Method Article
عرض هنا هو بروتوكول لتصنيع نظام قابل للزرع في تسجيل زمني في الجسم الحي من إمكانات تخطيطي مستحضرة وعفوية. يتم تطبيق النظام على التحقيق في reinnervation من عضلات الحنجرة بعد إصابة الأعصاب.
يقيس التصوير الكهربائي (EMG) استجابة العضلات للتحفيز الكهربائي أو النشاط التلقائي للوحدات الحركية ويلعب دورًا مهمًا في تقييم الوظيفة العصبية العضلية. التسجيل المزمن لنشاط EMG يعكس حالة إعادة التشنج في العضلات بعد إصابة الأعصاب كان محدودا، وذلك بسبب الطبيعة الغازية لتقنيات تسجيل EMG التقليدية. في هذا الصدد، تم تصميم نظام قابل للزرع على المدى الطويل، في تسجيل EMG على الجسم الحي وتحفيز الأعصاب. وقد تم تطبيقه واختباره في دراسة على reinnervation من عضلات الحنجرة. يتكون هذا النظام من 1) اثنين من الأصفاد العصبية القطب القطب القطبي ويؤدي لتحفيز كل من اثنين من الأعصاب: العصب الحنجرة المتكررة (RLN) والفرع الداخلي للعصب الحنجرة متفوقة (SLN); 2) اثنين من أقطاب تسجيل EMG ويؤدي لكل من عضلات الحنجرة اثنين: الكريكاريتينويد الخلفي (PCA) العضلات وthyroarytenoid-lateral cricoarytenoid (TA-LCA) مركب العضلات; و 3) وعاء الجلد تتشابك جميع محطات الرصاص المزروعة إلى preamplifier تسجيل خارجي ومحفز باستخدام كابل اتصال. خيوط السلك هي تفلون المغلفة، خيوط متعددة، نوع 316 الفولاذ المقاوم للصدأ. يتم لفها ويمكن أن تمتد أثناء حركة الجسم من الحيوان مستيقظا لمنع كسر الرصاص وهجرة القطب. يتم زرع هذا النظام أثناء جراحة التعقيم. بعد ذلك، يتم تنفيذ تسجيلات EMG الأساسية قبل أن يتم تحويل RLN في الجراحة الثانية لدراسة إعادة التشنج العضلي. طوال الدراسة ، يتم إجراء جلسات فسيولوجية متعددة في الحيوان المُحَسَس للحصول على نشاط EMG مستحضر وعفوي يعكس حالة إعادة التأكسد لعضلات الحنجرة. النظام هو المدمجة، خالية من العدوى على مدار الدراسة، ودائم للغاية. يمكن أن يوفر هذا النظام القابل للزرع منصة موثوقة للأبحاث التي يلزم فيها التسجيل على المدى الطويل أو تحفيز الأعصاب في الحيوان المُحسَس أو المتحرك بحرية.
تسجيل EMG هو تقنية مفيدة لقياس النشاط الكهربائي الذي تنتجه عضلة الهيكل العظمي عند تفعيلها عن طريق التحفيز الكهربائي لأعصابها أو إطلاق تلقائي لوحداتها الحركية. يمكن استخدام مراقبة إشارات EMG لتقييم انتقال العضلات العصبية والميكانيكا الحيوية العضلية1. تسجيل EMG يلعب أيضا دورا هاما في توصيف نوعية وحجم reinnervation العضلات بعد إصابة الأعصاب2,3,4,5. ومع ذلك، لا يمكن تحقيق العديد من تسجيلات EMG خلال فترة إعادة التداخلية بأكملها من خلال نهج الغازية. لذلك ، تم تصميم وتطوير الأجهزة القابلة للزرع للتحفيز والتسجيل المزمن المتكرر في الأنظمة العصبية العضلية6،7،8،9،10،11،12،13. الهدف من هذه الورقة هو وصف بروتوكول لتصنيع وزرع نظام مستقر للحصول على بيانات EMG الزمنية الموثوقة من الحنجرة.
