Name: maintenance of a lateral fluid percussion injury device
Uploaded: 2023-04-21T14:10:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Maintenance of a Lateral Fluid Percussion Injury Device at JoVE.com

Forfatterne vil gerne takke Custom Design & Fabrication Inc. for deres tekniske assistance og support. Dette arbejde blev finansieret af National Institutes of Health-tilskud R01NS120099-01A1 og R37HD059288-19.

1. Rengøring af LFPI-cylinderen
<ol><li>Fjern forsigtigt sprøjterne, der er fastgjort til transducerhuset og påfyldningsporten, samt kablet, der er tilsluttet tryktransduceren (se figur 1 for et skema over komponenter til skadesanordninger).</li>
	<li>Mens du passer på ikke at tabe cylinderen, skal du skrue håndknapperne bag på enheden ud af cylinderklemmerne for at frigøre cylinderen.</li>
	<li>Fjern stemplet for enden af cylinderen, transduceren, transducerhuset o...

<ol>
	<li>Centers for Disease Control and Prevention. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surveillance+Report+of+Traumatic+Brain+Injury-related+Emergency+Department+Visits,+Hospitalizations,+and+Deaths.">Surveillance Report of Traumatic Brain Injury-related Emergency Department Visits, Hospitalizations, and Deaths.</a> Centers for Disease Control and Prevention, U.S. Department of Health and Human Services. , (2014).</li><li>Dewan, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimating+the+global+incidence+of+traumatic+brain+injury.">Estimating the global incidence of traumatic brain injury.</a> Journal of Neurosurgery. 130 (4), 1080-1097 (2018).</li><li>National Center for Injury Prevention and Control; Division of Unintentional Injury Prevention. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Traumatic Brain Injury in the United States: Epidemiology and Rehabilitation. , (2015).</li><li>Holm, L., Cassidy, J. D., Carroll, L. J., Borg, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Summary+of+the+WHO+Collaborating+Centre+for+neurotrauma+task+force+on+mild+traumatic+brain+injury.">Summary of the WHO Collaborating Centre for neurotrauma task force on mild traumatic brain injury.</a> Journal of Rehabilitation Medicine. 37 (3), 137-141 (2005).</li><li>Pavlovic, D., Pekic, S., Stojanovic, M., Popovic, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Traumatic+brain+injury:+neuropathological,+neurocognitive+and+neurobehavioral+sequelae.">Traumatic brain injury: neuropathological, neurocognitive and neurobehavioral sequelae.</a> Pituitary. 22 (3), 270-282 (2019).</li><li>Dixon, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+fluid+percussion+model+of+experimental+brain+injury+in+the+rat.">A fluid percussion model of experimental brain injury in the rat.</a> Journal of Neurosurgery. 67 (1), 110-119 (1987).</li><li>McIntosh, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Traumatic+brain+injury+in+the+rat:+characterization+of+a+lateral+fluid-percussion+model.">Traumatic brain injury in the rat: characterization of a lateral fluid-percussion model.</a> Neuroscience. 28 (1), 233-244 (1989).</li><li>Ma, X., Aravind, A., Pfister, B. J., Chandra, N., Haorah, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+traumatic+brain+injury+and+assessment+of+injury+severity.">Animal models of traumatic brain injury and assessment of injury severity.</a> Molecular Neurobiology. 56 (8), 5332-5345 (2019).</li><li>Nwafor, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pediatric+traumatic+brain+injury:+an+update+on+preclinical+models,+clinical+biomarkers,+and+the+implications+of+cerebrovascular+dysfunction.">Pediatric traumatic brain injury: an update on preclinical models, clinical biomarkers, and the implications of cerebrovascular dysfunction.</a> Journal of Central Nervous System Disease. 14, (2022).</li><li>Turner, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+chronic+traumatic+encephalopathy:+the+way+forward+for+future+discovery.">Modeling chronic traumatic encephalopathy: the way forward for future discovery.</a> Frontiers in Neurology. 6, 223 (2015).</li><li>Petersen, A., Soderstrom, M., Saha, B., Sharma, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+traumatic+brain+injury:+a+review+of+pathophysiology+to+biomarkers+and+treatments.">Animal models of traumatic brain injury: a review of pathophysiology to biomarkers and treatments.</a> Experimental Brain Research. 239 (10), 2939-2950 (2021).</li><li>Sullivan, H. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluid-percussion+model+of+mechanical+brain+injury+in+the+cat.">Fluid-percussion model of mechanical brain injury in the cat.</a> Journal of Neurosurgery. 45 (5), 521-534 (1976).</li><li>Pernici, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Longitudinal+optical+imaging+technique+to+visualize+progressive+axonal+damage+after+brain+injury+in+mice+reveals+responses+to+different+minocycline+treatments.">Longitudinal optical imaging technique to visualize progressive axonal damage after brain injury in mice reveals responses to different minocycline treatments.</a> Scientific Reports. 10, 7815-78 (2020).</li></ol>

