Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

Osmotisk pumpebaseret lægemiddellevering til In Vivo-remyelineringsforskning på centralnervesystemet

Published: December 17, 2021 doi: 10.3791/63343
Automatic Translation
1, 1,2, 1,3, 1
1Department of Histology and Embryology, Chongqing Key Laboratory of Neurobiology, Brain, and Intelligence Research Key Laboratory of Chongqing Education Commission, Third Military Medical University, 2Research Centre, The Seventh Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University, 3School of Medicine, Chongqing University

Summary

Demyelination finder sted i flere sygdomme i centralnervesystemet. En pålidelig in vivo-lægemiddelleveringsteknik er nødvendig for at remyelinere lægemiddeltest. Denne protokol beskriver en osmotisk pumpebaseret metode, der muliggør langsigtet lægemiddelafgivelse direkte ind i hjernens parenkym og forbedrer lægemidlets biotilgængelighed med bred anvendelse i remyelineringsforskning.

Abstract

Demyelination er blevet identificeret i ikke kun multipel sklerose (MS), men også andre sygdomme i centralnervesystemet som Alzheimers sygdom og autisme. Da beviser tyder på, at remyelinering effektivt kan forbedre sygdomssymptomerne, er der et stigende fokus på lægemiddeludvikling for at fremme myelinregenereringsprocessen. Således kræves en region-valgbar og resultat-pålidelig lægemiddelleveringsteknik for at teste effektiviteten og specificiteten af disse lægemidler in vivo. Denne protokol introducerer det osmotiske pumpeimplantat som en ny lægemiddelleveringsmetode i lysolecithin-induceret demyelinationsmusemodel. Den osmotiske pumpe er en lille implanterbar enhed, der kan omgå blod-hjerne-barrieren (BBB) og levere lægemidler støt og direkte til bestemte områder af musehjernen. Det kan også effektivt forbedre biotilgængeligheden af lægemidler som peptider og proteiner med en kort halveringstid. Derfor er denne metode af stor værdi for området myelinregenereringsforskning i centralnervesystemet.

Introduction

Den osmotiske pumpe er en lille implanterbar opløsningsfrigørende enhed. Det kan bruges til systemisk levering, når det implanteres subkutant eller i bukhulen. Overfladen af den osmotiske pumpe er en semi-permeabel membran, og dens indre side er et gennemtrængeligt lag. Den osmotiske pumpe fungerer ved hjælp af den osmotiske trykforskel mellem det osmotiske lag og vævsmiljøet, hvor pumpen implanteres. Det osmotiske lags høje osmolalitet får vandet i vævet til at strømme ind i det osmotiske lag gennem den semipermeable membran på pumpeoverfladen. Det osmotiske lag udvider og komprimerer det fleksible reservoir inde i pumpen og derved fortrænger opløsningen fra det fleksible reservoir med en vis hastighed i lang tid1. Pumpen har tre forskellige reservoirvolumener, 100 μL, 200 μL og 2 ml, hvor leveringshastighederne varierer fra 0,11 μL/h til 10 μL/h. Afhængigt af den valgte pumpetype kan enheden fungere fra 1 dag til 6 uger2. I denne protokol anvendes en 100 μL osmotisk pumpe med en overførselshastighed på 0,25 μL / h, der kan fungere i 14 dage.

Tilbage i 1970'erne var den osmotiske pumpe blevet brugt i neurovidenskabelig forskning 3,4. For eksempel vedtog Wei et al. den osmotiske pumpetilgang til at injicere opioidpeptider i ventriklen i en undersøgelse af stofmisbrug3. Efter løbende forbedring er den osmotiske pumpe nu blevet brugt i undersøgelsen af den kontrollerede levering af tusindvis af lægemidler, herunder peptider, vækstfaktorer, vanedannende stoffer, hormoner, steroider, antistoffer og så videre. Derudover kan det med specielle katetre (Brain Infusion Kits) vedhæftet bruges til målrettet infusion til specifikke væv eller organer, herunder rygmarv, hjerne, milt og lever 5,6,7.

