Methodenartikel

Chirurgisches Implantatverfahren und Verdrahtungskonfiguration für die kontinuierliche Langzeit-EEG/EKG-Überwachung bei Kaninchen

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DOI:

10.3791/67620

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24. Januar 2025

 ,  ,  ,  ,  , 
1Norton College of Medicine, SUNY Upstate Medical University, 2Department of Pharmacology, SUNY Upstate Medical University, 3Department of Medicine-Cardiology, SUNY Upstate Medical University

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Die Studie skizziert ein Protokoll für das Design, die Herstellung und die Platzierung eines neuartigen kontinuierlichen EEG/EKG-Aufzeichnungssystems bei Kaninchen. Dieses fest verdrahtete System ermöglicht kontinuierliche EEG/EKG-Aufzeichnungen von neun verschiedenen Elektroden an Kopf und Brust, was eine umfassende Beurteilung der elektrischen Aktivität im Gehirn und im Herzen ermöglicht.

Zusammenfassung

Ein Multisystemansatz, der die kontinuierliche Erfassung von Elektroenzephalogrammen (EEG) und Elektrokardiogrammen (EKG) umfasst, ermöglicht eine umfassende Beurteilung der elektrischen Aktivität im Gehirn und im Herzen, insbesondere im Vorfeld und in der Umgebung episodischer Ereignisse. Aufbauend auf unserem vorherigen Protokoll, das die Entnahme von intermittierenden EEG/EKG-Aufzeichnungen von bei Bewusstsein fixierten Kaninchen erleichtert, haben wir ein Protokoll für die Entnahme von kontinuierlichen EEG/EKG-Aufzeichnungen von nicht fixierten Kaninchen entwickelt. Diese neue Methode ermöglicht qualitativ hochwertige 24/7-Aufzeichnungen im Käfig, die den normalen Bereich physiologischer Zustände erfassen und es den Kaninchen ermöglichen, sich frei zu bewegen, zu fressen, zu trinken und zu schlafen. Es ermöglicht eine umfassende Beurteilung der Prävalenz, Inzidenz und Anfälligkeit für EEG/EKG-Anomalien, Krampfanfälle, Herzrhythmusstörungen und plötzlichen Tod. Dieses Verfahren umfasst die chirurgische Platzierung von subdermalen Elektroden und die Entwicklung und Herstellung eines robusten Verkabelungssystems, das unempfindlich gegen Beschädigungen durch die Kaninchen ist. Der chirurgische Eingriff umfasst zwei Schnitte und das subdermale Tunneln von neun Elektroden und Drähten, die durch einen speziell angefertigten Port austreten. Der externe Stecker wird an einen Kabelbaum angeschlossen, der einen elektrischen Drehgelenk enthält, der eine freie Bewegung des Kaninchens im gesamten Käfig ermöglicht. Zusätzlich sind die Drähte in einem Metallmantel eingeschlossen, der an einem Aufrollseil von der Decke des Kaninchenkäfigs hängt. Die Drähte werden dann mit einem Verstärker/Digitizer verbunden, um qualitativ hochwertige kontinuierliche EEG/EKG-Aufzeichnungen zu erfassen.

Einleitung

Wir haben zuvor ein Protokoll entwickelt, um akute (< 5 h) Video-/EEG-/EKG-Aufzeichnungen von Kaninchen zu sammeln. Es beinhaltet die Verwendung von neun subdermalen EEG- und EKG-Pin-Elektroden, die Platzierung des Kaninchens in einem Halteapparat und die genaue Überwachung des Kaninchens durch den Untersucher für die gesamte Dauer der Aufzeichnung1. Dieses System bietet zwar qualitativ hochwertige Video-/EEG-/EKG-Aufzeichnungen, hat aber einige Einschränkungen. Herzrhythmusstörungen, epileptische Anfälle und andere EEG/EKG-Anomalien können durch verschiedene physiologische und umweltbedingte Substrate ausgelöst werden, so dass diese Ereignisse bei intermittierenden Aufzeichnungen übersehen werden können. Daher ermöglicht diese Aufzeichnungsplattform keine umfassende und genaue Beurteilung der elektrischen Funktion des Neurokardiums während des Tages, während verschiedener physiologischer Zustände oder in der normalen Haltungsumgebung der Kaninchen.

Die kontinuierliche Video-/EEG-/EKG-Überwachung ist wichtig für die Bewertung der kardialen und neuronalen elektrischen Funktion während verschiedener physiologischer Zustände. Es ermöglicht eine genaue Beurteilung der Prävalenz und Inzidenz von epileptiformer Aktivität und Arrhythmien sowie der Konkordanz und des Fortschreitens von Multisystemveränderungen im Zusammenhang mit episodischen Ereignissen. Zum Beispiel beeinflussen zirkadiane Schwankungen der autonomen Funktion sowie stress- und aktivitätsvermittelte autonome Veränderungen die Herzfrequenz und die EKG-Werte stark und können ein Auslöser für Herzrhythmusstörungen sein 2,3. Bei bestimmten Arten von Epilepsie (z. B. juvenile myoklonische Epilepsie) treten Krampfanfälle eher während des Schlafs oder innerhalb von 1-2 Stunden nach dem Aufwachen auf4. Die dynamischen Veränderungen der elektrischen Aktivität im Gehirn während des Schlafs können die Anfälligkeit, den Ursprung und die Ausbreitung von Anfällen beeinflussen5.

