Method Article
Burada uyarılmış ve spontan elektromiyografik potansiyellerin in vivo kronolojik kayıt için implante edilebilir bir sistemin üretimi için bir protokol sunulmaktadır. Sistem sinir yaralanması sonrasında laringeal kasların reinnervasyon araştırılması için uygulanır.
Elektromiyografi (EMG) motor ünitelerin elektriksel stimülasyon veya spontan aktivitesine kas yanıtını ölçer ve nöromüsküler fonksiyonun değerlendirilmesinde önemli bir rol oynar. Sinir yaralanması sonrası bir kasreinnervasyon durumunu yansıtan EMG aktivitesinin Kronik kayıt, geleneksel EMG kayıt teknikleri invaziv doğası nedeniyle sınırlı olmuştur. Bu bağlamda implante edilebilir bir sistem uzun süreli, in vivo EMG kaydı ve sinir stimülasyonu için tasarlanmıştır. Bu laringeal kasların reinnervasyonu üzerine bir çalışmada uygulanmış ve test edilmiştir. Bu sistem oluşur 1) iki bipolar elektrot sinir manşetleri ve iki sinirin her uyarıcı için yol açar: tekrarlayan laringeal sinir (RLN) ve superior laringeal sinir iç dalı (SLN); 2) iki EMG kayıt elektrotlar ve iki laringeal kasların her biri için yol açar: posterior krikotertenoid (PCA) kas ve thyroarytenoid-lateral kricoarytenoid (TA-LCA) kas kompleksi; ve 3) bir bağlantı kablosu kullanarak harici bir kayıt önamplifikatör ve uyarıcı tüm implante kurşun terminalleri birbirine bir cilt haznesi. Tel kablolar Teflon kaplı, çok filament, tip 316 paslanmaz çeliktir. Onlar kıvrılmış ve kurşun kırılması ve elektrot göçönlemek için uyanık hayvanın vücut hareketi sırasında germek olabilir. Bu sistem bir aseptik cerrahi sırasında implante edilir. Daha sonra, rln kas reinnervasyonu çalışma için ikinci cerrahide transektif önce temel EMG kayıtları yapılır. Çalışma boyunca, gırtlak kaslarının reinnervasyon durumunu yansıtan uyarılmış ve spontan EMG aktivitesi elde etmek için anestezili hayvanda birden fazla fizyolojik seans yapılır. Sistem kompakt, çalışma boyunca enfeksiyon içermez ve son derece dayanıklıdır. Bu implante edilebilir sistem, anestezili veya serbestçe hareket eden bir hayvanda uzun süreli kayıt veya sinir stimülasyonunun gerekli olduğu araştırmalar için güvenilir bir platform sağlayabilir.
EMG kaydı, sinirinin elektriksel uyarılması veya motor ünitelerinin kendiliğinden ateşle ateşedilmesi ile aktive edildiğinde iskelet kası tarafından üretilen elektriksel aktiviteyi ölçmek için kullanışlı bir tekniktir. EMG sinyallerinin izlenmesi nöromüsküler iletim ve kas biyomekaniğinin değerlendirilmesinde kullanılabilir1. EMG kayıt da sinir,yaralanması2,3,,4,5aşağıdaki kas reinnervasyonu nun kalitesi ve büyüklüğü karakterize önemli bir rol oynar . Ancak, reinnervasyon tüm dönemi boyunca birden fazla EMG kayıtları invaziv bir yaklaşım la elde edilemez. Bu nedenle, implante edilebilir cihazlar nöromüsküler sistemlerde tekrarlanan, kronik stimülasyon ve kayıt için tasarlanmış ve geliştirilmiştir6,7,8,,9,10,11,,12,13. Bu makalenin amacı, gırtlaktan güvenilir kronolojik EMG verileri elde etmek için istikrarlı bir sistemin üretimi ve implantasyonu için bir protokol tanımlamaktır.