I undersøgelsen af remyelinering har mange lægemidler vist sig at fremme myelinregenerering in vitro, men de fleste af dem har ikke opnået signifikante virkninger in vivo, muligvis på grund af manglen på en passende administrationsmetode. Traditionelle administrationsmetoder såsom intraperitoneal injektion, subkutan injektion og intragastrisk administration har begrænsninger i biotilgængeligheden af lægemidlerne. Derudover har nogle lægemidler dårlig blod-hjerne barrierepermeabilitet, hvilket underminerer deres adgang til hjernens parenchyma. Tilsammen kræver disse begrænsninger en ny effektiv leveringsmetode. I kombination med hjerneinfusionssættene kan osmotiske pumper omgå blod-hjerne-barrieren og levere lægemidler direkte til corpus callosum, hvilket effektivt forbedrer biotilgængeligheden af lægemidler, især for nogle polypeptid- og proteinlægemidler med en kort halveringstid. Derfor er den osmotiske pumpe som en ny lægemiddelleveringsteknik af stor værdi for myelinregenereringsforskningen i centralnervesystemet. Anvendelsen af denne teknik vil blive introduceret i detaljer nedenfor.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alle dyreforsøg blev udført under institutionelle retningslinjer og protokoller godkendt af dyrevelfærds- og etisk komité ved det tredje militærmedicinske universitet.

1. Etablering af den lysolecithin-inducerede demyelinationsmusemodel

  1. Forbered 1% lysolecithin (også kaldet L-α-Lysophosphatidylcholin) opløsning med steril PBS.
  2. Steriliser saks, tang, buet hæmostat og andre kirurgiske instrumenter ved autoklavestilisering. Steriliser det kirurgiske område og læg sterile ark ned. Alle materialer og reagenser, der anvendes til kirurgi, skal fremstilles aseptisk. Det er vigtigt at holde det kirurgiske område sterilt under hele proceduren.
  3. Anæstesi en postnatal dag 56 (P56) C57BL6 mus som følger.
    1. Placer musen i isoflurankammeret i smådyrsbedøvelsesmaskinen. JusterO2-flowet til 300-500 ml/min og isofluran til 3%-4%. Efter tilstrækkelig anæstesi, når musen bliver immobil med en langsom og stabil ånde, overføres musen til det stereotaksiske apparat med en varmepude.
    2. Skift gasudgangen fra kammeret til anæstesimasken og juster isofluran til 1% - 1,5% for at opretholde musen i anæstesitilstand. Vent, indtil musen er fuldt anæstetiseret, injicer ketoprofen (3 - 5 mg / kg) intraperitonealt for at lindre smerter. Før operationen skal du klemme musens tæer og kontrollere dens reaktion for at bekræfte vellykket anæstesi8.
    3. Når musen er anæstesi, kan den ikke regulere sin kropstemperatur. Overvåg og reguler derfor musens kropstemperatur under operationen. For at holde musens øjenkugler fugtige, mens du er under anæstesi, skal du dække overfladen af øjenkuglerne med erythromycin øjensalve.
  4. Fastgør musehovedet i det stereotaksiske apparat med tandstang og ørestænger. (Figur 1A).
  5. Brug en barbermaskine til at fjerne hår fra toppen af hovedet. Rens hovedhuden med tre cyklusser betadin og 75% ethanol. Af etiske årsager skal du dække dyrekroppen undtagen operationsstedet. Brug en skalpel til at lave et 1 cm langt midtsagot snit i huden fra bunden af nakken til mellem øjnene for at udsætte kraniet (figur 1B).
  6. Tør forsigtigt overfladen af kraniet af med en steril vatpind indeholdende 30% hydrogenperoxid for at visualisere kraniale suturer (figur 1C). Juster højden på tandstangen og ørestængerne for at placere lambdapunktet og bregma-punktet i samme højde (dvs. med de samme z-aksekoordinater, når nålespidsen berører punkterne), så sagittal suturen er vandret.
  7. Anbring forsigtigt spidsen af mikrolitersprøjtenålen (10 μL, 33 G) ved bregma-punktet, og nulstil x-, y- og z-koordinaterne til 0 (figur 1D). Flyt sprøjten til injektionsstedet (x: 1,04; y: 1,0, dvs. 1,04 mm lateral til midterlinjen og 1,0 mm bagud til bregma-punktet) i henhold til prompten om den digitale udlæsning (figur 1E).
  8. Bor langsomt et lille grathul gennem kraniet på injektionsstedet uden at trænge ind i duraen med en 1 ml sprøjtenål (26 G, 0,45 mm) (figur 1F). Indsæt langsomt mikrolitersprøjtenålen i hjernevævet gennem hullet, indtil en vis dybde er nået (z = -1,62 mm for de fleste P56-mus) (figur 1G).
    BEMÆRK: Empirisk tillader indsættelsesdybden på -1,62 mm nålespidsen at nå midten af corpus callosum hos de fleste P56-mus, så lysolecithin kunne leveres direkte ind i corpus callosum for at fremkalde demyelining.
  9. 1,5 μL 1 % lysolecithin injiceres med en hastighed på 0,3 μL/min. Efter injektionen skal du vente i 5 minutter, før du langsomt trækker mikrolitersprøjten ud for at forhindre lækage af væske langs injektionsnålens vej.
  10. Sy huden med 5-0 kirurgiske suturer (figur 1H).
  11. Placer musen på en varmepude for at undgå et fald i kropstemperaturen. Administrer en subkutan injektion på 5 mg/kg carprofen hver 24. time for at lindre smerten. Påfør erythromycin salve på snittet hver dag for at sikre, at såret heler ordentligt. Placer musen, der har gennemgået operation i et bur alene, og fodre den med fugtig mad, indtil den er helt genoprettet. Overvåg musen dagligt efter operationen.

