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

Os autores gostariam de agradecer à Custom Design & Fabrication Inc. Este trabalho foi financiado pelos subsídios do National Institutes of Health R01NS120099-01A1 e R37HD059288-19.

1. Limpeza do cilindro LFPI
<ol><li>Retire cuidadosamente as seringas conectadas à carcaça do transdutor e à porta de enchimento, bem como o cabo conectado ao transdutor de pressão (consulte a Figura 1 para um esquema dos componentes do dispositivo de lesão).</li>
	<li>Tomando cuidado para não soltar o cilindro, desaparafuse os botões de mão na parte de trás do dispositivo das braçadeiras do cilindro para liberar o cilindro.</li>
	<li>Remova o pistão na extremid...

<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>

As técnicas descritas acima demonstram como manter adequadamente um dispositivo LFPI. A limpeza e o monitoramento de rotina são necessários para manter o dispositivo LFPI funcionando corretamente e de forma confiável. Além disso, devido à natureza invasiva do procedimento de LFPI, é imperativo que o dispositivo seja cuidadosamente limpo para evitar a infecção de animais de laboratório. 
Evitar a formação de bolhas de ar no dispositivo é crucial para obter lesões e formas de onda ...

O traumatismo cranioencefálico (TCE) é causado por uma força súbita aplicada na cabeça. Após lesões primárias resultantes do impacto físico, os sobreviventes de TCE comumente experimentam lesões secundárias, incluindo déficits cognitivos e disfunções neurológicas que estão associadas às respostas fisiológicas à lesão inicial1. Estima-se que cerca de 69 milhões de indivíduos no mundo sofram de TCE anualmente2. Somente nos Estados Unidos, aproximadamente 2,5 milhões de atendimentos de emergência e hospitalizações por TCE ocorrem a cada ano, tornando o TCE uma das principais causas de incapacidade e morte entre crianças e adultosjovens3. O TCE pode ser classificado em leve, moderado ou grave, sendo o TCE leve (TCEm) responsável por aproximadamente 70%-90% dos casos deTCE4. A patologia histológica e cognitiva do TCE pode ocorrer dentro de minutos a horas após a lesão, e os efeitos do TCE podem persistir por meses a anos após a lesão inicial5.
O desenvolvimento de modelos experimentais tem sido fundamental para a compreensão dos efeitos e mecanismos subjacentes do TCE. Um desses modelos, a lesão por percussão lateral no fluido (LFPI), é comumente usado para avaliar o TCE in vivo. A ILPI reproduz de perto patologias associadas ao TCE humano, incluindo rupturas vasculares, hemorragias, perda neuronal, inflamação, gliose e distúrbios moleculares 6,7,8. A técnica de LFPI é utilizada para diversas aplicações experimentais, incluindo a modelagem do TCE pediátrico, bem como condições neurodegenerativas crônicas, como a encefalopatia traumáticacrônica9,10. A IFTL é um método bem definido e reprodutível de TCE experimental que permite ajustar a gravidade dalesão11. O dispositivo LFPI possui vários componentes importantes, entre eles: um pêndulo com martelo ponderado, um pistão, um cilindro cheio de líquido, um transdutor de pressão, um osciloscópio digital e um pequeno tubo na extremidade do cilindro com uma trava Luer que se prende a um cubo no crânio do animal (Figura 1). O LFPI funciona balançando o pêndulo no pistão, criando uma onda de pressão através do fluido (água deionizada desgaseificada ou soro fisiológico) no cérebro do animal anexado; isso aumenta a pressão intracraniana, replicando as características mecânicas e alterações biológicas do TCE12. Além disso, animais utilizados em experimentos de LFPI são submetidos a uma craniectomia para expor o cérebro ao impacto da pressão do fluido do dispositivo.
A manutenção e o monitoramento de rotina são necessários para garantir que o dispositivo LFPI esteja funcionando com precisão. Os seguintes métodos são vitais para evitar a introdução de bolhas de ar contaminantes no dispositivo. Aqui, demonstramos métodos para limpar, preencher e montar corretamente o dispositivo LFPI. Também discutiremos as saídas do osciloscópio e os tempos de retificação do mouse como formas de confirmar a viabilidade do LFPI.

