Diese Studie wurde von Boston Scientific Neuromodulation finanziert.

1. Einleitung: Spinal Cord Stimulation oder SCS, wurde klinisch seit 1967 angewandt, als Dr. Norman Shealy erste Stimulation Elektroden über dem dorsalen Spalten in einem Versuch, Erleichterung für Patienten mit chronischen, hartnäckigen Schmerzen (Shealy et al., 1967) bieten implantiert. SCS ist die klinische Umsetzung der Gate-Theorie, die die Aktivierung von großen myelinisierten afferenten Nerven, die Berührung und Druck Empfindungen vermitteln postuliert, hemmen kann, oder &quot;das Tor schließen&quot; auf die Übertragung von Schmerz-Signale zu höheren Zentren im Gehirn (Melzack &amp; Wall , 1965). Technologie für SCS hat über die Jahrzehnte verbessert, mit mehr zuverlässige Stimulation Ausrüstung besser entwickelt, um die Dorsalsäulen stimulieren entwickelt hat. Der Schlüssel zu diesen Verbesserungen haben ein erhöhtes Verständnis der Neuroanatomie und Neurophysiologie des Rückenmarks relevant für die klinische elektrische Stimulation wurde. Dieses Verständnis wurde durch rechnerische Modellierung des SCS vorgebracht worden. Computational Modeling von Neuronen verwendet wurde, um grundlegende Mechanismen für neuronale Stimulation verstehen, da Hodgkin und Huxley das mathematische Modell erstmals beschrieben wurde (Hodgkin und Huxley, 1952). Neuronale Aktivität moduliert wird durch elektrische Felder als intrazelluläre Stromeinspeisung und extrazelluläre Potential Felder angewendet werden. Ranck qualitativ diskutiert, wie sich Veränderungen in der extrazellulären Spannung in der Nähe eines Axons einigen Regionen der Axon-Membran zu depolarisieren und andere hyperpolarisieren (Ranck, 1975) führen. Ein Rechenmodell für SCS wurde ursprünglich von Coburn und Sin (Coburn, 1980) entwickelt und war maßgeblich gefördert durch Holsheimer und Kollegen, beginnend mit Struijk und Holsheimer die Entwicklung eines dreidimensionalen Feldes Modell der SCS (Holsheimer und Struijk, 1988). Ihr Rechenmodell geschätzte Wirkung der anatomischen Parameter auf die Schwellen von dorsal Spalte Fasern (Struijk et al., 1992), prognostizierte das Potenzial Ort der Anregung in dorsalen Wurzelfasern (Struijk et al., 1993b), und analysiert die Wirkung von CSF Dicke (Struijk et al, 1993a.) mit der klinischen Validierungen (He et al, 1994;. Holsheimer et al, 1995a;.. Holsheimer et al, 1994). Das Modell trug wesentlich zur Gestaltung der Stimulation führen Design, was darauf hindeutet optimalen Parameter für den Kontakt Größe und Abstand (Holsheimer und Struijk, 1992; Holsheimer und Wesselink, 1997), eine Vorzugsbehandlung Stimulation der dorsalen Säule Fasern über Wurzelfasern (Holsheimer et al Gunst. 1995b). 2. Methoden: Mathematisches Modell Definition Eine Finite-Element-mathematischen (FEM)-Modell wurde der Low-thorakalen Rückenmarkes und seiner Umgebung geschaffen. Die FEM-Modell besteht aus Rückenmark weißen und grauen Substanz, Liquor, Dura, Epiduralraum Gewebe, Wirbelknochen und zwei zylindrischen MultiContact führt. Jede Leitung bestand aus acht zylindrischen Platin-Iridium-Kontakte (Dirigieren Domains, 3mm Länge und 1,25 mm Durchmesser), gefolgt von 1mm Länge von isolierenden Polymer (nicht-leitenden Bereichen, 1mm Länge) getrennt. Das führt wurden dorsal, auf der Spitze die Dura positioniert und symmetrisch, 1mm auf jeder Seite der Mittellinie des Rückenmarks. Im Modell wurde die &quot;Dicke&quot; der Liquor-Schicht zwischen den Kontakten und der dorsalen Oberfläche des Rückenmarks (DCSF) angegeben werden 3,2 mm. Die Geometrie des Modells ist in Abbildung 1A dargestellt und elektrischen Widerstände sind in Tabelle I angegeben, Werte kommen vor allem aus der Literatur (Holsheimer, 2002;. Wesselink et al, 1999). Das Volumen wurde mit über 1 Million Knoten vernetzt, mit einer High-Density-Netz in der Region in der Nähe, wo Elektroden befinden, wie in Abbildung 1B dargestellt. <img src="/files/ftp_upload/2443/2443fig1.jpg" alt="Abbildung 1" /> Abbildung 1. Darstellung der Masche des FEM für das Rückenmark und MultiContact führen. (A)-Komponenten und die Struktur des Modells. (B) Modell Mesh - nur die hohe Dichte Teil dargestellt. Die Masche war segmentiert in Abschnitte von variablen Knoten Dichte: in der Nähe der Kontakte (≤ 300 um); Isolator, Dura und Rückenmark (≤ 750 mu m); Epiduralraum (≤ 3000 um); und Wirbelknochen (≤ 5000 um). <img src="/files/ftp_upload/2443/2443table1.jpg" alt="Tabelle 1" /> Tabelle 1 Widerstandswerte der FEM-Domains (Holsheimer, 2002;. Wesselink et al, 1999). Und Modifikation (Epiduralraum) übereinstimmen klinischen Daten. Das Rückenmark Geometrie (Abbildung 2) wurde mit einer Kombination von Merkmalen aus der einschlägigen Literatur Quellen. Der Querschnitt des Kabels wurde von Kameyama et al abgeleitet, und die Spinalganglien (DR) Flugbahn Struijk et al angenommen (Kameyama et al, 1996;... Struijket al., 1993b). Dorsal Spalte (DC)-Fasern wurden in regelmäßigen