Figure 1
Figur 1: Etablering af den lysolecithin-inducerede demyelinationsmusmodel. (A) Fastgør musen i det stereotaksiske apparat. (B) Åbn et 1 cm midtsækket snit for at afsløre kraniet. (C) Visualiser kraniale suturer. (D) Nulstil x-, y- og z-koordinaterne til 0 på Bregma-punktet. (E) Flyt sprøjten til injektionsstedet. (F) Bor et hul i kraniet på injektionsstedet. (G) Indsæt nålen langsomt i hjernevævet og injicer lysolecithin. (H) Sy huden. Klik her for at se en større version af denne figur.

2. Forberedelse af den osmotiske pumpe

BEMÆRK: Pumpens nøglekomponenter er vist i figur 2A.

  1. Bestem dybden af indsættelsen af hjerneinfusionskanulaen i hjernen. Sørg for, at nålen i den anvendte hjerneinfusionskanula er 3 mm lang, og at hver dybdejusterings afstandsdeltager er 0,5 mm. For at opnå en injektionsdybde på 1,5 mm (tæt på callosum) skal du fastgøre tre dybdejusterings afstands afstands afstandsglas til nålen i hjerneinfusionskanylen med vævsklæbemiddel (figur 2B, C).
  2. For at fylde den osmotiske pumpe skal du fastgøre sprøjtenålen, der følger med pumpepakken, til en 1 ml sprøjte og aspirere lægemidlet. Hold pumpen oprejst, indsæt sprøjten i åbningen øverst på pumpen, og injicer langsomt lægemidlet, og pas på ikke at skabe bobler9 (se figur 2D). Når væsken strømmer ud af åbningen, skal du langsomt trække sprøjten ud.
  3. Fjern den hvide flange fra flowregulatoren med en saks eller tang, og pas på ikke at bøje eller knuse flowmoderatoren. Indsæt derefter flowmoderatoren i pumpen (figur 2E). For at afgøre, om der er bobler i den osmotiske pumpe, skal du veje den osmotiske pumpe separat før og efter påfyldning.
  4. Trim kateteret til en vis længde i henhold til dyrets størrelse (20-25 mm katetre til P56-mus, der vejer ca. 25 g). Fastgør kateteret til hjernens infusionskanyle.
  5. Fyld kateteret med lægemidler ved hjælp af sprøjten uden at indføre luft (figur 2F).
  6. Tilslut kateteret til flowmoderatoren. Efter fastgørelsen skal det sikres, at kateteret dækker ca. 4 mm af den eksponerede flowmoderator (figur 2G).
  7. For at sikre, at den osmotiske pumpe kan fungere øjeblikkeligt efter implantationen, nedsænkes de fyldte pumper i sterilt 0,9 % saltvand eller PBS ved 37 °C i mindst 4 til 6 timer (helst til den ene dag til den anden) for at gøre den semigennemtrængelige membran på pumpeoverfladen våd med opløsninger, der har samme osmotiske tryk som vævsmiljøet (figur 2H).
  8. Alle opløsninger, der lægges i pumperne, skal være sterile. ALZET-pumper leveres sterile, efter at have været udsat for en steriliserende dosis på 60Co. Men hvis der opstår udvendig forurening, kan pumpens overflade rengøres ved at tørre den af med isopropylalkohol (70% i vand).