Bu sistem laringeal kas reinnervasyonu çalışmasına burada uygulanır. Oryantasyon için gırtlak hakkında kısa bir genel bakış sağlanır (Şekil 1). Duyusal ve motor bileşenler arasında kesin bir koordinasyon solunum sırasında uygun kas hareketi için gereklidir, dile getirme, ve hava yolu koruma. PcA kas, posterior gırtlak bulunan, vokal kıvrım tek kaçıran. Bu kas spontan inhalasyon için glottal alanı artırmak için ilham sırasında aktive edilir. TA-LCA kompleksi vokal kıvrımının en önemli addüktörüdür. Başka bir adductor ile birlikte bu kas kompleksinin aktivasyonu (yani, interarytenoid kas) titreşim ve ses üretimi için kat aracılık ve yutma sırasında hava yolu koruması için kat kapatın.
Ayrıca, motor nöron lifleri RLN hem kaçıran ve addüktör kasları innerve. Kaçıran ve addüktör kasları motor birimkompozisyonu 14,15dayalı ayırt edilebilir. PCA kas hiperkapnik ve / veya hipoksik koşullar sırasında ateş artmıştır16 inspiratuar motor birimlerinin varlığı nedeniyle. Buna karşılık, glotetik kapama (RGC) motor üniteleri, glottis refleksif gırtlak içinde gırtlak mukoza içinde duyusal reseptörlerin aktivasyonu ile kapatın, TA-LCA kas kompleksi mevcuttur. Superior laringeal sinirin iç dalı (SLN) gırtlak17duyureseptörlerinin afferent lifleri taşır. Dile getirme öncelikle bir adductor fonksiyonu olmasına rağmen, hem kaçıran ve addüktör motor üniteleri bu son derece gelişmiş laringeal davranış yer almaktadır.
Şekil 1: Gırtlanın anatomisi. Bu implante edilebilir sistemin bileşenleri de görüntülenir. SLN = superior laringeal sinir; RLN = tekrarlayan laringeal sinir; PCA = posterior krikoyertenoid kas; TA-LCA = timonitinoid-lateral krikotertenoid kas kompleksi; DBS = derin beyin stimülasyonu. Bu rakam Wiley27izni ile çoğaltılmıştır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
RLN yaralanması vokal kat felci neden olabilir (VFP), hangi kaçırma ve laringeal kas denervasyonu nedeniyle adducting fonksiyonları tehlikeye14,18,19. Daha sonra, RLN sinir liflerinin yenilenmesi ve kasların reinnervasyonu sık lıkla gerçekleşir. Ancak, reinnervasyon rasgele bir süreçtir ve çoğu durumda yanlış yönlendirilmiş, uygunsuz kas yeniden bağlantısı ile sonuçlanır. Bu sinkinezis olarak adlandırılır, hangi kaçıran ve adductor antagonistlerin spontan aktivasyonu hatalı ve ses kıvrımları etkisiz ya da hatta paradoksal hareket üretir14,19,20,21. Sinkinezis ile, kaybolan kritik fonksiyon ses kıvrımı kaçırma, yetersiz havalandırma ile sonuçlanan. Laringeal sinkinezi tedavisi için devam eden girişimler ya 1) Botox ile glottik kapatma engelleme22,23 veya 2) elektrik implante edilebilir bir kalp pili ile glottik açılış uyarıcı24,25, güvenilir sinkinezi önler klinik bir müdahale yoktur26. Ancak, düşük bir frekansta reinnervasyon sırasında PCA kas elektriksel klima uygun nöromüsküler yeniden bağlantı teşvik ve meydana gelen sinkinezis en aza indirir kanıtlar vardır. Çalışmalar şu anda altta yatan mekanizmaları açıklamak için yürütülmektedir2.
Bu makalenin odak kronik sinir stimülasyonu ve EMG kayıt için basit ve ucuz implante sistemi tanımlamaktır. Bu sistem, pca kasının düşük frekanslı elektriksel kondisyonunun sonraki reinnervasyon un özgüllüğü üzerindeki etkilerini araştırmak için kullanılabilir. Bu sistem tarafından elde edilen EMG sinyalleri zamanla laringeal kas reinnervasyonunun kalitesini ve miktarını yansıtabilir.