De ovenfor skitserede teknikker demonstrerer, hvordan man korrekt vedligeholder en LFPI-enhed. Rutinemæssig rengøring og overvågning er nødvendig for at holde LFPI-enheden fungerer korrekt og pålideligt. På grund af LFPI-procedurens invasive karakter er det desuden bydende nødvendigt, at enheden rengøres grundigt for at forhindre infektion af forsøgsdyr. 
Undgå dannelse af luftbobler i enheden er afgørende for at opnå optimale skader og trykbølgeformer. Luftbobler ændrer egenskab...

Traumatisk hjerneskade (TBI) er forårsaget af en pludselig kraft påført hovedet. Efter primære skader som følge af den fysiske påvirkning oplever TBI-overlevende ofte sekundære skader, herunder kognitive underskud og neurologiske dysfunktioner, der er forbundet med fysiologiske reaktioner på den oprindelige skade1. Det anslås, at omkring 69 millioner individer verden over lider af TBI årligt2. I USA alene forekommer ca. 2,5 millioner TBI-relaterede skadestuebesøg og hospitalsindlæggelser hvert år, hvilket gør TBI til en af de førende årsager til handicap og død blandt børn og unge voksne3. TBI kan klassificeres som mild, moderat eller svær, hvor mild TBI (mTBI) tegner sig for ca. 70% -90% af TBI-tilfældene4. Histologisk og kognitiv TBI-patologi kan forekomme inden for minutter til timer efter skade, og virkningerne af TBI kan fortsætte i måneder til år efter den første skade5.
Udviklingen af eksperimentelle modeller har været medvirkende til at forstå virkningerne og de underliggende mekanismer i TBI. En sådan model, lateral fluid percussion injury (LFPI), bruges almindeligvis til at vurdere TBI in vivo. LFPI reproducerer tæt patologier forbundet med human TBI, herunder vaskulære forstyrrelser, blødninger, neuronalt tab, inflammation, gliose og molekylære forstyrrelser 6,7,8. LFPI-teknikken bruges til et forskelligt sæt eksperimentelle applikationer, herunder modellering af pædiatrisk TBI samt kroniske neurodegenerative tilstande, såsom kronisk traumatisk encefalopati 9,10. LFPI er en veldefineret og reproducerbar metode til eksperimentel TBI, der gør det muligt at justere skadens sværhedsgrad11. LFPI-enheden har flere vigtige komponenter, herunder: et pendul med en vægtet hammer, et stempel, en væskefyldt cylinder, en tryktransducer, et digitalt oscilloskop og et lille rør i enden af cylinderen med en Luer-lås, der fastgøres til et nav på dyrets kranium (figur 1). LFPI virker ved at svinge pendulet ind i stemplet, hvilket skaber en bølge af tryk gennem væsken (afgasset deioniseret vand eller saltvand) ind i hjernen hos det vedhæftede dyr; dette øger intrakranielt tryk og replikerer således de mekaniske egenskaber og biologiske ændringer af TBI12. Derudover gennemgår dyr, der anvendes i LFPI-eksperimenter, en kraniektomi for at udsætte hjernen for virkningen af enhedens væsketryk.
Rutinemæssig vedligeholdelse og overvågning er nødvendig for at sikre, at LFPI-enheden fungerer nøjagtigt. Følgende metoder er afgørende for at forhindre introduktion af forurenende luftbobler i enheden. Her demonstrerer vi metoder til korrekt rengøring, påfyldning og samling af LFPI-enheden. Vi vil også diskutere oscilloskopudgange og muserettiderne som måder at bekræfte LFPI's levedygtighed på.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>2 - 10 mL syringes with Luer lock capability</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Ensures that needle is secure and reduces possible leaks of fluid&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Degassed fluid</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Helps to reduce air bubble formation during injury procedure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluid Percussion Injury (FPI) device (Model 01-B)</td>
			<td>Custom Designs &#38; Fabrications Inc.</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Injury device used to model TBI in rodents</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mild detergent</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Allows to thoroughly clean the LFPI cylinder&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petroleum Jelly</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Used as a water-repellent and protects LFPI device form rust</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Teflon tape</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Helps with tight seal of pipe joints on the LFPI device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>*Materials other than the LFPI device can be purchased from any reliable company.</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