يتم تطبيق هذا النظام هنا لدراسة reinnervation العضلات الحنجرة. يتم توفير لمحة موجزة عن الحنجرة للتوجيه(الشكل 1). التنسيق الدقيق بين المكونات الحسية والحركية ضروري للحركة العضلية المناسبة أثناء التنفس والتعبير وحماية مجرى الهواء. عضلة PCA ، الموجودة في الحنجرة الخلفية ، هي الخاطف الوحيد للطيالصوتي. يتم تنشيط هذه العضلات تلقائيا أثناء الإلهام لزيادة منطقة glottal للاستنشاق. مجمع TA-LCA هو الاختزال الرئيسي للطية الصوتية. تفعيل هذا المجمع العضلي جنبا إلى جنب مع adductor آخر (أي العضلات interarytenoid) medialize أضعاف للاهتزاز وإنتاج الصوت وإغلاق أضعاف لحماية مجرى الهواء أثناء البلع.
بالإضافة إلى ذلك, ألياف الخلايا العصبية الحركية الداخلية كل من الخاطف وعضلات adductor في RLN. يمكن تمييز الخاطفين وعضلات الاختزال استنادًا إلى تكوين وحدة المحرك14،15. زيادة المعروضات العضلات PCA اطلاق النار خلال ظروف hypercapnic و / أو نقص الأكسكة16 بسبب وجود وحدات السيارات الملهمة. في المقابل ، فإن وحدات المحركات المنعكسة للإغلاق الجلوتي (RGC) ، والتي تغلق glottis بشكل انعكاسي من خلال تنشيط المستقبلات الحسية داخل الغشاء المخاطي للحنجرة ، موجودة في مجمع العضلات TA-LCA. الفرع الداخلي للعصب الحنجرة متفوقة (SLN) يحمل الألياف afferent من المستقبلات الحسية في الحنجرة17. على الرغم من أن التعبير هو في المقام الأول وظيفة adductor ، وتشارك كل من الخاطفين ووحدات المحرك adductor في هذا السلوك الحنجرة المتطورة للغاية.
الشكل 1: تشريح الحنجرة. كما يتم عرض مكونات هذا النظام القابل للزرع. SLN = العصب الحنجرة متفوقة; RLN = العصب اللارينجال المتكرر; PCA = العضلات الكريكاريتينويد الخلفي; TA-LCA = thyroarytenoid-الجانبي مجمع العضلات الكريكاريتينويد; DBS = التحفيز العميق للدماغ. وقد تم استنساخ هذا الرقم بإذن من وايلي27. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
إصابة RLN يمكن أن يؤدي إلى شلل أضعاف الصوتية (VFP), الذي يعرض للخطر كل من خطف ووظائف adducting بسبب الرينج العضلي denervation14,18,19. في وقت لاحق، تجديد الألياف العصبية RLN وreinnervation من العضلات يحدث عادة. ومع ذلك، reinnervation هو عملية عشوائية ويؤدي إلى سوء توجيه، إعادة اتصال العضلات غير مناسب في معظم الحالات. ويشار إلى هذا باسم synkinesis، الذي التنشيط التلقائي للخاطفين ومضادات adductor هو خلل وتنتج حركة غير فعالة أو حتى متناقضة من طيات الصوتية14،19،20،21. مع synkinesis ، وظيفة حاسمة التي فقدت هو اختطاف أضعاف الصوتية ، مما أدى إلى عدم كفاية التهوية. على الرغم من أن هناك محاولات مستمرة لعلاج synkinesis الحنجرة إما 1) منع إغلاق الجلوتية مع البوتوك22،23 أو 2) تحفيز كهربائيا افتتاح الجلوتامع مع جهاز تنظيم ضربات القلب القابلة للزرع24،25، لا يوجد أي تدخل سريري أن يمنع بشكل موثوق synkinesis26. ومع ذلك، هناك أدلة على أن التكييف الكهربائي لعضلة PCA أثناء إعادة الارتحال عند تردد منخفض يعزز إعادة الاتصال العصبي ة والعضلية المناسبة ويقلل من حدوث synkinesis. وتجري حاليا دراسات لتوضيح الآليات الأساسية2.
تركز هذه الورقة على وصف نظام بسيط وغير مكلف للزرع لتحفيز العصب المزمن وتسجيل EMG. ويمكن استخدام هذا النظام للتحقيق في آثار التكييف الكهربائي التردد المنخفض للعضلة PCA على خصوصية reinnervation لاحقة. إشارات EMG التي حصل عليها هذا النظام يمكن أن تعكس نوعية وكمية من reinnervation العضلات الحنجرة مع مرور الوقت.
