Name: a high-throughput image-guided stereotactic neuronavigation and focused ultrasound system for blood-brain barrier opening in rodents
Uploaded: 2020-07-16T12:30:00
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इस परियोजना को केडब्ल्यूएफ-एसटीडब्ल्यू (बचपन डिफ्यूज आंतरिक पोंटिन ग्लियोमा और हाई-ग्रेड ग्लियोमा में सोनोपोरेशन द्वारा दवा वितरण) द्वारा वित्त पोषित किया गया था। हम प्रणाली के विकास में उनके इनपुट के लिए इलिया स्काचकोव और चार्ल्स मोगेनोट को धन्यवाद देते हैं।

वीवो प्रयोगों में सभी डच नैतिक समिति (लाइसेंस परमिट संख्या AVD114002017841) और नीदरलैंड के व्रिजे यूनीवर्सिट एम्स्टर्डम के पशु कल्याण निकाय द्वारा अनुमोदित किए गए थे। जांचकर्ताओं को जानवरों की परेशानी को कम क?...

इस अध्ययन में, हमने मस्तिष्क परेन्चिमा में दवा वितरण में वृद्धि के लिए क्षणिक बीबीबी व्यवधान के लिए एक लागत प्रभावी छवि निर्देशित फ़्यूस सिस्टम विकसित किया। प्रणाली काफी हद तक व्यावसायिक रूप से उपलब?...

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>1 mL luer-lock syringe</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>309628</td>
			<td>Plastipak</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>19 G needle</td>
			<td>Terumo Agani</td>
			<td>8AN1938R1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>23 G needle</td>
			<td>Terumo Agani</td>
			<td>8AN2316R1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3M Transpore surgical tape</td>
			<td>Science applied to life</td>
			<td>7000032707</td>
			<td>or similar</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arbitrary waveform generator</td>
			<td>Siglent</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>SDG1025, 25 MHz, 125 Msa/s</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Automated stereotact</td>
			<td>in-house built</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>Stereotact with all elements were in-house built</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bruker In-Vivo Xtreme</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>Includes software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buffered NaCl solution</td>
			<td>B. Braun Melsungen AG</td>
			<td>220/12257974/110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorfine hydrochloride</td>
			<td>Indivior UK limitd</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>0.324 mg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cage enrichment: paper-pulp smart home</td>
			<td>Bio services</td>
			<td>n.a.</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon filter</td>
			<td>Bickford</td>
			<td>NC0111395</td>
			<td>Omnicon f/air</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ceramic spoon</td>
			<td>n.a</td>
			<td>n.a.</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton swabs</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>n.a.</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-luciferin, potassium salt</td>
			<td>Gold Biotechnology</td>
			<td>LUCK-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>VUmc pharmacy</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>70%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Evans Blue</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>E2129</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fresenius NaCl 0.9%</td>
			<td>Fresenius Kabi</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>NaCl 0.9 %, 1000 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Histoacryl</td>
			<td>Braun Surgical</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>Histoacryl 0.5 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrophone</td>
			<td>Precision Acoustics</td>
			<td>n.a.</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin syringe</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>324825/324826</td>
			<td>0.5 mL and 0.3 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>TEVA Pharmachemie BV</td>
			<td>8711218013196</td>
			<td>250 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine</td>
			<td>Alfasan</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>10 %, 10 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse food: Teklad global 18% protein rodent diet</td>
			<td>Envigo</td>
			<td>2918-11416M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neoflon catheter</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>391349</td>
			<td>26 GA 0.6 x 19 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oscilloscope</td>
			<td>Keysight technologies</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>InfiniiVision DSOX024A</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic tubes</td>
			<td>Greiner bio-one</td>
			<td>210261</td>
			<td>50 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power amplifier</td>
			<td>Electronics &#38; Innovation Ltd</td>
			<td>210L</td>
			<td>Model 210L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Preamplifier DC Coupler</td>
			<td>Precision Acoustics</td>
			<td>n..</td>
			<td>Serial number: DCPS94</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S3146-1EA</td>
			<td>or similar</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sedazine</td>
			<td>AST Farma</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>2%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SonoVue microbubbles</td>
			<td>Bracco</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>8 &#181;l/ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile water</td>
			<td>Fresenius Kabi</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>1000 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>various syringes can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temgesic</td>
			<td>Indivior UK limitd</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>0.3 mg/ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transducer</td>
			<td>Precision Acoustics</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>1 MHz</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tweezers</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>F4142-1EA</td>
			<td>or similar</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound gel</td>
			<td>Parker Laboratories Inc.</td>
			<td>01-02</td>
			<td>Aquasonic 100</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vidisic gel</td>
			<td>Bausch + Lomb</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>10 g</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a high-throughput image-guided stereotactic neuronavigation and focused ultrasound system for blood-brain barrier opening in rodents

मस्तिष्क की विभिन्न बीमारियों के इलाज में ब्लड-ब्रेन बैरियर (बीबीबी) एक बड़ी बाधा रही है। तंग जंक्शनों से जुड़े एंडोथेलियल कोशिकाएं, बड़े अणुओं (>500 डीए) को मस्तिष्क के ऊतकों में प्रवेश करने से रोकने के लिए एक शारीरिक बाधा बनाती हैं। माइक्रोबबल-मध्यस्थता केंद्रित अल्ट्रासाउंड (FUS) का उपयोग क्षणिक स्थानीय बीबीबी खोलने को प्रेरित करने के लिए किया जा सकता है, जिससे बड़ी दवाओं को मस्तिष्क परेन्चिमा में प्रवेश करने की अनुमति मिल सकती है।
नैदानिक अनुवाद के लिए बड़े पैमाने पर नैदानिक उपकरणों के अलावा, दवा उम्मीदवारों के चिकित्सा प्रतिक्रिया मूल्यांकन के लिए प्रीक्लिनिकल अनुसंधान लक्षित बीबीबी खोलने के लिए समर्पित छोटे पशु अल्ट्रासाउंड सेटअप की आवश्यकता होती है। अधिमानतः, ये प्रणालियां उच्च-स्थानिक परिशुद्धता के साथ-साथ एकीकृत कैविटेशन मॉनिटरिंग दोनों के साथ उच्च-थ्रूपुट वर्कफ्लो की अनुमति देती हैं, जबकि अभी भी प्रारंभिक निवेश और रनिंग लागत दोनों में लागत प्रभावी है।
यहां, हम एक बायोल्यूमिनेसेंस और एक्स-रे निर्देशित स्टीरियोटाैक्टिक छोटे पशु FUS प्रणाली प्रस्तुत करते हैं जो व्यावसायिक रूप से उपलब्ध घटकों पर आधारित है और उपरोक्त आवश्यकताओं को पूरा करता है। उच्च मात्रा वाले प्रीक्लिनिकल दवा मूल्यांकन अध्ययनों में आम तौर पर सामने आने वाली चुनौतियों को सुविधाजनक बनाने वाले स्वचालन के उच्च स्तर पर एक विशेष जोर दिया गया है। इन चुनौतियों के उदाहरण डेटा प्रजनन क्षमता सुनिश्चित करने, अंतर-समूह परिवर्तनशीलता को कम करने, नमूना आकार को कम करने और इस प्रकार नैतिक आवश्यकताओं का अनुपालन करने और अनावश्यक कार्यभार को कम करने के लिए मानकीकरण की आवश्यकता है । प्रस्तावित बीबीबी प्रणाली को बीबीबी खोलने के दायरे में मान्य किया गया है, जो ग्लियोब्लास्टोमा मल्टीफोर्म और डिफ्यूज मिडलाइन ग्लियोमा के रोगी-व्युत्पन्न ज़ेनोबेड़ा मॉडल पर दवा वितरण परीक्षणों की सुविधा प्रदान करता है।

वर्णित FUS प्रणाली(चित्रा 1 और चित्रा 2)और संबंधित कार्यप्रवाह एक १०० से अधिक जानवरों में इस्तेमाल किया गया है और दोनों स्वस्थ और ट्यूमर असर चूहों पर प्रजनन डेटा का उत्पादन किया । मा...

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A High-Throughput Image-Guided Stereotactic Neuronavigation and Focused Ultrasound System for Blood-Brain Barrier Opening in Rodents

रक्त-मस्तिष्क बाधा (बीबीबी) को अस्थायी रूप से माइक्रोबबल-मध्यस्थता केंद्रित अल्ट्रासाउंड (FUS) के साथ बाधित किया जा सकता है। यहां, हम गैर-अल्ट्रासाउंड विशेषज्ञों के लिए सुलभ मॉड्यूलर FUS सिस्टम का उपयोग करके वीवो में उच्च-थ्रूपुट बीबीबी खोलने के लिए एक कदम-दर-कदम प्रोटोकॉल का वर्णन करते हैं।

कृंतक में रक्त-मस्तिष्क बाधा खोलने के लिए एक उच्च-थ्रूपुट इमेज-गाइडेड स्टीरियोअैक्टिक न्यूरोनैविगेशन और केंद्रित अल्ट्रासाउंड सिस्टम

The blood-brain barrier (BBB) has been a major hurdle for the treatment of various brain diseases. Endothelial cells, connected by tight junctions, form a ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Functional Neuroimaging Using Ultrasonic Blood-brain Barrier Disruption and Manganese-enhanced MRI

कार्यात्मक न्यूरोइमेजिंग अल्ट्रासोनिक रक्त मस्तिष्क बाधा विघटन और मैंगनीज बढ़ाकर एमआरआई का उपयोग

Although mice are the dominant model system for studying the genetic and molecular underpinnings of neuroscience, functional neuroimaging in mice remains ...

Application of Automated Image-guided Patch Clamp for the Study of Neurons in Brain Slices

ब्रेन स्लाइस में न्यूरॉन्स के अध्ययन के लिए स्वचालित छवि-निर्देशित पैच दबाना का आवेदन

Whole-cell patch clamp is the gold-standard method to measure the electrical properties of single cells. However, the in vitro patch clamp remains a ...

Assessment of Blood-brain Barrier Permeability by Intravenous Infusion of FITC-labeled Albumin in a Mouse Model of Neurodegenerative Disease

Neurodegenerative रोग के एक माउस मॉडल में FITC-लेबल एल्ब्युमिन की नसों में अर्क से रक्त मस्तिष्क बाधा पारगम्यता का आकलन

Disruption of blood-brain barrier (BBB) integrity is a common feature for different neurological and neurodegenerative diseases. Although the interplay ...

An In Vivo Blood-brain Barrier Permeability Assay in Mice Using Fluorescently Labeled Tracers

An In Vivo Blood-brain Barrier Permeability Assay in Mice Using Fluorescently Labeled Tracers

एक Vivo में रक्त-चूहों में मस्तिष्क बाधा पारगम्यता परख फ्लोरोसेंट लेबल अनुरेखकों का उपयोग

Blood-brain barrier (BBB) is a specialized barrier that protects the brain microenvironment from toxins and pathogens in the circulation and maintains ...

An In Vivo Assessment of Blood-Brain Barrier Disruption in a Rat Model of Ischemic Stroke

An In Vivo Assessment of Blood-Brain Barrier Disruption in a Rat Model of Ischemic Stroke

एक Vivo में रक्त मस्तिष्क बाधा विघटन का एक चूहा मॉडल में कोरोनरी स्ट्रोक का आकलन

Ischemic stroke leads to vasogenic cerebral edema and subsequent primary brain injury, which is mediated through destruction of the blood-brain barrier ...

A Benchtop Approach to the Location Specific Blood Brain Barrier Opening using Focused Ultrasound in a Rat Model

एक चूहा मॉडल में केंद्रित अल्ट्रासाउंड का उपयोग कर स्थान विशिष्ट रक्त मस्तिष्क बाधा खोलने के लिए एक बेंचटॉप दृष्टिकोण

Stereotaxic surgery is the gold standard for localized drug and gene delivery to the rodent brain. This technique has many advantages over systemic ...

Targeted Neuronal Injury for the Non-Invasive Disconnection of Brain Circuitry

ब्रेन सर्किटरी के गैर-इनवेसिव वियोग के लिए लक्षित न्यूरोनल चोट

Surgical intervention can be quite effective for treating certain types of medically intractable neurological diseases. This approach is particularly ...

Focused Ultrasound Induced Blood-Brain Barrier Opening for Targeting Brain Structures and Evaluating Chemogenetic Neuromodulation

मस्तिष्क संरचनाओं को लक्षित करने और केमोजेनेटिक न्यूरोमॉड्यूलेशन का मूल्यांकन करने के लिए केंद्रित अल्ट्रासाउंड प्रेरित रक्त-मस्तिष्क बाधा खोलना

Acoustically Targeted Chemogenetics (ATAC) allows for the noninvasive control of specific neural circuits. ATAC achieves such control through a ...

Transendothelial Resistance Measurement to Assess Cell Barrier Integrity

Barrier Functional Integrity Recording on bEnd.3 Vascular Endothelial Cells via Transendothelial Electrical Resistance Detection

Applications of TEER Detection to Assess Cell Barrier Integrity (Video) | JoVE

बैरियर फंक्शनल इंटीग्रिटी रिकॉर्डिंग bEnd.3 पर ट्रांसेंडोथेलियल इलेक्ट्रिकल रेजिस्टेंस डिटेक्शन के माध्यम से वैस्कुलर एंडोथेलियल सेल

The blood-brain barrier (BBB) is a dynamic physiological structure composed of microvascular endothelial cells, astrocytes, and pericytes. By coordinating ...

A 3D Blood-Brain Barrier Model Derived from Human Pluripotent Stem-Cells

Reconstruction of the Blood-Brain Barrier In Vitro to Model and Therapeutically Target Neurological Disease

A Personalized Approach Towards Investigating Alzheimer's Disease Using an In Vitro Blood-Brain Barrier Model (Video) | JoVE

मॉडल और चिकित्सीय रूप से न्यूरोलॉजिकल रोग को लक्षित करने के लिए इन विट्रो में रक्त-मस्तिष्क बाधा का पुनर्निर्माण

The blood-brain barrier (BBB) is a key physiological component of the central nervous system (CNS), maintaining nutrients, clearing waste, and protecting ...