Name: preparation of peripheral nerve stimulation electrodes for chronic implantation in rats
Uploaded: 2020-07-14T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Peripheral Nerve Stimulation Electrodes for Chronic Implantation in Rats at JoVE.com

تم تمويل هذا العمل من قبل جامعة تكساس في دالاس ومجلس UT من الحكام. ونشكر سولومون غولدينغ، وبيلال حسن، ومرغي جاني، وتشينغ تزو تزو شينغ على المساعدة التقنية.

يتم تنفيذ جميع الإجراءات الموصوفة في هذا البروتوكول وفقًا لدليل المعاهد القومية للصحة لرعاية واستخدام المختبرات وقد تمت الموافقة عليها من قبل لجنة الرعاية والاستخدام الحيواني المؤسسية لجامعة تكساس في دالاس.
1. تحفيز تلفيق القطب الكفة
<ol><li>إعداد أنابيب الكفة.<ol>
<li>باستخدا?...

<ol>
	<li>Koopman, F. 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=Vagus+nerve+stimulation+inhibits+cytokine+production+and+attenuates+disease+severity+in+rheumatoid+arthritis.">Vagus nerve stimulation inhibits cytokine production and attenuates disease severity in rheumatoid arthritis.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. , (2016).</li><li>Levine, Y. 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=Neurostimulation+of+the+cholinergic+anti-inflammatory+pathway+ameliorates+disease+in+rat+collagen-induced+arthritis.">Neurostimulation of the cholinergic anti-inflammatory pathway ameliorates disease in rat collagen-induced arthritis.</a> PLoS One. , (2014).</li><li>Zhang, Y., 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+vagus+nerve+stimulation+improves+autonomic+control+and+attenuates+systemic+inflammation+and+heart+failure+progression+in+a+canine+high-rate+pacing+model.">Chronic vagus nerve stimulation improves autonomic control and attenuates systemic inflammation and heart failure progression in a canine high-rate pacing model.</a> Circulation: Heart Failure. , (2009).</li><li>Ganzer, P. D., 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=Closed-loop+neuromodulation+restores+network+connectivity+and+motor+control+after+spinal+cord+injury.">Closed-loop neuromodulation restores network connectivity and motor control after spinal cord injury.</a> Elife. , (2018).</li><li>Hays, S. 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=Vagus+nerve+stimulation+during+rehabilitative+training+enhances+recovery+of+forelimb+function+after+ischemic+stroke+in+aged+rats.">Vagus nerve stimulation during rehabilitative training enhances recovery of forelimb function after ischemic stroke in aged rats.</a> Neurobiology of Aging. , (2016).</li><li>Khodaparast, N., 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=Vagus+nerve+stimulation+delivered+during+motor+rehabilitation+improves+recovery+in+a+rat+model+of+stroke.">Vagus nerve stimulation delivered during motor rehabilitation improves recovery in a rat model of stroke.</a> Neurorehabilitation and Neural Repair. , (2014).</li><li>Meyers, E. 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=Vagus+nerve+stimulation+enhances+stable+plasticity+and+generalization+of+stroke+recovery.">Vagus nerve stimulation enhances stable plasticity and generalization of stroke recovery.</a> Stroke. , (2018).</li><li>Hays, S. 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=Vagus+nerve+stimulation+during+rehabilitative+training+improves+functional+recovery+after+intracerebral+hemorrhage.">Vagus nerve stimulation during rehabilitative training improves functional recovery after intracerebral hemorrhage.</a> Stroke. , (2014).</li><li>Farrand, 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=Vagus+nerve+stimulation+improves+locomotion+and+neuronal+populations+in+a+model+of+Parkinson's+disease.">Vagus nerve stimulation improves locomotion and neuronal populations in a model of Parkinson's disease.</a> Brain Stimulationation. , (2017).</li><li>Souza, R. R., 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=Vagus+nerve+stimulation+reverses+the+extinction+impairments+in+a+model+of+PTSD+with+prolonged+and+repeated+trauma.">Vagus nerve stimulation reverses the extinction impairments in a model of PTSD with prolonged and repeated trauma.</a> Stress. , (2019).</li><li>Noble, L. J., Souza, R. R., McIntyre, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vagus+nerve+stimulation+as+a+tool+for+enhancing+extinction+in+exposure-based+therapies.">Vagus nerve stimulation as a tool for enhancing extinction in exposure-based therapies.</a> Psychopharmacology. , (2019).</li><li>Childs, J. E., Kim, S., Driskill, C. M., Hsiu, E., Kroener, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vagus+nerve+stimulation+during+extinction+learning+reduces+conditioned+place+preference+and+context-induced+reinstatement+of+cocaine+seeking.">Vagus nerve stimulation during extinction learning reduces conditioned place preference and context-induced reinstatement of cocaine seeking.</a> Brain Stimulationation. , (2019).</li><li>Pe&#241;a, D. F., Engineer, N. D., McIntyre, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+remission+of+conditioned+fear+expression+with+extinction+training+paired+with+vagus+nerve+stimulation.">Rapid remission of conditioned fear expression with extinction training paired with vagus nerve stimulation.</a> Biological Psychiatry. , (2013).