Stress, Aktivität und motorische Anfälle können zu Muskelartefakten und Verschiebungen der Elektroden führen, was die Qualität und Stabilität der Aufnahmen beeinflusst. Insbesondere in prokonvulsiven Studien kam es bei Kaninchen zu myoklonischen, klonischen, tonischen und klonisch-tonischen Anfällen. Bei der tonischen Phase handelt es sich um die unwillkürliche Verlängerung des Halses, wodurch sich die Stiftelektroden lösen und so das Signal in einer kritischen Phase des Experiments unterbrochen werden kann. Daher weist das temporäre System mit Stiftelektroden kritische Einschränkungen auf, die behoben werden müssen. Da sich die Kaninchen in einer Fixierung befinden, ist es außerdem schwierig, das volle Ausmaß der motorischen Manifestationen zu dokumentieren.

Daher ist es wichtig, ein Verfahren zur Implantation von Elektroden für langfristige kontinuierliche und stabile Multisystemaufzeichnungen zu entwickeln, wenn sich das Tier in seiner normalen, uneingeschränkten Umgebung befindet. Dies wird detaillierte Bewertungen während einer Vielzahl von physiologischen Zuständen und als Reaktion auf Umweltauslöser ermöglichen. Es wird auch für die Erfassung seltener episodischer Ereignisse nützlich sein. Da der Aufbau keine Anwesenheit des Untersuchers während der Aufzeichnung erfordert, erhöht sich die Effizienz und der Durchsatz der Forschungsplattform. Es minimiert auch die Häufigkeit, mit der Menschen die Kaninchen stören. Da dieses Verfahren es den Tieren ermöglicht, während der gesamten Aufnahme in ihrer natürlichen Haltungsumgebung zu bleiben, verbessert es die Lebensqualität der Kaninchen und verbessert das allgemeine Wohlergehen der Tiere.

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Protokoll

Die Studie skizziert ein Protokoll für das Design, die Herstellung und die Platzierung eines neuartigen kontinuierlichen EEG/EKG-Aufzeichnungssystems bei Kaninchen. Das Protokoll wurde vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) an der SUNY Upstate Medical University genehmigt. Alle IACUC-Anforderungen an den Tierschutz, die chirurgischen Leitlinien und die Endpunkte der Studie werden eingehalten. Die Forscher und die Fakultät / das Personal der Abteilung für Labortierforschung an der SUNY Upstate führen regelmäßige Tierschutzkontrollen und allgemeine Pflege durch. Verletzungen, Beschwerden, Infektionen oder Nebenwirkungen werden sofort behandelt.

