Introduction
Eksperimentelle studier som record in vivo gastrointestinal (GI) motilitet over en rekke eksperimentelle forhold forblir et kraftig verktøy for å forstå de underliggende normale og patofysiologiske prosesser som er nødvendige for nærings homeostase. Tradisjonelt har tallrike eksperimentelle metoder, hvorav noen har likhetstrekk med de som finnes i klinisk praksis 1, er blitt anvendt for å direkte måle endringene i GI sammentrekning sats 2-5, intraluminal trykk 6, 7, eller GI transitt av ikke-absorberbare markørene 8, 9 eller stabile isotoper 10-12. Hver av disse teknikkene har unike fordeler og ulemper, som er blitt adressert tidligere i litteraturen. For eksempel, har nytten av ballongen manometry å kvantifisere trykkendringer blitt avhørt på grunn av den iboende etterlevelse av ballongen materiale mens gastrointestinal gjenvinning av ikke-absorberbare markører krever euthanizing den eksperimentelle animal for et enkelt datapunkt. Nylig har søknaden og validering av en miniatyrisert arterietrykk kateter blitt rapportert som tilbyr en ikke-kirurgisk metode for å overvåke mage kontraktilitet hos rotter og mus tre. Mens en orogastrically plassert trykkgiver eliminerer effektivt konfunderende variabler på gastrointestinal funksjon ved å unngå invasive kirurgiske prosedyrer, er en slik tilnærming bare egnet for bedøvede forberedelser. Videre mangel på visuell veiledning ikke tillater konsistent anbringelse av svingeren innenfor bestemte områder av mage. Som sådan er denne anvendelse begrenset til magesekken eller i tarmen, siden visualisering, kombinert med den relativt stive transduser wire, i tolvfingertarmen eller ileum er ikke et alternativ.
Tilsvarende har biomagnetic vekselstrøm biosusceptometry (ACB) teknikk er validert for GI kontraksjon analyse fire. Mens ACB teknikk gir en ikke-invasiv apming for måling av gastrointestinale sammentrekninger, lider ACB fra en tilsvarende begrensning i at bruken av inntatt magnetiske deteksjons medier tillater ikke nøyaktig registrering av bestemte områder av mage-tarmkanalen. Denne begrensning kan overvinnes ved den kirurgiske implantering av magnetiske markører. Likevel, nødvendiggjør ACB teknikk at dyret bedøves for datainnsamling.
Ultrasonomicrometry har vært ansatt i noen GI studerer 13, 14 for å dra nytte av den lille størrelsen, romlig og tidsmessige fordelene med piezoelektriske krystaller sender / mottakere. Bølger av gastrisk glatt muskelkontraksjon er ikke et høy-frekvens arrangementet og forekommer ved en hastighet på ca 3 - 5 sykluser / min. Derfor kan de timelige fordelene med sonomicrometry være unødvendig å rettferdiggjøre kostnadene. Videre, mens lineær bevegelse er nøyaktig målt med sonomicrometry, begrensninger har blitt presentert om nøyaktig gastrointestinal datatolkning som kan resultere fra å implantere et tilstrekkelig antall krystaller 14.
Basert på den opprinnelige design av Bass og kolleger 2, 15 dette visualisert protokollen mer fullstendig dokumenterer trinn-for-trinn fabrikasjon og eksperimentell bruk av miniatyr, doble element strekklapper som besitter høy følsomhet og fleksibilitet for opptak av glatte muskelsammentrekninger langs hele GI kanalen. Dimensjonene av strekklappelementer er egnet for en hvilken som helst applikasjon gnagere siden følsomhet og størrelsen av det ferdige strekklapp er mest avhengig av silikon ark innkapsle elementene. Disse strekklapper er lett tilpasses for akutt og kronisk anvendelse i bedøvede og fritt oppfører laboratoriedyremodeller derved å tilveiebringe en enkel teknikk for å kvantifisere glatte muskelkontraksjoner.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle prosedyrer fulgt National Institutes of Health retningslinjer og ble godkjent av Institutional Animal Care og bruk komité ved Penn State Hershey College of Medicine. Rotter ble plassert ved hjelp av vanlige Vivarium praksis. Merk: Denne protokollen bruker mannlige Wistar rotter ≥8 ukers alder og i utgangspunktet veier 175-200 g.
