Method Article
Various methods exist for introducing ototoxic agents to the cochleae of animal models. Presented is a surgical protocol for delivery of ototoxic agents to the round window niche. The procedure is reliable, creates targeted intra-cochlear lesions, and avoids mechanical damage to the microarchitecture. Examination of cochlear self-repair/regeneration is possible.
Investigators have utilized a wide array of animal models and investigative techniques to study the mammalian auditory system. Much of the basic research involving the cochlea and its associated neural pathways entails exposure of model cochleae to a variety of ototoxic agents. This allows investigators to study the effects of targeted damage to cochlear structures, and in some cases, the self-repair or regeneration of those structures. Various techniques exist for delivery of ototoxic agents to the cochlea. When selecting a particular technique, investigators must consider a number of factors, including the induction of inadvertent systemic toxicity, the amount of cochlear damage produced by the surgical procedure itself, the type of lesion desired, animal survivability, and reproducibility/reliability of results. Currently established techniques include parenteral injection, intra-peritoneal injection, trans-tympanic injection, endolymphatic sac injection, and cochleostomy with perilymphatic perfusion. Each of these methods has been successfully utilized and is well described in the literature; yet, each has various shortcomings. Here, we present a technique for topical application of ototoxic agents directly to the round window niche. This technique is non-invasive to inner ear structures, produces rapid onset of reliably targeted lesions, avoids systemic toxicity, and allows for an intra-animal control (the contra-lateral ear). Results stemming from this approach have helped deeper understanding of auditory pathophysiology, cochlear cell degeneration, and regenerative capacity in response to an acute injury. Future investigations may use this method to conduct interventional studies involving gene therapy and stem cell transplantation to combat hearing loss.
Die Ermittler haben eine breite Palette von Tiermodellen verwendet werden, um die normale Funktion des Gehörs sowie die Pathophysiologie von Hörverlust zu studieren. Diese Modelle sind auch sehr nützlich für die Durchführung von Interventionsstudien gegen verschiedene pathologische Prozesse und dienen als Grundlage für die translationale Anwendungen am Menschen. Für die meisten Untersuchungen, die die Schnecke und die zugehörige Hörbahnen muß ein gewisser Grad an Beschädigung oder Störung in das System eingeführt werden. Oft ist der Vorsatz gerichtet, um eine bestimmte Läsion zu erzeugen, so dass Forscher, um die Wirkung dieser Verletzung auf die normale Funktion als auch die Cochlea Fähigkeit davon zu erholen studieren. Bei der Auswahl eines bestimmten Tiermodell und / oder Technik (en) für die Einführung von Schäden muss eine Reihe von Faktoren in Betracht gezogen, um die bestmöglichen Ergebnisse zu erzielen. Verschiedenen Tiermodellen kann unterschiedlich auf Eingriffe reagieren, während die direkten und indirekten Auswirkungen einer Technik kannvöllig nachteilig für den gewünschten Erfolg. In den meisten Fällen wäre die ideale Innenohrschädigung Protokoll systemische Toxizität zu vermeiden, schnell und Schäden zuverlässig zu erzeugen, erstellen Sie eine präzise und konsistente Läsionen und überlebensfähig zu sein, um die weitere Untersuchung von funktionalen, zellulären und molekularen Veränderungen zu ermöglichen. Idealerweise würden diese Verfahren auch die empfindlichen Mikroarchitektur und elektrochemische Gradienten der Cochlea zu bewahren, um so weit wie möglich.