Gitter von (200um für mediolateral Richtung und 100um dorsoventrale Richtung, siehe Abbildung 2A) platziert und projiziert in die rostrokaudalen Richtung. Jeder DR wurde als einen größeren Durchmesser &quot;Mutter&quot;-Faser verbunden gegabelten &quot;Tochter&quot;-Fasern mit kleinerem Durchmesser (Abb. 2B) modelliert. <img src="/files/ftp_upload/2443/2443fig2.jpg" alt="Abbildung 2" /> Abbildung 2. Aufbau des Rückenmarks Modell. (A) Transactional Blick auf das Rückenmark und die Lage der dorsalen Säule Fasern. (B) Dorsale Wurzeln sind von einer Mutter Faser-und gegabelte Tochter Fasern. Die Flugbahn der Mutter Faser wurde von Struijk 1993 digitalisiert. (C) Dreidimensionale Ansicht des Rückenmarks und der DR-Fasern. Modell Investigation Sobald die Leitungen innerhalb des Modells positioniert waren, wurden die zwei Arten von Stimulatoren durch die Definition der Ströme für zwei parallele Kontakte realisiert. Für eine einzelne Quelle-System gab es drei mögliche Methoden zu liefern Strom: a. der linken Kontaktstelle hat alle aktuellen, b. die beiden Kontakte jedes liefern 50% des Stroms; c. die am weitesten rechts wenden liefert alle aktuellen. Wir merken hier, dass die Impedanz der beiden Kontakte ausgegangen ist gleich, auch wenn dies unwahrscheinlich, dass in der klinischen Anwendung wahr. Für die multisource System wurde jeder Kontakt definiert seine eigene Stromquelle steuerbar in 1% inkrementelle Änderungen zwischen der aktuellen Kontakte haben. In anderen Worten, wenn die gesamte gelieferte Strom auf die beiden Kontakte ist 10mA, in der Quellen-System die aktuelle jedem Kontakt wurde auf jeden Bruchteil der gesamten angegeben, so lange, wie die Summe der Ströme durch jeden Kontakt gleich 10mA. Zum Beispiel könnte der linken Kontaktstelle liefern 6,8 mA, wo die am weitesten rechts wenden dann liefern würde 3,2 mA. Für die multisource System, teilt 100 Spitzenbeträge von aktuellen auf diese Weise programmiert wurden. Zur Berechnung der Region Aktivierung im dorsalen Spalten von jedem System, wurde eine aktivierende Funktion Analyse durchgeführt. Die aktivierende Funktion ist eine Angleichung der Veränderung in der transmembrane Potential, wenn extrazelluläre Reizstrom zu Nervengewebe ist für eine bestimmte Elektrode und Fasergeometrie angewendet. Die Region Aktivierung wurde als Ort der Fasern in das Modell, wo das aktivierende Funktion (oder einfach nur zweite Unterschied der Spannungen entlang Axon) überschritten einen vorbestimmten Schwellenwert (ex. 0.1mV/mm2) definiert. Der zentrale Punkt der Stimulation wurde definiert und die geometrische Schwerpunkt des 3-dimensionalen Gebiet der Aktivierung berechnet. Um festzustellen, Stimulationsamplitude wurden die beiden Kontakte angegeben werden, um Kathoden (50% und 50% negative Potential auf zwei Kontakte) in eine monopolare Konfiguration (bezogen Strom mit entsprechenden Stromdichte von Modell Grenzen ausgeliefert werden). Die Stimulationsamplitude wurde dann iterativ erhöht, bis die erste Faser aktiviert beobachtet wurde (dies war immer eine dorsale Säule Faser). Diese erste Aktivierung wurde angenommen, dass die erste Wahrnehmung von Parästhesien von einem Patienten in der Klinik korrelieren. Im Modell wurde dann der Strom auf 1,4 * (mA zum ersten Faser zu aktivieren) erhöht und der Schwerpunkt der resultierenden Region der Aktivierung berechnet. Schwerpunkte aller Lenkung Schritte (100:0 bis 0:100) wurden mit einer Amplitude im vorherigen Schritt ermittelt berechnet. Durchschnittliche Auflösung von Zentroid Veränderung war Schwerpunkt Standort Spektrum von aktuellen Schritte unterteilt. 3. Ergebnis: Beim Lenken Stimulation mediolaterally zwischen dualen Leads, prognostiziert das Rechenmodell, dass ein Gerät mit unabhängigen Stromquellen für jeden Kontakt kann mehreren zentralen Punkten der Stimulation auf der dorsalen Säule als ein einziges Quellsystem (100 vs 3) Ziel. Als Folge davon ist die Auflösung der Einstellung der zentrale Punkt der Stimulation 30 um mit einem multisource System, eine ungefähre 50-fachen Anstieg im Vergleich zu Single-Source-Systeme (siehe Abbildung 3). <img src="/files/ftp_upload/2443/2443fig3.jpg" alt="Abbildung 3" /> Abbildung 3. Das Rechenmodell macht die folgenden Prognosen. A. Dual-lead-Konfiguration: 2,0 mm Abstand zwischen Leitungen mit Monopol-Stimulation. B. Single-Source-Geräte, die einen einzigen, gemeinsam genutzten Energiequelle für alle Kontakte bieten können zielen auf drei zentrale Punkte der Stimulation beim Verschieben Stimulation mediolaterally (einer Schrittweite von 1 mm im Durchschnitt mit 2 mm Blei-Trennung). C: Ein Gerät mit einem eigenen Stromquelle für jeden Kontakt kann zu 100 zentrale Punkte seitlich Ziel in der dorsalen Säule, wenn fractionalizing in Schritten von 1% oder 10 zentrale Punkte Strom, wenn fractionalizing in Schritten von 10% (eine Schrittweite von 0,02 mm bei 1% Schritte und 0,2 mm für 10%-Schritten im Durchschnitt).