1. Prosedyrer for Fabrikasjon av Strain Gage
- De fleste verktøy og komponenter være tilgjengelig fra den opprinnelige eller etterfølger selskaper og er oppsummert i Tabell 1.
- Utarbeidelse og liming av to enkeltelementstrekklapper
- Håndtere strekklapp elementer (EA-06-031-350) nøye med rene Dumont # 5 tang. For å begrense uønsket bevegelse av elementer, bruke en liten, ren, selvklebende stykke papir med den selvklebende siden vendt opp for å sikre elementer til arbeidsflaten uten fare for forurensning eller overdreven vedheft.
- Bond to enkeltstrekklappelementer back-to-back, for å danne en dobbel-element. Rens på baksiden av hvert element film med isopropylalkohol og tillater tørking ved fordampning (tørking med gasbind introduserer ofte fiber forurensninger som er vanskelig å fjerne). Under stereo veiledning (1 - 3x), og ved hjelp av en ren artist pensel (10-0 kamel hår), bruke en tynn film av epoxy-fenoliske lim på baksiden av ett element og umiddelbart plassere den motsatte tilbake til det andre elementet i kontakt og justere folie nett (Figur 1a).
- Plasser de limte elementer i en 50 - 60 ° C ovn O / N til fullt ut å herde epoksyen.
MERK: Ikke klem de limte elementer siden overflødig epoxy kan sive inn elementene og trykk kan føre til forskyvning av nett. Den to-komponent epoksy har en brukbar nedkjølt tiden for bare 6 uker etter blanding. Bond og kurere en tilstrekkelig tilførsel av elementer på en gang og lagre dem i et rent, støvfritt, miljø for senere bruk.
- Dimensjonering og ledningerdual element strekklapper
- Trim limt to elementer til en endelig størrelse på 3 x 3 mm med en # 11 skalpell eller enkel kant barberblad. Forsinkelse trimming den øverste delen av de to elementene ved dette tidspunkt for å ha et område for sikker håndtering elementet (figur 1A).
- Hvert element krever en fire-leders ledning fremstilt fra tre-leders, bindbar, Teflon isolert ledning (P / N 336-FTE). Demontere en 30 cm flettet strand av tre-leder ledning inn i tre konstituerende ledninger.
- For å gjøre en firelederkabel, kobler en av de resulterende enkeltledere med like-farget ledning inneholdt i et andre 30 cm lengde av tre ledertråd. I de følgende trinnene, vil disse matchende fargede ledninger skjøtes ved klemmen for å danne en felles ledning for den endelige strekklapp (figur 1B).
- Fjern ca 1mm av Teflon isolasjon fra begge ender av hver ledning med termiske wire strippers. Bruke aktivert rosin sol, all forandring og lav temperatur loddetinn (smeltepunkt 183 ° C) tinn kabelendene med en lodde blyant.
- For det neste trinnet blir en microsoldering spissen for å danne en mer diskret loddeskjøt for å unngå varmeskader på filmlaget på elementet (figur 1C). For å fremstille en mindre microsoldering spiss, vikle et lite stykke kobbertråd (diameter 0,25 mm ~) en gang rundt standard loddespissen, slik at kobbertråd strekker seg utover lengden av standard loddespiss.
- Flux bare loddeputer på én side av dobbeltelementet limt med en ren 10-0 børste og lodde en eneste spor og en av de parvise felles fører til loddeplaten (figur 1D). Residual fluks kan fjernes etterpå med en ren pensel dyppet i harpiksoppløsningsmiddel.
- Gjenta prosessen på den motsatte side, slik at den gjenværende felles ledning ledning er loddet til puten motsatt den opprinnelige felles leder.
- Teste ennd epoxying dual element strekklapper
- Lodde gull socket connectors (E363 / 0) til de frie endene av ledningen fører. På dette tidspunkt kobles strekklapp til en opptaksforsterker (beskrevet nedenfor) for å teste integriteten til den doble element anordningen.
- Mål motstanden med en god kvalitet volt-ohm meter. Elementer registrere en motstand på omtrent 350 Ω. Resolder utilstrekkelige tilkoblinger på dette punktet med frisk loddetinn.
- Dersom kabeltilkobling og dual element montering anses tilfredsstillende, klippe av eventuelle gjenværende element film.
- Isolere loddetråd leddene på de element lodde pads med et tynt lag av todelte silikon-gummi epoksyharpiks (P / N E211). For best resultat, dels kurere harpiks for 20-30 min før påføring (figur 1E).