Bu çalışma Vanderbilt Üniversitesi kurumsal hayvan bakım ve kullanım komitesi (IACUC) tarafından onaylanmıştır ve Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Rehberi (Ulusal Sağlık Enstitüleri, Bethesda, Maryland) uyarınca yürütülmüştür. Bu sistem beş implante edilebilir bileşen ve bir harici kablo içerir.
1. İki Bipolar RLN Stimulus Elektrot Manşetler, Her Sarmal Kurşun Teller ve Terminal Pimleri Çifti ile
2. İki bipolar SLN Stimulus Elektrot Manşetler, Her Sarmal Kurşun Teller ve Terminal Pimleri Çifti ile
3. İki PCA kas EMG kayıt elektrotları, Her Bobinli Kurşun Tel ve Terminal Pin ile
4. İki TA-LCA Kas Kompleksi EMG Kayıt Elektrotları, Her Bobinli Kurşun Tel ve Terminal Pin ile
5. Elektrotlar ve Dış Ekipmanlar Arasındaki Ara Bağlantılarda Cilt Haznesi
6. Ön Amplifikatör ve Uyarıcının Kayda Alması Için Harici Bağlantı Kablosu
NOT: Sinir stimülasyonu-EMG kayıt seansları sırasında implante edilen deri haznesi ile harici ekipman arasında bağlantı sağlamak için bir kablo kullanılır (bölüm 8 ve 10). Bu cilt haznesinde kadın pimleri içine eklemek için erkek iğneleri ile sonlandırıcı 12 yalıtımlı teller oluşur. Bu kablo iki bölümden oluşur: bir EMG kayıt fişi ve sinir stimülasyon telleri. Bir kayıt fişi uyarıcı pimleri yayılan yüksek gerilim uyarıcı eserler düşük voltaj EMG sinyalleri izole etmek için gereklidir. Aynı nedenle, cilt haznesi her satırında iki delik uyarım pimleri kayıt pimleri ayırmak için boş bırakılır.
7. İlk İmplant Cerrahisi
8. Temel sinir stimülasyon-EMG Kayıt Oturumları
NOT: Bu seansları implant cerrahisi sonrası 2x-3x yapın (bölüm 7) ve sinir transection cerrahisi (bölüm 9) öncesi, bilateral RLN'ler sağlam olduğunda temel EMG sinyalleri elde etmek için. Standart sinir stimülasyonu-EMG kayıt seansı sırasında aşağıdaki protokolü uygulayın (bölüm 8 ve 10).
9. Sinir Traneksiyonu ve Anastomoz Için İkinci Cerrahi
10. Bilateral RLN Yaralanmaları Sonrası Sinir Stimülasyonu-EMG Kayıt Seansları
Bileşenlere örnekler Şekil 2'degösterilmiştir. Şekil 2A'da soldan sağa doğru sırasıyla sinir uyaran manşeti, TA-LCA kayıt elektrot, PCA kayıt elektrot ve cilt arayüz haznesi vardır. Bu bileşenlerin göreli boyutu takdir edilebilir. Deri haznesi(Şekil 2B)her sarmal telin sonundaki dişi pimlerin(Şekil 2D)yerleştirildiği iki sıra delik vardır. İmplantasyon ameliyatı sırasında yüz plakasının (ok) karşısına yerleştirilirler. Hazne, konektör yan duvarlarına bağlı polyester bir etek(Şekil 2C)vardır. Bu etek bağ dokusu infiltrasyonu ile pozisyonda hazne çapa için tasarlanmıştır. Her Teflon kaplı paslanmaz çelik EMG kurşun(Şekil 2E)kas kaydı için kanca şeklinde bir elektrot oluşturmak için ucunda deinsulated (5 mm). Stimülasyon manşeti iç manşet duvarına bağlı iki elektrota sahiptir. 2 mm(Şekil 2F)mesafesi ile ayrılırlar ve sinir boyunca akım iletimini sağlamak için "V" şekli(Şekil 2G)oluştururlar.