1. Aufbau einer implantierbaren Elektrodenbaugruppe

  1. Führen Sie die hauseigene Fertigung der implantierbaren Elektrodenbaugruppe in einer hygienischen Umgebung durch, die einen sauberen Labortisch, Nitril-Untersuchungshandschuhe und eine Eingriffsmaske umfasst.
  2. Bei der Anpassung eines vorhandenen Aderbündels mit einem Schnellstecker und DIN-Steckern entfernen Sie die männlichen und weiblichen Enden der Stecker (Ergänzende Abbildung 1A). Bewahren Sie die Stecker und den langen Draht mit den DIN-Steckverbindern für die späteren Schritte der Kabelkonfektionierung auf (Ergänzende Abbildung 1B).
  3. Fügen Sie Drähte an beiden Steckern und dem ummantelten Drahtbündel mit DIN-Anschlüssen hinzu oder entfernen Sie sie, um sicherzustellen, dass es über die erforderliche Anzahl von Elektroden verfügt (9 für dieses Beispiel-Setup; Ergänzende Abbildung 1A).
  4. Sammeln Sie 5 EEG- (Farben rot, orange, gelb, grün und blau) und 4 EKG-Elektroden (Farben schwarz, pink, weiß und grau). Bündeln Sie die Drähte mit einem Schrumpfschlauch und einer Heißluftpistole in den für das Tiermodell richtigen Längen vom Kopf jeder Elektrode (Ergänzende Abbildung 2A).
    HINWEIS: Für ein neuseeländisches weißes Kaninchen (1,25 bis 13 Monate alt und 0,8 bis 4,17 kg): Die EEG-Drähte sind 25 cm vom Kopf der Elektrode entfernt, die schwarzen und rosa EKG-Drähte sind 40 cm lang (linker Arm und linkes Bein), der weiße EKG-Draht ist 35 cm lang (rechter Arm) und der graue EKG-Draht ist 30 cm lang (linkes Bein). Dies bietet ausreichend Länge, um die Drähte und Elektroden an die gewünschte Stelle zu tunneln, sowie zusätzliche Länge für das Wachstum und die Bewegung des Kaninchens.
  5. Führen Sie das Drahtbündel durch die Kabeldurchführung (Ergänzende Abbildung 2B).
    HINWEIS: Die Plasmasterilisation wird vor der Operation an den zusammengesetzten Implantaten durchgeführt.
  6. Schneiden Sie die Seite der Drähte etwa 1-1,5 cm vom Ende der Kabeldurchführung von der Elektrode ab und entfernen Sie ein kurzes ~5 mm langes Segment der Beschichtung von den Enden jedes Drahtes (Ergänzende Abbildung 2B).
  7. Befestigen Sie ein Ende eines Stoßverbinders an jedem Draht, der aus der Durchgangsbuchse austritt, und crimpen Sie ihn für eine sichere Befestigung nach unten. Legen Sie ein Stück Schrumpfschlauch auf jedes Steckerkabel. Stecken Sie das abisolierte Ende eines Drahtes vom Stecker in die ungecrimpte Seite des Stoßverbinders und befestigen Sie ihn an dem entsprechenden gleichfarbigen Draht (Ergänzende Abbildung 2C).
    HINWEIS: Crimpen Sie nicht über den Schrumpfschlauch, da dieser reißen und das leitfähige Metall der Stoßverbinder freilegen kann. Das Löten kann anstelle von Stoßverbindern erfolgen, wenn der ausgewählte Draht kompatibel ist.
  8. Decken Sie jeden Stoßverbinder/Anschluss (kein Metall frei) mit einem kleinen Schrumpfschlauch ab und schrumpfen Sie ihn, um jeden Kanal zu isolieren.
  9. Schieben Sie ein Stück großen Schrumpfschlauch über den Stecker bis zur Basis der Kabeldurchführung, so dass alle Drähte bedeckt sind und nur minimaler Draht an der Basis des Steckers freiliegt (Ergänzende Abbildung 2D). Verwenden Sie die Heißluftpistole und Schutzhandschuhe, um den Schlauch zu schrumpfen.
    HINWEIS: Achten Sie darauf, den Schlauch nicht über den erforderlichen Verriegelungsmechanismus für den Stecker zu schrumpfen.
  10. Erzeugen Sie eine Form, die dazu dient, die Acrylbasis an der Seite des Ports mit den Elektroden zu formen (Ergänzende Abbildung 3).
    HINWEIS: Verwenden Sie einen konischen 50-ml-Röhrchendeckel, entfernen Sie die Fäden mit einem Schleifer und machen Sie vier Schlitze in einer Gruppe und dann fünf weitere Schlitze 110°-120° von der ersten Gruppe von Schlitzen entfernt (Ergänzende Abbildung 3A). Bohren Sie ein 0,5-Zoll-Loch in den Boden der Form (Rohrkappe). Bringen Sie Kreppband auf der Innenseite der Form an. Schneide das Klebeband von den Schlitzen ab.
  11. Senken Sie den montierten Anschluss mit der Durchführungsbuchse in die Form ab, wobei der Stopfen (rot) durch das Loch im Boden der Form geführt wird. Die Einheit ist an Ort und Stelle, wenn die Kabeldurchführung bündig mit dem Boden der Form abschließt (Ergänzende Abbildung 3B).
  12. Ordnen Sie die Drähte so an, dass die fünf EEG-Elektroden in den fünf Schlitzen auf der linken Seite der Form und die vier EKG-Drähte in den vier Schlitzen auf der rechten Seite der Form liegen. Decken Sie die Schlitze an der Innenseite der Form mit Kreppband ab.
  13. Mischen Sie das Dentalacryl in einem gut belüfteten Bereich in einem Glasfläschchen mit zwei Teilen Harzpulver und einem Teil Harzflüssigkeit. Mischen Sie das Pulver und die Flüssigkeit mit einer Transferpipette, bis die Mischung zähflüssig ist, aber noch durch eine Transferpipette fließt.
  14. Verteilen Sie die Acrylmischung mit einer Transferpipette in der Form und stellen Sie sicher, dass alle Drähte bedeckt sind. Lassen Sie das Acryl aushärten, aber entfernen Sie die Acrylbasis von der Tubenkappe, bevor das Acryl vollständig aushärtet.
  15. Feilen Sie alle rauen Kanten von der Basis der Acrylöffnung ab. Ergänzende Abbildung 3C zeigt das Endprodukt der in das Acryl eingebetteten Drähte, die durch die Durchgangsdurchführung gehen, mit dem Stecker verbunden sind und alle mit Schrumpfschläuchen abgedichtet sind.

