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

Författarna vill tacka Custom Design &; Fabrication Inc. för deras tekniska hjälp och support. Detta arbete finansierades av National Institutes of Health-bidragen R01NS120099-01A1 och R37HD059288-19.

1. Rengöring av LFPI-cylindern
<ol><li>Lossa försiktigt sprutorna som är fästa vid givarhuset och påfyllningsporten samt kabeln som är ansluten till tryckgivaren (se figur 1 för en schematisk bild av komponenter i den skadade enheten).</li>
	<li>Var försiktig så att du inte tappar cylindern, skruva loss handknapparna på baksidan av enheten från cylinderklämmorna för att frigöra cylindern.</li>
	<li>Ta bort kolven i änden av cylindern, givaren, givarhuset och...

<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>

Teknikerna som beskrivs ovan visar hur man korrekt underhåller en LFPI-enhet. Rutinmässig rengöring och övervakning är nödvändig för att LFPI-enheten ska fungera korrekt och tillförlitligt. På grund av LFPI-förfarandets invasiva karaktär är det dessutom absolut nödvändigt att enheten rengörs noggrant för att förhindra infektion av laboratoriedjur. 
Att undvika bildandet av luftbubblor i enheten är avgörande för att få optimala skador och tryckvågformer. Luftbubblor för?...

Traumatisk hjärnskada (TBI) orsakas av en plötslig kraft som appliceras på huvudet. Efter primära skador till följd av den fysiska påverkan upplever TBI-överlevande ofta sekundära skador, inklusive kognitiva underskott och neurologiska dysfunktioner som är förknippade med fysiologiska svar på den initiala skadan1. Det uppskattas att ungefär 69 miljoner individer världen över lider av TBI årligen2. Bara i USA inträffar cirka 2,5 miljoner TBI-relaterade akutbesök och sjukhusvistelser varje år, vilket gör TBI till en av de främsta orsakerna till funktionshinder och död bland barn och unga vuxna3. TBI kan klassificeras som mild, måttlig eller svår, med mild TBI (mTBI) som står för cirka 70% -90% av TBI-fallen4. Histologisk och kognitiv TBI-patologi kan inträffa inom några minuter till timmar efter skada, och effekterna av TBI kan kvarstå i månader till år efter initial skada5.
Utvecklingen av experimentella modeller har varit avgörande för att förstå effekterna och underliggande mekanismer för TBI. En sådan modell, lateral fluid percussion injury (LFPI), används ofta för att bedöma TBI in vivo. LFPI reproducerar nära patologier associerade med human TBI, inklusive vaskulära störningar, blödningar, neuronal förlust, inflammation, glios och molekylära störningar 6,7,8. LFPI-tekniken används för en mängd olika experimentella tillämpningar, inklusive modellering av pediatrisk TBI, liksom kroniska neurodegenerativa tillstånd, såsom kronisk traumatisk encefalopati 9,10. LFPI är en väldefinierad och reproducerbar metod för experimentell TBI som gör det möjligt att justera skadans allvarlighetsgrad11. LFPI-enheten har flera viktiga komponenter, inklusive: en pendel med en viktad hammare, en kolv, en vätskefylld cylinder, en tryckgivare, ett digitalt oscilloskop och ett litet rör i slutet av cylindern med ett Luer-lås som fästs vid ett nav på djurets skalle (figur 1). LFPI fungerar genom att svänga pendeln i kolven, vilket skapar en våg av tryck genom vätskan (avgasat avjoniserat vatten eller saltlösning) in i hjärnan hos det bifogade djuret; Detta ökar det intrakraniella trycket och replikerar därmed de mekaniska egenskaperna och biologiska förändringarna av TBI12. Dessutom genomgår djur som används i LFPI-experiment en kraniektomi för att utsätta hjärnan för effekterna av enhetens vätsketryck.
Rutinunderhåll och övervakning är nödvändigt för att säkerställa att LFPI-enheten fungerar korrekt. Följande metoder är avgörande för att förhindra införande av förorenande luftbubblor i enheten. Här demonstrerar vi metoder för att rengöra, fylla och montera LFPI-enheten ordentligt. Vi kommer också att diskutera oscilloskoputgångar och musrätningstider som sätt att bekräfta LFPI: s livskraft.

<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 hjärnskada (TBI) står för ungefär 2,5 miljoner akutbesök och sjukhusvistelser årligen och är en ledande orsak till dödsfall och funktionshinder hos barn och unga vuxna. TBI orsakas av en plötslig kraft som appliceras på huvudet och för att bättre förstå human TBI och dess underliggande mekanismer krävs experimentella skademodeller. Lateral fluid percussion injury (LFPI) är en vanlig skademodell på grund av likheter i de patologiska förändringar som finns i human TBI jämfört med LFPI, inklusive blödningar, vaskulär störning, neurologiska underskott och neuronförlust. LFPI använder en pendel och en vätskefylld cylinder, den senare har en rörlig kolv i ena änden och en Luer-låsanslutning till styva, vätskefyllda slangar i andra änden. Förberedelse av djuret innebär att man utför en kraniektomi och fäster ett Luer-nav över platsen. Nästa dag ansluts slangen från skadeanordningen till Luer-navet på djurets skalle och pendeln höjs till en viss höjd och släpps. Pendelns påverkan med kolven genererar en tryckpuls som överförs till djurets intakta dura mater via slangen och producerar experimentell TBI. Korrekt skötsel och underhåll är avgörande för att LFPI-enheten ska fungera tillförlitligt, eftersom skadans karaktär och svårighetsgrad kan variera kraftigt beroende på enhetens tillstånd. Här visar vi hur du rengör, fyller och monterar LFPI-enheten ordentligt och ser till att den underhålls tillräckligt för optimala resultat.

Vi testade effekterna av luftbubbelförorening i en LFPI-enhet på vågformsbildning. Vi injicerade luftbubblor i enheten och jämförde oscilloskoputgångarna med oscilloskopdata som samlats in från en icke-förorenad LFPI-enhet. Förhållandena var följande: icke-förorenad, injektion av 5 ml luft, injektion av 10 ml luft och injektion av 15 ml luft. Vi höll pendeln på en jämn höjd för alla stötar under alla förhållanden, och vi utförde 15 slag per tillstånd.
Vid utförande av en...

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 skötsel och underhåll är avgörande för att en lateral vätskeslagskada (LFPI) -enhet ska fungera tillförlitligt. Här visar vi hur du rengör, fyller och monterar en LFPI-enhet ordentligt och ser till att den underhålls tillräckligt för optimala resultat.

Underhåll av en lateral vätskeslagverksskada

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

Vårt protokoll visar hur du underhåller LFPI-enheten korrekt. Det belyser vikten av rutinmässig rengöring och övervakning för att undvika funktionsfel på enheten vid inkonsekventa skador. Så LFPI är en skademodell som används för att bedöma TBI in vivo.Det reproducerar nära patologier som är associerade med humant TBI, vilket gör det till en av de mest väldefinierade metoderna för experimentell TBI. Med tanke på att LFPI används för att reproducera mänskliga TBI-symtom, tillåter det oss att inrätta experiment som undersöker olika aspekter av traumatiska hjärnskador i hopp om att hitta terapeutiska åtgärder. Luftbubblor i påfyllningsporten eller givaren är särskilt svåra att ta bort på grund av den begränsade sikten i dessa områden.När du fyller dessa områden, var tålmodig, långsam och försiktig så att du inte introducerar luft. Börja med att försiktigt lossa sprutorna som är fästa vid givarhuset och påfyllningsporten och kabeln som är ansluten till tryckgivaren. Skruva loss handknapparna på baksidan av enheten från cylinderklämmorna för att frigöra cylindern.Ta bort kolven i änden av cylindern, givaren, givarhuset och kolvens O-ringar. Töm vätska ur cylindern, tillsätt ett milt rengöringsmedel som diskmedel till cylindern och skrubba lätt med en skål eller flaskborste. För att säkerställa att allt tvättmedel sköljs av helt, fyll cylindern med vatten och skölj noggrant.Applicera ett tunt lager vaselin på kolvkolven och fäst kolven med kolven utskjutande cirka 32 millimeter från cylindern. Applicera ett tunt lager vaselin på de andra O-ringarna också och fäst dem på cylindern förutom O-ringen på påfyllningsporten. Linda teflontejp två gånger runt givarens trådar.Anslut en 10-milliliters spruta fylld med avgasad vätska och fri från luftbubblor till Luer-låsnavet på givarhuset. Håll givaren med den gängade änden pekande uppåt och fyll brunnen inuti givarens gängade område helt med avgasvätskan. Målet här är att fylla givaren väl utan att införa några luftbubblor.Var försiktig så att du inte skadar det känsliga membranet i botten av brunnen. Med cylindern placerad i en vinkel för att förhindra att luft kommer in i givarhuset igen, fäst givarhuset på cylindern och använd en skiftnyckel för att dra åt den ordentligt. Ta bort locket från påfyllningsporten och cylindern när avgasvätskan når ungefär två tredjedelar av cylindervolymen.Placera cylindern horisontellt och fyll cylindern med avgasad vätska. Sätt tillbaka locket vid påfyllningsporten och stäng alla kranar. Manipulera cylindern för att arbeta eventuella luftbubblor till påfyllningsporten.Öppna kranen på påfyllningsporten och injicera vätska med sprutan på givarhuset för att tvinga ut eventuella luftbubblor ur porten. Kontrollera hela enheten och se till att det inte finns några luftbubblor. Tillsätt en 10-milliliters spruta fylld med avgasad vätska till Luer-låsnavet på påfyllningslocket och sätt tillbaka cylindern på basen med hjälp av handskruvarna.Se till att cylindern är horisontell och i linje med mitten av den viktade hammaren på pendeln. Bilden av tryckvågformen som produceras av en korrekt rengjord och fungerande LFPI-enhet visas i denna figur. När du utför en skada eller testar LFPI-enheten bör tryckvågformen visa en enda skarp topp.Närvaron av luftbubblor i enheten kommer att resultera i en vågform med flera korta toppar. Oscilloskoputgångarna för icke-förorenad, 5 ml luftinjektion, 10 milliliter luftinjektion och 15 milliliter luftinjektion visas här. Teknikerna som visas i den här videon minskar sannolikheten för att gaser införs i enheten och hjälper till att ta bort eventuella små gasfickor som kan förorena vätskan.Därför är borttagning av luftbubblor det viktigaste steget att komma ihåg när du använder LFPI-enheten. Så efter denna procedur kan vårt laboratorium inducera skador hos möss och använda levande hjärnskivor för att registrera neuronal aktivitet. Du kan faktiskt hitta en av våra videor om detta på JoVEs hemsida.Den här enheten har varit en spelväxlare i TBI-världen. Det är för närvarande den mest använda metoden för att inducera skada i djurmodeller och har banat väg för att hitta bättre terapier för human TBI.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Isolation, Enrichment, and Maintenance of Medulloblastoma Stem Cells

Isolering, anrikning och underhåll av celler medulloblastom Stem

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

Den NeuroStar TMS Enhet: Genomföra FDA godkänt protokoll för behandling av 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

Lateral Fluid slagverk: Modell av traumatisk hjärnskada hos möss

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 av cerebrospinalvätska från Gnagare Embryon för användning med Dissekerade cerebrala kortikala Explantat

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

Förvärv av högkvalitativ digital video<em&gt; Drosophila</em&gt; Larvformer och vuxna beteenden från 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 av de laterala ventriklama och Histologisk karakterisering av periventrikulär Tissue i människor och 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

Ett stort Lateral Kraniotomi Förfarande för Mesoskalig Wide-field optisk avbildning av hjärnans aktivitet

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 avbildning av ependymala Cilia i de laterala ventriklama i mushjärna

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 metod för att tillfoga Stängd Head traumatisk hjärnskada 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 ...