Name: the muscle cuff regenerative peripheral nerve interface for the amplification of intact peripheral nerve signals
Uploaded: 2022-01-13T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about The Muscle Cuff Regenerative Peripheral Nerve Interface for the Amplification of Intact Peripheral Nerve Signals at JoVE.com

يشكر المؤلفون جانا مون على إدارتها الخبيرة للمختبر ومساعدتها الفنية وتشارلز هوانج على خبرته في التصوير. تم تمويل التجارب في هذه الورقة جزئيا من خلال منح مؤسسة الجراحة التجميلية إلى SS (3135146.4) وكذلك المعهد الوطني لصحة الطفل والتنمية البشرية تحت رقم الجائزة 1F32HD100286-01 إلى SS ، والمعهد الوطني لالتهاب المفاصل وأمراض العضلات والعظام والجلد التابع للمعاهد الوطنية للصحة بموجب رقم الجائزة P30 AR069620.

تم تنفيذ جميع الإجراءات والتجارب على الحيوانات بموافقة لجنة الرعاية المؤسسية واستخدام الحيوانات بجامعة ميشيغان (IACUC). يتم استخدام ذكور وإناث فئران فيشر F344 ولويس (~ 200-300 جم) في عمر 3-6 أشهر بشكل متكرر في التجارب ، ولكن يمكن نظريا استخدام أي سلالة. في حالة استخدام الفئران المانحة بدلا من الطعوم ...

MC-RPNI هو بناء جديد يسمح بتضخيم إمكانات العمل الصادرة للعصب الحركي المحيطي السليم من أجل التحكم بدقة في جهاز الهيكل الخارجي. على وجه التحديد ، يمنح MC-RPNI فائدة خاصة لأولئك الأفراد الذين يعانون من ضعف الأطراف الناجم عن مرض عضلي كبير و / أو غياب العضلات حيث لا يمكن تسجيل إشارات EMG. الحد من وظيفة ا?...