Figure 2
Figur 2: Forberedelse af den osmotiske pumpe. (A) Nøglekomponenter i den osmotiske pumpe. (B,C) Fastgør dybdejusterings afstands afstandsglas til nålen i hjerneinfusionskanylen. (D) Fyld den osmotiske pumpe ved hjælp af en 1 ml sprøjte. (E) Indsæt flowmoderatoren i pumpen. (F) Fyld kateteret ved hjælp af sprøjten. (G) Tilslut kateteret til flowmoderatoren. (H) De fyldte pumper nedsænkes i sterilt 0,9 % saltvand eller PBS ved 37 °C. Klik her for at se en større version af dette tal.

3. Implantation af den osmotiske pumpe

  1. Vent i 3 dage efter etableringen af corpus callosum demyelinationsmodellen. Tænd for det lille dyrebedøvelsessystem. Desinficer saks, pincet og hæmostatisk tang og blød dem i 75% alkoholopløsning. Læg sterile plader i det kirurgiske område.
  2. Anæstesi og fastgør musene på det stereotaksiske apparat igen. Dæk overfladen af øjenkuglerne med en øjensalve for at forhindre tørhed.
  3. Desinficer det originale sår med 75% alkohol. Åbn det kirurgiske snit, der tidligere var syet (figur 3A), og udvid snittet til skulderbladene (figur 3B).
  4. Adskil huden fra det subkutane bindevæv med hæmostatiske tænger eller pincet ved scapulaen for at åbne et hulrum (figur 3C). Anbring den osmotiske pumpe i hulrummet (figur 3D,E).
  5. Med en vatpind skal du forsigtigt tørre og udsætte pinhullet på overfladen af kraniet, der er skabt, når demyelinationsmodellen etableres (se trin 1.8). Indsæt hjerneinfusionsknylen gennem dette pinhole vinkelret og fastgør det hurtigt på kraniet med vævsklæbemiddel (figur 3F).
  6. Fjern den aftagelige fane over hjerneinfusionskylen med en saks (figur 3G, H). Alternativt kan du fjerne tappen først, før du indsætter kanylen for at undgå at ryste i denne proces.
  7. Sy snittet eller fastgør det med vævsklæbemiddel (figur 3I).
  8. Efter operationen skal du placere musen på en varmepude for at undgå et fald i kropstemperaturen. Administrer en subkutan injektion på 5 mg/kg carprofen hver 24. time for at lindre smerten. Påfør erythromycin salve på snittet hver dag for at sikre, at såret heler ordentligt. Placer dyret i et bur alene og fodre med fugtig mad, indtil det er fuldt genoprettet. Overvåg musene hver dag, og kontroller, om hjerneinfusionsknylen var fastgjort.
  9. Afliv musen 11 dage efter operationen ved at injicere 150-200 mg/kg Pentobarbital natrium intraperitonealt efterfulgt af perfusering transkardialt med 4% formaldehyd.
  10. For at kontrollere, at opløsningen leveres normalt, skal du forsigtigt fjerne den osmotiske pumpe og måle restvolumenet i pumpebeholderen inden hjernedissektion.
    1. For at måle restvolumenet skal du fjerne hjerneinfusionskanylen, fastgøre en 1 ml sprøjte til kateteret og derefter aspirere den resterende opløsning for at bestemme dens volumen. Sammenlign det faktiske restvolumen med det teoretiske restvolumen (startvolumen - gennemsnitlig pumpehastighed * infusionsvarighed).
      BEMÆRK: Overdreven restvolumen indikerer mislykket infusion, hvilket kan skyldes kateterokklusion eller pumpefejl.

