이 연구는 중국 국립 자연 과학 재단, Nos. 82102314(ZSJ 소속) 및 32170977(HSL 소속) 및 광둥성 자연과학 재단 Nos. 2022A1515010438(ZSJ 소속) 및 2022A1515012306(HSL 소속)의 지원을 받았습니다. 이 연구는 중국 제남대학교 제1부속병원의 임상 프론티어 기술 프로그램(Nos. JNU1AF- CFTP- 2022-a01206)의 지원을 받았습니다. 이 연구는 광저우 과학 기술 계획 프로젝트, Nos. 202201020018(HSL로), 2023A04J1284(ZSJ로) 및 2023A03J1024(HSL로)의 지원을 받았습니다.

동물과 관련된 연구는 지난 대학교 윤리 위원회의 검토와 승인을 받았습니다.
1. 동물의 마취 및 T10 척추 후궁 절제술
<ol><li>이 연구에는 8주 된 암컷 젊은 성인 C57/6J 마우스를 사용합니다. 케타민(100mg/kg)과 디아제팜(5mg/kg)을 복강내 주사하여 마우스를 마취합니다. 통증 반사 상실로 나타나는 성공적인 마취를 확인하십시오. 마취 후 건조함을 방지하기 위해 눈에 수의사 연고를 바르십시오.</li>
	<li>면도기를 사용하여 쥐 등의 털을 면도하여 피부를 드러냅니다. 요오드와 알코올을 번갈아 세 번 번갈아 가며 피부를 소독합니다.</li>
	<li>메스를 사용하여 등쪽 피부에 2.5cm의 내측 세로를 절개하고 핀셋을 사용하여 T9-T11 높이에서 척추를 노출시킵니다.</li>
	<li>척추 고정기를 사용하여 T10 패싯을 양측으로 고정합니다. 척추가 안정적으로 고정되었는지 확인하십시오. 척추 주위 근육이 벗겨졌는지 확인하고 미세 연삭 드릴을 사용하여 가시돌기와 라미네를 제거하여 T10 세그먼트의 척수를 노출시킵니다.</li>
</ol>2. G smart SCI 시스템을 이용한 T10 척수 타박상
<ol><li>스위치를 켜고 장치가 자동으로 원래 상태로 돌아갈 때까지 기다립니다. 척추 고정기를 G 스마트 SCI 시스템에 넣고 나사를 사용하여 고정합니다.</li>
	<li>작동 터치 스크린(그림 2A)을 사용하여 충격 속도(1m/s), 충격 깊이(3개의 다른 마우스 세트에 대해 0.5mm, 0.8mm 및 1.1mm) 및 체류 시간(500ms)15을 포함한 손상 매개변수를 설정합니다.</li>
	<li>플랫폼을 움직여 노출된 척수의 중앙에 레이저 거리 측정기를 정렬합니다. (그림 2B)</li>
	<li>터치 스크린의 Ready(준비) 단추를 클릭합니다(그림 2C). 임팩트 헤드는 설정 매개변수에 따라 특정 높이로 자동 조정됩니다. 캐리어 테이블은 척수 충격 부위를 충격 머리 아래로 자동으로 이동합니다.</li>
	<li>충격 헤드를 수동으로 눌러 충격 부위를 추가로 결정합니다. 시작 버튼을 클릭하면 임팩트 헤드가 설정된 매개변수에 따라 척수에 부딪힙니다.</li>
	<li>장치에서 마우스를 제거하고 실체현미경(20x)으로 관찰하여 척수 손상을 확인합니다(그림 3). 모델 개발의 성공 여부를 판단하려면 국소 울혈, 붕괴 및 척추막 파열을 관찰합니다.</li>
	<li>근육, 근막 및 피부를 3-0 봉합사를 사용하여 층별로 봉합합니다. 쥐를 따뜻한 상자에 넣고 회복을 기다립니다.</li>
</ol>3. 수술 후 관리
<ol><li>수술 후 7일간 매일 멜록시캠(5mg/kg)을 피하주사한다. 방광 기능이 회복될 때까지 8시간마다 수동으로 방광을 비우십시오.</li>
	<li>수술 후 14일이 지나면 봉합사를 제거하십시오.</li>
</ol>4. 척추 손상의 효과 검사
<ol><li>수술 후 첫 번째 날부터 마우스에 대한 BMS 점수를 계산합니다16,17.</li>
	<li>수술후 30일째 되는 날, 캣워크, 풋폴트, 로타로드16,17 등 동물행동실험을 실시한다. 캣워크: 45cm의 기록 거리; 최대 실행 시간 8초; 카메라 게인 28.02; 강도 임계값 0.01. 발 결함: 각 마우스에 대해 60단계를 기록합니다. 로타로드: 속도 20rpm. 마우스가 떨어지는 시간을 기록하고 120초 이상 동안 120초로 기록합니다.</li>
	<li>수술 후 31일째 되는 날에는 케타민(100mg/kg)과 디아제팜(5mg/kg)을 복강내 주사하여 마우스를 마취한 후 4% PFA를 사용하여 관류하여 마우스를 안락사시킵니다. 척수를 조심스럽게 제거하고 파라핀이 박히기 위해 부상 부위 위아래 5mm를 가로챕니다. 마우스 척수 손상의 중심을 5μm 절편으로 만들고 헤마톡실린 및 에오신 염색17을 수행합니다.</li>
	<li>통계 분석의 경우 상용 소프트웨어를 사용하십시오. 데이터를 평균의 평균 ± 표준 오차(SEM)로 표현하고 일원 분산 분석을 사용하여 비교합니다. P < 0.05는 유의한 것으로 간주되었습니다.</li>
</ol>

