R. Gettens, N. St. Johns, P. Bennet ve J. Robson'a TBI modelinin geliştirilmesine katkılarından dolayı teşekkür ederiz. Beyin ve Davranış Araştırma Vakfı'ndan (F.P. ve M.J.R.) NARSAD Genç Araştırmacı Hibeleri, Darrell K. Kraliyet Alzheimer Hastalığı Araştırma Fonu'ndan (F.P.) bir Araştırma Bursu ve bir PhRMA Vakfı Ödülü (M.J.R.) bu araştırmayı destekledi. Bu çalışma, Amerikan Farmasötik Eğitim Vakfı'ndan (A.F.L ve B.P.L.) DOKTORA ÖNCESI burslarla desteklenmiştir.

Protokol, Cincinnati Üniversitesi ve West Virginia Üniversitesi'nin hayvan bakım yönergelerini takip etmektedir. Hayvanları içeren tüm prosedürler Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komiteleri (IACUC) tarafından onaylanmış ve Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu ilkelerine göre gerçekleştirilmiştir.
1. Patlatma TBI kurulumunun kurulumu
<ol><li>Çelik tahrikli ve sürücü bölümünden oluşan şok borusu, polyester membran, sabitleme cıvataları, basınç sensörleri, çevresel organları korumak için polivinil klorür (PVC) boru kalkanı, 9,53 mm yüksek basınçlı hidrolik hat ve hızlı bağlantı erkek ve dişi ataşmanları, yüksek akışlı gaz regülatörü ve duvara montaj braketli bir gaz silindiri dahil olmak üzere kurulum için gerekli olan tüm çalışma parçalarını edinin. B ve Malzeme Tablosu). NOT: Burada kullanılan tahrikli ve sürücü bölümünün özellikleri (bkz. Şekil 2 ve Malzeme Tablosu), farelerde hafif ila orta dereceli TBI'yı indüklemek için tutarlı bir kısa süreli ölçekli patlama dalgası (bkz. Şekil 3C, D) üretmek üzere oluşturulmuştur. Bu amaçla konik tasarımlı (6° konik) kısa sürücü bölümü seçilmiştir. Tahrik ve sürücü bölümlerinin uzunluğu ve çapı, özellikle patlama dalgası29,30,31,32, sıkıştırma dalgası18 veya şok dalgası dinamiklerini33 araştırmak için değiştirilebilir. Sıçanlarla yapılan deneyler için, şok tüpünün boyutlarının, ilgili vücut ölçekleme parametrelerini korumak için karşılaştırılabilir kuvvetler verecek şekilde uyarlanması gerekir17 (bkz.</li>
	<li>Kurulumun bireysel çalışma parçalarını, hayvan deneyleri için onaylanmış laboratuvar alanında sağlam, temizlenmesi kolay bir yüzeye (tercihen kemirgenlerde kullanım için paslanmaz çelik) sabitlenmiş makine slayt tablolarına monte edin. NOT: Patlama dalgası deneyleri önemli miktarda gürültü üretir; bu nedenle, ses emici laboratuvar alanında, gürültünün diğer deneylere/laboratuvar gruplarına müdahale etmeyeceği bir yer seçin.<ol>
<li>PVC boru kalkanını şok tüpü kurulumuna dik olarak sabitleyin, böylece kemirgenin gövdesi tamamen kaplanır ve sadece kafa çıkıntı yapar. NOT: Burada açıklanan hafif ila orta derecede TBI'yı indüklemek için standart prosedür için, başın merkezi, fareler için tahrik edilen bölümün sonundan 5 cm uzakta bulunur.</li>
		<li>OSHA ve diğer tüm ilgili güvenlik düzenlemelerine uygun olarak kuruluma yakın duvara monte gaz silindiri. NOT: Basınçlı hava, helyum veya azot gazı, kemirgen şok tüpü modellerinde patlama dalgalarını üretmek için yaygın olarak kullanılır. Burada sunulan tüm veriler helyum kullanılarak üretilmiştir, çünkü bu gaz daha kısa bir süre boyunca daha yüksek aşırı basınç üretir34 ve murin denekleri için uygun ölçeklendirmeye izin verir.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Basınç sensörü kayıtları kullanılarak kurulum ve patlama dalgası özelliklerinin değerlendirilmesi.
<ol><li>Şok tüpünü hazırlayın.<ol>
<li>Tutarlı kopma sağlamak için polyester membranı bükülmeden ve çatlak üretmeden dikkatlice kesin.</li>
		<li>Membranı tahrik ve sürücü bölümleri arasına yerleştirin. Bağlantı cıvatalarını sıkarak bölümleri sabitleyin.</li>
		<li>Sistemin hava geçirmez olduğundan ve membranın sürücü ve tahrik bölümleri arasında sıkıca sabitlendiğinden emin olun.</li>
		<li>Gaz deposunu 9,53 mm yüksek basınçlı hidrolik hortum ve ataşmanları şok borusuna hızlı bir şekilde bağlayın NOT: Sürücü ve tahrikli kesitler, kesitler arasında tam bir membran sızdırmazlığı sağlamak için hassas toleranslara göre işlenir. Bu, gaz sızıntısına izin vermez ve herhangi bir conta / o-ring malzemesinin kullanılmasını engeller ve üretilen dalga formunda daha fazla tutarlılık sağlar.</li>
	</ol></li>
	<li>Patlama dalgalarını izlemek için basınç sensörlerini takın (bkz. Şekil 1C).<ol>
<li>Kafa yerleştirme alanına bir basınç sensörü ve şok tüpünün çıkışına üç sensör yerleştirin (bkz. Şekil 1C ve 2).</li>
		<li>Patlama dalgası uygulamasından hemen önce basınç sensörlerinden kaydı başlatın. Bir sensör sinyal şartlandırıcısı ve veri toplama kartı kullanarak basınç dalgası verilerini saniyede 500.000 kare hızında kaydedin (bkz. NOT: Yeterli işitme koruması sağlamak için OHSA onaylı kulaklıklar takın.</li>
		<li>Gaz akışının ani, hızlı bir basınç artışı oluşturmasına izin vermek için sıkıştırılmış gaz tankının ana valfini tamamen açın. NOT: Gaz aşırı basıncı, polyester membranı parçalayarak tahrik edilen bölüm içinde bir sıkıştırma dalgasına dönüşen ve borudan kafa yerleştirme alanı yönünde çıkan bir şok dalgası serbest bırakır.</li>