2. Montage des Kabelbaums

  1. Besorgen Sie sich den Stecker, der den Stecker am Anschluss ergänzt. Holen Sie sich den Drehgelenk und behalten Sie neun vorverbundene Drähte auf jeder Seite bei (Ergänzende Abbildung 4).
  2. Schneiden Sie die Drähte auf der kleinen Schwenkseite auf eine Länge von 5 cm ab und entfernen Sie jeweils 5 mm der Drahtbeschichtung (Ergänzende Abbildung 5A).
  3. Schneiden Sie ein 2 cm langes Stück kleinen Schrumpfschlauch ab und legen Sie es über jeden Draht des Komplementärsteckers (Ergänzende Abbildung 5A).
  4. Löten Sie die Drähte vom Stecker auf den farblich passenden Draht an der schmalen Seite des Drehgelenks (Ergänzende Abbildung 5A).
  5. Schieben Sie für jeden Draht den Schrumpfschlauch über die Lötanschlüsse. Verwenden Sie zum Befestigen eine Heißluftpistole.
  6. Führen Sie ein langes Stück großen Schrumpfschlauch über den Stopfen und schieben Sie es, um die gesamte Länge des Bündels abzudecken. Der Schrumpfschlauch muss lang genug sein, um 2,5 mm des Steckers und so viel wie möglich von der kleinen Seite des Wirbels abzudecken, ohne seine Drehfähigkeit zu beeinträchtigen. Verwenden Sie zum Anbringen eine Heißluftpistole (Ergänzende Abbildung 5B).
  7. Entfernen Sie an der breiten Seite des Wirbels 5 mm Beschichtung vom Ende jedes Drahtes. Schieben Sie ein > 45 cm langes Stück Metallummantelung über das Drahtbündel (dies ist am einfachsten, wenn Sie am abgeschnittenen Ende beginnen, nicht am Ende mit DIN-Anschlüssen) und führen Sie es weiter, bis die abgeschnittenen Drähte freiliegen.
    HINWEIS: Schneiden Sie 2 cm lange Stücke kleiner Schrumpfschläuche ab und legen Sie sie über jeden der Drähte an der breiten Seite des Drehgelenks (Ergänzende Abbildung 5B). Schneiden Sie ein größeres Stück Schrumpffolie (5 cm lang) ab und schieben Sie es über das gesamte Bündel Drähte. Halten Sie in den folgenden Schritten alle Schrumpfschläuche von Hitze/Löten fern.
  8. Befestigen Sie die Drähte vom größeren Ende des Drehgelenks an den abgeschnittenen Elektrodendrähten (Ende mit DIN-Steckern) durch Drahtverdrillen und Löten (Ergänzende Abbildung 5B).
  9. Befestigen Sie den kleinen Schrumpfschlauch mit einer Heißluftpistole über jedem Anschluss. Um Druck oder Einklemmen der Drähte an der großen Seite des Wirbels zu vermeiden, fügen Sie ein extra großes Stück selbstklebenden Schrumpfschlauch direkt über das große Ende des Wirbels (8 mm des Wirbels) und auf die Drähte (2 cm Draht) hinzu. Verwenden Sie zum Anbringen eine Heißluftpistole (Ergänzende Abbildung 5C).
  10. Schieben Sie die Metallummantelung über die neu angeschlossenen Drähte und schwenken Sie sie (Ergänzende Abbildung 6A). Wenn die Metallummantelung nicht über den Wirbel gleitet, entfernen Sie den Kragen des Wirbels mit einer Zange oder einer Schleifmaschine und glätten Sie ihn, damit er fest in der Metallummantelung sitzt. Dazu sollte der Benutzer die Ummantelung über den Drehgelenk drehen müssen.
  11. Drehen Sie ihn weiter, bis die Ummantelung die Basis des Steckers erreicht, aber das Drehen des Wirbels nicht behindert. Dies ist wichtig, damit die Ummantelung am Drehgelenk befestigt bleibt (Ergänzende Abbildung 6B).
  12. Dehnen Sie die Metallummantelung auf die maximale Länge und notieren Sie diese Stelle auf der Nylonummantelung/dem Drahtbündel.
  13. Schneiden Sie ein 1 cm langes Stück Gummischlauch mit einer Länge von 15 mm (Außendurchmesser, AD) ab und schieben Sie es über die Nylonfolie und das Drahtbündel (beginnend an der Seite des DIN-Steckers, Ergänzende Abbildung 6C).
  14. Legen Sie ein 3 cm langes Stück großen Schrumpfschlauch über den Gummischlauch. Befestigen Sie das Gummi und den Schrumpfschlauch mit einer Heißluftpistole an der markierten Stelle. Dies dient als Stopper, um zu verhindern, dass die Drähte durch die Metallummantelung gezogen werden.
  15. Fügen Sie zwei Stücke Schrumpfschlauch (1 cm Länge) in einem Abstand von 20 cm und 24 cm vom Ende des Steckers über die ungedehnte Metallummantelung hinzu. Verwenden Sie zum Anbringen eine Heißluftpistole (Ergänzende Abbildung 6C). Diese Stellen werden später zur Befestigung der Kabelhalterung des Aufrolltraktors verwendet. Ergänzende Abbildung 7 zeigt den fertigen Kabelbaum, der den Stecker, die Drähte, den Drehkranz, die Metallummantelung, den Stopper und die Befestigungspunkte für das Aufrollkabel umfasst.

