Техническое обслуживание устройства для ударной травмы боковой жидкостью

Резюме

Надлежащий уход и техническое обслуживание необходимы для надежного функционирования устройства для ударной травмы боковой жидкости (LFPI). Здесь мы продемонстрируем, как правильно очистить, наполнить и собрать устройство LFPI, а также обеспечить его надлежащее обслуживание для достижения оптимальных результатов.

Аннотация

Черепно-мозговая травма (ЧМТ) является причиной примерно 2,5 миллионов посещений отделений неотложной помощи и госпитализаций ежегодно и является основной причиной смерти и инвалидности у детей и молодых людей. ЧМТ вызывается внезапной силой, приложенной к голове, и, чтобы лучше понять человеческую ЧМТ и лежащие в ее основе механизмы, необходимы экспериментальные модели травм. Боковая жидкостная перкуссионная травма (LFPI) является широко используемой моделью травмы из-за сходства патологических изменений, обнаруженных при ЧМТ человека, по сравнению с LFPI, включая кровоизлияния, сосудистые нарушения, неврологический дефицит и потерю нейронов. В LFPI используется маятник и заполненный жидкостью цилиндр, последний имеет подвижный поршень на одном конце и соединение замка Луера с жесткой, заполненной жидкостью трубкой на другом конце. Подготовка животного включает в себя выполнение краниэктомии и прикрепление втулки Луера к участку. На следующий день трубка от травматического устройства подключается к ступице Луера на черепе животного, и маятник поднимается на заданную высоту и отпускается. Удар маятника поршнем генерирует импульс давления, который передается на неповрежденную твердую мозговую оболочку животного через трубку и производит экспериментальную ЧМТ. Надлежащий уход и техническое обслуживание необходимы для надежной работы устройства LFPI, поскольку характер и тяжесть травмы могут сильно различаться в зависимости от состояния устройства. Здесь мы продемонстрируем, как правильно очистить, наполнить и собрать устройство LFPI, а также обеспечить его надлежащее обслуживание для достижения оптимальных результатов.

Введение

Черепно-мозговая травма (ЧМТ) вызывается внезапной силой, приложенной к голове. После первичных травм, полученных в результате физического воздействия, выжившие после ЧМТ обычно испытывают вторичные травмы, включая когнитивный дефицит и неврологические дисфункции, которые связаны с физиологическими реакциями на первоначальную травму¹. По оценкам, примерно 69 миллионов человек во всем мире ежегодно страдают от ЧМТ². Только в Соединенных Штатах ежегодно происходит около 2,5 миллионов посещений отделений неотложной помощи и госпитализаций в связи с ЧМТ, что делает ЧМТ одной из основных причин инвалидности и смерти среди детей и молодых людей³. ЧМТ можно классифицировать как легкую, среднюю или тяжелую, при этом легкая ЧМТ (мЧМТ) составляет примерно 70-90% случаев ЧМТ⁴. Гистологическая и когнитивная патология ЧМТ может возникнуть в течение нескольких минут или часов после травмы, а последствия ЧМТ могут сохраняться в течение нескольких месяцев или лет после первоначального повреждения⁵.

Разработка экспериментальных моделей сыграла важную роль в понимании эффектов и основных механизмов ЧМТ. Одна из таких моделей, боковая жидкостная перкуссионная травма (LFPI), обычно используется для оценки ЧМТ in vivo. LFPI тесно воспроизводит патологии, связанные с ЧМТ человека, включая сосудистые нарушения, кровоизлияния, потерю нейронов, воспаление, глиоз и молекулярные нарушения ^6,7,8. Метод LFPI используется для разнообразных экспериментальных приложений, включая моделирование детской ЧМТ, а также хронических нейродегенеративных состояний, таких как хроническая травматическая энцефалопатия ^9,10. LFPI - это четко определенный и воспроизводимый метод экспериментальной ЧМТ, который позволяет корректировать тяжесть травмы¹¹. Устройство LFPI состоит из нескольких важных компонентов, в том числе: маятника с утяжеленным молотком, поршня, заполненного жидкостью цилиндра, преобразователя давления, цифрового осциллографа и небольшой трубки на конце цилиндра с замком Луэра, который прикрепляется к ступице на черепе животного (рис. 1). LFPI работает, раскачивая маятник в поршень, создавая волну давления через жидкость (дегазированную деионизированную воду или физиологический раствор) в мозг прикрепленного животного; это повышает внутричерепное давление, тем самым воспроизводя механические особенности и биологические изменения ЧМТ¹². Кроме того, животные, используемые в экспериментах LFPI, подвергаются краниэктомии, чтобы подвергнуть мозг воздействию давления жидкости устройства.

Плановое техническое обслуживание и мониторинг необходимы для обеспечения точного функционирования устройства LFPI. Следующие методы жизненно важны для предотвращения попадания загрязняющих пузырьков воздуха в устройство. Здесь мы продемонстрируем методы правильной очистки, заполнения и сборки устройства LFPI. Мы также обсудим выходы осциллографа и время выпрямления мыши как способы подтверждения жизнеспособности LFPI.