</li><li>Childs, J. E., DeLeon, J., Nickel, E., Kroener, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vagus+nerve+stimulation+reduces+cocaine+seeking+and+alters+plasticity+in+the+extinction+network.">Vagus nerve stimulation reduces cocaine seeking and alters plasticity in the extinction network.</a> Learning &amp; Memory. , (2017).</li><li>Engineer, C. 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=Temporal+plasticity+in+auditory+cortex+improves+neural+discrimination+of+speech+sounds.">Temporal plasticity in auditory cortex improves neural discrimination of speech sounds.</a> Brain Stimulationation. , (2017).</li><li>Rios, 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=Protocol+for+Construction+of+Rat+Nerve+Stimulation+Cuff+Electrodes.">Protocol for Construction of Rat Nerve Stimulation Cuff Electrodes.</a> Methods Protoc. , (2019).</li><li>Childs, J. E., 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=Vagus+nerve+stimulation+as+a+tool+to+induce+plasticity+in+pathways+relevant+for+extinction+learning.">Vagus nerve stimulation as a tool to induce plasticity in pathways relevant for extinction learning.</a> Journal of Visualized Experiments. , (2015).</li><li>Paintal, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vagal+sensory+receptors+and+their+reflex+effects.">Vagal sensory receptors and their reflex effects.</a> Physiological reviews. , (1973).</li><li>Porter, B. 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=Repeatedly+Pairing+Vagus+Nerve+Stimulation+with+a+Movement+Reorganizes+Primary+Motor+Cortex.">Repeatedly Pairing Vagus Nerve Stimulation with a Movement Reorganizes Primary Motor Cortex.</a> Cerebral Cortex. 22, 2365-2374 (2011).</li><li>Morrison, R. 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=Vagus+nerve+stimulation+intensity+influences+motor+cortex+plasticity.">Vagus nerve stimulation intensity influences motor cortex plasticity.</a> Brain Stimulationation. , (2018).</li><li>Hulsey, D. R., 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=Norepinephrine+and+serotonin+are+required+for+vagus+nerve+stimulation+directed+cortical+plasticity.">Norepinephrine and serotonin are required for vagus nerve stimulation directed cortical plasticity.</a> Exp. Neurol. , (2019).</li><li>Hulsey, D. R., 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=Reorganization+of+Motor+Cortex+by+Vagus+Nerve+Stimulation+Requires+Cholinergic+Innervation.">Reorganization of Motor Cortex by Vagus Nerve Stimulation Requires Cholinergic Innervation.</a> Brain Stimulation. 9, 174-181 (2016).</li><li>Bouverot, P., Crance, J. P., Dejours, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+influencing+the+intensity+of+the+breuer-hering+inspiration-inhibiting+reflex.">Factors influencing the intensity of the breuer-hering inspiration-inhibiting reflex.</a> Respiration Physiology. , (1970).</li><li>Fialova, E., Vizek, M., Palecek, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflation+reflex+in+the+rat.">Inflation reflex in the rat.</a> Physiologia Bohemoslov. , (1975).</li><li>Hays, S. 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=The+bradykinesia+assessment+task:+An+automated+method+to+measure+forelimb+speed+in+rodents.">The bradykinesia assessment task: An automated method to measure forelimb speed in rodents.</a> Journal of Neuroscience Methods. , (2013).</li><li>Kim, H., 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=Cuff+and+sieve+electrode+(CASE):+The+combination+of+neural+electrodes+for+bi-directional+peripheral+nerve+interfacing.">Cuff and sieve electrode (CASE): The combination of neural electrodes for bi-directional peripheral nerve interfacing.</a> Journal of Neuroscience Methods. , (2020).</li><li>Gonz&#225;lez-Gonz&#225;lez, 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=Thin+Film+Multi-Electrode+Softening+Cuffs+for+Selective+Neuromodulation.">Thin Film Multi-Electrode Softening Cuffs for Selective Neuromodulation.</a> Scientific Reports. , (2018).</li><li>Thakur, R., Nair, A. R., Jin, A., Fridman, G. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+a+Self-Curling+Cuff+with+a+Soft,+Ionically+Conducting+Neural+Interface.">Fabrication of a Self-Curling Cuff with a Soft, Ionically Conducting Neural Interface.</a> Proceedings of the Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, EMBS. , (2019).</li><li>Bucksot, 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=Flat+electrode+contacts+for+vagus+nerve+stimulation.">Flat electrode contacts for vagus nerve stimulation.</a> PLoS One. 14, (2019).</li><li>El Tahry, R., 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=Repeated+assessment+of+larynx+compound+muscle+action+potentials+using+a+self-sizing+cuff+electrode+around+the+vagus+nerve+in+experimental+rats.">Repeated assessment of larynx compound muscle action potentials using a self-sizing cuff electrode around the vagus nerve in experimental rats.</a> Journal of Neuroscience Methods. , (2011).</li><li>Bonaz, B., Sinniger, V., Pellissier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anti-inflammatory+properties+of+the+vagus+nerve:+potential+therapeutic+implications+of+vagus+nerve+stimulation.">Anti-inflammatory properties of the vagus nerve: potential therapeutic implications of vagus nerve stimulation.</a> Journal of Physiology. , (2016).</li></ol>

