligente de lesão medular da Universidade de Guangzhou Jinan (sistema de SCI inteligente G; Figura 1), para a produção de modelos de contusão de lesão medular. O dispositivo usa um telêmetro a laser como um dispositivo de posicionamento, combinado com uma plataforma móvel automatizada para automatizar golpes de acordo com parâmetros de ataque definidos, incluindo velocidade de ataque, profundidade de ataque e tempo de permanência. A operação automatizada reduz os fatores humanos e melhora a precisão e a reprodutibilidade dos modelos animais.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.01M PBS (powder, pH7.2-7.4)</td>
			<td>Solarbio Life Sciences</td>
			<td>P1010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,2,2-Tribromoethanol</td>
			<td>Macklin</td>
			<td>75-80-9</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4% paraformaldehyde tissue fixative</td>
			<td>Biosharp life science</td>
			<td>BL539A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biomicroscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>LCC50 HD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CatWalk&#160;</td>
			<td>Noldus Information Technology</td>
			<td>CatWalk XT 9.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cover glass</td>
			<td>CITOTEST Scientific</td>
			<td>10212432C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Embedding machine</td>
			<td>Changzhou Zhongwei Electronic Instrument</td>
			<td>BMJ-A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol absolute</td>
			<td>DAMAO</td>
			<td>64-17-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FootFaultScan</td>
			<td>Clever Sys Inc.</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass slide</td>
			<td>CITOTEST Scientific</td>
			<td>80302-2104</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hematoxylin and Eosin Staining Kit</td>
			<td>Beyotime Biotechnology</td>
			<td>C0105S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>micro-grinding drill&#160;</td>
			<td>FEIYUBIO</td>
			<td>19-7010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse spinal fixator</td>
			<td>RWD Life Science</td>
			<td>68094</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraffin microtome</td>
			<td>Thermo</td>
			<td>shandon finesse 325</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RotaRod for Mice</td>
			<td>Ugo Basile</td>
			<td>47600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereomicroscope</td>
			<td>KUY NICE</td>
			<td>SZM-7045</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tert-Amyl alcohol</td>
			<td>Macklin</td>
			<td>75-85-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylene</td>
			<td>China National Pharmaceutical</td>
			<td>#10023418</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

automated impactor for contusive spinal cord injury model in mice

A lesão medular (LM) decorrente de lesões traumáticas, como acidentes automobilísticos e quedas, está associada à disfunção permanente da medula espinhal. A criação de modelos de contusão de lesão medular por impacto na medula espinhal resulta em patologias semelhantes à maioria das lesões medulares na prática clínica. Modelos animais precisos, reprodutíveis e convenientes de lesão medular são essenciais para o estudo da lesão medular. Apresentamos um novo dispositivo automatizado de contusão de lesão medular para camundongos, o sistema inteligente de lesão medular da Universidade de Guangzhou Jinan, que pode produzir modelos de contusão de lesão medular com precisão, reprodutibilidade e conveniência. O sistema produz com precisão modelos de diferentes graus de lesão medular por meio de sensores de distância a laser combinados com uma plataforma móvel automatizada e software avançado. Usamos esse sistema para criar três níveis de modelos de camundongos com lesão medular, determinamos seus escores na escala Basso de camundongos (BMS) e realizamos ensaios comportamentais e de coloração para demonstrar sua precisão e reprodutibilidade. Mostramos cada etapa do desenvolvimento dos modelos de lesão utilizando este dispositivo, formando um procedimento padronizado. Este método produz modelos reprodutíveis de contusão de lesão medular em camundongos e reduz os fatores de manipulação humana por meio de procedimentos convenientes de manuseio. O modelo animal desenvolvido é confiável para estudar os mecanismos de lesão medular e as abordagens de tratamento associadas.