- Innkapsle dual element strekklapper i silikon
- Skjær tre stykker av 0,5 mm tykk silikon ark (P / N 20-20) til 15 mm 2, og clene silikon med destillert vann. Skjær ett stykke silikon ark i en U-form for å imøtekomme den endelige dual element montering uten å deformere innkapslingsmidlet silikon (figur 1F).
- Coat de indre overflater av hakk-frie silikon ark med klar silikonklebemiddel.
- Sandwich den doble element anordningen innen hakk og de innrettede ytre ark, deretter forsiktig presse ut overflødig silikon, så vel som luftbobler, fra midten og utover. Klemmes forsiktig innkapslet montering mellom to blokker av metall bar lager i 24 timer for å sikre jevn tykkelse, og at ingen deformasjoner oppstår.
- Tillat den overskytende silikon å forbli langs grensene av montering og kur. Dette overskudd blir fjernet når arket silikon er trimmet til de ønskede endelige dimensjoner (vanligvis 6 mm x 8 mm; figur 1g).
- Gjennomføring av lednings kontakt og kalibrering
- Forsterk loddeskjøtav gull socket kontaktene på den enkelte terminal ledningen fører med 3 mm (1/8 tommer) krympeslange og justere innenfor en plast elektrode pidestall (MS363, figur 1H). Sikre elektrodesøyle og ledninger med 0,125 og 0,25 cm i diameter krympeslangen for å forhindre frakopling i løpet av eksperimentet (figur 1i).
- Strekklapp signaler blir behandlet gjennom en høy gevinst bro forsterker (P / N AMP-01-SG). Koble strekklapp til forsterkeren ved hjelp av en kabel med en parret plugg (363 - SL / 6) for å passe elektrodesøyle. Den gjengede hetten gir ytterligere sikkerhet for å opprettholde uavbrutt signaler i løpet av eksperimentet.
- Juster Bridge, balanse og gain innstillinger på forsterkeren til en dedikert strekklapp i henhold til produsentens instruksjoner. Klebes i enden av strekklapp der ledninger går ut horisontalt til en stiv klemme og kalibreres ved å plassere en 1 g statisk belastning på den motsatte enden som opprinnelig beskrevet av Pascaud og kolleger2, 16, 17.
2. Kirurgiske Prosedyrer for Akutt Implantasjon av Strain Gage
- Animal Care og klargjøring:
- Mat berøve forsøksdyr natten før kirurgisk implantering (vann kan tilveiebringes ad libitum).
- Dypt bedøve dyret. Thiobutabarbital (100 - 150 mg / kg, ip for rotter) er foretrukket for terminal strekklapp implantasjon og eksperimentering grunn av vedvarende anestetisk effekt og minimal endring av mage reflekser hos rotte 10 (dvs. ikke-overlevelse.). Test for fravær av poten klype refleks for å bestemme dybden av anestesi.
- Forbered rotte for aseptisk kirurgi som diktert av eksperimentell design og godkjent IACUC retningslinjer inkludert sterilisering kirurgiske verktøy, barber snittet nettsteder, søker veterinær øyesalve og desinfisering alle kirurgiske områder. MERK: Hvis strekklapp blir tilrettelagt for kronisk bruk, steriliserestrekklapp bare med etylenoksyd (gass) sterilisering. Bruken av varme eller kjemiske steriliseringsteknikker kan skade strekklapp.
- Intubasjonsforhold for terminal eksperimenter:
- For lang varighet, terminal, eksperimenter intubere rotte med en trakealtuben å holde en åpen luftvei. Lag en 1 - 2 cm midtlinjesnitt på ventral side av halsen fra mindreverdig grensen av kjeven til sternummarkering.
- Separer de underliggende stroppen muskler ved hjelp av stump disseksjon på midtlinjen for å avdekke luftrøret. Isoler luftrøret fra de underliggende spiserør og plassere en løkke av 3-0 'Ethilon sutur mellom luftrøret og spiserøret for å danne en ligatur.
- Åpne trachea anteriorly ved å lage en liten incison i membranen mellom to av de brusk ringer av luftrøret like distalt for skjoldbruskkjertelen. Sett et lite stykke polyetylenrør (P / N PE-270), 5 mm i lengde (og avfaset ved den ene ende) i tracheaog fest den på plass med ligaturen.
- Plasser stroppen muskler tilbake på plass og sy den overliggende huden med 3-0 'Ethilon.