протокол

1. Очистка цилиндра LFPI

1. Осторожно отсоедините шприцы, прикрепленные к корпусу преобразователя и заливному отверстию, а также кабель, подключенный к датчику давления (см. Рисунок 1 для схемы компонентов травмирующего устройства).
2. Стараясь не уронить цилиндр, отвинтите ручки на задней панели устройства от зажимов цилиндра, чтобы освободить цилиндр.
3. Снимите поршень на конце цилиндра, преобразователь, корпус преобразователя и уплотнительные кольца плунжера.
4. Слейте жидкость из цилиндра.
5. Добавьте мягкое моющее средство, такое как средство для мытья посуды, в цилиндр и слегка потрите щеткой для посуды или бутылки¹³.
6. Чтобы убедиться, что все моющее средство смыто, полностью заполните цилиндр водой и тщательно промойте.

2. Дегазация жидкости, используемой для заполнения баллона

1. Используйте вакуумный насос для дегазации жидкости перед заправкой баллона, чтобы предотвратить образование новых пузырьков и поглотить существующие пузырьки.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Для заполнения баллона потребуется примерно 1,5 л жидкости, хотя дегазация примерно 2 л оставит небольшой запас для замены любой жидкости, потерянной во время использования и тестирования.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Домашние пылесосы слишком слабы, чтобы эффективно дегазировать жидкость. Вакуум должен быть в состоянии создавать давление 25-28 дюймов ртутного столба.
2. Добавьте в жидкость мешалку и поставьте емкость с жидкостью на мешалку. Перемешивание жидкости в процессе дегазации помогает стимулировать барботирование и выделение газа. Перемешивание также предотвращает резкое увеличение пузырьков.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Процесс дегазации должен быть завершен, когда образуется очень мало пузырьков; Это происходит примерно через 45 минут.

3. Повторная сборка устройства LFPI

1. Нанесите тонкий слой вазелина на поршневой поршень.
2. Прикрепите поршневой плунжер так, чтобы плунжер выступал примерно на 32 мм из цилиндра¹⁴.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Воздух часто попадает в плунжер перед ведущим уплотнительным кольцом. Чтобы избавиться от этого лишнего воздуха, поверните поршень, перемещая его внутрь и наружу, чтобы выпустить воздух из этого зазора.
3. Нанесите тонкий слой вазелина и на другие уплотнительные кольца и прикрепите их к цилиндру, за исключением уплотнительного кольца на заливном отверстии.
4. Дважды оберните тефлоновую ленту вокруг нитей датчика.

4. Заправка устройства LFPI и крепление к основанию

1. Подсоедините шприц объемом 10 мл, заполненный дегазированной жидкостью и не содержащий пузырьков воздуха, к ступице замка Luer на корпусе преобразователя.
2. Держите преобразователь резьбовым концом, направленным вверх, и полностью заполните лунку внутри резьбовой области датчика дегазированной жидкостью с помощью шприца объемом 10 мл. Цель здесь состоит в том, чтобы заполнить датчик хорошо, не вводя пузырьков воздуха. Будьте осторожны, чтобы не повредить деликатную мембрану в нижней части колодца датчика.
3. Расположив цилиндр под углом, чтобы предотвратить повторное попадание воздуха в корпус преобразователя, прикрепите корпус преобразователя к цилиндру¹³ и плотно затяните его с помощью гаечного ключа.
4. Снимите крышку с заливного отверстия и цилиндра, как только дегазированная жидкость достигнет примерно 2/3 емкости баллона.
5. Поместите баллон горизонтально и завершите заполнение баллона дегазированной жидкостью.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Чтобы избежать образования пузырьков воздуха, рекомендуется медленно вливать жидкость¹⁴.
6. Установите на место крышку заливного отверстия и закройте все запорные краны.
7. Манипулируйте цилиндром, чтобы пузырьки воздуха направлялись к заливному отверстию¹⁴.
8. Откройте запорный кран на заливном отверстии и впрысните жидкость с помощью шприца на корпусе преобразователя, чтобы вытеснить пузырьки воздуха из отверстия¹⁴.
9. Осмотрите все устройство и убедитесь, что на нем нет пузырьков воздуха.
10. Добавьте шприц объемом 10 мл, наполненный дегазированной жидкостью, в ступицу замка Luer на крышке заливки.
11. Снова прикрепите цилиндр к основанию с помощью ручных винтов.
12. Убедитесь, что цилиндр горизонтальный и выровнен с центром утяжеленного молотка на маятнике.

Результаты

Мы проверили влияние загрязнения пузырьков воздуха в устройстве LFPI на формирование формы волны. Мы впрыскивали пузырьки воздуха в устройство и сравнивали выходы осциллографа с данными осциллографа, собранными с незагрязненного устройства LFPI. Условия были следующими: незагрязненный, ...

Обсуждение

Методы, описанные выше, демонстрируют, как правильно обслуживать устройство LFPI. Регулярная очистка и мониторинг необходимы для правильной и надежной работы устройства LFPI. Кроме того, из-за инвазивного характера процедуры LFPI крайне важно, чтобы устройство было тщательно очищено, чтобы ?...

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
2 - 10 mL syringes with Luer lock capability			Ensures that needle is secure and reduces possible leaks of fluid
Degassed fluid			Helps to reduce air bubble formation during injury procedure
Fluid Percussion Injury (FPI) device (Model 01-B)	Custom Designs & Fabrications Inc.	N/A	Injury device used to model TBI in rodents
Mild detergent			Allows to thoroughly clean the LFPI cylinder
Petroleum Jelly			Used as a water-repellent and protects LFPI device form rust
Teflon tape			Helps with tight seal of pipe joints on the LFPI device
*Materials other than the LFPI device can be purchased from any reliable company.