maintenance of a lateral fluid percussion injury device

Traumatisk hjerneskade (TBI) tegner sig for ca. 2,5 millioner skadestuebesøg og indlæggelser årligt og er en førende årsag til død og handicap hos børn og unge. TBI er forårsaget af en pludselig kraft, der påføres hovedet, og for bedre at forstå human TBI og dens underliggende mekanismer er eksperimentelle skademodeller nødvendige. Lateral fluid percussion injury (LFPI) er en almindeligt anvendt skademodel på grund af ligheder i de patologiske ændringer, der findes i human TBI sammenlignet med LFPI, herunder blødninger, vaskulær forstyrrelse, neurologiske underskud og neurontab. LFPI anvender et pendul og en væskefyldt cylinder, hvor sidstnævnte har et bevægeligt stempel i den ene ende og en Luer-låseforbindelse til stive, væskefyldte slanger i den anden ende. Forberedelse af dyret indebærer at udføre en kraniektomi og fastgøre et Luer-nav over stedet. Den næste dag forbindes slangen fra skadeanordningen til Luer-navet på dyrets kranium, og pendulet hæves til en bestemt højde og frigives. Pendulets påvirkning med stemplet genererer en trykpuls, som overføres til dyrets intakte dura mater via slangen og producerer den eksperimentelle TBI. Korrekt pleje og vedligeholdelse er afgørende for, at LFPI-enheden fungerer pålideligt, da skadens karakter og sværhedsgrad kan variere meget afhængigt af enhedens tilstand. Her demonstrerer vi, hvordan man korrekt rengør, fylder og samler LFPI-enheden og sikrer, at den vedligeholdes tilstrækkeligt for optimale resultater.

Vi testede virkningerne af luftbobleforurening i en LFPI-enhed på bølgeformdannelse. Vi injicerede luftbobler i enheden og sammenlignede oscilloskopudgangene med oscilloskopdata indsamlet fra en ikke-forurenet LFPI-enhed. Betingelserne var som følger: ikke-forurenet, injektion af 5 ml luft, injektion af 10 ml luft og injektion af 15 ml luft. Vi holdt pendulet i en ensartet højde for alle stød under alle forhold, og vi udførte 15 stød pr. tilstand.
Når du udfører en skade eller tester ...

