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Methodenartikel

In vivo Auswertung der mechanischen und viskoelastischen Eigenschaften der Rattenzunge

8.3K Ansichten

DOI:

10.3791/56006

6. Juli 2017

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Wir beschreiben ein chirurgisches Verfahren in einem anästhesierten Rattenmodell zur Bestimmung des Muskeltonus und der viskoelastischen Eigenschaften der Zunge. Das Verfahren beinhaltet eine spezifische Stimulation der hypoglossalen Nerven und die Anwendung von passiven Lissajous-Kraft- / Deformationskurven auf den Muskel.

Zusammenfassung

Die Zunge ist ein sehr innervierter und vaskularisierter Muskel Hydrostat auf dem Boden des Mundes der meisten Wirbeltiere. Seine primären Funktionen sind die Unterstützung Mastikation und Schlupf, sowie Geschmack-Sensing und Phonetik. Dementsprechend kann die Stärke und das Volumen der Zunge die Fähigkeit von Wirbeltieren beeinflussen, grundlegende Aktivitäten wie Füttern, Kommunizieren und Atmen zu erreichen. Menschliche Patienten mit Schlafapnoe haben vergrößerte Zungen, gekennzeichnet durch reduzierten Muskeltonus und erhöhte intramuskuläre Fett, die durch Magnetresonanztomographie (MRT) visualisiert und quantifiziert werden können. Die Fähigkeiten zur Messung der Krafterzeugung und der viskoelastischen Eigenschaften der Zunge stellen wichtige Werkzeuge dar, um funktionelle Informationen zu erhalten, um mit bildgebenden Daten zu korrelieren. Hier präsentieren wir Techniken zur Messung der Zungenkraftproduktion in anästhesierten Zucker-Ratten durch elektrische Stimulation der hypoglossalen Nerven und zur Bestimmung der viskoelastischen Eigenschaften oF die Zunge durch Anwendung passiver Lissajous Kraft / Deformation Kurven.

Einleitung

Die Zunge bietet wesentliche Unterstützung für Mastikation, Schluck, Geschmackssinn und Sprechen. Das Vorhandensein der extrinsischen und intrinsischen Muskulatur, mit deutlicher Innervation und Anatomie / Funktion, erklärt die Einzigartigkeit dieses muskulösen Hydrostat. Jüngste Fortschritte in der bildgebenden Technik haben eine detailliertere Sicht auf ihre komplexe Anatomie gegeben 1 . Eine verminderte Zungenfunktionalität, Zungenatrophie, Dysphagie und Sprachhemmnisse sind auch häufige Manifestationen myopathischer Zustände wie Parkinson 2 , Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) 3 , Myotoni....

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Protokoll

Alle Verfahren einschließlich Tierfächer wurden vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) der University of Pennsylvania (Protokoll Nr. 805822) genehmigt. Das beschriebene Verfahren ist endständig und erfordert nicht die Verwendung von aseptischen Bedingungen oder pharmazeutischen Produkten.

1. Chirurgische Verfahren

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Abbildung 1: Chirurgische Verfahren.
(A) Chirurgische Planabgrenzung Die rote gestriche....

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Ergebnisse

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Abbildung 3: Repräsentative Ergebnisse.
(A) Beispiele für erfolgreiche Zuckungen und tetanische Kraftspuren. Die entsprechende Stimulation wird durch die rote Spur dargestellt. (B) Beispiel für erfolglose Zungen-tetanische Kontraktionen durch submaximale Kontraktion (blaue Spur) und indirekte Stimulation der Nackenmuskulatur. Beide Bedingung.......

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Diskussion

Änderungen des Zungenmetabolismus und / oder der Zusammensetzung, z. B. Zungenfettinfiltration als Folge von Fettleibigkeit, werden voraussichtlich quantifizierbare Veränderungen der durch unser Protokoll beurteilten Parameter bewirken. Die Quantifizierung der Zungenkraft ist von großem Interesse, da ein Ungleichgewicht zwischen protrusiver und retrusiver Aktivität oder Gesamtzungenschwäche zur Okklusion des oberen Atemwegs 15 führen kann . Übungsmethoden, die darauf abzielen, die Zungen.......

