Name: an ultrasonic tool for nerve conduction block in diabetic rat models
Uploaded: 2017-10-20T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about An Ultrasonic Tool for Nerve Conduction Block in Diabetic Rat Models at JoVE.com

Studien har finansierats av ministeriet för vetenskap och teknik (projektet mest 105-2221-E-400-001) och den nationella hälsa forskningsinstitut (projektet BN-105-PP-10), Taiwan.

the institutionella djur vård och användning kommittén av den nationella hälso-forskningsinstitut i Taiwan godkände alla djur protokoll.
 1. induktion av diabetes modell i manliga vuxna Sprague - Dawley (SD) råttor <ol><li>ta bort råtta mat pellets från buren till snabbt SD hanråttor (300-350 g) för 6 h före STZ induktion.</li>
	<li>Förbered natriumcitrat buffert (0.1 M, pH 4,5).
	<ol><li>Lös 1,05 g citronsyramonohydrat (C 6 H 8 O 7 · H 2<...

<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>

Partiell och tillfällig dämpning av action potentials av neuropatisk nerver från diabetiska råttor i vivo och omedelbar förekomsten av blockerande effekten efter HIFU behandling både observerades. 28-dagars uppföljande studien på CMAPs visade att en säker blockad av nerv överledning kan utföras vid en lämplig HIFU exponering. Som ett resultat, kan ovan protokollet av HIFU behandling ge en alternativ lösning för den reversibla ledningshinder av höftnerver i diabetiska råttor.
<p class="jove_co...

Tablettbehandling, akupunktur1och elektrisk nerv stimulering2 har använts för behandling av smärtsam diabetisk polyneuropati. Men hämma biverkningar av orala mediciner, invasiv drift av akupunktur och elektrisk nervstimulering den terapeutiska effekten och patientens efterlevnad. Ultraljud block av perifera nerver i djurmodeller har undersökts i årtionden3,4,5. Överledning av in vitro- höftnerver av stora gröna grodan hämmades reversibelt efter behandling av 10-20 pulser av ultraljud exponering för 0,4 - 1,0 s6. En faktor att blockera nerv överledning är den temperaturstegring som induceras av ultraljud7. För patienter med polyneuropati utfördes undertryckandet av sammansatta muskel handlingspänningar (CMAPs) i den peroneal nerv utsätts för låg intensitet ultraljud för 2 min8. Tiden för full återhämtning var inom 5 min.
Nyligen, Food and Drug Administration i USA godkände HIFU som en icke-invasiv behandling för uterin fibroid tumörer9, smärta preparerar av benmetastaser10och prostatacancer11. En HIFU givaren avger akustiska strålar utanför kroppen och balkar överföra i olika vävnad medier och sammanstrålar i målet tumören i fokus. Zonen fokal bildas omedelbart för att generera lokaliserade effekter på målet tumörer utan att skada omgivande vävnader. HIFU har också tillämpats för att hämma nerv överledning eller orsaka nerv denervering i in-vivo -experiment av normala Sprague-Dawley (SD) råttor12. Dessutom varit HIFU kortsiktiga och långsiktiga effekter på neuropatisk nerver undersökta13. Tidigare resultat visade att den reversibla eller permanent blocket av sensorisk nerv överledning kunde uppnås genom HIFU med lämpliga parametrar. Förutom smärtstillande program, kan HIFU användas som ett verktyg för att undersöka det relativa bidraget av perifera och centrala komponenter till nerv överledning blockad för grundforskning av neurologi och utveckling av smärtstillande medicin. Därför behövs en HIFU blockerande teknikplattform specifika för perifera nerver i djurmodeller. Syftet med denna artikel är att påvisa förfarandena för att helt eller delvis blockera handlingspänningar av perifera nerver i diabetisk neuropatisk råttor av HIFU. Diabetiker råtta modeller och utvärdering av perifert neuropatisk symtom var etablerat. En HIFU plattform och experimentella processer specifika för behandling av råtta höftnerver presenteras.

<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

Överledning nervblockad med en hög intensitet-fokuserat ultraljud (HIFU) givare har utförts i normal och diabetiker djurmodeller nyligen. HIFU kan reversibelt blockera överledning av perifera nerver utan att skada nerverna medan du använder en lämplig ultraljud parameter. Tillfällig och partiell block av handlingspänningar av nerver visar att HIFU har potential att bli en bra klinisk behandling för smärtlindring. Detta arbete visar förfarandena för att undertrycka handlingspänningar av neuropatisk nerver i diabetiska råttor i vivo som använder ett HIFU givare. Det första steget är att generera vuxna manliga diabetisk neuropatisk råttor av streptozotocin (STZ) injektion. Det andra steget är att bedöma den perifer diabetesneuropati i STZ-inducerad diabetiska råttor med en värmeplatta och en elektronisk von Frey-sond. Det sista steget är att registrera i vivo extracellulära handlingspänningar av nerven utsätts för HIFU ultraljudsbehandling. Metoden visade här får studien av ultraljud smärtstillande applikationer.