Watch this Scientific Journal Video about Maintenance of a Lateral Fluid Percussion Injury Device at JoVE.com

Maintenance of a Lateral Fluid Percussion Injury Device

Korrekt pleje og vedligeholdelse er afgørende for, at en lateral fluid percussion injury (LFPI) enhed kan fungere pålideligt. Her demonstrerer vi, hvordan man korrekt rengør, fylder og samler en LFPI-enhed og sikrer, at den vedligeholdes tilstrækkeligt for optimale resultater.

Vedligeholdelse af en lateral væskepercussion skadeanordning

Traumatic brain injury (TBI) accounts for roughly 2.5 million emergency room visits and hospitalizations annually and is a leading cause of death and ...

Vores protokol viser, hvordan du vedligeholder LFPI-enheden korrekt. Det fremhæver vigtigheden af rutinemæssig rengøring og overvågning for at undgå funktionsfejl i enheden ved inkonsekvente skader. Så LFPI er en skademodel, der bruges til at vurdere TBI in vivo.Det reproducerer tæt patologier, der er forbundet med human TBI, hvilket gør det til en af de mest veldefinerede metoder til eksperimentel TBI. I betragtning af at LFPI bruges til at reproducere humane TBI-symptomer, giver det os mulighed for at oprette eksperimenter, der undersøger forskellige aspekter af traumatiske hjerneskader i håb om at finde terapeutiske foranstaltninger. Luftbobler i påfyldningsporten eller transduceren er særligt vanskelige at fjerne på grund af den begrænsede synlighed i disse områder.Når du fylder disse områder, skal du være tålmodig, langsom og forsigtig med ikke at indføre luft. Til at begynde med skal du forsigtigt fjerne sprøjterne, der er fastgjort til transducerhuset og påfyldningsporten og kablet, der er tilsluttet tryktransduceren. Skru håndknapperne bag på enheden ud af cylinderklemmerne for at frigøre cylinderen.Fjern stemplet for enden af cylinderen, transduceren, transducerhuset og stemplets O-ringe. Tøm væske ud af cylinderen, tilsæt et mildt rengøringsmiddel såsom opvaskemiddel til cylinderen, og skrub let med en skål eller flaskebørste. For at sikre, at alt vaskemiddel skylles helt af, skal du fylde cylinderen med vand og skylle grundigt.Påfør et tyndt lag vaselin på stempelstemplet, og fastgør stempelstemplet med stemplet ragende ca. 32 millimeter ud fra cylinderen. Påfør også et tyndt lag vaselin på de andre O-ringe, og fastgør dem til cylinderen undtagen O-ringen på påfyldningsporten. Sæt teflontape to gange rundt om transducerens tråde.Tilslut en 10 ml sprøjte fyldt med afgasset væske og fri for luftbobler til Luer-låsenavet på transducerhuset. Hold transduceren med gevindenden pegende opad, og fyld brønden helt inde i transducerens gevindområde med den afgassede væske. Målet her er at fylde transduceren godt uden at indføre luftbobler.Pas på ikke at beskadige den sarte membran i bunden af brønden. Når cylinderen er placeret i en vinkel for at forhindre luft i at komme ind i transducerhuset igen, skal du fastgøre transducerhuset til cylinderen og bruge en skruenøgle til at stramme det tæt. Fjern hætten fra påfyldningsporten og cylinderen, når den afgassede væske når ca. to tredjedele af flaskekapaciteten.Placer cylinderen vandret, og fyld cylinderen med afgasset væske. Sæt hætten på igen ved påfyldningsporten, og luk alle stophaner. Manipuler cylinderen til at arbejde eventuelle luftbobler til påfyldningsporten.Åbn stophanen på påfyldningsporten, og injicer væske ved hjælp af sprøjten på transducerhuset for at tvinge eventuelle luftbobler ud af porten. Undersøg hele enheden, og sørg for, at der ikke er luftbobler. Tilsæt en 10 ml sprøjte fyldt med afgasset væske til Luer-låsenavet på påfyldningshætten, og fastgør cylinderen igen til basen ved hjælp af håndskruerne.Sørg for, at cylinderen er vandret og foret med midten af den vægtede hammer på pendulet. Billedet af trykbølgeformen produceret af en korrekt rengjort og fungerende LFPI-enhed er vist i denne figur. Når du udfører en skade eller tester LFPI-enheden, skal trykbølgeformen vise en enkelt skarp top.Tilstedeværelsen af luftbobler i enheden vil resultere i en bølgeform med flere korte toppe. Oscilloskopudgangene for den ikke-forurenede, 5 ml luftindsprøjtning, 10 ml luftindsprøjtning og 15 milliliter luftindsprøjtning er vist her. Teknikkerne vist i denne video reducerer sandsynligheden for, at gasser indføres i enheden og hjælper med at fjerne eventuelle små lommer af gas, der kan forurene væsken.Derfor er fjernelse af luftbobler det mest afgørende trin at huske, når du bruger LFPI-enheden. Så efter denne procedure er vores laboratorium i stand til at fremkalde skader hos mus og bruge levende hjerneskiver for at registrere neuronal aktivitet. Du kan faktisk finde en af vores videoer om dette på JoVEs hjemmeside.Denne enhed har været en spilskifter i TBI-verdenen. Det er i øjeblikket den mest anvendte metode til at fremkalde skade i dyremodeller og har banet vejen for at finde bedre behandlinger til human TBI.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Isolation, Enrichment, and Maintenance of Medulloblastoma Stem Cells