Şekil 2: İmplant sisteminin bileşenleri. (A) Soldan sağa sırasıyla sinir uyaran manşet, TA-LCA kayıt elektrot, PCA kayıt elektrot ve cilt arayüz haznesi. (B) İki sıra delik gösteren deri haznesi. (C) Konektör yan duvarlarına bağlı polyester bir etek gösteren hazne. (D) B. (E) Teflon kaplı paslanmaz çelik EMG kurşun içine takılacak dişi pimleri içeren sarmal tel, kas kaydı için kanca şeklinde bir elektrot oluşturmak için ucunda deinsulated (5 mm) olduğunu. (F) Stimülasyon manşeti iç manşet duvarına bağlı iki elektrotiçerir ve bu elektrotlar 2 mm ile ayrılır. (G) "V" şeklinde elektrotların oluşumu sinir boyunca akım iletimini sağlamak için. Bu rakam izin27ile değiştirilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3 implante edilmiş cilt haznesini ve harici ekipmandan gelen kablonun kaplara nasıl arayüz lendirilebildiğini gösterir. Bu kukla erkek pinler (gösterilmez) kayıt oturumları arasında enkaz onları ücretsiz tutmak için hazne nin kadın iğneleri eklenir unutulmamalıdır.
Şekil 3: Cilt haznesi ve arayüz kablosu. (A) Sahte erkek iğneleri olmadan ön boyunüzerinde implante deri haznesi gösterilir. (B) Görüntü, harici ekipmandan kablonun uyarıcı pimlerinin ve EMG kayıt fişinin (ok) sinir stimülasyonu-EMG kayıt seansı sırasında hazneye nasıl arayüz haline geldiğidir. Bu rakam izin27ile değiştirilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4, RLN'ler bozulmamış temel oturumlardan birinden gelen bir EMG kaydını gösterir.
Şekil 4: Normal innervasyonlu laringeal kaslardan EMG kayıtları. (A) RLN stimülasyonunun bir uyarıcı artifakı (ok) ürettiği PCA kaslarından örnek kayıt ve ardından büyük bir uyarılmış EMG potansiyeli. (B) SLN stimülasyonunun bir uyarıcı artifakı (ok) ürettiği TA-LCA kas kompleksinin örnek kaydı. Burada temsil edilenkısagecikmemonoskopik kas yanıtı ve (b) daha uzun gecikme polisinaptik RGC yanıtıdır. (C) Patlamalar (oklar) normal ilham sırasında PCA kas kaydedilen spontan EMG aktivitesi. (D) CO2 teslimatı süresince inspiratuar EMG aktivitesinin artması. Bu rakam izin27ile değiştirilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
PCA kas bir kayıt(Şekil 4A),RLN stimülasyon büyük bir uyarılmış EMG potansiyeli takip bir uyarıcı artifakı (ok) üretir. Maksimum RLN uyarılmış tepkiler normal innervasyon genel büyüklüğü iyi bir indeks yanı sıra sonraki nörorrhaphy aşağıdaki reinnervasyon düzeyi, motor birim türü ne olursa olsun sağlar. RLN hem inspiratuar ve refleks glottik kapatma sinir lifleri içerdiğinden bu doğrudur (RGC) motor üniteleri. RLN stimülasyon birimleri her iki tip acemi. Uyarılmış EMG motor ünitesi aktivitesi düzeltilir ve kas innervasyonunun nicel bir ölçüsünü elde etmek için 20 ms'lik bir zaman dilimi boyunca entegre edilir.