3. Chirurgischer Eingriff

  1. Verabreichen Sie orale Antibiotika (z. B. Doxycyclin in einer Dosierung von 5 mg/kg) 24 h und 48 h vor dem chirurgischen Eingriff sowie täglich für 5 Tage nach der Operation.
  2. Berechnen Sie die Dosierung von Ketamin (40 mg/kg) und Xylazin (6 mg/kg) basierend auf dem Gewicht (keine Gewichts- oder Geschlechtsbeschränkungen, aber es wird empfohlen, Kaninchen zumindest zu entwöhnen, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass die Mutter oder Wurfgeschwister das Elektrodenimplantat stören). Verabreichen Sie diese Medikamente durch intramuskuläre (IM) Injektion.
  3. Sobald das Kaninchen vollständig sediert ist (nicht mehr auf körperliche Reize reagiert), tragen Sie ein schützendes Feuchtigkeitsgel auf die Augen des Kaninchens auf. Schließen Sie die Augenlider über dem Gel, um es gleichmäßig zu verteilen.
  4. Verwenden Sie einen Elektrorasierer (grober, dann feiner Aufsatz), um das Fell zwischen den Augen des Kaninchens bis zu einem Durchmesser von 5 cm kaudal zum unteren Winkel der Schulterblätter zu entfernen. Entfernen Sie das Fell um die rechte Flanke des Kaninchens. Rasieren Sie das Bauchfell des Kaninchens weiterhin zwischen den vorderen Gliedmaßen bis hinunter zum unteren Rand der Rippen.
  5. Beginnen Sie mit einer inhalativen Erhaltungsanästhesie (2%-3% Isofluran). Beginnen Sie bei 1,5-2 l/min (LPM) mit gleichzeitiger Sauerstoffverabreichung bei 1,5 LPM. Legen Sie eine Veterinäranästhesiemaske, die fest auf Nase und Maul des Kaninchens sitzt. Stellen Sie sicher, dass die Gummidichtung richtig um das Gesicht des Tieres abdichtet, ohne dass die Nase des Kaninchens gegen die Rückseite der Maske drückt.
  6. Platzieren Sie eine SpO2-Sonde auf der Pfote des Kaninchens und bestätigen Sie die physiologischen Werte und Wellenformen. Positionieren Sie das Tier auf der linken Seite, so dass die rechte Flanke zugänglich ist. Führen Sie den Rest des chirurgischen Eingriffs unter aseptischer Technik durch, bei der die Chirurgen einen sterilen Kittel, ein Haarnetz, Schuhüberzieher, eine Maske für den Eingriff, das Einschrubben und die Verwendung steriler Handschuhe anziehen. Sterilisieren Sie alle Werkzeuge, Lösungen und Implantate.
    HINWEIS: Der Untersucher sollte überprüfen, ob das Kaninchen während der Narkose warm bleibt. Ein beheizter Eingriffstisch oder Heizkissen sowie OP-Abdeckungen werden empfohlen.
  7. Die unsterile chirurgische Assistentin verteilt Betadin und Isopropylalkohol in sterile Becken. Bestreichen Sie den Bereich mit Betadin, gefolgt von Isopropylalkohol und wiederholen Sie dies 3x, beginnend an der vorgesehenen Operationsstelle und strahlen Sie in einem kreisförmigen Muster nach außen. Legen Sie sterile Tücher über das Kaninchen, so dass die vorgesehene Operationsstelle noch freiliegt.
  8. Führen Sie die EKG-Elektrodenplatzierung wie unten beschrieben durch.
    1. Machen Sie 4 kleine Markierungen mit einem Sterilmarkierer an den vorgesehenen Stellen für die Platzierung der EKG-Elektrode. Zu den vorgesehenen Stellen gehören die obere Brustwand medial zur (1) rechten (RA) und (2) linken Achselhöhle (LA) und an der (3) rechten (RL) und (4) linken (LL) vorderen Seite des unteren Randes der untersten Rippen (entlang der Mittelklavikularlinie; Ergänzende Abbildung 8A). Dadurch entsteht die Einthoven-Dreieck-Bleikonfiguration mit einer Masse an der rechten unteren Stelle.
    2. Machen Sie einen 2,5-3,5 cm langen Schnitt an der rechten Flanke des Tieres, etwa 1 cm dorsal zum rechten vorderen Glied des Kaninchens (Ergänzende Abbildung 8B).
    3. Präparieren Sie mit Hämostatika stumpf nach ventral, so dass eine subdermale Tasche über die gesamte Brust entsteht. Stellen Sie sicher, dass diese Tasche bis zu den vier markierten Stellen für jede der vier EKG-Elektroden reicht.
    4. Binden Sie mit dem nadelfreien Ende des 3-0-Monofilament-Nahtmaterials 3 Sätze chirurgische Knoten um die Basis der Elektrode (Ergänzende Abbildung 9A). Ergänzende Abbildung 9B zeigt die ideale Art und Weise, die Nadel in die Hämostatika zu laden: indem sie an der Basis der Naht so gegriffen wird, dass die Nadel parallel zur Länge der Hämostaten ist. Dies soll dazu beitragen, die Nadel durch die subdermale Tasche zu führen, ohne sich im nahegelegenen Gewebe zu verfangen.
    5. Führen Sie die nun an einer Elektrode befestigte Nadel durch die subdermale Tasche und verlassen Sie die Haut an der markierten Stelle (Ergänzende Abbildung 10A). Das Zelten der Haut mit einer Pinzette oder einer Naht und ein sanfter Zug nach oben auf die Haut vergrößern den Raum in der subdermalen Tasche und verringern die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Nadel am Bindegewebe verfängt.
    6. Üben Sie einen sanften Zug aus, bis die Elektrode an der markierten Stelle verbleibt (Ergänzende Abbildung 10B). Lassen Sie die Zugkraft los und tasten Sie ab, um sicherzustellen, dass die Elektrode an Ort und Stelle bleibt. Wenn das Bindegewebe verhindert, dass die Elektrode an der markierten Stelle sitzt, zerlegen Sie den Weg des Drahtes und der Elektrode weiter stumpf.
      HINWEIS: Das Ausüben von übermäßiger Kraft/Zugkraft auf die Naht, um die Elektrode zum Sitzen an der gewünschten Stelle zu bewegen, funktioniert nicht und kann zu einer übermäßigen Beschädigung der Nahtstelle führen oder die Naht brechen.
    7. Um die Elektrode an der markierten Stelle zu befestigen, führen Sie das 3-0 Monofilament-Naht und die Nadel durch die Haut des Kaninchens direkt neben der Austrittsstelle der Naht (Ergänzende Abbildung 11A).
    8. Ziehen Sie die Naht teilweise durch die Haut, so dass eine kleine Schlaufe übrig bleibt (Ergänzende Abbildung 11B).
    9. Binden Sie einen chirurgischen Standardknoten mit der einzelnen Schnur (mit aufgesetzter Nadel) auf der einen Seite und der Schlaufe (als wäre es eine einzelne Schnur) auf der anderen Seite (ergänzende Abbildung 11C). Der resultierende Gleichstand sollte der ergänzenden Abbildung 11D ähneln. Schneiden Sie die verbleibende überschüssige Naht ab.
      HINWEIS: Vermeiden Sie es, die äußere Naht zu fest zu binden oder ein Grübchen in der Haut zu erzeugen. Stecken Sie bei Bedarf die Spitze einer kleinen scharfen Schere in den Knoten, während er festgezogen wird. Dadurch bleibt ein lockerer Ansatz zurück, der das Risiko verringert, dass die Elektrode später durch die Haut wächst.
    10. Wiederholen Sie diesen Vorgang für die restlichen EKG-Elektroden. Tragen Sie chirurgischen Kleber auf jeden der äußeren Knoten auf.
  9. Führen Sie die EEG-Elektrodenplatzierung wie unten beschrieben durch.