وقد وافقت على هذه الدراسة لجنة رعاية الحيوانات واستخدامها المؤسسية التابعة لجامعة فاندربيلت، وأجريت وفقا ً لدليل رعاية واستخدام الحيوانات المختبرية (المعاهد الوطنية للصحة، بيتسدا، ميريلاند). ويشمل هذا النظام خمسة مكونات قابلة للزرع وكابل خارجي واحد.
1. اثنين من ثنائي القطب RLN الأصفاد القطب التحفيز، مع كل زوج من أسلاك الرصاص ملفوف ودبابيس المحطة الطرفية
2. اثنين من القطبين SLN الأصفاد القطب التحفيز، مع كل زوج من أسلاك الرصاص ملفوف ودبابيس المحطة الطرفية
3. اثنين من PCA العضلات EMG تسجيل الأقطاب الكهربائية، مع كل سلك الرصاص ملفوف ودبوس المحطة الطرفية
4. اثنين من TA-LCA العضلات مجمع EMG تسجيل الأقطاب الكهربائية، كل مع سلك الرصاص ملفوف ودبوس المحطة الطرفية
5. وعاء الجلد للتواصل بين الأقطاب الكهربائية والمعدات الخارجية
6. كابل اتصال خارجي لتسجيل ما قبل مكبر للصوت ومحفز
ملاحظة: يتم استخدام كابل لإجراء اتصالات بين وعاء الجلد المزروع والمعدات الخارجية أثناء جلسات تسجيل تحفيز العصب-EMG (القسمين 8 و 10). وهو يتألف من 12 أسلاك معزولة إنهاء مع دبابيس الذكور لإدراجها في دبابيس الإناث في وعاء الجلد. يتكون هذا الكابل من جزأين: قابس تسجيل EMG وأسلاك تحفيز الأعصاب. المكونات تسجيل ضروري لعزل إشارات EMG الجهد المنخفض من التحف تحفيز الجهد العالي يشع من دبابيس التحفيز. لنفس السبب، يتم ترك اثنين من الثقوب في كل صف من وعاء الجلد غير مأهولة لفصل دبابيس التسجيل من دبابيس التحفيز.
7. أول عملية زرع
8. تحفيز الأعصاب - EMG جلسات التسجيل في خط الأساس
ملاحظة: قم بإجراء هذه الجلسات 2x-3x بعد جراحة الزرع (القسم 7) وقبل جراحة استئصال العصب (القسم 9) للحصول على إشارات EMG الأساسية عندما تكون RLNs الثنائية سليمة. تطبيق البروتوكول التالي أثناء جلسة تسجيل تحفيز العصب القياسي-EMG (القسمين 8 و 10).
9. الجراحة الثانية لتشريح الأعصاب والأنف وموسيس
10. تحفيز الأعصاب- EMG جلسات التسجيل بعد إصابات RLN الثنائية
وترد أمثلة المكونات في الشكل 2. من اليسار إلى اليمين في الشكل 2A هي الكفة التحفيز العصبي، TA-LCA تسجيل القطب، PCA تسجيل القطب، ووعاء واجهة الجلد، على التوالي. ويمكن تقدير الحجم النسبي لهذه المكونات. وعاء الجلد(الشكل 2B)لديه صفين من الثقوب التي يتم إدراج دبابيس الإناث في نهاية كل سلك ملفوف(الشكل 2D). يتم إدراجها مقابل لوحة الوجه (السهم) أثناء جراحة الزرع. وعاء لديه تنورة البوليستر(الشكل 2C)تعلق على الجدران الجانبية موصل. تم تصميم هذه التنورة لترسيخ وعاء في الموقف عن طريق تسلل النسيج الضام. كل Teflon المغلفة الفولاذ المقاوم للصدأ EMG الرصاص(الشكل 2E)هو العزل (5 ملم) في تلميح لتشكيل قطب على شكل خطاف لتسجيل العضلات. الكفة التحفيز ية لديها اثنين من أقطاب مترابطة ضد جدار الكفة الداخلية. يتم فصلها عن طريق مسافة 2 ملم(الشكل 2F)وتشكيل شكل "V"(الشكل 2G)لضمان التسليم الحالي عبر العصب.
