Name: effects of blast-induced neurotrauma on pressurized rodent middle cerebral arteries
Uploaded: 2019-04-01T14:00:00
Duration: 8 min 21 s
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研究是作为穆迪转化创伤脑损伤研究项目支持的一个小组的一部分完成的, 并从美国陆军医学研究和物资指挥部----国防部----颁发了 W81XWH-08-2-0132。

所有实验方案都得到了德克萨斯大学医学分会的机构动物护理和使用委员会 (IACUC) 的批准, 该委员会是一个经实验动物护理 (AAALAC) 认证的机构的评估和认证协会。
1. ABS 爆炸伤的动物准备
<ol><li>打开机械啮齿动物体积呼吸机, 设置每分钟40-45 次呼吸的呼吸速率。</li>
	<li>打开恒温控制的暖毯, 并在上面贴上蓝色的垫子。</li>
	<li>将呼吸机软管连接到呼吸机上。</li>
	<li>收集气管插管雪橇、喉镜、长皮钳、发型头、气管插管, 以及浸泡在0.05% 利多卡内的棉签. 在蓝色垫上组织。</li>
	<li>确认啮齿类动物麻醉剂 "气泡" 室、呼吸机、气室和异氟烷腔软管已牢固地连接并连接到各自的插头或插座上。麻醉泡泡室夹具应打开;呼吸机夹具应关闭。</li>
	<li>在气室上, 将室内空气的旋钮设置为 2 L/min, 将氧气旋钮设置为 1 L/min。</li>
	<li>打开异氟烷, 并将旋钮设置为体积混合物的4%。</li>
	<li>启动计时器, 并将男性 Sprague-Dawley 大鼠 (350-400 克) 放置在麻醉泡泡室 4-6分钟, 然后放置一个年轻的成年人 (3个月大)。</li>
	<li>称重鼠在2分钟标记。</li>
	<li>确认大鼠是完全麻醉的轻轻捏后爪脚趾。如果没有观察到爪子的提取, 减少房间空气和设置旋钮为 1 lp min, 氧气到 0.4 L/min 和异氟醚到体积混合物的2%。</li>
	<li>打开直肠测温仪温度监测器。</li>
	<li>打开呼吸机上的夹子, 将夹子关闭到麻醉泡泡室。</li>
	<li>将大鼠从麻醉泡泡室中取出, 并在气管插管雪橇上的位置。</li>
	<li>插管的老鼠。将喉镜放在动物嘴里, 用长的皮钳将舌头伸出来, 擦拭脂质浸过的棉签尖端沿喉咙内, 轻轻将含有气管内管的手写柱插入大鼠气管。</li>
	<li>插管后, 将呼吸机软管的末端插入气管插管的外端, 观察并确认大鼠呼吸稳定, 无困难。</li>
	<li>将气管插管系好, 注意舌头没有结。</li>
	<li>将白色的石油果冻涂在直肠测温仪探头上, 并直接插入尾巴下方。</li>
	<li>从样品室取下 abs 样品盘, 放在热灯下加热, 然后将大鼠放置在托盘上。</li>
	<li>从眼睛上方开始, 一直到耳朵之间, 都要把老鼠的头皮的顶端弄掉。</li>
	<li>用剪刀将标准尺寸的泡沫耳塞切割成相同的一半。从插头底部的中心开始, 直接切割到圆形尖端。先沿着耳道将一半的部分插入每个耳尖, 直到与鼓膜接触。</li>
	<li>监测直肠温度。一旦达到37°c 的温度, 大鼠就可以装入 ABS 样品盘。</li>
	<li>将大鼠固定在 ABS 样品托盘上。从气管插管中取出呼吸机软管, 快速但轻轻地将大鼠滑入托盘的顶端, 轻轻引导头部通过头支架开口和橡胶衣领。将呼吸机软管重新插入气管插管, 检查橡胶衣领, 确保其牢固, 但不紧紧地包裹在颈部, 并验证大鼠是否处于侧向易发位置 (图 3)。</li>
	<li>关闭异氟烷, 并从气管插管中取出呼吸机软管。</li>
	<li>将含有麻醉大鼠的 ABS 样品盘锁定并固定在 ABS 样品室。</li>
	<li>每3秒用长的推拿器轻轻捏一下后爪脚趾, 直到得到退出反射反应。</li>
</ol>2. ABS 爆破装置的制备和防爆感应
请注意:协议步骤2.1-2.10 通常与步骤1.1–1.22 同时完成, 因此 ABS 在大鼠装载并固定在样品室后即可进行爆炸损伤管理。
<ol><li>松开液压手泵 (图 4a) 旋钮, 以允许任何剩余的捕获空气从驾驶室 (图 4b) 中逃逸, 并将机室从密封中松开。</li>