I vivo studien visade att, med en HIFU dos av 3 s ultraljudsbehandling med en intensitet av 2.810 W/cm2, CMAPs dämpades av 20% av utgångsvärdet, men de var helt återställd efter 30 min (figur 2A, diamanter) och var nästan konstant under perioden 28 dagar (figur 2B, diamanter). För 5 s HIFU exponeringen med samma intensitet, CMAPs minskade till 65,4% (9,5%) av utgångsvärdet på 4 min och återvinns til...

Watch this Scientific Journal Video about An Ultrasonic Tool for Nerve Conduction Block in Diabetic Rat Models at JoVE.com

An Ultrasonic Tool for Nerve Conduction Block in Diabetic Rat Models

Detta arbete presenteras metodiken att tillämpa hög intensitet-fokuserat ultraljud för att blockera handlingspänningar av diabetisk neuropatisk nerver.

Ett ultraljud verktyg för nerv överledning blockera i diabetiker råtta modeller

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

Bioengineering

Procedure for Decellularization of Rat Livers in an Oscillating-pressure Perfusion Device

Förfarande för decellularisering av råttlevrar i ett oscillerande tryck perfusionsanordning

Decellularization and recellularization of parenchymal organs may enable the generation of functional organs in vitro, and several protocols for rodent ...

Scaffold-supported Transplantation of Islets in the Epididymal Fat Pad of Diabetic Mice

Byggnadsstödd transplantation av islen i epididymisk fettmatta av diabetiska möss

Islet transplantation has been clinically proven to be effective at treating type 1 diabetes. However, the current intrahepatic transplantation strategy ...

An In Vitro Organ Culture Model of the Murine Intervertebral Disc

An In Vitro Organ Culture Model of the Murine Intervertebral Disc

En<em&gt; In Vitro</em&gt; Organ Kultur Modell av murina mellankotskivan

Intervertebral disc (IVD) degeneration is a significant contributor to low back pain. The IVD is a fibrocartilaginous joint that serves to transmit and ...

A Performance-testing Platform for a Conduction Micropump with an FR-4 Copper-clad Electrode Plate

En individprövning plattform för en överledning Micropump med en FR-4 koppar-klädda elektrod platta

Here, a conduction micropump with symmetric planar electrode pairs prepared on flame-retardant glass-reinforced epoxy (FR-4) copper-clad laminate (CCL) is ...

An Efficient and Reproducible Protocol for Distraction Osteogenesis in a Rat Model Leading to a Functional Regenerated Femur

En effektiv och reproducerbara protokoll för distraktion Osteogenesis i en råtta modell leder till en funktionell regenererad lårbenet

This protocol describes the use of a newly developed external fixator for distraction osteogenesis in a rat femoral model. Distraction osteogenesis (DO) ...

An Ultrahigh-throughput Microfluidic Platform for Single-cell Genome Sequencing

En ultrahög kapacitet mikroflödessystem plattform för Single-cell Genomsekvensering

Sequencing technologies have undergone a paradigm shift from bulk to single-cell resolution in response to an evolving understanding of the role of ...

A Novel Surgical Technique As a Foundation for In Vivo Partial Liver Engineering in Rat

A Novel Surgical Technique As a Foundation for In Vivo Partial Liver Engineering in Rat

En ny kirurgisk teknik som en grund för In Vivo delvis lever Engineering i råtta

Organ engineering is a novel strategy to generate liver organ substitutes that can potentially be used in transplantation. Recently, in vivo liver ...

A Multilayer Microfluidic Platform for the Conduction of Prolonged Cell-Free Gene Expression

En Multilayer Microfluidic plattform för ledning av långvarig cell-fri genuttryck

The limitations of cell-based synthetic biology are becoming increasingly apparent as researchers aim to develop larger and more complex synthetic genetic ...

Fabrication of the Composite Regenerative Peripheral Nerve Interface (C-RPNI) in the Adult Rat

Fabrication of the Composite Regenerative Peripheral Nerve Interface C-RPNI in the Adult Rat

Tillverkning av composite regenerativ perifert nervgränssnitt (C-RPNI) i vuxen rat

Recent advances in neuroprosthetics have enabled those living with extremity loss to reproduce many functions native to the absent extremity, and this is ...

Advanced 3D Liver Models for In vitro Genotoxicity Testing Following Long-Term Nanomaterial Exposure

Avancerade 3D-levermodeller för in vitro-genotoxicitytestning efter långvarig nanomaterialexponering

Due to the rapid development and implementation of a diverse array of engineered nanomaterials (ENM), exposure to ENM is inevitable and the development of ...