정확한 마우스 모델을 위한 척수 손상 타박상 장치

<ol>
	<li>Venkatesh, K., Ghosh, S. K., Mullick, M., Manivasagam, G., Sen, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+cord+injury:+pathophysiology,+treatment+strategies,+associated+challenges,+and+future+implications.">Spinal cord injury: pathophysiology, treatment strategies, associated challenges, and future implications.</a> Cell and Tissue Research. 377 (2), 125-151 (2019).</li><li>Chiu, C. W., Cheng, H., Hsieh, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contusion+Spinal+Cord+Injury+Rat+Model.">Contusion Spinal Cord Injury Rat Model.</a> Bio Protocol. 7 (12), e2337 (2017).</li><li>Thygesen, M. M., Guldb&#230;k-Svensson, F., Rasmussen, M. M., Lauridsen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contusion+Spinal+Cord+Injury+via+a+Microsurgical+Laminectomy+in+the+Regenerative+Axolotl.">Contusion Spinal Cord Injury via a Microsurgical Laminectomy in the Regenerative Axolotl.</a> Journal of Visualized Experiments. (152), 60337 (2019).</li><li>Anderson, T. 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+controlled+pneumatic+technique+for+experimental+spinal+cord+contusion.">A controlled pneumatic technique for experimental spinal cord contusion.</a> Journal of Neuroscience Methods. 6 (4), 327-333 (1982).</li><li>Allen, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SURGERY+OF+EXPERIMENTAL+LESION+OF+SPINAL+CORD+EQUIVALENT+TO+CRUSH+INJURY+OF+FRACTURE+DISLOCATION+OF+SPINAL+COLUMN:+A+PRELIMINARY+REPORT.">SURGERY OF EXPERIMENTAL LESION OF SPINAL CORD EQUIVALENT TO CRUSH INJURY OF FRACTURE DISLOCATION OF SPINAL COLUMN: A PRELIMINARY REPORT.</a> Journal of the American Medical Association. LVII (11), 878-880 (1911).</li><li>Cheriyan, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+cord+injury+models:+a+review.">Spinal cord injury models: a review.</a> Spinal Cord. 52 (8), 588-595 (2014).</li><li>Yan, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+modified+impactor+for+establishing+a+graded+contusion+spinal+cord+injury+model+in+rats.">A modified impactor for establishing a graded contusion spinal cord injury model in rats.</a> Annals of Translational Medicine. 10 (8), 436 (2022).</li><li>Gruner, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+monitored+contusion+model+of+spinal+cord+injury+in+the+rat.">A monitored contusion model of spinal cord injury in the rat.</a> Journal of Neurotrauma. 9 (2), 123-126 (1992).</li><li>Ghnenis, A. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+Cardiometabolic+Disorders+after+Spinal+Cord+Injury+in+Mice.">Evaluation of the Cardiometabolic Disorders after Spinal Cord Injury in Mice.</a> Biology (Basel). 11 (4), 495 (2022).</li><li>Scheff, S. W., Rabchevsky, A. G., Fugaccia, I., Main, J. A., Lumpp, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+modeling+of+spinal+cord+injury:+characterization+of+a+force-defined+injury+device.">Experimental modeling of spinal cord injury: characterization of a force-defined injury device.</a> Journal of Neurotrauma. 20 (2), 179-193 (2003).</li><li>Hong, Y. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasound+stimulation+improves+inflammatory+resolution,+neuroprotection,+and+functional+recovery+after+spinal+cord+injury.">Ultrasound stimulation improves inflammatory resolution, neuroprotection, and functional recovery after spinal cord injury.</a> Scientific Reports. 12 (1), 3636 (2022).</li><li>Noyes, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electromechanical+impactor+for+producing+experimental+spinal+cord+injury+in+animals.">Electromechanical impactor for producing experimental spinal cord injury in animals.</a> Medical &amp; Biological Engineering &amp; Computing. 