	<li>松开驾驶室周围的全螺纹棒 (图 4d) 上的盖帽螺母 (图 4c), 将机室向左滑动, 远离膨胀室 (图 4e)。</li>
	<li>完全拆卸位于驾驶室顶部的两个全线棒及其相应的盖帽螺母, 以便将 mylar 板放置在驾驶员和扩展室之间。</li>
	<li>堆叠和胶带一起沿顶部边缘四个预切和预测量 (30 厘米长, 20 厘米宽, 0.004 厚) 没体片 (形成一个 mylar ' 膜 ') 使用2.54 厘米的屏蔽胶带。使用第二块胶带, 将聚酯薄膜的顶部边缘牢固地贴在膨胀室的顶部, 并通过驱动器和膨胀室之间开口的中心 (图 4f)。</li>
	<li>通过更换驾驶室顶部的两个全线棒和手拧紧室周围的所有盖帽螺母, 将驾驶室固定在 mylar 膜上。</li>
	<li>将附件钢块放在液压手泵块和驾驶室上, 直到牢固地安装。</li>
	<li>通过观察液压仪表上的恒定压力阈值, 拧紧液压手泵旋钮, 并确认驾驶室保持加压状态, 不会发生泄漏。</li>
	<li>打开在 ABS 爆炸装置计算机上记录 ABS 爆炸装置压力痕迹的触发器采集文件。</li>
	<li>松开压缩空气罐 (图 4g) 的主旋钮, 足以稍微打开气道。</li>
	<li>操作液压手泵, 直到仪表指示器达到红色箭头, 指示所需的室压力水平为 5, 000 psi。</li>
	<li>将麻醉后的动物固定在 ABS 标本托盘上 (图 4h), 并将样品托盘锁定在 Abs 样品室 (图 4i) 中。</li>
	<li>每3秒用长的推拿器轻轻捏一下后爪, 直到得到撤退反射反应。</li>
	<li>在 ABS 爆炸设备计算机上打开的采集页面上单击 "开始".</li>
	<li>一旦屏幕上出现 "发射" 窗口, 按住 ABS 爆炸装置触发器, 直到爆炸发生, 破裂的没体膜, 并对大鼠实施 ABS 爆炸伤害 (20.9 ps±1.14, 138 Kp4±7.9)。就在爆炸爆炸后, 启动第二个计时器, 以跟踪受伤后经过了多少时间 (以分钟和秒为)。</li>
	<li>从 ABS 样品盘中取出大鼠, 回到蓝色垫和暖毯, 将其完全放在背上, 以评估对纠正反射的抑制。</li>
	<li>记录返回右键反射的时间。观察第二个计时器, 以最小的时间记录和伤害后老鼠连续三次从背部滚到肚子上所需的时间长度。将老鼠送回麻醉泡泡室。</li>
	<li>松开液压手泵旋钮, 以便驾驶员室松动和移动。</li>
	<li>拧紧压缩空气罐的主旋钮, 以关闭气道。</li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58792/58792fig3.jpg"> 图 3: 大鼠放置在 abs 样品托盘和 abs 内部.ABS 内研究动物的方向和方向。当放置在 ABS 中时, 动物处于横向的俯卧位置, 头部的背侧表面与冲击波方向 (红色箭头) 垂直。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58792/58792fig3large.jpg" target="_blank">请点击这里查看此图的较大版本.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58792/58792fig4.jpg"> 图 4: 先进的爆破模拟器 (abs) 激流管器件原理图.ABS 的主要组成部分。A = 液压手泵;B = 驾驶室;C = 瓶盖螺母;D = 全螺纹棒; E = 膨胀室;F = 肌膜位置;G = 压缩空气气瓶;H = 样品托盘;I = 标本室。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58792/58792fig4large.jpg" target="_blank">请点击这里查看此图的较大版本.</a>
3. 啮齿类动物 MCA PSS 解决方案的制备
请注意:协议步骤3.1-3.3 通常在步骤1.1–1.22 的同时完成, 以便 PSS 解决方案可以使用。
<ol><li>制备和混合以下成分和浓度的 1, 000 毫升生理盐溶液 (PSS): 130 mM 氯化钠;4.7 mM KCl;1.17 mM MgSO4* 7h2 o;5 mM 葡萄糖;1.5 mM Ccl2;15 mM Nhaco3。</li>