		<li>İşlemden hemen sonra gaz akışını kapatın. NOT: Kurulum, gaz akışını otomatik olarak ve hızlı bir şekilde durdurmak için bir yaylı geri dönüş valfi ile donatılabilir.</li>
		<li>Tepe aşırı basıncını ve grafik verilerini belirlemek için özel yazılı bilgisayar programını kullanarak basınç dalgası kayıtlarını analiz edin. Veriler, üretilen dalganın düzlemselliğini göstermek için her bir sensörle ayrı ayrı grafiklendirilebilir veya birbiri üzerine yerleştirilebilir (bkz. Şekil 3C,D). NOT: Analiz teknik olarak daha kolay erişilebilir bir yazılım kullanılarak yapılabilir, ancak büyük veri kümeleri nedeniyle, bu programların grafikler oluşturmada uzun gecikmeleri vardır.</li>
	</ol></li>
	<li>Belirlenen TBI çalışmasının amacı için yeterli olan deneysel koşullar oluşturun ve modelin bir Friedlander dalgasıyla karşılaştırılabilir bir tepe aşırı basıncı, süresi ve dürtü ölçümü ile tutarlı bir patlama dalgası ürettiğini doğrulayın (bkz. Şekil 3). Yukarıda belirtilen bilgisayar yazılımını kullanarak bu parametreleri doğrulayın.<ol>
<li>2.1.1 adımlarını tekrarlayarak kurulumu kalibre edin. 2.2.5'e kadar. ve kurulumun ayarlanması gerekip gerekmediğini belirlemek için basınç dalgası kayıtlarını kullanın (temsili veriler için bkz. Şekil 3).</li>
		<li>Kurulumu değiştirin (gerekirse). NOT: Patlama dalgası özellikleri, kurulumdaki küçük değişikliklerle ayarlanabilir. Örneğin, başın tahrik edilen bölümün sonuna kadar olan mesafesi, kafa seviyesindeki patlama dalgası kuvvetini etkiler. Polyester membranın kalınlığı pik aşırı basınç seviyesini belirler ve daha kalın membranlar pik seviyelerini arttırır (bkz. Şekil 3A,B). Ek olarak, kurulum, patlama dalgasının kafaya çarptığı / nüfuz ettiği yönün seçilmesine izin verir (yani, kafa üstü, yan, üst veya alt) ve bu nedenle, tek başına patlama dalgası yaralanması veya hızlı dönme kuvvetleri nedeniyle darbe ve kontrekupa yaralanması ile kombinasyon halinde gibi farklı yönler araştırılabilir.</li>
		<li>İstenen patlama dalgası özelliklerini (gerekirse) belirlemek ve tekrarlanabilirliği denetlemek için 2.1.1 ile 2.2.4 arasındaki adımları yineleyin.</li>
		<li>Kurulumun ölçeklenebilirliğini değerlendirmek için farklı kalınlıktaki polyester membranlarla 2.1.1 ila 2.2.4 arasındaki adımları tekrarlayın (temsili veriler için bkz. Şekil 3A,B).</li>
	</ol></li>
</ol>3. Kemirgenlerde deneysel düzeneğin hazırlanması ve hafif TBI'nın indüklenmesi
NOT: İklimlendirmek için TBI deneylerinin başlamasından 30 dakika ila 1 saat önce kemirgenleri tutma alanına aktarın. Prosedürün gürültüsünden en az etkilenen tutma alanını seçin.
<ol><li>Deney için gerekli tüm malzemeleri hazırlayın ve doğru kurulum için kurulumu kontrol edin (örneğin, parametreleri çalışmanın amacına göre ayarlayın) (~ 5 – 10 dakika). NOT: Yaralanma şiddeti, polyester membranın kalınlığı seçilerek ayarlanabilir. Çalışmalarımıza dayanarak, farelerde hafif ila orta derecede TBI için 25,4 ila 102 μm'lik bir membran kalınlığı kullanılmaktadır35. Sıçanlarda hafif ila orta derecede TBI üretmek için daha önce 76,2 ila 127 μm kalınlığında membranlar kullanmıştık19.<ol>
<li>Polyester membranı dikkatlice kesin, tahrik ve sürücü bölümleri arasına yerleştirin ve bağlantı cıvatalarını sıkarak sabitleyin.</li>
		<li>Hızlı serbest bırakma bağlantı parçaları kullanarak gaz tankını şok tüpüne bağlayın. Membranın sürücü ve tahrik bölümleri arasında sıkıca sabitlendiğinden emin olun.</li>
		<li>Adım 2.2.2 ve 2.2.5'te açıklandığı gibi TBI indüksiyonu sırasında patlama dalgası özelliklerini izlemek için şok tüpünün çıkışına 120 ° aralıklarla üç basınç sensörü yerleştirin.</li>
		<li>Şok tüpü aparatının ucundan olan mesafenin, takılı mikrometreyi kullanarak her bir konu için doğru olduğundan emin olun. Tutarlı yaralanma değerlendirmesine izin vermek için kemirgen başının pozisyonunu (yani pozisyon, mesafe) çalışmalar içinde sabit tutun. NOT: 1.2.1.'de belirtildiği gibi, patlama dalgasının kafayı etkilediği yönün seçilmesiyle farklı yaralanma türleri indüklenebilir. Burada tarif edilen hafif ila orta dereceli TBI'yı indüklemek için prosedür için, vücut, patlama dalgasının başın yan tarafını etkilediği şok tüpüne dik olarak yerleştirilir. Bu ortamda, kafanın serbest hareketliliğine izin verilir ve bu nedenle darbe ve kontrekupa etkilerinin üretilmesine izin veren patlama dalgasına ve hızlı dönme kuvvetlerine maruz kalır.</li>
		<li>Yazılımın grafik kullanıcı arayüzünü (GUI) kullanarak basınç sensörlerinden kaydı başlatın.</li>
	</ol></li>
	<li>Anestezi ve kemirgenlerin kurulumda konumlandırılması<ol>
<li>Kemirgenleri tutma odasından transfer edin ve oksijende% 4 izofluran ile anesteziyi indükleyin ve sıkıntı ve ağrıyı azaltmak için oksijende% 2 izofluran ile koruyun. NOT: Devam etmeden önce hayvanın ayak parmağına veya kuyruk sıkışmasına tepki vermediğinden emin olun. Anestezi indüksiyonunun, sahte kontroller de dahil olmak üzere tüm deney hayvanları için tutarlı olduğundan emin olun. Bu prosedür düşük seviyeli ve kısa süreli anestezi gerektirir.</li>