Bisher haben Forscher bei der Schaffung einer Reihe von Techniken, um Innenohrschäden induzieren konnten. Die meisten von ihnen bringen Aussetzen der Cochlea zu einem ototoxischen Mittel entweder systemisch oder über chirurgische Vorgehen. Techniken umfassen die parenterale Injektion, intraperitoneale Injektion, trans-Pauken Injektion, Saccus endolymphaticus Injektion und Cochleostomie mit perilymphatische Perfusion. Diese Techniken sind verwendet worden, um eine Vielzahl von ototoxic Mittel, wie Furosemid, Gentamicin, Ouabain und Heptanol einzuführen. 1-5Während seiner Zeit bei erfolgreicher Erstellung spezifischer Cochlea-Läsionen, die obigen Techniken haben auch Einschränkungen anerkannt. Systemische Injektionen können sehr giftig für das Tier sein und kann mit Cochlea unbeabsichtigten Beleidigungen und inkonsistenten Ergebnissen verbunden werden. Letzteres Manko hat auch mit transPauken Injektionen in Verbindung gebracht. Techniken wie Cochleostomie und perilymphatische Perfusion, während induzieren eine schnelle und sehr zuverlässige Läsionen sind direkt invasive Innenohrstruktur und Funktion. Viele der chirurgische Ansätze sind auch mit einem hohen Maß an technischer Schwierigkeiten verbunden und kann verlangen, so dass Fremdkörper in das Tier, wie eine Mikropumpe Brüheinheit. 2-4,6-8 Keine einzelne Methode ist frei von Mängeln, und Ermittler müssen sich entscheiden, Methoden sorgfältig auf ihre experimentellen Bedürfnisse anzupassen. Hier beschreiben wir im Detail die runde Fensternische (RWN) Applikationstechnik für die topische Verabreichung von ototoxischen Mittel in erwachsenen Mäusen.
Fizuerst von Husmann et al 1998 beschrieben, während des Studiums Gentamicin Wirkung auf Haarsinneszelldegeneration in einem Vogelmodell, wurde diese Technik festgestellt, dass in der Lage, wesentlich zuverlässiger Läsionen als systemische Gentamicin Anwendung sein, bei gleichzeitiger Vermeidung assoziierten Toxizitäten. 9 Seitdem ein Anzahl von anderen Forschern, einschließlich unserem Labor haben diese Technik, um große Erfolge genutzt. Im Jahr 2004 Heydt et al. angepasst ist, um einem Mausmodell beschrieben und eine erhöhte Fähigkeit zur Läsionsgröße durch Füllen des RWN mit absorbierbarer Gelatineschwamm in verschiedenen Konzentrationen von Gentamycin getränkten steuern. 10 PALMGREN et al., 2010, untersuchten die ototoxic Wirkung von Beta-Bungarotoxin, einem potenten Element im Gift der taiwanesischen gebändert Kiste, indem eine wässrige Form an die RWN von erwachsenen Ratten. 11 Darüber hinaus wurden eine Reihe von früheren Studien aus unserem Labor das runde Fenster Ansatz, um die ototoxische Wirkung von Furosemid studieren genutzte, Ouabain und Heptanol. 5,6,12-15 Die Ergebnisse dieser Studien haben die Wichtigkeit der Cochlea Fluid und Ionenhomöostase auf normalem Gehör gezeigt entdeckten Zellproliferationsfähigkeit im Ganglion spirale und Cochlea-Seitenwand, gefördert und unser Verständnis altersbedingten Hörverlust.
Der folgende Ansatz beinhaltet operativ Zugriff auf das Mittelohr über eine postaurikulären Inzision und Teil unroofing des knöchernen Bulla tympanica. Dies ermöglicht eine gute Belichtung des RWN und Membran an dem eine ausgewählte ototoxic Mittel kann direkt angewendet werden. Das flüssige Mittel dann Pools in der topfartigen Vertiefung des RWN (oder langsam entweicht aus einer gesättigten resorbierbaren Gelatineschwamm Trägers in die RWN verpackt) und diffundiert durch die runde Fenstermembran in die Perilymphraum des Cochlea-Vorhalle. Keine direkte Cochleostomie wird in diesem Ansatz hergestellt. Vorteile dieses Verfahrens sind: Erhalt der Innenohr-Mikroarchitektur, die Vermeidungeiner systemischen Toxizität, Geld eines innerTierSteuer Ohr, schnelle Wirkungseintritt, selektive Degeneration in bestimmten Cochlea-Zelltypen (z. B. Typ-I-Spiralganglienneuronen mit Ouabain Belichtung und Cochlea-Typ-II-Fibrozyten durch die Behandlung von Heptanol induziert), und reproduzierbare / zuverlässige Ergebnisse. Diese Technik kann mit wenigen Veränderungen zwischen anderen Nagetierarten, darunter Ratten, Meerschweinchen, Wüstenrennmäuse und angewendet werden. Nachteile sind eine steile Lernkurve und technischen die relative Begrenzung der ototoxischen Beleidigung, die zu einem bestimmten Zeitpunkt beschränkt ist.