	<li>在n2的平衡中, 用 21% o2 和 5% co2的混合气体平衡 pss.当 pH 值为7.4 时, 溶液就准备好了。 请注意:所有气体都是从上述浓度的压缩气瓶中获得的。</li>
	<li>用准备好的 PSS 溶液填充储罐瓶和油管, 冷却剩余的溶液。</li>
</ol>4. 啮齿类动物 MCA 段的提取
<ol><li>在记录了右转反射时间的长度后, 将大鼠送回麻醉泡泡室。将夹子关闭到呼吸机上, 并将夹具打开到腔内。将异氟烷打开至体积混合物的 4%, 并将大鼠留在室内 2-3分钟, 直到深度麻醉。</li>
	<li>一旦大鼠被麻醉, 打开夹子对呼吸机和关闭夹具到麻醉泡泡室。将异氟醚降低到体积混合物的 2%, 并将其从气泡室中取出。将他放在温暖的毯子上, 然后将呼吸机软管的末端重新插入气管插管的外端。</li>
	<li>保持机械通气, 呼吸速率在40-45 次之间每分钟和麻醉在2% 的体积混合物后立即30分钟或60分钟后 btbi 伤害。</li>
	<li>在完成30或60分钟的生存时间后, 将异氟醚增加到体积混合物的 4%, 并将其深度麻醉 5-6分钟. 立即用转子特定的断头台进行斩首安乐死。 请注意:在这些实验中, 我们对动物进行麻醉, 并在恢复纠正反射后进行机械通风, 直到斩首。 如果研究需要更长的生存时间点, 则应在麻醉后出现之前对动物进行镇痛药。</li>
	<li>小心地把大脑从头骨上移开。使用 #10 手术刀刀片, 使一个中央, 1.5 英寸垂直, 骨深的切口从剃光头皮顶部下到枕部尖锐湿疣。</li>
	<li>使用小骨龙骨打开头皮皮肤, 并将其与颅骨分开。</li>
	<li>使用大的骨龙骨切开和提取枕骨、顶叶和额叶骨的下半部分包裹着大脑。</li>
	<li>使用手术铲子仔细地挖出大脑的头骨, 一旦大脑是没有周围的骨头。 请注意:当将大脑与头骨分开时, 要格外小心, 以免不必要地拉扯、挺举或将精致的 MCA 段从颅壁上拉下来。</li>
	<li>将收获的大脑存放在冰凉的 PSS 溶液中, 该溶液包含在一个小的玻璃培养皿中, 这个盘子直接放在一个坚实的冰块上。</li>
	<li>小心地删除左和右 MCA 开始在威利斯圈。继续侧向和背部取出段约4-5 毫米。</li>
	<li>使用微钳轻轻清洁收集的长度约为4-5 毫米的任何结缔组织长度的 MCA 段。</li>
	<li>把 MCA 的贴在动脉上用第一台玻璃微移液器 (直径约 70μm) 将每个段的近端固定起来, 并用10-0 尼龙缝合固定。</li>
	<li>将腔内腔与 PSS 轻轻混合, 以去除腔内的任何残留血液和其他内容物。</li>
	<li>用第二个微型移液器将每个段的远端固定在一起, 而无需拉伸 MCA 段, 并使用10-0 尼龙缝合装置进行固定。</li>
	<li>成功安装 MCA 段后, 将腔放在倒置显微镜的舞台上, 以放大容器。显微镜配备了摄像机、显示器和用光学千分尺校准的视频缩放器, 用于测量动脉直径。</li>
	<li>将每个部分和周围的动脉图浴填充从室温到37°c 的连续循环 PSS, 并在 n2 的平衡中与 21% o2 和 5% co 2的气体混合物进行平衡 .</li>
	<li>通过将连接到微移液器的储罐提升到段上方的适当高度, 在50毫米汞柱的压力下平衡 MCA 段, 时间为60分钟。位于微型移液器和储罐之间的压力传感器将评估 MCA 段内的横梁压力, 指示何时达到所需的50毫米汞柱压力。</li>
	<li>平衡期结束后, 将储罐设置在不同高度, 将血管内压力增加到100毫米汞柱。</li>
	<li>通过腔内灌注和测量动脉直径, 提供 30 mmk + (用于确认血管收缩)。大约10分钟后, 提供10-5 m ch (用于血管扩张) 和测量动脉直径。</li>
	<li>检查血管扩张反应。降低储罐, 将血管内压力从100毫米汞柱降低到80毫米汞柱。允许 MCA 段平衡10分钟测量动脉直径。</li>
	<li>将血管内压力从80毫米汞柱降低到60毫米汞柱。允许 MCA 段平衡10分钟测量动脉直径。</li>
	<li>将血管内压力从60毫米汞柱降低到40毫米汞柱。允许 MCA 段平衡10分钟测量动脉直径。</li>
	<li>将血管内压力从40毫米汞柱降低到20毫米汞柱。允许 MCA 段平衡10分钟测量动脉直径。</li>
</ol>