<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

O traumatismo cranioencefálico (TCE) é responsável por cerca de 2,5 milhões de atendimentos de emergência e hospitalizações anualmente e é uma das principais causas de morte e incapacidade em crianças e adultos jovens. O TCE é causado por uma força súbita aplicada à cabeça e, para melhor compreensão do TCE humano e seus mecanismos subjacentes, modelos experimentais de lesão são necessários. A lesão da percussão lateral do fluido (LFPI) é um modelo de lesão comumente usado devido às semelhanças nas alterações patológicas encontradas no TCE humano em comparação com o LFPI, incluindo hemorragias, ruptura vascular, déficits neurológicos e perda de neurônios. A LFPI emprega um pêndulo e um cilindro cheio de fluido, este último com um pistão móvel em uma extremidade, e uma conexão de trava Luer para tubulação rígida e cheia de fluido na outra extremidade. A preparação do animal envolve a realização de uma craniectomia e a fixação de um cubo Luer sobre o local. No dia seguinte, a tubulação do dispositivo de lesão é conectada ao cubo Luer no crânio do animal e o pêndulo é elevado a uma altura especificada e liberado. O impacto do pêndulo com o pistão gera um pulso de pressão que é transmitido à dura-máter intacta do animal através da tubulação e produz o TCE experimental. Cuidados e manutenção adequados são essenciais para que o dispositivo LFPI funcione de forma confiável, pois o caráter e a gravidade da lesão podem variar muito dependendo da condição do dispositivo. Aqui, demonstramos como limpar, preencher e montar corretamente o dispositivo LFPI e garantir que ele seja mantido adequadamente para obter os melhores resultados.

Testamos os efeitos da contaminação por bolhas de ar em um dispositivo LFPI na formação de formas de onda. Injetamos bolhas de ar no dispositivo e comparamos as saídas do osciloscópio com os dados do osciloscópio coletados de um dispositivo LFPI não contaminado. As condições foram: não contaminado, injeção de 5 mL de ar, injeção de 10 mL de ar e injeção de 15 mL de ar. Mantivemos o pêndulo em uma altura consistente para todos os impactos para todas as condições e realizamos 15 impactos por condição....

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

Cuidados e manutenção adequados são essenciais para que um dispositivo de lesão de percussão de fluido lateral (LFPI) funcione de forma confiável. Aqui, demonstramos como limpar, preencher e montar corretamente um dispositivo LFPI e garantir que ele seja mantido adequadamente para obter os melhores resultados.