		<li>Tamamen anestezi altındaki kemirgenleri, periferik organları patlama dalgasından korumak için yastıklama ile PVC boru kalkanına yerleştirin. NOT: Kontrol denekleri anestezi altına alınır ve kuruluma yakın bir yere yerleştirilir, ancak doğrudan patlama dalgasına maruz bırakılmaz. Kontrollerin şok tüpü tarafından üretilen gürültüye maruz kaldığından emin olun.</li>
		<li>Kemirgenin başını kafa yerleştirme alanına yerleştirin ve doğrudan koruma aparatına yerleştirilmiş bir destek veya bir gazlı bez pedi ile aşağıdan destekleyin. Her bir kemirgenin anatomisine göre, koruyucu kalkanın kenarı ile hizalanmış oksipital kondil ile baş hizalamasını belirleyin. NOT: Mortaliteyi azaltmak için basınç dalgasını doğrudan beyin sapına yönlendirmekten kaçının. Beyin sapının solunum merkezi ve servikal omuriliğin yaralanmasının, TBI36,37,38'in kemirgen modellerinde solunum anormalliklerine ve hatta ölüme katkıda bulunduğu bilinmektedir.</li>
	</ol></li>
	<li>Kemirgenlerin patlama dalgasına maruz kalması.<ol>
<li>Membranı parçalayan bir basınç artışı üretmek ve bir basınç dalgasının oluşumunu doğrulayan yüksek bir patlama üretmek için sıkıştırılmış gaz tankının ana valfini hızla açın. Membran, deneyden sonra çıkarıldığında görsel olarak yırtılacaktır. NOT: Daha fazla analiz için kemirgenin yaşadığı dönme ivmesinin darbe ve kontrekupa etkilerini yakalamak için yüksek hızlı bir kamera kullanılabilir.</li>
		<li>Patlamayı duyduktan hemen sonra gaz akışını kapatın.</li>
	</ol></li>
	<li>Patlama dalgasına maruz kalmaktan kurtarma<ol>
<li>Patlama dalgasına maruz kaldıktan sonra, kemirgeni cihazdan çıkarın ve yanlarındaki şok tüpüne doğrudan bitişik düz bir yüzeye yerleştirin.</li>
		<li>Doğru refleks süresini (RRT) belirlemek için denekleri izleyin. Patlama dalgasına maruz kalmadan, doğal sağ refleksi yeniden kazanana kadar geçen süreyi kaydetmek için bir kronometre kullanın. (bkz. Şekil 4A).</li>
		<li>Denekler haklı reflekslerini geri kazanır kazanmaz, onları sonraki 24 saat boyunca advers reaksiyonlar (yani nöbetler, nefes almada zorluk, bedensel bir delikten kanama) açısından izlendikleri kendi ev kafeslerine yerleştirin.</li>
		<li>İlk izleme periyodundan sonra, denekler araştırmacının seçtiği çeşitli biyokimyasal, nöropatolojik, nörofizyolojik ve davranışsal testler kullanılarak analiz edilebilir (aşağıya bakınız).</li>
	</ol></li>
	<li>Bir sonraki deneme için kurulumu ve alanı hazırlayın.<ol>
<li>Kokuyu gidermek için kurulumu deterjanla temizleyin.</li>
	</ol></li>
</ol>4. Patlama dalgası / dönme kuvvetlerine ve kontrollerine maruz kalan kemirgenler için aşağı akış uygulamaları
NOT: Önceki çalışmalarda, bir patlama dalgasına ve dönme kuvvetlerine maruz kaldıktan sonra çeşitli zaman noktalarında hafif ila orta dereceli TBI'nın etkileri, biyokimyasal, nöropatolojik, nörofizyolojik ve davranışsal analizler de dahil olmak üzere aşağı akış uygulamaları kullanılarak kemirgenlerde değerlendirilmiştir19.
<ol><li>Biyokimyasal analiz<ol>
<li>Tanımlanmış deneysel zaman noktalarında (hafif TBI sonrası saatlerden günlere), açıklandığı gibi standart protokolleri kullanarak biyokimyasal analiz için doku (örneğin, beyin, kan) hasat edin19.</li>
		<li>Hafif TBI'nın nörobiyolojik ve patofizyolojik süreçler üzerindeki etkisini değerlendirmek için biyokimyasal analiz (yani, immünoblotlama, ELISA, vb.) için doku kullanın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Nöropatolojik analiz<ol>
<li>Tanımlanmış deneysel zaman noktalarında (hafif TBI'dan sonraki saatlerden günlere kadar), kemirgenleri transkardiyal olarak salin çözeltisi ile perfüze edin ve ardından dokuyu tarif edildiği gibi% 4 paraformaldehit çözeltisi izledi19. NOT: Bazı uygulamalar paraformaldehit fiksasyonu ile uyumlu değildir (örneğin, gümüş boyama, immünohistokimya için bazı antikorlar).</li>
		<li>Tarif edildiği gibi nöroinflamasyon, nörodejenerasyon ve nörokimyasal değişiklikler dahil olmak üzere hafif TBI ile ilişkili nöropatolojik değişiklikleri değerlendirmek için anatomik, histolojik ve moleküler analizler için perfüzasyonlu, sabit doku kullanın19.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Beyin dilimlerinde nörofizyolojik analiz<ol>
<li>Tanımlanmış deneysel zaman noktalarında (hafif TBI'dan sonraki saatlerden günlere), kemirgenleri kafa kesme yoluyla kurban edin, beyni çıkarın ve açıklandığı gibi beyin dilimleri hazırlayın19.</li>
		<li>Hafif TBI'nın bazal sinaptik özellikler ve sinaptik plastisite üzerindeki etkisini değerlendirmek için açıklandığı gibi elektrofizyolojik kayıtlar yapın19 .</li>
	</ol>
</li>
	<li>Davranış analizi<ol>
<li>Tanımlanmış deneysel zaman noktalarında (hafif TBI'dan sonraki saatlerden günlere), motor fonksiyon (örneğin, açık alan, rotarod, lokomotor aktivite; bkz. Şekil 4D) ve öğrenme ve hafıza (örneğin, korku koşullandırma, Barnes labirenti, Morris su labirenti) dahil olmak üzere davranışsal performansı değerlendirin.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