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A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimum+electrode+geometry+for+spinal+cord+stimulation:+the+narrow+bipole+and+tripole.">Optimum electrode geometry for spinal cord stimulation: the narrow bipole and tripole.</a> Med Biol Eng Comput. 35, 493-497 (1997).</li><li>Kameyama, T., Hashizume, Y., Sobue, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphologic+features+of+the+normal+human+cadaveric+spinal+cord.">Morphologic features of the normal human cadaveric spinal cord.</a> Spine. 21, 1285-1290 (1996).</li><li>McIntyre, C. C., Grill, W. 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B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paresthesia+Thresholds+in+Spinal+Cord+Stimulation:+A+Comparison+of+Theoretical+Results+with+Clinical+Data.">Paresthesia Thresholds in Spinal Cord Stimulation: A Comparison of Theoretical Results with Clinical Data.</a> IEEE Trans Rehab Eng. 1, 101-107 (1993).</li><li>Struijk, J. J., Holsheimer, J., Boom, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitation+of+dorsal+root+fibers+in+spinal+cord+stimulation:+a+theoretical+study.">Excitation of dorsal root fibers in spinal cord stimulation: a theoretical study.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 40, 632-639 (1993).</li><li>Struijk, J. J., Holsheimer, J., van der Heide, G. G., Boom, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recruitment+of+dorsal+column+fibers+in+spinal+cord+stimulation:+influence+of+collateral+branching.">Recruitment of dorsal column fibers in spinal cord stimulation: influence of collateral branching.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 39, 903-912 (1992).</li><li>Struijk, J. J., Holsheimer, J., van Veen, B. K., Boom, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidural+spinal+cord+stimulation:+calculation+of+field+potentials+with+special+reference+to+dorsal+column+nerve+fibers.">Epidural spinal cord stimulation: calculation of field potentials with special reference to dorsal column nerve fibers.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 38, 104-110 (1991).</li><li>Wesselink, W. A., Holsheimer, J., King, G. W., Torgerson, N. A., Boom, H. B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+Aspects+of+the+Clinical+Performance+of+Transverse+Tripolar+Spinal+Cord+Stimulation.">Quantitative Aspects of the Clinical Performance of Transverse Tripolar Spinal Cord Stimulation.</a> Neuromodulation. 2, 5-14 (1999).</li></ol>

Die Autoren sind Mitarbeiter von Boston Scientific Neuromodulation.