TA-LCA kas kompleksi(Şekil 4B)bir kayıtta, SLN stimülasyon bir uyarıcı artifakı (ok) üretir. Bu yapıyı kısa gecikmeli monosinaptik kas yanıtı (a) ve daha uzun gecikmeli polisinaptik RGC yanıtı (b) takip eder. Potansiyel (a) krikotiroid kas doğrudan bir yanıttır, Bu kas SLN yakın dış dalı tarafından innerve çünkü. Bu şubenin başıboş aktivasyonu genellikle RGC yanıtını etkinleştirmek için iç dalı sinir manşet stimülasyonu sırasında oluşur. Krikotiroid potansiyeli TA-LCA elektrot tarafından kaydedilir, Bu kas kompleksi yakınında yer alır gibi. Daha önceki çalışmalar, iç dal stimülasyonuile uyarılmış krikotiroid potansiyelinin SLN'nin dış dalı kesilerek seçici olarak ortadan kaldırabileceğini göstermiştir (Zealear, yayınlanmamış gözlemler). Maksimum SLN uyarılmış EMG yanıtları, RGC duyusal-motor yolu aracılığıyla TA-LCA kompleksinin doğal innervasyonunun büyüklüğünü yansıtır. ÖNCE RLN neurorrhaphy, PCA kas hiçbir RGC innervasyon, bu yüzden hiçbir SLN potansiyeli bu kas tespit edilmelidir. Sinir traneksiyonu ve onarımı sonrasında, SLN uyarılmış potansiyeller TA-LCA kompleksinin doğru RGC reinnervasyonu miktarını ve PCA kasının yanlış RGC reinnervasyonunu yansıtır. RGC aktivitesi, tüm RGC dalga formunu yakalamak için 20 ms'lik bir zaman diliminde düzeltme ve entegrasyon ile ölçülür.
(Şekil4C),spontan EMG aktivitesinin patlamaları (oklar) normal esin ler sırasında PCA kaslarından kaydedilir. Bu inspiratuar EMG aktivitesi CO2 teslimatı sırasında artar, gösterildiği gibi(Şekil 4D) daha yavaş süpürme hızında. Spontan PCA EMG aktivitesi orijinal inspiratuar motoneurons tarafından bu kasın normal innervasyon büyüklüğü iyi bir tahmin sağlar. TA-LCA kompleksinin inspiratuar innervasyonu yoktur, bu nedenle bu kaslardan inspiratuar potansiyel saptanmamalıdır. Bunun nedeni, anestezili hayvanın maksimal inspiratuar çabasında ses kıvrımının kaçırılmasında sadece inspiratuar motor birimlerinin yer almalarıdır. Sinir traneksiyonu ve onarımı sonrasında, spontan inspiratuar potansiyeller PCA kasının doğru reinnervasyon büyüklüğünü ve TA-LCA kompleksinin yanlış reinnervasyon büyüklüğünü yansıtır. İnspiratuar EMG aktivitesi kayıtları 8 s zaman dilimi içinde yükseltilir, düzeltilir ve entegre edilir.
Bu yazıda laringeal sinirlerin uyarılması ve uzun vadede laringeal kaslardan EMG yanıtlarının kaydedilmesi için yeni, ekonomik ve implante edilebilir bir sistemin üretiminde gerekli adımlar açıklanmaktadır. Protokol karmaşık değildir ve fare kadar küçük bir hayvanda kullanılacak kadar kompakt bir implant üretebilir. Üzerinde durulması gereken birkaç kritik adım vardır. İlk olarak, kurşun yalıtımı, bükülme veya kırılmayı önlemek için kurşun telleri dikkatli ve düzgün bir şekilde sarılmalıdır. Bir bobin makinesi yoksa, prefabrik bobinli kurşunlar ticari olarak elde edilebilir. İkincisi, bir silikon tüp içine kurşun teller ekleme stratejisi sinir straddles bir "V" oluşturmak için manşet içinde sinir yoluyla mevcut teslimat teşvik etmek için önemlidir. Her iki yol da tüpün aynı tarafına yerleştirilirse, elektrotlar arasında akım lanma meydana gelebilir. Ayrıca kurşun sinir için dilim yaralanma olasılığını önlemek için tüp iç duvara karşı konumlandırılmış olması önemlidir.