Yazarlar, rakip çıkarları olmadığını beyan ederler.

Burada, uygun maliyetli, kurulumu ve yürütülmesi kolay ve yüksek verimli, güvenilir ve tekrarlanabilir deneysel sonuçlara izin veren preklinik hafif TBI modelini sunuyoruz. Bu model, sistemik yaralanmanın kafa karıştırıcı değişkenlerini sınırlarken, hafif TBI mekanizmalarına odaklanmış araştırmalara izin vermek için periferik organlara koruyucu kalkan sağlar. Buna karşılık, diğer patlama modellerinin periferik organlara zarar verdiği bilinmektedir2,39,40.<sup...

Travmatik beyin hasarı (TBI), yalnızca Amerika Birleşik Devletleri'nde her yıl iki milyondan fazla hastane ziyaretine neden olmaktadır. Genellikle araba kazalarından, spor etkinliklerinden veya düşmelerden kaynaklanan hafif TBI, tüm TBH vakalarının yaklaşık %80'ini temsil eder1. Hafif TBI 'sessiz hastalık' olarak kabul edilir, çünkü hastalar genellikle ilk hakareti takip eden günlerde ve aylarda açık semptomlar yaşamaz, ancak daha sonraki yaşamlarında TBI ile ilişkili ciddi komplikasyonlar geliştirebilir2. Ayrıca, patlamaya bağlı hafif TBI, askerlik hizmeti üyeleri arasında yaygındır ve kronik CNS disfonksiyonu ile ilişkilendirilmiştir3,4,5,6. Patlamaya bağlı hafif TBI7,8 insidansının artması nedeniyle, hafif TBI ile ilişkili nörobiyolojik ve patofizyolojik süreçlerin klinik öncesi modellenmesi, TBI için yeni terapötik müdahalelerin geliştirilmesinde odak noktası haline gelmiştir.
Tarihsel olarak, TBI araştırması, nispeten daha düşük sayıda şiddetli insan TBI vakasına rağmen, öncelikle ciddi nörotravma formlarına odaklanmıştır. Şiddetli insan TBH'si için klinik öncesi kemirgen modelleri, her ikisi de güvenilir patofizyolojik etkiler üretmek için iyi kurulmuş olan kontrollü kortikal etki (CCI)9,10 ve sıvı perküsyon hasarı (FPI)11 modelleri de dahil olmak üzere geliştirilmiştir12,13. Bu modeller, bugün TBI'da nöroinflamasyon, nörodejenerasyon ve nöronal onarım hakkında bilinenlerin temelini atmıştır. TBİ'nin patofizyolojisi hakkında önemli bilgiler geliştirilmiş olmasına rağmen, şu anda TBI için etkili, FDA onaylı bir tedavi bulunmamaktadır.
Daha yakın zamanlarda, TBI araştırmasının odak noktası, etkili terapötik müdahaleler geliştirme nihai hedefi ile TBI ile ilişkili patolojilerin daha geniş bir spektrumunu içerecek şekilde genişletilmiştir. Bununla birlikte, hafif TBH için ölçülebilir etkiler gösteren az sayıda preklinik model oluşturulmuştur ve hafif TBI spektrumunu araştıran sadece az sayıda çalışma yapılmıştır2,14,15. Hafif TBH, tüm TBH vakalarının büyük çoğunluğunu oluşturduğundan, yeni terapötik stratejiler geliştirmek için insan durumunun etiyolojisi ve nöropatofizyolojisi üzerine araştırmaları kolaylaştırmak için hafif TBI'nın güvenilir modellerine acilen ihtiyaç vardır.
Biyomedikal mühendisleri ve havacılık fizikçileri ile birlikte, hafif ila orta TBI için ölçeklenebilir, kapalı başlı bir patlama dalgası modeli oluşturduk. Bu klinik öncesi kemirgen modeli, askeri mücadelede, spor etkinliklerinde, araba kazalarında ve düşmelerde elde edilen hafif TBI ile ilişkili patlama dalgaları ve hızlanma / yavaşlama hareketi de dahil olmak üzere kuvvet dinamiklerinin etkilerini araştırmak için özel olarak geliştirilmiştir. Patlama dalgaları, insanlarda hafif TBI'ya neden olan kuvvet dinamikleri ile ilişkili olduğundan, bu model, inç kare başına pound (psi) * milisaniye (ms) olarak ölçülen bir dürtü ile tutarlı bir Friedlander dalga formu üretmek üzere tasarlanmıştır. Dürtü seviyesi, klinik öncesi araştırmalar yapmak için fareler ve sıçanlar için tanımlanmış akciğer öldürücülük eğrilerinin altına düşecek şekilde ölçeklendirilir16,17,18. Ek olarak, bu model, hayvanın başının hızlı dönme kuvvetleri nedeniyle darbe ve contrecoup yaralanmasının araştırılmasına izin verir. Bu tür yaralanmalar, hem askeri hem de sivil popülasyonlarda gözlenenler de dahil olmak üzere çeşitli klinik TBI sunumlarına özgüdür. Bu nedenle, bu çok yönlü model, TBI'nın çoklu klinik sunumlarını kapsayan bir ihtiyaca uygundur.
Burada sunulan preklinik model, daha önceki bir dizi çalışmanın gösterdiği gibi, klinik hafif TBI ile ilişkili güvenilir ve tekrarlanabilir patofizyolojik değişiklikler üretir17,19,20,21,22,23. Bu modelle yapılan çalışmalar, düşük yoğunluklu bir patlama dalgasına maruz kalan sıçanların nöroinflamasyon, aksonal yaralanma, mikrovasküler hasar, nöronal hasara bağlı biyokimyasal değişiklikler ve kısa süreli plastisite ve sinaptik uyarılabilirlikte eksiklikler sergilediğini göstermiştir19. Bununla birlikte, bu hafif TBI modeli, orta ila şiddetli invaziv TBI modellerinin kullanıldığı çalışmalarda yaygın olarak gözlenen doku hasarı, kanama, hematom ve kontüzyon19 dahil olmak üzere makroskopik nöropatolojik değişikliklere neden olmamıştır10,24. Önceki araştırmalar19,21,22,23, bu klinik öncesi modelin hafif ve orta derecede TBI17,19,20,21,22,23'ün etyolojisinin altında yatan nörobiyolojik ve patofizyolojik süreçleri karakterize etmek için kullanılabileceğini göstermiştir. Bu model aynı zamanda yeni terapötik bileşiklerin ve stratejilerin test edilmesine ve etkili TBI müdahalelerinin geliştirilmesi için yeni, uygun hedeflerin belirlenmesine izin verir19,21,22,23.
Bu model, kemirgenlerde moleküler, hücresel ve davranışsal sonuçlar üzerindeki hızlı dönme kuvvetlerinin yanı sıra patlama dalgalarının neden olduğu etkileri araştırmak için geliştirilmiştir. Burada sunulan patlama dalgası modeline benzer şekilde, gazla çalışan aşırı basınç dalgaları kullanarak hafif ila orta TBI'yı özetlemeye çalışan bir dizi klinik öncesi model geliştirilmiştir2,14,17,25,26,27,28. Diğer modellerin sınırlamalarından bazıları şunlardır: hayvan tel örgülü bir gurney'e sabitlenir ve kafa darbe üzerine hareketsiz hale getirilir; periferik organlar, politravmanın kafa karıştırıcı değişkenlerini yaratan beyne ek olarak dalgaya maruz kalır; ve modeller büyük ve sabittir, bu da kritik parametrelerin değiştirilmesini ve insan TBI'sını anımsatan daha iyi model koşullarına uyarlanmasını sınırlar.