Spinal cord injury usually results in permanent spinal cord dysfunction below the injured segment. It is mostly caused by objects striking the spine and hyperextension of the spine, such as traffic accidents and falls1. Due to the limited availability of effective treatment options for spinal cord injury, elucidation of the pathogenesis of spinal cord injuries using animal models will be informative for the development of appropriate treatment approaches. The contusion model of spinal cord injury caused by impact on the spinal cord results in the development of animal models with similar pathologies to most clinical spinal cord injury cases2,3. Therefore, it is important to produce accurate, reproducible, and convenient animal models for spinal cord injury contusion.
Since Allen&#39;s invention of the first animal model of spinal cord injury in 1911, there have been major advances in the development of instruments for establishing spinal cord injury animal models4,5. Based on injury mechanisms, spinal cord injury models are classified as contusion, compression, distraction, dislocation, transection, or chemical6. Among them, the contusion models, which use external forces to displace and injure the spinal cord, are closest to the clinical etiology of most spinal cord injury patients. Therefore, the contusion model has been used by many investigators in spinal cord injury studies3,7. Various instruments are used to develop spinal cord injury contusion models. The New York University (NYU)-multicenter animal spinal cord injury studies (MASCIS) impactor produces spinal cord injury contusions by weight-drop device8. After several updated versions, the MASCIS impactor is widely used to develop spinal cord injury contusion animal models9. However, when the impact rod of MASCIS falls and hits the spinal cord, multiple injuries may occur, which affects the degree of injury in spinal cord injury models. Moreover, achieving mechanical precision to ensure the accuracy of the instrument and the repeatability of the manufacturing model is also challenging. The infinite horizon impactors cause contusions by controlling the force applied to the spinal cord rather than heavy drops10. It uses a computer connected to a sensor to directly measure the impact force between the impactor and the spinal cord. When the threshold is reached, the impactor is immediately retracted, thereby avoiding weight rebound and improving accuracy10,11. However, the use of this fine motor modality to inflict damage can result in inconsistent damage and functional deficits6. The Ohio State University (OSU) device compresses the dorsal surface of the spinal cord at a transient rate by an electromagnetic driver12,13. This device is similar to the infinite horizon impactors, as it uses short-distance compressions to cause spinal cord injuries. However, it has various limitations in that initial determination of the zero point will cause errors due to the presence of the cerebrospinal fluid6,14. In summary, there are many instruments that can be used to develop spinal cord injury contusion animal models, but they all have some limitations that lead to insufficient accuracy and reproducibility of animal models. Therefore, in order to more accurately, conveniently and reproducibly create mouse contusion models of spinal cord injury, an automated and intelligent spinal cord injury impactor is needed.
We present a novel spinal cord injury impactor, Guangzhou Jinan University smart spinal cord injury system (G smart SCI system; Figure 1), for producing spinal cord injury contusion models. The device uses a laser rangefinder as a positioning device, combined with an automated mobile platform to automate strikes according to set strike parameters, including strike speed, strike depth and dwell time. Automated operation reduces human factors and improves the accuracy as well as reproducibility of animal models.

Autor em destaque: Insight sobre inovações na pesquisa de lesões na medula espinhal

Impactor Automatizado para Modelo de Lesão Medular Contusão em Camundongos

A laminectomia foi realizada em 24 camundongos fêmeas (8 semanas de idade), conforme descrito acima. Os camundongos do grupo sham (n=6) não foram submetidos à lesão medular, enquanto o restante dos camundongos, incluindo os grupos 0,5 mm (n=6), 0,8 mm (n=6) e 1,1 mm (n=6), foram submetidos a diferentes profundidades de impacto medular. Os escores da SNF foram registrados regularmente até 1 mês de pós-operatório (Figura 4). Houve diferenças significativas nos escores pós-operatório...

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Apresentamos aqui um novo dispositivo de contusão de lesão medular automatizada para camundongos, que pode produzir com precisão modelos de contusão de lesão medular com diferentes graus.

Spinal cord injury (SCI) due to traumatic injuries such as car accidents and falls is associated with permanent spinal cord dysfunction. Creation of ...

Meu escopo de pesquisa inclui a patogênese e os métodos de tratamento da lesão medular. Nossa pesquisa recente descobriu que vários biomateriais podem promover o reparo da lesão medular em camundongos através do estresse antioxidante. O desenvolvimento de sensores, tecnologias e tecnologia de modificação gênica de biomateriais, bem como a otimização de modelos de lesão medular estão avançando em nosso campo de pesquisa.Devido à compressão e ao mecanismo incompletamente compreendido da lesão medular, atualmente é difícil curar a lesão medular usando uma única intervenção. No futuro, múltiplos métodos de intervenção podem ser necessários para a pesquisa. Verificamos que a compressa mental imediata pode participar do tratamento e da reparação da lesão medular em animais através do estresse antioxidante.

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

Automated Impactor for Contusive Spinal Cord Injury Model in Mice

1.3K visualizações.  Jinan University. Meu escopo de pesquisa inclui a patogênese e os métodos de tratamento da lesão medular. Nossa pesquisa recente descobriu que vários biomateriais podem promover o reparo da lesão medular em camundongos através do estresse antioxidante. O desenvolvimento de sensores, tecnologias e tecnologia de modificação gênica de biomateriais, bem como a otimização de modelos de lesão medular estão avançando em nosso campo de pesquisa.Devido à compressão e ao mecanismo incompletamente ...

Vídeo: Autor em destaque: Insight sobre inovações na pesquisa de lesões na medula espinhal

Spinal cord injury (SCI) due to traumatic injuries such as car accidents and falls is associated with permanent spinal cord dysfunction. Creation of contusion models of spinal cord injury by impacting the spinal cord results in similar pathologies to most spinal cord injuries in clinical practice. Accurate, reproducible, and convenient animal models of spinal cord injury are essential for studying spinal cord injury. We present a novel automated spinal cord injury contusion device for mice, the Guangzhou Jinan University smart spinal cord injury system, that can produce spinal cord injury contusion models with accuracy, reproducibility, and convenience. The system accurately produces models of varying degrees of spinal cord injury via laser distance sensors combined with an automated mobile platform and advanced software. We used this system to create three levels of spinal cord injury mice models, determined their Basso mouse scale (BMS) scores, and performed behavioral as well as staining assays to demonstrate its accuracy and reproducibility. We show each step of the development of the injury models using this device, forming a standardized procedure. This method produces reproducible spinal cord injury contusion mice models and reduces human manipulation factors via convenient handling procedures. The developed animal model is reliable for studying spinal cord injury mechanisms and associated treatment approaches.

Presented here is a novel automated spinal cord injury contusion device for mice, which can accurately produce spinal cord injury contusion models with varying degrees.