Üçüncü olarak, implantasyon ameliyatı sırasında, laringeal sinirler zarar görmesini önlemek için dikkatle kesilmelidir. İmplantasyonun daha sonraki aşamasında, hazneye iğne takıldığında, pimin başının ani bükülmesini önlemek için pimi deliğine hizalayarak kuvvet uygulanmalıdır. Daha sonra, kemik çimentosu tam yalıtım ve kanallar arasında çapraz konuşma önlenmesi için hazne alt iyice dağıtılmalıdır. Son olarak, enfeksiyonun önlenmesi zaman içinde implant sisteminin bütünlüğünü sağlamak için önemlidir. Bu çeşitli manevralar bir arada elde edilebilir: hazneye bir etek eklenmesi, antibiyotik yönetimi, doku uyumlu antiseptik solüsyon ile yara ve hazne günlük temizlik, ve seanslar arasında enkaz onları temiz tutmak için hazne nin kadın iğneiçine kukla erkek iğneleri yerleştirilmesi.
Bu köpek laringeal modelinde protokolün başarılı olduğu kanıtlanmıştır. Ancak, bazı değişiklikler veya alternatif stratejiler diğer uygulamalar için düşünülebilir. Örneğin, PCA ve TA-LCA EMG elektrotlarının deinsulated algılama uçları, polyester greft veya DBS elektrot ile kaslara harici bir yolla sabitlenir. Dış demirlemenin gerekli olmadığı veya yapılmadığı bir uygulamada, elektrotun dikeni tek başına çapa görevi görebilir. Böyle bir durumda, Teflon kaplı, paslanmaz çelik, monofilament tel dokuda daha kararlı bir diken sağlayan, daha fazla çekme mukavemeti görünümünde multifilament tel tercih edilebilir. Ancak, multifilament tellerin kırılmaya daha az yatkın olabileceği unutulmamalıdır. Cilt haznesinin imalatı ve montajı için alternatif bir strateji, biyouyumlu polimerler (örneğin, Stratasys tarafından MED610) kullanılarak 3D baskı yapmaktır. Bu, üretim sürecini basitleştirebilir.
İmplantasyon cerrahisi ve hayvanın iyileşmesisonrasında, fizyolojik seanslar temel verileri elde etmek için hala bozulmamış RLN'ler ile yapılır. Bir seans sırasında, RLN stimülasyonu sonrasında laringeal kaslardan EMG sinyalleri yokluğu oluşabilir. Nedeni gidermek için(Tablo 1),öncelikle ses kıvrım hareketinin mevcut olup olmadığı belirlenmelidir. Mevcutise, bu sinir etkili manşet tarafından aktive olduğu anlamına gelir, ama EMG kurşun ile ilgili bir sorun var. Bu durumda, kullanıcılar daha fazla EMG uyarıcı artifakı bakmak gerekir. EMG artifakı yoksa, preamplifikatörün EMG girişinde bir süreksizlik olması muhtemeldir. Altmış çevrim gürültü de mevcut olacak ve genlik büyük. Obje büyükse, bir uyarıcı iğneden kayıt pisine doğru şant, kanal ön amplifikatörünün doyması ve EMG yanıtının silinmesinden sorumlu olabilir. Eğer obje normalse, EMG kurşunu büyük ihtimalle kastan çıkmış ve aktivitesini tespit edemez. Öte yandan, ses kıvrım hareketi yoksa, o zaman sinir aktive değildir. Artefakt yoksa, uyarım devresinde sinir aktivasyonunu engelleyen bir süreksizlik olabilir. Eğer artifakı normal görünüyorsa, sinir implant cerrahisi sırasında yaralanmış olabilir veya manşet sinirden göç etmiş olabilir. Benzer bir strateji SLN stimülasyonu sırasında emg sinyalleri yok nedenini gidermek için uygulanabilir.