作者没有什么可透露的。

与所有协议和指令一样, 必须尽可能准确和准确地遵循这项特定研究中的协议的某些步骤。在大鼠的初始插管后, 重要的是要确认它呼吸稳定, 没有困难。错误地将气管插管进入食道而不是气管会导致抽搐、呼吸困难、出血, 以及随后由于麻醉无效输送到肺部而被唤醒的大鼠。
当在驱动程序和膨胀室之间的开口中心上贴上 mylar 膜片时, 必须将其居中, 并覆盖整个开口 39,41。在开口上方对片片进行错位将导致驾驶室漏气, 膜爆裂电位所需压力下降, 并拒绝给出爆炸伤害。正确地放置和安全地安装配件钢块对液压手泵块和驾驶室也是必不可少的, 因为是拧紧液压手泵旋钮, 并确认驾驶室保持加压, 没有泄漏。钢块的正确放置允许驾驶室紧贴膨胀室, 从而在 Mylar 膜片的腔开口上以及驾驶员与膨胀室之间形成所需的强制性密封。
在 MCA 容器提取前的准备过程中, 在 n2 平衡的情况下, 用 21% o2 和 5% CO2 的必要混合物气化 pss,平衡溶液并促进所需的中性生理 ph 值.工作 pss 解决方案21,33,34。
在恒定压力下平衡段, 达到 60分钟21、32、33、34是非常必要的, 因为此步骤允许段在显示最大扩张后收缩。他们的第一次初级加压。这个事件表明自发的音调的发生, 一个属性暗示一个健康的动脉32,33,34。虽然在其他研究中使用了分段平衡的各种压力水平,但33、34、42、这项研究和 mathew 等人的研究 21人、golding 等人的研究都使用了。和 Golding 等人,43将这些片段平衡在50毫米汞柱。虽然平衡收集段的任何地方之间 40 mmHg–100 Mmmhg32允许一定的灵活性和修改的协议的步骤, 一个小时的平衡期内的压力参数最终证实健康继续实验所需的动脉。
在保持这些血管完整的同时, 将大脑从头骨和左、右 MCA 段移除时, 要格外小心, 这或许是整个协议中最关键的一步。用骨头刺穿大脑, 在切除过程中撕裂或严重伸展部分, 或在从头骨中挖出大脑时, 用手术铲子不小心拉扯血管, 最终会导致收获的东西被破坏MCA 的, 导致无法使用的段和停止使用这一组动脉, 最终使整个实验无效的动物。
尽管测量体内撞击或爆炸后收集的 MCA 段中脑血管对扩张或收缩刺激的反应已取得成功, 但该方法并非没有困难和局限性。也许与研究 TBI 对大脑血管循环的影响有关的一个更明显的复杂性是, 将 TBI 对血管的显性影响与各种材料和物质所产生的隐性影响分离。由受伤的大脑产生的元素44。通过体外分析所收获的、灌注的和加压的 mca 的血管收缩和血管舒张反应, 这种想象中的困惑可能会被回避。为了缩短体内大脑动脉在死亡前接触局部排出的实质血管活性物质的时间, 在 TBI 之后直接收集大脑动脉可以降低这种延长暴露的程度影响。对分离性 MCA 的进一步体内研究提出了分析创伤性血管损伤机制的前景, 通过使用特定的受体激动剂和拮抗剂或声誉载体的血管损伤, 不会作为审查有效或作为歧视性的体内。随后, 这种体外方法可与体外接触药物相结合, 以检测产生的肌源性反应 (血管内或血管外药物暴露引起的血管收缩或扩张)。
其他限制包括大致或不耐烦地从收获的大脑中取出 MCA, 这可能导致血管过早撕裂, 从而使其无法使用。此外, 让动物安乐死、血管的收集及其在准备好的 PSS 溶液中的放置之间超过几分钟, 也会否定它们的生存能力。如果执行和遵循得当, 本协议中描述的测试 bTBI 后 MCA 肌原反应的方法从开始到结束需要几个小时, 试图缩短成功所需的时间可能会导致实验失败。然而, 这种方法是在体外完成的, 并使用更具成本效益的仪器和设备比体内高分辨率磁共振成像(mr) 45,46或传统的多普勒超声像。速度测量技术 47,48,49也用于血管研究。
这些发现, 轻度 btbi 损伤与脑扩张反应受损降低的血管内压力可能是血管痉挛6,7和 vsmc 过度收缩50的函数以前报告后的爆炸暴露最终导致发生, 如减少相对脑灌注。此外, 爆炸引起的损伤阻碍了大脑血管的正常扩张反应, 可能会促进进一步减少脑灌注时, 再加上动脉低血压, 在战斗行动中的频繁发生率。
这些结果表明, bTBI 导致机制的改变, 促进动脉血管控制。虽然在损伤后至少一小时观察到动脉肌功能障碍对血管内压降低的反应, 但 bTBI 后急性期的信息仍存在差距。确定哪些物理和生化缺陷损伤的大脑血管和大脑暴露于 bTBI 的原因的重要性, 可以帮助确定治疗水平和/或康复成功的相当直接后, 伤害。

