Published April 17, 2017 | Version v1
Publication Open

Creation of an intramedullary cavity by hemorrhagic necrosis removal 24 h after spinal cord contusion in rats for eventual intralesional implantation of restorative materials

Creators

  • 1. Mexican Social Security Institute
  • 2. Instituto Nacional de Rehabilitación
  • 3. Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía
  • 4. Universidad Autónoma del Estado de México

Description

Intramedullary hemorrhagic necrosis occurs early after spinal cord injury at the site of injury and adjacent segments. It is considered harmful because of its potential to aggravate secondary injury, and to interfere with axonal regeneration; it might also lead to an unfavorable environment for intralesional implants. Removal of hemorrhagic necrosis has been attempted before with variable results. The invasive nature of these procedures carries the risk of exacerbating damage to the injured cord. The overall objective for this study was to test several strategies for non-damaging removal of hemorrhagic necrosis and characterize the resulting cavity looking for a space for future intralesional therapeutic implants in rats with acute cord injury. Rats were subjected to graded cord contusion, and hemorrhagic necrosis was removed after 24h. Three grades of myelotomy (extensive, medium sized, and small) were tested. Using the small surgical approach to debridement, early and late effects of the intervention were determined by histology and by analytical and behavioral analysis. Appearance and capacity of the resulting cavity were characterized. Satisfactory removal of hemorrhagic necrosis was achieved with all three surgical approaches to debridement. However, bleeding in spared cord tissue was excessive after medium sized and extensive myelotomies but similar to control injured rats after small cord surgery. Small surgical approach to debridement produced no swelling nor acute inflammation changes, nor did it affect long-term spontaneous locomotor recovery, but resulted in modest improvement of myelination in rats subjected to both moderate and severe injuries. Cavity created after intervention was filled with 10 to 15 μL of hydrogel. In conclusion, by small surgical approach to debridement, removal of hemorrhagic necrosis was achieved after acute cord contusion thereby creating intramedullary spaces without further damaging the injured spinal cord. Resulting cavities appear suitable for future intralesional placement of pro-reparative cells or other regenerative biomaterials in a clinically relevant model of spinal cord injury.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يحدث النخر النزفي داخل النخاع في وقت مبكر بعد إصابة النخاع الشوكي في موقع الإصابة والقطع المجاورة. يعتبر ضارًا بسبب قدرته على تفاقم الإصابة الثانوية، والتداخل مع تجديد المحور العصبي ؛ قد يؤدي أيضًا إلى بيئة غير مواتية للزرع داخل المرئيات. تمت محاولة إزالة النخر النزفي من قبل بنتائج متغيرة. تنطوي الطبيعة الغازية لهذه الإجراءات على خطر تفاقم تلف الحبل السري المصاب. كان الهدف العام لهذه الدراسة هو اختبار العديد من الاستراتيجيات لإزالة النخر النزفي غير الضارة وتوصيف التجويف الناتج الذي يبحث عن مساحة للزرع العلاجي داخل المفصل المستقبلي في الفئران المصابة بإصابة حادة في الحبل الشوكي. تعرضت الفئران لكدمة حبل متدرجة، وتمت إزالة النخر النزفي بعد 24 ساعة. تم اختبار ثلاث درجات من بضع النخاع (واسعة ومتوسطة الحجم وصغيرة). باستخدام النهج الجراحي الصغير للتنضير، تم تحديد الآثار المبكرة والمتأخرة للتدخل من خلال علم الأنسجة والتحليل التحليلي والسلوكي. تم تمييز مظهر وسعة التجويف الناتج. تم تحقيق إزالة مرضية للنخر النزفي من خلال الطرق الجراحية الثلاثة للتنضير. ومع ذلك، كان النزيف في أنسجة الحبل السري الاحتياطية مفرطًا بعد عمليات استئصال النخاع المتوسطة الحجم والشاملة ولكنه مشابه للسيطرة على الفئران المصابة بعد جراحة الحبل السري الصغيرة. لم ينتج عن النهج الجراحي الصغير للتنضير أي تورم أو تغيرات حادة في الالتهاب، كما أنه لم يؤثر على التعافي الحركي التلقائي على المدى الطويل، ولكنه أدى إلى تحسن طفيف في الميالين في الفئران التي تعرضت لإصابات متوسطة وشديدة. تم ملء التجويف الذي تم إنشاؤه بعد التدخل بـ 10 إلى 15 ميكرولتر من الهلام المائي. في الختام، من خلال نهج جراحي صغير للإنضار، تم تحقيق إزالة النخر النزفي بعد كدمة الحبل الشوكي الحادة وبالتالي خلق مساحات داخل النقي دون إلحاق المزيد من الضرر بالحبل الشوكي المصاب. تبدو التجاويف الناتجة مناسبة لوضع الخلايا التصالحية أو غيرها من المواد الحيوية المتجددة في المستقبل في نموذج مناسب سريريًا لإصابة النخاع الشوكي.