Figure 3
Figur 3: Implantation af den osmotiske pumpe. (A) Åbn det kirurgiske snit. (B) Udvid snittet til skulderbladene. (C) Adskil huden fra subkutant bindevæv for at skabe et hulrum. (D,E) Anbring den osmotiske pumpe i hulrummet. (F) Indsæt hjerneinfusionskylen i pinhullet på overfladen af kraniet og fastgør det fast på kraniet. (G,H) Fjern den aftagelige fane fra kanylen. (I) Sy snittet. Klik her for at se en større version af denne figur.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

For at verificere effekten af den osmotiske pumpe i myelinregenereringsforskning blev der oprettet en lysolecithin-induceret demyelinationsmodel i P56-mus efterfulgt af implantation af osmotiske pumper indeholdende UM206 (1 mg i 1,5 ml 0,9% saltvand), et peptid med en kort halveringstid og dårlig BBB-permeabilitet, der for nylig er blevet rapporteret for at fremme remyelinering10 . 0,9% saltvand blev brugt som kontrol. Fjorten dage efter modeletableringen blev mus transkardielt perfunderet med 4% formaldehyd for at isolere hjernerne til sektionering, efterfulgt af in situ-hybridisering og transmissionselektronmikroskopi for at evaluere remyelineringsniveauet.

Farvning af DAPI afslørede pinhullet i hjernevævet lige over den hvide substans, hvilket indikerer en vellykket implantation af hjerneinfusionskrylen i den osmotiske pumpe (figur 4A). I in situ-hybridiseringseksperimentet blev den modne oligodendrocytmarkør MAG-sonde brugt til at mærke nyligt differentierede oligodendrocytter som vist i tidligere undersøgelser 10,11,12. Resultaterne viste, at UM206-behandlingen gav flere MAG-positive celler i den demyelinerede region end kontrolgruppen (figur 4B). Transmissionselektronmikroskopi af den demyelinerede region viste også, at antallet af myelinerede axoner blev øget i UM206-behandlingsgruppen sammenlignet med kontrolgruppen (figur 4C), hvilket tyder på, at UM206 inducerede et højere niveau af remyelinering. Disse resultater viser, at den osmotiske pumpe effektivt kan levere lægemidler til corpus callosum i remyelineringsforskningen.

Figure 4
Figur 4: Repræsentative resultater. (A) Repræsentativt billede af DAPI-farvet skive, der viser pinhole i hjernevævet. Skalabjælke: 1.000 μm. (B) Repræsentative billeder, der viser in situ-hybridisering af MAG i det demyelinerede område som vist ved DAPI-farvning. UM206-behandling øgede antallet af MAG-mærkede oligodendrocytter. Skalabjælke: 100 μm. (C) Repræsentative transmissionselektronmikroskopibilleder af det demyelinerede område. UM206-behandling øgede antallet af myelinerede axoner. Skalabjælke: 10 μm. Klik her for at se en større version af denne figur.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Denne protokol beskriver den osmotiske pumpe som en ny lægemiddelleveringsteknik til myelinregenereringsforskning, som kan levere lægemidler direkte til behandlingsstedet og muliggøre konsekvent lægemiddellevering i en længere periode, hvilket skaber en stabil lægemiddelkoncentration i mikromiljøet i centralnervesystemet i hele forsøgsvarigheden. Sammenlignet med andre lægemiddelleveringsmetoder er den osmotiske pumpe mere befordrende for at opretholde lægemiddelkoncentrationen i demyelinationslæsionen13. For eksempel kan systemisk medicin for visse neurotrofiske faktorer ikke opnå nogen effekt på grund af den lave koncentration af lægemidlet på læsionsstedet. Men hvis doseringen øges, vil bivirkningerne være mere signifikante14. I sådanne tilfælde kan administration til et bestemt sted gennem en osmotisk pumpe reducere perifere bivirkninger effektivt15. Derudover har mange myelinregenereringsrelaterede lægemidler dårlig blod-hjernebarriere (BBB) permeabilitet eller viser en kort in vivo-halveringstid på grund af modtagelighed for proteolytisk nedbrydning. Disse problemer kunne løses godt af osmotiske pumper.