    1. Drehen Sie das Tier in die Bauchlage und stellen Sie sicher, dass die Anästhesie-Gesichtsmaske gesichert ist und die physiologischen Überwachungsgeräte richtig positioniert sind. Bestreichen Sie den Bereich mit Betadin, gefolgt von Isopropylalkohol und wiederholen Sie dies 3x, beginnend an der vorgesehenen Operationsstelle und strahlen Sie in einem kreisförmigen Muster nach außen. Legen Sie sterile Tücher über das Kaninchen, so dass die vorgesehene Operationsstelle noch freiliegt.
    2. Platzieren Sie mit einem Marker für die sterile Spitze fünf kleine Punkte an der vorgesehenen Stelle für die Platzierung der EEG-Elektrode an den Referenzstellen rechts frontal (RF), links frontal (LF), rechts okzipital (RO), links okzipital (LO) und in der Mitte (Cz) (Ergänzende Abbildung 12). Vom Schnitt an der Flanke des Kaninchens aus stumpf zum unteren Winkel der Schulterblätter und dann zur Basis des Kopfes abschneiden.
    3. Machen Sie einen kleinen Querschnitt am Kopf von 1,5 cm Länge, der sich zwischen der vorderen Seite des Ohransatzes erstreckt (Ergänzende Abbildung 12). Mit Vorsicht schneiden, um eine Beschädigung der darunter liegenden Muskulatur zu vermeiden.
    4. Von diesem Schnitt aus stumpf kaudal abschneiden, bis eine subdermale Tasche gebildet wird, die mit dem Schnitt an der Flanke verbunden ist. Stumpf den Schädel präparieren, bis sich auf dem Kopf des Tieres eine subdermale Tasche befindet, die sich bis zu den Stellen erstreckt, an denen die einzelnen EEG-Elektroden platziert werden. Achten Sie darauf, hier keine übermäßige Kraft anzuwenden, da sonst die Augenhöhlen und mehrere Muskeln beschädigt werden könnten.
    5. Führen Sie gummierte Hämostatika durch den Schnitt am Kopf bis zum Schnitt an der Flanke. Fassen Sie die EEG-Elektroden (jeweils 1-2 Elektroden), ziehen Sie sie durch die subdermale Tasche und treten Sie am Schnitt am Kopf aus. Wiederholen Sie den Vorgang des Bindens einer Naht um die Basis jeder Elektrode, wie zuvor in Schritt 3.8.4 beschrieben und in der ergänzenden Abbildung 9A gezeigt.
    6. Platzieren und befestigen Sie die EEG-Elektroden. Führen Sie die Nadel durch die subdermale Tasche am Kopf und stechen Sie an den markierten Stellen durch die Haut. Ziehen Sie die Naht an ihren Platz und sichern Sie sie mit den Methoden, die in den Protokollschritten 3.8.7-3.8.9 beschrieben und in der ergänzenden Abbildung 11 dargestellt sind.
    7. Wiederholen Sie den Vorgang für alle fünf Elektroden. Es wird empfohlen, zuerst die Frontelektroden, dann Cz und dann die Hinterhauptelektroden zu platzieren. Tragen Sie chirurgischen Kleber auf alle äußeren Nahtknoten auf.
    8. Führen Sie eine große Pinzette in den Schnitt an der Flanke ein, spreizen Sie die Pinzette und heben Sie die Haut an der für die Öffnung markierten Stelle an, die kaudal zum unteren Winkel der Schulterblätter liegt.
    9. Verwenden Sie eine 6-mm-Stanzbiopsie, um ein kreisförmiges Loch zu erzeugen. Drehen Sie die Biopsieklinge vorsichtig in beide Richtungen, bis das Loch vollständig ist. Entfernen Sie die eingeschnittene Haut in der Stanzbiopsie (Ergänzende Abbildung 13A).
    10. Decken Sie den Drahtstecker mit Kunststoff/Gummi ab, um zu verhindern, dass Blut/Gewebe in den Stecker gelangt. Führen Sie den Port durch den Schnitt an der Flanke und schieben Sie die Plug-Seite des Ports durch das Loch, das durch die Stanzbiopsie entstanden ist. Ergänzende Abbildung 13B zeigt den Port, der die Haut verlässt, und die Farben bezeichnen die Drähte, die unter der Haut getunnelt sind und zum Kopf (EEG) und zur Brust (EKG) führen.
    11. Drücken Sie die Haut bis zum Boden des Ports, so dass alles straff ist. Legen Sie eine Gummidichtung über den Anschluss und drücken Sie sie nach unten, bis sie bündig auf der Haut anliegt. Stecken Sie überschüssigen Draht in die subdermale Tasche auf dem Rücken und an der Flanke und achten Sie darauf, eine ausreichend große Tasche abzustumpfen, um die überschüssigen Kabel aufzunehmen und gleichmäßig zu verteilen. Stellen Sie sicher, dass sich die Drähte an keiner Stelle zusammenballen oder direkt unter dem Anschluss verlaufen, da dies zu Irritationen führen kann.
    12. Bringen Sie die Haut sanft zusammen und verschließen Sie alle Schnittstellen mit einfachen unterbrochenen Nähten. Tragen Sie chirurgischen Kleber auf alle schließenden 3-0 monofilen Nähte und entlang der Länge der Schnitte auf. Lassen Sie den chirurgischen Kleber trocknen.
      HINWEIS: Beginnen Sie mit der Titration der Inhalationsanästhesie und schalten Sie sie später aus, nachdem das Acryl ausgehärtet ist (3.9.14). Lassen Sie die SpO2-Sonde zur postoperativen Überwachung mindestens 15 Minuten lang an Ort und Stelle.
    13. Mischen Sie ein Volumenverhältnis von 2:1 aus Acrylpulver und Flüssigkeit mit einer Transferpipette. Mischen, bis es dünn genug erscheint, um durch eine Transferpipette zu passen, aber dick genug, um an der Stelle des Anschlusses zu bleiben.
    14. Tragen Sie die Acrylmischung auf die Außenseite des Ports auf und erzeugen Sie eine kleine Kuppel aus Acryl, die die Portstelle zur Haut hin abdichtet. Lass dem Acryl Zeit, sich zu verfestigen. Legen Sie sterile Gaze über die Inzisionsstelle an der Flanke des Kaninchens und wickeln Sie das Kaninchen locker mit Tierschutzfolie ein (d. h. locker genug, um problemlos 2-3 Finger unter das Tuch zu stecken). Der Schnitt am Kopf kann unbedeckt bleiben.
    15. Lassen Sie das Kaninchen sich in einem Käfig mit Polsterung, einer Decke und einer Wärmequelle erholen. Das Kaninchen muss während dieses Prozesses beaufsichtigt werden. Wenn das Kaninchen aufzuwachen beginnt (Nasenzucken, leichte Bewegungen), verabreichen Sie eine subkutane Dosis Buprenorphin mit verzögerter Freisetzung (0,1 mg/kg). Fahren Sie mit der direkten Supervision fort, bis das Kaninchen wieder zu Bewusstsein gekommen ist (stehend und selbstständig durch den Käfig navigierend).
    16. Lassen Sie das Kaninchen Zeit zum Abheilen (mindestens 72 Stunden), bevor Sie den Anschluss am Kaninchen zur Datenerfassung mit dem Kabelbaum verbinden.
      HINWEIS: Befolgen Sie alle ordnungsgemäßen postoperativen Pflegeschritte, um während dieser Zeit eine angemessene Heilung und Komfort zu gewährleisten, einschließlich mindestens täglicher Beobachtungen der Nahrungs- und Wasseraufnahme, des Stuhlgangs, des Wasserlassens, der Heilung der Schnittstelle, des Energieniveaus und des Auftretens von Schmerzen oder Beschwerden. Entfernen Sie 10 Tage nach der Operation alle Nähte an den Inzisionsstellen.

4. EEG/EKG-Messung

  1. Führen Sie den Kabelbaum durch die obere Mitte des Käfigs des Kaninchens (3/4 Zoll Durchmesser; Ergänzende Abbildung 14).
  2. Stecken Sie die DIN-Stecker in ein entsprechendes Überwachungsgerät. Befestigen Sie ein Aufrollkabel an der oberen Innenseite des Käfigs in der Nähe des Lochs für den Kabelbaum.
  3. Verlängern Sie den Kabeldraht des Retraktors mit einer Klammer am Ende und befestigen Sie ihn am Kabelbaum an der Stelle zwischen den 2 Schrumpfschlauchstücken (Ergänzende Abbildung 15).
  4. Befestigen Sie die Drähte an der Oberseite außerhalb des Käfigs, damit sie nicht hineinrutschen (Ergänzende Abbildung 14, z. B. Klebeband).
  5. Verbinden Sie den Stecker am Kabelbaum mit dem Stecker auf dem Rücken des Kaninchens (Ergänzende Abbildung 16). Signal aufzeichnen (Abbildung 1).

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Ergebnisse

Bei dieser Operationstechnik kam es zu keinen Mortalitätsfällen während oder nach der Operation. Es besteht die Gefahr einer Infektion und einer unvollständigen Wundheilung, insbesondere wenn das Kaninchen an der Schnittstelle kratzt oder beißt. Prä-/postoperative Antibiotika, das Abdecken des Schnitts mit einem trockenen, sterilen Stück Gaze und das Anlegen einer Weste an das Kaninchen tragen zum Schutz der Operationsstelle bei und ermöglichen eine bessere Heilung. Alle Aufnahmen werden ...

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Diskussion

Wir stellen ein detailliertes Protokoll für die Erstellung eines individuellen Kabelbaums, die hauseigene Herstellung eines Implantats und das Verfahren für die sterile Implantation der EEG/EKG-Elektroden, Drähte und des Ports vor. Dieser Aufbau ermöglicht die Aufnahme von kontinuierlichen, qualitativ hochwertigen EEG/EKG-Aufzeichnungen auf effiziente, sichere und finanziell machbare Weise. Dieses Protokoll erzeugt ein System, in dem sowohl EEG- als auch EKG-Daten bei Kaninchen gesammelt...

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts offenzulegen. Ein Teil der in diesem Manuskript enthaltenen Informationen ist mit entsprechender Genehmigung auch in der Masterarbeit der Erstautorin (Laura Williams) enthalten.

