Name: an ultrasonic tool for nerve conduction block in diabetic rat models
Uploaded: 2017-10-20T13:00:00
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Lo studio è stato sostenuto dal Ministero della scienza e tecnologia (progetto più 105-2221-E-400-001) e istituti di ricerca salute nazionale (progetto BN-105-PP-10), Taiwan.

the Animal Care istituzionali e Comitato di uso degli istituti nazionali di ricerca salute in Taiwan ha approvato tutti i protocolli animali.
 1. induzione di modello diabetico nel maschio adulto Sprague - Dawley (deviazione standard) ratti <ol><li>rimuovere palline dell'alimento del ratto dalla gabbia per ratti SD maschi veloce (300-350 g) per 6 h prima di induzione di STZ.</li>
	Buffer di <li>preparare il citrato di sodio (0,1 M, pH 4,5).
	<ol><li>Sciogliere 1,05 g acido citrico monoidrat...

<ol>
	<li>Abuaisha, B. B., Costanzi, J. B., Boulton, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acupuncture+for+the+treatment+of+chronic+painful+peripheral+diabetic+neuropathy:+A+long-term+study.">Acupuncture for the treatment of chronic painful peripheral diabetic neuropathy: A long-term study.</a> Diabetes Res Clin Pract. 39 (2), 115-121 (1998).</li><li>Hamza, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Percutaneous+electrical+nerve+stimulation:+A+novel+analgesic+therapy+for+diabetic+neuropathic+pain.">Percutaneous electrical nerve stimulation: A novel analgesic therapy for diabetic neuropathic pain.</a> Diabetes Care. 23 (3), 365-370 (2000).</li><li>Ballantine, H. T., Bell, E., Manlapaz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progress+and+problems+in+the+neurologic+applications+of+focused+ultrasound.">Progress and problems in the neurologic applications of focused ultrasound.</a> J Neurosurg. 17, 858-876 (1960).</li><li>Foley, J. L., Little, J. W., Vaezy, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image-guided+high-intensity+focused+ultrasound+for+conduction+block+of+peripheral+nerves.">Image-guided high-intensity focused ultrasound for conduction block of peripheral nerves.</a> Ann Biomed Eng. 35 (1), 109-119 (2007).</li><li>Lee, Y. F., Lin, C. C., Cheng, J. S., Chen, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-intensity+focused+ultrasound+attenuates+neural+responses+of+sciatic+nerves+isolated+from+normal+or+neuropathic+rats.">High-intensity focused ultrasound attenuates neural responses of sciatic nerves isolated from normal or neuropathic rats.</a> Ultrasound Med Biol. 41 (1), 132-142 (2015).</li><li>Young, R. R., Henneman, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+block+of+nerve+conduction+by+ultrasound.">Reversible block of nerve conduction by ultrasound.</a> Arch Neurol. 4, 83-89 (1961).</li><li>Lele, P. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+focused+ultrasonic+radiation+on+peripheral+nerve,+with+observations+on+local+heating.">Effects of focused ultrasonic radiation on peripheral nerve, with observations on local heating.</a> Exp Neurol. 8 (1), 47-83 (1963).</li><li>Hong, C. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+nerve+conduction+block+in+patients+with+poly-+neuropathy+after+ultrasound+thermotherapy+at+therapeutic+dosage.">Reversible nerve conduction block in patients with poly- neuropathy after ultrasound thermotherapy at therapeutic dosage.</a> Arch Phys Med Rehabil. 72 (2), 132-137 (1991).</li><li>Okada, A., Morita, Y., Fukunishi, H., Takeichi, K., Murakami, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-invasive+magnetic+resonance-guided+focused+ultrasound+treatment+of+uterine+fibroids+in+a+large+Japanese+population:+impact+of+the+learning+curve+on+patient+outcome.">Non-invasive magnetic resonance-guided focused ultrasound treatment of uterine fibroids in a large Japanese population: impact of the learning curve on patient outcome.</a> Ultrasound Obstet Gynecol. 34 (5), 579-583 (2009).</li><li>Huisman, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=International+consensus+on+use+of+focused+ultrasound+for+painful+bone+metastases:+current+status+and+future+directions.">International consensus on use of focused ultrasound for painful bone metastases: current status and future directions.</a> Int J Hyperthermia. 31 (3), 251-259 (2015).</li><li>Dickinson, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Medium-term+Outcomes+after+Whole-gland+High-intensity+Focused+Ultrasound+for+the+Treatment+of+Nonmetastatic+Prostate+Cancer+from+a+Multicentre+Registry+Cohort.">Medium-term Outcomes after Whole-gland High-intensity Focused Ultrasound for the Treatment of Nonmetastatic Prostate Cancer from a Multicentre Registry Cohort.</a> Eur Urol. 70 (4), 668-674 (2016).</li><li>Foley, J. L., Little, J. W., Vaezy, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+high-intensity+focused+ultrasound+on+nerve+conduction.">Effects of high-intensity focused ultrasound on nerve conduction.</a> Muscle Nerve. 37 (2), 241-250 (2008).</li><li>Lee, Y. F., Lin, C. C., Cheng, J. S., Chen, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nerve+conduction+block+in+diabetic+rats+using+high-intensity+focused+ultrasound+for+analgesic+applications.">Nerve conduction block in diabetic rats using high-intensity focused ultrasound for analgesic applications.</a> Br J Anaesth. 114 (5), 840-846 (2015).</li><li>Donoff, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nerve+regeneration:+basic+and+applied+aspects.">Nerve regeneration: basic and applied aspects.</a> Crit Rev Oral Biol Med. 6 (1), 18-24 (1995).</li><li>Fawcett, J. W., Keynes, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peripheral+nerve+regeneration.">Peripheral nerve regeneration.</a> Annu Rev Neurosci. 13, 43-60 (1990).</li><li>Nightingale, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neuropathic+pain+market.">The neuropathic pain market.</a> Nat Rev Drug Discov. 11 (2), 101-102 (2012).</li><li>Lipton, R. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-pulse+transcranial+magnetic+stimulation+for+acute+treatment+of+migraine+with+aura:+a+randomised,+double-blind,+parallel-group,+sham-controlled+trial.">Single-pulse transcranial magnetic stimulation for acute treatment of migraine with aura: a randomised, double-blind, parallel-group, sham-controlled trial.</a> Lancet Neurol. 9 (4), 373-380 (2010).</li></ol>