Brain tumors have been suggested to possess a small population of stem cells that are the root cause of tumorigenesis. Neurosphere assays have been ...

The NeuroStar TMS Device: Conducting the FDA Approved Protocol for Treatment of Depression

The Neuronetics NeuroStar Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) System is a class II medical device that produces brief duration, pulsed magnetic ...

Lateral Fluid Percussion: Model of Traumatic Brain Injury in Mice

Traumatic brain injury (TBI) research has attained renewed momentum due to the increasing awareness of head injuries, which result in morbidity and ...

Isolation of Cerebrospinal Fluid from Rodent Embryos for use with Dissected Cerebral Cortical Explants

Isolering af cerebrospinalvæske fra Gnaver Embryoner til brug med dissekeret Cerebral Cortikale Eksplantater

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

Acquisition of High-Quality Digital Video of Drosophila Larval and Adult Behaviors from a Lateral Perspective

Acquisition of High-Quality Digital Video of Drosophila Larval and Adult Behaviors from a Lateral Perspective

Erhvervelse af højkvalitets digital video af<em&gt; Drosophila</em&gt; Larvestadiet og voksne opførsel fra en Lateral Perspektiv

Drosophila melanogaster is a powerful experimental model system for studying the function of the nervous system. Gene mutations that cause dysfunction of ...

3D Modeling of the Lateral Ventricles and Histological Characterization of Periventricular Tissue in Humans and Mouse

3D-modellering af laterale ventrikler og Histologisk karakterisering af Periventricular Tissue i mennesker og mus

The ventricular system carries and circulates cerebral spinal fluid (CSF) and facilitates clearance of solutes and toxins from the brain. The functional ...

A Large Lateral Craniotomy Procedure for Mesoscale Wide-field Optical Imaging of Brain Activity

En stor lateral kraniotomiprocedure for mesoscale bredfelt optisk billeddannelse af hjerneaktivitet

The craniotomy is a commonly performed procedure to expose the brain for in vivo experiments. In mouse research, most labs utilize a small craniotomy, ...

Live Imaging of the Ependymal Cilia in the Lateral Ventricles of the Mouse Brain

Live-Imaging af ependymale Cilia i laterale ventrikler af Mouse Brain

Multiciliated ependymal cells line the ventricles in the adult brain. Abnormal function or structure of ependymal cilia is associated with various ...

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

En metode til at påføre lukket hoved traumatisk hjerneskade i<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 ...