Manutenção de um dispositivo de lesão por percussão de fluido lateral

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

Nosso protocolo demonstra como manter o dispositivo LFPI corretamente. Ressalta-se a importância da rotina de limpeza e monitoramento para evitar o mau funcionamento do dispositivo em lesões inconsistentes. Portanto, o LFPI é um modelo de lesão utilizado para avaliar o TCE in vivo.Reproduz de perto patologias associadas ao TCE humano, tornando-se um dos métodos mais bem definidos de TCE experimental. Dado que o LFPI é usado para reproduzir sintomas de TCE humano, ele nos permite montar experimentos que investigam diferentes aspectos do traumatismo cranioencefálico na esperança de encontrar medidas terapêuticas. Bolhas de ar na porta de enchimento ou transdutor são particularmente difíceis de remover devido à visibilidade limitada nessas áreas.Ao preencher essas áreas, seja paciente, lento e cuidado para não introduzir ar. Para começar, retire cuidadosamente as seringas conectadas à carcaça do transdutor e à porta de enchimento e o cabo conectado ao transdutor de pressão. Desparafuse os botões de mão na parte de trás do dispositivo das abraçadeiras do cilindro para liberar o cilindro.Remova o pistão na extremidade do cilindro, do transdutor, da carcaça do transdutor e dos anéis O do êmbolo. Escorra o líquido para fora do cilindro, adicione um detergente neutro, como detergente para lavar louça, ao cilindro e esfregue levemente usando um prato ou escova de garrafa. Para garantir que todo o detergente seja completamente enxaguado, encha o cilindro com água e enxágue completamente.Aplique uma fina camada de vaselina no êmbolo do pistão e prenda o êmbolo do pistão com o êmbolo saliente aproximadamente 32 milímetros do cilindro. Aplique também uma fina camada de vaselina nos outros O-rings e fixe-os ao cilindro, exceto no O-ring na porta de enchimento. Enrole a fita de teflon duas vezes ao redor dos fios do transdutor.Conecte uma seringa de 10 mililitros cheia de fluido desgaseificado e livre de bolhas de ar ao cubo de bloqueio Luer na carcaça do transdutor. Segure o transdutor com a extremidade rosqueada apontada para cima e preencha completamente o poço dentro da região rosqueada do transdutor com o fluido desgaseificado. O objetivo aqui é encher bem o transdutor sem introduzir bolhas de ar.Tenha cuidado para não danificar a membrana delicada no fundo do poço. Com o cilindro colocado em um ângulo para evitar que o ar volte a entrar na carcaça do transdutor, conecte a carcaça do transdutor ao cilindro e use uma chave inglesa para apertá-lo confortavelmente. Remova a tampa da porta de enchimento e do cilindro quando o fluido desgaseificado atingir aproximadamente dois terços da capacidade do cilindro.Coloque o cilindro horizontalmente e termine de enchê-lo com fluido desgaseificado. Substitua a tampa na porta de enchimento e feche todas as torneiras. Manipule o cilindro para trabalhar quaisquer bolhas de ar para a porta de enchimento.Abra a torneira na porta de enchimento e injete fluido usando a seringa na carcaça do transdutor para forçar quaisquer bolhas de ar para fora da porta. Inspecione todo o dispositivo e certifique-se de que não há bolhas de ar. Adicione uma seringa de 10 mililitros cheia de líquido desgaseificado ao cubo Luer lock na tampa de enchimento e reconecte o cilindro à base usando os parafusos manuais.Certifique-se de que o cilindro esteja horizontal e alinhado com o centro do martelo pesado no pêndulo. A imagem da forma de onda de pressão produzida por um dispositivo LFPI devidamente limpo e funcionando é mostrada nesta figura. Ao realizar uma lesão ou testar o dispositivo LFPI, a forma de onda de pressão deve mostrar um único pico agudo.A presença de bolhas de ar no dispositivo resultará em uma forma de onda com vários picos curtos. As saídas do osciloscópio para os não contaminados, 5 mililitros de injeção de ar, 10 mililitros de injeção de ar e 15 mililitros de injeção de ar são mostrados aqui. As técnicas mostradas neste vídeo reduzem a probabilidade de gases serem introduzidos no dispositivo e ajudam a remover quaisquer pequenos bolsões de gás que possam estar contaminando o fluido.Portanto, remover bolhas de ar é o passo mais crucial a ser lembrado ao usar o dispositivo LFPI. Então, após esse procedimento, nosso laboratório é capaz de induzir lesões em camundongos e usar fatias cerebrais vivas para registrar a atividade neuronal. Você pode encontrar um de nossos vídeos sobre isso no site da JoVE.Este dispositivo tem sido um divisor de águas no mundo do TCE. Atualmente, é o método mais utilizado para induzir lesões em modelos animais e abriu caminho para encontrar melhores terapêuticas para o TCE humano.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Isolation, Enrichment, and Maintenance of Medulloblastoma Stem Cells

Enriquecimento de isolamento, e Manutenção de Células-Tronco Meduloblastoma

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

Neurociência

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

O dispositivo NeuroStar TMS: Conduzindo a FDA Aprovado protocolo para o tratamento da depressão

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

Percussão Fluid lateral: Modelo de Lesão em Ratos

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

Isolamento de fluido cerebrospinal de embriões de roedores para uso com dissecados Cerebral Cortical Explantes

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

Aquisição de Vídeo de Alta Qualidade Digital de<em&gt; Drosophila</em&gt; Larvais e adultas Comportamentos de uma perspectiva lateral

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

Modelagem 3D do lateral ventrículos e histológica Caracterização do Tecido Periventricular em humanos e mouse

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

Um Procedimento craneotomia Lateral Grande para Wide-campo Mesoscale imagens ópticas de atividade cerebral

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

Imagens ao vivo da ependimária Cilia nas laterais ventrículos do cérebro do rato

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

Um Método para infligir Cabeça Fechada Lesão cerebral traumático em<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 ...