Parziale e temporanea soppressione di action potentials dei nervi neuropatici da ratti diabetici in vivo e la presenza immediata dell'effetto di blocco dopo il trattamento HIFU, che entrambi sono stati osservati. Lo studio di follow-up 28 giorni su CMAPs ha dimostrato che un blocco sicuro della conduzione del nervo potrebbe essere effettuato a un'appropriata esposizione HIFU. Di conseguenza, il protocollo di cui sopra del trattamento HIFU può fornire una soluzione alternativa per il blocchetto di conduzione rev...

Farmaci per via orale,1di agopuntura e di stimolazione nervosa elettrica2 sono stati utilizzati per il trattamento della polineuropatia diabetica dolorosa. Tuttavia, gli effetti collaterali dei farmaci orali, operazione invasiva di agopuntura e stimolazione elettrica del nervo ostacolare l'efficacia terapeutica e l'aderenza del paziente. Blocco di ecografia dei nervi periferici in modelli animali è stato studiato per decenni3,4,5. La conduzione di in vitro dei nervi sciatico della grande rana verde è stata inibita reversibilmente dopo il trattamento di 10-20 impulsi di esposizione di ultrasuono per 0,4 - 1,0 s6. Un fattore di bloccare la conduzione del nervo è l'aumento di temperatura indotta da ultrasuoni7. Per i pazienti con polineuropatia, la soppressione dei potenziali d'azione muscolare composto (CMAPs) è stata eseguita nel nervo peroneo esposto a ultrasuoni a bassa intensità per 2 min8. Il tempo di recupero completo è stato entro 5 min.
Recentemente, la Food and Drug Administration degli Stati Uniti ha approvato HIFU come un trattamento non invasivo per fibromi uterini9, palliations di dolore di osso metastasi10e11di carcinoma della prostata. Un trasduttore HIFU emette fasci acustici all'esterno del corpo, e le travi trasmettono in vari mezzi di tessuto e convergono sul tumore bersaglio al fuoco. La zona focale è formata immediatamente per generare effetti localizzati sui tumori di destinazione senza danneggiare i tessuti circostanti. HIFU è stato applicato anche per inibire la conduzione del nervo o causare denervazione del nervo in esperimenti in vivo di normale di ratti Sprague-Dawley (deviazione standard)12. Inoltre, gli effetti a breve e a lungo termine di HIFU sui nervi neuropatici sono state indagate13. I risultati precedenti hanno dimostrato che il blocco reversibile o permanente della conduzione del nervo sensoriale potrebbe essere realizzato da HIFU con i parametri appropriati. Oltre alle applicazioni analgesiche, HIFU potrebbe essere utilizzato come strumento per indagare il contributo relativo delle componenti periferici e centrali al blocco di conduzione del nervo per ricerca di base di neurologia e sviluppo del farmaco di dolore. Di conseguenza, è necessaria una piattaforma tecnologica di blocco HIFU specifica per i nervi periferici in modelli animali. Lo scopo di questo articolo è quello di illustrare le procedure per parzialmente o completamente bloccando i potenziali di azione dei nervi periferici in ratti diabetici neuropatici di HIFU. Modelli di ratto diabetico e valutazione dei sintomi neuropatici periferici sono stati stabiliti. Una piattaforma HIFU e processi sperimentali specifici per il trattamento dei nervi sciatico di ratto sono presentati.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="965">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:365px;">streptozotocin</td>
			<td style="width:315px;">Sigma</td>
			<td align="right" style="width:119px;">85882</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">citric acid monohydrate&#160;</td>
			<td style="width:315px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">C1909</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">trisodium citrate dihydrate</td>
			<td style="width:315px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">W302600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">glucose meters</td>