الشكل 2: مكونات نظام الزرع. (أ)من اليسار إلى اليمين هو كفة التحفيز العصبي، TA-LCA تسجيل القطب، PCA تسجيل القطب، ووعاء واجهة الجلد، على التوالي. (ب)وعاء الجلد الذي يظهر صفين من الثقوب. (C)وعاء تظهر تنورة البوليستر تعلق على الجدران الجانبية موصل لها. (D)الأسلاك ملفوف تحتوي على دبابيس الإناث لإدراجها في B.(E)Teflon المغلفة الفولاذ المقاوم للصدأ EMG الرصاص هو العزل (5 ملم) في طرف لتشكيل قطب على شكل خطاف لتسجيل العضلات. (F)الكفة التحفيز ية اثنين من الأقطاب مترابطة ضد جدار الكفة الداخلية، والتي يتم فصلها من قبل 2 ملم. (ز)"V" تشكيل شكل أقطاب كهربائية لضمان التسليم الحالي عبر العصب. تم تعديل هذا الرقم بإذن27. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
ويبين الشكل 3 وعاء الجلد المزروع وكيفية ربط الكابل من المعدات الخارجية بالأوعية. تجدر الإشارة إلى أن دبابيس الذكور الوهمية (غير مبينة) يتم إدراجها في دبابيس الإناث من وعاء لإبقائها خالية من الحطام بين جلسات التسجيل.
الشكل 3: وعاء الجلد وكابل واجهة. (أ)يظهر وعاء الجلد المزروع على الرقبة الرعنة دون دبابيس الذكور وهمية. (ب)تصور الصورة كيف يتم ربط دبابيس التحفيز وقابس تسجيل EMG (السهم) للكابل من المعدات الخارجية إلى الوعاء أثناء جلسة تسجيل تحفيز العصب-EMG. تم تعديل هذا الرقم بإذن27. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
يُظهر الشكل 4 تسجيل EMG من إحدى جلسات الأساس مع RLNs سليمة.
الشكل 4: تسجيلات EMG من عضلات الحنجرة مع التعصيب الطبيعي. (أ)تسجيل مثال من العضلات PCA حيث تنتج تحفيز RLN قطعة أثرية التحفيز (السهم) تليها إمكانات EMG كبيرة أثار. (ب)تسجيل مثال من مجمع العضلات TA-LCA، الذي التحفيز SLN تنتج قطعة أثرية التحفيز (السهم). ممثلة هنا هو(أ)استجابة قصيرة للعضلات أحادية الاستجابة الكمون و (ب)استجابة أطول الكمون polysynaptic RGC. (C)رشقات نارية (السهام) من نشاط EMG عفوية سجلت من عضلة PCA خلال الإلهام العادي. (D)زيادة نشاط EMG الملهمة على مدار تسليم ثاني أكسيد الكربون2. تم تعديل هذا الرقم بإذن27. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
في تسجيل من عضلة PCA(الشكل 4A)، ينتج تحفيز RLN قطعة أثرية تحفيزية (سهم) تليها إمكانات EMG كبيرة. توفر الاستجابات القصوى التي أثارتها RLN مؤشرًا جيدًا للحجم الإجمالي للتعصيب الطبيعي بالإضافة إلى مستوى إعادة التبرّح بعد الرّفة العصبية اللاحقة، بغض النظر عن نوع الوحدة الحركية. هذا صحيح لأن RLN يحتوي على ألياف عصبية من كل من الوحدات الحركية المستوحاة والمنعكسة (RGC). تقوم RLN بتحفيز كلا النوعين من الوحدات. يتم تصحيح نشاط وحدة محرك EMG أثار ومتكاملة على مدى فترة زمنية 20 مللي ثانية للحصول على مقياس كمي من التعصيب العضلات.
