Kontinuierliches Medikamenteninfusionssystem im Mausmodell: Ein chirurgischer Eingriff zur Implantation eines mikroosmotischen Pumpeninfusionssystems in das Gehirn der Maus für eine kontinuierliche Wirkstoffabgabe

Die Verabreichung von Medikamenten in das Gehirn durch die Zerebrospinalflüssigkeit (CSF) wird durch die Blut-Hirn-Schranke (BHS) begrenzt, wodurch die Arzneimittelkonzentration erheblich reduziert wird. Ein mikroosmotisches Pumpen-basiertes Gehirninfusionssystem ist ein kleines implantierbares Gerät, das BHS überwindet und eine kontinuierliche Medikamentenabgabe in das Gehirn ermöglicht.

Nehmen Sie zunächst eine mikroosmotische Pumpe, die mit einem künstlichen Liquor oder aCSF beschichtet ist, einem Vehikel für die Verabreichung von Medikamenten. Füllen Sie nun die Pumpe mit der gewünschten Arzneimittellösung. Als nächstes nehmen Sie eine Gehirninfusionsanordnung, die aus einem Katheter besteht, der an einer Infusionsnadel befestigt ist. Füllen Sie die Baugruppe mit dem Medikament. Schließen Sie schließlich diese Baugruppe an die Mikroosmosepumpe an, um das Gehirninfusionssystem zu vervollständigen.

Bereiten Sie nun eine betäubte Maus auf einem stereotaktischen Gerät vor. Entfernen Sie die Außenhaut des Kopfes und desinfizieren Sie den freiliegenden Schädel. Mache mit einem Mikrobohrer ein Loch in den Schädel, um einen Durchgang für das Infusionssystem zu schaffen. Öffnen Sie die Haut hinter der Halsregion und platzieren Sie die Mikroosmosepumpe darunter. Führen Sie gleichzeitig die Infusionsnadel in das Bohrloch ein.

Die Nadel dringt in die Hirnhäute ein und erreicht die Ventrikel, um das Medikament in das Gehirn zu infundieren. Tragen Sie nun ein geeignetes Klebegel auf, um die Nadel zu fixieren. Löse dann die Spitze der Nadel. Lassen Sie die Maus für weitere Experimente wiederhergestellt werden.

Bereiten Sie einen Tag vor der Operation osmotische Gehirnpumpen vor, indem Sie eine 1-Milliliter-Spritze und eine stumpfe Kopfnadel verwenden, um die Pumpen mit künstlicher Zerebrospinalflüssigkeit (aCSF) zu füllen. Tauchen Sie dann die Pumpe in aCSF und stellen Sie sie auf einen Shaker, um sie über Nacht sanft zu schütteln. Nehmen Sie am nächsten Tag das aLiquf aus der Pumpe und füllen Sie es vollständig mit zuvor vorbereiteter, in aCSF verdünnter Arzneimittellösung, bis der Überschuss austritt.

Schneiden Sie dann mit einer chirurgischen Schere die Katheterschläuche auf die gewünschte Länge ab. Befestigen Sie die Schläuche mit einer stumpfen Hirninfusionsnadel an dem Gehirninfusionsset. Füllen Sie dann die Röhrchen im Infusionskit mit der Arzneimittellösung. Nachdem Sie das Kit zusammengebaut haben, befestigen Sie es an der Mikroosmosepumpe. Um ein Austrocknen der Pumpe zu verhindern, tauchen Sie die Einstellung der osmotischen Infusionseinstellung des Gehirns der Pumpe in aCSF in ein sterilisiertes 50-Milliliter-Röhrchen.

Um die Operation zu beginnen, montieren Sie den Kopf einer anästhesierten Maus und befestigen Sie ihn an einem stereotaktischen Gerät. Schneide mit einer chirurgischen Schere und einer Zange die äußere Haut auf, die den Schädel bedeckt. Verwenden Sie dann Jod, um den peripheren Schädel zu reinigen. Verwenden Sie anschließend eine Schere mit stumpfem Kopf in der Nähe der Halsregion, um die äußerste Hautschicht von der subkutanen Haut für die Implantation des osmotischen Pumpen-Gehirnfusionssets zu trennen.

Verwenden Sie das stereotaktische Gerät, um den Infusionspunkt in Bezug auf die Gehirnkarte zu markieren. Bohren Sie mit einem Nagelbohrer ein Loch um den markierten Bereich auf dem Schädel und achten Sie darauf, dass die Hirnhäute und Blutgefäße der Maus nicht beschädigt werden. Platzieren Sie dann das mikroosmotische Pumpen-Gehirnfusionsset, das das Medikament von Interesse oder aCSF enthält, als Kontrolle unter der Haut hinter der Halsregion.

Um das Medikament in das Gehirn zu infundieren, führen Sie die Gehirninfusionsnadel in das Bohrloch ein. Verwenden Sie oberflächendesensibilisierendes Gel, um die Nadel auf dem Schädel zu fixieren, und warten Sie, bis der Kleber getrocknet ist. Schneide den überstehenden Teil oben auf der Nadel ab.