25 (3), 335-340 (1987).</li><li>Stokes, B. T., Noyes, D. H., Behrmann, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+electromechanical+spinal+injury+technique+with+dynamic+sensitivity.">An electromechanical spinal injury technique with dynamic sensitivity.</a> Journal of Neurotrauma. 9 (3), 187-195 (1992).</li><li>Pearse, D. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Histopathological+and+behavioral+characterization+of+a+novel+cervical+spinal+cord+displacement+contusion+injury+in+the+rat.">Histopathological and behavioral characterization of a novel cervical spinal cord displacement contusion injury in the rat.</a> Journal of Neurotrauma. 22 (6), 680-702 (2005).</li><li>Wu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Tissue+Displacement-based+Contusive+Spinal+Cord+Injury+Model+in+Mice.">A Tissue Displacement-based Contusive Spinal Cord Injury Model in Mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (124), 54988 (2017).</li><li>Forgione, N., Chamankhah, M., Fehlings, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Mouse+Model+of+Bilateral+Cervical+Contusion-Compression+Spinal+Cord+Injury.">A Mouse Model of Bilateral Cervical Contusion-Compression Spinal Cord Injury.</a> Journal of Neurotrauma. 34 (6), 1227-1239 (2017).</li><li>Ji, Z. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+bioactive+iridium+metal-complex+alleviates+spinal+cord+injury+via+ROS+scavenging+and+inflammation+reduction.">Highly bioactive iridium metal-complex alleviates spinal cord injury via ROS scavenging and inflammation reduction.</a> Biomaterials. 284, 121481 (2022).</li><li>Chen, C., Qiao, X., Liu, W., Fekete, C., Reinhardt, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidemiology+of+spinal+cord+injury+in+China:+A+systematic+review+of+the+chinese+and+english+literature.">Epidemiology of spinal cord injury in China: A systematic review of the chinese and english literature.</a> Spinal Cord. 60 (12), 1050-1061 (2022).</li><li>Flack, J. A., Sharma, K. D., Xie, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delving+into+the+recent+advancements+of+spinal+cord+injury+treatment:+a+review+of+recent+progress.">Delving into the recent advancements of spinal cord injury treatment: a review of recent progress.</a> Neural Regeneration Research. 17 (2), 283-291 (2022).</li><li>Khuyagbaatar, B., Kim, K., Kim, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conversion+Equation+between+the+Drop+Height+in+the+New+York+University+Impactor+and+the+Impact+Force+in+the+Infinite+Horizon+Impactor+in+the+Contusion+Spinal+Cord+Injury+Model.">Conversion Equation between the Drop Height in the New York University Impactor and the Impact Force in the Infinite Horizon Impactor in the Contusion Spinal Cord Injury Model.</a> Journal of Neurotrauma. 32 (24), 1987-1993 (2015).</li><li>Alizadeh, A., Dyck, S. M., Karimi-Abdolrezaee, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Traumatic+Spinal+Cord+Injury:+An+Overview+of+Pathophysiology,+Models+and+Acute+Injury+Mechanisms.">Traumatic Spinal Cord Injury: An Overview of Pathophysiology, Models and Acute Injury Mechanisms.</a> Frontiers in Neurology. 10, 282 (2019).</li><li>Bilgen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+device+for+experimental+modeling+of+central+nervous+system+injuries.">A new device for experimental modeling of central nervous system injuries.</a> Neurorehabilitation and Neural Repair. 19 (3), 219-226 (2005).</li><li>Khan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GSNOR+and+ALDH2+alleviate+traumatic+spinal+cord+injury.">GSNOR and ALDH2 alleviate traumatic spinal cord injury.</a> Brain Research. 1758, 147335 (2021).</li></ol>