في تسجيل من مجمع العضلات TA-LCA(الشكل 4B)،التحفيز SLN تنتج قطعة أثرية التحفيز (السهم). ويتبع هذه القطعة الأثرية استجابة العضلات أحادية الاتصال قصيرة الكمون (أ) وأطول الكمون polysynaptic استجابة RGC (ب). الإمكانية (أ) هي استجابة مباشرة من عضلة الغدة الدرقية ، لأن هذه العضلة مُعاينة من قبل الفرع الخارجي القريب من SLN. يحدث التنشيط الطائش لهذا الفرع عادة أثناء تحفيز الكفة العصبية للفرع الداخلي لتنشيط استجابة RGC. يتم تسجيل إمكانات الغدة الدرقية من قبل القطب TA-LCA، كما تقع هذه العضلات بالقرب من المجمع. وقد أظهرت الدراسات السابقة أن إمكانات الغدة الدرقية التي أثارها تحفيز الفروع الداخلية يمكن إلغاؤها بشكل انتقائي عن طريق قسم الفرع الخارجي للجبهة الوطنية لتحرير السودان (زيلير، ملاحظات غير منشورة). تعكس استجابات EMG التي أثارتها SLN حجم التعصيب الطبيعي لمجمع TA-LCA من خلال مساره الحسي الحركي RGC. قبل RLN neurorrhaphy، لا يوجد التطفل RGC من العضلات PCA، لذلك لا ينبغي الكشف عن إمكانات SLN من هذه العضلات. بعد تشريح الأعصاب وإصلاح, SLN تثير الإمكانات تعكس كمية من إعادة RGC الصحيح من TA-LCA معقدة وغير صحيحة RGC reinnervation من العضلات PCA. يتم قياس نشاط RGC عن طريق التصحيح والتكامل على مدى فترة زمنية 20 مللي ثانية لالتقاط النموذج الموجي RGC بأكمله.
في(الشكل 4C)،يتم تسجيل رشقات نارية (السهام) من نشاط EMG عفوية من عضلة PCA خلال الإلهام العادي. يزيد نشاط EMG الملهم هذا على مدار تسليم ثاني أكسيد الكربون2 ، كما هو موضح في(الشكل 4D)بسرعة اكتساح أبطأ. يوفر نشاط PCA EMG التلقائي تقديرًا جيدًا لحجم التعصيب الطبيعي لهذه العضلة من خلال الخلايا التورونية الملهمة الأصلية. لا يوجد أي تعصيب ملهمة لمجمع TA-LCA ، لذلك لا ينبغي الكشف عن إمكانات ملهمة من هذه العضلات. وذلك لأن وحدات السيارات الملهمة فقط تشارك في اختطاف الحظيرة الصوتية في أقصى جهد ملهمة في الحيوان مثير للخطر. بعد تشريح الأعصاب وإصلاحها، تعكس إمكانات الملهمة العفوية حجم إعادة التقوير الصحيح لعضلة PCA وحجم إعادة التداخلية غير الصحيحة لمجمع TA-LCA. يتم تضخيم تسجيلات نشاط EMG الملهمة وتصحيحها ودمجها على مدى فترة زمنية 8 s.
تصف هذه الورقة الخطوات المطلوبة في تصنيع نظام جديد واقتصادي وقابل للزرع لتحفيز الأعصاب الحنجرة وتسجيل استجابات EMG من عضلات الحنجرة على المدى الطويل. البروتوكول غير معقد ويمكن أن تنتج زرع المدمجة بما يكفي لاستخدامها في الحيوان صغيرة مثل الفئران. وهناك عدة خطوات حاسمة ينبغي التشديد عليها. أولاً، يجب لف أسلاك الرصاص بعناية واتساق لمنع إزالة العزل أو الخلل أو الكسر من الرصاص. إذا لم يكن هناك جهاز لف، يمكن الحصول على العملاء المتوقعين الملفوفين الجاهزة تجاريًا. ثانيا، استراتيجية إدخال أسلاك الرصاص في أنبوب سيليكون لتشكيل "V" التي تمتد العصب أمر بالغ الأهمية لتعزيز التسليم الحالي من خلال العصب داخل الكفة. إذا تم وضع كلا من يؤدي على نفس الجانب من الأنبوب، يمكن أن يحدث صيد التيار بين الأقطاب الكهربائية. من المهم أيضا أن يتم وضع يؤدي ضد الجدار الداخلي أنبوب لتجنب إمكانية إصابة شريحة للعصب.