Alle Aspekte der Forschung an Tieren wurden in Übereinstimmung mit den Richtlinien der entsprechenden Institutional Animal Care und Verwenden Committee durchgeführt. Alle hier beschriebenen Wirbeltierversuchsverfahren wurden unter den Richtlinien der Medizinischen Universität von South Carolina (MUSC) Institutional Animal Care und Verwenden Committee (IACUC) zugelassen.
1. Modellauswahl
2. Präoperative Prozeduren
3. Chirurgische Vorbereitung und Positionierung
4. Chirurgische Ansatz
5. Runde Fenster Anwendung Ototoxische Agenten
6. Postoperative Verfahren und Cochlear Tissue Harvesting
In einer aktuellen Studie von Stevens et al Verwendung des obigen Protokolls, wurden erwachsene CBA / CaJ Mäusen beider Geschlechter über runde Fenster Diffusion Heptanol ausgesetzt. 15 Heptanol ist ein Gap Junction un-Koppler bekannt, gezielt erzeugen, erzielbare Verletzung Zellen des Cochlea-Seitenwand. Der Zweck der Studie war es, ein zuverlässiges Modell für gezielte Cochlea-Schäden zu produzieren, so dass für die Untersuchung von postoperativen Regeneration von allen beschädigten Elemente. Präoperative und postoperative Hörschwellen als Funktions Endpunkt serviert. Mikroskopie und immunhistochemischen Färbetechniken wurden verwendet, um morphologische Veränderungen zu untersuchen. Ein signifikanter Anstieg der ABR Schwellen im Heptanol behandelten Mäusen (Figur 9) beobachtet. Kontrolltiere Empfangen Scheinoperation, mit der Lieferung von Kochsalzlösung anstelle von Heptanol, keine signifikante Schwellenverschiebungen in jedem getesteten Frequenz demonstrieren.
Immunfärbung gegen eine einwärtsgleichrichtendenKaliumkanal (Kir) 4.1 diente als eine indirekte Methode zur Visualisierung von Schaden / Rückgewinnung von Cochlea-Strukturen. Dies zeigte, hoch reproduzierbare Unterschiede zwischen Behandlung und Kontrolle Ohren. Insgesamt Färbeintensität wurde deutlich zurückgegangen innerhalb der Stria vascularis (STV) und unter Fibrozyten des Ligamentum spirale (SLF) 1-3 Tage nach der Exposition Heptanol, bezeichnet große Mengen von gezielten Schädigung dieser Gebiete. Gab es eine bestimmte Abnahme der Kir 4.1 Färbungsintensität in den Bereichen der Typ II und Typ IV SLFs (Abbildung 10) und STV (Abbildung 11). Der Nachweis der gestörten Kern Integrität und Chromosomenkondensation / typisch für zelluläre Apoptose blebs wurde auch über die Kern Gegenfärbemittel in diesen Cochlea-Bereichen (Abbildung 10) zu sehen. Vakuolisierten Zonen Kir 4.1 Anfärben deutlich in 7 Tagen gelöst und abwesend waren vollständig auf 14 Tage. Wenn Kir 4.1 Färbungsintensität wurde in den Bereichen StV quantifiziert, nachgewiesen behandelten Ohren eine initial Trog, gefolgt von einer signifikanten Verschiebung (p <0.05) zurück in Richtung Steuerintensität von 7 Tagen nach heptanol Exposition (Abbildung 12).
