Name: circumscribed capsular infarct modeling using a photothrombotic technique
Uploaded: 2016-06-02T13:00:00
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Diese Arbeit wurde durch einen Zuschuss aus dem Institut für Medizinische Systemtechnik (IMSE) &amp; GIST-Caltech Collaborative Fonds (K04592) von GIST und von der Basic Science Research Program durch NRF Korea durch das Ministerium für Wissenschaft, IKT und zukünftige Planung finanziert unterstützt (NRF-2013R1A2A2A01067890).

Alle Verfahren wurden nach den Richtlinien des Instituts der Gwangju Institute of Science and Technology (GIST) durchgeführt, und alle Verfahren wurden von der Institutional Animal Care und Use Committee bei GIST zugelassen. 1. Pre-Läsion Schritte <ol><li> Bezeichnung des Vorderbein Bereich in der inneren Kapsel mit AAV-GFP <ol><li> (- 13 Wochen ~ 400 g, 11) in Übereinstimmung mit den institutionellen und nationalen Richtlinien Haus und Sprague Dawley Ratten behandeln. </li><li> Sterilisier...

<ol>
	<li>Roger, V. L., 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=Heart+disease+and+stroke+statistics--2012+update:+a+report+from+the+American+Heart+Association.">Heart disease and stroke statistics--2012 update: a report from the American Heart Association.</a> Circulation. 125, 2-220 (2012).</li><li>Debette, S., Markus, H. 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J., Ayata, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lasting+pure-motor+deficits+after+focal+posterior+internal+capsule+white-matter+infarcts+in+rats.">Lasting pure-motor deficits after focal posterior internal capsule white-matter infarcts in rats.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 35 (6), 977-984 (2015).</li><li>Metz, G. A., Antonow-Schlorke, I., Witte, O. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+improvements+after+focal+cortical+ischemia+in+adult+rats+are+mediated+by+compensatory+mechanisms.">Motor improvements after focal cortical ischemia in adult rats are mediated by compensatory mechanisms.</a> Behavioural brain research. 162 (1), 71-82 (2005).</li></ol>

Das Modell Kapsel Infarkt präsentiert hier zeigt eine gezielte Läsion mit deutlichen und anhaltenden motorischen Beeinträchtigung in forelimb Funktion. Frühere Modelle von subcortical Kapsel Schlaganfall haben einen unzureichenden Grad an motorischen Beeinträchtigung und eine schnelle Recovery - Prozess 6,8,9 demonstriert. In diesem Sinne ähnelt dieses Modell die klinischen Kapselinfarktfälle, die langfristige Funktionsbeeinträchtigung aufweisen. Die kritischsten Schritte ...

Bis vor kurzem wurden verwendet, die &quot;graue Substanz Schlaganfall (GMS) Modelle&quot; ausschließlich die Pathophysiologie des Schlaganfalls zu verstehen und die Entwicklung neuer Therapien zu führen. Allerdings hat es eine zunehmende Prävalenz von Schlaganfall gewesen , die subkortikalen weißen Substanz bei älteren Menschen betrifft, die 15 ausmacht - 1,2 25% aller Schlaganfälle. Zahlreiche Studien haben in Bezug auf Schlaganfall mit GMS-Modellen durchgeführt wurden, während es gibt nur wenige Studien, die weiße Substanz Schlaganfall (WMS) Modelle verwendet haben. Weiße Substanz in Nagern ist wesentlich geringer als die der weißen Substanz in Menschen oder Primaten. Folglich ist es schwieriger , um selektiv die Zielregionen in der weißen Substanz 3 zuzugreifen und zu zerstören. Darüber hinaus haben keine effiziente Werkzeuge wurden bisher entwickelt, um selektiv den geplanten Umfang der gezielten weißen Substanz zu zerstören. Daher gab es für das Studium der weißen Substanz Hübe Mangel an geeigneten Modellen gewesen. Tier stroke Modelle werden oft zu überwachen den Fortschritt der Motor Erholung für die Entwicklung neuer rehabilitative und therapeutische Methoden verwendet. Es ist ideal , ein Tiermodell zu verwenden , die eine langfristige neurologische Defizit konkordant mit den anatomischen Veränderungen im menschlichen Schlaganfall 4,5 demonstriert zeigt. In dieser Hinsicht ist eine schnelle Wiederherstellung des Motors Defizit und breite Beteiligung des Gehirns nach Infarkt Läsion möglicherweise nicht realistisch bei der Verfolgung der Schlaganfallforschung. Früheren Kapselinfarkt Modelle wurden durch die Okklusion der Carotis interna oder anterioren choroidalen Arterien und Diffusion von Endothelin-1 (ET-1) in die Capsula interna 6-9 hergestellt. Dennoch erfordert Arterienverschluss sorgfältig seziert und der Arterien, aber es produziert ein breites Gebiet der Infarkt Läsion, einschließlich der inneren Kapsel, ohne persistent Verhaltensdefizite. Außerdem ET-1 war nicht diffuses vollständig den hinteren Schenkel der inneren Kapsel zerstören und damit weniger stark ausgeprägt oder beh persistierendenavioral Defizit. Ein photothrombotic Infarkt Modell wurde verschiedene Arten von Infarkt - Läsionen in der Hirnrinde und subkortikalen Strukturen 10 zu erzeugen , weit verbreitet. Die Technik umfassen die intravenöse Verabreichung durch fokale Beleuchtung gefolgt, die in den kleinen Gefäßen und die Erzeugung von Infarkt Läsionen 10 zu Thrombozytenaggregation führt. Photothrombotic Technik wurde GMS Läsionen intensiv genutzt zu schaffen, während es wurde selten verwendet , um WMS - Läsionen 5,11 erzeugen. Für diese Technik hat sich eine Kombination von Rose Bengal-Farbstoff und Lichtbestrahlung nachgewiesen wurde zur Zerstörung der Zielstruktur nützlich zu sein, so dass funktionelle Defizite entspricht. Das Schlüsselelement der photothrombotic Technik ist Bestrahlung mit Licht, weil es die Größe der Infarkt Läsionen bestimmt. Lichtbestrahlungsergebnisse in unterschiedliche Wirkungen auf grauer Substanz und weißer Substanz, weil die Streuung von Licht mehr als 4-mal höher in Weiß ma isttter im Vergleich mit der grauen Substanz 12; Dementsprechend wird , wenn die Lichtintensität eine ausreichend niedrige Bestrahlungsstärke (&lt;1,140 mW / mm 2) hat, kann man die Erweiterung beschränken , auf die photothrombotic Läsion das Ausmaß der weißen Substanz beeinflussen (dh., Innere Kapsel). Zum Beispiel Licht höherer Energie kann Infarkte in beiden grauen und weißen Substanz zu induzieren, noch niedrigere Energie Licht photothrombosis nur in der weißen Substanz induzieren kann. Außerdem war das Eindringen der Lichtenergie sehr begrenzt. Etwa 99% der Lichtenergie wurde über 1 mm von der Lichtquelle 13 verloren. Daher wird erwartet, dass genau gezielt, niedrigere Energie Licht induziert photothrombosis nur in der weißen Substanz mit einem minimalen Eingriff der grauen Substanz Nachbar. Hier beschreiben wir ein neues Verfahren Infarkt Läsionen im forelimb Bereich der inneren Kapsel in Nagetieren zu schaffen. Wir beschreiben die Methode der Identifizierung des forelimb Bereich im internen capsule, die Technik der Lichtbestrahlung, einschließlich der Einstellung und Abgabe von Licht und die Erzeugung eines Infarkts Läsion. Wir beschreiben auch Verhaltenstests verwendet, um die Vollständigkeit der Kapsel Modellierung zu bewerten.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="517">
	<tbody>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:157px;">DC Temperature controller</td>
			<td style="width:131px;">WORLD PRECISION INSTRUMENTS, INC.</td>
			<td style="width:88px;">ATC1000</td>
			<td style="width:143px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:157px;">Digital Stereotaxic Instruments</td>
			<td style="width:131px;">STOELTING CO.</td>
			<td style="width:88px;">51900</td>
			<td style="width:143px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:157px;">Electrical Stimulator</td>
			<td style="width:131px;">CyberMedic Corp.</td>
			<td style="width:88px;">EMGFES 2000</td>
			<td style="width:143px;"></td>
		</tr>
		<tr height="231">
			<td height="231" style="height:231px;width:157px;">Epoxy&#160;</td>
			<td style="width:131px;">Precision Fiber Products, INC.</td>
			<td style="width:88px;">PFP-353ND1</td>
			<td style="width:143px;">Mix Ratio: 
			10(A):1(B-hardener) by weight&#160; 
			Curing Schedule: 
			1 minute @150&#176;C 
			2~5 minutes @120&#176;C 
			5~10 minutes @100&#176;C 
			15~30 minutes @80&#176;C</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:157px;">Fiber Optic Scribe&#160;</td>
			<td style="width:131px;">THORLABS, INC</td>
			<td style="width:88px;">S90R</td>
			<td style="width:143px;"></td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:157px;">Fiber patch cable</td>
			<td style="width:131px;">KOREA OPTRON Corp.</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td style="width:143px;">Outer diameter: 3mm 
			&#216;200 &#181;m 
			0.39 NA 
			FC/PC-FC/PC 
			1 m</td>
		</tr>
		<tr height="126">
			<td height="126" style="height:126px;width:157px;">Laser Power Supply</td>
			<td style="width:131px;">CHANGCHUN NEW INDUSTRIES OPTOELECTRONICS TECH. CO., LTD.</td>
			<td style="width:88px;">MGL-FN-532nm-200mW-14010196</td>
			<td style="width:143px;"></td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:157px;">Crimp ring&#160;</td>
			<td style="width:131px;">DAWOOTECH CO.,LTD.</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td style="width:143px;">Length: 19mm 
			Inner diameter: 3mm 
			Outer diameter: 3.8mm 
			Material: SUS</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:157px;">Micro4-micro syringe pump controller</td>
			<td style="width:131px;">WORLD PRECISION INSTRUMENTS, INC</td>
			<td style="width:88px;">95100</td>
			<td style="width:143px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:157px;">Optical Power Meter</td>
			<td style="width:131px;">THOLABS, INC</td>
			<td style="width:88px;">PM100D</td>
			<td style="width:143px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:157px;">Paraformaldehyde</td>
			<td style="width:131px;">SIGMA-ALDRICH CO. LLC.</td>
			<td style="width:88px;">P6148&#12288;</td>
			<td style="width:143px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:157px;">Diamond lapping (polishing) sheet</td>
			<td style="width:131px;">THORLABS, INC</td>
			<td style="width:88px;">LF3D</td>
			<td style="width:143px;">Grit : 3 &#181;m</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:157px;">Diamond lapping (polishing) sheet</td>
			<td style="width:131px;">THORLABS, INC</td>
			<td style="width:88px;">LF6D</td>
			<td style="width:143px;">Grit : 6 &#181;m</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:157px;">Rose Bengal</td>
			<td style="width:131px;">SIGMA-ALDRICH CO. LLC.</td>
			<td style="width:88px;">330000</td>
			<td style="width:143px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:157px;">Needle for spinal anesthesia with pencil point tip (Spinal needle)&#160;</td>
			<td style="width:131px;">B.BRAUN MELSUNGEN AG&#160;</td>
			<td style="width:88px;">4502027</td>
			<td style="width:143px;">Size: 27G 
			Length: 88mm 
			Needle: 0.40mm</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:157px;">Waterproof sandpaper&#160;</td>
			<td style="width:131px;">DEERFOS CO.,LTD</td>
			<td style="width:88px;">CC261</td>
			<td style="width:143px;">Grit : 1000 &#181;m</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:157px;">Nanofil 10uL syringe&#160;</td>
			<td style="width:131px;">WORLD PRECISION INSTRUMENTS, INC</td>
			<td style="width:88px;">NANOFIL</td>
			<td style="width:143px;"></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:157px;">Nanofil 33G BVLD needle</td>
			<td style="width:131px;">WORLD PRECISION INSTRUMENTS, INC</td>
			<td style="width:88px;">NF33BV-2</td>
			<td style="width:143px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:157px;">AAV-GFP virus</td>
			<td style="width:131px;">UNC Vector Core</td>
			<td style="width:88px;">AAV2-CamKIIa-eYFP</td>
			<td style="width:143px;">2x10^12 virus molecules/ml</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:157px;">Anti-Green Fluorescent Protein, Rabbit IgG fraction</td>
			<td style="width:131px;">Life Technologies, INC</td>
			<td style="width:88px;">A11122</td>
			<td style="width:143px;">primary antibody (1:200)</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:157px;">Goat Anti-Rabbit IgG (H+L)</td>
			<td style="width:131px;">Life Technologies, INC</td>
			<td style="width:88px;">A11034</td>
			<td style="width:143px;">secondary antibody (1:500)</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:157px;">Ceftezole</td>
			<td style="width:131px;">GUJU Pharma CO.,LTD.</td>
			<td style="width:88px;">A27802741</td>
			<td style="width:143px;">0.1%, 1ml</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:157px;">Lidocain hydrochloride injection</td>
			<td style="width:131px;">JEIL PHARMACEUTICAL CO.,LTD.</td>
			<td style="width:88px;">A04900271</td>
			<td style="width:143px;">2%, 1ml</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:157px;">Hand Piece Drill</td>
			<td style="width:131px;">Seshin</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td style="width:143px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:157px;">Digital optical power and energy meter</td>
			<td style="width:131px;">THORLABS, INC</td>
			<td style="width:88px;">PM100D</td>
			<td style="width:143px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:157px;">Ketopropen</td>
			<td style="width:131px;">UNIBIOTech</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td style="width:143px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

circumscribed capsular infarct modeling using a photothrombotic technique

Recent increase in the prevalence rate of white matter stroke demands specific research in the field. However, the lack of a pertinent animal model for white matter stroke has hampered research investigations. Here, we describe a novel method for creating a circumscribed capsular infarct that minimizes damage to neighboring gray matter structures. We used pre-surgery neural tracing with adeno-associated virus-green fluorescent protein (AAV-GFP) to identify somatotopic organization of the forelimb area within the internal capsule. The adjustment of light intensity based on different optical properties of gray and white matter contributes to selective destruction of white matter with relative preservation of gray matter. Accurate positioning of optical-neural interface enables destruction of entire forelimb area in the internal capsule, which leads to a marked and persistent motor deficit. Thus, this technique produces highly replicable capsular infarct lesions with a persistent motor deficit. The model will be helpful not only to study white matter stroke (WMS) at the behavioral, circuit, and cellular levels, but also to assess its usefulness for development of new therapeutic and rehabilitative interventions.

Die hier vorgestellte Methode soll eine umschriebene Kapsel Infarkt mit einem anhaltenden Motor-Defizit zu schaffen. Daher ist es wichtig, richtig das Ziel innerhalb der inneren Kapsel in der vor der Operation Schritt bestimmen. Die somatotopen Kartierung der pyramidalen Fasern in der inneren Kapsel ist bisher nicht geklärt ist. Um richtig das Ziel innerhalb der inneren Kapsel zu identifizieren, muss der forelimb Bereich abgegrenzt werden. Eine Injektion von AAV-GFP in die forelimb Bere...

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Circumscribed Capsular Infarct Modeling Using a Photothrombotic Technique

Dieses Manuskript beschreibt eine Modellierungstechnik der Kapsel Infarkt. Hier verwendeten wir eine modifizierte photothrombotic Technik mit geringer Intensität des Lichts nach Vorchirurgischer Ziel-Mapping. Mit dieser Technik haben wir einen umschriebenen Kapselinfarktmodell mit persistierendem motorischen Beeinträchtigungen.

Umschriebene Capsular Infarkt Modellierung einer Photothrombotic unter Verwendung der Technik

Recent increase in the prevalence rate of white matter stroke demands specific research in the field. However, the lack of a pertinent animal model for ...

Research

JoVE Journal

Medicine

A Novel Capsulorhexis Technique Using Shearing Forces with Cystotome

A Novel Capsulorhexis Technik unter Verwendung von Scherkräften mit Cystotome

Purpose:
To demonstrate a capsulorhexis technique using predominantly shearing forces with a cystotome on a virtual reality simulator and on a human eye....

Forschung

Medizin

A Novel Technique of Rescuing Capsulorhexis Radial Tear-out using a Cystotome

Eine neuartige Technik der Rettung Capsulorhexis Radial Tear-out mit einem Cystotome

Part 1 : Purpose:   To demonstrate a capsulorhexis radial tear out rescue technique using a cystotome on a virtual reality cataract surgery simulator and ...

Mouse Model of Intraluminal MCAO: Cerebral Infarct Evaluation by Cresyl Violet Staining

Maus-Modell der Intraluminal MCAO: Hirninfarkt Evaluation durch Cresylviolett Staining

Stroke is the third  cause of mortality and the leading cause of disability in the World. Ischemic  stroke accounts for approximately 80% of all strokes. ...

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Modeling Colitis-Associated Cancer with Azoxymethane AOM and Dextran Sulfate Sodium DSS

Modeling Colitis-assoziierten Krebs mit Azoxymethan (AOM) und Dextransulfat Natrium (DSS)

Individuals with inflammatory bowel disease (IBD), such as Crohn's disease (CD) or ulcerative colitis (UC) are at increased risk of developing colorectal ...

Photothrombotic Ischemia: A Minimally Invasive and Reproducible Photochemical Cortical Lesion Model for Mouse Stroke Studies

Photothrombotic Ischämie: eine minimal-invasive und reproduzierbare photochemische kortikale Läsion Modell für Mouse Stroke Studies

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Murine Cervical Heart Transplantation Model Using a Modified Cuff Technique

Murine Cervical Herztransplantation Modell mithilfe eines modifizierten Cuff-Technik

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Using a Laminating Technique to Perform Confocal Microscopy of the Human Sclera

Mit Hilfe einer Laminiertechnik konfokale Mikroskopie der menschlichen Sclera to Perform


The sclera is a dense connective tissue that covers and protects the eye. It mainly consists of dense collagen bundles (types I, III, IV, V, VI, and ...

Induction of Ischemic Stroke and Ischemia-reperfusion in Mice Using the Middle Artery Occlusion Technique and Visualization of Infarct Area

Die Induktion von ischämischem Schlaganfall und Ischämie-Reperfusion bei Mäusen die Mittel Artery Occlusion Technik und Visualisierung von Infarktbereich verwenden

Cerebrovascular disease is highly prevalent in the global population and encompasses several types of conditions, including stroke. To study the impact of ...

Histological Quantification of Chronic Myocardial Infarct in Rats

Die histologische Quantifizierung der chronischen Myokardinfarktes bei Ratten

Myocardial infarction is defined as cardiomyocyte death due to prolonged ischemia; an inflammatory response and scar formation (fibrosis) follow the ...