Name: the miniature pig: a large animal model for cochlear implant research
Uploaded: 2022-07-28T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about The Miniature Pig: A Large Animal Model for Cochlear Implant Research at JoVE.com

Questo studio è stato finanziato da sovvenzioni della National Natural Science Foundation of China (n. 81970890) e del progetto di incentivazione Performance del Chongqing Scientific Research Institution (n. 19540). Ringraziamo Anandhan Dhanasingh e Zhi Shu della società MED-EL per il loro supporto.

Tutte le procedure e gli interventi chirurgici sugli animali sono stati condotti secondo le linee guida del Comitato Etico dell'Ospedale Generale del PLA e sono stati approvati.
1. Anestesia e preparazione chirurgica
<ol><li>Iniettare il maiale (maschio, 2 mesi, 5 kg) per via muscolare con tiletamina e zolazepam con un dosaggio di 10-15 mg/kg e intubarlo con un tubo endotracheale 5,5-francese. Mantenere l'anestesia mediante respirazione assistita da ventilatore con inalazion...

<ol>
	<li>World report on hearing. World Health Organization Available from: <a target="_blank" href="https://www.who.int/publications/i/item/world-report-on-hearing">https://www.who.int/publications/i/item/world-report-on-hearing</a> (2021)</li><li>Lee, S. 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=Natural+course+of+residual+hearing+preservation+with+a+slim,+modiolar+cochlear+implant+electrode+array.">Natural course of residual hearing preservation with a slim, modiolar cochlear implant electrode array.</a> American Journal of Otolaryngology. 43 (2), 103382 (2022).</li><li>Lorens, 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=Binaural+advantages+in+using+a+cochlear+implant+for+adults+with+profound+unilateral+hearing+loss.">Binaural advantages in using a cochlear implant for adults with profound unilateral hearing loss.</a> Acta Oto-Laryngologica. 139 (2), 153-161 (2019).</li><li>Lally, J. W., Adams, J. K., Wilkerson, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+cochlear+implantation+in+the+elderly.">The use of cochlear implantation in the elderly.</a> Current Opinion in Otolaryngology &amp; Head and Neck Surgery. 27 (5), 387-391 (2019).</li><li>Rhodes, R. M., Tsai Do, B. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Future+of+implantable+auditory+devices.">Future of implantable auditory devices.</a> Otolaryngologic Clinics of North America. 52 (2), 363-378 (2019).</li><li>Colesa, D. 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=Development+of+a+chronically-implanted+mouse+model+for+studies+of+cochlear+health+and+implant+function.">Development of a chronically-implanted mouse model for studies of cochlear health and implant function.</a> Hearing Research. 404, 108216 (2021).</li><li>Toulemonde, P., 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=Evaluation+of+the+efficacy+of+dexamethasone-eluting+electrode+array+on+the+post-implant+cochlear+fibrotic+reaction+by+three-dimensional+immunofluorescence+analysis+in+Mongolian+gerbil+cochlea.">Evaluation of the efficacy of dexamethasone-eluting electrode array on the post-implant cochlear fibrotic reaction by three-dimensional immunofluorescence analysis in Mongolian gerbil cochlea.</a> Journal of Clinic Medicine. 10 (15), 3315 (2021).</li><li>King, J., Shehu, I., Roland, J. T., Svirsky, M. A., Froemke, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+physiological+and+behavioral+system+for+hearing+restoration+with+cochlear+implants.">A physiological and behavioral system for hearing restoration with cochlear implants.</a> Journal of Neurophysiology. 116 (2), 844-858 (2016).</li><li>Chen, M., Min, S., Zhang, C., Hu, X., Li, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+extracochlear+multichannel+electrical+stimulation+to+relieve+tinnitus+and+reverse+tinnitus-related+auditory-somatosensory+plasticity+in+the+cochlear+nucleus.">Using extracochlear multichannel electrical stimulation to relieve tinnitus and reverse tinnitus-related auditory-somatosensory plasticity in the cochlear nucleus.</a> Neuromodulation. , (2021).</li><li>Yi, 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=Miniature+pigs:+A+large+animal+model+of+cochlear+implantation.">Miniature pigs: A large animal model of cochlear implantation.</a> American Journal of Translational Research. 8 (12), 5494-5502 (2016).</li><li>Vollmer, M., Beitel, R. E., Schreiner, C. E., Leake, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Passive+stimulation+and+behavioral+training+differentially+transform+temporal+processing+in+the+inferior+colliculus+and+primary+auditory+cortex.">Passive stimulation and behavioral training differentially transform temporal processing in the inferior colliculus and primary auditory cortex.