Implantationschirurgie zur Stimulation des abdominalen Vagusnervs und Aufzeichnungsstudien an wachen Ratten

Zusammenfassung

Das vorliegende Protokoll beschreibt die chirurgische Technik zur Implantation eines Elektrodenarrays auf den abdominalen Vagusnerv bei Ratten, zusammen mit Verfahren für chronische elektrophysiologische Tests und Stimulation unter Verwendung der implantierten Vorrichtung.

Zusammenfassung

Die abdominale Vagusnervstimulation (VNS) kann auf den subdiaphragmatischen Ast des Vagusnervs von Ratten angewendet werden. Aufgrund seiner anatomischen Lage hat es keine respiratorischen und kardialen Off-Target-Effekte, die üblicherweise mit zervikalem VNS in Verbindung gebracht werden. Das Fehlen von respiratorischen und kardialen Off-Target-Effekten bedeutet, dass die Intensität der Stimulation nicht verringert werden muss, um Nebenwirkungen zu reduzieren, die häufig bei zervikalem VNS auftreten. Nur wenige neuere Studien zeigen die entzündungshemmende Wirkung von abdominalem VNS in Rattenmodellen für entzündliche Darmerkrankungen, rheumatoide Arthritis und Glykämiereduktion in einem Rattenmodell für Typ-2-Diabetes. Die Ratte ist ein großartiges Modell, um das Potenzial dieser Technologie zu erforschen, da die Anatomie des Vagusnervs gut etabliert ist, die Größe des Nervs eine einfache Handhabung ermöglicht und viele Krankheitsmodelle verfügbar sind. Hier beschreiben wir die Methoden zur Reinigung und Sterilisation des abdominalen VNS-Elektrodenarrays und des chirurgischen Protokolls bei Ratten. Wir beschreiben auch die Technologie, die zur Bestätigung einer überschwelligen Stimulation erforderlich ist, indem evozierte zusammengesetzte Aktionspotentiale aufgezeichnet werden. Die abdominale VNS hat das Potenzial, eine selektive, wirksame Behandlung für eine Vielzahl von Erkrankungen, einschließlich entzündlicher Erkrankungen, zu bieten, und es wird erwartet, dass sich die Anwendung ähnlich wie die zervikale VNS ausweiten wird.

Einleitung

Die Vagusnervstimulation (VNS), die an der zervikalen Stelle im Hals verabreicht wird, ist von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) für die Behandlung von refraktärer Epilepsie, refraktärer Depression und postischämischer Schlaganfallrehabilitation^{zugelassen 1} und von der Europäischen Kommission für Herzinsuffizienz in Europa^{zugelassen 2}. Die nicht-invasive zervikale VNS ist von der FDA für Migräne und Kopfschmerzen zugelassen¹. Es wird erwartet, dass sich die Anwendung ausweiten wird, da jüngste klinische Studien die Wirksamkeit von VNS bei anderen Indikationen wie Morbus Croh....

Protokoll

Alle Verfahren mit Tieren wurden von der Tierethikkommission des St. Vincent's Hospital (Melbourne) genehmigt und entsprachen dem australischen Kodex für die Pflege und Verwendung von Tieren für wissenschaftliche Zwecke (National Health and Medical Research Council of Australia) und dem Gesetz zur Verhinderung von Tierquälerei (1986). Insgesamt wurden 24 weibliche Dark Agouti-Ratten (8-9 Wochen alt) für diese Studie verwendet. Die Versuchsgruppen bestanden aus: einer normalen Kohorte (n = 8), die keine Kollageninjektion oder VNS-Implantation erhielt; eine nicht stimulierte Krankheitskohorte (n = 8), die ein Implantat und eine Kollageninjektion erhielt (keine elektroph....

Diskussion

Diese Methode der abdominalen VNS-Implantation und der chronischen Stimulation des Vagusnervs und der Aufzeichnung von ECAPs wurde bei Ratten nach der Implantation 5 Wochen lang erfolgreich angewendet und gut vertragen 10,15,16. Das Zurückziehen von Magen, Leber und Darm, um eine gute Sicht auf die Speiseröhre und den Vagusnerv zu erhalten, ist einer der wichtigsten Schritte bei der Operation. Sobald diese Organe zurückgezoge.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.9% saline	Briemarpak	SC3050
Baytril	Bayer
Betadine	Sanofi-Aventis Healthcare
Buprelieve (Buprenorphine)	Jurox
Data acquisition device	National Instruments	USB-6210
DietGel Boost (dietary gel supplement)	ClearH2O
Dumont tweezer, style 5	ProSciTech	T05-822
Dumont tweezer, style N7, self-closing	ProSciTech	EMS72864-D
Elmasonic P sonicator	Elma
Hartmann's solution	Baxter	AHB2323
Hemostat	ProSciTech	TS1322-140
HPMC/PAA Moisturising Eye Gel	Alcon
Igor Pro-8 software	Wavemetrics, Inc
Isoflo (Isoflurane)	Zoetis
Isolated differential amplifier	World Precision Instruments	ISO-80
Liquid pyroneg	Diversey	HH12291	cleaning solution
Marcaine (Bupivacaine)	Aspen
Plastic drape	Multigate	22-203
Rat vagus nerve implant	Neo-Bionica
Rimadyl (Carprofen)	Zoetis
Silk suture 3-0	Ethicon
Silk suture 7-0	Ethicon
SteriClave autoclave	Cominox	24S
Sterile disposable surgical gown	Zebravet	DSG-S
Suicide Nickel hooks	Jarvis Walker
Ultrapure water	Merck Millipre	Milli-Q Direct
Underpads	Zebravet	UP10SM
Vannas scissors	ProSciTech	EMS72933-01
Vicryl suture 4-0	Ethicon