Method Article
이 프로토콜의 목표는 다양 한 연구 질문을 해결 하기 위해 사용 될 수 있는 인공 와우 이식의 동물 모델을 제공 하는입니다. 잠재적인 응용 프로그램 제약 개입 또는 청각 임계값 또는 전극 임피던스에 유익한 효과 대 한 전기 자극의 평가 포함합니다.
달팽이 관 임 플 란 트는 과목 깊은 청력 손실 청력을 복원할 수 있는 고효율 장치입니다. 향상 된 음성 인식 결과 때문 후보 기준 지난 몇 년간 확대 되었습니다. 이 상당한 잔여 청각과 같은 귀, 중요 한 문제 중 인공 와우 이식 청각 보존 하 게 전기 및 음향 자극 으로부터 혜택을 받을 환자를 포함 한다. 이 지역에서 진행 수 있는 길을 완전히 이식 청각 무생물으로 전극 임피던스와 에너지 소비의 관련된 문제 다른 주요 연구 분야입니다. 체계적인 방법으로 이러한 문제를 해결 하려면 적절 한 동물 모델 필수적입니다. 따라서,이 프로토콜의 목표는 다양 한 연구 질문을 해결 하기 위해 사용 될 수 있는 인공 와우 이식의 동물 모델을 제공입니다. 때문에 상대적으로 인간의 청각 범위와 유사한 그것의 청각 범위 뿐 아니라 내가 쉽게 수술 액세스할 수, 그것의 큰 귀 물집 기니 피그는 청각 연구에 일반적으로 사용 되 종. 기니 피그 달팽이 관 이식 retroauricular 접근을 통해 수행 됩니다. bullostomy을 통해 한 cochleostomy는 교 련된 하 고 인공 와우 이식 전극 scala tympani에 삽입 됩니다. 이 전극은 전기 자극, 전극 임피던스의 결정 및 청각 신경의 복합 활동 전위의 측정을 위한 다음 사용할 수 있습니다. 이러한 응용 프로그램 뿐만 아니라 인공 와우 이식 전극도 사용할 수 있습니다 약물 전달 장치, 경우 셀에 제약 에이전트의 국 소 전달 또는 내가 유체.
전세계 500 백만 이상의 사람들이 청력 손실에서 고통. 1 장애인 청각 우울증, 낮은 자기 존중 감 및 자기, 이어질 모든 삶의 질 감소 낮은 감정의 높은 속도에 연결 되어있다. 2 보청기는 온건한 청력 손실의 경우에 감각 기능을 복원 하는 적절 한 방법은, 깊은 청력 손실이 고통 받는 환자에 대 한 가장 효과적인 치료 양식 적임은 인공 와우 (CI). 때문에 음성 인식에 관하여 우수한 결과, 후보 기준 인공 와우 이식에 대 한 지금 또한 상당한 잔여 낮은 주파수 영역에서 듣고s 환자를 포함 하지만 보청기에서 혜택을 받지 않습니다. 3 이러한 환자 수 이후 사용 결합 이식된 귀에 전기 및 음향 자극, 청력 보존 CI 외과 대 한 주요 문제가 되 고 있습니다. 인공 와우 이식, 동안 전극 배열이 달팽이 관, 어디 그것은 전기 청각 신경 자극의 scala tympani에 삽입 됩니다. 4 전극 삽입 외상 잔여 청각에 위험이 고 전극 임피던스와 플 배터리 소비를 증가 하는 섬유 증을 유도 한다. 따라서, 청력 상실 및 전극의 삽입에 의해 발생 하는 섬유 증을 줄일 수 있는 제약 개입 연구 모델 필수적입니다.
기니 피그는 쉽게 때문에 CIs, 대 한 적합 하 고 편리한 동물 모델 및 gerbils, 쥐 또는 쥐에 비해 내 귀에 더 많은 재현할 수 외과 접근 이다. 5 , 6 , 7 , 8 또한,이 종족의 심리 범위는 인간의 청각을 상대적으로 비교. 9 더 큰 종 고양이 또는 원숭이, 구체적인 연구 질문 CIs 관련 주소로 사용 된 대부분의 CI 연구 윤리 및 재정적 고려 사항 때문에 대 한 합리적인 선택을 대표 하지 않습니다. 10 , 11
요약 하자면, 기니 돼지 인공 와우 이식의 설정에서 약리학 내정간섭의 효과 평가 하기 위해 안정적이 고 상대적으로 비용 효율적인 모델 이다.
모든 동물 실험은 과학, 연구 및 경제에 대 한 지역 동물 복지 위원회 및 오스트리아 연방 내각에 의해 승인 되었다.
1. 장비와 수술에 필요한 설치 준비
2. 마 취, 약물 치료 및 동물 준비
3. 인공 와우 이식
4. 수술 후 관리
일반적으로 빠르고 기니 돼지 모델에서 합병증 없이 수술 상처 치유 하 고 수술 후 electrophysiological 측정에 대 한 연락처 (그림 3) 동물의 정점에서 쉽게 액세스할 수 남아 있다. 그림 4 는 대표적인 동물의 전 및 수술 후 클릭 모자 측정. 전극 삽입 16 데시벨 (dB) (그림 4A 및 4B)의 임계값 교대 귀착되는. 그림 4 C 같은 동물의 전 및 수술 후 주파수 전용 모자 임계값을 보여 줍니다. 약 25 ~ 30 dB의 임계값 교대 8 kHz에서 시작 높은 주파수 영역에서 달성 하는 반면 캡 임계값 낮은 주파수에서 거의 변경 되지 않습니다.
전극 삽입 내가 외상을 일으킬 수 있습니다. 급성 외과 외상 뿐만 아니라 전극에 이물질 반응이 부정적인 耳 성능 영향을 미칩니다. 그림 5 에서는 CI 삽입 및 다른 조직학 절차 후 기니 피그의 cochleae를 보여 줍니다. 그림 5A 는 scala tympani에 올바르게 배치, 전극에에서 남아 있지 않았다 제자리에서반면 그림 5B 전극 조직학 검사 결과 전에 제거 되었습니다. 그림 5A 에 이물질 반응이 거의 그림 5B scala tympani의 넓은 지역에서에서 거리 조직으로 채워집니다 반면에, 표시 됩니다. 그림 5 C CI 전극 삽입, 또한이 동물에 나선 신경 절 세포의 손실 발생으로 인해 뼈가 있는 나선형 lamina의 골절을 묘사 한다. 이러한 골절은 어떤 동물의 변화에 예상된 임계값 보다 높은 설명할 수 있습니다.
그림 1 : 창 지역 현장에서 골드 와이어 라운드. 별표 표시 둥근 창, x는 기저는 달팽이 관의. 골드 와이어 화살표에 의해 표시 된다. 확장 바 2. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2 : 기니 피그 달팽이 관 이식 전극. 두 개의 연락처와 전극 4 m m에 삽입 됩니다. 전극의 지름 테이퍼 팁을 0.5 m m.에 0.3 m m에서 라인 나타냅니다 0.5 m m. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3 : 기니 돼지 인공 와우 이식 후 약 2 주. CI 전극 제자리에 이며 electrophysiological 측정에 대 한 연락처는 동물의 정점에서 쉽게 액세스할 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 4 : 대표적인 모자 임계값 (A) 수술 전 클릭 대표 동물의 모자 임계값입니다. (B) Postoperative 16 dB의 임계값 변화 전시 같은 동물의 모자 임계값을 클릭 합니다. 줄 10 dB를 나타냅니다. (C) 사전 및 수술 후 주파수 전용 모자 임계값. 낮은 주파수는 거의 변경 되지 않습니다, 하는 동안 8 ~ 32 kHz의 주파수 범위에서 25-30 dB의 임계값 변화를 관찰할 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 5 : CI 전극 삽입의 잠재적인 지역 결과. (A) CI 전극 현장에서 (#)와 최소한의 이물질 반응만 기니 피그 달팽이 관의 기저 회전의 현미경 사진. 사용 하는 연 삭 및 수 지 포함 후 Giemsa 얼룩 기법을 연마 조직학 분석 수행 되었다. 15 Scalebar 100 µ m는 기저의 귀 덕트의 현미경 사진 (B) CI 전극의 제거 후 운하를 떠나 보이는 조직 응답 달팽이 관의 설정 (#). Scalebar 100 µ m (C) 낮은 기저 사건의 달팽이 관 골절된 뼈가 있는 나선형 lamina (굵은 화살표)와 인접 한 조직 응답: 나선형 ganglion 셀 (화살표) 로젠 탈의 운하 (ii) 섬유 증 vestibular 덕트 (●), 및 (osteoneogenesis의 손실 (i) iii) 장기의 Corti (*)의 손실. 시추-인접 한 osteoneogenesis와 CI (○)의 삽입을 위한 구멍. Scalebar 500 µ m. 그림 5B 및 5c 했다 스테인드 되며 (파란색)와 오신 (빨간색). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
제시 프로토콜 기니 돼지 모델에서 인공 와우이 식을 수행 하는 방법을 설명 합니다. 이 프로토콜은 잔여 청각 및 CI 전극에 이물질 반응에 미치는 영향에 대 한 다른 개입 평가 하 사용할 수 있습니다. 높은 재현성 및 실험의 정확도 달성 하기 위해 몇 가지 예방 조치를 취해야 한다.