Abbildung 1. Instrument einzurichten. Darstellung der präoperativen Aufbau der Instrumentierung. Alle Geräte sollten innerhalb der sterilen OP-Feld leicht zugänglich sein. Typische Instrumentierung umfasst 2 scharfe Dissektion Schere, 2-3 geraden und / oder einer Pinzette gebogene Spitze Juwelier mit Ohr-Küretten, gekrümmte Wellen otologischer Picks (später substituiert mit Rosen nimmt - nicht gezeigt) und eine elektro Kauter Einheit mit einer Pinzette feine gebogene Spitze Juwelier Kopfschmuck. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abbildung 2. Die chirurgische Versorgung. Zusätzliche Lieferungen für die Aufrechterhaltung der RWN Umwelt. Sterilisiert labwipe Ausschnitte für Papierdocht Bildung (links), Schwefelfäden dicht gebildet Papier aus sterilisierten Laborwischtücher (Mitte), und 4 mm Wattepellets (rechts) werden verwendet, um überschüssige Flüssigkeit und Bluthochwasser in der runden Fensternische wischen gemacht. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abbildung 3. Tierkopfhalter. Bild der Darstellung der Kopfhalter und Beißblock. Die Löcher in den Block passen, und befestigen Sie die oberen mittleren Schneidezähne. Eine Klemme wird vorsichtig über den dorsalen Schnauze festgezogen, um das Tier zu befestigen. Verwendung eines Kopfhalter ist entscheidend für die erfolgreiche chirurgische outcome. Idealerweise sollte dieser in der Lage, über die rostral-kaudale Achse des Tieres, um chirurgische Blick auf die Bulla während des Verfahrens zu optimieren drehen zu können. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abbildung 4. Cleidomastoideus m.. Schemadiagramm, das die grundlegende Anatomie der Nagetier-Halsmuskulatur und seine Verbindung mit der äußeren Halsschlagader. Die cleidomastoideus Muskel ist das ohne weiteres identifiziert Muskel während der chirurgischen Ansatz. Freigabe der Kuvertierung Faszie gefolgt von posterior / Rückenzurückziehen des Muskels Körper chirurgische Dissektion in Richtung der Bulla tympanica (schwarzer Kreis) zu richten. Bitte klicken Sie hier, um al ansehenArger Version dieser Figur.
Abbildung 5. Chirurgische Belichtungsbereich. Zeigt die Exposition nach der Sektion durch die kutanen und subkutanen Fettschichten. Strukturwahrzeichen von Note gehört ein Zweig der Hirnnerv XI über der cleidomastoideus Muskel (A), die externe Halsvene (B), und freiliegende Parotisgewebe (C). Die Hirnnerv XI Zweig wird oft mit einem kleinen Gefäß zugeordnet und müssen vor der Verfahren unterteilt werden. Rechts nach links auf dem Bild entspricht rostral-kaudale Achse des Tieres. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abbildung 6. freilegen bulla. Die Exposition der Bulla tympanica nach dem Zurückziehen des cleidomastoideus und der umgebenden Strukturen. Bemerkenswerte Sehenswürdigkeiten sind der cleidomastoideus Muskelkörper (A) reflektiert posterior / dorsal, der Gesichtsnerv (B), und die glänzende Kuppel der Bulla tympanica Knochenhaut (C). Beachten Sie auch, das Einführen des sternomastoideus Muskel an der linken kaudalen Aspekt der Bulla tympanica (Sternchen). Die Anwesenheit des Gesichtsnerven an der dorsalen und rostralen Aspekt der Bulla ist ein entscheidender Meilenstein für wahre Identifizierung der Bulla. Rechts nach links auf dem Bild entspricht rostral-kaudale Achse des Tieres. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abbildung 7. Machen runden Fensternische ich. Bild zeigt das tympanic Bulla nach der Sektion der darüberliegenden Periost vollständig ausgesetzt. Die Pilotbohrung wird am besten auf halber Strecke zwischen dem kaudalen Rand des Bulla Kuppel und einem subtilen undurchsichtigen Linie innerhalb des rostralen Bereich der Bulla (die das Trommelfell) sichtbar platziert. Eine zweite, benachbarte Pilotbohrung kann einfacher un-Überdachung des Bulla Knochen zu erleichtern. Vermeidung von Tiefbohrungen zu achten, um nicht die zugrunde liegende Arteria stapedia verletzen werden. Die dunkle, metallischer Gegenstand am unteren Rand des Bildes ist die Titan weichen Geweberetraktor. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abbildung 8. Machen runden Fensternische II. Ohne Cap Bulla tympanica mit der Exposition von der runden Fensternische (Pfeil) und Arteria stapedia (rot Struktur1-2 mm lateral der Nische), wie unter 20-facher Vergrößerung betrachtet. Die Nische oft liegt in einer Position unter dem spitzen Winkel von der Bulla Kuppel mit der Ohrkapsel an der kaudalen Seite der Kuppel gebildet versteckt. Es ist zwingend notwendig, dass die vollständige Visualisierung der Nische vor dem Aufbringen des ototoxic Mittel oder Docht erreicht werden. Übermäßige Knochenentfernung während Entdeckeln sollte auch vermieden werden, wie interstitieller Flüssigkeit / Blut neigte dazu, die den Hohlraum überschwemmen, wenn große Löcher wurden erstellt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abbildung 9. Repräsentative Ergebnisse -. Heptanol Hörverlust und Recovery Mittlere akustisch evozierte Hirnstamm (ABR) Schwellenwerte (dB SPL), aufgetragen als Funktion der Ton pipFrequenz. Die Messungen werden nach Vorbelichtung (Black-Control) und postoperativen Tag (POD) 1, 7 und 14 (rot) zusammengefasst. Fehlerbalken stellen SEM. Bild wurde von Stevens et al erneut aufgetragen. 2014 15 Klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abbildung 10. Repräsentative Ergebnisse - Gezielte Cochlea-Schäden nach heptanol Exposition Teil I. Änderungen der Kalium Inner Rectifier (Kir) Kanal 4.1-Färbung in der Stria vascularis (STV) der Ohren mit heptanol behandelt und unter Kontrolle zu Ohren. (A) Normale Kir 4.1 Färbung typisch für Steuer Ohren mit starken strial Zell Affinität für Kir 4.1 (grün). (B) Behandlung Ohr auf POD1. Große vakuolisierte Zonen decrgelockert Kir 4.1 Affinität innerhalb der StV (Pfeilspitzen) zusammen mit einem allgemeinen Rückgang der StV Kir 4.1 Färbungsintensität gesehen. Kerne mit Propidiumiodid (rot) (B) gegengefärbt. Maßstabsbalken = 15 & mgr; m. Bild wurde von Stevens et al erneut aufgetragen, 2014 15 Klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abbildung 11. Repräsentative Ergebnisse - Gezielte Cochlea-Schäden nach heptanol Exposition Teil II Änderungen des Ligamentum spirale (SL) von Heptanol behandelten Ohr im Vergleich zu Ohr zu steuern.. (A) Normale Kir 4.1-Färbung (grün) innerhalb der typischen Steuer Ohr mit normal erscheine Typ II Ligamentum spirale Fibrozyten (II) SL. (B) Heptanol treated Ohr mit deutlichen Abnahme der Kir 4.1 Färbungsintensität im Bereich des Typ-II-Spiralband Fibrozyten Kern Störungen und chromosomalen Kondensations- / die mit Apoptose (Pfeile) Blasen. Kerne werden mit Propidiumiodid (rot) gegengefärbt. Maßstabsbalken = 15 & mgr; m. Bild wurde von Stevens et al erneut aufgetragen, 2014 15 Klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abbildung 12. Repräsentative Ergebnisse -. Rückgewinnung von Cochlea-Färbeintensität folgenden heptanol Exposition Die mittlere relative Luminanz Kir 4.1 Färbung aufgetragen als Funktion der Post-Expositions-Tag. Relative Leuchtdichte wird als Kir 4.1 reflektierenden Intensität unter der konfokalen Mikroskopie in Heptanol treat berechneted Ohren als Prozentsatz des gleichen Kontroll Ohren gemacht. Hinweis POD14-28 Daten werden als ein einzelner Punkt auf der Kurve gebündelt. Ausgefüllte Kreise stellen Mittelwerte dar, während die Fehlerbalken stellen die Standardabweichung des Mittelwerts. Eine deutliche Erholung der relativen Leuchtdichte wurde zwischen POD 7 und späteren Zeitpunkten (Student t-Test p <0,05, Sternchen) demonstriert. Bild wurde von Stevens et al. Neu aufgetragen, 2014 15 Klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Die oben beschriebenen Protokoll und repräsentative Ergebnisse wurden in einer CBA / CaJ Mausmodell einschließlich beider Geschlechter erhalten. Diese Inzuchtstamm ist bekannt als ein "gutes Gehör" Standard und "normalen Alterungs" Modell im Gehörforschung etabliert. 16-23 Beschreibung der Verwendung dieses Protokolls in anderen Säugetiermodelle geht über den Rahmen dieses Textes. Der Leser sollte jedoch beachten, dass die RWN Anwendungstechnik bietet mehrere Vorteile für die Untersuchung der Säugetier-Innenohr. Von diesen ist der bedeutendste, dass es direkte Störung des empfindlichen anatomischen Struktur und biochemische Gradienten, die innerhalb der Wände der Ohrkapsel vorhanden vermeidet. Verfahren wie Cochleostomie und Implantation von Infusionspumpen haben die Neigung, sich direkt verletzen Innenohrstrukturen, die zu Dauerschwelle verschiebt; eine Tatsache, die berücksichtigt bei der Analyse von Ergebnissen getroffen werden müssen. Störung der Cochlea-Seitenwandstrukturen durch invasive methods kann auch die Verwendung von ototoxischen Mittel wie Furosemid oder Heptanol, deren spezifische Zone der Effekt wird zu dieser Position beschränkt. 15,24 Alternative nicht-invasive Ansätze wie trans-Paukeneinspritzung und parenterale Injektion durch unzuverlässige Ergebnisse und gequält worden zu begrenzen / oder systemische Toxizität auf die Tiermodell. Diese Anwendungsmethode hat sich diese beiden Nachteile zu vermeiden, und erreicht ein Niveau der Konsistenz, die der von den oben diskutierten invasiven Methoden.