Bu tezgah üstü, gazla çalışan şok tüpü kurulumunun faydaları, satın alma ve çalıştırma giderleri için göreceli düşük maliyetinin yanı sıra kurulum ve kullanım kolaylığıdır. Ayrıca, kurulum yüksek verimli çalışmaya ve kontrollü tekrarlanabilir patlama dalgalarının üretilmesine ve hem farelerde hem de sıçanlarda in vivo sonuçlara izin verir. Tutarlı test koşullarını (yani, sabit patlama dalgası ve aşırı basınç) kontrol etmek için kurulum, basınç sensörleri ile donatılmıştır. Bu modelin TBI için avantajları, yaralanma şiddetinin ölçeklenebilirliğini ve hafif TBI'nın invaziv olmayan, kapalı başlı bir prosedür kullanılarak indüklenmesini içerir. Zirve aşırı basıncı ve ardından gelen beyin hasarı, tutarlı bir şekilde ölçeklenebilir bir şekilde daha kalın polyester membranlarla artar17. TBI şiddetini membran kalınlığı ile ölçeklendirme yeteneği, spesifik sonuç ölçümlerinin (örneğin, nöroinflamasyon) belirginleştiği seviyeyi belirlemek için yararlı bir araçtır. Periferik organlar için koruyucu kalkan sağlanması, akciğer veya torasik yaralanma gibi sistemik yaralanmanın kafa karıştırıcı değişkenlerini önleyerek veya azaltarak hafif TBI mekanizmalarına odaklanmış araştırmalara da izin verir. Dahası, bu kurulum, patlama dalgasının kafaya çarptığı / nüfuz ettiği yönün seçilmesine izin verir (yani, kafa kafaya, yana, üste veya alta) ve bu nedenle farklı TBI kaynaklı hakaret türleri araştırılabilir. Burada tarif edilen hafif ila orta dereceli TBI'yı indüklemek için standart prosedür, hızlı dönme kuvvetleri nedeniyle darbe ve kontrekupa yaralanması ile birlikte patlama dalgası yaralanmasının etkilerini değerlendirmek için yan maruziyeti kullanır. Ayrıca, sadece patlamaya bağlı yaralanmayı araştırmak için, yukarıdan aşağıya patlama dalgasına maruz kalma bu modelde kullanılabilir.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>3/8 SAE High Pressure Hydraulic Hose</td>
			<td>Eaton Aeroquip</td>
			<td>R2-6-6-36M</td>
			<td>Available from Grainger</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3/8&#39;&#39; Quick Connect Female Plugs</td>
			<td>Karcher</td>
			<td>KAR 86410440</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3/8&#39;&#39; Quick Connect Male Plugs</td>
			<td>Karcher</td>
			<td>KAR 86410440</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ANY-maze video tracking software</td>
			<td>Stoelting Co.</td>
			<td>ANY-maze software</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clear Mylar membrane</td>
			<td>ePlastics.com</td>
			<td>POLYCLR0.003</td>
			<td>http://www.eplastics.com/Plastic/Clear_Polyester_Film/POLYCLR0-003; Clear Mylar membrane is sold in various thicknesses. All are sold by vendor listed above.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Compound Slide Table (X2)</td>
			<td>Grizzly Industrial</td>
			<td>G5757</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deadman Gas Control Ball Valve</td>
			<td>Coneraco Inc.</td>
			<td>71-502-01</td>
			<td>&#34;Apollo&#34;, Available from Grainger</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Driver and driven section (murine)</td>
			<td>own design/production</td>
			<td>n/a</td>
			<td>For further information please contact the authors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Driver and driven section (rat)</td>
			<td>own design/production</td>
			<td>n/a</td>
			<td>For further information please contact the authors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ear Muffs</td>
			<td>3M</td>
			<td>37274</td>
			<td>Available from Grainger</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gas Regulator - Hi Flow 3500-600-580</td>
			<td>Harris</td>
			<td>3003539</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Helium Gas</td>
			<td>AirGas</td>
			<td>HE 300</td>
			<td>Tanks are available in various sizes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inhalation Anesthesia System</td>
			<td>VetEquip</td>
			<td>901806</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Input Module</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>NI 9223</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Baxter</td>
			<td>NDC 10019-360-40</td>
			<td>Ordered by veterinarian</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laboratory Timer/Stopwatch</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>50-550-352</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Labview version 12.0</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td></td>
			<td>Data Acquistion Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic Dial Indicator/Micrometer</td>
			<td>Grizzly Industrial</td>
			<td>G9849</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB</td>
			<td>MathWorks</td>
			<td></td>
			<td>Software for pressure recording analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen Regulator</td>
			<td>Medline</td>
			<td>HCS8725M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PC for Data Processing</td>
			<td>Dell</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyvinylchloride Tubing - 25.4 mm</td>
			<td>FORMUFIT</td>
			<td>P001FGP-WH-40x3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pressure sensors</td>
			<td>PCB Piezotronics</td>
			<td>102A05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Receiver USB Chassis</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>DAQ-9171</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sensor Signal Conditioner</td>
			<td>PCB Piezotronics</td>
			<td>482C series</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless NSF-Rated Mounting Table</td>
			<td>Gridmann</td>
			<td>GR06-WT2448</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T Handle Allen Wrench - 3/16&#39;&#39;</td>
			<td>S&#38;K</td>
			<td>73310</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

