Name: fabrication of the composite regenerative peripheral nerve interface (c-rpni) in the adult rat
Uploaded: 2020-02-25T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of the Composite Regenerative Peripheral Nerve Interface C-RPNI in the Adult Rat at JoVE.com

Yazarlar uzman teknik yardım için Jana Moon teşekkür etmek istiyorum. Bu yazıda sunulan çalışmalar SK'ya R21 (R21NS104584) hibesi ile finanse edilmiştir.

Tüm hayvan deneyleri Michigan Üniversitesi Hayvanların Kullanımı ve Bakımı Komitesi'nin onayı altında gerçekleştirilir.
NOT: Donör sıçanlara cilt ve kas bağışı işlemleri öncesinde yiyecek ve suya ücretsiz erişim izni verilir. Ötenazi derin anestezi altında yapılır ve ardından kardiyak intra-potasyum klorür enjeksiyonu bilateral pnömotoraksın ikincil bir yöntemi ile yapılır. Sıçan herhangi bir suşu teorik olarak bu deney ile kullanılabilir; ancak, laboratuva...

<ol>
	<li>Biddiss, E. A., Chau, T. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Upper+limb+prosthesis+use+and+abandonment:+A+survey+of+the+last+25+years.">Upper limb prosthesis use and abandonment: A survey of the last 25 years.</a> Prosthetics and Orthotics International. 31 (3), 236-257 (2007).</li><li>Kung, T. 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=Regenerative+peripheralnerve+interface+viability+and+signal+transduction+with+an+implanted+electrode.">Regenerative peripheralnerve interface viability and signal transduction with an implanted electrode.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 133 (6), 1380-1394 (2014).</li><li>Larson, J. V., 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=Prototype+Sensory+Regenerative+Peripheral+Nerve+Interface+for+Artificial+Limb+Somatosensory+Feedback.">Prototype Sensory Regenerative Peripheral Nerve Interface for Artificial Limb Somatosensory Feedback.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 133 (3 Suppl), 26-27 (2014).</li><li>Hijjawi, J. 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=Improved+myoelectric+prosthesis+control+accomplished+using+multiple+nerve+transfers.">Improved myoelectric prosthesis control accomplished using multiple nerve transfers.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 118 (7), 1573-1578 (2006).</li><li>Pylatiuk, C., Schulz, S., D&#246;derlein, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Results+of+an+Internet+survey+of+myoelectric+prosthetic+hand+users.">Results of an Internet survey of myoelectric prosthetic hand users.</a> Prosthetics and Orthotics International. 31 (4), 362-370 (2007).</li><li>Baghmanli, Z., 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=Biological+and+electrophysiologic+effects+of+poly(3,4-ethylenedioxythiophene)+on+regenerating+peripheral+nerve+fibers.">Biological and electrophysiologic effects of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) on regenerating peripheral nerve fibers.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 132 (2), 374-385 (2013).</li><li>Dhillon, G. S., Horch, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+neural+sensory+feedback+and+control+of+a+prosthetic+arm.">Direct neural sensory feedback and control of a prosthetic arm.</a> IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 13 (4), 468-472 (2005).</li><li>Romo, R., Hern&#225;ndez, A., Zainos, A., Salinos, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Somatosensory+discrimination+based+on+cortical+microstimulation.">Somatosensory discrimination based on cortical microstimulation.</a> Nature. 392, 387-390 (1998).</li><li>O'Doherty, J., 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=Active+tactile+exploration+using+a+brain-machine-brain+interface.">Active tactile exploration using a brain-machine-brain interface.</a> Nature. 479, 228-231 (2011).</li><li>Stein, R. B., Walley, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+comparison+of+upper+extremity+amputees+using+myoelectric+and+conventional+prostheses.">Functional comparison of upper extremity amputees using myoelectric and conventional prostheses.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 64 (6), 243-248 (1983).</li><li>Millstein, S. G., Heger, H., Hunter, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prosthetic+Use+in+Adult+Upper+Limb+Amputees:+A+Comparison+of+the+Body+Powered+and+Electrically+Powered+Prostheses.">Prosthetic Use in Adult Upper Limb Amputees: A Comparison of the Body Powered and Electrically Powered Prostheses.</a> Prosthetics and Orthotics International. 10 (1), 27-34 (1986).</li><li>Zollo, 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=Restoring+tactile+sensations+via+neural+interfaces+for+real-time+force-and-slippage+closed-loop+control+of+bionic+hands.">Restoring tactile sensations via neural interfaces for real-time force-and-slippage closed-loop control of bionic hands.</a> Science Robotics. 4 (27), eaau9924 (2019).</li><li>Tan, D. W., 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=A+neural+interface+provides+long-term+stable+natural+touch+perception.">A neural interface provides long-term stable natural touch perception.</a> Science Translational Medicine. 6 (257), 257ra138 (2014).</li><li>Stieglitz, T., 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=On+Biocompatibility+and+Stability+of+Transversal+Intrafascicular+Multichannel+Electrodes-TIME.">On Biocompatibility and Stability of Transversal Intrafascicular Multichannel Electrodes-TIME.</a> Converging Clinical and Engineering Research on Neurorehabilitation II. 15, 731-735 (2017).</li><li>Petrini, F. 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=Six-months+assessment+of+a+hand+prosthesis+with+intraneural+tactile+feedback.">Six-months assessment of a hand prosthesis with intraneural tactile feedback.</a> Annals of Neurology. 85 (1), 137-154 (2019).</li><li>Jung, R., Abbas, J., Kuntaegowdanahalli, S., Thota, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bionic+intrafascicular+interfaces+for+recording+and+stimulating+peripheral+nerve+fibers.">Bionic intrafascicular interfaces for recording and stimulating peripheral nerve fibers.</a> Bioelectronics in Medicine. 1 (1), 55-69 (2018).</li><li>Micera, S., Navarro, X., Yoshida, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interfacing+With+the+Peripheral+Nervous+System+to+Develop+Innovative+Neuroprostheses.">Interfacing With the Peripheral Nervous System to Develop Innovative Neuroprostheses.</a> IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 17 (5), 417-419 (2009).</li><li>Stieglitz, T., Schuettler, M., Schneider, A., Valderrama, E., Navarro, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+measurement+of+torque+development+in+the+rat+foot:+measurement+setup+and+results+from+stimulation+of+the+sciatic+nerve+with+polyimide-based+cuff+electrodes.">Noninvasive measurement of torque development in the rat foot: measurement setup and results from stimulation of the sciatic nerve with polyimide-based cuff electrodes.</a> IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 11 (4), 427-437 (2003).</li><li>Polasek, K. H., Hoyen, H. A., Keith, M. W., Tyler, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+nerve+stimulation+thresholds+and+selectivity+using+a+multi-contact+nerve+cuff+electrode.">Human nerve stimulation thresholds and selectivity using a multi-contact nerve cuff electrode.</a> IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 15 (1), 76-82 (2007).