Die Fähigkeit zur Mitte Stimulation Regionen in der dorsalen Säule, die mit hoher Auflösung können zur besseren Optimierung von Parästhesien-Schmerz Überschneidungen bei Patienten ermöglichen. Das heißt, bei einem bestimmten Patienten kann die Region der Aktivierung im dorsalen Säulen konzentrieren, die Versorgung von schmerzhaften Bereichen zu maximieren bei gleichzeitiger Minimierung der Nebenwirkungen (durch Stimulation von unerwünschten Fasern, die Parästhesien in unerwünschten Standorten zu generieren oder zu schaffen motorischen oder autonomen Effekte).

<ul><li> NEURON ( <a href="http://www.neuron.yale.edu">http://www.neuron.yale.edu</a> ) </li><li> ANSYS (Canonsburg, PA, <a href="http://www.ansys.com">http://www.ansys.com</a> ) </li><li> Matlab (Natick, MA, <a href="http://www.mathworks.com">http://www.mathworks.com</a> ) </li></ul>

dorsal column steerability with dual parallel leads using dedicated power sources:  a computational model

In Rückenmarkstimulation (SCS), Konkordanz stimulationsinduzierte Parästhesien über schmerzhafte Körperregionen ist eine notwendige Voraussetzung für die therapeutische Wirksamkeit. Da Patient Schmerzen Muster können einmalig sein, ist eine häufige Stimulation Konfiguration der Platzierung von zwei Leitungen parallel in den dorsalen Epiduralraum. Dieses Konstrukt bietet Flexibilität bei der Steuerung der Reizstrom mediolaterally über die dorsale Säule besser Schmerz-Parästhesien Überlappung zu erreichen. Mit einem mathematischen Modell mit einem genauen Faserdurchmesserverteilung untersuchten wir die Fähigkeit des dualen parallel führt zur Anregung zwischen benachbarten Kontakten mit doppeltem parallel zu steuern führt mit (1) einer Hand-System, und (2) ein Multi-Source-System, mit einem gewidmet Stromquelle für jeden Kontakt. Das Volumen Dirigent Modell einer Low-thorakalen Rückenmarkes mit epidural positioniert dual parallel (2 mm Abstand) perkutane führt wurde zuerst geschaffen, und das elektrische Feld wurde mittels ANSYS, ein Finite-Elemente-Modellierungswerkzeug. Die aktivierende Funktion für 10 um Fasern wurde als zweiter Unterschied der extrazellulären Potenzial entlang der Knoten Ranvier auf die Nervenfasern in den dorsalen Spalte berechnet. Das Volumen der Aktivierung (VOA) und der zentrale Punkt der VOA wurden mit Hilfe einer vorgegebenen Schwelle der aktivierenden Funktion. Das Modell verglichen Bereich Lenkung Ergebnisse mit Hand gegen eigene Stromquelle Systeme auf Dual 8-Kontakt Stimulation führt. Das Modell prognostiziert, dass der Multi-Source-System kann mehrere zentrale Punkte der Stimulation auf der dorsalen Säule als ein einziges Quellsystem (100 vs 3) und die mittlere Lenkung Schritt für mediolateral Lenkung Ziel ist 0,02 mm für Multi-Source-Systeme vs 1 mm für Einzel-Source-Systeme, ein 50-fache Verbesserung. Die Fähigkeit zur Mitte Stimulation Regionen in der dorsalen Säule, die mit hoher Auflösung können zur besseren Optimierung von Parästhesien-Schmerz Überschneidungen bei Patienten ermöglichen.

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Dorsal Column Steerability with Dual Parallel Leads using Dedicated Power Sources:  A Computational Model

Mit Hilfe eines mathematischen Modells der Rückenmarkstimulation, fanden wir, dass ein Multi-Source-System mit unabhängigen Stromquellen für jeden Kontakt kann mehreren zentralen Punkten der Stimulation auf der dorsalen Säule (100 vs 3) Ziel und hat 50-fach stärker Bereich Lenkung Auflösung ( 0,02 mm vs 1mm) als ein Single-Source-System.

Dorsal Column Lenkbarkeit mit Dual Parallel Leads mit Dedicated Power Sources: ein Rechenmodell

In spinal cord stimulation (SCS), concordance of stimulation-induced paresthesia over painful body regions is a necessary condition for therapeutic ...

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Serie: Dorsal Column Steerability with Dual Parallel Leads using Dedicated Power Sources:  A Computational Model

A Novel Capsulorhexis Technique Using Shearing Forces with Cystotome

Purpose:
To demonstrate a capsulorhexis technique using predominantly shearing forces with a cystotome on a virtual reality simulator and on a human eye.
Method:
Our technique involves creating the initial anterior capsular tear with a cystotome to raise a flap. The flap left unfolded on the lens surface. The cystotome tip is tilted horizontally and is engaged on the flap near the leading edge of the tear. The cystotome is moved in a circular fashion to direct the vector forces. The loose flap is constantly swept towards the centre so that it does not obscure the view on the tearing edge.
Results:
Our technique has the advantage of reducing corneal wound distortion and subsequent anterior chamber collapse. The capsulorhexis flap is moved away from the tear leading edge allowing better visualisation of the direction of tear. This technique offers superior control of the capsulorhexis by allowing the surgeon to change the direction of the tear to achieve the desired capsulorhexis size.
Conclusions:
The EYESI Surgical Simulator is a realistic training platform for surgeons to practice complex capsulorhexis techniques. The shearing forces technique is a suitable alternative and in some cases a far better technique in achieving the desired capsulorhexis.

This video demonstrates a novel capsulorhexis technique in modern cataract surgery. Capsulorhexis is the most difficult and important part of phacoemulsification surgery.

A Novel Capsulorhexis Technik unter Verwendung von Scherkräften mit Cystotome

Purpose:
To demonstrate a capsulorhexis technique using predominantly shearing forces with a cystotome on a virtual reality simulator and on a human eye....

Forschung

Medizin

In vivo Dual Substrate Bioluminescent Imaging

Our understanding of how and when breast cancer cells transit from established primary tumors to metastatic sites has increased at an exceptional rate since the advent of in vivo bioluminescent imaging technologies 1-3. Indeed, the ability to locate and quantify tumor growth longitudinally in a single cohort of animals to completion of the study as opposed to sacrificing individual groups of animals at specific assay times has revolutionized how researchers investigate breast cancer metastasis. Unfortunately, current methodologies preclude the real-time assessment of critical changes that transpire in cell signaling systems as breast cancer cells (i) evolve within primary tumors, (ii) disseminate throughout the body, and (iii) reinitiate proliferative programs at sites of a metastatic lesion. However, recent advancements in bioluminescent imaging now make it possible to simultaneously quantify specific spatiotemporal changes in gene expression as a function of tumor development and metastatic progression via the use of dual substrate luminescence reactions. To do so, researchers take advantage for two light-producing luciferase enzymes isolated from the firefly (Photinus pyralis) and sea pansy (Renilla reniformis), both of which react to mutually exclusive substrates that previously facilitated their wide-spread use in in vitro cell-based reporter gene assays 4. Here we demonstrate the in vivo utility of these two enzymes such that one luminescence reaction specifically marks the size and location of a developing tumor, while the second luminescent reaction serves as a means to visualize the activation status of specific signaling systems during distinct stages of tumor and metastasis development. Thus, the objectives of this study are two-fold. First, we will describe the steps necessary to construct dual bioluminescent reporter cell lines, as well as those needed to facilitate their use in visualizing the spatiotemporal regulation of gene expression during specific steps of the metastatic cascade. Using the 4T1 model of breast cancer metastasis, we show that the in vivo activity of a synthetic Smad Binding Element (SBE) promoter was decreased dramatically in pulmonary metastasis as compared to that measured in the primary tumor 4-6. Recently, breast cancer metastasis was shown to be regulated by changes within the primary tumor microenvironment and reactive stroma, including those occurring in fibroblasts and infiltrating immune cells 7-9. Thus, our second objective will be to demonstrate the utility of dual bioluminescent techniques in monitoring the growth and localization of two unique cell populations harbored within a single animal during breast cancer growth and metastasis.

In vivo Dual Substrate Bioluminescent Imaging

Herein we describe the methods to construct, visualize, and quantify the bioluminescent reactions of both firefly and renilla luciferase enzymes expressed in metastatic breast cancer cells during their growth and metastasis in vivo.

In vivo Dual-Substrat Bioluminescent Imaging

Our understanding of how and when breast cancer cells transit from established primary tumors to metastatic sites has increased at an exceptional rate ...

Deep Neuromuscular Blockade Leads to a Larger Intraabdominal Volume During Laparoscopy

Shoulder pain is a commonly reported symptom following laparoscopic procedures such as myomectomy or hysterectomy, and recent studies have shown that lowering the insufflation pressure during surgery may reduce the risk of post-operative pain. In this pilot study, a method is presented for measuring the intra-abdominal space available to the surgeon during laproscopy, in order to examine whether the relaxation produced by deep neuromuscular blockade can increase the working surgical space sufficiently to permit a reduction in the CO2 insufflation pressure. Using the laproscopic grasper, the distance from the promontory to the skin is measured at two different insufflation pressures: 8 mm Hg and 12 mm Hg. After the initial measurements, a neuromuscular blocking agent (rocuronium) is administered to the patient and the intra-abdominal volume is measured again. Pilot data collected from 15 patients shows that the intra-abdominal space at 8 mm Hg with blockade is comparable to the intra-abdominal space measured at 12 mm Hg without blockade. The impact of neuromuscular blockade was not correlated with patient height, weight, BMI, and age. Thus, using neuromuscular blockade to maintain a steady volume while reducing insufflation pressure may produce improved patient outcomes.

This article presents a method for measuring the working abdominal volume during laproscopic myomectomy using the surgical grasper, and applies this technique to obtain pilot data on whether deep neuromuscular blockade (NMB) can enable the use of lower insufflation pressure. Reduced insufflation pressure during laproscopic surgery has been shown to reduce post-operative pain, and thus the use of NMB during surgery may enable improved patient outcomes.

Tief neuromuskuläre Blockade führt zu einer größeren Intraabdominelle Volume Während Laparoskopie

Shoulder pain is a commonly reported symptom following laparoscopic procedures such as myomectomy or hysterectomy, and recent studies have shown that ...

Ischemic Tissue Injury in the Dorsal Skinfold Chamber of the Mouse: A Skin Flap Model to Investigate Acute Persistent Ischemia

Despite profound expertise and advanced surgical techniques, ischemia-induced complications ranging from wound breakdown to extensive tissue necrosis are still occurring, particularly in reconstructive flap surgery. Multiple experimental flap models have been developed to analyze underlying causes and mechanisms and to investigate treatment strategies to prevent ischemic complications. The limiting factor of most models is the lacking possibility to directly and repetitively visualize microvascular architecture and hemodynamics. The goal of the protocol was to present a well-established mouse model affiliating these before mentioned lacking elements. Harder et al. have developed a model of a musculocutaneous flap with a random perfusion pattern that undergoes acute persistent ischemia and results in ~50% necrosis after 10 days if kept untreated. With the aid of intravital epi-fluorescence microscopy, this chamber model allows repetitive visualization of morphology and hemodynamics in different regions of interest over time. Associated processes such as apoptosis, inflammation, microvascular leakage and angiogenesis can be investigated and correlated to immunohistochemical and molecular protein assays. To date, the model has proven feasibility and reproducibility in several published experimental studies investigating the effect of pre-, peri- and postconditioning of ischemically challenged tissue.

The window of the murine dorsal skinfold chamber presented visualizes a zone of acute persistent ischemia of a musculocutaneous flap. Intravital epi-fluorescence microscopy permits for direct and repetitive assessment of the microvasculature and quantification of hemodynamics. Morphologic and hemodynamic results can further be correlated with histological and molecular analyses.

Ischämischen Gewebeschädigung des Rückenhautkammer der Maus: Ein Hautlappen Modell zu Akute Persistent Ischämie Untersuchen

Despite profound expertise and advanced surgical techniques, ischemia-induced complications ranging from wound breakdown to extensive tissue necrosis are ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and drugs. It is widely used in many studies on the physiological functions of vascular smooth muscle, the pathogenesis of vascular diseases such as hypertension, and the development of smooth muscle relaxant drugs. The mouse is a widely used model animal with a large pool of disease models and genetically modified strains. We introduced this method to measure the isometric contraction of mouse mesenteric artery in detail. A 1.4-mm segment of mouse mesenteric resistance artery was isolated and mounted on a myograph chamber by passing two steel wires through its lumen. After equilibration and normalization steps, the vessel segment was potentiated by a high-K+ solution twice prior to the contraction assay. As an example of the application of this method in drug development, we measured the relaxant effect of a novel natural substance, neoliensinine, isolated from a Chinese herb, embryos of the lotus seed (Nelumbo nucifera Gaertn.) on mouse mesenteric arteries. The vessel segments mounted on the myograph chamber were stimulated with a high-K+ solution. When the force tension reached a stable sustained phase, cumulative doses of neoliensinine were added to the chamber. We found that neoliensinine had a dose-dependent relaxant effect on smooth muscle contraction, thus suggesting that it bears potential activity against hypertension. In addition, as the vessel segment can survive at least 4 hours after mounting and maintain contractility induced by the high-K+ solution for many times, we suggest that the wire myograph system may be used for the time-consuming process of drug screening.

