Forschungsanwendung der laserinduzierten Stoßwelle zur Untersuchung von blast-induzierten Cochlea-Verletzungen

Zusammenfassung

Hier beschreiben wir experimentelle Protokolle zur Erstellung eines Tiermodells für blasteninduzierte Cochlea-Verletzungen mittels laserinduzierter Stoßwelle (LISW). Die Exposition des Schläfenbeins gegenüber LISW ermöglicht die Reproduktion der Blast-induzierten Cochlea-Pathophysiologie. Dieses Tiermodell könnte eine Plattform für die Aufklärung der Cochlea-Pathologie und die Erforschung möglicher Behandlungen für Explosionsverletzungen sein.

Zusammenfassung

Das Ohr ist das Organ, das am anfälligsten für Explosionsüberdruck ist, und Cochlea-Verletzungen treten häufig nach Explosionsbelastung auf. Eine Explosionsbelastung kann zu Schallempfindungsschwerhörigkeit (SNHL) führen, einem irreversiblen Hörverlust, der sich negativ auf die Lebensqualität auswirkt. Detaillierte Blasten-induzierte Cochlea-Pathologien, wie z. B. der Verlust von Haarzellen, Spiralganglienneuronen, Cochlea-Synapsen und Störungen der Stereozilien, wurden bereits dokumentiert. Die Bestimmung der sensorineuralen Verschlechterung der Cochlea-Cochlea nach einer Explosionsverletzung ist jedoch eine Herausforderung, da Tiere, die einem Explosionsüberdruck ausgesetzt sind, in der Regel eine Trommelfellperforation (TMP) erleiden, die gleichzeitig zu Schallleitungsschwerhörigkeit führt. Um die reine sensorineurale Cochlea-Dysfunktion zu bewerten, haben wir ein experimentelles Tiermodell der blasteninduzierten Cochlea-Schädigung unter Verwendung einer laserinduzierten Stoßwelle entwickelt. Diese Methode vermeidet TMP und begleitende systemische Verletzungen und reproduziert den Funktionsabfall der SNHL-Komponente energieabhängig nach LISW-Exposition. Dieses Tiermodell könnte eine Plattform sein, um die pathologischen Mechanismen aufzuklären und mögliche Behandlungen für die blasteninduzierte Cochlea-Dysfunktion zu erforschen.

Einleitung

Hörverlust und Tinnitus gehören zu den häufigsten Behinderungen, die bei bis zu 62 % der Veteranen gemeldet^{werden 1}. Mehrere durch Explosionen induzierte auditive Komplikationen, einschließlich Schallempfindungsschwerhörigkeit (SNHL) und Trommelfellperforation (TMP), wurden bei Personen berichtet, die einem Explosionsüberdruck ausgesetzt waren². Darüber hinaus deuten Untersuchungen an Personen, die Explosionen ausgesetzt waren, darauf hin, dass die Exposition gegenüber Explosionen häufig zu Defekten in der auditiven zeitlichen Auflösung führt, selbst wenn die Hörschwellen im normalen Ber....

Protokoll

Alle experimentellen Verfahren wurden vom Institutional Animal Care and Use Committee des National Defense Medical College (Genehmigung #18050) genehmigt und in Übereinstimmung mit den Richtlinien der National Institutes of Health und des japanischen Ministeriums für Bildung, Kultur, Sport, Wissenschaft und Technologie durchgeführt. Es wurden alle Anstrengungen unternommen, um die Anzahl der Tiere und ihr Leid zu minimieren.

1. Tiere

1. Verwenden Sie 8 Wochen alte männliche CBA/J-Mäuse, um dieses Protokoll zu befolgen. Vor dem Experiment werden die Mäuse einem Hörfunktionstest und ei....

Diskussion

Ziel dieser Studie war es, ein Mausmodell für blasteninduzierte Cochlea-Schäden mit LISW zu validieren. Unsere Ergebnisse zeigten, dass das exponierte Ohr der Maus nach der LISW-Applikation durch das Schläfenbein einen konsistenten pathologischen und physiologischen Rückgang der Cochlea aufwies, der mit einem Anstieg des LISW-Überdrucks einherging. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass dieses Mausmodell geeignet ist, verschiedene Cochlea-Pathologien durch Anpassung der LISW-Ausga.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
532 nm Q-switched Nd:YAG laser	Quantel	Brilliant b
ABR peak analysis software	Mass Eye and Ear	N/A	EPL Cochlear Function Test Suite
Acrylic resin welding adhesive	Acrysunday Co., Ltd	N/A
confocal fluorescence microscopy	Leica	TCS SP8
cryosectioning compound	Sakura	Tissue-Tek O.C.T
CtBP2 antibody	BD Transduction	#612044
Dielectric multilayer mirrors	SIGMAKOKI CO.,LTD	TFMHP-50C08-532	M1-M3
Digital oscilloscope	Tektronix	DPO4104B
Earphone	CUI	CDMG15008-03A
Hydrophone	RP acoustics e.K.	FOPH2000
Image J software plug-in	NIH	measurement line	https://myfiles.meei.harvard.edu/xythoswfs/webui/_xy-e693768_1-t_wC4oKeBD
Light microscope	Keyence Corporation	BZ-X700
Myosin 7A antibody	Proteus Biosciences	#25–6790
Neurofilament antibody	Sigma	#AB5539
Plano-convex lens	SIGMAKOKI CO.,LTD	SLSQ-30-200PM
Prism software	GraphPad	N/A	ver.8.2.1
Scanning electron microscope	JEOL Ltd	JSM-6340F
Small digital endoscope	AVS Co. Ltd	AE-C1
Ultrasonic jelly	Hitachi Aloka Medical	N/A
Variable attenuator	Showa Optronics Co.	N/A	Currenly avaiable successor: KYOCERA SOC Corporation, RWH-532HP II
Water-soluble encapsulant	Dako	#S1964