Translated Description (French)

La nécrose hémorragique intramédullaire survient tôt après une lésion de la moelle épinière au site de la lésion et dans les segments adjacents. Il est considéré comme nocif en raison de son potentiel à aggraver les blessures secondaires et à interférer avec la régénération axonale ; il pourrait également conduire à un environnement défavorable pour les implants intralésionnels. L'élimination de la nécrose hémorragique a déjà été tentée avec des résultats variables. Le caractère invasif de ces procédures comporte le risque d'exacerber les lésions du cordon lésé. L'objectif global de cette étude était de tester plusieurs stratégies d'élimination non dommageable de la nécrose hémorragique et de caractériser la cavité résultante à la recherche d'un espace pour de futurs implants thérapeutiques intralésionnels chez le rat présentant une lésion aiguë du cordon ombilical. Les rats ont été soumis à une contusion progressive du cordon, et la nécrose hémorragique a été retirée après 24h. Trois grades de myélotomie (étendue, moyenne et petite) ont été testés. À l'aide de la petite approche chirurgicale du débridement, les effets précoces et tardifs de l'intervention ont été déterminés par histologie et par analyse analytique et comportementale. L'apparence et la capacité de la cavité résultante ont été caractérisées. L'élimination satisfaisante de la nécrose hémorragique a été obtenue avec les trois approches chirurgicales de débridement. Cependant, le saignement dans le tissu ombilical épargné était excessif après des myélotomies de taille moyenne et étendue, mais similaire au contrôle des rats blessés après une petite chirurgie du cordon. Une petite approche chirurgicale du débridement n'a produit aucun gonflement ni aucun changement inflammatoire aigu, ni n'a affecté la récupération locomotrice spontanée à long terme, mais a entraîné une amélioration modeste de la myélinisation chez les rats soumis à des blessures modérées et graves. La cavité créée après l'intervention a été remplie de 10 à 15 μL d'hydrogel. En conclusion, par une petite approche chirurgicale du débridement, l'ablation de la nécrose hémorragique a été réalisée après une contusion aiguë de la moelle, créant ainsi des espaces intramédullaires sans endommager davantage la moelle épinière lésée. Les cavités résultantes semblent appropriées pour un futur placement intralésionnel de cellules pro-réparatives ou d'autres biomatériaux régénératifs dans un modèle cliniquement pertinent de lésion de la moelle épinière.

Translated Description (Spanish)

La necrosis hemorrágica intramedular se produce poco después de la lesión de la médula espinal en el sitio de la lesión y en los segmentos adyacentes. Se considera perjudicial debido a su potencial para agravar la lesión secundaria e interferir con la regeneración axonal; también podría conducir a un entorno desfavorable para los implantes intralesionales. La extirpación de la necrosis hemorrágica se ha intentado antes con resultados variables. La naturaleza invasiva de estos procedimientos conlleva el riesgo de exacerbar el daño al cordón lesionado. El objetivo general de este estudio fue probar varias estrategias para la eliminación no dañina de la necrosis hemorrágica y caracterizar la cavidad resultante buscando un espacio para futuros implantes terapéuticos intralesionales en ratas con lesión medular aguda. Las ratas se sometieron a contusión del cordón graduada y se extirpó la necrosis hemorrágica después de 24 h. Se probaron tres grados de mielotomía (extensa, mediana y pequeña). Utilizando el enfoque quirúrgico pequeño para el desbridamiento, los efectos tempranos y tardíos de la intervención se determinaron por histología y por análisis analítico y conductual. Se caracterizó el aspecto y la capacidad de la cavidad resultante. Se logró una eliminación satisfactoria de la necrosis hemorrágica con los tres enfoques quirúrgicos para el desbridamiento. Sin embargo, el sangrado en el tejido del cordón umbilical conservado fue excesivo después de mielotomías medianas y extensas, pero similar al de las ratas lesionadas de control después de una cirugía de cordón umbilical pequeño. El enfoque quirúrgico pequeño para el desbridamiento no produjo hinchazón ni cambios agudos en la inflamación, ni afectó la recuperación locomotora espontánea a largo plazo, pero dio como resultado una mejora modesta de la mielinización en ratas sometidas a lesiones moderadas y graves. La cavidad creada después de la intervención se llenó con 10 a 15 μL de hidrogel. En conclusión, mediante un pequeño abordaje quirúrgico del desbridamiento, se logró la eliminación de la necrosis hemorrágica después de una contusión medular aguda, creando así espacios intramedulares sin dañar aún más la médula espinal lesionada. Las cavidades resultantes parecen adecuadas para la futura colocación intralesional de células proreparadoras u otros biomateriales regenerativos en un modelo clínicamente relevante de lesión de la médula espinal.