</li><li>Nielson, K. D., Watts, C., Clark, W. K. <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+injury+from+implantation+of+chronic+stimulating+electrodes+for+pain+control.">Peripheral nerve injury from implantation of chronic stimulating electrodes for pain control.</a> Surgical Neurology. 5 (1), 51-53 (1976).</li><li>Waters, R. L., McNeal, D. R., Faloon, W., Clifford, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+electrical+stimulation+of+the+peroneal+nerve+for+hemiplegia.+Long-term+clinical+follow-up.">Functional electrical stimulation of the peroneal nerve for hemiplegia. Long-term clinical follow-up.</a> Journal of Bone and Joint Surgery. 67 (5), 792-793 (1985).</li><li>Larsen, J. O., Thomsen, M., Haugland, M., Sinkjaer, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Degeneration+and+regeneration+in+rabbit+peripheral+nerve+with+long-term+nerve+cuff+electrode+implant:+a+stereological+study+of+myelinated+and+unmyelinated+axons.">Degeneration and regeneration in rabbit peripheral nerve with long-term nerve cuff electrode implant: a stereological study of myelinated and unmyelinated axons.</a> Acta Neuropathologica. 96 (4), 365-378 (1998).</li><li>Krarup, C., Loeb, G. E., Pezeshkpour, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conduction+studies+in+peripheral+cat+nerve+using+implanted+electrodes:+III.+The+effects+of+prolonged+constriction+on+the+distal+nerve+segment.">Conduction studies in peripheral cat nerve using implanted electrodes: III. The effects of prolonged constriction on the distal nerve segment.</a> Muscle Nerve. 12 (11), 915-928 (1989).</li><li>Micera, S., Navarro, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bidirectional+interfaces+with+the+peripheral+nervous+system.">Bidirectional interfaces with the peripheral nervous system.</a> International Review of Neurobiology. 86, 23-38 (2009).</li><li>Urbanchek, M. G., 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=Microscale+Electrode+Implantation+during+Nerve+Repair:+Effects+on+Nerve+Morphology,+Electromyography,+and+Recovery+of+Muscle+Contractile+Function.">Microscale Electrode Implantation during Nerve Repair: Effects on Nerve Morphology, Electromyography, and Recovery of Muscle Contractile Function.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 128 (4), 270e-278e (2011).</li><li>Yoshida, K., Horch, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+stimulation+of+peripheral+nerve+fibers+using+dual+intrafascicular+electrodes.">Selective stimulation of peripheral nerve fibers using dual intrafascicular electrodes.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 40 (5), 492-494 (1993).</li><li>Branner, A., Stein, R. B., Normann, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+stimulation+of+cat+sciatic+nerve+using+an+array+of+varying+length+microelectrodes.">Selective stimulation of cat sciatic nerve using an array of varying length microelectrodes.</a> Journal of Neurophysiology. 85 (4), 1585-1594 (2001).</li><li>Zheng, X. J., Zhang, J., Chen, T., Chen, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Longitudinally+implanted+intrascicular+electrodes+for+stimulating+and+recording+fascicular+physioelectrical+signals+in+the+sciatic+nerve+of+rabbits.">Longitudinally implanted intrascicular electrodes for stimulating and recording fascicular physioelectrical signals in the sciatic nerve of rabbits.</a> Microsurgery. 23, 268-273 (2003).</li><li>del Valle, J., Navarro, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interfaces+with+the+peripheral+nerve+for+the+control+of+neuroprostheses.">Interfaces with the peripheral nerve for the control of neuroprostheses.</a> International Review of Neurobiology. 109, 63-83 (2013).</li><li>Stiller, A. 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=A+Meta-Analysis+of+Intracortical+Device+Stiffness+and+Its+Correlation+with+Histological+Outcomes.">A Meta-Analysis of Intracortical Device Stiffness and Its Correlation with Histological Outcomes.</a> Micromachines. 9 (9), 443 (2018).</li><li>Hanson, T., Diaz-Botia, C., Kharazia, V., Maharbiz, M., Sabes, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+"sewing+machine"+for+minimally+invasive+neural+recording.">The "sewing machine" for minimally invasive neural recording.</a> bioRxiv. , (2019).</li><li>Yang, X., 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=Bioinspired+neuron-like+electronics.">Bioinspired neuron-like electronics.</a> Nature Materials. 18, 510-517 (2019).</li><li>Irwin, Z. T., 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=Chronic+recording+of+hand+prosthesis+control+signals+via+a+regenerative+peripheral+nerve+interface+in+a+rhesus+macaque.">Chronic recording of hand prosthesis control signals via a regenerative peripheral nerve interface in a rhesus macaque.</a> Journal of Neural Engineering. 13 (4), 046007 (2016).</li><li>Kubiak, C. 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=Abstract+24:+Successful+Control+of+Virtual+and+Robotic+Hands+using+Neuroprosthetic+Signals+from+Regenerative+Peripheral+Nerve+Interfaces+in+a+Human+Subject.">Abstract 24: Successful Control of Virtual and Robotic Hands using Neuroprosthetic Signals from Regenerative Peripheral Nerve Interfaces in a Human Subject.</a> Plastic and Reconstructive Surgery Global Open. 6 (4), 19-20 (2018).</li><li>Sando, I. C., 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=Dermal-Based+Peripheral+Nerve+Interface+for+Transduction+of+Sensory+Feedback.">Dermal-Based Peripheral Nerve Interface for Transduction of Sensory Feedback.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 136 (4 Suppl), 19-20 (2015).</li><li>Kubiak, C. 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=Abstract+36:+Viability+and+Signal+Transduction+with+the+Composite+Regenerative+Peripheral+Nerve+Interface+(C-RPNI).">Abstract 36: Viability and Signal Transduction with the Composite Regenerative Peripheral Nerve Interface (C-RPNI).</a> Plastic and Reconstructive Surgery Global Open. 7 (4), 26-27 (2019).</li><li>Kubiak, C. 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=Abstract+QS18:+Neural+Signal+Transduction+with+the+Muscle+Cuff+Regenerative+Peripheral+Nerve+Interface.">Abstract QS18: Neural Signal Transduction with the Muscle Cuff Regenerative Peripheral Nerve Interface.</a> Plastic and Reconstructive Surgery Global Open. 7 (4 Suppl), 114 (2019).</li><li>Woo, S. 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=Utilizing+nonvascularized+partial+skeletal+muscle+grafts+in+peripheral+nerve+interfaces+for+prosthetic+control.">Utilizing nonvascularized partial skeletal muscle grafts in peripheral nerve interfaces for prosthetic control.</a> Journal of the American College of Surgeons. 219 (4), e136-e137 (2014).</li><li>Sporel-&#214;zakat, R. E., Edwards, P. M., Hepgul, K. T., Savas, A., Gispen, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+method+for+reducing+autotomy+in+rats+after+peripheral+nerve+lesions.">A simple method for reducing autotomy in rats after peripheral nerve lesions.</a> Journal of Neuroscience Methods. 36 (2-3), 263-265 (1991).</li><li>Carr, M. M., Best, T. J., Mackinnon, S. E., Evans, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strain+differences+in+autotomy+in+rats+undergoing+sciatic+nerve+transection+or+repair.">Strain differences in autotomy in rats undergoing sciatic nerve transection or repair.</a> Annals of Plastic Surgery. 28 (6), 538-544 (1992).</li></ol>