</a> Journal of Neurophysiology. 117 (1), 47-64 (2017).</li><li>Sunwoo, W., Delgutte, B., Chung, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+bilateral+cochlear+implant+stimulation+partially+restores+neural+binaural+sensitivity+in+neonatally-deaf+rabbits.">Chronic bilateral cochlear implant stimulation partially restores neural binaural sensitivity in neonatally-deaf rabbits.</a> The Journal of Neuroscience. 41 (16), 3651-3664 (2021).</li><li>Mantokoudis, 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=Lamb+temporal+bone+as+a+surgical+training+model+of+round+window+cochlear+implant+electrode+insertion.">Lamb temporal bone as a surgical training model of round window cochlear implant electrode insertion.</a> Otology &amp; Neurotology. 37 (1), 52-56 (2016).</li><li>de Abajo, 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=Effects+of+implantation+and+reimplantation+of+cochlear+implant+electrodes+in+an+in+vivo+animal+experimental+model+(Macaca+fascicularis).">Effects of implantation and reimplantation of cochlear implant electrodes in an in vivo animal experimental model (Macaca fascicularis).</a> Ear and Hearing. 38 (1), 57-68 (2017).</li><li>Johnson, L. A., Della Santina, C. C., Wang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temporal+bone+characterization+and+cochlear+implant+feasibility+in+the+common+marmoset+(Callithrix+jacchus).">Temporal bone characterization and cochlear implant feasibility in the common marmoset (Callithrix jacchus).</a> Hearing Research. 290 (1-2), 37-44 (2012).</li><li>Yin, P., Li, S., Li, X. J., Yang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+pathogenic+insights+from+large+animal+models+of+neurodegenerative+diseases.">New pathogenic insights from large animal models of neurodegenerative diseases.</a> Protein &amp; Cell. , (2022).</li><li>Yu, S. M., Wang, C. W., Zhao, D. M., Zhang, Q. C., Pei, D. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raising+and+pathogen+purification+of+Chinese+experimental+mini-pig.">Raising and pathogen purification of Chinese experimental mini-pig.</a> Laboratory Animal Science and Administration. 20, 44-46 (2003).</li><li>Guo, 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=The+morphology+and+electrophysiology+of+the+cochlea+of+the+miniature+pig.">The morphology and electrophysiology of the cochlea of the miniature pig.</a> The Anatomical Record. 298 (3), 494-500 (2015).</li><li>Christov, F., 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=Electric+compound+action+potentials+(ECAPs)+and+impedances+in+an+open+and+closed+operative+site+during+cochlear+implantation.">Electric compound action potentials (ECAPs) and impedances in an open and closed operative site during cochlear implantation.</a> Cochlear Implants International. 20 (1), 23-30 (2019).</li><li>Zhong, L. 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=Inner+ear+structure+of+miniature+pigs+measured+by+multi-planar+reconstruction+techniques.">Inner ear structure of miniature pigs measured by multi-planar reconstruction techniques.</a> American Journal of Translational Research. 10 (3), 709-717 (2018).</li><li>The Lancet. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hearing+loss:+An+important+global+health+concern.">Hearing loss: An important global health concern.</a> The Lancet. 387 (10036), 2351 (2016).</li><li>Guo, 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=Cochlear+implant-based+electric-acoustic+stimulation+modulates+neural+stem+cell-derived+neural+regeneration.">Cochlear implant-based electric-acoustic stimulation modulates neural stem cell-derived neural regeneration.</a> Journal of Materials Chemistry B. 9 (37), 7793-7804 (2021).</li><li>Gabrielpillai, J., Geissler, C., Stock, B., St&#246;ver, T., Diensthuber, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+hormone+promotes+neurite+growth+of+spiral+ganglion+neurons.">Growth hormone promotes neurite growth of spiral ganglion neurons.</a> Neuroreport. 29 (8), 637-642 (2018).</li><li>Li, 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=Guided+growth+of+auditory+neurons:+Bioactive+particles+towards+gapless+neural+-+electrode+interface.">Guided growth of auditory neurons: Bioactive particles towards gapless neural - electrode interface.</a> Biomaterials. 122, 1-9 (2017).</li><li>Wille, I., 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=Development+of+neuronal+guidance+fibers+for+stimulating+electrodes:+Basic+construction+and+delivery+of+a+growth+factor.">Development of neuronal guidance fibers for stimulating electrodes: Basic construction and delivery of a growth factor.</a> Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 10, 776890 (2022).</li></ol>