与撞击 (即非爆炸) TBI类似, 爆炸性创伤性脑损伤 (btbi) 与脑血管损伤1和受损的脑血管代偿反应有关, 如二氧化碳 (paco2)2、3、4和氧气 (pao2)5的分压变化。此外, 爆炸暴露已导致6例和 btbi 患者脑动脉血管痉挛7,8。虽然临床 tbi9和液体撞击损伤 (fpi)10,11,12与脑血管对动脉血压变化的反应受损有关 (即,压力自调节)9,10,11, 12, btbi 对脑血管压力自调节能力的影响仍存在不确定性.
大脑循环对全身动脉压力的变化做出反应, 目的是维持持续的氧气和营养物质供应, 提供给代谢活跃的大脑13,14,15, 16岁一种独特的稳态, 自动调节17,18, 19 发生时, "一个器官保持恒定的血液流动, 尽管血液 (灌注) 压力或其他生理或病理刺激的变化"20. 大脑动脉因血压、一氧化氮 (no)、血液粘度、paco2 和 pao2等4、11、16、 21. 动脉肌源反应是指这种收缩或扩张。最初由 Bayliss22描述的肌原血管反应和导致 CBF 自动调节的主要机制, 其特征是血管收缩, 如果灌注压力增加和血管舒张, 如果灌注压力降低14,17. 这种血管反应是收缩组织 (如血管平滑肌细胞, vsmc 的) 对腔和壁张力 23, 24的拉伸和变化的内在反应能力,25、26、27、28、29。当动脉拉伸时 (例如,在血管内压力增加的过程中), vsmc 的约束为24、25、26、28。
体外检查阻力血管的研究通常采用两种方法中的一种来测试分离的阻力血管的药理和生理特性: 环形安装方法和插管加压法。环状容器制备方法包括两根导线通过容器段的内部铝制, 而该部分将该部分固定在适当的位置。测量在等距固定的电线上施加的力的大小测量 VSMC 的刺激。然而, 这种技术带有一定的保留, 最明显的是, 当电线通过30时, 腔的内皮层所遭受的不可避免的损害, 以及孤立部分所承受的不同程度的伸展这反过来又导致血管壁扩张, 最终影响血管对药理剂的敏感性31。插管加压血管制备方法采用了由两个独立的室组成的动脉图, 每个室都放置从单个动物中收获的大脑中动脉 (MCA)。微移液器入段的每一端 , 段的近端用缝合线固定在微移液器上 , 腔用生理盐溶液 ( PSS ) 轻轻灌注 , 以消除血液和任何其他物质。然后用缝合线固定远端。经壁画或管腔压力是通过将连接在每个移液器上的两个水库提升到每个段上方的适当高度, 但相对于其他32、33、34、35的高度,设置的 ,36岁。沿储层和微型移液器的压力传感器提供灌注压力测量, 而船舶则使用配有显示器、摄像机和标尺的倒置显微镜放大, 从而可以测量外部MCA 直径。虽然这两种方法都很有价值, 但插管、加压容器的制备方法更好地模拟了, 并使被调查的容器更接近其体内条件32、37。
不同类型的撞击 (即非爆炸) tbi 对脑血管反应的影响已在脑动脉段21,35,36,38研究过.如目前的研究所述, 使用类似的体外 MCA 协议进行血管收集、安装和灌注, 早期的研究通过各自对脑血管功能障碍相关机制的研究取得了成功遵循 TBI。Golding 等人34 检查内皮介导扩张成人, 男性 LON-EVANS 大鼠 MCA 后严重 TBI 通过控制皮质撞击 (cci) 伤害。在第二项研究中, Golding 等人 36 研究了从维持轻度 cci 的大鼠身上收获 mca 后脑血管对低血压或二氧化碳的反应。Yu 等人38 分析了过氧亚硝酸盐清除剂是否改善了成年雄性 SPRAGUE-DAWLEY 大鼠 mca 段对降低血管内压力的扩张反应, 而 Mathew 等人21研究了对其肌原反应的影响。中度中央 FPI 后收获的 MCA 低血压。
为了更好地研究 bTBI 与非爆炸 TBI 一样导致脑血管反应受损的假设, 我们通过测量肌源性扩张反应降低血管压力来测试一种机制, 从而导致自我调节受损在使用先进的爆破模拟器 (Abs) 激波管模型从受到轻度 bTBI 影响的大鼠身上收集的隔离的、加压的啮齿类动物 MCA 段中的体外 (图 2和图 3) ( 见rodriguez 等人。表 1)利用直接传送到驾驶室的压缩空气产生类似 Freidlander-like的 40波超压和低压波 (见 rodriguez 等人,见图 1a)。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58792/58792fig1.jpg"> 图 1: 大脑中动脉 (MCA) 的位置.大鼠大脑的中心视图突出了 MCA 相对于大脑后动脉 (PCA)、颈内动脉 (ICA)、颈外动脉 (ECA)、基底动脉 (BA) 和颈总动脉 (CCA) 的位置。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58792/58792fig1large.jpg" target="_blank">请点击这里查看此图的较大版本.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58792/58792fig2.jpg"> 图 2: 先进的爆破模拟器 (abs) 激波管装置.ABS 用于在所有研究动物中产生初级爆炸损伤。1 = 驾驶室;2 = 膨胀室; 3 = 样品室;4 = 反射波抑制器;黄色星形 = 样品托盘。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58792/58792fig2large.jpg" target="_blank">请点击这里查看此图的较大版本.</a>