C-RPNI afferent duyusal geribildirim sağlanması ile bir hedef sinirin motor efferent sinyalleri eşzamanlı amplifikasyon sağlayan yeni bir yapıdır. Özellikle, C-RPNI onların motor ve duyusal fasiküller kolayca mekanik cerrahi sırasında ayrılamaz gibi proksimal amputasyonları ile yaşayanlar için benzersiz bir yarar vardır. Bunun yerine, C-RPNI nöromüsküler kavşaklar için dermal duyusal son organları ve motor lifleri duyusal lif reinnervasyon teşvik etmek için sinir kendisi doğal tercihli reinnerva...

Ekstremite amputasyonları yaklaşık 1 190 Amerikalılar1etkiler, ve onların yaygınlığı 1.6 milyon bugün den 3.6 milyon 20502. Bin yılı aşkın süredir belgelenmiş kullanıma rağmen, ideal protez henüz gerçekleştirilmemiştir3. Şu anda, yerli ekstremite birçok motor fonksiyonlarını çoğaltmak için potansiyeli ile birden fazla eklem manipülasyonları yeteneğine sahip karmaşık protezler var4,5. Ancak, istenilen protez hareketi genellikle işlevsel olarak giriş kontrol sinyalinden ayrı olduğundan, bu cihazlar sezgisel olarak kabul edilmez. Kullanıcılar genellikle bu "gelişmiş protezler" öğrenmek zor ve bu nedenle günlük kullanım için uygun değildüşünün 1,6. Ayrıca, şu anda piyasada olan karmaşık protezler yeterli kontrol için kayda değer bir düzeyde ince duyusal geri bildirim sağlamaz. Dokunma ve propriosepsiyon duygusu günlük görevleri yürütmek için hayati önem taşımaktadır, ve bu olmadan, bu olmadan, bir fincankahve almak gibi basit eylemler tamamen görsel ipuçları 7,8,9tamamen dayanıyor gibi külfetli hale gelir . Bu nedenlerden dolayı, ileri protezler zihinsel yorgunluk önemli bir derecesi ile ilişkili ve genellikle külfetli ve tatmin ediciolaraktarif edilir 5,10,11. Bu sorunu gidermek için, bazı araştırma laboratuvarları doğrudannöral etkileşim12, 13,14,15ile duyusal geribildirim sınırlı bir derece sağlama yeteneğine sahip protezgeliştirdik, ancak geribildirim genellikle el ve parmaklar üzerinde küçük, dağınık alanlar ile sınırlıdır12,13, ve duyumlar zaman zaman ağrılı ve doğal olmayan olduğu belirtilmiştir15. Bu çalışmaların çoğu ne yazık ki herhangi bir kayda değer uzun vadeli takip ve sinir histolojisi yerel doku etkilerini belirtmek için eksikliği, ay hafta ölçeğinde arayüz arızası dikkat çekerken16.
Bu popülasyon için ideal protez cihaz, yaşamları boyunca bireyin ortamından anlamlı somatosensoriyel geri bildirimin yanı sıra yüksek sadakatli motor kontrolü sağlayacaktır. İdeal protezin tasarımı için kritik önem, efferent motor sinyalleri ile afferent somatosensoriyel bilgilerin eşzamanlı iletimine olanak sağlayacak istikrarlı ve güvenilir bir arayüz geliştirilmesidir. Mevcut insan-makine arayüzleri en umut verici olanlar doğrudan periferik sinir sistemi ile etkileşim, ve nöro-entegre protez alanında son gelişmeler biyoelektrik ve mekanik sinyaller arasındaki boşluğu köprü doğru çalıştık17. Kullanılan mevcut arayüzler şunlardır: esnek sinir plakaları14,15,18, ekstra nöral manşet elektrotlar13,19,20,21,22,23, doku delici elektrotlar24,25,31,32, ve intrafasiküler elektrotlar26,27 ,28. Ancak, bu yöntemlerin her biri sinir özgüllüğü ile ilgili sınırlamalar göstermiştir, doku yaralanması, aksonal dejenerasyon, miyelin tükenmesi, ve / veya kronik indwelling yabancı cisim yanıtı ile ilişkili skar dokusu oluşumu16,17,18,19. Daha yakın zamanda, nihai implante elektrot yetmezliği arkasında bir sürücü elektronik malzeme ve yerli nöral doku arasında Young moduli önemli bir fark olduğu ileri itilmiştir. Beyin dokusu günlük bazda önemli mikromotion tabi tutulur, ve bu genç moduli farklılıklar tarafından indüklenen kesme stresi inflamasyon ve nihai kalıcı yara izi neden olduğu olduğu olduğu ortaya çıkmıştır30,31,32. Bu etki genellikle ekstremitelerde bileşiktir, periferik sinirler hem fizyolojik mikrohareket ve kasıtlı ekstremite makromotion tabi nerede. Bu sürekli hareket nedeniyle, tamamen abiyotik periferik sinir arayüzü kullanımı ideal olmadığı sonucuna makul, ve biyolojik bir bileşeni ile bir arayüz daha uygun olacaktır.