			<td>Roche Accu-Check Active</td>
			<td>GC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">electronic von Frey device</td>
			<td>IITC Life Science</td>
			<td>2390</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">hot plate</td>
			<td>IITC Life Science</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Biopac MP36 acquisition system</td>
			<td>Biopac Systems, Inc.</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">HIFU transducer</td>
			<td>Sonic Concepts</td>
			<td>H108</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">function generator</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>33250A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">power amplifier</td>
			<td>Electronics &#38; Innovation</td>
			<td>1040L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:365px;">Rats&#160;</td>
			<td style="width:315px;">Biolasco taiwan</td>
			<td style="width:119px;">Sprague-Dawley</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:365px;">Puralube vet ointment</td>
			<td style="width:315px;">Dechra</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">isoflurane vaporizer</td>
			<td style="width:315px;">Parkland Scientific</td>
			<td style="width:119px;">V3000PS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:365px;">Isoflurance</td>
			<td style="width:315px;">Attane</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:365px;">Restraint bag (Decapicones)</td>
			<td style="width:315px;">Braintree Scientific</td>
			<td style="width:119px;">DC 200</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an ultrasonic tool for nerve conduction block in diabetic rat models

Blocchetto di conduzione del nervo con un trasduttore di ultrasuoni ad alta intensità-focalizzati (HIFU) è stata eseguita recentemente in modelli animali normali e diabetici. HIFU è in grado di bloccare reversibilmente la conduzione dei nervi periferici senza danneggiare i nervi durante l'utilizzo di un parametro appropriato ad ultrasuoni. Blocco temporaneo e parziale dei potenziali d'azione dei nervi dimostra che HIFU ha il potenziale per essere un trattamento clinico utile per alleviare il dolore. Questo lavoro dimostra le procedure per sopprimere i potenziali di azione dei nervi neuropatici in ratti diabetici in vivo usando un trasduttore HIFU. Il primo passo è quello di generare ratti neuropatici diabetici maschio adulto di iniezione di streptozotocin (STZ). Il secondo passo è quello di valutare la neuropatia periferica diabetica in ratti diabetici indotti STZ da una sonda elettronica di von Frey e un piatto caldo. Il passo finale è quello di registrare in vivo extracellulare potenziali di azione del nervo esposto a sonicazione HIFU. Il metodo mostrato qui può trarre giovamento lo studio di applicazioni analgesico ad ultrasuoni.

Lo Studio in vivo ha dimostrato che, con una dose HIFU di 3 sonicazione di s ad un'intensità di 2.810 W/cm2, la CMAPs sono stati soppressi dal 20% del valore basale, ma essi sono stati completamente recuperati dopo 30 min (Figura 2A, diamanti) e sono stati quasi costante nel periodo di 28 giorni (Figura 2B, diamanti). Per l'esposizione HIFU s 5 presso la stessa intensità, il CMAPs è diminuito a 65,4% (9,5%)...

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An Ultrasonic Tool for Nerve Conduction Block in Diabetic Rat Models

Questo lavoro presenta la metodologia di applicazione di ultrasuoni ad alto intensità-focalizzati per bloccare i potenziali di azione dei nervi neuropatici diabetici.

Blocco di uno strumento ad ultrasuoni per la conduzione del nervo in modelli di ratto diabetico

Nerve conduction block with a high intensity-focused ultrasound (HIFU) transducer has been performed in normal and diabetic animal models recently. HIFU ...

Research

JoVE Journal

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