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:848px;" width="848">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Advanced Blast Simulator (ABS)</td>
			<td style="width:247px;">Dyn-FX Consulting, Ltd. and ORA, Inc.</td>
			<td style="width:219px;">N/A</td>
			<td style="width:167px;">Blast-simulating shock tube used to induce primary blast injuries&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Adult, male, Sprague-Dawley rats&#160;</td>
			<td>Charles River Laboratories</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Experimental animals</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Arteriograph</td>
			<td>Living Systems Instrumentation, Inc.</td>
			<td>Arteriograph</td>
			<td>Mounting of harvested arteries and measurement of lumen diameter&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Bone rongeurs, large</td>
			<td>FST Fine Science Tools</td>
			<td>Friedman Rongeur</td>
			<td>Brain extraction from skull</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Bone rongeurs, small</td>
			<td>FST Fine Science Tools</td>
			<td>Boynton Rongeur</td>
			<td>Brain extraction from skull</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">CaCl2&#160;</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>Calcium chloride</td>
			<td>Preparation of rodent middle cerebral arterial physiological salt solution (PSS)</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Ear plugs</td>
			<td>3M</td>
			<td>Foam Ear Plugs 1100 Class AL&#160;</td>
			<td>Prevent injury of ear tympanic membrane when in the blast machine&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Glucose</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D-[+]-Glucose</td>
			<td>Preparation of rodent middle cerebral arterial physiological salt solution (PSS)</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Isoflurane&#160;</td>
			<td>Piramal Enterprises Limited&#160;</td>
			<td>Isoflurane, USP</td>
			<td>Anesthetic</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">KCl</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>Potassium chloride</td>
			<td>Preparation of rodent middle cerebral arterial physiological salt solution (PSS)</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">MgSO4&#8226;7H2O&#160;</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>Magnesium sulfate</td>
			<td>Preparation of rodent middle cerebral arterial physiological salt solution (PSS)</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Microforceps</td>
			<td>Buxton Biomedical Inc.</td>
			<td>Micro Tying Fcps, 180mm</td>
			<td>Brain extraction from skull</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Mylar sheets</td>
			<td>Texas Art Supply</td>
			<td>Mylar</td>
			<td>Membrane used for compressed air build-up during blasting</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">NaCl</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>Sodium chloride</td>
			<td>Preparation of rodent middle cerebral arterial physiological salt solution (PSS)</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">NaHCO3</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>Sodium bicarbonate</td>
			<td>Preparation of rodent middle cerebral arterial physiological salt solution (PSS)</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Nylon suture</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>10-0 Ethilon nylon suture black monofilament 5&#34; (13 cm)</td>
			<td>Mounting of harvested arteries and measurement of lumen diameter&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Scalpel blade #10</td>
			<td>Bard-Parker</td>
			<td>10 Stainless Steel Surgical Blade</td>
			<td>Brain extraction from skull</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Surgical spatula</td>
			<td>Delmaks Surgico</td>
			<td>Cement Spatula&#160;</td>
			<td>Brain extraction from skull</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Thermometer&#160;</td>
			<td>Physitemp Instruments, Inc.,&#160;</td>
			<td>Thermalert Monitoring Thermometer</td>
			<td>Monitoring of experimental animal&#39;s core body temperature&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Volume ventilator&#160;</td>
			<td>Harvard Apparatus, Inc.</td>
			<td>Small Animal Ventilator</td>
			<td>Constant and steading breathing of the intubated experimental animal</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;">Water blanket</td>
			<td>Gaymar Industries, Inc.&#160;</td>
			<td>Mul-T-Pad Temperature Therapy Pad</td>
			<td>Maintenance of experimental animal&#39;s body temperature&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

effects of blast-induced neurotrauma on pressurized rodent middle cerebral arteries

虽然已经对爆炸暴露的组织病理学和行为影响进行了研究, 但致力于爆炸脑血管效应的研究较少。撞击 (即非爆炸性) 创伤性脑损伤 (tbi) 被认为可以降低人类和实验动物脑血管中的压力自动调节。通过测量啮齿类动物中动脉 (Mca) 中对降低血管内压的肌源性扩张反应, 检验了与撞击 TBI 一样的致突变性创伤性脑损伤 (BTBI) 导致脑血管反应受损的假设使用先进的爆破模拟器 (ABS) 激波管从老鼠身上受到轻度 bTBI 的影响而产生的片段。成年雄性 Sprague-Dawley 大鼠被麻醉、插管、通风并为 Sham bTBI (除爆炸损伤外的相同操作和麻醉) 或轻度 bTBI 做好准备。老鼠被随机分配接受 Sham bTBI 或轻度 bTBI, 然后在受伤后牺牲30或60分钟。在 bTBI 后, 立即评估纠正反射 (RR) 抑制时间, 在损伤后的时间点的安乐死完成, 大脑被收获, 并收集, 安装和加压的个别 MCA 段。由于通过动脉段灌注的腔内压力以20毫米汞柱增量从100毫米汞柱减少到20毫米汞柱, 因此测量并记录了 MCA 直径。随着腔内压力的降低, SHAM bTBI 组的 MCA 直径明显高于基线, 而两个 bTBI 组的 MCA 扩张器反应显著降低 (p < 0.05), 受损的人、较小的群体就证明了这一点。记录 bTBI 组的 MCA 直径。此外, bTBI 组的 RR 抑制明显高于 Sham bTBI 组 (p < 0.05)。从 Sham bTBI 组收集的 MCA 表现出典型的血管舒张特性, 降低了腔内压力, 而 MCA 在 bTBI 之后采集的 MCA 对降低压力的肌源性血管舒张反应明显受损。bTBI 后至少坚持60分钟。