ثالثاً، أثناء جراحة الزرع، يجب تشريح الأعصاب الحنجرة بعناية لمنع الضرر. في المرحلة اللاحقة من الزرع ، عند إدخال دبابيس في الوعاء ، يجب تطبيق القوة على الدبوس في محاذاة إلى ثقبه لمنع الانحناء المفاجئ لرأس الدبوس. في وقت لاحق ، يجب توزيع الأسمنت العظمي بدقة على قاع الوعاء للعزل الكامل ومنع التحدث المتبادل بين القنوات. وأخيرا، الوقاية من العدوى أمر بالغ الأهمية لضمان سلامة نظام زرع مع مرور الوقت. ويمكن تحقيق ذلك من خلال مزيج من عدة مناورات: إضافة تنورة إلى وعاء، وإدارة المضادات الحيوية، والتنظيف اليومي للجرح ووعاء مع حل مطهر متوافق مع الأنسجة، ووضع دبابيس الذكور وهمية في دبابيس الإناث من وعاء للحفاظ على نظافة الحطام بين الدورات.
وقد ثبت البروتوكول ناجحة في هذا النموذج الكلب الحنجرة. ومع ذلك، يمكن النظر في بعض التعديلات أو الاستراتيجيات البديلة لتطبيقات أخرى. على سبيل المثال، يتم تثبيت نصائح الاستشعار المعزولة من أقطاب PCA و TA-LCA EMG في العضلات عن طريق وسيلة خارجية إما الكسب غير المشروع البوليستر أو القطب DBS. في تطبيق لا تحتاج فيه إلى تثبيت خارجي أو يتم تنفيذه ، يمكن أن يكون بارب القطب وحده بمثابة المرساة. في مثل هذه الحالة، Teflon المغلفة، الفولاذ المقاوم للصدأ، قد يكون من الأفضل سلك monofilament السلك متعدد الخيوط في ضوء قوتها الشد أكبر، وتوفير بارب التي هي أكثر استقرارا في الأنسجة. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن أسلاك متعددة الخيوط قد تكون أقل عرضة للكسر. وتتمثل إحدى الاستراتيجيات البديلة لتصنيع وعاء الجلد وتجميعه في الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام البوليمرات المتوافقة بيولوجياً (على سبيل المثال، MED610 من قبل ستراتاسيس). وهذا قد يبسط عملية التصنيع.
بعد جراحة الزرع واستعادة الحيوان ، يتم إجراء جلسات فسيولوجية مع RLNs لا تزال سليمة للحصول على بيانات خط الأساس. خلال جلسة, قد يحدث عدم وجود إشارات EMG من عضلة الحنجرة بعد تحفيز RLN. من أجل استكشاف السبب(الجدول 1)، يجب أولاً تحديد ما إذا كانت حركة الطي الصوتية موجودة أم لا. إذا كان موجودا، وهذا يعني أن يتم تنشيط العصب بشكل فعال من قبل الكفة، ولكن هناك مشكلة مع الرصاص EMG. في هذه الحالة، يجب على المستخدمين إلقاء نظرة إضافية على القطعة الأثرية التحفيزEMG. إذا كانت القطعة الأثرية EMG غائبة، فمن المحتمل أن يكون هناك انقطاع في إدخال EMG إلى preamplifier. سوف تكون الضوضاء دورة ستين أيضا موجودة وكبيرة في السعة. إذا كانت القطعة الأثرية كبيرة، قد يكون الصيد من دبوس التحفيز إلى دبوس التسجيل مسؤولاً عن تشبع المضخم اتّصال القناة وطمس استجابة EMG. إذا كانت القطعة الأثرية طبيعية ، فمن المرجح أن يؤدي EMG قد خلع من العضلات ولا يمكنه الكشف عن نشاطها. من ناحية أخرى ، إذا كانت حركة الطي الصوتية غائبة ، فلا يتم تنشيط العصب. إذا كانت القطعة الأثرية غائبة، فقد يكون هناك انقطاع في دائرة التحفيز، مما يمنع تنشيط الأعصاب. إذا بدت القطعة الأثرية طبيعية، فقد يكون العصب قد أصيب أثناء جراحة الزرع أو قد تكون الكفة قد هاجرت من العصب. يمكن تطبيق استراتيجية مماثلة لاستكشاف سبب غياب إشارات EMG أثناء تحفيز SLN.
