Name: maintenance of a lateral fluid percussion injury device
Uploaded: 2023-04-21T14:10:00
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著者らは、Custom Design & Fabrication Inc.の技術支援とサポートに感謝したい。この研究は、国立衛生研究所の助成金R01NS120099-01A1およびR37HD059288-19によって資金提供されました。

1.LFPIシリンダーのクリーニング
<ol><li>トランスデューサハウジングと充填ポートに取り付けられているシリンジ、および圧力トランスデューサに接続されているケーブルを慎重に取り外します(損傷装置コンポーネントの概略図については 、図1 を参照してください)。</li>
	<li>シリンダーを落とさないように注意しながら、デバイスの背面にあるハンドノ?...

<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. 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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>

上記で概説した手法は、LFPIデバイスを適切に保守する方法を示しています。LFPIデバイスを正しく確実に機能させるには、定期的なクリーニングと監視が必要です。さらに、LFPI手順の侵襲性のために、実験動物の感染を防ぐために装置を徹底的に洗浄することが不可欠です。 
デバイス内の気泡の形成を回避することは、最適な怪我と圧力波形を得るために重要です。気?...

外傷性脳損傷(TBI)は、頭に突然の力が加えられることによって引き起こされます。身体的衝撃に起因する一次損傷に続いて、TBI生存者は一般的に、最初の損傷に対する生理学的反応に関連する認知障害や神経学的機能障害を含む二次損傷を経験します1。世界中で年間約6,900万人がTBIに苦しんでいると推定されています2。米国だけでも、毎年約250万件のTBI関連の緊急治療室への訪問と入院が発生しており、TBIは子供と若年成人の障害と死亡の主な原因の1つになっています3。TBIは軽度、中等度、または重度に分類でき、軽度のTBI(mTBI)がTBI症例の約70%〜90%を占めています4。組織学的および認知的TBIの病理は、損傷から数分から数時間以内に発生する可能性があり、TBIの影響は最初の損傷後数か月から数年持続する可能性があります5。
実験モデルの開発は、TBIの効果とその根底にあるメカニズムを理解するのに役立ちました。そのようなモデルの1つである側液パーカッション損傷(LFPI)は、in vivoでTBIを評価するために一般的に使用されます。LFPIは、血管破壊、出血、ニューロン喪失、炎症、神経膠症、分子障害など、ヒトTBIに関連する病状を厳密に再現します6,7,8。LFPI技術は、小児TBIや慢性外傷性脳症などの慢性神経変性状態のモデリングなど、さまざまな実験アプリケーションに使用されます9,10。LFPIは、損傷の重症度を調整することを可能にする実験的TBIの明確に定義された再現可能な方法です11。LFPIデバイスには、加重ハンマー付き振り子、ピストン、流体充填シリンダー、圧力トランスデューサー、デジタルオシロスコープ、動物の頭蓋骨のハブに取り付けるルアーロック付きのシリンダーの端にある小さなチューブなど、いくつかの重要なコンポーネントがあります(図1)。LFPIは、振り子をピストンに振り、液体(脱気された脱イオン水または生理食塩水)を介して付着した動物の脳に圧力の波を発生させることによって機能します。これにより頭蓋内圧が上昇し、TBI12の機械的特徴と生物学的変化が再現されます。さらに、LFPI実験で使用される動物は、脳を装置の流体圧力の影響にさらすために頭蓋切除術を受ける。
LFPIデバイスが正確に機能していることを確認するには、定期的なメンテナンスと監視が必要です。次の方法は、デバイスへの汚染気泡の導入を防ぐために不可欠です。ここでは、LFPIデバイスを適切に洗浄、充填、および組み立てる方法を示します。また、LFPIの実行可能性を確認する方法として、オシロスコープの出力とマウスの右設定時間についても説明します。

<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

外傷性脳損傷(TBI)は、年間約250万件の緊急治療室への訪問と入院を占めており、子供と若年成人の死と障害の主な原因です。TBIは頭部に突然の力が加わったことによって引き起こされ、ヒトのTBIとその根底にあるメカニズムをよりよく理解するためには、実験的な損傷モデルが必要です。側液パーカッション損傷(LFPI)は、出血、血管破壊、神経学的欠損、ニューロン喪失など、LFPIと比較してヒトTBIに見られる病理学的変化が類似しているため、一般的に使用される損傷モデルです。LFPIは振り子と流体充填シリンダーを採用しており、後者は一方の端に可動ピストンを持ち、もう一方の端に剛性のある流体充填チューブへのルアーロック接続を備えています。動物の準備には、頭蓋切除術を行い、その部位にルアーハブを取り付けることが含まれます。翌日、損傷装置からのチューブが動物の頭蓋骨のルアーハブに接続され、振り子が指定された高さまで持ち上げられて解放されます。振り子とピストンの衝撃は、チューブ を介して 動物の無傷の硬膜に伝達される圧力パルスを生成し、実験的なTBIを生成します。怪我の特徴と重症度はデバイスの状態によって大きく異なる可能性があるため、LFPIデバイスが確実に機能するためには、適切なケアとメンテナンスが不可欠です。ここでは、LFPIデバイスを適切にクリーニング、充填、および組み立てる方法を示し、最適な結果を得るために適切に維持されるようにします。

LFPIデバイスの気泡汚染が波形形成に及ぼす影響をテストしました。デバイスに気泡を注入し、オシロスコープの出力を汚染されていないLFPIデバイスから収集されたオシロスコープのデータと比較しました。条件は、非汚染、5mLの空気の注入、10mLの空気の注入、および15mLの空気の注入であった。すべての条件のすべての衝撃に対して振り子を一定の高さに保ち、条件ごとに15回の衝撃を実行?...