Bir biyolojik bileşen için bu ihtiyacı gidermek için, bizim laboratuvar bir protez cihazı ile bir kalıntı ekstremite transeksif periferik sinirlerentegre etmek için Rejeneratif Periferik Sinir Arabirimi (RPNI) olarak adlandıran bir biyotik sinir arayüzü geliştirdi. RPNI imalatı cerrahi sonradan revaskülarize ve reinnervates bir otolog serbest kas grefti içine bir periferik sinir implante içerir. Bizim laboratuvar son on yıl içinde bu biyolojik sinir arayüzü geliştirdi, yükseltilmesi ve motor sinyalleri ileten başarı ile zaman hem hayvan hem de insan denemelerinde implante elektrotlar ile kombine, özgürlük birden fazla derece ile uygun protez kontrolü için izin2,34. Buna ek olarak, dermal greftler gömülü periferik sinirlerin kullanımı yoluyla ayrı ayrı duyusal geribildirim göstermiştir, Dermal Duyusal Arayüzü olarak adlandırılır (DSI)3,35. Daha fazla distal amputasyonlarda, bu yapıların aynı anda kullanılması, hedef periferik sinir içindeki motor ve duyusal fasiküllerin cerrahi olarak ayrılabilmesi açısından mümkündür. Ancak, daha proksimal düzeyde ampütasyonlar için, bu motor ve duyusal liflerin iç içe nedeniyle mümkün değildir. Kompozit Rejeneratif Periferik Sinir Arabirimi (C-RPNI) daha proksimal amputasyonlar için geliştirilmiştir ve dermal greft inbir segmentine güvenli serbest kas grefti oluşan bir yapı içine karışık bir sensorimotor sinir implante içerir (Şekil 1). Periferik sinirler tercihli hedefli reinnervasyon göstermek, böylece duyusal lifler dermal greft ve motor lifleri yeniden innerve edecek, kas grefti. Bu yapı böylece aynı anda somatosensory geribildirim sağlarken motor sinyalleri yükseltmek için yeteneğine sahiptir36 (Şekil 2), ideal, sezgisel, karmaşık protez gerçekleştirilmesi için izin.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>#15 Scalpel</td>
			<td>Aspen Surgical, Inc</td>
			<td>Ref 371115</td>
			<td>Rib-Back Carbon Steel Surgical Blades (#15)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-0 Chromic Suture</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>SKU# 1654G</td>
			<td>P-3 Reverse Cutting Needle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5-0 Chromic Suture</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>SKU# 687G</td>
			<td>P-3 Reverse Cutting Needle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-0 Ethilon Suture</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>SKU# 697G</td>
			<td>P-1 Reverse Cutting Needle (Nylon suture)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8-0 Monofilament Suture</td>
			<td>AROSurgical</td>
			<td>T06A08N14-13</td>
			<td>Black polyamide monofilament suture on a threaded tapered needle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Experimental Rats</td>
			<td>Envigo</td>
			<td>F344-NH-sd</td>
			<td>Rats are Fischer F344 Strain</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluriso (Isofluorane)</td>
			<td>VetOne</td>
			<td>13985-528-40</td>
			<td>Inhalational Anesthetic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro Motor High Speed Drill with Stone</td>
			<td>Master Mechanic</td>
			<td>Model 151369</td>
			<td>Handheld rotary tool; kit comes with multiple fine grit stones</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen</td>
			<td>Cryogenic Gases</td>
			<td>UN1072</td>
			<td>Standard medical grade oxygen canisters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium Chloride</td>
			<td>APP Pharmaceuticals</td>
			<td>63323-965-20</td>
			<td>Injectable form, 2 mEq/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Povidone Iodine USP</td>
			<td>MediChoice</td>
			<td>65517-0009-1</td>
			<td>10% Topical Solution, can use one bottle for multiple surgical preps</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Puralube Vet Opthalmic Ointment</td>
			<td>Dechra</td>
			<td>17033-211-38</td>
			<td>Corneal protective ointment for use during procedure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rimadyl (Caprofen)</td>
			<td>Zoetis, Inc.</td>
			<td>NADA# 141-199</td>
			<td>Injectable form, 50 mg/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereo Microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>Model M60</td>
			<td>User can adjust magnification to their preference</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Instruments</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>Various</td>
			<td>User can choose instruments according to personal preference or from what is currently available in their lab</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triple Antibiotic Ointment</td>
			<td>MediChoice</td>
			<td>39892-0830-2</td>
			<td>Ointment comes in sterile, disposable packets</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VaporStick 3</td>
			<td>Surgivet</td>
			<td>V7015</td>
			<td>Anesthesia tower with space for isofluorane and oxygen canister</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Webcol Alcohol Prep</td>
			<td>Coviden</td>
			<td>Ref 6818</td>
			<td>Alcohol prep wipes; use a new wipe for each prep</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication of the composite regenerative peripheral nerve interface (c-rpni) in the adult rat