- Strekklapp instrumentering til gastrointestinal overflaten:
- Tre av de fire hjørner av strekklapp med 4 - 5 cm lengder på 4-0 eller mindre, steril silke sutur ved hjelp av en # 14 konisk punkt 3/8 sirkel nålen før operasjonen. Silke sutur gir en høy grad av fleksibilitet og er mindre tilbøyelige til å skade silikon innkapsling av strekklappelement.
MERK: silketråd er akseptabelt for ikke-overlevelse operasjoner og for interne applikasjoner, der wicking av bakterier over en epitelial barrieren er ikke en risiko. I applikasjoner som krever overlevelse kirurgi, er det nødvendig med en prolen sutur for å redusere risikoen for infeksjon som ligger i de flettede duk fibrene i silke sutur. - Utfør en laparotomi ved incising magehuden langs midtlinjen. Seksjon rectus abdominus muskulaturen sammenforbindelses linea alba (avascular) for å hindre blødning. Deretter lage en veldig overfladisk midtlinjen snitt i parietal peritoneum for å unngå Skjærende smerter underliggende abdominal viscera.
- Exteriorize magen ved hjelp av saltvann gjennomvåt bomull tippet applikatorer. Hold magen i posisjon ved forsiktig å plassere den på en saltløsning gjennomvåt kompress på hale slutten av abdominal snitt.
- Juster rutenett av den innkapslede strekklapp parallelt med de sirkulære glatte muskelfibre. Ved hjelp av de tidligere gjengede suturer (trinn 2.3.1), feste hjørnene av gage til den serøse ventrale overflaten av gastrisk corpus ved hjelp av en # 14 konisk punkt 3/8 sirkel nål. For å minimere skade på vev og potensiell blødning, ikke bruk skjærende kanter nåler og ikke perforere noen overfladiske blodkar på overflaten av magesekken.
- Begynn sutur mønster av gage langs den større krumning av magen nær fundus / corpus grense og fortsettneste langs fundus / corpus boundary mot mindre kurvatur. Serosa underliggende strekklapp bør verken være slakk eller altfor strukket for å oppnå de beste resultatene.
- Returnere nøye magen til sin anatomisk posisjon ved hjelp av saltvann-gjennomvåt bomulls tippet applikatorer.
- I en akutt modell, exteriorize strekklapp fører på kaudal ende av midtlinjesnitt før lukking av det abdominale snittet. Sikre de frie ledninger til dyret (f.eks., Bakfot) for å gi strekkavlastning under manipulasjon av animalsk eller terminal trådkontakt. Lukk rectus abdominus muskler og magehuden separat med 3-0 nylon sutur. I en kronisk modell, sikre ledningene subkutant langs ryggsiden av rotte og exteriorize dem over skallen 18.
- Etter kirurgisk instrumentering, plasser dyr i en stereotaksisk ramme for å støtte hodet og løfte den øvre torso. Det sistnevnte trinn bidrar til å redusere gjeninspira- sjon gjenstand under opptak. Overvåk rektal temperatur og opprettholde ved 37 ± 1 ° C ved hjelp av en feedback-kontrollert varmeputen.
- Ved avslutningen av terminal eksperimenter utnytte thiobutabarbital anestesi, skal dyret avlives på en måte som samsvarer med American Veterinary Medical Association (AVMA) Retningslinjer for aktiv dødshjelp.
- Tre av de fire hjørner av strekklapp med 4 - 5 cm lengder på 4-0 eller mindre, steril silke sutur ved hjelp av en # 14 konisk punkt 3/8 sirkel nålen før operasjonen. Silke sutur gir en høy grad av fleksibilitet og er mindre tilbøyelige til å skade silikon innkapsling av strekklappelement.
- Gastrisk motilitet opptak:
- Forsterke strekklappsignalet med en hvilken som helst kommersielt tilgjengelig DC bro forsterker.
- Spill DC utgangssignaler på en datamaskin ved hjelp av diagrammet opptaker funksjon av hvilken som helst kommersielt tilgjengelig datainnsamling system.
MERK: En papirkopi av forsterkerutgangen kan genereres gjennom en polygraph diagram opptaker.