Den osmotiske pumpemetode er dog ikke uden forbehold og begrænsninger. For det første, da det er et invasivt lægemiddelleveringssystem, forårsager det uundgåeligt hjernevævsskade og neuroinflammation på hjerneinfusionskanulaindsættelsesstedet, hvilket kan skjule lægemidlets virkning. Der skal således oprettes en egentlig kontrolgruppe kun for opløsningsmidler. For det andet kræver nogle lægemidler opløsningsmidler som dimethylsulfoxid (DMSO), N-methyl-2-pyrrolidon (NMP) for at opløses, men disse opløsningsmidler er uforenelige med reservoirmaterialet og kan forårsage en betydelig fejl i pumperne. For eksempel har høje koncentrationer af dimethylsulfoxid (DMSO) og PEG400 vist sig at påvirke pumpefrigivelsen negativt og er muligvis ikke egnede til anvendelse i osmotiske pumper 16,17,18. For det tredje er lægemidler, der er ustabile ved 37 °C, muligvis ikke egnede til langtidsinfusion ved hjælp af den osmotiske pumpe. Alle disse spørgsmål er værd at være opmærksomme på, hvis du planlægger at anvende den osmotiske pumpe.

Flere trin i denne protokol kræver ekstra opmærksomhed under eksperimenterne. For normal drift af de osmotiske pumper skal forskerne sikre, at den osmotiske pumpe er samlet korrekt, og at der ikke indføres boble i pumpen, hvilket ellers i høj grad vil underminere infusionseffektiviteten. Desuden kan kateterokklusion eller osmotisk pumpefejl forårsage infusionssvigt19, hvilket kan bestemmes ved måling af restvolumenet i pumpebeholderen efter forsøget. Til anvendelse af den osmotiske pumpe i yngre mus med mindre hjernestørrelser anbefales et forsøgsforsøg for at sikre en passende indsættelsesdybde. Desuden skal hjerneinfusionskylen være fast fastgjort på kraniet for at minimere dets bevægelse under infusionen.

På nuværende tidspunkt har mange in vitro-undersøgelser fundet en række lægemidler, der kan fremme myelinregenerering, men på grund af dårlig BBB-permeabilitet, kort halveringstid og andre problemer er disse lægemidler vanskelige at validere in vivo. Derfor er den osmotiske pumpe af stor værdi for forskning i myelinregenerering i centralnervesystemet, især relevant for de lægemidler med kort halveringstid, dårlig BBB-permeabilitet og åbenlyse perifere bivirkninger.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne erklærer ingen interessekonflikter.

Acknowledgments

Dette arbejde blev støttet af bevillinger fra National Nature Science Foundation of China (NSFC 32070964, 31871045) til J.N. og Shenzhen Basic Research Foundation (JCYJ20210324121214039) til Y.S.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Anesthesia Air Pump RWD R510-29 E05818-006
Brain Infusion kit 3 ALZET 0008851 1-3 mm
Carprofen Macklin C830557-1g 5 mg/kg every 24 h
Erythromycin eye ointment Along technology YCKJ-RJ-024780 Cover the surface of the eyeballs during anesthesia
Erythromycin ointment pythonbio RG180
Gas Evacuation Apparatus RWD R546W E05518-002
L-α-Lysophosphatidylcholine Sigma L0906 Dissolve at 1% with sterile PBS
Microliter Syringe Hamilton 65460-05 Syringe Series:1700, 10 µL, 33 gauge
Micro-smotic pump model 1002 ALZET 0004317 0.25 µL per hour, 14 days
PBS (pH = 7.3) ORIGENE ZLI-9061
Pentobarbital sodium Shanghai Civi CAS NO: 57-33-0 150-200 mg/kg intraperitoneal injection for euthanasia
Small Animal Anesthesia Machine RWD R520IE E05807-006 M
Stereotaxic Equipment RWD E06382
STERI 250 sterilizer Keller 31101 Rapid sterilization of surgical instruments
Surgical sutures Shanghai jinhuan F504 5-0
Syringe needle (1 mL) Shanghai KDL 6930197811018 26 gauge (0.45 mm x 16 mm)
Testing drug and solvent Experiment dependent N/A
ThermoStar Homeothermic Monitoring System RWD 69026 Maintain body temperature during anesthesia
Vetbond Tissue adhesive 3M 1469SB Secure the brain infusion cannula , Adhere the skin incision

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Theeuwes, F., Yum, S. I. Principles of the design and operation of generic osmotic pumps for the delivery of semisolid or liquid drug formulations. Annals of Biomedical Engineering. 4 (4), 343-353 (1976).
  2. Herrlich, S., Spieth, S., Messner, S., Zengerle, R. Osmotic micropumps for drug delivery. Advanced Drug Delivery Reviews. 64 (14), 1617-1627 (2012).
  3. Wei, E., Loh, H. Physical dependence of opiate-like peptides. Science. 193 (4259), 1262-1263 (1976).
  4. Pettigrew, J. D., Kasamatsu, T. Local perfusion of noradrenaline maintains visual cortical plasticity. Nature. 271 (5647), 761-763 (1978).
  5. Wang, Y., et al. Reduced oligodendrocyte precursor cell impairs astrocytic development in early life stress. Advanced Science (Weinheim). 8 (16), 2101181 (2021).
  6. Tang, C., et al. Neural stem cells behave as a functional niche for the maturation of newborn neurons through the secretion of PTN. Neuron. 101 (1), 32-44 (2019).
  7. Watanabe, S., Komine, O., Endo, F., Wakasugi, K., Yamanaka, K. Intracerebroventricular administration of Cystatin C ameliorates disease in SOD1-linked amyotrophic lateral sclerosis mice. Journal of Neurochemistry. 145 (1), 80-89 (2018).
  8. DeVos, S. L., Miller, T. M. Direct intraventricular delivery of drugs to the rodent central nervous system. Journal of Visualized Experiments: JoVE. , e50326 (2013).
  9. Tang, C., Guo, W. Implantation of a mini-osmotic pump plus stereotactical injection of retrovirus to study newborn neuron development in adult mouse hippocampus. STAR Protocols. 2 (1), 100374 (2021).
  10. Niu, J., et al. Oligodendroglial ring finger protein Rnf43 is an essential injury-specific regulator of oligodendrocyte maturation. Neuron. 109 (19), 3104-3118 (2021).
  11. Breitschopf, H., Suchanek, G., Gould, R. M., Colman, D. R., Lassmann, H. In situ hybridization with digoxigenin-labeled probes: sensitive and reliable detection method applied to myelinating rat brain. Acta Neuropathologica. 84 (6), 581-587 (1992).
  12. Cree, B. A. C., et al. Clemastine rescues myelination defects and promotes functional recovery in hypoxic brain injury. Brain. 141 (1), 85-98 (2018).
  13. Eckenhoff, B., Yum, S. I. The osmotic pump: novel research tool for optimizing drug regimens. Biomaterials. 2 (2), 89-97 (1981).
  14. Thoenen, H., Sendtner, M. Neurotrophins: from enthusiastic expectations through sobering experiences to rational therapeutic approaches. Nature Neuroscience. 5, 1046-1050 (2002).
  15. Hagg, T. Intracerebral infusion of neurotrophic factors. Methods in Molecular Biology. 399, 167-180 (2007).
  16. Bittner, B., Thelly, T., Isel, H., Mountfield, R. J. The impact of co-solvents and the composition of experimental formulations on the pump rate of the ALZET osmotic pump. International Journal of Pharmaceutics. 205 (1-2), 195-198 (2000).
  17. Arnot, M. I., Bateson, A. N., Martin, I. L. Dimethyl sulfoxide/propylene glycol is a suitable solvent for the delivery of diazepam from osmotic minipumps. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 36 (1), 29-31 (1996).
  18. Gullapalli, R., et al. Development of ALZET osmotic pump compatible solvent compositions to solubilize poorly soluble compounds for preclinical studies. Drug Delivery. 19 (5), 239-246 (2012).
  19. White, J. D., Schwartz, M. W. Using osmotic minipumps for intracranial delivery of amino acids and peptides. Methods in Neurosciences. 21, 187-200 (1994).

Tags

Neurovidenskab udgave 178
Osmotisk pumpebaseret lægemiddellevering til In Vivo-remyelineringsforskning på centralnervesystemet <em></em>
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Wang, X., Su, Y., Hu, X., Niu, J.… More

Wang, X., Su, Y., Hu, X., Niu, J. Osmotic Pump-based Drug-delivery for In Vivo Remyelination Research on the Central Nervous System. J. Vis. Exp. (178), e63343, doi:10.3791/63343 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter