El cerdo miniatura: un modelo animal grande para la investigación de implantes cocleares

Resumen

Los cerdos miniatura (mini-cerdos) son un modelo animal grande ideal para la investigación de implantes cocleares. La cirugía de implantación coclear en mini-cerdos se puede utilizar para proporcionar evidencia inicial de la seguridad y el rendimiento potencial de nuevas matrices de electrodos y enfoques quirúrgicos en un sistema vivo similar al de los seres humanos.

Resumen

Los implantes cocleares (IC) son el método más eficaz para tratar a las personas con pérdida auditiva neurosensorial de severa a profunda. Aunque los IC se utilizan en todo el mundo, no existe un modelo estándar para investigar la electrofisiología y la histopatología en pacientes o modelos animales con un IC o para evaluar nuevos modelos de matrices de electrodos. Un modelo animal grande con características de cóclea similares a las de los humanos puede proporcionar una plataforma de investigación y evaluación para matrices avanzadas y modificadas antes de su uso en humanos.

Con este fin, establecimos métodos estándar de IC con mini-cerdos Bama, cuya anatomía del oído interno es muy similar a la de los humanos. Las matrices diseñadas para uso humano se implantaron en la mini cóclea de cerdo a través de una membrana de ventana redonda, y se siguió un enfoque quirúrgico similar al utilizado para los receptores de IC humanos. La inserción de la matriz fue seguida por mediciones del potencial de acción compuesto evocado (ECAP) para evaluar la función del nervio auditivo. Este estudio describe la preparación del animal, los pasos quirúrgicos, la inserción de la matriz y las mediciones electrofisiológicas intraoperatorias.

Los resultados indicaron que el mismo IC utilizado para humanos podría implantarse fácilmente en mini cerdos a través de un enfoque quirúrgico estandarizado y produjo resultados electrofisiológicos similares a los medidos en receptores de IC humanos. Los mini-cerdos podrían ser un modelo animal valioso para proporcionar evidencia inicial de la seguridad y el rendimiento potencial de nuevas matrices de electrodos y enfoques quirúrgicos antes de aplicarlos a los seres humanos.

Introducción

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), más de 1.000 millones de personas están en riesgo de pérdida auditiva en todo el mundo, y se estima que, para 2050, una de cada cuatro personas sufrirá pérdida auditiva¹. En las últimas 2 décadas, los IC han sido la intervención más efectiva para las personas con pérdida auditiva neurosensorial (SNHL) severa y profunda permanente. Un IC convierte las señales físicas del sonido en señales bioeléctricas que estimulan las neuronas ganglionares espirales (SGN), evitando las células ciliadas. Con el tiempo, las indicaciones para IC se han ampliado de modo que ahora incluyen a personas con audición res....

Protocolo

Todos los procedimientos y cirugías con animales se realizaron de acuerdo con las directrices del Comité de Ética del Hospital General del PLA y fueron aprobados.

1. Anestesia y preparación quirúrgica

1. Inyecte el cerdo (macho, 2 meses de edad, 5 kg) muscularmente con tiletamina y zolazepam con una dosis de 10-15 mg / kg e intubarlo con un tubo endotraqueal de 5.5 franceses. Mantener la anestesia mediante respiración asistida por ventilador con inhalación de isofluorano. Controle la saturación de oxígeno (>90%), la respiración (15-20 / min) y la frecuencia cardíaca (60-120 latidos / min) utilizando la pinza de oxime....

Resultados

La integridad (Figura 4A) y las impedancias (Figura 4B) del IC fueron confirmadas por el software MAESTRO. Los resultados de ECAP mostraron que los 12 electrodos demostraron buenas respuestas neuronales (Figura 4C), lo que significa que la matriz de electrodos estaba bien unida al eje coclear y estimulaba el nervio auditivo. La Figura 5 muestra las bobinas de electrodos reconstruidas en 3D postoperatori.......

Discusión

Alrededor del 15% de la población mundial tiene algún grado de pérdida auditiva, y más del 5% tiene pérdida auditiva discapacitante²¹. La provisión de IC es el tratamiento más eficiente para pacientes adultos y pediátricos con pérdida auditiva neurosensorial severa y profunda. Como el primer estimulador de nervios craneales implantable exitoso, en las últimas 2 décadas, los IC han ofrecido a miles de personas con pérdida auditiva la oportunidad de regresar al mundo del sonido y (re)int.......

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.5 mm diamond burr
1 mm diamond burr
5 mm diamond burr
2-0 suture silk
3D Slicer image computing platform			3D reconstruction of CT image
Alcohol
Bipolar cautery
Bipolar electrocoagulation			Stop bleeding
CI designed for human use (CONCERTO FLEX28)	MED-EL	Concerto F28
Dressing forceps
ECG monitor
Iodine tincture
Isoflurane			3.6 mL/h
Laryngoscope
MAESTRO Software	MED-EL		Measure ECAP responses
Micro forceps
Micro spatula
Mosquito forceps
Needle holder
Needle probe
Negative pressure suction device
Otological surgical instruments
Respiratory Anesthesia Machine
Scalpel with blade No. 15
Scissors
Shaver
Stimulation device (MAX Programming Interface)	MED-EL		Measure ECAP responses
Surgery microscope	Leica
Surgical drill
Surgical Power Device
Tiletamine and zolazepan			10-15 mg/kg
Tissue forceps
Trachea cannula