3. Representant Måling av mage Sammentrekninger Etter hjernestammen Stimulering
- Eksponering av hjernestammen og fjerde ventrikkel
- Etter kirurgisk instrumentering, og placement av Thiobutabarbital-bedøvet dyret i en stereotaxic ramme, lage en 1,5 til 2 cm midtlinjen snitt i huden fra nakkeknøl mot bunnen av halsen.
- Separer bindevevet bli med de bilaterale muskel magene til de underliggende nakkemusklene langs midtlinjen (musklene fra overfladisk til dyp er levator Auris longus kranie del, levator Auris longus halepartiet, og platysma kraniale del).
- Løsne levator Auris longus fra nakkeknøl når midtlinjen er klart definert og utsatt.
- Utsett hale regionen i skallen nøye ved hjelp av stump disseksjon å løsrive platysma muskel fra den underliggende dura mater.
- Bruk en ny 25 G nål til å nøye løsne dura mater langs foramen magnum strekker bilateralt til occipital condyles.
- Bruk # 5 Dumont pinsett til å fjerne pia og araknoide hjernehinnene liggende den fjerde ventrikkel og avsløre hjernestammen.
- Administrering av fjerde ventrikkel tyreotropin hormon eller intravenøs natriumnitroprussid
- Vei og oppløse thyrotropin-frigivende hormon (TRH) i sterilt saltvann for å nå en endelig konsentrasjon på 50 uM TRH.
- Vei og oppløse natriumnitroprussid (SNP) i sterilt saltvann for å nå en sluttkonsentrasjon på 150 uM SNP.
- Ved hjelp av en 10 mL sprøyte, gi 2 mL av TRH (endelig dose tilsvarer 100 pmol) i den dorsale overflaten av hjernestammen fjerde ventrikkel for å lette opptaket av mage sammentrekninger.
- Ved hjelp av en steril sprøyte og 27 G nål, administrere 150 pmol / kg av SNP gjennom halevenen for å lette opptak av gastrisk avslapning.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Representative data fra en Thiobutabarbital-bedøvet rotte er vist i figur 2. Toppen kurven representerer de gastriske korpus sammentrekninger fra rottehjernestammen under administrering av thyrotropin-frigivende hormon (TRH, 100 pmol), en kjent motilitets-fremmende peptid 3, 19. Den viser baseline sammentrekninger før økningen i phasic mage glatt muskelaktivitet. Merk: Analyse av disse toppene i mage sammentrekninger følge den opprinnelige formelen utviklet av Ormsby og Bass 20
Motilitet Indeks = (N 1 x1) + (N 2 x2) + (N 3 x4) + (N 4 x8)
Basert på denne formel, er lik N det totale antall topper i en bestemt milligram område. Derfor, forutsatt at a 0 mg signalet er indikativ for ingen gastrisk motilitet, gruppering av topp-til-topp sinusformede signaler kan bli beregnet som 25 - 50 mg, 60 - 100 mg, 110-200 mg og signaler større enn 210 mg for N 1 til N 4, henholdsvis. Denne formelen er mindre følsom for baseline tonesvingninger som naturlig oppstår over flere sekunder eller minutter. Slike svingninger ville måtte bli subtrahert for å generere gyldige område ved hjelp av under kurven målingene 3.
Den andre kurven viser en reduksjon i utgangs gastrisk glatt muskeltone fra det samme dyr som respons på nitrogenoksid-donoren, natriumnitroprussid (150 pmol / kg iv). Data som representerer en inhibering av gastrisk glattmuskel-aktivitet kan lett analyseres ved reduksjonen i signalspenning mellom grunnlinjen og maksimal respons. Dette spenningssignal kan deretter brukes til å utlede den tilsvarende statiske belastning, i gram, hvis strekklapp ble kalibrert før eksperimentet. Disse representative data demonstrere toveis egenskapene til en dobbel-element strekklapp som er riktig festet til mage serosa.
e_content "> Den tredje kurven representerer basal glatte muskelkontraksjoner registrert av en subminiatyr strekklapp suturert til den serøse overflaten av tolvfingertarmen i en fastet rotte. Orienteringen av strekklappelementene var også parallelt med den sirkulære muskel i tolvfingertarmen.