العصب المحفز | العضلات المستهدفة (العضلات) | Ipsilateral حركة أضعاف الصوتية | التحف التحفيز | اسباب |
RLN | PCA و /أو TA-LCA | نعم | غائبة (60 دورة الضوضاء الحالية) | الانقطاع في إدخال EMG إلى preamplifier (على سبيل المثال الرصاص والدبوس والكبل)؛ |
كبيره | عبر الحديث بين stim ودبابيس التسجيل في وعاء | |||
العاديه | خلع قطب EMG | |||
لا | غائبه | انقطاع في دائرة التحفيز | ||
العاديه | 1- إصابة RLN؛ 2. خلع الكفة | |||
SLN | TA-LCA | نعم | غائبة (60 دورة الضوضاء الحالية) | الانقطاع في إدخال EMG إلى preamplifier (على سبيل المثال الرصاص والدبوس والكبل)؛ |
كبيره | عبر الحديث بين stim ودبابيس التسجيل في وعاء | |||
العاديه | خلع قطب EMG | |||
لا | غائبه | انقطاع في دائرة التحفيز | ||
العاديه | 1 - إصابة جبهة فارابوندو مارتي للتحرير الوطني أو RLN؛ 2. خلع الكفة |
الجدول 1: دليل استكشاف الأخطاء وإصلاحها.
وتجدر الإشارة إلى أن هناك قيدين طفيفين في التطبيق الحالي لهذه التكنولوجيا. أولاً، حدث الانحناء المفاجئ للدبوس الأنثوي أثناء الإدخال في الوعاء في عدة حالات. لحسن الحظ ، يمكن تقويم الدبابيس وإدراجها في ثقوبها بنجاح. إذا كان تلف الدبوس لا يمكن إصلاحه، يجب استبدال العميل المتوقع ومكونه بأكمله. لذلك، يجب أن تكون مكونات النسخ الاحتياطي متوفرة بسهولة قبل الجراحة. ثانياً، الوقت اللازم لإكمال الزرع الجراحي طويل (~10 ساعة). تعكس المدة الطويلة جزئيًا العدد الكبير من مكونات التحفيز وإعادة الترميز المطلوبة لهذه الدراسة: أربعة أعصاب، وأربع عضلات، ووعاء، وIPG. إذا كانت هناك حاجة إلى مكونات أقل باستخدام هذه التكنولوجيا ، يجب تقليل وقت الزرع بشكل كبير (على سبيل المثال ، نموذج لسان الفئران28).
يقدم هذا النهج التكنولوجي العديد من الميزات التي لها ميزة على الأساليب الحالية. لف أسلاك الرصاص هو السمة الأكثر رواية وأهمية من هذا النظام. لا تتوفر الخيوط الملوّفة بشكل شائع للتجارب الحيوانية غير التجارية على الرغم من الفوائد العديدة التي تقدمها. يمكن توسيع الرصاص ملفوف إلى الطول المطلوب أثناء الزرع. علاوة على ذلك ، ستمتد في الحيوان المستيقظ والمتحرك لمنع خلع طرف القطب أو كسر الأسلاك بعد الزرع. تضمن هذه الميزة طول عمر الغرسة وتحفيز الأعصاب المستقر وتسجيل العضلات على المدى الطويل. وعلاوة على ذلك، إضافة تنورة متوافقة مع الأنسجة حول وعاء يمنع التعرض للجرح لهذا الجسم الغريب ويعزز التليف الطبيعي والتئام الجروح في حالة عدم وجود عدوى. الدراسات السابقة دون هذه التنورة أسفرت عن العدوى المبكرة والإنهاء المبكر للتجربة. وأخيرا، هذا النظام زرع هو المدمجة ومتعددة القنوات، مما يسمح باكتساب فعال للبيانات من العديد من الهياكل العصبية والعضلية في النماذج الحيوانية من مختلف الحجم.
وقد تم تكييف هذا النهج التقني وترجمته بنجاح إلى نموذج الفئران. تم تصميم هذه الدراسة للتحقيق في تأثير التكييف الكهربائي في منع ضمور عضلة اللسان والخلل الوظيفي في الفئران الشيخوخة. تم زرع الأعصاب hypoglossal مع أقطاب الكفة لتكييف واللسان زرع مع أقطاب تسجيل EMG28. ويمكن أيضا استخدام هذه التكنولوجيا في تطبيقات بحثية أخرى. كامتداد للبروتوكول الحالي في الحنجرة الكلاب، ويجري حاليا دراسة آثار التكييف الكهربائي على تعزيز إعادة الانتقائية في عضلات الوجه أرنب. قد توفر هذه الدراسة أساسًا للوقاية من التهاب الوجه في المرضى الذين يعانون من شلل بيل ، وهي حالة طبية شائعة ومنهكة. الاستخدام النهائي المحتمل لهذه التكنولوجيا هو تحفيز وتسجيل من الحيوانات مستيقظا، تتحرك بحرية. في الوقت الحاضر، تم الحصول على هذه البيانات عن طريق كابل خارجي من الفئران مستيقظا، غير مقيد28. في المستقبل، يمكن أيضًا دمج هذا النظام الاقتصادي مع تقنية تحفيز التسجيل عن بعد (مثل القياس عن بعد) لتنشيط أو سبر الأنظمة العصبية العضلية لاسلكيًا.
الدكتور ديفيد زيلير هو تسويق هذه القابلة للزرع، وتحفيز العصب-EMG التكنولوجيا لمجموعة متنوعة من النظم العصبية والنماذج الحيوانية.
يشكر المؤلفون الدكتورة هونغمي وو على مساهمتها في رعاية الحيوانات وجمع البيانات طوال فترة الدراسة. نشكر إيمي نونالي، جيمي ادكوك، ويليامز على مساعدتهم في العمليات الجراحية العقيمة. كانت خبرة وتفاني موظفي مرفق رعاية الحيوانات بجامعة فاندربيلت لا تقدر بثمن. تم دعم هذا البحث من قبل المعاهد القومية للصحة منح U01DC016033.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
20 G x 1" Gauge hypodermic needle | BD | 305175 | |
23 G x 1" Gauge hypodermic needle | BD | 305145 | |
25 G x 1" Gauge hypodermic needle | BD | 305125 | |
3-0 absorbable sutures, COATED VICRYL | Ethicon | J219H | |
3-0 monofilament, nonabsorbable sutures, Prolene | Ethicon | 8684G | |
4-0 monofilament, nonabsorbable sutures, Prolene | Ethicon | 8871H | |
6-0 monofilament, nonabsorbable taper needle suture, Prolene | Ethicon | 8805 | |
7-0 monofilament, nonabsorbable sutures, Prolene | Ethicon | M8735 | |
Adhesive silicone solvent-Hexamethydisiloxane 98% | ACROS | code 194790100 | for dilution of modical adhesive silicone |
Bone cement | Zimmer | 1102-16 | 20g powder 10 mL liquid |
Buprenorphine (Buprenex, ampules of 1 mLl) | Reckitt Benckiser Healthcare (UK) Ltd | 12496-0757-1 | |
CCD video camera attached to the endoscope | Sony | MCC500MD | |
Cefpodoxime (Simplicef 100 mg tablets) | Zoetis | 5228 | |
Data acquisition device , PowerLab 16/35 | ADInstruments, Inc | 5761-E | |
Deep-brain stimulation (DBS) electrodes | Abbott | 6172ANS | |
Digital oscilloscope | Tektronix | DPO71304SX | |
Implantable pulse generator (IPG), Infinity | Abbott | 6660ANS | |
Knitted polyester graft | Meadox Medical Inc | 92220 | 20 mm in diameter |
Medical Grade Polyethylene Micro Tubing | Amazon.com | BB31695-PE/13-10 | OD 0.156", ID 0.094" |
Metal female pin | Allied Electronics & Automation | 220-S02-100 | |
Metal male pin | CDM electronics | 220-p02-1 | |
Prefabricated coiled leads | Medical innovations Inc. | ||
Silastic Laboratory Tubing | Cole-Parmer | 2415569 | OD 0.125", ID 0.062" |
Silastic Medical Adhesive Silicone | Dow corning | Type A, 2 oz | |
Stainless steel monofilament wire | The Harris Products Group | type 316 | 0.008" (coated), 0.005" (bare) |
Sterile Disposable Biopsy Punch (4 mm) | Sklar Instruments | 96-1146 | |
Strip connector | CDM electronics | 2.6 x 11.6 x 101.5 mm | single row, round, through hole |
Teflon-coated multi-filament stainless steel wire | Medwire | Part 316, ss7/44T | |
Tiletamine and Zolazepam combination, Telazol - 5 mL | Zoetis | 004866 | |
Tissue-compatible antiseptic solution, Nolvasan - 1 Gallon | Zoetis | 540561 | |
Zero-degree rigid endoscope | Karl Storz | 8712AA |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved