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

경정맥 카테터 삽입이 가능한 랫트 모델을 사용했는데, 이를 통해 집속 초음파 시술 중 신속한 약물 투여와 안정적인 캐비테이션 모니터링이 가능합니다. 이 모델을 사용하면 마이크로 버블 주입 및 조영제 전달을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 이는 BBB 개폐 연구를 개선하고 전임상 연구에서 재현성을 높이는 데 도움이 될 수 있습니다.

소동물 모델, 초음파 처리 매개 변수 및 미세 기포 유형에서 BBB 개방의 재현성 및 정밀도를 보장하고, 잠재적인 뇌 손상을 방지하고, 음향 방출을 모니터링하여 안전하고 성공적인 치료를 보장합니다. 먼저 마취된 쥐의 털을 제거한다. 적절한 마취를 확인한 후 쥐 두개골의 Bregma 위치에 날카로운 포인터를 놓고 시스템에 위치를 저장합니다.

그런 다음 쥐 두개골에 초음파 젤을 바르고 젤 위에 1메가헤르츠 주파수의 변환기와 함께 물 커플링 백을 놓습니다. 제어 컴퓨터에서 Load를 클릭하여 사전 등록된 rat 이미지를 로드합니다. 그런 다음 절차에 대한 초점 수와 음압을 선택합니다.

다음으로, 치료 모듈 내의 모션 테스트를 클릭하여 트랜스듀서가 버스트 기간 내에 스폿 사이를 이동할 수 있는지 확인합니다. 5ml 주사기에 무첨가 0.9% 염화나트륨 용액을 채웁니다. 이제 바이알의 고무 마개 중앙에 핀을 놓습니다.

스파이크가 스토퍼에 완전히 삽입될 때까지 세게 누릅니다. 벤트 디스펜싱 핀을 주사기에 연결하고 스토퍼에 삽입한 다음 플런저 로드를 밀어 바이알에 5ml 주사기를 모두 비우고 바이알을 20초 동안 세게 흔들어 모든 내용물을 섞습니다. 주사기를 뒤집고 현탁액의 의도된 부피를 천천히 빼냅니다.

주입 펌프를 사용하여 쥐에게 미세 기포를 전달하고 뇌의 왼쪽 해마에서 초음파 처리를 수행합니다. 초음파 처리를 완료한 후 쥐를 전임상 3T 극저온이 없는 스캐너 내부에 엎드린 자세로 테이블 위에 놓습니다. 그런 다음 T1 가중 자기 공명 구배 에코 시퀀스 후에 가돌리늄 기반 MRI 조영제를 주입하고 가돌리늄 후 이미지를 획득합니다.

가돌리늄 투여 후, 3개의 실험에서 대상 영역에서 자기 공명 신호 강도의 현저한 증가가 관찰되었습니다. 동적 조영제 강화 MRI는 조영제 볼루스 주입 후 7-8분 후에 신호 강도의 가장 큰 변화가 발생했음을 밝혔습니다. T1 가중 및 T2 가중 이미지는 혈액 뇌 장벽 개방 영역을 표시한 반면, 가돌리늄 투여 전 T1 맵에서는 유의미한 변화가 관찰되지 않았습니다.