Figur 1. Hoved stadier av strekklapp fabrikasjon. (A) Tvilling limt elementer som har blitt trimmet på tre av fire sider til endelig dimensjoner. (B) Representative endene av ledninger konfigurert for feste til gage elementer (venstre) og terminal kontakter (høyre ). Legg merke til at to røde ledninger er sluttet bare ved klemmen (pilspiss). (C) Representant plassering av en strand av kobbertråd i nærhet til fine (1,5 mm) soldering tips. Opprettholde fersk lodde langs dette krysset (pilspiss) sikrer tilstrekkelig varmeoverføring gjennom mikro spissen for å smelte 63% Tin: 36.65% Lead: 0,35% Antimon loddetinn (D) Representant omfanget av loddetinn leddene mellom ledningen fører og loddeputer på gage element. . (E) Riktig potte lodding. (F) Representative hakk i den indre silikonlaminatarket for å få plass til strekklappelement uten å deformere ferdig element. (G) laminert lag av silikon ark (tre i totalt) som danner en ferdig strekklapp før endelig dimensjonering. (H) Wire tilkoblinger til gullbelagte kontakter er forsterket med lag av succeedingly større diameter krympeslange før innsetting i elektrode pidestall. (I) Sluttkrympeplast påføring av terminal kontakter og elektrode pidestall. Kalibreringsbarer: (A - D), 5 mm, (e), 2 mm; & (F - jeg), 5 mm. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2. Representative motilitet spor generert med fabrikkerte dual ELEM ent strekklapper. Opptak fra fremre mage corpus under en økning i mage sammentrekninger (øverste spor) og under en hemming av mage sammentrekninger (midten trace) og tolvfingertarm (nederst spor) av fastende rotter (200-250 g).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Fremgangsmåtene som er presentert her tillate individuelle laboratorier for å fremstille følsomme miniatyr strekklapper for biologiske anvendelser, inkludert, men ikke begrenset til, gastrointestinal motilitet i små forsøksdyr. Siden den kommersielle produksjonen av disse strekklapper har opphørt, er laboratorier undersøker gastrointestinal funksjon begrenset til andre teknikker som kan ikke tillate hele spekteret av eksperimentelle applikasjoner som er tilgjengelige. Denne rapporten gir en oppdatert og mer detaljert beskrivelse av tidligere beskrevne teknikker 15. Teksten og medfølgende video konkret adresse løsninger på vanlige fallgruvene som vi anerkjente under utvikling og mestring av fabrikasjonsprosessen.
Hvert trinn, som beskrevet, presenterer teknikker for vellykket fremstilling. Nøye hensyn til renslig og sikker måte å lodde alle forbindelser, så vel som å unngå skade på elementet med overdreven varme fra soldering prosessen er de mest hyppige utfordringer til suksess. Den fine gage ledningen er tilbøyelige til å bryte hvis den ikke er riktig forsterket med krympeslange eller silikon epoxy, og vil resultere i et fravær av signal når gage er svakt bøyd. En strekklapp med en brutt eller frakoblet ledning i nærheten av gullkontaktene inne i plast-terminal pidestallen er den vanligste feil på et tidligere funksjonell manometertrykk. Individuelle målere kan nøye demonteres ved å fjerne krympeslange for å avdekke den ødelagte ledningen. Etter resoldering ledningen til gullkontakten, er hele gage sammen igjen med ny krympeslange.
Med litt trening og nøye hensyn til fabrikere strekklapper av ensartede dimensjoner, affixing strekklapper i forhold til fjerne landemerker (f.eks., Større mage kurvatur, fundus / corpus grensen), og unngå skader på blodkar, vil nybegynnere raskt utvikle evne til å oppnå konsistente resultater. Innkapsle den doble element i tre lag med silikon skaper en slitesterk og fleksibel, men likevel svært følsom strekklapp som vil vare i løpet av gjentatt bruk med riktig pleie. Den høye følsomheten av en uinnkapslet strekklapp blir minimalt påvirket av en hvilken som helst motstand som meddeles ved hjelp av silisium-laminat. Tynnere silikon ark (P / N 20-05) anbefales for å endre gage for tarm applikasjoner eller for å fabrikkere mindre lapper for mus og diskret gut regioner som sphincters og spiserøret. Ekstra forsiktighet er nødvendig siden tynnere målere har redusert motstand mot riv av silikon arket under implanteringen.
Kirurgiske vanskeligheter med bruken av disse målere ofte et resultat av overdreven manipulering av de innvendige organer eller feilinnretting av gage under implanteringen. Den tidligere sannsynlig initierer nevrale og inflammatoriske prosesser som direkte fører til nedsatt GI motilitet, 9, 21 selv om beggefallgruvene er lett avhjelpes ved foredling av kirurgisk teknikk. Dette kan omfatte å endre lengden og startpunktet til midtlinjesnitt i abdomen, så vel som å minimalisere manipulering av innvollene under exteriorization og utskifting av magen.