Circa il 15% della popolazione mondiale ha un certo grado di perdita dell'udito e oltre il 5% ha una perdita dell'udito disabilitante21. La fornitura di IC è il trattamento più efficace sia per i pazienti adulti che pediatrici con ipoacusia neurosensoriale grave e profonda. Come primo stimolatore del nervo cranico impiantabile di successo, negli ultimi 2 decenni, gli IC hanno offerto a migliaia di persone con perdita dell'udito l'opportunità di tornare al mondo del suono e (re)integrarsi nella ...

Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), oltre 1 miliardo di persone sono a rischio di perdita dell'udito a livello globale e si stima che, entro il 2050, una persona su quattro soffrirà di perdita dell'udito1. Negli ultimi 2 decenni, gli IC sono stati l'intervento più efficace per le persone con perdita permanente dell'udito neurosensoriale grave e profonda (SNHL). Un CI converte i segnali fisici del suono in segnali bioelettrici che stimolano i neuroni gangliari a spirale (SGN), bypassando le cellule ciliate. Nel corso del tempo, le indicazioni per un IC sono state ampliate in modo che ora includano persone con udito residuo, perdita dell'udito unilaterale e persone molto anziane o giovani 2,3,4. Nel frattempo, sono stati sviluppati CI totalmente impiantabili e array avanzati5. Non esiste, tuttavia, un modello animale di grandi dimensioni economicamente fattibile per studiare l'elettrofisiologia e l'istopatologia dell'orecchio interno con un IC. Questa mancanza di un grande modello animale limita la ricerca che cerca di migliorare i CI e ottenere informazioni sull'impatto elettrofisiologico dei CI sull'orecchio interno.
Diversi modelli animali di roditori sono stati applicati nella ricerca IC, come il topo6, il gerbillo7, il ratto8 e la cavia9; Tuttavia, le caratteristiche della morfologia e delle risposte elettrofisiologiche sono diverse da quelle dell'uomo. Le strutture cocleari dei modelli animali tradizionalmente utilizzati per gli studi sull'IC, come gatti, porcellini d'India e altri animali, differiscono notevolmente da quelle delle strutture cocleari umane10. Sebbene l'inserimento dell'array sia stato condotto sui gatti11 e sui conigli12, a causa delle loro coclee più piccole, questo è stato fatto con array che non sono stati progettati per l'uso negli esseri umani. Diversi modelli animali di grandi dimensioni sono stati esplorati anche per CI. Gli agnelli sono adatti come modello di addestramento per l'impianto cocleare atraumatico, ma le dimensioni ridotte della coclea rendono impossibile l'inserimento completo dell'array13. I primati potrebbero essere gli animali più adatti per la ricerca sull'IC a causa della loro somiglianza anatomica con gli esseri umani14,15; Tuttavia, la maturità sessuale delle scimmie è ritardata (4-5 anni), il periodo di gestazione è fino a circa 165 giorni e ogni femmina di solito produce solo una prole all'anno16. Queste ragioni, e il costo costoso, ostacolano l'ampia applicazione dei primati nella ricerca IC.
Al contrario, i suini raggiungono la maturità sessuale a 5-8 mesi e hanno un periodo di gestazione di ~ 114 giorni, rendendo i suini più accessibili per la ricerca CI come un grande modello animale16. I mini maiali Bama (mini-maiali) hanno avuto origine da una specie di maiale di piccole dimensioni in Cina nel 1985, il cui background genetico è ben compreso. Sono caratterizzati da piccole dimensioni intrinseche, maturità sessuale precoce, riproduzione rapida e facilità di gestione17. Il mini-maiale è un modello ideale per l'otologia e l'audiologia a causa della sua somiglianza con gli esseri umani nella morfologia e nell'elettrofisiologia18. La lunghezza dei timpani di scala di un mini-maiale Bama è di 38,58 mm, che è vicina alla lunghezza di 36 mm nell'uomo10. La coclea mini-maiale ha 3,5 giri, che è simile ai 2,5-3 giri osservati negli esseri umani10. Oltre alla morfologia, anche l'elettrofisiologia dei mini-maiali Bama è molto simile a quella degli esseri umani18. Pertanto, nel presente studio, abbiamo inserito array progettati per uso umano nella coclea mini-maiale attraverso la membrana a finestra rotonda e abbiamo seguito un approccio chirurgico simile a quello utilizzato nei riceventi umani di IC. Le misurazioni ECAP intraoperatorie sono state applicate per valutare la procedura. Il processo che descriviamo qui potrebbe essere utilizzato sia per la ricerca traslazionale preclinica associata agli IC sia come piattaforma per la formazione dei residenti.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.5 mm diamond burr</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 mm diamond burr</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 mm diamond burr</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-0 suture silk</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D Slicer image computing platform</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>3D reconstruction of CT image</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alcohol</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bipolar cautery</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bipolar electrocoagulation</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Stop bleeding</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CI designed for human use (CONCERTO FLEX28)</td>
			<td>MED-EL</td>
			<td>&#160;Concerto F28</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dressing forceps</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ECG monitor</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iodine tincture</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>3.6 mL/h</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laryngoscope</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MAESTRO Software</td>
			<td>MED-EL</td>
			<td></td>
			<td>Measure ECAP responses</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro forceps</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro spatula</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mosquito forceps</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle holder</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle probe</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Negative pressure suction device</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Otological surgical instruments&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Respiratory Anesthesia Machine</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel with blade No. 15</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shaver</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stimulation device (MAX Programming Interface)</td>
			<td>MED-EL</td>
			<td></td>
			<td>Measure ECAP responses</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgery microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical drill</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Power Device</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tiletamine and zolazepan</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>10-15 mg/kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue forceps</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trachea cannula</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the miniature pig: a large animal model for cochlear implant research

