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上海申知心生物科技有限公司

主營產(chǎn)品: 高血脂癥動物模型,心血管疾病動物模型,缺血性心臟病動物模型

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小鼠脊髓損傷模型構(gòu)建
小鼠脊髓損傷模型構(gòu)建
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更新時間:2025-05-13 16:13:28瀏覽次數(shù):1530

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【簡單介紹】
小鼠脊髓損傷模型構(gòu)建:小鼠脊髓損傷(SCI)模型是研究神經(jīng)再生、修復(fù)機制及藥物篩選的核心工具。
【詳細說明】

一、實驗動物選擇與術(shù)前準備

1. 品系選擇
  • C57BL/6小鼠:基因同源性高,耐受性強,廣泛用于基因編輯研究(如CRISPR-Cas9)。

  • 轉(zhuǎn)基因小鼠(如CX3CR1-GFP):用于追蹤小膠質(zhì)細胞動態(tài)變化,研究免疫調(diào)控機制。

  • 年齡與性別

    • 年齡:8-12周齡(性成熟期,骨生長板閉合)

    • 性別:雄性為主(避免雌激素周期干擾),部分研究需雌性以模擬性別差異效應(yīng)。

2. 術(shù)前準備
  • 適應(yīng)性飼養(yǎng):SPF環(huán)境中適應(yīng)7天,控制光照周期(12h/12h)與標準飼料。

  • 麻醉方案

    麻醉劑濃度與劑量適用場景
    異氟烷4%誘導(dǎo),1-2%維持(混合30% O?/70% N?)常規(guī)手術(shù),術(shù)后恢復(fù)快
    三溴乙醇1.25%腹腔注射(20μL/g)短時操作,需注意肝毒性

二、造模方法分類與操作流程

1. 挫傷型模型(主流方法)

改良Allen's法

  1. 椎板暴露:T9-T11節(jié)段背部正中切口,分離椎旁肌肉,咬除T10椎板暴露脊髓。

  2. 打擊參數(shù)

    • 氣壓打擊:使用PSI-IH打擊器,設(shè)定壓力0.7N,打擊深度1.0mm,停留時間0.1s

    • 重物墜擊:10g砝碼從8.3cm高度墜落,通過套管間接撞擊脊髓。

  3. 判定標準

    • 即刻反應(yīng):雙后肢抽動、尾巴甩動;

    • 術(shù)后蘇醒:后肢遲緩性癱瘓,BMS評分≤2分(滿分9分)。

智能自動化系統(tǒng)(G smart SCI system)

  • 優(yōu)勢:激光測距+自動化平臺,減少人為誤差,實現(xiàn)打擊參數(shù)(速度、深度)精準控制。

  • 應(yīng)用:可生成輕、中、重度損傷模型,用于梯度修復(fù)研究。

2. 壓迫型模型
  • 鉗夾法

    • 使用動脈瘤夾(壓力50g,持續(xù)30s)夾閉T10脊髓,模擬臨床椎管狹窄或腫瘤壓迫。

    • 病理特征:軸突斷裂、星形膠質(zhì)細胞增生,MBP表達下降>60%

  • 氣囊壓迫:植入微型氣囊,逐步充氣至壓力20mmHg,持續(xù)5分鐘。

3. 橫斷型模型
  • wan全橫斷:顯微剪刀切斷T10節(jié)段脊髓,用于研究神經(jīng)再生屏障。

  • 部分橫斷:單側(cè)半切(保留50%脊髓完整性),評估不對稱運動功能恢復(fù)。

4. 化學損傷模型
  • 谷氨酸注射:T10硬膜外注射1μL谷氨酸(10mM),誘導(dǎo)興奮性毒性損傷。

  • 脂多糖(LPS)模型:局部注射LPS(1μg/μL)模擬神經(jīng)炎癥,IL-6升高>5倍。


三、術(shù)后管理與并發(fā)癥防控

1. 基礎(chǔ)護理
  • 鎮(zhèn)痛:布洛芬緩釋片(10mg/kg,bid×3天)或局部冷敷。

  • 抗感染:頭孢呋辛鈉(90mg/kg,qd×7天)。

  • 膀胱管理:每日人工按摩排尿2-4次,直至自主排尿恢復(fù)(約7-14天)。

2. 生存質(zhì)量監(jiān)測
  • 體重閾值:術(shù)后體重下降>15%或活動量減少>50%需終止實驗

  • 營養(yǎng)支持:高熱量軟食(如凝膠飼料)預(yù)防營養(yǎng)不良。


四、模型驗證與評估體系

1. 行為學評估
評分系統(tǒng)評估維度判定標準(損傷后7天)
BBB評分后肢關(guān)節(jié)運動、協(xié)調(diào)性0-4分(wan全癱瘓-輕微運動)
BMS評分運動功能精細分級(0-9分)≤2分提示嚴重損傷
機械觸覺后肢機械痛閾(Von Frey)閾值下降>50%提示感覺過敏
2. 影像學分析
  • 微型MRI:T2加權(quán)像顯示損傷中心高信號,T2 mapping值升高>30%。

  • Micro-CT:量化骨贅形成(BV/TV>5%提示繼發(fā)性骨關(guān)節(jié)炎)

3. 組織病理學
檢測方法關(guān)鍵指標技術(shù)參數(shù)
HE染色炎性細胞浸潤(每HPF>50個)損傷中心空洞面積>40%為重度
LFB染色髓鞘完整性(藍染區(qū)域丟失>60%)軸突密度下降>50%
免疫熒光GFAP(星形膠質(zhì)細胞活化)、Iba1(小膠質(zhì)細胞)GFAP+面積占比>30%提示膠質(zhì)瘢痕
4. 分子生物學檢測
  • 炎癥因子譜:ELISA檢測TNF-α (>80pg/mL)、IL-6 (>120pg/mL)

  • 氧化應(yīng)激:比色法測定MDA (>4nmol/mg蛋白)、SOD活性下降>30%。


五、創(chuàng)新方向與技術(shù)突破

  1. 基因編輯與細胞治療

    • CRISPR-Cas9:敲除Nogo-A基因促進軸突再生,運動功能恢復(fù)率提升40%

    • 小膠質(zhì)細胞移植:Mr BMT-X Ray方案替換效率達84.8%,優(yōu)于傳統(tǒng)方法。

  2. 智能監(jiān)測系統(tǒng)

    • 植入式柔性傳感器:實時監(jiān)測損傷區(qū)pH、IL-6濃度(精度±5pg/mL)。

    • AI預(yù)后模型:基于Micro-CT圖像的3D ResNet算法預(yù)測修復(fù)潛力(AUC=0.93)。

  3. 類器官與生物材料

    • 脊髓類器官芯片:iPSC分化的神經(jīng)元與膠質(zhì)細胞共培養(yǎng),模擬損傷微環(huán)境。

    • 4D打印支架:溫敏性GelMA水凝膠負載BDNF,孔隙率85%促進血管化。


六、倫理與標準化挑戰(zhàn)

  1. 動物福利

    • 推行“3R原則"(替代、減少、優(yōu)化),推廣離體脊髓切片模型減少活體使用。

    • 國際共識指標:制定《ARRIVE-SCI指南》,統(tǒng)一手術(shù)參數(shù)與評估標準。

  2. 數(shù)據(jù)可比性

    • 第三方驗證:關(guān)鍵指標(如BMS評分、GFAP表達)需跨實驗室重復(fù)(CV<10%)。


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