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Maintenance of a Lateral Fluid Percussion Injury Device

側流性パーカッション損傷(LFPI)デバイスが確実に機能するためには、適切なケアとメンテナンスが不可欠です。ここでは、LFPIデバイスを適切に洗浄、充填、組み立て、および最適な結果を得るために適切に維持する方法を示します。

側流打楽器損傷装置のメンテナンス

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

私たちのプロトコルは、LFPIデバイスを適切に維持する方法を示しています。一貫性のない怪我でのデバイスの誤動作を回避するために、定期的なクリーニングと監視の重要性を強調しています。したがって、LFPIは、in vivoでTBIを評価するために使用される損傷モデルです。ヒトTBIに関連する病状を厳密に再現するため、実験的TBIの最も明確に定義された方法の1つになります。LFPIがヒトTBI症状を再現するために使用されることを考えると、治療法を見つけることを期待して、外傷性脳損傷のさまざまな側面を調査する実験を設定することができます。充填ポートまたはトランスデューサ内の気泡は、これらの領域の視界が制限されているため、除去が特に困難です。これらの領域を埋めるときは、辛抱強く、ゆっくりと、空気を入れないように注意してください。まず、トランスデューサハウジングと充填ポートに取り付けられているシリンジと、圧力トランスデューサに接続されているケーブルを慎重に取り外します。デバイスの背面にあるハンドノブをシリンダーclから緩めますampsシリンダーを解放して、シリンダーを解放します。シリンダー、トランスデューサー、トランスデューサーハウジング、プランジャーOリングの端にあるピストンを取り外します。シリンダーから液体を排出し、食器用洗剤などの中性洗剤をシリンダーに追加し、食器用またはボトルブラシを使用して軽くこすります。すべての洗剤が完全に洗い流されるようにするには、シリンダーに水を入れ、完全にすすいでください。ピストンプランジャーにワセリンを薄く塗り、シリンダーから約32mm突き出たプランジャーでピストンプランジャーを取り付けます。ワセリンの薄層を他のOリングにも塗布し、充填ポートのOリングを除いてシリンダーに取り付けます。テフロンテープをトランスデューサーのネジ山に2回巻き付けます。脱気液で満たされ、気泡のない10ミリリットルのシリンジを、トランスデューサハウジングのルアーロックハブに接続します。ねじ端を上に向けて探触子を持ち、探触子のねじ領域内のウェルに脱気液を完全に満たします。ここでの目標は、気泡を導入せずに探触子を十分に充填することです。井戸の底にある繊細な膜を傷つけないように注意してください。空気がトランスデューサハウジングに再入らないようにシリンダーを斜めに配置した状態で、トランスデューサーハウジングをシリンダーに取り付け、レンチを使用してぴったりと締めます。脱気された流体がシリンダー容量の約3分の2に達したら、充填ポートとシリンダーからキャップを取り外します。シリンダーを水平に置き、脱気液でシリンダーを満たします。充填ポートのキャップを元に戻し、すべての活栓を閉じます。シリンダーを操作して、気泡を充填ポートに流します。充填ポートの活栓を開き、トランスデューサハウジングのシリンジを使用して液体を注入し、気泡をポートから押し出します。デバイス全体を検査し、気泡がないことを確認します。脱気液で満たされた10ミリリットルのシリンジを充填キャップのルアーロックハブに追加し、手ねじを使用してシリンダーをベースに再度取り付けます。シリンダーが水平で、振り子の加重ハンマーの中心と揃っていることを確認します。適切に洗浄され機能しているLFPIデバイスによって生成される圧力波形の画像をこの図に示します。怪我をしたり、LFPIデバイスをテストしたりするとき、圧力波形は単一の鋭いピークを示すはずです。デバイスに気泡が存在すると、いくつかの短いピークを持つ波形が得られます。このスライドは、汚染されていない5ミリリットルのエアインジェクション、10ミリリットルのエアインジェクション、15ミリリットルのエアインジェクションのオシロスコープの出力を示しています。このビデオに示されている技術は、ガスがデバイスに導入される可能性を減らし、流体を汚染している可能性のあるガスの小さなポケットを取り除くのに役立ちます。したがって、気泡を除去することは、LFPIデバイスを使用するときに覚えておくべき最も重要なステップです。したがって、この手順の後、私たちの研究室はマウスに損傷を誘発し、生きた脳スライスを使用して神経活動を記録することができます。あなたは実際にJoVEのウェブサイトでこれに関する私たちのビデオの1つを見つけることができます。このデバイスは、TBIの世界でゲームチェンジャーとなっています。これは現在、動物モデルで損傷を誘発するために最も広く使用されている方法であり、ヒトTBIのより良い治療法を見つける道を開いています。

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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