Gli impianti cocleari (CI) sono il metodo più efficace per trattare le persone con perdita dell'udito neurosensoriale da grave a profonda. Sebbene gli IC siano utilizzati in tutto il mondo, non esiste un modello standard per studiare l'elettrofisiologia e l'istopatologia in pazienti o modelli animali con un IC o per valutare nuovi modelli di array di elettrodi. Un grande modello animale con caratteristiche di coclea simili a quelle degli esseri umani può fornire una piattaforma di ricerca e valutazione per array avanzati e modificati prima del loro uso negli esseri umani. 
A tal fine, abbiamo stabilito metodi CI standard con mini-maiali Bama, la cui anatomia dell'orecchio interno è molto simile a quella degli esseri umani. Gli array progettati per uso umano sono stati impiantati nella coclea del mini maiale attraverso una membrana a finestra rotonda e ha seguito un approccio chirurgico simile a quello utilizzato per i riceventi di IC umani. L'inserimento dell'array è stato seguito da misurazioni del potenziale d'azione composto evocato (ECAP) per valutare la funzione del nervo uditivo. Questo studio descrive la preparazione dell'animale, le fasi chirurgiche, l'inserimento dell'array e le misurazioni elettrofisiologiche intraoperatorie. 
I risultati hanno indicato che lo stesso CI utilizzato per gli esseri umani potrebbe essere facilmente impiantato nei mini-maiali attraverso un approccio chirurgico standardizzato e ha prodotto risultati elettrofisiologici simili a quelli misurati nei riceventi umani di IC. I mini-maiali potrebbero essere un prezioso modello animale per fornire prove iniziali della sicurezza e delle potenziali prestazioni di nuovi array di elettrodi e approcci chirurgici prima di applicarli agli esseri umani.

L'integrità (Figura 4A) e le impedenze (Figura 4B) del CI sono state confermate da MAESTRO Software. I risultati dell'ECAP hanno mostrato che tutti e 12 gli elettrodi hanno dimostrato buone risposte neurali (Figura 4C), il che significa che l'array di elettrodi era ben attaccato all'asse cocleare e stimolava il nervo uditivo. La Figura 5 mostra le bobine di elettrodi ricostruite in 3D postoperatorie ne...

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The Miniature Pig: A Large Animal Model for Cochlear Implant Research

I maiali in miniatura (mini-maiali) sono un modello animale di grandi dimensioni ideale per la ricerca sugli impianti cocleari. La chirurgia di impianto cocleare nei mini-maiali può essere utilizzata per fornire prove iniziali della sicurezza e delle potenziali prestazioni di nuovi array di elettrodi e approcci chirurgici in un sistema vivente simile agli esseri umani.

Il maiale in miniatura: un grande modello animale per la ricerca sugli impianti cocleari

Cochlear implants (CI) are the most effective method to treat people with severe-to-profound sensorineural hearing loss. Although CIs are used worldwide, ...

La chirurgia di impianto cocleare nei mini pigger può essere utilizzata per fornire prove intenzionali della sicurezza e delle potenziali prestazioni di nuove aree degli elettrodi e dell'approccio chirurgico in un sistema vivente simile agli esseri umani. I mini pigger sono un modello animale da laboratorio endoscopico per la ricerca sugli impianti cocleari. Gli impianti cocleari su mini pigger forniscono una piattaforma individuale per le persone trapiantate con neuro perdita dell'udito sensoriale da grave a profonda.Inoltre, fornisce anche una perdita chirurgica della terapia genica per la perdita dell'udito in modelli di animali di grandi dimensioni. Poiché sono significativi e simili, nella morfologia e nella struttura degli organi osculatori tra mini picger ed esseri umani. Questo metodo chirurgico chiarisce la procedura ed è utile per i principianti.A dimostrare la procedura saranno Ji Xiaojun e professore di otorinolaringoiatria e Luo Yi un primario del mio laboratorio. Dopo aver anestetizzato il maiale maschio di due mesi, monitorare la respirazione di saturazione di ossigeno e la frequenza cardiaca utilizzando il morsetto per pulsossimetria di un monitor ECG collegato alla lingua del maiale. Posizionare il mini maialino in posizione laterale sinistra.Tenere gli occhi chiusi usando un cerotto medico per prevenire la secchezza. Rasare l'area chirurgica di 10 centimetri intorno al lobo dell'orecchio. Disinfettare la pelle con tre tamponi alternati di iodio e alcool.Quindi coprire l'area chirurgica con teli chirurgici sterili. Coprire il microscopio con una custodia di plastica sterile e rimuovere le parti che coprono gli oculari e l'obiettivo. Individuare il sito di proiezione superficiale della coclea un centimetro dietro il solco auricolare posteriore a livello del lobo dell'orecchio.Quindi, usando un bisturi, fai un'incisione postauricolare lunga 5 centimetri con il sito di proiezione come centro. Dividere il tessuto sottocutaneo, la ghiandola parotide e il muscolo sternocleidomastoideo con micro forbici per esporre la superficie dell'osso mastoideo. Per la mastoidectomia corticale, perforare la mastoideo alla proiezione superficiale della coclea sull'osso mastoideo al canale uditivo esterno o EAC che è denso e blu pallido.Fare attenzione a non danneggiare il segmento verticale pallido o rossastro del nervo facciale dorsale all'EAC per evitare sanguinamento. Quindi, esporre il timpano perforando l'osso che circonda l'EAC osseo posteriore. Separare la pelle dell'EAC e il nervo facciale con un ago ipodermico per evitare di danneggiare il nervo facciale.Spingere con attenzione la pelle dell'EAC per esporre il timpano, compresa la catena ossiculare e la nicchia rotonda della finestra. Quindi, rimuovere la nicchia della finestra rotonda con una piccola fresa diamantata e mantenere l'irrigazione ad aspirazione continua per esporre la rotazione basale della coclea e della membrana della finestra rotonda. Separare il muscolo parietale cranico per formare una tasca per il ricevitore.Posizionare il pacchetto ricevitore interno nella tasca muscolare e fissarlo con una sutura di fissaggio. Quindi, inserire l'array di elettrodi collegato a un ricevitore fissato in una tasca muscolare aprendo la membrana rotonda della finestra con un coltello microchirurgico affilato e inserendo l'array utilizzando micro pinze lentamente, costantemente e continuamente in relazione al modiolo della coclea. Per le misurazioni del potenziale d'azione del composto evocato o ECAP, collegare magneticamente l'impianto cocleare o la bobina CI al ricevitore CI attraverso la pelle.Quindi, utilizzando il software Maestro, confermare l'integrità del CI e controllare l'impedenza dell'elettrodo per tutti i canali prima delle misurazioni ECAP utilizzando la funzione di telemetria del CI.To eseguire la misurazione ECAP, selezionare il modulo ECAP. Quindi, stimolare tutti i 12 elettrodi per le misurazioni ECAP utilizzando stimoli bifasici della durata di fase di 30 microsecondi con un paradigma di polarità alternata con una media di oltre 25 iterazioni in una velocità di stimolazione di 45,1 impulsi al secondo. L'integrità e le impedenze del CI sono state confermate dal software Maestro.I risultati dell'ECAP hanno dimostrato che tutti e 12 gli elettrodi mostravano buone risposte neurali indicando che l'array di elettrodi era ben attaccato all'asse cocleare e stimolava il nervo uditivo. Vengono mostrate le bobine di elettrodi ricostruiti tridimensionali post-operatori nella coclea destra. L'array di elettrodi è stato arrotolato nel giro basale della coclea negli elettrodi sono stati resi in verde.Inoltre, la ricostruzione tridimensionale dimostra che l'array di elettrodi è stato arrotolato a spirale nella coclea. La cosa più importante è esporre la tinta del vaso del membro della finestra cocleare e dell'esecuzione e all'interno delle vie aeree dell'elettrodo nel protocollo. Dopo lo sviluppo dell'asso è tecnicamente impallidisce per la terapia genica combinata e gli impianti cocleari per trattare la perdita dell'udito neuro del sensore profondo negli esseri umani.

Research

JoVE Journal

Medicine

Use of Animal Model of Sepsis to Evaluate Novel Herbal Therapies

Uso di un modello animale di sepsi per valutare nuove terapie a base di erbe

Sepsis refers to a systemic inflammatory response syndrome resulting from a microbial infection. It has been routinely simulated in animals by several ...

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Medicina

An Isolated Working Heart System for Large Animal Models

Un Isolato sistema Cuore di lavoro per i grandi modelli animali

Since its introduction in the late 19th century, the Langendorff isolated heart perfusion apparatus, and the subsequent development of the working heart ...

Techniques for Processing Eyes Implanted with a Retinal Prosthesis for Localized Histopathological Analysis: Part 2 Epiretinal Implants with Retinal Tacks

Tecniche di lavorazione occhi impiantati con una retina Protesi per Localized istopatologico Analysis: Part 2 epiretinica impianti con retina aderenze

Retinal prostheses for the treatment of certain forms of blindness are gaining traction in clinical trials around the world with commercial devices ...

A Surgical Procedure for Resecting the Mouse Rib: A Model for Large-Scale Long Bone Repair

Una procedura chirurgica per la resezione Rib Mouse: Un modello per le grandi ossa lunghe Repair

This protocol introduces researchers to a new model for large-scale bone repair utilizing the mouse rib. The procedure details the following: preparation ...

Surgical Angiogenesis in Porcine Tibial Allotransplantation: A New Large Animal Bone Vascularized Composite Allotransplantation Model

Chirurgica dell'angiogenesi in porcina Allotransplantation Tibial: un nuovo grande osso animale vascolarizzato Allotransplantation composito modello

Segmental bone loss resulting from trauma, infection malignancy and congenital anomaly remains a major reconstructive challenge. Current therapeutic ...

Percutaneous Contrast Echocardiography-guided Intramyocardial Injection and Cell Delivery in a Large Preclinical Model

L'iniezione intramiocardica ecocardiografia-guida percutanea contrasto e consegna delle cellule in un modello preclinico grande

Cell and gene therapy are exciting and promising strategies for the purpose of cardiac regeneration in the setting of heart failure with reduced ejection ...

Cochlear Implantation in the Guinea Pig

Impianto cocleare nella cavia

Cochlear implants are highly efficient devices that can restore hearing in subjects with profound hearing loss. Due to improved speech perception ...

Assessment of Plasma Coagulation on Liver Tissue in a Large Animal Model In Vivo

Assessment of Plasma Coagulation on Liver Tissue in a Large Animal Model In Vivo

Valutazione della coagulazione del Plasma il tessuto del fegato in un modello animale di grandi dimensioni In Vivo

Plasma coagulation as a form of electrocautery is used in liver surgery for decades to seal the large liver cut surface after major hepatectomy to prevent ...

Ferric Chloride-induced Canine Carotid Artery Thrombosis: A Large Animal Model of Vascular Injury

Trombosi dell'arteria carotica canini cloruro ferrico-indotta: Un grande modello animale di danno vascolare

Occlusive arterial thrombosis leading to cerebral ischemic stroke and myocardial infarction contributes to ~13 million deaths every year globally. Here, ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

Misurazione di contrattilità isometrica dell'arteria mesenterica Mouse con filo Myography

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and ...