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Danksagungen

Diese Untersuchung wurde von zwei National Institutes of Health Grants unterstützt: HL089447 ("Adipositas und OSA: Verständnis der Bedeutung der Zunge Fat & Metabolic Function") und HL094307 ("Verständnis der Beziehung zwischen Fettleibigkeit und Zungenfett")

....

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
SurgiSuite (beheiztes OP-Tablett)Kent ScientificSurgiSuite-LGEnthält eine beheizte Plattform
, LED-Beleuchtung und VergrößerungskitKent ScientificSURGI- 5003
RC2 Nagetier-SchaltungsreglerVetEquip922100
IsofluranButler Schein Tiergesundheitsversorgung29405
Alkohol PrepWebcol6818
Applikatoren mit WattespitzeMediChoiceWOD1002
HaarschneiderConair
HaarentfernerlotionNair
Medical TapeTranspore3M
D-PBSCorning21-030-CM
OP-SchereWorld Precision Instruments503717-12
Hämostatische PinzetteMerit97-458Jede Gewebezange kann stattdessen verwendet werden
Mikrodisparierzange, abgewinkelt, gezahnt, 10,2 cm, SSWorld Precision Instruments504479
NahtbindezangeFine Science Tools18025-10
Blunt Micro HookFine Science Tools10062-12
MicrohemostatFine Science Tools12075-14
Thermischer KauterWPI501292Einwegkauter sind kostengünstiger erhältlich
IV 14g x 3,25" KanüleBDB-D382268HFür die Trachealkanülierung
Geflochtene Seide nicht resorbierbares Nahtmaterial Größe 4-0Harvard ApparatusSP104Zur Stabilisierung der Trachealkanüle
Geflochtenes, nicht resorbierbares Seidennaht 5/0Surgik LC, USAESILRC15387550Zum Nähen der Zunge
Kunststoffbeschichteter Metall-Drehbinder (oder elektrischer Draht)Zur Befestigung der Rattennase an der Plattform
Kamerastick
3-Wege-Drehgelenk und Trilene 9 Kg Test-Monofil-SchnurBerkleyZur Sicherung des Kiefers und zum Offenhalten
des MaulsKamerastick mit verstellbarem WinkelZum Abstützen des 3-Wege-Schwenks und zum Halten des Mundes offen.
in situ MuskeltestsystemAurora Scientific809CDieses System ist für Mäuse konzipiert und wurde durch die Erweiterung der Plattform modifiziert. Alternativ kann auch das rattenspezifische 806D-System verwendet werden.
Dual-Mode-Muskelhebel (Kraftaufnehmer)Der Aurora Scientific305C-LR309C bietet eine höhere Auslenkungsfähigkeit als der 305C-LR. Link für weitere Informationen und Spezifikationen: http://aurorascientific.com/products/muscle-physiology/dual-mode-muscle-levers/
Nadelelektroden (Chirurgenstahl, 29 Gauge)AD InstrumentsMLA1204300C wird für den Einsatz bei Mäusen empfohlen.
Magnetische StänderWorld Precision InstrumentsM10Wird für die Herstellung der bipolaren Stimulationshakenelektroden
verwendet Kite Manuelle MikromanipulatorenWorld Precision InstrumentsKITE-R und KITE-LBenötigen Sie eine Stahlplatte
Stapelbarer Doppelbindestift mit Bananenbuchse x BNC-BuchseMcMaster Carr6704K13
Digitaler Messschieber aus KohlefaserverbundwerkstoffenVWR36934-152

Referenzen

  1. Sanders, I., Mu, L. A three-dimensional atlas of human tongue muscles. Anat Rec (Hoboken). 296 (7), 1102-1114 (2013).
  2. Ciucci, M. R., et al. Tongue force and timing deficits in a rat model of Parkinson disease. Behav Brain Res. 222 (2), 315-320 (201....

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Nachdrucke und Genehmigungen

Schlagwörter

ZungenkraftproduktionStimulation des Nervus hypoglossusLissajous KraftdeformationZungenmechanik der RatteAnalyse der Muskelleistungpassive Dehnungszyklenisometrische Kraftmessungtetanische Stimulationsantwortschlafbezogene Atmungsst rungen