Gyldigheten og kvaliteten til disse strekklapper har vært diskutert tidligere 2, 15. Vi, og andre, rutinemessig måle mage glatt muskelaktivitet i akutte, bedøvede forberedelser 16, 22. Med tilstrekkelig instrumentering, en enkelt etterforsker kan instrument og skaffe data fra opp til fire dyr i en enkelt dag. I tillegg, implantasjon av flere trykkmålere i samme dyr tillater en å måle forholdet mellom tilstøtende eller fjernt, områder av mage-tarmkanalen.
I sammendrag, fabrikasjon av disse subminiatyr strekklapper muliggjør et bredere spekter av studier benytter en felles matrise av implantasjon teknikker, instrumentation og dataanalyse. Blant applikasjoner på tvers av hele mage-tarmkanalen, disse målere tillate for cross sammenligning av data samlet inn fra A) akutte og / eller kroniske eksperimentelle design; B) flere (samtidig) opptakssider fra ett eneste dyr; og C) et bredere spekter av eksperimentelle intervensjoner.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
Forskningsmidlene ble mottatt gjennom National Institute of nevrologiske lidelser og hjerneslag (NS049177 og NS087834). Forfatterne ønsker å erkjenne de intellektuelle bidrag på slutten av Dr. Paul Bass og hans kolleger i den opprinnelige utformingen av strekklapper; og Carol Tollefsrud for fabrikasjon og markedsføring av strekklapper til opphør av produksjon i 2010 så vel som for hennes innsikts korrespondanse.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Strain gage element | Micro-Measurements (Vishay Product Group) | EA-06-031-350 | Linear pattern, foil, stress analysis strain gage (2 required) www.vishaypg.com/micro-measurements/ or http://www.vishaypg.com/docs/11070/031ce.pdf |
| Epoxy-phenolic adhesive | M-bond 610 | General purpose adhesive for bonding strain gage elements | http://www.vishaypg.com/docs/11024/wirecable.pdf |
| 3 conductor insulated wire | 336-FTE | Fine gage, flexible general purpose wire | http://www.vishaypg.com/docs/11024/wirecable.pdf |
| Flux and rosin solvent kit | FAR-2 M-Flux AR kit | Liquid solder flux | http://www.vishaypg.com/docs/11023/soldacce.pdf |
| Solder | 361A-20R-25 | Optimized and recommended for strain gage applications | http://www.vishaypg.com/docs/11023/soldacce.pdf |
| Gold socket connector | PlasticsOne | E363/0 | Socket contact for electrode pedestal http://www.plastics1.com/PCR/Catalog/Item.php?item=407 |
| Electrode pedestal | MS363 | Secure platform for wire contacts | http://www.plastics1.com/PCR/Catalog/Item.php?item=499 |
| 6-wire cable | 363 PLUG W/VINYL SL/6 | Pre-fabricated vinyl-coated cable (in customized lengths) with plug adaptor to match electrode pedestal and tinned solder lugs on terminal end | |
| Silicone rubber casting compound | EIS electrical products | Elan Tron E211 | Potting medium for gage/wire solder joints http://www.eis-inc.com |
| HOTweezers | Meisei Corporation | Model 4B | Wire insulation strippers http://www.impexron.us |
| Soldering station | Weller (Apex Tool Group) | WES 51 | High quality soldering equipment http://www.apexhandtools.com/weller/index.cfm |
| Available through http://www.eis-inc.com or http://www.amazon.com | |||
| Silicone sheet | Trelleborg Sealing Solutions Northborough-Life Sciences | Pharmelast 20-20 | Encapsulating strain gage elements 10 B Forbes Road Northborough, MA 01532 (800) 634-2000 |
| Amplifier | Experimetria Ltd | AMP-01-SG | http://experimetria.com/Biological_amplifiers.php |
References
- Szarka, L. A., Camilleri, M. Methods for measurement of gastric motility. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 296 (3), G461-G475 (2009).
- Pascaud XB, F. A. U., Genton, M. J., Bass, P. A miniature transducer for recording intestinal motility in unrestrained chronic rats. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. Gastrointest. Physiol. 4 (5), 532-538 (1978).