في الولايات المتحدة وحدها ، يتأثر ما يقرب من 130 مليون شخص بالاضطرابات العصبية العضلية والعضلية الهيكلية ، مما يؤدي إلى أكثر من 800 مليار دولار في التأثير الاقتصادي السنوي 1,2. عادة ما تكون هذه المجموعة من الاضطرابات ثانوية لعلم الأمراض داخل الجهاز العصبي ، أو عند التقاطع العصبي العضلي ، أو داخل العضلات نفسها3. على الرغم من تنوع الأصول المرضية ، فإن الغالبية تشترك في درجة معينة من ضعف الأطراف 1,3. لسوء الحظ ، غالبا ما يكون هذا الضعف دائما نظرا للقيود المفروضة على تجديد الأنسجة العصبية والعضلية ، خاصة في وضع الصدمة الشديدة4،5،6.
ركزت خوارزميات علاج ضعف الأطراف بشكل كلاسيكي على تدابير إعادة التأهيل والدعم ، وغالبا ما تعتمد على تسخير قدرات الأطراف السليمة المتبقية (العصي والكراسي المتحركة وما إلى ذلك) 7. ومع ذلك ، فإن هذه الاستراتيجية قاصرة بالنسبة لأولئك الذين لا يقتصر ضعفهم على طرف واحد. مع الابتكارات الحديثة في التقنيات الروبوتية ، تم تطوير أجهزة الهيكل الخارجي المتقدمة التي تعيد وظائف الأطراف لأولئك الذين يعانون من ضعف الأطراف8،9،10،11،12،13. غالبا ما تكون هذه الهياكل الخارجية الروبوتية تعمل بالطاقة ، وأجهزة يمكن ارتداؤها يمكنها المساعدة في بدء وإنهاء الحركة أو الحفاظ على موضع الطرف ، مما يوفر قدرا متفاوتا من القوة التي يمكن تخصيصها بشكل فردي للمستخدم8،9،10،11،12،13 . يتم تصنيف هذه الأجهزة على أنها إما سلبية أو نشطة اعتمادا على كيفية توفيرها للمساعدة الحركية للمستخدم: تحتوي الأجهزة النشطة على مشغلات كهربائية تزيد من الطاقة للمستخدم ، بينما تخزن الأجهزة السلبية الطاقة من حركات المستخدم من أجل إطلاقها مرة أخرى للمستخدم عند الضرورة14. نظرا لأن الأجهزة النشطة لديها القدرة على زيادة قدرات طاقة المستخدم ، يتم استخدام هذه الأجهزة بشكل متكرر أكثر بكثير في وضع ضعف الأطراف [14].
من أجل تحديد النية الحركية في هذه الفئة من السكان ، تعتمد الهياكل الخارجية الحديثة عادة على خوارزميات التعرف على الأنماط الناتجة إما من تخطيط كهربية العضل (EMG) لعضلات الأطراف البعيدة8،15،16،17 أو تخطيط كهربية الدماغ السطحي (sEEG) للدماغ18،19،20 . على الرغم من وعد طرق الكشف هذه ، فإن كلا الخيارين لهما قيود كبيرة تحول دون الاستخدام الواسع النطاق لهذه الأجهزة. نظرا لأن sEEG يكتشف إشارات على مستوى الميكروفولت عبر الجمجمة18،19،20 ، تركز الانتقادات في كثير من الأحيان على عدم القدرة على التمييز بين هذه الإشارات وضوضاء الخلفية 21. عندما تكون ضوضاء الخلفية مشابهة لإشارة التسجيل المطلوبة ، فإن هذا ينتج عنه نسب إشارة إلى ضوضاء منخفضة (SNRs) ، مما يؤدي إلى اكتشاف محرك غير دقيق وتصنيفه22,23. يعتمد الكشف الدقيق عن الإشارة بالإضافة إلى ذلك على ملامسة فروة الرأس المستقرة منخفضة المقاومة21 ، والتي يمكن أن تتأثر بشكل كبير بوجود شعر خشن / كثيف ، ونشاط المستخدم ، وحتى التعرق22,24. في المقابل ، تكون إشارات EMG أكبر بعدة مقادير في السعة ، مما يسهل دقة أكبر في اكتشاف إشارة المحرك 15،18،25. ومع ذلك ، فإن هذا يأتي بتكلفة ، حيث يمكن للعضلات القريبة أن تلوث الإشارة ، مما يقلل من درجات الحرية التي يمكن التحكم فيها بواسطة الجهاز 16،17،25 وعدم القدرة على اكتشاف حركة العضلات العميقة 25،26،27،28. الأهم من ذلك ، لا يمكن استخدام EMG كطريقة تحكم عندما يكون هناك تنازل عضلي كبير وغياب كامل للأنسجة29.
من أجل تعزيز تطوير الهياكل الخارجية الروبوتية ، يلزم الكشف المتسق والدقيق عن النية الحركية للمستخدم المقصود. نشأت الواجهات التي تستخدم الجهاز العصبي المحيطي كتقنية واجهة واعدة ، نظرا لوصولها البسيط نسبيا والانتقائية الوظيفية. يمكن أن تكون طرق التواصل العصبي المحيطي الحالية غازية أو غير غازية وتقع عادة ضمن واحدة من ثلاث فئات: الأقطاب الكهربائية خارج العصب 30،31،32،33 ، والأقطاب الكهربائية داخل اللفافة34،35،36 والأقطاب الكهربائية المخترقة37،38،39،40 . نظرا لأن إشارات الأعصاب الطرفية تكون بشكل عام على مستوى microvolts ، فقد يكون من الصعب التمييز بين هذه الإشارات وضوضاء الخلفية ذات السعةالمماثلة 41,42 ، مما يقلل من قدرات دقة الكشف عن المحرك الإجمالية للواجهة. غالبا ما تتفاقم نسب الإشارة إلى الضوضاء المنخفضة (SNR) بمرور الوقت بشكل ثانوي لتفاقم مقاومة القطب 43 الناتجة إما عن تدهور الجهاز39,43 ، أو تفاعل جسم غريب محلي ينتج أنسجة ندبة حول الجهاز و / أو تنكس محوري محلي37,44. على الرغم من أنه يمكن حل أوجه القصور هذه بشكل عام عن طريق إعادة تشغيل وزرع واجهة عصبية طرفية جديدة ، إلا أن هذا ليس حلا قابلا للتطبيق على المدى الطويل حيث ستستمر التفاعلات المرتبطة بجسم غريب.
لتجنب تفاعلات الأنسجة المحلية هذه الناتجة عن تفاعل الأعصاب الطرفية مع الواجهات اللاأحيائية ، من الضروري وجود واجهة تتضمن مكونا بيولوجيا. لمعالجة هذا القصور ، تم تطوير واجهة الأعصاب المحيطية التجديدية (RPNI) لدمج الأعصاب الطرفية المنقولة في الأطراف المتبقية لأولئك الذين تم بترهم بأجهزة تعويضية45،46،47،48. يتضمن تصنيع RPNI الزرع الجراحي لعصب محيطي منقول في جزء من الطعم العضلي الحر الذاتي ، مع إعادة التوعي والتجديد وإعادة التعصيب التي تحدث بمرور الوقت. من خلال توليد إمكانات عمل العضلات المركبة على مستوى ميلي فولت (CMAPs) ، فإن RPNI قادر على تضخيم إشارة مستوى ميكروفولت العصب المضمن بعدة مقادير ، مما يسهل الكشف الدقيق عن النية الحركية45،48،49. كان هناك تطور كبير في RPNI على مدى العقد الماضي ، مع نجاح ملحوظ في تضخيم ونقل إشارات الأعصاب الحركية الصادرة في كل من التجارب الحيوانية50,51 والبشرية47 ، مما يسهل التحكم في الأجهزة الاصطناعية عالية الدقة بدرجات متعددة من الحرية.
الأفراد الذين يعانون من ضعف في الأطراف ولكن الأعصاب الطرفية سليمة سيستفيدون بالمثل من الكشف عالي الدقة عن النية الحركية من خلال واجهات الأعصاب الطرفية من أجل التحكم في أجهزة الهيكل الخارجي. نظرا لأنه تم تطوير RPNI للتكامل مع الأعصاب الطرفية المنقولة ، كما هو الحال في الأشخاص الذين يعانون من بتر الأطراف ، كانت التعديلات الجراحية ضرورية. بناء على الخبرة مع RPNI ، تم تطوير واجهة الأعصاب المحيطية المتجددة لصفعة العضلات (MC-RPNI). يتكون من جزء مماثل من الكسب غير المشروع العضلي الحر كما هو الحال في RPNI ، وبدلا من ذلك يتم تأمينه محيطيا إلى عصب محيطي سليم (الشكل 1). بمرور الوقت ، يتجدد ويصبح معصب من خلال التنبت المحوري الجانبي ، وتضخيم وترجمة هذه الإشارات العصبية الحركية الصادرة إلى إشارات EMG التي هي عدة أوامر من حجم أكبر52. نظرا لأن MC-RPNI بيولوجي في الأصل ، فإنه يتجنب رد فعل الجسم الغريب الحتمي الذي يحدث مع واجهات الأعصاب الطرفية المستخدمة حاليا52. علاوة على ذلك ، يمنح MC-RPNI القدرة على التحكم في درجات متعددة من الحرية في وقت واحد حيث يمكن وضعها على أعصاب تشريح بعيدة للعضلات الفردية دون حديث متقاطع كبير ، كما تم توضيحه سابقا في RPNIs49. أخيرا ، يمكن أن يعمل MC-RPNI بشكل مستقل عن وظيفة العضلات البعيدة حيث يتم وضعه على العصب القريب. نظرا لمزاياه على واجهات الأعصاب الطرفية الحالية ، فإن MC-RPNI يحمل وعدا كبيرا بتوفير طريقة آمنة ودقيقة وموثوقة للتحكم في الهيكل الخارجي.