Uyarılmış sinir | Hedef kas(lar) | Ipsilateral vokal kıvrım hareketi | Uyarıcı obje | Neden |
RLN | PCA ve/veya TA-LCA | Evet | Yok (60-döngü gürültü mevcut) | EMG girişinde preamplifikatöre (örn. kurşun, pim, kablo); |
Büyük | Haznede stim ve kayıt pimleri arasında çapraz konuşma | |||
Normal | EMG elektrotunun çıkığı | |||
№ | Yok | Stimülasyon devresinde süreksizlik | ||
Normal | 1. RLN yaralanması; 2. Manşet çıkığı | |||
SLN | TA-LCA | Evet | Yok (60-döngü gürültü mevcut) | EMG girişinde preamplifikatöre (örn. kurşun, pim, kablo); |
Büyük | Haznede stim ve kayıt pimleri arasında çapraz konuşma | |||
Normal | EMG elektrotunun çıkığı | |||
№ | Yok | Stimülasyon devresinde süreksizlik | ||
Normal | 1. SLN veya RLN yaralanması; 2. Manşet çıkığı |
Tablo 1: Sorun giderme kılavuzu.
Bu teknolojinin mevcut uygulamasında iki küçük sınırlamalar olduğu belirtilmelidir. İlk olarak, hazneye takılması sırasında dişi pimin ani bükülme birkaç durumda meydana gelmiştir. Neyse ki, pimleri doğrultulu ve başarıyla delik içine yerleştirilir. Pin hasarı onarılamaz ise, kurşun ve tüm bileşeni değiştirilmesi gerekir. Bu nedenle, yedek bileşenler ameliyattan önce hazır olmalıdır. İkinci olarak, cerrahi implantasyonu tamamlamak için gereken süre uzundur (~10 saat). Dört sinirler, dört kas, bir hazne ve bir IPG: Uzun süre kısmen bu çalışma için gerekli stimülasyon ve yeniden kodlama bileşenlerinin çok sayıda yansıtır. Bu teknoloji kullanılarak daha az bileşen gerekiyorsa, implantasyon süresi önemli ölçüde azaltılmalıdır (örneğin, fare dili modeli28).
Bu teknolojik yaklaşım, mevcut yöntemlere göre avantajlı olan çeşitli özellikleri tanıtır. Kurşun tellerin kıvrılma bu sistemin en yeni ve önemli özelliğidir. Sarmal müşteri adayları, sağladıkları birçok avantaja rağmen ticari olmayan hayvan deneyleri için yaygın olarak mevcut değildir. Sarmal bir kurşun implantasyon sırasında istenilen uzunluğa genişletilebilir. Ayrıca, implantasyon dan sonra elektrot ucu veya tel kırılması çıkık önlemek için hayvan hareketli, uyanık, hareketli germek olacaktır. Bu özellik implantın uzun ömürlü olmasını ve uzun vadede stabil sinir stimülasyonu ve kas kaydını sağlar. Ayrıca, hazne etrafında doku uyumlu bir etek ekleyerek bu yabancı vücuda yara maruz kalma önler ve enfeksiyon yokluğunda normal fibrozis ve yara iyileşmesi teşvik. Bu etek olmadan önceki çalışmalar erken enfeksiyon ve deney erken sonlandırma ile sonuçlandı. Son olarak, bu implant sistemi kompakt ve çok kanallı, çeşitli boyutlarda hayvan modellerinde çok sayıda nöromüsküler yapılardan etkili veri toplama sağlayan.
Bu teknik yaklaşım uyarlanmış ve başarıyla bir sıçan modeline tercüme edilmiştir. Bu çalışma, yaşlanan sıçanda dil kası atrofisi ve disfonksiyon önlenmesinde elektriksel klima etkisini araştırmak için tasarlanmıştır. Hipoglossal sinirler klima için manşet elektrotlar ve dil EMG kayıt elektrotları ile implante implante edildi28. Bu teknoloji diğer araştırma uygulamalarında da kullanılabilir. Kan gırtlakmevcut protokolün bir uzantısı olarak, seçici reinnervasyon teşvik elektriksel klima etkileri şu anda tavşan yüz kasları üzerinde çalışılmaktadır. Bu çalışma Bell's palsy olan hastalarda yüz sinkinezi önlenmesi için bir temel sağlayabilir, ortak ve zayıflatıcı tıbbi durum. Bu teknolojinin son potansiyel kullanımı uyanık, serbestçe hareket eden hayvanları uyarmak ve kaydetmektir. Şu anda, bu tür veriler uyanık, kontrolsüz sıçanlardan harici kablo ile elde edilmiştir28. Gelecekte, bu ekonomik sistem aynı zamanda uzaktan kayıt-stimülasyon teknolojisi ile kombine edilebilir (örneğin, telemetri) kablosuz nöromüsküler sistemleri etkinleştirmek veya araştırmak için.
Dr David Zealear nöromüsküler sistemler ve hayvan modelleri çeşitli için bu implante, sinir stimülasyonu-EMG teknolojisi pazarlama.
Yazarlar çalışma boyunca hayvan bakımı ve veri toplama yaptığı katkılar için Dr Hongmei Wu teşekkür ederim. Biz Steril ameliyatları ile yardım için Amy Nunnally, Jamie Adcock ve Phil Williams teşekkür ederiz. Vanderbilt Üniversitesi Hayvan Bakım Tesisi personelinin uzmanlığı ve özverisi paha biçilmezdi. Bu araştırma NIH hibe U01DC016033 tarafından desteklenmiştir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
20 G x 1" Gauge hypodermic needle | BD | 305175 | |
23 G x 1" Gauge hypodermic needle | BD | 305145 | |
25 G x 1" Gauge hypodermic needle | BD | 305125 | |
3-0 absorbable sutures, COATED VICRYL | Ethicon | J219H | |
3-0 monofilament, nonabsorbable sutures, Prolene | Ethicon | 8684G | |
4-0 monofilament, nonabsorbable sutures, Prolene | Ethicon | 8871H | |
6-0 monofilament, nonabsorbable taper needle suture, Prolene | Ethicon | 8805 | |
7-0 monofilament, nonabsorbable sutures, Prolene | Ethicon | M8735 | |
Adhesive silicone solvent-Hexamethydisiloxane 98% | ACROS | code 194790100 | for dilution of modical adhesive silicone |
Bone cement | Zimmer | 1102-16 | 20g powder 10 mL liquid |
Buprenorphine (Buprenex, ampules of 1 mLl) | Reckitt Benckiser Healthcare (UK) Ltd | 12496-0757-1 | |
CCD video camera attached to the endoscope | Sony | MCC500MD | |
Cefpodoxime (Simplicef 100 mg tablets) | Zoetis | 5228 | |
Data acquisition device , PowerLab 16/35 | ADInstruments, Inc | 5761-E | |
Deep-brain stimulation (DBS) electrodes | Abbott | 6172ANS | |
Digital oscilloscope | Tektronix | DPO71304SX | |
Implantable pulse generator (IPG), Infinity | Abbott | 6660ANS | |
Knitted polyester graft | Meadox Medical Inc | 92220 | 20 mm in diameter |
Medical Grade Polyethylene Micro Tubing | Amazon.com | BB31695-PE/13-10 | OD 0.156", ID 0.094" |
Metal female pin | Allied Electronics & Automation | 220-S02-100 | |
Metal male pin | CDM electronics | 220-p02-1 | |
Prefabricated coiled leads | Medical innovations Inc. | ||
Silastic Laboratory Tubing | Cole-Parmer | 2415569 | OD 0.125", ID 0.062" |
Silastic Medical Adhesive Silicone | Dow corning | Type A, 2 oz | |
Stainless steel monofilament wire | The Harris Products Group | type 316 | 0.008" (coated), 0.005" (bare) |
Sterile Disposable Biopsy Punch (4 mm) | Sklar Instruments | 96-1146 | |
Strip connector | CDM electronics | 2.6 x 11.6 x 101.5 mm | single row, round, through hole |
Teflon-coated multi-filament stainless steel wire | Medwire | Part 316, ss7/44T | |
Tiletamine and Zolazepam combination, Telazol - 5 mL | Zoetis | 004866 | |
Tissue-compatible antiseptic solution, Nolvasan - 1 Gallon | Zoetis | 540561 | |
Zero-degree rigid endoscope | Karl Storz | 8712AA |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır