Monitoring Blood-Brain Barrier Opening in Rats with a Preclinical Focused Ultrasound System

Wir verwendeten ein Rattenmodell mit einer Jugularvenenkatheterisierung, die eine schnelle Medikamentenverabreichung und eine stabile Kavitationsüberwachung während des fokussierten Ultraschallverfahrens ermöglicht. Dieses Modell ermöglicht eine präzise Steuerung der Mikroblaseninfusion und der Kontrastmittelabgabe. Es kann dazu beitragen, Studien zur Eröffnung der BHS zu verbessern und die Reproduzierbarkeit in der präklinischen Forschung zu verbessern.

Sicherstellung, dass die Reproduzierbarkeit und Präzision der BHS-Öffnung in Kleintiermodellen, die Beschallungsparameter und die Arten von Mikrobläschen, die Vermeidung potenzieller Hirnschäden und die Überwachung der akustischen Emissionen gewährleistet sind, um sichere und erfolgreiche Behandlungen zu gewährleisten. Entfernen Sie zunächst die Haare einer betäubten Ratte. Nachdem Sie die richtige Anästhesie bestätigt haben, platzieren Sie einen scharfen Zeiger auf die Position des Bregmas auf dem Rattenschädel und speichern Sie die Position im System.

Tragen Sie dann Ultraschallgel auf den Rattenschädel auf und legen Sie den Wasserkupplungsbeutel zusammen mit einem Schallkopf mit einer Megahertzfrequenz auf das Gel. Klicken Sie auf dem Steuerrechner auf Laden, um die vorregistrierten Rattenbilder zu laden. Wählen Sie dann die Anzahl der Brennpunkte und den Schalldruck für das Verfahren aus.

Klicken Sie anschließend im Behandlungsmodul auf Bewegungstest, um sicherzustellen, dass der Schallkopf innerhalb einer Burst-Periode zwischen den Spots wechseln kann. Füllen Sie eine Fünf-Milliliter-Spritze mit zusatzstofffreier 0,9%iger Natriumchloridlösung. Platzieren Sie nun den Stift in der Mitte des Gummistopfens des Fläschchens.

Drücken Sie fest nach unten, bis der Dorn vollständig in den Stopfen eingeführt ist. Verbinden Sie den belüfteten Dosierstift mit der Spritze, stecken Sie ihn in den Stopfen und drücken Sie dann die Kolbenstange, um die gesamte Fünf-Milliliter-Spritze in die Durchstechflasche zu entleeren, und schütteln Sie die Durchstechflasche 20 Sekunden lang kräftig, um den gesamten Inhalt zu vermischen. Drehen Sie die Spritze um und ziehen Sie langsam das vorgesehene Volumen der Suspension in die Spritze zurück.

Verwenden Sie eine Infusionspumpe, um einer Ratte Mikrobläschen zu verabreichen, und führen Sie eine Beschallung im linken Hippocampus des Gehirns durch. Nach Abschluss der Beschallung legen Sie die Ratte in Bauchlage in den präklinischen 3T kryogenfreien Scanner auf einen Tisch. Injizieren Sie dann Gadolinium-basierte MRT-Kontrastmittel nach der T1-gewichteten Magnetresonanzgradienten-Echosequenz und nehmen Sie Post-Gadolinium-Bilder auf.

Nach Verabreichung von Gadolinium wurde in drei Experimenten ein signifikanter Anstieg der Intensität des Magnetresonanzsignals in den Zielregionen beobachtet. Die dynamische kontrastmittelverstärkte MRT zeigte, dass die signifikanteste Änderung der Signalintensität sieben bis acht Minuten nach der Kontrastmittelbolusinjektion auftrat. T1-gewichtete und T2-gewichtete Bilder zeigten eine Region mit Öffnung der Blut-Hirn-Schranke, während in der T1-Karte vor der Gadolinium-Verabreichung keine signifikanten Veränderungen festgestellt wurden.