The wire myograph technique is used to investigate vascular smooth muscle functions and screen new drugs. We report a detailed protocol for measuring the isometric contractility of the mouse mesenteric artery and for screening new relaxants of vascular smooth muscle.

Messung der isometrischen Kontraktilität der Maus mesenterialen Arterie mit Draht Myographie

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and ...

Murine Model of Central Venous Stenosis using Aortocaval Fistula with an Outflow Stenosis

Central venous stenosis is an important entity contributing to arteriovenous fistula (AVF) failure. A murine AVF model was modified to create a partial ligation of the inferior vena cava (IVC) in the outflow of the fistula, mimicking central venous stenosis. Technical aspects of this model are introduced. The aorta and IVC are exposed, following an abdominal incision. The infra-renal aorta and IVC are dissected for proximal clamping, and the distal aorta is exposed for puncture. The IVC at the midpoint between the left renal vein and the aortic bifurcation is carefully dissected to place an 8-0 suture beneath the IVC. After clamping the aorta and IVC, an AVF is created by puncturing the infra-renal aorta through both walls into the IVC with a 25 G needle, followed by ligating a 22 G intra-venous (IV) catheter and IVC together. The catheter is then removed, creating a reproducible venous stenosis without occlusion. The aorta and IVC are unclamped after confirming primary hemostasis. This novel model of central vein stenosis is easy to perform, reproducible, and will facilitate studies on AVF failure.

An aortocaval fistula was created by puncturing the murine infra-renal aorta through both walls into the inferior vena cava and was followed by creation of a stenosis in its outflow via partial ligation of the inferior vena cava. This reproducible model can be used to study central venous stenosis.

Murine Modell der zentralen venösen Stenose mit Aortocaval Fistel mit einem Abfluss Stenose

Central venous stenosis is an important entity contributing to arteriovenous fistula (AVF) failure. A murine AVF model was modified to create a partial ...

A Porcine Corneal Endothelial Organ Culture Model Using Split Corneal Buttons

Experimental research on corneal endothelial cells is associated with several difficulties. Human donor corneas are scarce and rarely available for experimental investigations as they are normally needed for transplantation. Endothelial cell cultures often do not translate well to in vivo situations. Due to the biostructural characteristics of non-human corneas, stromal swelling during cultivation induces substantial corneal endothelial cell loss, which makes it difficult to perform cultivation for an extended period of time. Deswelling agents such as dextran are used to counteract this response. However, they also cause significant endothelial cell loss. Therefore, an ex vivo organ culture model not requiring deswelling agents was established. Pig eyes from a local slaughterhouse were used to prepare split corneal buttons. After partial corneal trephination, the outer layers of the cornea (epithelium, bowman layer, parts of the stroma) were removed. This significantly reduces corneal endothelial cell loss induced by massive stromal swelling and Descemet&#39;s membrane folding throughout longer cultivation periods and improves general preservation of the endothelial cell layer. Subsequent complete corneal trephination was followed by the removal of the split corneal button from the remaining eye bulb and cultivation. Endothelial cell density was assessed at follow-up times of up to 15 days after preparation (i.e., days 1, 8, 15) using light microscopy. The preparation technique used allows a better preservation of the endothelial cell layer enabled by less stromal tissue swelling, which results in slow and linear decline rates in split corneal buttons comparable to human donor corneas. As this standardized organo-typically cultivated research model for the first time allows a stable cultivation for at least two weeks, it is a valuable alternative to human donor corneas for future investigations of various external factors with regards to their effects on the corneal endothelium.

Here, a step-by-step protocol for the preparation and cultivation of porcine split corneal buttons is presented. As this organo-typically cultivated organ culture model shows cell death rates within 15 days, comparable to human donor corneas, it represents the first model allowing long-term cultivation of non-human corneas without adding toxic dextran.

Ein Porcine Corneal Endothelial Organ Culture Modell mit Split Corneal Buttons

Experimental research on corneal endothelial cells is associated with several difficulties. Human donor corneas are scarce and rarely available for ...