Nöroprotezlerde son gelişmeler ekstremite kaybı ile yaşayanların ekstremite dışında yerli birçok fonksiyon üretmek için etkin, ve bu genellikle periferik sinir sistemi ile entegrasyon yoluyla gerçekleştirilir. Ne yazık ki, şu anda kullanılan yöntemler genellikle uzun süreli kullanımı önler önemli doku hasarı ile ilişkilidir. Ayrıca, karmaşık yapısı kullanıcının daha basit protezler kullanırken daha önce bağımlı olabileceği titreşimleri veya diğer duyumları nemlendirdiğinde, bu cihazlar genellikle anlamlı derecede duyusal geri bildirimden yoksundur. Kompozit rejeneratif periferik sinir arayüzü (C-RPNI) eşzamanlı afferent duyusal geribildirim sağlarken efferent motor sinir sinyalleri yükseltmek için yeteneği ile istikrarlı, biyolojik yapı olarak geliştirilmiştir. C-RPNI serbest dermal ve kas grefti bir hedef karışık sensorimotor sinir etrafında güvenli bir segment oluşur, kas grefti tercihli motor sinir reinnervasyonu ve dermal greft duyusal sinir reinnervasyonu ile. Sıçanlarda, bu yapı bileşik kas eylem potansiyelleri nesil göstermiştir (CMAPs), mikro dan mili-volt düzeyinde hedef sinirin sinyal yükselterek, gürültü oranları yaklaşık 30-50 ortalama sinyal ile. Yapının dermal bileşeninin uyarılması proksimal sinirde bileşik duyusal sinir eylem potansiyelleri (CSNAPs) oluşturur. Bu nedenle, bu yapı ideal, sezgisel protez gerçekleştirilmesi doğru gelecek yarar umut verici vardır.

Sıçanlarda enfeksiyon gelişirse veya cerrahi anesteziden sağ çıkamazlarsa imalat başarısız olarak kabul edilir. Önceki araştırmalar bu yapılar revaskülarize ve reinnervate2,3,17,36yaklaşık üç ay gerektirir göstermiştir . Üç aylık kurtarma döneminden sonra, canlılığı incelemek için yapı testi izlenebilir. Üç ay sonra yapıların ce...

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of the Composite Regenerative Peripheral Nerve Interface C-RPNI in the Adult Rat at JoVE.com

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

Aşağıdaki el yazması kompozit rejeneratif periferik sinir arayüzü (C-RPNI) olarak adlandırdığı biyolojik, kapalı döngü nöral geri bildirim sistemi geliştirmek için yeni bir yöntem açıklar. Bu yapı aynı anda afferent duyusal geribildirim sağlarken efferent motor sinyalleri yükseltmek için periferik sinirler ile entegre yeteneğine sahiptir.

Yetişkin Sıçanda Kompozit Rejeneratif Periferik Sinir Arabiriminin (C-RPNI) Imalatı

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

Protokolümüz, biyolojik periferik sinir arabiriminin kullanımı yoluyla afferent duyusal sinir stimülasyonu sağlanması nın yanı sıra eşzamanlı motor sinir sinyali amplifikasyonuna olanak sağlaması açısından önemlidir. C-RPNI aynı periferik sinir arayüzü içinde eşzamanlı motor kontrol ve duyusal geribildirim sağlar gibi bu teknik amputasyonları olanlar için bir yaşam benzeri protez cihazı sağlayabilir. Amputasyonlarla yaşayanların çoğu gelişmiş nöroprotezik cihazları terk eder çünkü cihazlar sezgisel kontrol den ve anlamlı duyusal geri bildirimden yoksundır.Bu teknik hem sağlar hem de protez cihazının terkinini önleyebilir. Bu teknik, zayıf veya eksik uzuvları veya duyusal açıkları hassas ve sezgisel ekstremite kontrolü sağlayan geri bildirim sistemleri hakkında daha fazla bilgi sağlayan bireylere uygulanabilir. Hata payı çok az olduğu için periferik sinirlerüzerinde ameliyat yapmak zordur.Yüksek kaliteli aletler kullanmak ve genellikle pratik yapmak başarıyı sağlamanın en iyi yollarıdır. Cerrahi teknikleri iletmek ve edebi bir biçimde öğrenmek inanılmaz derecede zordur. Yapı imalatında yer alan her bir adımı gözlemlemek, yöntemde ustalaşmanın anahtarıdır.Bir deri grefti hazırlamak için, ayak çimdik yanıt eksikliği doğruladıktan sonra, anestezi sıçan gözlerine merhem uygulayın. Makas kullanarak, tüm alt arka bacak tıraş, ayak bileği bölgesi ve pençe yanları. Sıralı bir alkol-iodopovion çözeltisi ve alkol temizlemek ile pençe plantar yüzeyinde seçilen hindlimb dezenfekte.Çıkarılabilir yuvarlak ince kum parlatma taş ile bir el mikro motor yüksek hızlı matkap kullanarak, böylece cilt yakmak için değil tuzlu su damlaları uygulayarak dakikada 4, 000 devir hızında epidermis kaldırmak için pençe plantar yüzey çapak. Altta yatan dermis kesin kanama ile parlak bir görünüme sahip olacaktır. Kan akışını yavaşlatmak için alt ekstremite bir turnike uygulayın ve keskin plantar cilt kaldırmak için bir numara 15 neşter kullanın.Kurumasını önlemek için cildi tuzlu nemlendirilmiş gazlı bezin içinde yerleştirin ve kanamayı yavaşlatmak için kanayan ayak için gazlı bez sargısı uygulayın. Bir diseksiyon mikroskop altında deri yerleştirin ve deri greft derin tabakasıherhangi bir tendinöz ve bağ dokusu kaldırmak için mikroskalorkullanın. İnceltilmiş dermal greft biraz opak olmalı, sadece dermis içermeli ve yaklaşık 0,5 santimetre ölçülmelidir.Sonra üretim inşa kadar tuzlu nemlendirilmiş gazlı bez yeni bir parça içine doku yerleştirin. Bir kas grefti hazırlamak için, diz hemen altında ayak bileği nin hemen üstünden alt arka bacak ön yönü boyunca uzunlamasına kesi yapmak için bir sayı 15 neşter kullanın. Altta yatan kasları ortaya çıkarmak için deri altı dokuyu inceleyin.Kesinin distal kısmında, alt ekstremite kaslarının yatkın eklemelerini ortaya çıkarır. Tibialis anterior genellikle kasların en büyük ve en ön. Sadece altında ve bu kas posterior ekstansör digitorum longus yatıyor.Bölgedeki diğer tendonları distal ekstansör digitorum longus tendon izole etmek için, tendon altında bir forseps her iki çatal eklemek ve tendon gezi neden yukarı basınç çıkarmak için forseps açın. Tendonun manipülasyonu tüm tonların aynı anda uzamasını neden olmalıdır. Bir distal tenotomi gerçekleştirmek için keskin iris makas kullanın ve tendinous kökeni bulmak için proksimal çalışan çevreleyen