Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Küçük kemirgenlerde kullanılmak üzere kronik implante edilebilir periferik sinir manşet elektrotları oluşturmak için mevcut yaklaşımlar genellikle özel ekipman ve / veya yüksek eğitimli personel gerektirir. Bu protokolde kronik olarak implante edilebilen manşet elektrotlar imal etmek için basit, düşük maliyetli bir yaklaşım göstermekte ve sıçanlarda vagus sinir stimülasyonu (VNS) için etkinliğini gösteriyoruz.
Periferik sinir manşet elektrotlar uzun nörolojik ve ilgili alanlarda stimülasyon için kullanılmıştır, örneğin, vagus veya siyatik sinirler. Birkaç yeni çalışmalar motor rehabilitasyon geliştirmek için merkezi sinir sistemi plastisite artırılması kronik VNS etkinliğini göstermiştir, yok olma öğrenme, ve duyusal ayrımcılık. Bu tür çalışmalarda kullanılmak üzere kronik implante edilebilir cihazların inşası farelerin küçük boyutları nedeniyle zordur ve tipik protokoller personel ve zaman alan mikrofabrikasyon yöntemlerinin kapsamlı bir şekilde eğitilmesini gerektirir. Alternatif olarak, ticari olarak kullanılabilir implante edilebilir manşet elektrotlar önemli ölçüde daha yüksek bir maliyetle satın alınabilir. Bu protokolde, sıçanlarda kullanılmak üzere küçük, kronik implante edilebilir periferik sinir manşet elektrotlarının yapımı için basit, düşük maliyetli bir yöntem salıyoruz. Ketamin/ksilazin anestezili sıçanlarda VNS'nin hem implantasyon sırasında hem de cihaz implantasyonundan 10 hafta sonrasına kadar Hering-Breuer refleksinin aktivasyonuile tutarlı solunum hızında düşüşler ürettiğini göstererek manşet elektrotlarımızın kısa ve uzun vadeli güvenilirliğini doğrularız. Ayrıca, vns'yi motor kortikal harita plastisitesini teşvik etmek için yetenekli kol pres performansıyla eşleştirerek manşet elektrotlarının kronik stimülasyon çalışmalarında kullanıma uygunluğunu gösteriyoruz.
Son zamanlarda, periferik sinirlerin uyarılması için kronik implante edilebilir manşet elektrotlar için talep büyüdü, çalışmalar giderek çok sayıda inflamatuar hastalıkların tedavisinde bu tekniğin preklinik yararlılığını göstermek gibi1,2,3 ve nörolojik bozukluklar4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15. Kronik VNS, örneğin, öğrenme bağlamları çeşitli neokortikal plastisite geliştirmek için gösterilmiştir, motor rehabilitasyon iyileştirilmesi4,5,6,7,8, yok olma öğrenme 10,1111,12,13,14, ve duyusal ayrımcılık15. Ticari olarak mevcut periferik sinir manşet elektrotlar genellikle sipariş yerine getirilmesi ve nispeten yüksek maliyetler için uzun süre ile ilişkilidir, hangi erişilebilirlik sınırlayabilir. Alternatif olarak, kronik implante edilebilir manşet elektrotların "şirket içi" imalatı için protokoller sınırlı kalır ve kemirgen anatomisi küçük boyutları nedeniyle belirli zorluklar sunar. Kronik kemirgen deneyleri için manşet elektrotlar oluşturmak için mevcut protokoller genellikle karmaşık ekipman ve tekniklerin yanı sıra kapsamlı eğitimli personel kullanımını gerektirir. Bu protokolde, daha önce yayınlanmış ve yaygın olarak kullanılan yöntemlere dayalı manşet elektrot imalatı için basitleştirilmiş bir yaklaşım göstermek16,17. Kronik implante edilmiş elektrotlarımızın farelerdeki işlevselliğini, sol servikal vagus sinirinin etrafına manşet implantasyonu sırasında, manşet elektrotlarına uygulanan stimülasyonun SpO2'de nefes alma ve düşmenin başarılı bir şekilde kesilmesine neden olduğunu göstererek doğrulmaktayız. Afferent pulmoner reseptör vagal liflerin stimülasyonu Hering-Breuer refleks meşgul bilinmektedir, hangi beyin sapında çeşitli solunum çekirdeğiin inhibisyonu bastırma ilhamsonuçları 18. Böylece, Hering-Breuer refleksi ile tutarlı nefes kesilmesi, ve SpO2 ortaya çıkan düşüş, anestezili sıçanlarda uygun elektrot implantasyonu ve manşet fonksiyonu için basit bir test sağlar. Kronik implante edilmiş manşet elektrotların uzun süreli işlevselliğini doğrulamak için, implantasyon sırasında refleks yanıtları ölçüldü ve implantasyondan altı hafta sonra aynı hayvanlarda elde edilen yanıtlarla karşılaştırıldı. İkinci bir grup sıçana, bir kol presleme görevinde davranış eğitimi nden sonra VNS manşet elektrotları yerleştirildi. Bu sıçanlarda, VNS doğru görev performansı ile eşleştirilmiş kortikal motor harita yeniden düzenlenmesi üretilen, daha önce yayınlanan çalışmalar ile tutarlı19,20,21,22. Cihaz implantasyonundan 5-10 hafta sonra meydana gelen anestezi altında motor kortikal haritalama sırasında, VNS'nin nefes almanın kesilmesini ve SpO2'de%5'ten fazla düşüşe yol açtığını doğrulayarak VNS ile tedavi edilen hayvanlarda manşet fonksiyonunu daha da doğruladık.