Andere Vorteile dieses Verfahrens sind: seine breite Anwendbarkeit auf eine Vielzahl von Tiermodellen und die Durchführbarkeit in eine bestehende Infrastruktur integrieren Labor. Für Letztere sind keine spezialisierten Reagenzien oder Chemikalien neben den gewählten ototoxische Mittel, Anästhetika, Analgetika und erforderlich. Ototoxic Mittel werden typischerweise in einer festgelegten Konzentration in einem ausreichend großen Volumen der Lösung (5 ml) verwendet und gemischt werden, um längere Zeit dauern betrachtening jede Anwendung verwendet etwa 10 & mgr; l (bei Mäusen). So nach der ersten Beschaffung von Verbrauchsmaterialien und Instrumente, sind Ermittler relativ frei von zeitaufwendigen Herstellung der Lösung oder häufigen Austausch von Materialien. Diese Technik bietet auch Verringerungen der Operationszeit, die erheblich sein können im Vergleich zu den Verfahren, die Implantation von perilymphatische Infusionspumpen oder cochleostomies. Bei Erreichen eines Niveaus an technischer Kompetenz, unsere durchschnittliche Bearbeitungszeit von der ersten Inzision bis zum Abschluss war in der Regel 20 Minuten bis 1,5 Stunden, je nach Länge der Exposition für die ototoxische Mittel gewünscht. Drei oder vier Operationen können leicht an einem Tag abgeschlossen werden, so dass für mehr Effizienz und erhöhte Potenzial für den Erhalt von erfolgreichen Ergebnissen. Wie oben beschrieben, kann diese Technik auch leicht auf eine Vielzahl von Tiermodellen einschließlich Mäusen, Ratten, Meerschweinchen und Wüstenrennmäuse aufgetragen werden.
Beschränkungen dieses Verfahrens sind auf die zentriertemäßig steile Lernkurve erforderlich, es zu meistern und verringerte erwarteten Ergebnisse, bis technische Kompetenz erreicht wird. Wie in größerem Detail unten diskutiert wird, werden kleine Fehler bei der chirurgischen Ansatz oder unzureichende Visualisierung des Operationsfeldes fast unweigerlich zu einem schlechten Ergebnis führen. Subtile Erkenntnisse, die ein Anfänger kann nicht erkennen, wie eine Sub-Millimeter dicke Luftblase blockiert den Zugriff des Agenten zu der runden Fenstermembran oder interstitieller Flüssigkeit Verdünnung des Mittels, die Zeit nehmen, zu schätzen und zu entwickeln, die psychomotorischen Fähigkeiten erforderlich, um sie zu korrigieren. Aber mit wiederholter Durchführung des Verfahrens diese Hindernisse sind leicht zu überwinden und bilden eine weniger einschüchternd technische Herausforderung für Ermittler, als einige der oben genannten invasiven Methoden. Schließlich ist diese Technik mit der Einschränkung, dass in Bezug Cochlea Verletzung kann nur an einem einzigen Punkt in der Zeit während des chirurgischen Exposition induziert werden verbunden. Dies kann zu einem gewissen Grad überwunden werdenDurch Füllen des RWN mit absorbierbarer Gelatineschwamm in dem Mittel getränkte wie von Heydt et al. 10 Der absorbierbare Gelatineschwamm wird mit der Zeit resorbiert wird, kann jedoch für eine längere Belichtungszeit zu ermöglichen, als es durch Auftragen einer wässrigen Lösung alleine nicht erreichbar.