dokudan kas ayırmak için tenomoties kullanın.Proksimal tendonu görselleştirilebildiği zaman, ikinci bir tenotomi yapmak ve bir tuzlu nemlendirilmiş gazlı bez kas grefti yerleştirmek için iris makas kullanın. Izolasyon ve ortak peroneal sinir hazırlanması için, bir uyluk tıraş ve sıralı alkol-Betadine-alkol temizlemek ile maruz kalan cilt dezenfekte. Anestezili sıçanı cerrahi bir mikroskop altında bir ısıtma yastığına yerleştirin ve kesiyi sadece distalden siyatik çentiklere, diz inferior kısmına kadar işaretleyin ve uyluk kemiğinden uzağa açılı.Sonra altta yatan pazı femoris fasya ile işareti boyunca bir kesi yapmak için bir sayı 15 neşter kullanın. Dikkatle pazı femoris altında yatan alana pazı femoris kas ile incelemek. Ortak peroneal sinir belirlenmesini takiben, dikkatle diğer siyatik dallardan ortak peroneal sinir izole etmek için mikro ince uçlu çerseps ve mikrosikül kullanın.Distal ve sinir diz yüzeyini haçlar noktada herhangi bir kalan bağ dokusu çıkarın, keskin mikrosseptif bir çift ile sinir transect. Sonra dikkatle ortak peroneal sinir kalan bağ dokusu serbest ve yaklaşık iki santimetre uzunluğunda sinir serbest etmek için proksial çalışır. Sinirler hassas ve küçük yanlış adımlar kalıcı fonksiyonel açıkları neden olabilir.Sık uygulama, hassas cerrahi aletler ve ideal el konumlandırma ve destek bu tekniğin ustalaşmaanahtarıdır. C-RPNI yapı sını imal etmek için, kas greftini diseksiyon mikroskobunun altına yerleştirin ve tüm merkezi tendinöz dokunun yanı sıra epimiyumun küçük bir merkezi bölümünü nisbeten uçları bozulmadan bırakarak çıkarın. 8-0 kullanma naylon dikiş ve iki kesilen dikiş, sinirin her iki tarafında epimiyyum yoksun kas grefti alanına ortak peroneal sinirin transekted ucunun epineurium güvenli.Tek bir 6-0 naylon femur uzak bakan sinir kas kavşak ile hem proksimal ve distal dikiş kesildi ile femur periost için kas grefti güvenli. 8-0 yerleştirin kas grefti epimysium inferior merkezi marjı nda naylon dikiş böylece kas grefti içinde sinir gevşeklik oluşturmak için ortak peroneal sinir epineüryum için güvence. Tamamen kas üzerinde istirahat dermis derin marjı ile sinir ve kas çoğunluğu kapsar böylece kas grefti üzerinde deri greft ilerler.Kas sınırının ötesine uzanan herhangi bir dermis trim ve 8-0 kullanın naylon, kas greftine deri greftini çevresel olarak sabitlemek için sütürleri kesti. 5-0 kromik dikiş ile çalışan bir şekilde yapı üzerinde pazı femoris fasya kapatın ve çalışan moda 4-0 kromik dikiş ile üstteki cilt kapatın. Daha sonra bir alkol yastığı ile cerrahi alanı takas ve tam recumbency kadar izleme ile kafes arkadaşları ayrı gıda ve su kaynakları ile kurtarmak için izin vermeden önce antibiyotik merhem uygulayın.Başarılı olursa, üç ay sonra yapılar cerrahi maruz kalma re-vaskülarize kas ve cilt ortaya çıkaracak ve konstrüktörler proksimal ile ortak peroneal sinir nazik sıkma görünür kas kasılması neden olacaktır. Histolojik analizler uygun cilt, sinir ve kas göstermelidir. İmmünoboyama da sırasıyla nöromüsküler kavşaklar ve duyusal son organlara motor ve duyusal sinir yeniden innervasyon ortaya çıkaracaktır.Elektrofizyolojik testler, örneğin C-RPNI imalatından sonraki üç ve dokuz ay içinde, in vivo in vivo bu yapılar üzerinde yapılabilir. Burada, elektrofizyolojik testler sırasında elde edilen tek ve toplam bileşik kas etki potansiyelleri ve bileşik duyusal sinir eylem potansiyelleri grafiksel formatta gösterilmiştir. Kas greftinde suboptimal sonuçlar karakteristik bileşik kas eylem potansiyel dalga formu eksikliği zayıflatılmış sinyaller ile gösterilir.Dermal bileşen düzeyinde suboptimal sonuçlar genellikle önemli arka plan gürültüsü ile dalga formunun sönümleme içerir. Kaliteli aletler hayati önem taşımaktadır. Makas keskin olmalı ve çerkesler zarar vermeden dermal greftler ve sinir son derece hassas bir işleme kolaylaştırmak için ince uçlu olmalıdır.Bu yöntem, üretimden sonra elektrofizyolojik araştırmalarda, efferent ve afferent geri bildirim döngüleri hakkında daha fazla bilgi sağlayan sinyal izasyon yeteneklerini daha da karakterize etmek için kullanılabilir. C-RPNI duyusal geribildirim için izin vermesine rağmen, propriosepsiyon için kapalı döngü geribildirim sistemi kurulup kurulamayacağı belirsizdir. Şu anda bu soruyu laboratuarda ele alıyoruz.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

Fabrication of Electrochemical-DNA Biosensors for the Reagentless Detection of Nucleic Acids, Proteins and Small Molecules

Nükleik Asitler, Proteinler ve Küçük Moleküller Reagentless Algılama Elektrokimyasal DNA Biyosensörler Fabrikasyon

As medicine is currently practiced, doctors send specimens to a central laboratory for testing and thus must wait hours or days to 
receive the results. ...

Bridging the Bio-Electronic Interface with Biofabrication

Biofabrication ile Bio-Elektronik Arayüz Bridging

Advancements in lab-on-a-chip technology promise to revolutionize both research and medicine through lower costs, better sensitivity, portability, and ...

Generation of a Three-dimensional Full Thickness Skin Equivalent and Automated Wounding

Üç-boyutlu Tam Kalınlığı Deri Üretimi Eşdeğer ve Otomatik Yaralama

In vitro models are a cost effective and ethical alternative to study cutaneous wound healing processes. Moreover, by using human cells, these models ...

Design and Fabrication of an Elastomeric Unit for Soft Modular Robots in Minimally Invasive Surgery

Tasarım ve Yumuşak Modüler Robotlar için bir Elastomerik Birimi Fabrikasyon Minimal İnvaziv Cerrahi

In recent years, soft robotics technologies have aroused increasing interest in the medical field due to their intrinsically safe interaction in ...

Methods for the Self-integration of Megamolecular Biopolymers on the Drying Air-LC Interface

Kurutma Hava-LC Arayüz üzerinde Megamolecular Biyopolimerlerin Kendinden entegrasyonu için Yöntemler

Living organisms that use water are always prone to drying in the environment. Their activities are driven by biopolymer-based micro- and ...

Fabrication of Extracellular Matrix-derived Foams and Microcarriers as Tissue-specific Cell Culture and Delivery Platforms

Doku spesifik Hücre Kültürü ve Delivery Platform olarak Ekstrasellüler Matriks kaynaklı Köpükler ve mikro Fabrikasyon

Cell function is mediated by interactions with the extracellular matrix (ECM), which has complex tissue-specific composition and architecture. The focus ...

An Ultrasonic Tool for Nerve Conduction Block in Diabetic Rat Models

Sinir iletim için ultrasonik bir araç diyabetik sıçan modellerinde engelleme

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

Fabrication of Decellularized Cartilage-derived Matrix Scaffolds

Decellularized matris kıkırdak elde edilen iskele imalatı

Osteochondral defects lack sufficient intrinsic repair capacity to regenerate functionally sound bone and cartilage tissue. To this extent, cartilage ...

A Tripeptide-Stabilized Nanoemulsion of Oleic Acid

Tripeptit stabilize Nanoemulsion oleik asit

We describe a method to produce a nanoemulsion composed of an oleic acids-Pt(II) core and a lysine-tyrosine-phenylalanine (KYF) coating (KYF-Pt-NE). The ...

The Fabrication and Operation of a Continuous Flow, Micro-Electroporation System with Permeabilization Detection

Sürekli akışlı, permeabilizasyon algılamalı mikro-elektroporasyon sisteminin imalatı ve işletilmesi

Current therapeutic innovations, such as CAR-T cell therapy, are heavily reliant on viral-mediated gene delivery. Although efficient, this technique is ...