Childs et al.17 ve Rios et al.16'dan yakın zamanda yayınlanan protokoller, basitleştirilmiş manşet elektrot üretim yaklaşımı için iyi onaylanmış bir başlangıç noktası sağlar, çünkü bu popüler yöntem kemirgenlerde kronik VNS çalışmaları yürüten birden fazla laboratuvar tarafından kullanılmıştır1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11. Orijinal yöntem, manşet elektrot imalatının tamamlanması bir saatten fazla sürer ve güvenilir bir şekilde gerçekleştirmek için kapsamlı bir eğitim gerektiren ince mikrotelleri manipüle etmek için birkaç yüksek hassasiyetli adım içerir. Burada açıklanan basitleştirilmiş yaklaşım önemli ölçüde daha az malzeme ve araç gerektirir ve en az eğitimli personel tarafından bir saatten az bir sürede tamamlanabilir.
Bu protokolde açıklanan tüm prosedürler, NIH Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu'na uygun olarak yürütülmektedir ve Dallas'taki Texas Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi tarafından onaylanmıştır.
1. Uyarıcı manşet elektrot imalatı
2. Baş-kapak yapımı
NOT: Headcap montaj prosedürleri daha önce yayınlananlara benzer (Childs ve ark.17), ve burada kolaylık sağlamak için özetlenmiştir.
3. Cihaz kullanımı
Vagus sinir manşet elektrotlar ve headcaps kronik sıçanlarda daha önce yayınlanan cerrahi işlemlere göre implante edildi17,19,20,21,22. İmplantasyondan önce, 1 kHz'de empedans manşet kurşunları arasında ölçüldü ve manşet borusu saline batırıldı (empedans = 1.2 ± 0.17 kΩ [ortalama ± std]; N = 9). Sadece salinde 2 kΩ'den az empedanslı m...
Burada kemirgenlerde kullanılmak üzere kronik olarak implante edilebilen uyarıcı manşet elektrotlarının montajı için basit, düşük maliyetli bir yaklaşım tanımlıyoruz ve bu yeni ortaya çıkan tedavinin klinik öncesi araştırmalarını kolaylaştırıyoruz. Bu basitleştirilmiş yöntem hiçbir özel eğitim veya ekipman gerektirir ve diğer yaklaşımlar16,26,,27,28ile karşı...
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Bu çalışma Dallas'taki Texas Üniversitesi ve UT Vekiller Kurulu tarafından finanse edilmiştir. Teknik yardım için Solomon Golding, Bilaal Hassan, Marghi Jani ve Ching-Tzu Tseng'e teşekkür ederiz.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Biocompatible polyurethane-based polymer tubing, 0.080" OD x 0.040" ID | Braintree Scientific | MRE080 36 FT | |
Dissecting microscope | AM Scopes | #SM-6T-FRL | |
Fine Serrated Scissors, straight, 22mm cutting edge | Fine Science Tools | #14058-09 | for cutting Pt/Ir wire and suture thread |
Forceps, #5 Dumont forceps, straight, 11 cm, 0.1 x 0.06 mm tip | Fine Science Tools | #11626-11 | |
Forceps, ceramic tipped forceps, 0.3 mm x 30 mm tips | Electron Microscopy Sciences | #78127-71 | |
Gold Pins, PCB Press Fit Socket | Mill-Max | #1001-0-15-15-30-27-04-0 | or similar small pins for connecting cuff leads to headcap |
Isobutane lighter | BIC | #LCP21-AST | for de-insulating Pt/Ir wire |
Micro strip connector with latch, 4-pin | Omnetics | A24002-004 / PS1-04-SS-LT | |
Pipette tip, 10 uL | VWR | 89079-464 | |
Platinum-Iridium (90/10%) Wire, 0.001" (diameter) x 9 strands, PTFE insulated | Sigmund Cohn | 10IR9/49T | |
Razor Blade, Single Edge, Surgical Carbon Steel No.9 | VWR | #55411-050 | for cutting MicroRenathane tubing |
Sewing needle, ca. 4.0 cm length x 0.7 mm diameter (size 6-7) | Singer | 00276 | Smaller needle for threading Pt/Ir wire |
Sewing needle, ca. 4.5 cm length x 0.8 mm diameter (size 2-3) | Singer | 00276 | Larger needle for pinning cuff during assembly and for threading suture |
Small foam board | Juvo+/Amazon | B07C9637SJ | for fabrication platform; our dimensions are ca. 2.5" x 3.5" x 1" (L x W x H) |
Solder, multicore lead-free, 0.38mm diameter | Loctite/Multicore | #796037 | |
Soldering station | Weller | WES51 | or similar soldering iron compatible with long conical tips (this part has been discontinued) |
Soldering tip, long conical, 0.01" / 0.4 mm | Weller | 1UNF8 | |
Suture, nonabsorbable braided silk ,size 6/0 | Fine Science tools | #18020-60 | |
UV (405 nm) spot light | Henkel/Loctite | #2182207 | |
UV Light Cure Adhesive 25 ml | Henkel/Loctite | AA 3106 | or similar biocompatible UV cure adhesive |
Wire wrapping wire, 30 AWG | Digikey | K396-ND |
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