- Gourcerol, G., Adelson, D. W., Million, M., Wang, L., Tache, Y. Modulation of gastric motility by brain-gut peptides using a novel non-invasive miniaturized pressure transducer method in anesthetized rodents. Peptides. 32 (4), 737-746 (2011).
- Américo, M. F., et al. Validation of ACB in vitro and in vivo as a biomagnetic method for measuring stomach contraction. Neurogastroenterol. Motil. 22 (12), 1340-1374 (2010).
- Fujitsuka, N., Asakawa, A., Amitani, H., Fujimiya, M., Inui, A. Chapter Eighteen - Ghrelin and Gastrointestinal Movement. Ghrelin and Gastrointestinal Movement. , Academic Press. 289-301 (2012).
- Monroe, M. J., Hornby, P. J., Partosoedarso, E. R. Central vagal stimulation evokes gastric volume changes in mice: a novel technique using a miniaturized barostat. Neurogastroenterol. Motil. 16 (1), 5-11 (2004).
- Herman, M. A., et al. Characterization of noradrenergic transmission at the dorsal motor nucleus of the vagus involved in reflex control of fundus tone. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 294 (3), 720-729 (2008).
- Gondim, F. A., et al. Complete cervical or thoracic spinal cord transections delay gastric emptying and gastrointestinal transit of liquid in awake rats. Spinal Cord. 37 (11), 793-799 (1999).
- Van Bree, S. H. W., et al. Systemic inflammation with enhanced brain activation contributes to more severe delay in postoperative ileus. Neurogastroenterol. Motil. 25 (8), 540-549 (2013).
- Qualls-Creekmore, E., Tong, M., Holmes, G. M. Gastric emptying of enterally administered liquid meal in conscious rats and during sustained anaesthesia. Neurogastroenterol. Motil. 22 (2), 181-185 (2010).
- Qualls-Creekmore, E., Tong, M., Holmes, G. M. Time-course of recovery of gastric emptying and motility in rats with experimental spinal cord injury. Neurogastroenterol. Motil. 22 (1), 62 (2010).
- Choi, K. M., et al. Determination of gastric emptying in nonobese diabetic mice. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 293 (5), G1039-G1045 (2007).
- Adelson, D. W., Million, M., Kanamoto, K., Palanca, T., Tache, Y. Coordinated gastric and sphincter motility evoked by intravenous CCK-8 as monitored by ultrasonomicrometry in rats. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 286 (2), G321-G332 (2004).
- Xue, L., et al. Effect of modulation of serotonergic, cholinergic, and nitrergic pathways on murine fundic size and compliance measured by ultrasonomicrometry. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 290 (1), G74-G82 (2005).
- Bass, P., Wiley, J. N. Contractile force transducer for recording muscle activity in unanesthetized animals. J. Appl. Physiol. 32 (4), 567-570 (1972).
- Holmes, G. M., Browning, K. N., Tong, M., Qualls-Creekmore, E., Travagli, R. A. Vagally mediated effects of glucagon-like peptide 1: in vitro and in vivo gastric actions. J. Physiol. 587 (19), 4749-4759 (2009).
- Tong, M., Qualls-Creekmore, E., Browning, K. N., Travagli, R. A., Holmes, G. M. Experimental spinal cord injury in rats diminishes vagally-mediated gastric responses to cholecystokinin-8s. Neurogastroenterol. Motil. 23 (2), e69-e79 (2011).
- Miyano, Y., et al. The role of the vagus nerve in the migrating motor complex and ghrelin- and motilin-induced gastric contraction in suncus. PLoS ONE. 8 (5), e64777 (2013).
- Holmes, G. M., Rogers, R. C., Bresnahan, J. C., Beattie, M. S. Thyrotropin-releasing hormone (TRH) and CNS regulation of anorectal motility in the rat. J Auton. Nerv. Syst. 56, 8-14 (1995).
- Ormsbee, H. S., Bass, P. Gastroduodenal motor gradients in the dog after pyloroplasty. Am. J. Physiol. 230, 389-397 (1976).
- Fukuda, H., et al. Impaired gastric motor activity after abdominal surgery in rats. Neurogastroenterol. Motil. 17 (2), 245-250 (2005).
- Browning, K. N., Babic, T., Holmes, G. M., Swartz, E., Travagli, R. A. A critical re-evaluation of the specificity of action of perivagal capsaicin. J. Physiol. 591 (6), 1563-1580 (2013).