所有研究动物的平均 bTBI 超压为 20.9 ps±1.14 (138千帕±7.9)。受 ABS bTBI 冲击波照射大鼠的右转 (RR) 抑制的平均持续时间 (5.37分钟±2.1) 与假组 (5.10分钟±1.6) 相比, 时间长短不大 (p = 0.36, bTBI 与假重)。
在30分钟和60分钟的假组中, 由于腔内压力从100毫米汞柱降低到20毫米汞柱, MCA 直径均高于基线。与相应的假组相比, 在观察到的 30分钟 (p = 0.01, bTBI vs. sham) 和 60分钟 (p = 0.02, btbi vs. sham) 中, mca扩张反应持续降低血管内压。爆炸暴露后显著减少 (图 5)。关于这些结果的更详细讨论, 见罗德里格斯等人。
这些研究表明, 轻度 bTBI 显著损害了轻度 bTBI 后30和 60分钟 MCA 段对血管内压力降低的脑代偿性扩张器的反应, 而这些研究中使用的轻度冲击波水平导致了抑制与蒙羞伤害的大鼠类似的 RR (& lt;30)。
使用软件进行统计分析。通过计算每个水平的腔内压力 (80、60、40和20毫米汞柱) 与基线 (100 毫米汞柱) 的百分比变化, 评估了对血管内压力变化的肌原效应。未配对学生的 t 测试用于评估 bTBI 和假组基线之间的差异。利用邓内特的多重比较测试和巴特利特的等价方差测试, 对 bTBI 和假组之间 MCA 扩张器响应的差异进行了评估。
由于反复测试导致统计功率下降, 因此没有对 MCA 实验中的每个特定压力点 (例如, 100 至80毫米汞柱或60至40毫米汞柱等) 进行比较。在p ≤0.05 水平上被接受了意义。文本、引用表和图形中的所有数据都表示为手段±标准误差 (SEM)。
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58792/58792fig5.jpg"> 图 5: Btbi 对大脑中动脉 (mca) 对降低血管内压力的反应的影响.扩张器对血管内压力逐渐降低的反应表现出血管舒张反应受损, 在 30分钟 (p = 0.01, bTBI vs. sham) 和 60分钟 (p = 0.02, btbi vs. sham) 中显著减少与两个 Sham 组 (n = 12) 相比, 爆炸暴露后的组 (n = 6/组)。在30分钟和60分钟的假组中, 由于腔内压力从100毫米汞柱降低到20毫米汞柱, MCA 直径均高于基线。值被绘制为手段±SEM. * p < 0.05 与假。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58792/58792fig5large.jpg" target="_blank">请点击这里查看此图的较大版本.</a>

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

在这里, 我们提出了一个协议来描述的方法, 在一次爆炸创伤性脑损伤 (bTBI) 后, 使用隔离, 加压, 啮齿类动物中脑动脉 (MCA) 段的体外血管反应性测定。bTBI 感应是使用激波管 (也称为高级爆破模拟器 (ABS) 装置) 完成的。

爆炸性神经损伤对压生啮鼠中脑动脉的影响

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

此方法有助于回答爆炸创伤性脑损伤是否导致脑血管损伤，以及其影响范围是否延伸到受损的 myogenic 血管反应。孤立的加压动脉制剂使我们能够将爆炸暴露对脑动脉的直接影响与爆炸暴露给大脑造成的间接影响分开。分离和加压动脉制剂可用于研究各种疾病或条件下的血管功能，包括中风、高血压，然后是糖尿病。我们研究的目标是确定保持大脑循环能力，保护大脑免受出血的有害影响的疗法。今天演示程序的将是我们实验室的助理主任玛吉·帕斯利和我们的主要研究技术员曾亚平。要准备高级爆破模拟器（ABS），请使用 2.54 厘米的遮蔽胶带，沿四块堆叠预切割 Mylar 纸张的顶缘进行胶带处理。使用第二根胶带，将 Mylar 膜的顶部边缘固定到扩展室的顶部，在驾驶员和膨胀室之间的开口中心。更换腔室顶部的两根全螺纹杆，并手动拧紧腔室周围的所有盖螺母，以将驾驶员室固定到 Mylar 膜上。拧紧液压手泵旋钮，并在液压仪表上观察恒定压力阈值，以确认驾驶员室保持加压，无泄漏。然后打开在 ABS 爆炸设备计算机上记录 ABS 爆炸设备压力痕迹的触发器采集文件。要准备麻醉鼠的伤害，使用长拾取钳子将舌头定位到一侧，然后用利多卡因浸泡的棉签尖擦拭喉咙内侧，然后轻轻地将含有气管的样式插入气管。插管后，将呼吸机软管的末端插入内气管的外端，观察并确认大鼠呼吸稳定且无困难。接下来，从试样室中取出 ABS 试样托盘，并在热灯下加热托盘。当托盘加热时，将头皮顶部从眼睛上方剃到耳朵之间，然后用剪刀将标准大小的泡沫耳塞从底座切割成相同的垂直半身。然后在每个耳塞上插入一块半片，首先沿着耳道，直到与鼓膜接触。从气管中取出呼吸机软管，快速但轻轻地将大鼠滑入试样托盘的顶端，小心地通过头架开口和橡胶圈引导头部。当大鼠就位时，将呼吸机软管重新插入气管内气管，并验证橡胶圈是否牢固固定，但不会紧贴在颈部，并且大鼠处于横向容易的位置。然后锁定并固定包含麻醉大鼠的 ABS 试样托盘，然后每三秒钟用长钳子轻轻捏住后爪脚趾，直到引起戒断反射反应。单击 ABS 爆炸设备计算机上打开的采集页面，按住采集窗口中的 ABS 爆炸装置触发器，直到爆炸熄火，损坏 Mylar 膜并管理 ABS 爆炸伤害。爆炸引爆后，启动第二个计时器，跟踪在分钟和秒内经过多少时间，直到大鼠权利本身，受伤后，并放置大鼠在蓝色垫上的上位和加热评估额定反射抑制。要提取中脑动脉，使用数字10手术刀刀片，使中央1英寸半的垂直骨深切口从剃光的头皮的顶部到腹骨，并使用小骨冠打开和分离头皮皮肤从头骨骨。使用大骨骨，切开并提取环绕大脑的腹骨、腹间和下半部分，并使用手术铲从头骨中小心地挖掘大脑，一旦它被释放出周围的骨骼。将收获的大脑放入含有冷冻生理盐溶液（PSS）的小玻璃培养皿中，放在解剖显微镜下的固体冰块上，小心地取出左右中脑动脉或 MCA，从威利斯的圆开始，横向和剂量持续约四到五毫米。使用微钳轻轻清洁收集的 MCA 段，然后将动脉安装到动脉仪上。用玻璃、直径 70 微米微管的玻璃将每个段的近端固定，用 10-O 尼龙缝合线固定移液器。用 PSS 轻柔地将发光体注入，以去除任何残留的血液，并用第二个微移子将每个片段的端端拉好，而无需拉伸动脉组织。用第二套 10-O 尼龙缝合线固定微管，将动脉图放在装有摄像头和监视器的倒置显微镜的舞台上。将连接到微管的储液罐瓶提升至各段上方的适当高度，以 50 毫米汞的压力将 MCA 段平衡 60 分钟。在平衡期结束时，将瓶子设置在不同高度，以检查容器的膨胀反应，降低储液罐瓶，将血管内压力降低至80毫米汞，并允许各段平衡10分钟。然后，将血管内压力降低至 60、40 和 20 毫米汞，使各段在每次压力变化后平衡。在此代表性图中，在 Y 轴上将动脉直径描述为在 100 毫米汞的基线压力下直径的百分比变化。在X轴上，显示了测试动脉扩张反应的不同血管内压力。对于假伤害组，MCA 直径高于基线，并且随着宫内压力从 100 毫米降低到 20 毫米汞而继续正常扩张。相比之下，MCA对观察到的30分钟和60分钟爆炸引起的创伤性脑损伤组血管内压力持续降低的拖延反应在爆炸暴露后明显降低扩张能力，表明脑血管扩张反应对降低压力有显著损害。容器的提取、回收、安装和大量技术极其复杂，执行这些程序时应尽一切努力进行精确护理。

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Cerebral Blood Oxygenation Measurement Based on Oxygen-dependent Quenching of Phosphorescence

脑血氧测量基于磷光氧依赖淬火

Monitoring of the spatiotemporal characteristics of cerebral blood and tissue oxygenation is crucial for better understanding of the 
...

科研

神经科学

Focal Cerebral Ischemia Model by Endovascular Suture Occlusion of the Middle Cerebral Artery in the Rat

焦距脑缺血模型大鼠大脑中动脉的血管内缝合闭塞

Stroke is the leading cause of disability and the third leading cause of death in adults worldwide1. In human stroke, there exists a highly variable ...

DiOLISTIC Labeling of Neurons from Rodent and Non-human Primate Brain Slices

从啮齿动物的神经元和非人类灵长类动物的脑片DiOLISTIC标签

DiOLISTIC staining uses the gene gun to introduce fluorescent dyes, such as DiI, into neurons of brain slices (Gan et al., 2009; O'Brien and Lummis, 2007; ...

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Vibrodissociation从啮齿动物脑切片的神经元，研究突触传递和图像突触前的码头

Mechanical dissociation of neurons from the central nervous system has the advantage that presynaptic boutons remain attached to the isolated neuron of ...

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The CSF is a complex fluid with a dynamically varying proteome throughout development and in adulthood. During embryonic development, the nascent CSF ...

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Lateral Chronic Cranial Window Preparation Enables In Vivo Observation Following Distal Middle Cerebral Artery Occlusion in Mice

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Understanding blood-brain barrier function under physiological and pathophysiological conditions is critical for the development of new therapeutic ...

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Modeling Stroke in Mice: Transient Middle Cerebral Artery Occlusion via the External Carotid Artery

模拟小鼠中风：通过颈外动脉的短暂性脑中动脉闭塞

Stroke is the third most common cause of mortality and the leading cause of acquired adult disability in developed countries. To date, therapeutic options ...

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