Damit ein Prüfer, um die vollen Vorteile dieser Technik realisieren und alle Fallstricke zu vermeiden, ist es wichtig, die beiden entscheidenden Elemente dieser Technik erkennen: 1) die konsequent Visualisierung der Mittelohrraum und RWN aufrecht zu erhalten; und 2) die Fähigkeit, OP-Feld frei von interstitieller Flüssigkeit und / oder Blut zu halten. Bei der Erreichung der ehemaligen von diesen, kann die Bedeutung einer ordnungsgemäßen Kopfhalter nicht überbetont werden. Sichere Fixierung der Kopf des Tieres gewährleistet eine stabile Ausblick unter dem Mikroskop; deren Bedeutung wird ohne weiteres deutlich, wenn subtile Instrumentierung drastisch die Positionierung der Strukturen unter Vergrößerung ändert. Ein guter head Halter, der über rostral-kaudale Achse des Tieres drehen kann erleichtert auch wichtig dynamischen Veränderungen in der Prüfer Linie der Website. Oft kann ein paar Millimeter der Drehung um diese Achse die Differenz zwischen Visualisierung der RWN und Visualisierung von nur der Ohrkapsel Knochen bedeuten. Die Fähigkeit, sich ständig Ansicht zu ändern ist auch ausschlaggebend für die Gewährleistung der interstitiellen Flüssigkeit ordnungsgemäß aus der Tiefe der Nische und entfernt auch, dass die ototoxische Mittel vollständig zwischen Anwendungen entfernt, wie in Teil 5. diskutiert Unserer Erfahrung nach Blut, Kondensation, oder interstitieller Flüssigkeit dass tritt in den Mittelohrraum hat die Fähigkeit, mit der gesamten Experiment stören. Dies ist nicht verwunderlich, da die winzige Menge ototoxische Mittel an die Rundfenster (~ 10 & mgr; l) kann leicht durch in Kontakt kommen auch kleine Mengen an Fremdflüssigkeit verdünnt werden angewendet. Aus diesem Grund, sorgfältige chirurgische Präparation, Stückwerk Entdeckelungs der Bulla tympanica und sorgfältige preservatIon der Arteria stapedia sind gleichbedeutend mit einer erfolgreichen Versuchsergebnisse.
Wenn die oben genannten kritischen Schritte eingehalten werden und die erwarteten Ergebnisse sind immer noch nicht erreicht, sollte Fehlerbehebung beginnen. Nach unserer Erfahrung ist es oft hilfreich, um Testvariationen von zwei Verfahrenselemente durchzuführen. Die erste ist, die Frequenz, mit der die ototoxic Mittel wird in die runde Fenster nachgefüllt modifizieren. Je nach Mittel verwendet wird, ist Gesamtbelichtungszeit zwischen 30 Minuten und 1 Stunde, mit kompletter Dochtwirkung und anschließende Austausch der Mittel alle 10 min. Wenn Aussetzen für kürzere Laufzeiten, Erhöhung der Gesamtbelastung kann dem Agenten mehr Zeit, um über die runde Fenstermembran diffundieren. Zusätzliche Expositions und Nachfüllen kann auch helfen, unerwünschte Verdünnung des ototoxischen Mittel durch Blut, Kondensation, oder interstitielle zu vermeiden, wie oben erörtert. Sollte bei diesem Ansatz vorsichtig aufrechterhalten werden jedoch, da es das Risiko eines unbeabsichtigten erhöhen neigtly Verletzung der Arteria stapedia und / oder Einführung von interstitieller Flüssigkeit in die RWN.
Diese Technik ist in dem, was er anbietet, um Untersuchungen von Cochlea-Physiologie und Pathophysiologie signifikant. Diese minimal-invasive Technik ermöglicht eine detaillierte Untersuchung der empfindlichen biochemischen Prozesse und war bei der Förderung unserer Forschung auf die Beurteilung Cochlea regenerative Potenzial soll gleichbedeutend. 12,24 Dieses chirurgische Vorgehen und die Belichtung wird auch in einer Vielzahl von anderen Ableger Techniken wiedergegeben und erfolgreiche Ergebnisse mit diesem Verfahren wurden in Studien von Cochlea-Stammzelle Implantation berichtet worden. 14 Es bleibt noch viel Unbekanntes über die Cochlea, aber diese Technik, zusammen mit dem breiteren Instrumentarium zur Verfügung, um Ermittler, wird in Verengung diese Wissenslücke zu unterstützen.