<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>2-N-thin film load cell (S100)</td>
			<td>Strain Measurement Devices, Inc</td>
			<td>SMD100-0002</td>
			<td>Measures force generated by the attached muscle</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>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>Fine Forceps - mirror finish</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11413-11</td>
			<td>Fine tipped forceps with mirror finish ideal for handling delicate structures like nerves</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluriso (Isofluorane)</td>
			<td>VetOne</td>
			<td>13985-528-40</td>
			<td>Inhalational Anesthetic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Force Measurement Jig</td>
			<td>Red Rock</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Custom designed force measurement jig that allows for immobilization of hindlimb to allow for accurate muscle force recording</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB software</td>
			<td>Mathworks, Inc</td>
			<td>PR-MATLAB-MU-MW-707-NNU</td>
			<td>Calculates active force for each recorded force trace from passive and total force measurements</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nicolet Viasys EMG EP System</td>
			<td>Nicolet</td>
			<td>MFI-NCL-VIKING-SELECT-2CH-EMG</td>
			<td>Portable EMG and nerve signal recording system capable of simultaneous 2 channel recordings from nerve and/or muscle</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>Vannas Spring Scissors - 2mm cutting edge</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>15000-04</td>
			<td>Curved micro-dissection scissors used to perform the epineurial window</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>

the muscle cuff regenerative peripheral nerve interface for the amplification of intact peripheral nerve signals

اكتسبت الهياكل الخارجية الروبوتية إشادة حديثة في مجال الطب التأهيلي كطريقة واعدة لاستعادة الوظائف لأولئك الأفراد الذين يعانون من ضعف الأطراف. ومع ذلك ، لا يزال استخدامها محصورا إلى حد كبير في المؤسسات البحثية ، حيث تعمل في كثير من الأحيان كوسيلة لدعم الأطراف الثابتة حيث لا تزال طرق الكشف الحركي غير موثوقة. نشأت واجهات الأعصاب الطرفية كحل محتمل لهذا القصور. ومع ذلك ، نظرا لسعاتها الصغيرة بطبيعتها ، قد يكون من الصعب التمييز بين هذه الإشارات وضوضاء الخلفية ، مما يقلل من دقة اكتشاف المحرك بشكل عام. نظرا لأن الواجهات الحالية تعتمد على المواد اللاأحيائية ، يمكن أن يحدث انهيار المواد المتأصل جنبا إلى جنب مع تفاعل أنسجة الجسم الغريبة بمرور الوقت ، مما يؤثر بشكل أكبر على دقتها. تم تصميم واجهة الأعصاب المحيطية المتجددة لصفعة العضلات (MC-RPNI) للتغلب على هذه المضاعفات الملحوظة. يتكون من جزء من الطعم العضلي الحر المثبت محيطيا لعصب محيطي سليم ، ويتجدد البناء ويصبح معصب بواسطة العصب الموجود بمرور الوقت. في الفئران ، أظهر هذا البناء القدرة على تضخيم إمكانات الفعل الحركي الصادر للعصب المحيطي حتى 100 ضعف القيمة الطبيعية من خلال توليد إمكانات عمل العضلات المركبة (CMAPs). يسهل تضخيم الإشارة هذا الكشف بدقة عالية عن نية المحرك ، مما قد يتيح الاستخدام الموثوق لأجهزة الهيكل الخارجي.

يعتبر التصنيع الجراحي MC-RPNI فشلا في الفترة المحيطة بالجراحة إذا لم تنجو الفئران من الخروج من التخدير الجراحي أو تصاب بعدوى في غضون أسبوع من العملية. أشارت الأبحاث السابقة إلى أن فترة النضج لمدة 3 أشهر ستؤدي إلى تضخيم موثوق للإشارة من هذه التركيبات42،45،48،</su...

Watch this Scientific Journal Video about The Muscle Cuff Regenerative Peripheral Nerve Interface for the Amplification of Intact Peripheral Nerve Signals at JoVE.com

The Muscle Cuff Regenerative Peripheral Nerve Interface for the Amplification of Intact Peripheral Nerve Signals

توفر هذه المخطوطة طريقة مبتكرة لتطوير واجهة عصبية محيطية بيولوجية تسمى واجهة الأعصاب الطرفية المتجددة للكفة العضلية (MC-RPNI). يمكن لهذا البناء الجراحي تضخيم الإشارات الصادرة الحركية المرتبطة بالعصب المحيطي لتسهيل الكشف الدقيق عن النية الحركية والتحكم المحتمل في أجهزة الهيكل الخارجي.

واجهة العصب المحيطي التجديدية للصفعة العضلية لتضخيم إشارات الأعصاب الطرفية السليمة

Robotic exoskeletons have gained recent acclaim within the field of rehabilitative medicine as a promising modality for functional restoration for those ...

تكون الإشارات العصبية الفسيولوجية على مستوى الميكروفولت ، وهو صغير جدا بحيث لا يمكن تسجيله باستخدام الأقطاب الكهربائية المتاحة حاليا بشكل موثوق. يمكن ل MC-RPNI التفاعل مع الأعصاب الطرفية السليمة ، مما يؤدي إلى تضخيم الإشارات الصغيرة أكثر من مائة مرة لتسهيل الكشف الموثوق والدقيق عن النية الحركية. الميزة الأساسية لهذه التقنية هي طبيعتها البيولوجية.يمكن أن يتفاعل مع الأعصاب الطرفية السليمة على المدى الطويل دون التسبب في تأثير ضار على العصب نفسه أو أهداف العضلات المعصبة بعيدا. نادرا ما يتم استخدام أجهزة الهيكل الخارجي التي تعمل بالطاقة والقادرة على استعادة الوظيفة لأولئك الذين يعانون من ضعف الأطراف إلى أقصى إمكاناتها بسبب عدم القدرة على اكتشاف النية الحركية بشكل موثوق ودقيق. نظرا لقدرات تضخيم الإشارات العصبية البيولوجية ، فإن الكفة العضلية RPNI هي الحل لهذه العيوب.قم بعمل شق طولي على طول الجانب الأمامي من الطرف الخلفي للمتبرع المطلوب ، ويمتد من أعلى الكاحل مباشرة إلى أسفل الركبة مباشرة باستخدام مشرط رقم 15. تشريح الأنسجة تحت الجلد الكامنة بمقص قزحية حاد لفضح العضلات الكامنة والأوتار البعيدة القريبة من مفصل الكاحل. عزل عضلة كهرباء لبنان ووترها البعيد عن العضلات المحيطة.تأكد من عزل الوتر الصحيح عن طريق إدخال كل من أسنان الملقط أو مقص القزحية أسفل الوتر البعيد القريب من مفصل الكاحل. افتح الملقط أو المقص لممارسة ضغط تصاعدي على الوتر. إجراء بضع الوتر القاصي لعضلة EDL على مستوى الكاحل باستخدام مقص قزحية حاد وتشريح العضلات الخالية من الأنسجة المحيطة التي تعمل بالقرب من أصلها الوتري.بمجرد تصور الوتر القريب ، قم بإجراء بضع الوتر القريب باستخدام مقص قزحية حاد لتحرير الكسب غير المشروع ، وقم بقص طرفي الوتر من الكسب غير المشروع العضلي وقطعه إلى الطول المطلوب باستخدام مقص قزحية حاد. قم بعمل شق طولي على طول الطول المشذب بالكامل على جانب واحد من الطعم العضلي لتسهيل وضع العصب داخل الطعم العضلي وتوفير اتصال العصب مع بطانة الرحم. ضع الطعم العضلي المحضر في شاش مبلل بالمحلول الملحي لمنع جفاف الأنسجة.ضع علامة على الشق الجراحي ، الممتد من خط حوالي 5 ملليمترات من الشق الوركي إلى مفصل الركبة السفلي. شق من خلال الجلد والأنسجة تحت الجلد على طول خط شق ملحوظ مع شفرة رقم 15. شق بعناية من خلال العضلة ذات الرأسين الكامنة اللفافة الفخذية ، مع الحرص على عدم التمدد عبر عمق العضلات بالكامل لأن العصب الوركي يقع أسفله مباشرة.ثم تشريح بعناية من خلال العضلة ذات الرأسين الفخذ مع مقص صغير ذو رأس حاد أو مرقئ. حدد العصب العجان أو CP الشائع واعزله بعناية عن الأعصاب المحيطة باستخدام ملقط دقيق ومقص دقيق. قم بإزالة أي نسيج ضام محيط من منتصف 2 سم من العصب ، مع الحرص على عدم سحق العصب.امسك العصب القريب بالملقط الصغير فوق الجزء المركزي من عصب CP المحرر وقطع العصب على الفور بمقص تشريح مجهري. بعد ذلك ، سافر بعيدا على طول العصب لعمل نافذة فوق عصبية مطابقة لطول الطعم العضلي وإزالة حوالي 25٪ من epineurium. احرص على إزالة هذا الجزء في قطعة واحدة.قم بإزالة الطعم العضلي من الشاش المبلل بالمحلول الملحي وضعه تحت الجزء المركزي من عصب CP حيث تم إنشاء نافذة فوق العصب. قم بتدوير العصب 180 درجة بحيث يلامس قسم النافذة فوق العصب العضلة السليمة ولا يكمن وراء خط الخياطة النهائي. خياطة العصب العصب CP مع 8-O خياطة النايلون بشكل قريب وبعيد إلى الطعم العضلي داخل الأخدود مع خيوط متقطعة بسيطة لتأمين epineurium إلى بطانة الرحم.لف الحواف المحيطية في الطعم العضلي المحيط بالعصب المؤمن الآن والخياطة في مكانها مع 8-O المتقطع غرز النايلون. بمجرد تحقيق الإرقاء ، أغلق اللفافة الفخذية ذات الرأسين فوق البنية باستخدام خياطة كرومية 5-O بطريقة الجري. أغلق الجلد المغطي بخياطة كرومية 4-O بطريقة جري.يظهر تلطيخ H&E للمقطع العرضي MC-RPNI العضلات والعصب. أظهر المقطع العرضي لعضلة EDL المعصبة عن بعد في الفئران مع MC-RPNI أنسجة عصبية وعضلية قابلة للحياة دون أي تليف أو تندب كبير مقارنة بالمقطع العرضي في فأر التحكم بدون MC-RPNI. تظهر الكيمياء الهيستولوجية المناعية لقسم طولي من عينة MC-RPNI نوى ملطخة باللون الأزرق مع DAPI والأنسجة العصبية الملطخة باللون الأخضر.تظهر لقطة مقربة ل MC-RPNI ناجح آخر العديد من الوصلات العصبية العضلية المعصبة الملطخة بسموم ألفا بونجاروتوكسين باللون الأحمر لمستقبلات الأسيتيل كولين. أظهر اختبار الفيزيولوجيا الكهربية الذي تم إجراؤه في تركيبات MC-RPNI أن إمكانات عمل العضلات المركبة المتولدة أو الأشكال الموجية CMAPs متشابهة في المظهر مع العضلات الأصلية ، مما يدعم بشكل أكبر أنها أصبحت معصبة من قبل العصب المحتوي. عادة ما تتراوح CMAPs الناتجة عن عضلات EDL الفسيولوجية بعد تحفيز العصب CP القريب من 20 إلى 30 مللي فولت.لا تختلف EDL CMAPs في الفئران مع MC-RPNIs المزروعة بشكل كبير ، حيث يبلغ متوسطها 24.27 مللي فولت زائد أو ناقص 1.34 مللي فولت. من الأهمية بمكان التدرب على إنشاء نافذة فوق عصبية قبل استخدامها في الدراسة. العصب هو غطاء رقيق وهش للغاية على العصب ، ويمكن أن يؤدي إتلاف الألياف العصبية الأساسية إلى تغيير النتائج بطرق لا يمكن التنبؤ بها إلى حد كبير.تعتبر هذه التركيبات ناضجة في الفئران بعد 3 أشهر ، وقدرات التخصيص الخاصة بها لا حصر لها. بعد النضج ، يمكن استخدام MC-RPNI في التقييمات الفسيولوجية والتحليل الفيزيولوجي الكهربي واختبار قوة العضلات على سبيل المثال لا الحصر. يعد Neurorrhaphy من طرف إلى جانب مفهوما أحدث نسبيا في الجراحة حيث يتم ربط العصب المنقول إلى عصب محيطي سليم يحفز جانبا ينبت من العصب السليم إلى الجزء المطعم.لقد اكتشفنا أن هذه الظاهرة تحدث أيضا في العضلات المطعمة مباشرة بالعصب السليم وإمكانيات إجراء مزيد من الأبحاث رائعة.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bridging the Bio-Electronic Interface with Biofabrication

سد واجهة الحيوية الالكترونية مع Biofabrication

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

Expression, Isolation, and Purification of Soluble and Insoluble Biotinylated Proteins for Nerve Tissue Regeneration

التعبير، والعزلة، وتنقية القابلة للذوبان وغير القابلة للذوبان البيروكسيديز البروتينات لتجديد الأنسجة العصبية

Recombinant protein engineering has utilized Escherichia coli (E. coli) expression systems for nearly 4 decades, and today E. coli is still the most ...

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

طرق لالتكامل الذاتي للMegamolecular البوليمرات الحيوية على تجفيف الهواء-LC واجهة

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

Preparation and Characterization of Novel HDL-mimicking Nanoparticles for Nerve Growth Factor Encapsulation

إعداد وتوصيف رواية هدل-محاكاة الجسيمات النانوية لتغليف عامل النمو العصبي

The objective of this article is to introduce preparation and characterization methods for nerve growth factor (NGF)-loaded, high-density, lipoprotein ...

An Ultrasonic Tool for Nerve Conduction Block in Diabetic Rat Models

أداة بالموجات فوق الصوتية للتوصيل العصبية بلوك في نماذج الفئران السكري

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

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

تصنيع الواجهة العصبية الطرفية التتجدد المركبة (C-RPNI) في الجرذ البالغ

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

Open-source Toolkit: Benchtop Carbon Fiber Microelectrode Array for Nerve Recording

مجموعة أدوات مفتوحة المصدر: مصفوفة الأقطاب الكهربائية الدقيقة من ألياف الكربون على الطاولة للتسجيل العصبي

Conventional peripheral nerve probes are primarily fabricated in a cleanroom, requiring the use of multiple expensive and highly specialized tools. This ...

Preparation and Characterization of Graphene-Based 3D Biohybrid Hydrogel Bioink for Peripheral Neuroengineering

إعداد وتوصيف الحبر الحيوي الهجين الحيوي 3D القائم على الجرافين للهندسة العصبية الطرفية

Peripheral neuropathies can occur as a result of axonal damage, and occasionally due to demyelinating diseases. Peripheral nerve damage is a global ...

Human Liver Spheroids from Peripheral Blood for Liver Disease Studies

كرويات الكبد البشري من الدم المحيطي لدراسات أمراض الكبد

Human liver cells can form a three-dimensional (3D) structure capable of growing in culture for some weeks, preserving their functional capacity. Due to ...

تحليل انقباض قلب الزرد مع تفاعل الواقع الافتراضي

4D Light-sheet Imaging of Zebrafish Cardiac Contraction

تسليط الضوء على المؤلف: عالية الدقة 4D ضوء ورقة التصوير والواقع الافتراضي في الزرد لتحليل خلية واحدة من وظائف القلب

4D ضوء ورقة التصوير من تقلص القلب الزرد

Zebrafish is an intriguing model organism known for its remarkable cardiac regeneration capacity. Studying the contracting heart in vivo is essential for ...