Danksagungen

Wir danken Pradeep Dumpala, DVM PhD, Sarah Blair, MA, und dem Haltungspersonal der SUNY Upstate Medical University für ihr Engagement und ihre Aufmerksamkeit bei der Pflege der Kaninchen. NIH-NINDS (1R61NS133273), Abteilung für Pharmakologie, SUNY Upstate Medical University

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
3:1 Schrumpffolie mit KlebstoffN/AWireflyAdhesive ausgekleideter Polyolefinschlauch, der so konzipiert ist, dass er beim Erhitzen einen Durchmesser von 1/3 schrumpft. Isolieren Sie Elektroden beim Anschließen von Drähten und Steckern, indem Sie Teile des Kabelbaums miteinander verbinden
Saugfähige Pads-anyAbsorbierende Pads für die Flüssigkeitssammlung
BD E-Z Scrub 116 Chirurgische Scheuerbürste/Schwamm371163BD E-Z Scrub3% PCMX Chirurgische Scheuerbürste/Schwamm Zum Schrubben vor der Operation für die aseptische Technik
Biopsie-Stanzen1315ARGENT, McKesson6 mm kreisförmige Schneidklinge für zirkuläre Inzision für Port
Buprenorphin-0,3 mg/ml Buprenorphin Zur postoperativen Schmerzkontrolle
StoßverbinderX003C7S38PSVAARStoßverbindung aus verzinntem Kupfer 26-22 AWG nicht isolierte Stoßverbinder Verbinden von Kohlefaserdrähten von den Elektroden mit dem
Stecker Cautery Penhttps://jorvet.com/product/cautery-kit-accessories/Jorgensen Laboratories, Inc.Tragbarer Bovie Cautery Pen Zur Kontrolle von Blutungen
Koaxialkabel durch die WandCOAX BUSH WHKommerzielle elektrischeKunststoffbuchse mit 6,9 mm Innendurchmesser Öffnung und 1 cm + Pfosten Drahtanschluss
Cohesiant Wraphttps://healthypets.com/vetone-cohesiant-wrap-blue-2x5yd/ AmerisourceBergen4 Zoll x 5yd selbstklebende Hülle Für den postoperativen Wundschutz
Einweg-Skalpell mit Griffhttps://www.securos.com/Securos Surgical AmerisourceBergenSterile Einwegskalpelle Für Schnitte
Elektrischer SchleifringTaidacentHigh Speed Ball Leitfähiger Schleifring 12-poliger 2A Kollektorring Drehgelenk-Drehverbinder, Elektrischer Schleifring, um die freie Bewegung des Tieres zu ermöglichen, ohne den Kabelbaum zu verengen
Augenschmiermittel prohttps://domespharma.us/eye-lube-pro-detailer-final-v6/SentrxGleitgel Verhindert das Austrocknen/Beschädigen der Augen während der Anästhesie
GLUture503763World Precision InstrumentTopical Tissue Adhesive Zum Verschluss von Inzisionsstellen 
IsofluranANADA # 200-129IsospireIsofluran Für die Anästhesie
Isopropylalkohol500205VETone70% Isopropylalkohol Topisches Antiseptikum
Jet Liquid1403Lang Dental Mfg. Co., Inc.Schnell aushärtende Acrylharzflüssigkeit Dentale Acrylharzflüssigkeit zum Abdichten der Buchse und der Drähte für die Drahtaustrittsöffnung. Wird auch verwendet, um den Port mit der Haut abzudichten.
Jet Zahn Farbpulver1420Lang Dental Mfg. Co., Inc.Schnell aushärtendes provisorisches Kronen- und Brückenpulver, Acrylharz. Dentales Acrylpulver zum Abdichten der Buchse und der Drähte für die Drahtaustrittsöffnung. Wird auch verwendet, um den Port mit der Haut abzudichten.
Ketamin-100 mg/ml Ketamin für die Sedierung
Duschummantelung aus MetallHOS-960MWaterpikUltraflexibler Ersatzduschschlauch aus Metall, extra lang für Handbrauseköpfe, 96 Zoll, Chrom Metallummantelung für Kabelbaum
MR Conditional/CT Elektroden Array und ErweiterungssetMRQW32415RhythmLinkSchnellanschlusssystem mit Stecker-Buchse und 8 Leitungen. Stecker, die für die Verbindung von Anschlusskabel und Kabelbaum verwendet werden. Drähte und DIN-Verbinder für den Kabelbaum
Polypropylen Blau Monofilament NahtmaterialP8665SECUROPRO3-0, FS-2, 18" Reverse Cutting Naht. Schließen Sie alle chirurgischen Schnitte
Retraktorkabel‎ 0487-013West Coast Manufacturing CompanyIndustrielle Einziehtrommel mit 48" Edelstahlseil, Stahlhalterung hinten, Chrom vorne, 8 oz. Einzug, Kunststoffschlauchschelle. Zieht überschüssigen Kabelbaum nach oben und weg von Tieren
GummidichtungE-3603 NSF-51Saint GobainClear Gummischlauch geschnitten auf 1,5 cm Breite. Dichtung zum Schutz/zur Aufrechterhaltung einer Abdichtung.
Kleine Webb-ElektrodenSWEBB1215RhythmLink6mm, flache Scheibe [WEBB*] Elektrode, Silberchlorid, Draht, subdermale Elektroden
Sterile Latex-OP-Handschuhe10122AmerisourceBergenSterile Latex-Handschuhe, puderfrei, angezogen für sterile Operationstechnik
Steriler MarkerDYNJSM01MedlineSteriler Marker, Markierung von Inzisions-/Elektrodenstellen 
Sterile OP-Abdecktücher mit Klebstoff-alleSterile OP-Abdecktücher mit Klebestreifen auf einer Seite, Erstellen Sie ein festes steriles Feld 
Veterinäranästhesiemasken-beliebigKunststoffkegel mit Gummidichtungen zum Abdichten von Kaninchen s Gesicht. Verschiedene Größen. Verabreichung von Inhalationsanästhesie
Veterinär Betadine Chirurgisches PeelingNDC 67618-154-16BetadinPovidon-Jod, 7,5%, Antiseptisches Sudsing Hautreiniger
Xylazin-100 mg/ml Xylazin, Zur Sedierung

Referenzen

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