Keine konkurrierenden finanziellen Interessen. Die Autoren haben nichts zu offenbaren.
This work was supported by National Institutes of Health (NIH) Grant number: NIH P50DC00422 (H.L.); NIH R01DC12058 (H.L.). This work also benefitted from the South Carolina Clinical and Translational Research Institution (SCTR) Clinical and Translational Science Award (NIH/NCRR UL1RR029882). The funders had no role in study design, data collection, and/or analysis. The authors would like to thank Lonnie E. Brown Jr. for his artistic and graphic contributions.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1-Heptanol 98% | Sigma-Aldrich | H2805 | PubChem Substance ID 24895536 |
Ketaset Injectable | Patterson Veterinary | 07-803-6637 | Concentrate 100mg/ml |
(Ketamine HCl) | 10 ml | Schedule CIII controlled substance | |
Anased Injectable | Lloyd Laboratories | NADA# 139-236 | Concentrate 20mg/ml |
Buprenex Injectable | Patterson Veterinary | 07-850-2280 | Concentrate 0.3 mg/ml |
(Buprenorphine HCl) | 5 ampules per box | Schedule CIII controlled substance | |
Betadine Skin Prep Solution | Medline | MDS093941 | 1 Quart screw top bottle |
0.9% Sterile Saline | Variable | For mixing solutions and injections | |
Operating Microscope | Carl Zeiss | 32192 | |
Controlled Acoustics Environment Sound Booth | Industrial Acoustics Company | ||
Surgical Head Holder | Custom Made – | Please see Figure 3 | |
Medical University of South Carolina | |||
Neck Soft-Tissue Retractor (Wire Speculum, Titanium) 1.75 inch | World Precision Instruments | 555801L | Maximum spread 20 mm |
Embedded in disposable putty to affix dynamically to head holder | |||
90N Dental Belt Driven Hand Drill | Emesco | Vintage Item | |
Scalpel Handle Size 6 | Bard-Parker | MEDC-011990 | |
#15c Stainless Steel Surgical Scalpel Blade | Bard-Parker | SKU: 097-7215 | 50 Blades/Box |
Via ACE Surgical Supply Code | |||
Straight Tip Jewelers Forceps | Bernell | MIL17304 | |
Iris Scissors Curved | Medline | DYND04026 | |
Iris Scissors Straight | Medline | DYND04025 | |
Stevens Tenotomy Scissors Straight | Medline | MDG3222111 | |
Rosen Ear Needle Straight Shaft, Lightly Curved Tip | MytaMed | Item# 6.56.00 | Figure 1 demonstrates angled shaft picks. This was later substituted for the Rosen picks |
Rosen Ear Needle Straight Shaft, Strongly Curved Tip | MytaMed | Item# 6.56.01 | |
Kimwipes Delicate Task Wipers | Kimtech Science | CODE 34155 | White, Size 4.4x8.4 Inch. Cut to triangles and rolled into fine tip wicks. |
House Ear Curette, 6” shaft, light angle | Medline | MDG0396486 | |
Gelfoam (absorbable gelatin sponge) Size 100 | Medline | IIS34201 | Substitutions may be made |
Cotton pellets #3 4 mm | Richmond | Manufacturer Code 100108 | |
ElectroSurgical Unit 100 E M/M | Elmed | List No. 52-5770 | Bipolar and Monopolar Capable |
1cc U-100 Insulin Syringe 28G, 0.5” length needle | BD | Product Number: 329410 | Optional for delivery of Ototoxic agent |
23G, blunt tip, 1” length needle | Kendall | Product Code 8881202397 | For controlled delivery of Ototoxic agent with less risk of damaging stapedial artery |
Surgical Mask | U-line | S-10478 | |
Exam Grade Nitrile Surgical Gloves | U-line | S-12549 | |
Precision Hair Clippers | Wahl | Multiple models may be substituted | |
5-0 Nylon black monofilament suture on PC-1 13 mm 3/8 circle needle | Ethilon | 1855G | Substitutions may be made. |
Instant Sealing Sterilization Pouch | Fisher | 01-812054 | |
Dry Sterilizer | ROBOZ | Germinator TM 500 |
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