low-intensity blast wave model for preclinical assessment of closed-head mild traumatic brain injury in rodents

Travmatik beyin hasarı (TBH) büyük ölçekli bir halk sağlığı sorunudur. Hafif TBI, nörotravmanın en yaygın şeklidir ve Amerika Birleşik Devletleri'nde çok sayıda tıbbi ziyarete neden olur. Şu anda TBI için FDA onaylı bir tedavi bulunmamaktadır. Askeri ilişkili, patlamaya bağlı TBI insidansının artması, etkili TBH tedavilerine olan acil ihtiyacı daha da vurgulamaktadır. Bu nedenle, insan patlaması ile ilişkili TBI'nın yönlerini özetleyen yeni klinik öncesi TBI hayvan modelleri, hafif ila orta dereceli TBI'nın altında yatan nörobiyolojik ve patofizyolojik süreçlere yönelik araştırma çabalarını ve TBI için yeni terapötik stratejilerin geliştirilmesini büyük ölçüde ilerletecektir.
Burada, hafif ila orta derecede patlamaya bağlı TBI'nın moleküler, hücresel ve davranışsal etkilerinin araştırılması için güvenilir, tekrarlanabilir bir model sunuyoruz. Tutarlı test koşulları sağlamak için piezoelektrik basınç sensörleri ile donatılmış gazla çalışan bir şok tüpünden oluşan bir tezgah üstü kurulum kullanarak, kemirgenlerde kapalı kafalı, patlamaya bağlı hafif TBI için adım adım bir protokol açıklıyoruz. Kurduğumuz kurulumun faydaları, göreceli olarak düşük maliyeti, kurulum kolaylığı, kullanım kolaylığı ve yüksek verim kapasitesidir. Bu non-invaziv TBI modelinin diğer avantajları, patlama tepe aşırı basıncının ölçeklenebilirliğini ve kontrollü tekrarlanabilir sonuçların üretilmesini içerir. Bu TBH modelinin tekrarlanabilirliği ve alaka düzeyi, nörobiyolojik, nöropatolojik, nörofizyolojik ve davranışsal analizler de dahil olmak üzere bir dizi aşağı akış uygulamasında değerlendirilmiş ve bu modelin hafif ila orta dereceli TBI etiyolojisinin altında yatan süreçlerin karakterizasyonu için kullanılmasını desteklemektedir.

Patlama dalgası kurulumunun ölçeklenebilirliği, 25,4, 50,8 ve 76,2 μm olmak üzere üç farklı membran kalınlığı kullanılarak test edilmiştir. Pik basınç seviyeleri, piezoelektrik basınç sensörleri kullanılarak kafa yerleştirme alanında ve şok tüpü aparatının çıkışında değerlendirilmiştir (bkz. Şekil 1 ve Şekil 2). Pik basınçlar, her iki sensör konumundaki membran kalınlığı ile uyumlu olarak artar (Ş...

Watch this Scientific Journal Video about Low-intensity Blast Wave Model for Preclinical Assessment of Closed-head Mild Traumatic Brain Injury in Rodents at JoVE.com

Low-intensity Blast Wave Model for Preclinical Assessment of Closed-head Mild Traumatic Brain Injury in Rodents

Burada, hafif ila orta dereceli travmatik beyin hasarının nörobiyolojik ve patofizyolojik etkilerini araştırmak için kemirgenler için bir patlama dalgası modeli protokolü sunuyoruz. Patlamaya bağlı hafif ila orta dereceli travmatik beyin hasarının güvenilir ve tekrarlanabilir bir şekilde üretilmesini sağlayan basınç sensörleriyle donatılmış, gazla çalışan, tezgah üstü bir kurulum kurduk.

Kemirgenlerde Kapalı Başlı Hafif Travmatik Beyin Hasarının Preklinik Değerlendirmesi için Düşük Yoğunluklu Patlama Dalgası Modeli

Traumatic brain injury (TBI) is a large-scale public health problem. Mild TBI is the most prevalent form of neurotrauma and accounts for a large number of ...

low-intensity-blast-wave-model-for-preclinical-assessment-closed-head

Research

JoVE Journal

Neuroscience

2.6K Görüntüleme.  Veterans Affairs. Burada, hafif ila orta dereceli travmatik beyin hasarının nörobiyolojik ve patofizyolojik etkilerini araştırmak için kemirgenler için bir patlama dalgası modeli protokolü sunuyoruz. Patlamaya bağlı hafif ila orta dereceli travmatik beyin hasarının güvenilir ve tekrarlanabilir bir şekilde üretilmesini sağlayan basınç sensörleriyle donatılmış, gazla çalışan, tezgah üstü bir kurulum kurduk.

Video: Low-intensity Blast Wave Model for Preclinical Assessment of Closed-head Mild Traumatic Brain Injury in Rodents

Investigations on Alterations of Hippocampal Circuit Function Following Mild Traumatic Brain Injury

Traumatic Brain Injury (TBI) afflicts more than 1.7 million people in the United States each year and even mild TBI can lead to persistent neurological impairments 1. Two pervasive and disabling symptoms experienced by TBI survivors, memory deficits and a reduction in seizure threshold, are thought to be mediated by TBI-induced hippocampal dysfunction 2,3. In order to demonstrate how altered hippocampal circuit function adversely affects behavior after TBI in mice, we employ lateral fluid percussion injury, a commonly used animal model of TBI that recreates many features of human TBI including neuronal cell loss, gliosis, and ionic perturbation 4-6.
	Here we demonstrate a combinatorial method for investigating TBI-induced hippocampal dysfunction. Our approach incorporates multiple ex vivo physiological techniques together with animal behavior and biochemical analysis, in order to analyze post-TBI changes in the hippocampus. We begin with the experimental injury paradigm along with behavioral analysis to assess cognitive disability following TBI. Next, we feature three distinct ex vivo recording techniques: extracellular field potential recording, visualized whole-cell patch-clamping, and voltage sensitive dye recording. Finally, we demonstrate a method for regionally dissecting subregions of the hippocampus that can be useful for detailed analysis of neurochemical and metabolic alterations post-TBI.
	These methods have been used to examine the alterations in hippocampal circuitry following TBI and to probe the opposing changes in network circuit function that occur in the dentate gyrus and CA1 subregions of the hippocampus (see Figure 1). The ability to analyze the post-TBI changes in each subregion is essential to understanding the underlying mechanisms contributing to TBI-induced behavioral and cognitive deficits. 
	The multi-faceted system outlined here allows investigators to push past characterization of phenomenology induced by a disease state (in this case TBI) and determine the mechanisms responsible for the observed pathology associated with TBI.

A multi-faceted approach to investigating functional changes to hippocampal circuitry is explained. Electrophysiological techniques are described along with the injury protocol, behavioral testing and regional dissection method. The combination of these techniques can be applied in similar fashion for other brain regions and scientific questions.

Hafif Travmatik Beyin Hasarı takiben Hipokampal Devre İşlev değişimler üzerine araştırmalar

Traumatic Brain Injury (TBI) afflicts more than 1.7 million people in the United States each year and even mild TBI can lead to persistent neurological ...

Nörobilim

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

Traumatic brain injury (TBI) affects millions of people each year, causing impairment of physical, cognitive, and behavioral functions and death. Studies using Drosophila have contributed important breakthroughs in understanding neurological processes. Thus, with the goal of understanding the cellular and molecular basis of TBI pathologies in humans, we developed the High Impact Trauma (HIT) device to inflict closed head TBI in flies. Flies subjected to the HIT device display phenotypes consistent with human TBI such as temporary incapacitation and progressive neurodegeneration. The HIT device uses a spring-based mechanism to propel flies against the wall of a vial, causing mechanical damage to the fly brain. The device is inexpensive and easy to construct, its operation is simple and rapid, and it produces reproducible results. Consequently, the HIT device can be combined with existing experimental tools and techniques for flies to address fundamental questions about TBI that can lead to the development of diagnostics and treatments for TBI. In particular, the HIT device can be used to perform large-scale genetic screens to understand the genetic basis of TBI pathologies.

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

Here we describe a method to inflict closed head traumatic brain injury (TBI) in Drosophila. This method provides a gateway to investigate the cellular and molecular mechanisms that underlie TBI pathologies using the vast array of experimental tools and techniques available for flies.

Kapalı Başkanı Travmatik Beyin yaralayabilecek Bir Yöntem<em&gt; Drosophila</em

Traumatic brain injury (TBI) affects millions of people each year, causing impairment of physical, cognitive, and behavioral functions and death. Studies ...

A Novel In Vitro Model of Blast Traumatic Brain Injury

Traumatic brain injury is a leading cause of death and disability in military and civilian populations. Blast traumatic brain injury results from the detonation of explosive devices, however, the mechanisms that underlie the brain damage resulting from blast overpressure exposure are not entirely understood and are believed to be unique to this type of brain injury. Preclinical models are crucial tools that contribute to better understand blast-induced brain injury. A novel in vitro blast TBI model was developed using an open-ended shock tube to simulate real-life open-field blast waves modelled by the Friedlander waveform. C57BL/6N mouse organotypic hippocampal slice cultures were exposed to single shock waves and the development of injury was characterized up to 72 h using propidium iodide, a well-established fluorescent marker of cell damage that only penetrates cells with compromised cellular membranes. Propidium iodide fluorescence was significantly higher in the slices exposed to a blast wave when compared with sham slices throughout the duration of the protocol. The brain tissue injury is very reproducible and proportional to the peak overpressure of the shock wave applied.

A Novel In Vitro Model of Blast Traumatic Brain Injury

This paper describes a novel model of primary blast traumatic brain injury. A compressed-air driven shock tube is used to expose in vitro mouse hippocampal slice cultures to a single shock wave. This is a simple and rapid protocol generating a reproducible brain tissue injury with a high throughput.

Patlama travmatik beyin hasarı roman Vitro modeli

Traumatic brain injury is a leading cause of death and disability in military and civilian populations. Blast traumatic brain injury results from the ...

Effects of Blast-induced Neurotrauma on Pressurized Rodent Middle Cerebral Arteries

Though there have been studies on the histopathological and behavioral effects of blast exposure, fewer have been dedicated to blast&#39;s cerebral vascular effects. Impact (i.e., non-blast) traumatic brain injury (TBI) is known to decrease pressure autoregulation in the cerebral vasculature in both humans and experimental animals. The hypothesis that blast-induced traumatic brain injury (bTBI), like impact TBI, results in impaired cerebral vascular reactivity was tested by measuring myogenic dilatory responses to reduced intravascular pressure in rodent middle cerebral arterial (MCA) segments from rats subjected to mild bTBI using an Advanced Blast Simulator (ABS) shock tube. Adult, male Sprague-Dawley rats were anesthetized, intubated, ventilated and prepared for Sham bTBI (identical manipulation and anesthesia except for blast injury) or mild bTBI. Rats were randomly assigned to receive Sham bTBI or mild bTBI followed by sacrifice 30 or 60 min post-injury. Immediately after bTBI, righting reflex (RR) suppression times were assessed, euthanasia at the time points post-injury was completed, the brain was harvested and the individual MCA segments were collected, mounted and pressurized. As the intraluminal pressure perfused through the arterial segments was reduced in 20 mmHg increments from 100 to 20 mmHg, MCA diameters were measured and recorded. With decreasing intraluminal pressure, MCA diameters steadily increased significantly above baseline in the Sham bTBI groups while MCA dilator responses were significantly reduced (p &#60; 0.05) in both bTBI groups as evidenced by the impaired, smaller MCA diameters recorded for the bTBI groups. In addition, RR suppression in the bTBI groups was significantly (p &#60; 0.05) higher than in the Sham bTBI groups. MCA&#39;s collected from the Sham bTBI groups exhibited typical vasodilatory properties to decreases in intraluminal pressure while MCA&#39;s collected following bTBI exhibited significantly impaired myogenic vasodilatory responses to reduced pressure that persisted for at least 60 min after bTBI.

Here, we present a protocol to describe methods for ex vivo vascular reactivity determination following a primary blast traumatic brain injury (bTBI) using isolated, pressurized, rodent middle cerebral arterial (MCA) segments. bTBI induction is accomplished using a shock tube, also known as an Advanced Blast Simulator (ABS) device.

Serebral arterler patlama kaynaklı Neurotrauma etkilerini basınçlı kemirgen orta

Though there have been studies on the histopathological and behavioral effects of blast exposure, fewer have been dedicated to blast&#39;s cerebral ...

Advanced Diffusion Imaging in The Hippocampus of Rats with Mild Traumatic Brain Injury

Mild traumatic brain injury (mTBI) is the most common type of acquired brain injury. Since patients with traumatic brain injury show a tremendous variability and heterogeneity (age, gender, type of trauma, other possible pathologies, etc.), animal models play a key role in unraveling factors that are limitations in clinical research. They provide a standardized and controlled setting to investigate the biological mechanisms of injury and repair following TBI. However, not all animal models mimic the diffuse and subtle nature of mTBI effectively. For example, the commonly used controlled cortical impact (CCI) and lateral fluid percussion injury (LFPI) models make use of a craniotomy to expose the brain and induce widespread focal trauma, which are not commonly seen in mTBI. Therefore, these experimental models are not valid to mimic mTBI. Thus, an appropriate model should be used to investigate mTBI. The Marmarou weight drop model for rats induces similar microstructural alterations and cognitive impairments as seen in patients who sustain mild trauma; therefore, this model was selected for this protocol. Conventional computed tomography and magnetic resonance imaging (MRI) scans commonly show no damage following a mild injury, because mTBI induces often only subtle and diffuse injuries. With diffusion weighted MRI, it is possible to investigate microstructural properties of brain tissue, which can provide more insight into the microscopic alterations following mild trauma. Therefore, the goal of this study is to obtain quantitative information of a selected region-of-interest (i.e., hippocampus) to follow up disease progression after obtaining a mild and diffuse brain injury.

The overall goal of this procedure is to obtain quantitative microstructural information of the hippocampus in a rat with mild traumatic brain injury. This is done using an advanced diffusion-weighted magnetic resonance imaging protocol and region-of-interest based analysis of parametric diffusion maps.

Hafif Travmatik Beyin Hasarı Olan Sıçanların Hipokampuslarında İleri Difüzyon Görüntüleme

Mild traumatic brain injury (mTBI) is the most common type of acquired brain injury. Since patients with traumatic brain injury show a tremendous ...

Electromagnetic Controlled Closed-Head Model of Mild Traumatic Brain Injury in Mice

Highly reproducible animal models of traumatic brain injury (TBI), with well-defined pathologies, are needed for testing therapeutic interventions and understanding the mechanisms of how a TBI alters brain function. The availability of multiple animal models of TBI is necessary to model the different aspects and severities of TBI seen in people. This manuscript describes the use of a midline closed head injury (CHI) to develop a mouse model of mild TBI. The model is considered mild because it does not produce structural brain lesions based on neuroimaging or gross neuronal loss. However, a single impact creates enough pathology that cognitive impairment is measurable at least 1 month after injury. A step-by-step protocol to induce a CHI in mice using a stereotaxically guided electromagnetic impactor is defined in the paper. The benefits of the mild midline CHI model include the reproducibility of the injury-induced changes with low mortality. The model has been temporally characterized up to 1 year after the injury for neuroimaging, neurochemical, neuropathological, and behavioral changes. The model is complementary to open skull models of controlled cortical impact using the same impactor device. Thus, labs can model both mild diffuse TBI and focal moderate-to-severe TBI with the same impactor.

The protocol describes mild traumatic brain injury in a mouse model. In particular, a step-by-step protocol to induce a mild midline closed head injury and the characterization of the animal model is fully explained.

Farelerde Hafif Travmatik Beyin Hasarının Elektromanyetik Kontrollü Kapalı Kafa Modeli

Highly reproducible animal models of traumatic brain injury (TBI), with well-defined pathologies, are needed for testing therapeutic interventions and ...

Assessing Changes in Synaptic Plasticity Using an Awake Closed-Head Injury Model of Mild Traumatic Brain Injury

Mild traumatic brain injuries (mTBIs) are a prevalent health issue in North America. There is increasing pressure to utilize ecologically valid models of closed-head mTBI in the preclinical setting to increase translatability to the clinical population. The awake closed-headed injury (ACHI) model uses a modified controlled cortical impactor to deliver closed-headed injury, inducing clinically relevant behavioral deficits without the need for a craniotomy or the use of an anesthetic.
This technique does not normally induce fatalities, skull fractures, or brain bleeds, and is more consistent with being a mild injury. Indeed, the mild nature of the ACHI procedure makes it ideal for studies investigating repetitive mTBI (r-mTBI). Growing evidence indicates that r-mTBI can result in a cumulative injury that produces behavioral symptoms, neuropathological changes, and neurodegeneration. r-mTBI is common in youths playing sports, and these injuries occur during a period of robust synaptic reorganization and myelination, making the younger population particularly vulnerable to the long-term influences of r-mTBI.
Further, r-mTBI occurs in cases of intimate partner violence, a condition for which there are few objective screening measures. In these experiments, synaptic function was assessed in the hippocampus in juvenile rats that had experienced r-mTBI using the ACHI model. Following the injuries, a tissue slicer was utilized to make hippocampal slices to evaluate bidirectional synaptic plasticity in the hippocampus at either 1 or 7 days following the r-mTBI. Overall, the ACHI model provides researchers with an ecologically valid model to study changes in synaptic plasticity following mTBI and r-mTBI.

Here, it is demonstrated how an awake closed-head injury model can be used for examining the effects of repeated mild traumatic brain injury (r-mTBI) on synaptic plasticity in the hippocampus. The model replicates important features of r-mTBI in patients and is used in conjunction with in vitro electrophysiology.

Hafif Travmatik Beyin Hasarının Uyanık Kapalı Kafa Travması Modelini Kullanarak Sinaptik Plastisitedeki Değişikliklerin Değerlendirilmesi

Mild traumatic brain injuries (mTBIs) are a prevalent health issue in North America. There is increasing pressure to utilize ecologically valid models of ...

Bir mTBI Sıçan Modelinde Yaralanma Tepkisinin ve Davranışsal Değerlendirmelerin Doğrulanması

Rat Model of Closed-Head Mild Traumatic Injury and its Validation

Animal models are crucial for advancing our understanding of mild traumatic brain injury (mTBI) and guiding clinical research. To achieve meaningful insights, developing a stable and reproducible animal model is essential. In this study, we report a detailed description of a closed-head mTBI model and a representative validation method using Sprague-Dawley rats to verify the modeling effect. The model involves dropping a 550 g mass weight from a height of 100 cm directly onto the head of a rat on a destructible surface, followed by a 180-degree turn. To assess the injury, rats underwent a series of neurobehavioral assessments 10 min post-injury, including time of loss of consciousness, first seeking-behavior time, escape ability, and beam balance ability test. During the acute and subacute stages following the injury, behavioral tests were conducted to assess motor coordination ability (Beam task), anxiety (Open Field test), and learning and memory abilities (Morris Water Maze test). The closed-head mTBI model produced a consistent injury response with minimal mortality and replicated real-life situations. The validation method effectively verified the model development and ensured the stability and consistency of the model.

Yazar Spotlight: Travmatik Beyin Hasarı Araştırmalarını İlerletmek - Doğru Çoğaltma ve Hızlı Değerlendirme için Kapalı Kafa Modeli 

Here, we present a closed-head mild traumatic brain injury (mTBI) rat model and its validation exhibiting remarkable similarity to human mTBI concerning behavioral manifestations during the acute and subacute stages.

Kapalı Kafa Hafif Travmatik Yaralanmanın Sıçan Modeli ve Validasyonu

Animal models are crucial for advancing our understanding of mild traumatic brain injury (mTBI) and guiding clinical research. To achieve meaningful ...