저자는 재정적 이익이 상충되지 않는다고 선언합니다.

척수 손상은 감각 및 운동 장애를 일으켜 심각한 신체적, 정신적 장애를 초래할 수 있습니다. 중국에서는 성(省)에 따라 척수 손상 발생률이 100만 명당 14.6명에서 60.6명까지 다양하다18. SCI의 유병률 증가는 의료 시스템에 더 많은 압력을 가할 것입니다. 현재 척수손상, 손상에 대한 효과적인 치료법은 그 병리기전과 회복 과정이 아직 완전히 이해되지 않았기 때문에 제한적이다<su...

척수 손상은 일반적으로 손상된 부분 아래의 영구적인 척수 기능 장애를 초래합니다. 주로 척추에 부딪히는 물체와 척추의 과신전으로 인해 발생하는데, 교통사고나 낙상 등이 그것이다1. 척수 손상에 대한 효과적인 치료 옵션이 제한되어 있기 때문에 동물 모델을 사용하여 척수 손상의 발병 기전을 설명하는 것은 적절한 치료 접근법을 개발하는 데 도움이 될 것입니다. 척수에 가해지는 충격으로 인한 척수 손상의 타박상 모델은 대부분의 임상적 척수 손상 사례와 유사한 병리를 가진 동물 모델을 개발한다 2,3. 따라서 척수 손상 타박상에 대한 정확하고 재현 가능하며 편리한 동물 모델을 제작하는 것이 중요합니다.
1911년 Allen이 척수 손상의 첫 번째 동물 모델을 발명한 이래, 척수 손상 동물 모델을 확립하기 위한 기구의 개발에 큰 진전이 있었습니다 4,5. 손상 기전에 따라 척수 손상 모델은 타박상, 압박, 산만, 탈구, 절개 또는 화학적6으로 분류된다. 그 중에서도 외력을 사용하여 척수를 변위시키고 손상시키는 타박상 모델은 대부분의 척수 손상 환자의 임상 원인에 가장 가깝습니다. 따라서 타박상 모델은 척수 손상 연구에서 많은 연구자들에 의해 사용되어 왔다 3,7. 척수 손상 타박상 모델을 개발하기 위해 다양한 도구가 사용됩니다. 뉴욕대학교(New York University, NYU)의 다기관 동물 척수 손상 연구(MASCIS) 충격기는 체중 감량 장치(weight-drop device)에 의해 척수 손상 타박상을 일으킨다8. 몇 가지 업데이트된 버전을 거친 후, MASCIS 임팩터는 척수 손상 타박상 동물 모델9을 개발하는 데 널리 사용된다. 그러나 MASCIS의 임팩트로드가 떨어져 척수에 부딪히면 다발성 손상이 발생할 수 있으며, 이는 척수 손상 모델의 손상 정도에 영향을 미칩니다. 또한 기기의 정확성과 제조 모델의 반복성을 보장하기 위해 기계적 정밀도를 달성하는 것도 어렵습니다. 무한 지평선 임팩터는 무거운 낙하가 아닌 척수에 가해지는 힘을 제어하여 타박상을 유발한다10. 센서에 연결된 컴퓨터를 사용하여 충격기와 척수 사이의 충격력을 직접 측정합니다. 임계값에 도달하면 임팩터가 즉시 수축되어 중량 리바운드를 방지하고 정확도를 향상시킵니다10,11. 그러나 이러한 미세한 운동 방식을 사용하여 손상을 입히면 일관성 없는 손상과 기능적 결함이 발생할 수 있습니다6. 오하이오 주립 대학(OSU) 장치는 전자기 드라이버(12,13)에 의해 과도 속도로 척수의 등쪽 표면을 압축한다. 이 장치는 무한 지평선 임팩터와 유사한데, 근거리 압박을 사용하여 척수 손상을 유발하기 때문입니다. 그러나, 영점의 초기 결정은 뇌척수액(6,14)의 존재로 인해 오류를 발생시킨다는 점에서 다양한 한계가 있다. 요약하면, 척수 손상 타박상 동물 모델을 개발하는 데 사용할 수 있는 많은 도구가 있지만 모두 동물 모델의 정확도와 재현성이 불충분한 몇 가지 한계가 있습니다. 따라서 척수 손상의 마우스 타박상 모델을 보다 정확하고 편리하며 재현성 있게 만들기 위해서는 자동화되고 지능적인 척수 손상 임팩터가 필요합니다.
새로운 척수 손상 충격기인 광저우 지난 대학 스마트 척수 손상 시스템(G 스마트 SCI 시스템; 그림 1), 척수 손상 타박상 모델 제작. 이 장치는 레이저 거리 측정기를 포지셔닝 장치로 사용하며 자동화된 모바일 플랫폼과 결합되어 타격 속도, 타격 깊이 및 체류 시간을 포함하여 설정된 타격 매개변수에 따라 타격을 자동화합니다. 자동화된 작동은 인적 요인을 줄이고 동물 모델의 정확성과 재현성을 향상시킵니다.

<table><tbody><tr><td>0.01M PBS (powder, pH7.2-7.4)</td><td>Solarbio Life Sciences</td><td>P1010</td><td></td></tr><tr><td>2,2,2-Tribromoethanol</td><td>Macklin</td><td>75-80-9</td><td></td></tr><tr><td>4% paraformaldehyde tissue fixative</td><td>Biosharp life science</td><td>BL539A</td><td></td></tr><tr><td>Biomicroscope</td><td>Leica</td><td>LCC50 HD</td><td></td></tr><tr><td>CatWalk&amp;nbsp;</td><td>Noldus Information Technology</td><td>CatWalk XT 9.1</td><td></td></tr><tr><td>Cover glass</td><td>CITOTEST Scientific</td><td>10212432C</td><td></td></tr><tr><td>Embedding machine</td><td>Changzhou Zhongwei Electronic Instrument</td><td>BMJ-A</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol absolute</td><td>DAMAO</td><td>64-17-5</td><td></td></tr><tr><td>FootFaultScan</td><td>Clever Sys Inc.</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td>Glass slide</td><td>CITOTEST Scientific</td><td>80302-2104</td><td></td></tr><tr><td>Hematoxylin and Eosin Staining Kit</td><td>Beyotime Biotechnology</td><td>C0105S</td><td></td></tr><tr><td>micro-grinding drill&amp;nbsp;</td><td>FEIYUBIO</td><td>19-7010</td><td></td></tr><tr><td>Mouse spinal fixator</td><td>RWD Life Science</td><td>68094</td><td></td></tr><tr><td>Paraffin microtome</td><td>Thermo</td><td>shandon finesse 325</td><td></td></tr><tr><td>RotaRod for Mice</td><td>Ugo Basile</td><td>47600</td><td></td></tr><tr><td>Stereomicroscope</td><td>KUY NICE</td><td>SZM-7045</td><td></td></tr><tr><td>Tert-Amyl alcohol</td><td>Macklin</td><td>75-85-4</td><td></td></tr><tr><td>Xylene</td><td>China National Pharmaceutical</td><td>#10023418</td><td></td></tr></tbody></table>

automated impactor for contusive spinal cord injury model in mice

자동차 사고 및 낙상과 같은 외상성 부상으로 인한 척수 손상(SCI)은 영구적인 척수 기능 장애와 관련이 있습니다. 척수에 충격을 가하여 척수 손상의 타박상 모델을 만드는 것은 임상에서 대부분의 척수 손상과 유사한 병리를 초래합니다. 정확하고 재현 가능하며 편리한 척수 손상 동물 모델은 척수 손상을 연구하는 데 필수적입니다. 우리는 정확성, 재현성 및 편의성을 갖춘 척수 손상 타박상 모델을 생성할 수 있는 생쥐용 새로운 자동 척수 손상 장치인 Guangzhou Jinan University 스마트 척수 손상 시스템을 제시합니다. 이 시스템은 자동화된 모바일 플랫폼 및 고급 소프트웨어와 결합된 레이저 거리 센서를 통해 다양한 정도의 척수 손상 모델을 정확하게 생성합니다. 이 시스템을 사용하여 세 가지 수준의 척수 손상 마우스 모델을 만들고, Basso 마우스 스케일(BMS) 점수를 결정하고, 정확성과 재현성을 입증하기 위해 행동 및 염색 분석을 수행했습니다. 우리는이 장치를 사용하여 부상 모델 개발의 각 단계를 보여 주며 표준화 된 절차를 형성합니다. 이 방법은 재현 가능한 척수 손상 타박상 마우스 모델을 생성하고 편리한 취급 절차를 통해 인간의 조작 요인을 줄입니다. 개발된 동물 모델은 척수 손상 메커니즘 및 관련 치료 접근법을 연구하는 데 신뢰할 수 있습니다.

후궁절제술은 상기한 바와 같이 24마리의 암컷 마우스(생후 8주령)에 대해 수행하였다. 가짜 그룹(n=6)의 마우스는 척수 손상을 입지 않은 반면, 0.5mm 그룹(n=6), 0.8mm 그룹(n=6) 및 1.1mm 그룹(n=6)을 포함한 나머지 마우스는 서로 다른 깊이의 척수 충돌에 노출되었습니다. BMS 점수는 수술 후 1개월까지 정기적으로 기록되었습니다(그림 4). 다른 그룹에서 마우스의 수술 후 BMS 점수에는...

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저자 스포트라이트: 척수 손상 연구의 혁신에 대한 통찰력

여기에 제시된 것은 다양한 정도의 척수 손상 타박상 모델을 정확하게 생성할 수 있는 마우스용 새로운 자동 척수 손상 타박상 장치입니다.

마우스의 Contusive Spinal Cord Injury Model을 위한 자동 임팩터

Spinal cord injury (SCI) due to traumatic injuries such as car accidents and falls is associated with permanent spinal cord dysfunction. Creation of ...

저의 연구 범위는 척수 손상의 발병 기전과 치료 방법을 포함합니다. 우리의 최근 연구는 다양한 생체 재료가 항산화 스트레스를 통해 쥐의 척수 손상 회복을 촉진할 수 있다는 것을 발견했습니다. 생체 재료 센서, 기술 및 유전자 변형 기술의 개발과 척수 손상 모델의 최적화는 우리의 연구 분야를 발전시키고 있습니다.척수 손상의 압박 및 불완전한 메커니즘으로 인해 현재 단일 중재로 척수 손상을 치료하는 것은 어렵습니다. 미래에는 연구를 위해 여러 가지 중재 방법이 필요할 수 있습니다. 우리는 정신적 즉각적인 압박이 항산화 스트레스를 통해 동물의 척수 손상의 치료 및 복구에 참여할 수 있음을 발견했습니다.

automated-impactor-for-contusive-spinal-cord-injury-model-in-mice

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Automated Impactor for Contusive Spinal Cord Injury Model in Mice

1.7K 조회수.  Jinan University. 저의 연구 범위는 척수 손상의 발병 기전과 치료 방법을 포함합니다. 우리의 최근 연구는 다양한 생체 재료가 항산화 스트레스를 통해 쥐의 척수 손상 회복을 촉진할 수 있다는 것을 발견했습니다. 생체 재료 센서, 기술 및 유전자 변형 기술의 개발과 척수 손상 모델의 최적화는 우리의 연구 분야를 발전시키고 있습니다.척수 손상의 압박 및 불완전한 메커니즘으로 인해...

비디오: 저자 스포트라이트: 척수 손상 연구의 혁신에 대한 통찰력

A Contusive Model of Unilateral Cervical Spinal Cord Injury Using the Infinite Horizon Impactor

While the majority of human spinal cord injuries occur in the cervical spinal cord, the vast majority of laboratory research employs animal models of spinal cord injury (SCI) in which the thoracic spinal cord is injured. Additionally, because most human cord injuries occur as the result of blunt, non-penetrating trauma (e.g. motor vehicle accident, sporting injury) where the spinal cord is violently struck by displaced bone or soft tissues, the majority of SCI researchers are of the opinion that the most clinically relevant injury models are those in which the spinal cord is rapidly contused.1 Therefore, an important step in the preclinical evaluation of novel treatments on their way to human translation is an assessment of their efficacy in a model of contusion SCI within the cervical spinal cord. Here, we describe the technical aspects and resultant anatomical and behavioral outcomes of an unilateral contusive model of cervical SCI that employs the Infinite Horizon spinal cord injury impactor.
Sprague Dawley rats underwent a left-sided unilateral laminectomy at C5. To optimize the reproducibility of the biomechanical, functional, and histological outcomes of the injury model, we contused the spinal cords using an impact force of 150 kdyn, an impact trajectory of 22.5&deg; (animals rotated at 22.5&deg;), and an impact location off of midline of 1.4 mm. Functional recovery was assessed using the cylinder rearing test, horizontal ladder test, grooming test and modified Montoya's staircase test for up to 6 weeks, after which the spinal cords were evaluated histologically for white and grey matter sparing.
The injury model presented here imparts consistent and reproducible biomechanical forces to the spinal cord, an important feature of any experimental SCI model. This results in discrete histological damage to the lateral half of the spinal cord which is largely contained to the ipsilateral side of injury. The injury is well tolerated by the animals, but does result in functional deficits of the forelimb that are significant and sustained in the weeks following injury. The cervical unilateral injury model presented here may be a resource to researchers who wish to evaluate potentially promising therapies prior to human translation.

A reliable and repeatable way to produce a cervical unilateral spinal cord injury using the Infinite Horizon impactor is described. The method takes advantage of a custom designed frame and clamp to stabilize the spine. The standardized procedure and biomechanical injury parameters result in sufficient and sustained injuries.

무한 호라이즌 임팩터을 사용하여 일방적 경부 척수의 부상의 Contusive 모델

While the majority of human spinal cord injuries occur in the cervical spinal cord, the vast majority of laboratory research employs animal models of ...

연구

의학

A Contusion Model of Severe Spinal Cord Injury in Rats

The translational potential of novel treatments should be investigated in severe spinal cord injury (SCI) contusion models. A detailed methodology is described to obtain a consistent model of severe SCI. Use of a stereotactic frame and computer controlled impactor allows for creation of reproducible injury. Hypothermia and urinary tract infection pose significant challenges in the post-operative period. Careful monitoring of animals with daily weight recording and bladder expression allows for early detection of post-operative complications. The functional results of this contusion model are equivalent to transection models. The contusion model can be utilized to evaluate the efficacy of both neuroprotective and neuroregenerative approaches.

A contusion model of severe spinal cord injury is described. Detailed pre-operative, operative and post-operative steps are described to obtain a consistent model.

쥐에 심각한 척수 손상의 타박상 모델

The translational potential of novel treatments should be investigated in severe spinal cord injury (SCI) contusion models. A detailed methodology is ...

Neural Stem Cell Transplantation in Experimental Contusive Model of Spinal Cord Injury

Spinal cord injury is a devastating clinical condition, characterized by a complex of neurological dysfunctions. Animal models of spinal cord injury can be used both to investigate the biological responses to injury and to test potential therapies. Contusion or compression injury delivered to the surgically exposed spinal cord are the most widely used models of the pathology. In this report the experimental contusion is performed by using the Infinite Horizon (IH) Impactor device, which allows the creation of a reproducible injury animal model through definition of specific injury parameters. Stem cell transplantation is commonly considered a potentially useful strategy for curing this debilitating condition. Numerous studies have evaluated the effects of transplanting a variety of stem cells. Here we demonstrate an adapted method for spinal cord injury followed by tail vein injection of cells in CD1 mice. In short, we provide procedures for: i) cell labeling with a vital tracer, ii) pre-operative care of mice, iii) execution of a contusive spinal cord injury, and iv) intravenous administration of post mortem neural precursors. This contusion model can be utilized to evaluate the efficacy and safety of stem cell transplantation in a regenerative medicine approach.

Spinal cord injury is a traumatic condition that causes severe morbidity and high mortality. In this work we describe in detail a contusion model of spinal cord injury in mice followed by a transplantation of neural stem cells.

척수 손상의 실험 Contusive 모델에서 신경 줄기 세포 이식

Spinal cord injury is a devastating clinical condition, characterized by a complex of neurological dysfunctions. Animal models of spinal cord injury can ...

Calibrated Forceps Model of Spinal Cord Compression Injury

Compression injuries of the murine spinal cord are valuable animal models for the study of spinal cord injury (SCI) and spinal regenerative therapy. The calibrated forceps model of compression injury is a convenient, low cost, and very reproducible animal model for SCI. We used a pair of modified forceps in accordance with the method published by Plemel et al. (2008) to laterally compress the spinal cord to a distance of 0.35 mm. In this video, we will demonstrate a dorsal laminectomy to expose the spinal cord, followed by compression of the spinal cord with the modified forceps. In the video, we will also address issues related to the care of paraplegic laboratory animals. This injury model produces mice that exhibit impairment in sensation, as well as impaired hindlimb locomotor function. Furthermore, this method of injury produces consistent aberrations in the pathology of the SCI, as determined by immunohistochemical methods. After watching this video, viewers should be able to determine the necessary supplies and methods for producing SCI of various severities in the mouse for studies on SCI and/or treatments designed to mitigate impairment after injury.

Spinal cord injury models should be highly reproducible. We demonstrate that the calibrated forceps compression model of spinal cord injury is an easy to use surgical method for generating reproducible injuries to the murine spinal cord.

척수 압축 부상의 보정 집게 모델

Compression injuries of the murine spinal cord are valuable animal models for the study of spinal cord injury (SCI) and spinal regenerative therapy. The ...

A Neonatal Mouse Spinal Cord Compression Injury Model

Spinal cord injury (SCI) typically causes devastating neurological deficits, particularly through damage to fibers descending from the brain to the spinal cord. A major current area of research is focused on the mechanisms of adaptive plasticity that underlie spontaneous or induced functional recovery following SCI. Spontaneous functional recovery is reported to be greater early in life, raising interesting questions about how adaptive plasticity changes as the spinal cord develops. To facilitate investigation of this dynamic, we have developed a SCI model in the neonatal mouse. The model has relevance for pediatric SCI, which is too little studied. Because neural plasticity in the adult involves some of the same mechanisms as neural plasticity in early life1, this model may potentially have some relevance also for adult SCI. Here we describe the entire procedure for generating a reproducible spinal cord compression (SCC) injury in the neonatal mouse as early as postnatal (P) day 1. SCC is achieved by performing a laminectomy at a given spinal level (here described at thoracic levels 9-11) and then using a modified Yasargil aneurysm mini-clip to rapidly compress and decompress the spinal cord. As previously described, the injured neonatal mice can be tested for behavioral deficits or sacrificed for ex vivo physiological analysis of synaptic connectivity using electrophysiological and high-throughput optical recording techniques1. Earlier and ongoing studies using behavioral and physiological assessment have demonstrated a dramatic, acute impairment of hindlimb motility followed by a complete functional recovery within 2 weeks, and the first evidence of changes in functional circuitry at the level of identified descending synaptic connections1.

This article describes a method for generating a reproducible spinal cord compression injury (SCI) in the neonatal mouse. The model provides an advantageous platform for studying mechanisms of adaptive plasticity that underlie spontaneous functional recovery.

신생아 마우스 척수 압축 부상 모델

Spinal cord injury (SCI) typically causes devastating neurological deficits, particularly through damage to fibers descending from the brain to the spinal ...

A Repetitive Concussive Head Injury Model in Mice

Despite the concussion/ mild traumatic brain injury (mTBI) being the most frequent occurrence of traumatic brain injury, there is still a lack of knowledge on the injury and its effects. To develop a better understanding of concussions, animals are often used because they provide a controlled, rigorous, and efficient model. Studies have adapted traditional animal models to perform mTBI to stimulate mild injury severity by changing the injury parameters. These models have been used because they can produce morphologically similar brain injuries to the clinical condition and provide a spectrum of injury severities. However, they are limited in their ability to present the identical features of injuries in patients. Using a traditional impact system, a repetitive concussive injury (rCHI) model can induce mild to moderate human-like concussion. The injury degree can be determined by measuring the period of loss of consciousness (LOC) with a sign of a transient termination of breathing. The rCHI model is beneficial to use for its accuracy and simplicity in determining mTBI effects and potential treatments.

Concussion presents the most common type of traumatic brain injury. Therefore, a repetitive concussive animal model, which replicates the important features of an injury in patients, may provide a means to study concussion in a rigorous, controlled, and efficient manner.

마우스에 반복적 인 충격 포 헤드 손상 모델

Despite the concussion/ mild traumatic brain injury (mTBI) being the most frequent occurrence of traumatic brain injury, there is still a lack of ...

A Tissue Displacement-based Contusive Spinal Cord Injury Model in Mice

Producing a consistent and reproducible contusive spinal cord injury (SCI) is critical to minimizing behavioral and histological variabilities between experimental animals. Several contusive SCI models have been developed to produce injuries using different mechanisms. The severity of the SCI is based on the height that a given weight is dropped, the injury force, or the spinal cord displacement. In the current study, we introduce a novel mouse contusive SCI device, the Louisville Injury System Apparatus (LISA) impactor, which can create a displacement-based SCI with high injury velocity and accuracy. This system utilizes laser distance sensors combined with advanced software to produce graded and highly-reproducible injuries. We performed a contusive SCI at the 10th thoracic vertebral (T10) level in mice to demonstrate the step-by-step procedure. The model can also be applied to the cervical and lumbar spinal levels.

We introduce a tissue displacement-based contusive spinal cord injury model that can produce a consistent contusive spinal cord injury in adult mice.

마우스의 조직 변위에 근거한 척수 손상 모델

Producing a consistent and reproducible contusive spinal cord injury (SCI) is critical to minimizing behavioral and histological variabilities between ...

Murine Model of Controlled Cortical Impact for the Induction of Traumatic Brain Injury

The Centers for Disease Control and Injury Prevention estimate that almost 2 million people sustain a traumatic brain injury (TBI) every year in the United States. In fact, TBI is a contributing factor to over a third of all injury-related mortality. Nonetheless, the cellular and molecular mechanisms underlying the pathophysiology of TBI are poorly understood. Thus, preclinical models of TBI capable of replicating the injury mechanisms pertinent to TBI in human patients are a critical research need. The controlled cortical impact (CCI) model of TBI utilizes a mechanical device to directly impact the exposed cortex. While no model can full recapitulate the disparate injury patterns and heterogeneous nature of TBI in human patients, CCI is capable of inducing a wide range of clinically applicable TBI. Furthermore, CCI is easily standardized allowing investigators to compare results across experiments as well as across investigative groups. The following protocol is a detailed description of applying a severe CCI with a commercially available impacting device in a murine model of TBI.

Here we describe a protocol for the induction of murine traumatic brain injury via an open-head controlled cortical impact.

외상성 뇌 손상의 유도에 대한 제어 피질 영향의 뮤린 모델

The Centers for Disease Control and Injury Prevention estimate that almost 2 million people sustain a traumatic brain injury (TBI) every year in the ...

신경과학

Establishing a Mouse Contusion Spinal Cord Injury Model Based on a Minimally Invasive Technique

Using minimally invasive methods to model spinal cord injury (SCI) can minimize behavioral and histological differences between experimental animals, thereby improving the reproducibility of the experiments.
These methods need two requirements to be fulfilled: clarity of the surgical anatomical pathway and simplicity and convenience of the laboratory device. Crucially for the operator, a clear anatomical pathway provides minimally invasive exposure, which avoids additional damage to the experimental animal during the surgical procedures and allows the animal to maintain a consistent and stable anatomical morphology during the experiment.
In this study, the use of a novel integrated platform called the SCI coaxial platform for spinal cord injury in small animals to expose the T9 level spinal cord in a minimally invasive way and stabilize and immobilize the vertebra of mice using a vertebral stabilizer is researched, and, finally, a coaxial gravity impactor is used to contuse the spinal cord of mice to approach different degrees of T9 spinal cord injury. Finally, histological results are provided as a reference for the readers.

Minimally invasive techniques and a simple laboratory device improve the reproducibility of the spinal cord injury model by reducing operative damage to the experimental animals and allowing anatomical morphology maintenance. The method is worthwhile because the reliable results and reproducible procedure facilitate investigations of the mechanisms of disease reparation.

최소 침습 기술을 기반으로 한 마우스 타박상 척수 손상 모델 설정

Using minimally invasive methods to model spinal cord injury (SCI) can minimize behavioral and histological differences between experimental animals, ...

Electromagnetic Controlled Closed-Head Model of Mild Traumatic Brain Injury in Mice

Highly reproducible animal models of traumatic brain injury (TBI), with well-defined pathologies, are needed for testing therapeutic interventions and understanding the mechanisms of how a TBI alters brain function. The availability of multiple animal models of TBI is necessary to model the different aspects and severities of TBI seen in people. This manuscript describes the use of a midline closed head injury (CHI) to develop a mouse model of mild TBI. The model is considered mild because it does not produce structural brain lesions based on neuroimaging or gross neuronal loss. However, a single impact creates enough pathology that cognitive impairment is measurable at least 1 month after injury. A step-by-step protocol to induce a CHI in mice using a stereotaxically guided electromagnetic impactor is defined in the paper. The benefits of the mild midline CHI model include the reproducibility of the injury-induced changes with low mortality. The model has been temporally characterized up to 1 year after the injury for neuroimaging, neurochemical, neuropathological, and behavioral changes. The model is complementary to open skull models of controlled cortical impact using the same impactor device. Thus, labs can model both mild diffuse TBI and focal moderate-to-severe TBI with the same impactor.

The protocol describes mild traumatic brain injury in a mouse model. In particular, a step-by-step protocol to induce a mild midline closed head injury and the characterization of the animal model is fully explained.

생쥐의 경미한 외상성 뇌 손상에 대한 전자기 제어 폐쇄 머리 모델

Highly reproducible animal models of traumatic brain injury (TBI), with well-defined pathologies, are needed for testing therapeutic interventions and ...