هنا نصف نهج بسيط ومنخفض التكلفة لتجميع أقطاب الكفة المحفزة القابلة للزرع بشكل مزمن لاستخدامها في القوارض ، مما يسهل التحقيقات قبل الإكلينيكية لهذا العلاج الناشئ. هذه الطريقة المبسطة لا تتطلب أي تدريب أو معدات متخصصة، وتستخدم عدداً صغيراً من الأدوات واللوازم التي يسهل على معظم مختبرات ال...

في الآونة الأخيرة ، ازداد الطلب على أقطاب الكفة القابلة للزرع بشكل مزمن لتحفيز الأعصاب الطرفية ، حيث تظهر الدراسات بشكل متزايد الفائدة قبل الإكلينيكية لهذه التقنية لعلاج العديد من الأمراض الالتهابية1و2و 3 والاضطرابات العصبية4،5,،6 6،7،8،10,،11،,1313،14،15.10 VNS المزمنة، على سبيل المثال، وقد ثبت لتعزيز اللدونة القشرية الجديدة في مجموعة متنوعة من سياقات التعلم، وتحسين إعادة التأهيل الحركي4،,5،,6،,7،,8، الانقراض التعلم10،11،12،13،14، والتمييز الحسي15. وغالبا ما ترتبط أقطاب الكفة العصبية الطرفية المتاحة تجارياً بأوقات ممتدة لتحقيق الطلبات وتكاليف عالية نسبياً، مما قد يحد من إمكانية الوصول إليها. وبدلاً من ذلك، تظل بروتوكولات تصنيع أقطاب الكفة القابلة للزرع بشكل مزمن محدودة، كما أن تشريح القوارض يمثل تحديات خاصة بسبب صغر حجمها. وكثيرا ما تتطلب البروتوكولات الحالية لبناء أقطاب أقطاب الأصفاد لتجارب القوارض المزمنة استخدام معدات وتقنيات معقدة، فضلا عن موظفين مدربين تدريبا مكثفا. في هذا البروتوكول، ونحن نبرهن على نهج مبسطة لتكبيل تلفيق القطب على أساس الأساليب المنشورة سابقا وتستخدم على نطاق واسع16،17. نحن التحقق من صحة وظيفة لدينا الأقطاب المزروعة بشكل مزمن في الفئران من خلال إثبات أنه، في وقت زرع الكفة حول العصب المبهم العنقي الأيسر، والتحفيز المطبقة على أقطاب الكفة أنتجت بنجاح وقف التنفس وإسقاط في SpO2. ومن المعروف تحفيز مستقبلات الرئة الألياف vagal لإشراك منعكس هيرينغ بروير، الذي تثبيط العديد من النوى التنفسية في جذع الدماغ النتائج في إلهام قمع18. وهكذا، وقف التنفس بما يتفق مع منعكس هيرينغ-بروير، وانخفاض الناتجة في SpO2، وتوفير اختبار مباشر لزرع القطب السليم وظيفة الكفة في الفئران تخدير. للتحقق من صحة وظيفة طويلة الأجل من أقطاب الكفة المزروعة بشكل مزمن، تم قياس الاستجابات منعكس في وقت زرع ومقارنة إلى الاستجابات التي تم الحصول عليها في نفس الحيوانات بعد ستة أسابيع من زرع. تم زرع مجموعة ثانية من الفئران مع أقطاب كفة VNS بعد التدريب السلوكي على مهمة ضاغطة على الرافعة. في هذه الفئران، أنتجت VNS يقترن الأداء المهمة الصحيحة إعادة تنظيم الخريطة الحركية القشرية، بما يتفق مع الدراسات المنشورة سابقا19،20،21،22. في وقت رسم الخرائط القشرية الحركية تحت التخدير، والتي وقعت بعد 5-10 أسابيع من زرع الجهاز، ونحن التحقق من صحة وظيفة الكفة في الحيوانات المعالجة VNS من خلال التأكد من أن VNS تسبب بنجاح وقف التنفس وأكبر من 5٪ انخفاض في SpO2.
البروتوكولات التي تم نشرها مؤخرا من Childs etal. 17 و Rios etal. 16 توفر نقطة انطلاق مصدق عليها بشكل جيد لنهج بسيط لتلفيق أقطاب الكفة ، حيث تم استخدام هذه الطريقة الشعبية من قبل مختبرات متعددة تجري دراسات VNS المزمنة في القوارض1،2،3،4،5،6،,88،9،10،11.3 الأسلوب الأصلي ينطوي على عدة خطوات عالية الدقة للتلاعب في الأسلاك الدقيقة مثل أن تلفيق القطب الكفة يستغرق أكثر من ساعة لإكمال، والتدريب المكثف لأداء موثوق بها. ويتطلب النهج المبسط الموصوف هنا عددا أقل بكثير من المواد والأدوات ويمكن استكماله في أقل من ساعة من قبل موظفين مدربين تدريبا أدنى.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1336px;" width="1335">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">Biocompatible polyurethane-based polymer tubing, 0.080&#34; OD x 0.040&#34; ID</td>
			<td style="width:178px;">Braintree Scientific</td>
			<td style="width:174px;">MRE080 36 FT</td>
			<td style="width:542px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dissecting microscope</td>
			<td style="width:178px;">AM Scopes</td>
			<td style="width:174px;">#SM-6T-FRL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fine Serrated Scissors, straight, 22mm cutting edge</td>
			<td style="width:178px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:174px;">#14058-09</td>
			<td>for cutting Pt/Ir wire and suture thread</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Forceps, #5 Dumont forceps, straight, 11 cm, 0.1 x 0.06 mm tip</td>
			<td style="width:178px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:174px;">#11626-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Forceps, ceramic tipped forceps, 0.3 mm x 30 mm tips</td>
			<td style="width:178px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td style="width:174px;">#78127-71</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Gold Pins, PCB Press Fit Socket</td>
			<td style="width:178px;">Mill-Max</td>
			<td style="width:174px;">#1001-0-15-15-30-27-04-0</td>
			<td>or similar small pins for connecting cuff leads to headcap</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Isobutane lighter</td>
			<td style="width:178px;">BIC</td>
			<td style="width:174px;">#LCP21-AST</td>
			<td>for de-insulating Pt/Ir wire</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Micro strip connector with latch, 4-pin</td>
			<td style="width:178px;">Omnetics</td>
			<td style="width:174px;">A24002-004 / PS1-04-SS-LT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pipette tip, 10 uL</td>
			<td style="width:178px;">VWR</td>
			<td>89079-464</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Platinum-Iridium (90/10%) Wire, 0.001&#34; (diameter) x 9 strands, PTFE insulated</td>
			<td style="width:178px;">Sigmund Cohn</td>
			<td style="width:174px;">10IR9/49T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Razor Blade, Single Edge, Surgical Carbon Steel No.9</td>
			<td style="width:178px;">VWR</td>
			<td style="width:174px;">#55411-050</td>
			<td>for cutting MicroRenathane tubing</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sewing needle, ca. 4.0 cm length x 0.7 mm diameter (size 6-7)</td>
			<td style="width:178px;">Singer</td>
			<td style="width:174px;">00276</td>
			<td>Smaller needle for threading Pt/Ir wire</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sewing needle, ca. 4.5 cm length x 0.8 mm diameter (size 2-3)</td>
			<td style="width:178px;">Singer</td>
			<td style="width:174px;">00276</td>
			<td>Larger needle for pinning cuff during assembly and for threading suture</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Small foam board</td>
			<td style="width:178px;">Juvo+/Amazon</td>
			<td>B07C9637SJ</td>
			<td>for fabrication platform; our dimensions are ca. 2.5&#34; x 3.5&#34; x 1&#34; (L x W x H)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Solder, multicore lead-free, 0.38mm diameter</td>
			<td style="width:178px;">Loctite/Multicore</td>
			<td style="width:174px;">#796037</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Soldering station</td>
			<td style="width:178px;">Weller</td>
			<td style="width:174px;">WES51</td>
			<td>or similar soldering iron compatible with long conical tips (this part has been discontinued)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Soldering tip, long conical, 0.01&#34; / 0.4 mm</td>
			<td style="width:178px;">Weller</td>
			<td style="width:174px;">1UNF8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Suture, nonabsorbable braided silk ,size 6/0</td>
			<td style="width:178px;">Fine Science tools</td>
			<td style="width:174px;">#18020-60</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">UV (405 nm) spot light</td>
			<td style="width:178px;">Henkel/Loctite</td>
			<td style="width:174px;">#2182207</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">UV Light Cure Adhesive 25 ml</td>
			<td style="width:178px;">Henkel/Loctite</td>
			<td style="width:174px;">AA 3106</td>
			<td>or similar biocompatible UV cure adhesive</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Wire wrapping wire, 30 AWG</td>
			<td style="width:178px;">Digikey</td>
			<td style="width:174px;">K396-ND</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation of peripheral nerve stimulation electrodes for chronic implantation in rats

منذ فترة طويلة تستخدم أقطاب الكفة العصبية الطرفية في علم الأعصاب والمجالات ذات الصلة لتحفيز ، على سبيل المثال ، الأعصاب المبهمة أو الوركية. وقد أظهرت العديد من الدراسات الحديثة فعالية VNS المزمنة في تعزيز اللدونة الجهاز العصبي المركزي لتحسين إعادة التأهيل الحركي، والتعلم الانقراض، والتمييز الحسي. إن بناء أجهزة قابلة للزرع بشكل مزمن لاستخدامها في مثل هذه الدراسات أمر صعب بسبب صغر حجم الفئران، وتتطلب البروتوكولات النموذجية تدريبًا مكثفًا للموظفين وطرقًا للذم الدقيق تستغرق وقتًا طويلاً. وبدلاً من ذلك، يمكن شراء أقطاب أقطاب قابلة للزرع متاحة تجارياً بتكلفة أعلى بكثير. في هذا البروتوكول، نقدم طريقة بسيطة ومنخفضة التكلفة لبناء أقطاب صغيرة ذات كفة عصب محيطية قابلة للزرع بشكل مزمن لاستخدامها في الفئران. نحن التحقق من موثوقية قصيرة وطويلة الأجل من أقطاب الكفة لدينا من خلال إثبات أن VNS في الكيتامين / xylazine الفئران تخدير تنتج انخفاض في معدل التنفس بما يتفق مع تفعيل منعكس هيرينغ بروير، سواء في وقت زرع وما يصل إلى 10 أسابيع بعد زرع الجهاز. نحن نبرهن كذلك على مدى ملاءمة أقطاب الكفة للاستخدام في دراسات التحفيز المزمن من خلال إقران VNS مع أداء الصحافة الرافعة الماهرة للحث على اللدونة الخرف الحركي للخريطة.

تم زرع أقطاب الكفة العصبية المبهمة وأغطية الرأس بشكل مزمن في الفئران وفقًا للإجراءات الجراحية المنشورة سابقًا17،19،20،21،22. قبل الزرع، تم قياس المعاوقة في 1 كيلوهرتز عبر يؤدي الكفة مع أنابيب الكفة المغ?...

Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Peripheral Nerve Stimulation Electrodes for Chronic Implantation in Rats at JoVE.com

Preparation of Peripheral Nerve Stimulation Electrodes for Chronic Implantation in Rats

غالباً ما تتطلب الأساليب الحالية لبناء أقطاب أقطاب أقطاب أقطابية ذات كفة محيطية قابلة للزرع بشكل مزمن لاستخدامها في القوارض الصغيرة معدات متخصصة و/أو موظفين مدربين تدريباً عالياً. في هذا البروتوكول نبرهن على نهج بسيط ومنخفض التكلفة لتصنيع أقطاب الكفة القابلة للزرع بشكل مزمن ، ونبرهن على فعاليتها لتحفيز العصب المبهم (VNS) في الفئران.

إعداد أقطاب تحفيز الأعصاب الطرفية للزرع المزمن في الفئران

Peripheral nerve cuff electrodes have long been used in the neurosciences and related fields for stimulation of, for example, vagus or sciatic nerves. ...

يتم التحقق من تحفيز الأعصاب المحيطية بشكل متزايد كعلاج لمجموعة متنوعة من الأمراض بما في ذلك الأمراض الالتهابية والاضطرابات العصبية. يمكن أن يكون بناء أقطاب أقطاب الكفة العصبية الطرفية القابلة للزرع بشكل مزمن لحيوانات المختبرات الصغيرة مضيعة للوقت ومكلفة. يصف هذا البروتوكول نهج بسيط ومنخفض التكلفة لبناء أقطاب تحفيز الأعصاب الطرفية القابلة للزرع بشكل مزمن لاستخدامها في الفئران.تتطلب هذه الطريقة عدد قليل جداً من المواد واللوازم يسهل الوصول إليها وعدد أقل من الخطوات الخطرة أو المطلوبة تقنيًا مقارنةً بالتقنيات المماثلة التي تقلل من تكلفة الجهاز وكذلك الوقت اللازم لتدريب الموظفين وتجميع الأجهزة. تم تصميم هذه التقنية لتمكين الدراسات قبل الفحص التي تختبر فعالية التحفيز العصبي المزمن في فيغاس أثناء استعادة السكتة الدماغية أو أنواع أخرى من الخلل الوظيفي للمترو. تبدأ من خلال إعداد أنابيب الكفة.استخدام شفرة حلاقة لقطع 2.5 ملليمتر قطعة من البوليمر الأنابيب. ثم قم بإدراج مشبك الورق أو النصائح القوة من خلال الأنابيب وجعل زلة بالطول من خلال جدار الأنابيب على جانب واحد من الكفة. إزالة ملقط من أنابيب وإدراج إبرة الخياطة كبيرة من خلال خط الوسط من الكفة.ضع الإبرة في لوحة الرغوة لتثبيت الكفة في مكانها خلال خطوات التجميع المتبقية. لوضع خياطة لتأمين إغلاق الكفة أثناء زرع أدخل إبرة خياطة صغيرة من خلال جدار الكفة على خط الوسط نقطة حوالي خمسة ملليمترات من الفتحة العلوية على جانب واحد. ثم أدخل سنتيمترين من خياطة صفرية ستة من خلال عين الإبرة واسحب الإبرة عبر جدار الأنبوب لخيط الغرزة في الكفة.ثقب ثقب ثان من خلال جدار الأنابيب نقطة حوالي خمسة ملليمترات تحت الحفرة الأولى على طول خط الوسط من الكفة. أدخل الغرزة من خلال عين الإبرة واسحب الإبرة من خلال جدار الأنابيب. تطبيق كمية صغيرة من الأشعة فوق البنفسجية علاج لاصق إلى نهاية قصيرة من خياطة تمتد من أسفل الحفرة وسحب نهاية خياطة أطول حتى ذيل أقل هو تدفق تقريبا مع الجدار الخارجي للأنابيب.ثم علاج لاصق مع عصا الأشعة فوق البنفسجية. كرر هذه العملية لوضع خياطة أخرى على الجانب الآخر من الكفة. المكان التالي يؤدي سلك إيريديوم البلاتين.استخدام إبرة الخياطة الصغيرة لجعل أربعة ثقوب في جدار الكفة. ثم أدخل إبرة الخياطة مرة أخرى، وهذه المرة تعمل من الخارج إلى الداخل من خلال ثقب الرصاص الأول. إدراج ما يقرب من نقطة خمسة سنتيمترات من 7.5 سم البلاتين Iridium سلك من خلال العين من الإبرة وسحب الإبرة من خلال أنابيب لخيط الرصاص الأسلاك من خلال جدار الكفة.اضبط السلك بحيث يمتد 4.5 سنتيمتر تقريبًا على الجانب الخارجي للصف. أدخل الإبرة من خلال ثقب الرصاص الأول مرة أخرى ثم من خلال ثقب الرصاص الثاني. إدراج نقطة خمسة سنتيمترات من الطرف الأقصر من الأسلاك من خلال عين الإبرة وسحب الإبرة من خلال أنابيب لخيط الرصاص الأسلاك من خلال جدران الكفة.كرر العملية إلى خيط السلك من خلال ثقوب الرصاص الثالث والرابع. باستخدام أخف وزنا من البوتان، وإزالة بعناية العزل من خمسة إلى ستة ملليمترات من الأسلاك تمتد من ثقوب الرصاص الثانية والرابعة ثم سحب بلطف على نهاية السلك تمتد من الحفرة الأولى حتى الجزء غير المسلم من السلك هو تدفق مع ثقب. كرر هذا مع يؤدي الأخرى لمحاذاة نهاية غير مُلَكَّد من السلك المُخيط عبر ثقوب الرصاص الثالثة والرابعة.تطبيق كمية صغيرة من الأشعة فوق البنفسجية علاج لاصقة لحلقات الأسلاك على الجانب الخارجي من الكفة في أول وثالث ثقوب الرصاص. ثم استخدام عصا الأشعة فوق البنفسجية لعلاج من لاصقة وتأمين يؤدي في مكان. استخدام تلميح ماصة صغيرة لدفع يؤدي الأسلاك غير مُنَصِة على الجدار الداخلي للزمامة.سحب ذيول ملليمتر واحد من الأسلاك شقة ضد السطح الخارجي للكد، مع الحرص على عدم اختصار لهم معا. ثم تطبيق كمية صغيرة من الأشعة فوق البنفسجية لاصقة لتغطية فقط ذيول اثنين وعلاج ذلك. إزالة إبرة كبيرة مع الجمعية الكفة من لوحة رغوة.أدخل طول ثلاثة سنتيمترات من ستة خياطة صفر من خلال عين الإبرة وسحب الإبرة من خلال الأنابيب لخيط خياطة من خلال الجزء السفلي من الكفة عند نقطة الوسط. أدخل إبرة الخياطة الصغيرة من خلال نفس ثقب خط الوسط الذي يعمل من الداخل إلى الخارج لتجنب التشوه ، الأنابيب ويؤدي السلك. ثم أدخل الذيل الخارجي للخياطة من خلال عين الإبرة وسحب الإبرة من خلال جدار الكفة لخلق حلقة من خياطة حول حافة الكفة.إنشاء حلقة ثانية حول الطرف الآخر من الكفة عن طريق ربط نهايات خياطة ونصف عقدة على الجانب الخارجي من الكفة. في حين عقد عقدة شقة ضد أنابيب، وتطبيق كمية صغيرة من لاصق الأشعة فوق البنفسجية إلى عقدة نصف وعلاجه. قطع بعناية نهايات الخيط خياطة أقرب إلى عقدة ممكن.ثم، استخدام أخف من البوتان لإزالة العزل من حوالي ثلاثة ملليمترات في نهاية كل من خيوط سلك إيريديوم البلاتين. لحام جانب الكأس من دبوس ذهبي إلى النهاية غير المسلمة لكل قيادة. قبل المضي قدما في اختبار زرع مقاومة الجهاز المجمعة للتحقق من أن الكفة المجمعة لديها مقاومة أقل من اثنين كيلو أوم في كيلو هرتز واحد.بعد تجميع غطاء الرأس وزرع أقطاب الكفة وفقًا لاتجاهات المخطوطات ، تحفيز العصب المبهم أثناء يقظة الجرذ. قم بتوصيل الجرذ بمولد تحفيز عبر غطاء الرأس المزروع وضبط إعدادات التحفيز. بالنسبة لإعادة تنظيم المحركات التي تسببها VNS لخريطة المحرك القشرية، قم بتسليم قطار واحد من 15 نبضة ثنائية الطور، كل منها بعرض 100 ميكرو ثانية، وبسعة 800 أمبير صغير على تردد 30 هرتز.يتم تسليم قطار التحفيز مباشرة بعد الكشف عن كل ضغطة رافعة ناجحة طوال 10، 30 دقيقة دورات تدريبية. استخدم منظاراً لمراقبة التوصيل الناجح للتحفيز الحالي. هذا البروتوكول، كان يستخدم لزرع مزمن أقطاب الكفة العصبية المبهمة وقبعات الرأس في الفئران.أثناء عملية الزرع، تم إجراء التحقق الوظيفي من جميع الأصفاد عن طريق اختبار انخفاض مستحث VNS في تشبع الأكسجين في الدم. ولإثارة هذه الاستجابة، تم تسليم قطار 10 ثانية من 30 نبضة هيرتز، عرض كل منها 100 ميكروثاني، وبسعة من 800 أمبير صغير عبر يؤدي الكفة. لجميع الأصفاد، لاحظنا توقف التنفس الناجم عن VNS لمدة التحفيز 10 ثوان، والذي كان مصحوبا بانخفاض في تشبع الأكسجين في الدم بنسبة 5٪ على الأقل تأكيد وظيفة الكفة وزرع السليم.لاختبار وظيفة طويلة الأجل من الأجهزة، تم تخدير الفئران بعد ستة أسابيع من زرع، وتم تطبيق VNS مرة أخرى. لسبعة من أصل تسعة أجهزة ، وأثار حجم التحفيز تغيرا في تشبع الأكسجين في الدم ، لا تختلف عن تلك التي لوحظت في زرع الأولية ، مما يشير إلى استمرار الأداء الممتاز. أما الجهازان المتبقيان، فقد زادا سعة التحفيز إلى 1.6 مللي أمبير كانت كافية لاستحضار انخفاض موثوق في تشبع الأكسجين في الدم بنسبة 5٪ على الأقل مما يشير إلى أن هذه الأجهزة استمرت في العمل.ولكن التغييرات في المعاوقة، أو تلف الأعصاب، أو اتجاه الكفة قد أدت إلى انخفاض الأداء. لمزيد من اختبار وظيفة طويلة الأجل من الأجهزة المزروعة بشكل مزمن، تم تدريب مجموعة ثانية من الفئران على نسخة مبسطة من مهمة الصحافة رافعة الوصول المهرة. وكان مطلوبا من الفئران للوصول إلى سنتيمترين خارج كشك التدريب للضغط الكامل على الرافعة ومن ثم إطلاقها في غضون ثانيتين.بما يتفق مع الدراسات السابقة التي تثبت أن تحفيز العصب المبهم يدفع التوسع في تمثيلات خريطة الحركة ذات الصلة المهمة ، أظهرت VNS الفئران أكبر بكثير تمثيلات forelimb قريبة من الجرذان المعالجة شام. يمكن تكييف هذا البروتوكول بسهولة لاستيعاب تجارب التحفيز المزمن في أنواع المختبرات الأخرى أو في مواقع الأعصاب الطرفية الأخرى، بما في ذلك الأعصاب الوركية أو الشاسية. على سبيل المثال.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Surgical Implantation of Chronic Neural Electrodes for Recording Single Unit Activity and Electrocorticographic Signals

