In vivo Auswertung der mechanischen und viskoelastischen Eigenschaften der Rattenzunge

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, die Festigkeit und die viskoelastischen Eigenschaften der Zunge bei anästhesierten Ratten zu beurteilen. Diese Methode kann helfen, Schlüsselfragen auf dem Gebiet der schlafbezogenen Atmungsstörung über obstruktive Schlafapnoe zu beantworten. Die Hauptvorteile dieser Technik sind die quantitativen Daten zur Muskelleistung und bei entsprechendem Training kann sie leicht mit dem Kandarer durchgeführt werden, der in den meisten Muskelmechanik-Labors zu finden ist.

Diese Methoden können Einblicke in die Physiologie und Mechanik der Rattenzunge geben. Es kann auch auf andere Systeme angewendet werden, einschließlich Mausmodelle. Die Idee zu dieser Methode hatten wir erstmals, als wir untersuchten, wie die Fettansammlung an der Basis der Zunge die mechanischen Eigenschaften dieses Muskels verändern kann.

Nachdem Sie das angemessene Maß an Sedierung durch mangelndes Ansprechen auf das Einklemmen der Zehen bestätigt haben, verwenden Sie eine Operationsschere, um einen ovalen Hautbereich über dem Hals der Ratte zu resezieren und die Haut zu entfernen. Stumpf durch das Fettgewebe, die sublingualen und submaxillären Drüsen und die Muskelschicht, die die Luftröhre umgibt, präparieren. Mit Hilfe eines Elektrokauters resezieren Sie den Digastricus-Muskel proximal zum Zungenbein an den möglichen Kontaktstellen um den Nerv herum.

Geben Sie dann einen Tropfen Mineralöl auf den Nerv, um ihn vor Austrocknung zu schützen. Verwende eine feine Pinzette, um den Nervus hypoglossus vom umgebenden Fleisch zu trennen. Stellen Sie mit einem Haken sicher, dass mindestens drei Millimeter des Nervs für die Verbindung mit der bipolaren Elektrode zur Verfügung stehen.

Quetschen Sie den Nervus hypoglossus mit einer mikrohämastatischen Pinzette so weit wie möglich distal vom Zungenbein entfernt, um eine retrograde Ausbreitung des Stimulus mit fünf Sekunden sanftem Druck zu vermeiden. Wenn das Blutstatikum den Nerv erfasst, sollte ein kurzes Zucken an der Zungenwurzel sichtbar sein. Wiederholen Sie dann die Identifizierung und die Nervenstörung auf der anderen Seite.

Um die Luftröhre zu intubieren, präparieren Sie zunächst vorsichtig die glatte Muskulatur, die die Luftröhre umgibt, um das Luftröhrengewebe freizulegen. Verwenden Sie als Nächstes eine Nahtzange, um die Luftröhre vorsichtig anzuheben, und führen Sie eine Vier-Null-Naht unter der Luftröhre in der Nähe des Brustkorbs durch. Binden Sie einen ersten losen Knoten zwischen dem sechsten und siebten Ring vom Kehlkopf und schieben Sie den Stiel einer mineralölgeschmierten Transferpipette unter die Luftröhre.

Wenn die Pipette an Ort und Stelle ist, machen Sie einen kleinen Schnitt zwischen dem vierten und fünften Ring vom Kehlkopf aus. Wenn die Canella mit der Anästhesie verbunden ist, führen Sie die Canella vorsichtig in den Schnitt ein, um eine Tiefe von etwa fünf Ringen zu erreichen. Befestigen Sie die Canella an der Naht, um einen luftdichten Verschluss zu erzeugen, und verwenden Sie eine Nahtbindezange, um die Zunge vorsichtig zu greifen.

Führen Sie dann eine PBS getränkte 20 Zentimeter lange seidenschwarze geflochtene, fünf Nullnaht medial durch die Zungenspitze und binden Sie eine etwa vier Zentimeter breite Schlaufe in die Naht. Um die isometrische Kraft und die viskoelastischen Eigenschaften der Zunge zu bestimmen, legen Sie das Tier in Rückenlage in die beheizte Schale des Incisu-Muskeltestsystems und befestigen Sie die Nase des Tieres mit einem kunststoffbeschichteten Metall-Drehbinder an der Schale. Führen Sie einen Drei-Wege-Wirbel ein, der an eine neun Kilogramm schwere monofile Textleine gebunden ist, um den Mund in der offenen Position zu halten, und verbinden Sie die Nahtschlaufe mit dem Kraftaufnehmer.

Kleben Sie die Gliedmaßen und den Bauch ab, um das Tier während der Stimulation ruhig zu stellen, und verbinden Sie einen speziell angefertigten Stimulationshaken mit einer polaren Elektrode mit jedem Hypoglossusnerv. Verwenden Sie einen stapelbaren Doppelklemmstift, um die beiden Bananenanschlüsse jeder Elektrode in einen einzigen BNC-Anschluss umzuwandeln. Verwenden Sie dann einen BNC-Splitter, um die Elektroden an den Stimulatormodus des Geräts anzuschließen.

Nachdem Sie sich vergewissert haben, dass Hals und Zunge mit dem Hebel des Kraftaufnehmers ausgerichtet sind, passen Sie die Länge der Zunge allmählich an und wenden Sie Zuckungsstimulationen an, bis eine maximale Kraft erreicht ist. Sobald die maximale Zuckenkraft erreicht ist, verwenden Sie einen Messschieber, um die Zungenlänge vom Ansatz am Zungenbein bis zur Zungenspitze zu messen. Um die isometrische Kraft zu messen, wenden Sie ein Zucken an, gefolgt von einer tetanischen Stimulation 20 Sekunden später, wobei die maximalen Zuckungs- und tetanischen Kräfte aufgezeichnet werden.

Um die viskoelastischen Eigenschaften der Zunge zu bestimmen, ohne die Position des Tieres zu verändern, wenden Sie drei bis fünf Minuten nach der isometrischen Kraftbestimmung Zyklen passiver Dehnungen mit zunehmender Verschiebung von der optimalen Länge an, ohne die Nervus hypoglossus zu stimulieren. Hier sind die erwarteten Werte für die Zuckungs- und tetanischen Kräfte bei einer drei Monate alten Zuckerratte dargestellt. Die tetanische Kraft, die sich nach der Stimulation entwickelt, sollte schnell ihren Höhepunkt erreichen.

Gefolgt von einer langsamen Abnahme, bis die Stimulation aufhört. In dieser Grafik sind erfolglose Kontraktionen zu beobachten, bei denen die vierte Generation vor dem Ende der Stimulation kein Plateauniveau erreichte oder bei denen der Reiz eine Kontraktion der Nackenmuskulatur auslöste. Diese repräsentativen Lissajous-Arbeitsschlaufen mit Längen- und Kraftspuren wurden durch Dehnen der Zunge von 5% auf 50% der optimalen Länge erhalten.

Die Schleifen können dann kombiniert werden, um typische Lissajous-Schleifen-Traces zu erzeugen. Einmal gemeistert, kann diese Technik in etwa eineinhalb Stunden abgeschlossen werden, wenn sie richtig ausgeführt wird. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man die Nervus hypoglossus freilegt und isoliert und wie man die mechanischen viskoelastischen Eigenschaften der Zunge bestimmt.

Vielen Dank fürs Zuschauen und viel Erfolg bei Ihren Experimenten.