모든 기니 피그의 초기 심리 임계값 preoperatively 예: 청각 brainstem 응답을 사용 하 여 측정 되어야 한다. 일부 상용 기니 피그 관련 청력 손실을 전시 하 고 그러므로 포함 되 면 안 실험 일대에. 수술 중 수술 또는 인공 와우 이식 전에 몇 일 전에 즉시이 평가 수행할 수 있습니다 프로토콜의 길이 따라 마 취에서 회복 하기 위해 동물 충분 한 시간을 주는.
자발적 호흡에서 전신 마 취하에 수술을 수행할 때 동물, 속도가 중요 하다. 따라서, 수술 전에 세심 한 준비, 필수적 이다 마 취 프로토콜의 선택 이다. 케 타 민, medetomidine, midazolam 및 충분 한 마 취 및 진통, 동시에 동물 자연스럽 게 호흡을 계속 하면서 취 결과 함께 조합에 펜타닐의 사용. 종종 설명 사용 마 취 제 및 xylazine에 비해,이 처방 결과 더 나은 진통 및 감소 수술 사망률 그리고 사망. 모든 악기와 약물 (를 포함 하 여는 마 취약의 부스터)를가지고 하는 것이 중요 하다 자 동물을 두기 전에 쉽게 사용할 수 있습니다.
(측면 위치 및 다시 경향이 위치에서 변경) 수술 하는 동안 동물의 위치 변경, 폐에 콘텐츠 위장의 열망의 위험이 있다. 이러한 이유로, 프로토콜은 또한 포부에서 동물을 보호 하 고 수술 사망률 감소 하는 빠르고 쉬운 방법 위 튜브의 응용 프로그램을 포함 한다.
다시 위치, 영역 중 불 임을 유지 하기 위해 동물은 온전히 무 균 커튼, 장갑에 의해 보호 될 필요가 변경할 필요가 그 후 또는 다시 포지셔닝 해야 살 균 하지 않은 다른 개인에 의해.
O2-채도 모니터링은 또한 수술 하는 동안 매우 중요. 머리의 위치는 미사 키의 시각화를 위한 고 둥근 창 틈새 일찍 식별에 쉽게 처리할 수 있는 기도의 방해를 일으킬 수 있습니다.
일반적으로 동물 수술 동안 체액 (예: 혈액, 여분의 세포 액, 소변)의 큰 금액을 잃게됩니다. 따라서,이 원고에 도입 된 유체 대체 프로토콜 잘 용납된 메서드는 동물의 hemodynamics 안정화를 나타내고 마 취에서 그들의 빠른 복구를 지원 합니다.
Audiometrical 측정을 수행할 때 실수를 피하기 위해 각 수술 하는 동안 특정 전극에는 커넥터의 핀을 연결 하는 것이 좋습니다.
이 방법의 한 가지 한계는 종종 외과 의사의 인식으로 잘 연결 되지 않습니다 수술 후 청력 임계값 교대에서 상대적으로 높은 가변성. 결과에이 가변성 유사한 잔여 청각 인간의 CI 받는 사람의 상황, 비록 그것은 완전히 이해 되지 변수 결과의 원인은 무엇입니까. 16 , 17 , 18 일반적으로, 다양성 감소 시간과 의사의 경험. 그것은 느린 삽입 속도 의해 달성 될 수 있다 전극 삽입할 때 과도 한 힘을 방지 해야 합니다. 때문에 매우 제한 된 청력 손실, 제시 프로토콜 설명 하면 높은 전극 보다 예측 가능한 청력 상실의 반복된 삽입만 CI 전극의 주의 삽입 될 수 있습니다. 이 난청은 16 및 32 kHz 사이의 높은 주파수 영역에서 가장 뚜렷하다. Intracochlear 외상 삽입 깊이에 따라 달라 집니다, 달팽이 관 및 접근 (둥근 창 삽입 대 cochleostomy)의 형태 고려 될 필요가 있다. 둥근 창 막, 일반적으로 인간의 청력 보존 인공 와우 이식, 수행을 통해 CI 전극의 삽입도 기니 돼지 모델에서 사용 되었습니다. 19 라운드 창 막 기니 돼지와 불리 한 삽입 각도에 둥근 창 막 결과 통해 전극 삽입에 숨겨져 있기 때문에 보다 예측 가능한 청각 임계값 교대 리드는 cochleostomy 드릴링. 이 이식 될 귀의 감소 소음에 노출에서 발생 하기 때문에이 프로토콜 귀 물집의 개방에 대 한 드릴 대신 메스를 사용 하 여를 제안 합니다. 전극 구조에 외상 뿐만 아니라 세포와 나선형 신경 절 세포의 양에 이물질 반응 해결 안 귀의 조직학 평가 처럼 뼈가 있는 나선형 lamina 및 전극 전 요금을 수행 한다 모든 이러한 결과 촉진 기능 결과 측정의 더 나은 이해로 귀를 이식 합니다. 12 , 20
크리스토프 Arnoldner와 클레멘스 Honeder는 클럽 메 드 엘 오스트리아에서 연구 그랜트의 소유자. 이 발행물에 사용 되는 전극 MED 엘 오스트리아에 의해 제공 되었다. 나머지 작가 공개 없다.
저자는 글을 의료에 대 한 동물 및 Noelani 피트의 관리에 대 한 산드라 Peiritsch를 감사 드립니다. 오스트리아 과학 기금 (FWF 그랜트 P 24260 B19)와 메 드 엘 오스트리아에 의해 재정 지원은 기꺼이 인정 했다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Scale | |||
Oxygen insufflator | |||
Shaver | |||
Sucker | |||
Povidone Iodine Solution | |||
Alcohol | |||
Laryngoscope | |||
Stomach tube | Fr 06, Lg 80 cm | ||
Surgical binocular microscope | |||
Drill | |||
0.5 mm diamond burr | |||
1 mm diamond burr | |||
Heating plate | |||
Pulse oximeter | |||
Tissue glue | |||
Dental cement powder | |||
Fluid for dental cement powder | |||
Bipolar cautery | |||
Gauze compress | |||
Cotton bud | |||
Cement mixing bowl | |||
Teflon insulated gold wire | 99.99 % gold, diameter: 0.125 mm, isolation: 0,016 mm, PTFE (Polytetrafluoroethylen) | ||
Scalpel with blade No. 10 | |||
Scalpel with blade No. 15 | |||
Scissors | |||
Mosquito forceps | |||
Dressing forceps | |||
Tissue forceps | |||
Delicate dressing forceps 2X | |||
Micro forceps | |||
Screw driver | |||
Stainless steel screws | diameter: 1 mm | ||
Retractor | |||
Needle probe | |||
Spatula | |||
Needle holder | |||
5-0 absorbable sutures | |||
Needle 23G | |||
Needle 27G | |||
Medetomidine 1 mg/mL | 0.36 mg/kg | ||
Midazolam g mg/mL | 1.2 mg/kg | ||
Fentanyl 50 µg/mL | 0.036 mg/kg | ||
Ketamine 100 mg/mL | 12 mg/kg | ||
Lidocaine (local anesthesia) | 4 mg/kg | ||
Atipamezole 5 mg/mL | 1 mg/kg | ||
Flumazenil 0.1 mg/mL | 0.1 mg/kg | ||
Enrofloxacin 100 mg/mL | 7 mg/kg | ||
Buprenorphin 0.3 mg/mL | 0.05 mg/kg | ||
Physiological Saline (at body temperature) | 12.5 mL/Kg (pre-surgery) | ||
Glucose 5 % (preoperative, at body temperature) | 12.5 mL/Kg | ||
Physiological Saline (at body temperature) | 25 mL/kg (post-surgery) |
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