In Vivo Quantification of Hip Arthrokinematics during Dynamic Weight-bearing Activities using Dual Fluoroscopy

Several hip pathologies have been attributed to abnormal morphology with an underlying assumption of aberrant biomechanics. However, structure-function relationships at the joint level remain challenging to quantify due to difficulties in accurately measuring dynamic joint motion. The soft tissue artifact errors inherent in optical skin marker motion capture are exacerbated by the depth of the hip joint within the body and the large mass of soft tissue surrounding the joint. Thus, the complex relationship between bone shape and hip joint kinematics is more difficult to study accurately than in other joints. Herein, a protocol incorporating computed tomography (CT) arthrography, three-dimensional (3D) reconstruction of volumetric images, dual fluoroscopy, and optical motion capture to accurately measure the dynamic motion of the hip joint is presented. The technical and clinical studies that have applied dual fluoroscopy to study form-function relationships of the hip using this protocol are summarized, and the specific steps and future considerations for data acquisition, processing, and analysis are described.

In Vivo Quantification of Hip Arthrokinematics during Dynamic Weight-bearing Activities using Dual Fluoroscopy

Dual fluoroscopy accurately captures in vivo dynamic motion of human joints, which can be visualized relative to reconstructed anatomy (e.g., arthrokinematics). Herein, a detailed protocol to quantify hip arthrokinematics during weight-bearing activities of daily living is presented, including the integration of dual fluoroscopy with traditional skin marker motion capture.

Im lebenden Organismus Quantifizierung der Hüftarthrokinematik bei dynamischen tragenden Aktivitäten mittels Dual-Fluoroskopie

Several hip pathologies have been attributed to abnormal morphology with an underlying assumption of aberrant biomechanics. However, structure-function ...

Modified Posterior Vertebral Column Resection for Patients with Thoracolumbar Kyphotic Deformity

Old compression vertebrae fracture or congenital kyphoscoliosis with abnormal vertebral body development and other diseases that invade the spine may cause severe thoracolumbar kyphotic deformity, often accompanied by intractable low back pain or compression of the spinal cord, leading to severe neurological symptoms or even paralysis. If conservative treatment cannot relieve the symptoms or correct the deformities, surgical treatment is usually needed. For severe kyphotic deformity, reconstruction of the physiological curvature and rigid fixation determine the prognosis of the patients. Osteotomy and orthopedics are the standard procedure for deformities with severe compression of the front and middle column, but the trauma to the patients is high, with a long operation time and massive blood loss. To avoid these disadvantages, we have developed a modified technique to remove the diseased vertebra unilaterally. In this technique, we use a modified trephine to resect the vertebral columns like in the pedicle screw technique by adding a locking instrument that can restrict the trephine to lower the risk of osteotomy and shorten the surgery time and blood loss.

We describe a modified technique for resecting the posterior vertebral column unilaterally based on a modified trephine for patients with thoracolumbar kyphotic deformity.

Modifizierte posteriore Wirbelsäulenresektion bei Patienten mit thorakolumbaler kyphotischer Deformität

Old compression vertebrae fracture or congenital kyphoscoliosis with abnormal vertebral body development and other diseases that invade the spine may ...

Standardisiertes Tuina-Protokoll für das Ratten-DRG-Kompressionsmodell

Analgesic Effect of Tuina on Rat Models with Compression of the Dorsal Root Ganglion Pain

Neuropathic pain is a prevalent condition that affects 6.9%-10% of the population and results from nerve damage due to various etiologies, such as lumbar disc herniation, spinal canal stenosis, and intervertebral foramen stenosis. Although Tuina, a traditional Chinese manual therapy, has shown analgesic effects in clinical practice for the treatment of neuropathic pain, its underlying neurobiological mechanisms remain unclear. Animal models are essential for elucidating the basic principles of Tuina. In this study, we propose a standardized Tuina protocol for rats with compression of the dorsal root ganglion (DRG), which involves inducing DRG compression by inserting a stainless steel rod into the intervertebral foramen, performing Tuina manipulation with specific parameters of location, intensity, and frequency in a controlled environment, and assessing the behavioral and histopathological outcomes of Tuina treatment. This article also discusses the potential clinical implications and limitations of the study and suggests directions for future research on Tuina.

Autor im Rampenlicht: Analgetische Wirkung von Tuina auf Rattenmodelle mit Kompression des Schmerzes des Spinalwurzelganglions  

This article presents a manipulation for treating chronic compression of the dorsal root ganglion in rats using Tuina therapy, along with a method for evaluating its effectiveness based on pain behavior and histopathological results.

Analgetische Wirkung von Tuina auf Rattenmodelle mit Kompression der Spinalganglienschmerzen

Neuropathic pain is a prevalent condition that affects 6.9%-10% of the population and results from nerve damage due to various etiologies, such as lumbar ...