الجراحية زرع الأقطاب الكهربائية العصبية المزمنة لتسجيل نشاط وحدة واحدة وإشارات Electrocorticographic

The success of long-term electrophysiological recordings often depends on the quality of the implantation surgery.  Here we provide useful information for ...

Fiber-optic Implantation for Chronic Optogenetic Stimulation of Brain Tissue

الألياف الضوئية للزراعة تحفيز Optogenetic المزمن من أنسجة المخ

Elucidating patterns of neuronal connectivity has been a challenge for both clinical and basic neuroscience. Electrophysiology has been the gold standard ...

Transplantation of Olfactory Ensheathing Cells to Evaluate Functional Recovery after Peripheral Nerve Injury

زرع الخلايا الشمية مغمد لتقييم الانتعاش وظيفية بعد إصابة العصب المحيطي

Olfactory ensheathing cells (OECs) are neural crest cells which allow growth and regrowth of the primary olfactory neurons. Indeed, the primary olfactory ...

Optogenetic Stimulation of the Auditory Nerve

تحفيز Optogenetic من العصب السمعي

Direct electrical stimulation of spiral ganglion neurons (SGNs) by cochlear implants (CIs) enables open speech comprehension in the majority of implanted ...

Microelectrode Guided Implantation of Electrodes into the Subthalamic Nucleus of Rats for Long-term Deep Brain Stimulation

مسرى مكروي تسترشد زرع الأقطاب الكهربائية في نواة تحت المهاد الجرذان على المدى الطويل العميق تحفيز الدماغ

Deep brain stimulation (DBS) is a widely used and effective therapy for several neurologic disorders, such as idiopathic Parkinson&#8217;s disease, ...

Fabrication of High Contact-Density, Flat-Interface Nerve Electrodes for Recording and Stimulation Applications

تصنيع عالية الاتصال الكثافة، مسطحة واجهة أقطاب العصب للتسجيل وتحفيز تطبيقات

Many attempts have been made to manufacture multi-contact nerve cuff electrodes that are safe, robust and reliable for long term neuroprosthetic ...

Chronic Transcranial Electrical Stimulation and Intracortical Recording in Rats

التحفيز الكهربائي Transcranial المزمن وتسجيل إينتراكورتيكال في الفئران

Transcranial electrical stimulation (TES) is a powerful and relatively simple approach to diffusely influence brain activity either randomly or in a ...

Chronic Implantation of Whole-cortical Electrocorticographic Array in the Common Marmoset

غرس المزمن من الصفيف اليكتروكورتيكوجرافيك الجامعة القشرية في مرموز المشتركة

Electrocorticography (ECoG) allows the monitoring of electrical field potentials from the cerebral cortex with high spatiotemporal resolution. Recent ...

Chronic Implantation of Multiple Flexible Polymer Electrode Arrays

الزرع المزمن للصفائف متعددة البوليمرات المرنة

Simultaneous recordings from large populations of individual neurons across distributed brain regions over months to years will enable new avenues of ...

Implantation and Control of Wireless, Battery-free Systems for Peripheral Nerve Interfacing

زرع والتحكم في الأنظمة اللاسلكية الخالية من البطاريات لربط الأعصاب الطرفية

Peripheral nerve interfaces are frequently used in experimental neuroscience and regenerative medicine for a wide variety of applications. Such interfaces ...