Files

journal.pone.0176105&type=printable.pdf

Files (7.9 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:71e51ca96d4e24725f6280f7be874239
7.9 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
خلق تجويف داخل النخاع عن طريق إزالة النخر النزفي بعد 24 ساعة من كدمة الحبل الشوكي في الفئران لزرع المواد الترميمية داخل المرئيات في نهاية المطاف
Translated title (French)
Création d'une cavité intramédullaire par ablation de la nécrose hémorragique 24 h après la contusion de la moelle épinière chez le rat pour une éventuelle implantation intralésionnelle de matériaux réparateurs
Translated title (Spanish)
Creación de una cavidad intramedular mediante la extirpación de la necrosis hemorrágica 24 h después de la contusión de la médula espinal en ratas para la eventual implantación intralesional de materiales restauradores

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2606149784
DOI
10.1371/journal.pone.0176105

Is supplement to
https://openalex.org/W3028827658 (Other)
https://openalex.org/W3001439917 (Other)
https://openalex.org/W2475099835 (Other)
https://openalex.org/W2416073882 (Other)
https://openalex.org/W2393032447 (Other)
https://openalex.org/W2373505102 (Other)
https://openalex.org/W2367350653 (Other)
https://openalex.org/W2355609011 (Other)
https://openalex.org/W2343294779 (Other)
https://openalex.org/W2132611744 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Mexico

References

  • https://openalex.org/W1556357893
  • https://openalex.org/W1595544243
  • https://openalex.org/W1612744739
  • https://openalex.org/W1966207988
  • https://openalex.org/W1970746497
  • https://openalex.org/W1970764391
  • https://openalex.org/W1978669570
  • https://openalex.org/W1988868629
  • https://openalex.org/W1991634993
  • https://openalex.org/W1995414607
  • https://openalex.org/W1995810806
  • https://openalex.org/W1997721049
  • https://openalex.org/W1997781927
  • https://openalex.org/W2005632298
  • https://openalex.org/W2006617411
  • https://openalex.org/W2010882645
  • https://openalex.org/W2019286511
  • https://openalex.org/W2023487268
  • https://openalex.org/W2024848348
  • https://openalex.org/W2035120744
  • https://openalex.org/W2036465941
  • https://openalex.org/W2040871722
  • https://openalex.org/W2045468556
  • https://openalex.org/W2046390098
  • https://openalex.org/W2047747930
  • https://openalex.org/W2058678069
  • https://openalex.org/W2069329007
  • https://openalex.org/W2075657608
  • https://openalex.org/W2080260073
  • https://openalex.org/W2082549752
  • https://openalex.org/W2085864993
  • https://openalex.org/W2088126038
  • https://openalex.org/W2102115875
  • https://openalex.org/W2104192802
  • https://openalex.org/W2104968232
  • https://openalex.org/W2107565079
  • https://openalex.org/W2109057087
  • https://openalex.org/W2121049091
  • https://openalex.org/W2126766857
  • https://openalex.org/W2136507093
  • https://openalex.org/W2141886242
  • https://openalex.org/W2142314558
  • https://openalex.org/W2148490153
  • https://openalex.org/W2152459707
  • https://openalex.org/W2161940630
  • https://openalex.org/W2170645579
  • https://openalex.org/W232660780
  • https://openalex.org/W2333895670
  • https://openalex.org/W2409385432
  • https://openalex.org/W2411748476
  • https://openalex.org/W2413657992
  • https://openalex.org/W2469282884
  • https://openalex.org/W2528095620