Cochlea-Implantation in das Meerschweinchen

Das übergeordnete Ziel dieses chirurgischen Eingriffs ist es, ein zuverlässiges und vielseitiges Tiermodell für die Cochlea-Implantation mit dem Meerschweinchen bereitzustellen. Diese Methode kann helfen, zentrale Fragen im Bereich der Cochlea-Implantate zu beantworten, z. B. ob pharmazeutische Eingriffe oder neu entwickelte Elektroden positive Auswirkungen auf den Resthörerhalt oder die Elektrodenimpedanzen haben. Der Hauptvorteil des Meerschweinchens ist der schnelle Zugang zum relativ großen Innenohr, was zu einem sicheren, zuverlässigen und vielseitigen Tiermodell der Cochlea-Implantation führt.

Für dieses Verfahren ist es wichtig, ein Operationsmikroskop, einen Bohrer, eine Heizplatte und ein Pulsoximeter um den Experimentator herum zu positionieren, um die Handhabung während der Operation zu erleichtern. Stellen Sie das Heizkissen auf 38 Grad Celsius ein. Befolgen Sie die sterile Technik.

Setzen Sie einen Hut, eine Maske und Handschuhe auf. Legen Sie dann die sterilisierten chirurgischen Instrumente für die Cochlea-Implantation aus. Bereiten Sie als Nächstes ein 3,5 Zentimeter langes Stück teflonisolierten Golddraht vor, indem Sie vorsichtig drei Millimeter Isolierung von einem Ende und fünf Millimeter Isolierung vom anderen Ende entfernen.

Schneiden Sie als Nächstes ein zweites Stück Golddraht ab, das 2,5 Zentimeter lang ist, und entfernen Sie fünf Millimeter Isolierung an beiden Enden. Sterilisieren Sie dann beide Drähte mit Alkohol. Als nächstes betäuben Sie ein Meerschweinchen mit einem Anästhesiecocktail, wie im Textprotokoll angegeben.

Rasieren Sie dann den Kopf und legen Sie ihn bäuchlings auf die Heizplatte. Öffnen Sie anschließend vorsichtig das Maul des Meerschweinchens mit einem kleinen Laryngoskop und entfernen Sie alle Speisereste durch Aspiration aus der Mundhöhle. Führen Sie dann vorsichtig eine Magensonde in die Speiseröhre ein, indem Sie langsam zum Magen drücken, bis ein Widerstand zu spüren ist.

Überprüfen Sie die Sauerstoffsättigung, um sicherzustellen, dass sich der Schlauch nicht in der Luftröhre befindet. Als nächstes injizieren Sie eine Mischung aus physiologischer Kochsalzlösung, 5% Glukose und Enrofloxacin mit einer 23-Gauge-Nadel in das Fettpolster des Halses. Bereiten Sie das Operationsfeld mit abwechselnden Peelings aus Povidon-Jod und 70 % Ethanol vor und drapieren Sie das Tier dann.

Für eine analgetische Anwendung Lidocain dosiert das Tier bei Bedarf auch mit einem Anästhetikum. Beginnen Sie die Operation mit einem zwei bis drei Zentimeter großen Hautschnitt, drei bis fünf Millimeter hinter der Ohrmuschel mit einem Skalpell. Um Blutungen zu behandeln, verwenden Sie einen bipolaren Kauter.

Palpieren Sie dann nach der Prominenz der Gehörblase und schneiden Sie mit einem chirurgischen Skalpell Nr. 15 oder einer chirurgischen Schere vorsichtig die Muskeln im retroaurikulären Bereich. Um die Muskeln von der Bulla zu trennen, schieben Sie die Muskeln vorsichtig zur Seite und verwenden Sie einen Retraktor, um die gesamte Länge des Schnitts freizulegen, um einen ungehinderten Zugang zur Bulla zu ermöglichen. Mache nun mit der Spitze des Skalpells mit der Zahl 15 ein Loch in die Bulla.

Wenn der Knochen perforiert ist, vergrößern Sie das Loch nach Bedarf, um die Mittelohrstrukturen zu untersuchen. Bringen Sie das Tier in die gebogene Position und inspizieren Sie die Öffnung. Die basale Drehung der Cochlea und die runde Fensternische müssen sichtbar sein.

Behalten Sie den Sauerstoffgehalt des Tieres im Auge, während es sich in der gebeugten Position befindet. Um fortzufahren, positionieren Sie das Tier in Bauchlage und legen Sie den Scheitelpunkt mit einem rechteckigen Schnitt frei. Entfernen Sie anschließend die Verbrauchshaut, präparieren Sie das Periost und reinigen Sie das Periost mit einem Skalpell.

Als nächstes machst du einen kleinen Haken an dem drei Millimeter freiliegenden Ende des 3,5 Zentimeter langen Drahtes. Führen Sie dann das andere Ende des Golddrahtes subkutan zum Scheitelpunkt. Durch einen peripheren Venenkatheter mit 18 Gauge unter Verwendung einer Mikrozange.

Positionieren Sie mit einer zweiten Mikrozange vorsichtig das hakenförmige Ende des Drahtes im Mittelohr. Biegen Sie dann den Kopf des Tieres, um den Bereich der runden Fensternische durch die Bullostomie sichtbar zu machen, und haken Sie den Golddraht mit einer Mikrozange an den Knochenvorsprung ein. Befestigen Sie ihn nun mit 10 bis 15 Mikrolitern Cyanacrylat, das von einer 27-Gauge-Nadel abgegeben wird, während Sie den Golddraht leicht anspannen.

Vom Golddraht aus können nun Basismessungen vorgenommen werden. Um die Elektrode zu montieren, bringen Sie das Tier in die Bauchlage. Und machen Sie mit einem Ein-Millimeter-Fräser zwei Löcher einen Millimeter vor dem Lambda-Naht.

Beschädigen Sie die Dura nicht. Implantieren Sie dann Schrauben in die Löcher, um den Elektrodenstecker zu konfektionieren. Verwenden Sie nun einen 18 Gauge peripheren Venenkatheter, um die Elektrode vom Konnektor zur Bulla in einer Gewebeschicht so nah wie möglich am Schädel zu führen.

Dann packen Sie 0,5 bis 0,7 Milliliter halbflüssigen Zahnzement mit einem Spachtel zwischen die Schrauben und positionieren Sie den Elektrodenverbinder zwischen den Schrauben. Halten Sie den Konnektor stabil in Position, während der Zahnzement aushärtet. Wenn das Tier seitlich umgestellt wird, bohren Sie den Cochleostomie vorsichtig einen Millimeter vom runden Fenster entfernt.

Bohren Sie mit einem 0,5 Millimeter Diamantfräser bei 5000 U/min. Führen Sie dann die Elektrode vorsichtig vier Millimeter in die Scala tympani ein. Ziehen Sie dann die Elektrode zurück und wiederholen Sie das Einführen.

Tragen Sie dann Cyanacrylat auf, um die Elektrode zu sichern. Eine stabile Implantation führt zu einer stärkeren Verschiebung der Hörschwelle. Daher ist es wichtig, den Arm, mit dem die Elektrode eingeführt wird, gegen den Tisch zu stabilisieren, um die Wahrscheinlichkeit unerwünschter Ruckbewegungen zu minimieren.

Anschließend wird das Bullostoma mit etwa 0,3 Millilitern Zahnzement verschlossen. Und die Verdrängung von Zahnzement in die Bulla muss vermieden werden. Als nächstes verschließen Sie den retroaurikulären Schnitt mit resorbierbaren 5-0-Nähten.

Drehen Sie das Tier dann in die Bauchlage. Fassen Sie anschließend mit einer Pinzette die hintere Kante des rechteckigen Schnitts am Scheitelpunkt. Und mit einer Schere einen zwei Zentimeter langen subkutanen Tunnel in den Hals des Tieres bohren.

Durch den Tunnel implantieren Sie den 2,5 Zentimeter großen Golddraht mit einer Pinzette. Positionieren Sie das Ende mit dem weniger freiliegenden Draht an dem dafür vorgesehenen Stift des Steckers und löten Sie dann die Verbindung. Löten Sie anschließend die Elektrode der runden Fensternische an den entsprechenden Stift des Steckers.

Tragen Sie nach Fertigstellung der Lote mehr Zahnzement auf, um die isolierten Stifte und die Elektrode vollständig zu bedecken. Damit ist die Implantation abgeschlossen. Die prä- und postoperativen frequenzspezifischen CAP-Schwellenwerte waren bei den vorgestellten Tieren in den niedrigen Frequenzen nahezu unverändert.

Während im hochfrequenten Bereich ab acht Kilohertz eine Schwellenverschiebung von etwa 25 bis 30 Dezibel erreicht wurde. Die Fremdkörperreaktion auf die implantierte Elektrode kann sehr unterschiedlich sein. Es kann keine sichtbare Reaktion geben oder ein großer Bereich der Scala tympani könnte sich mit fibrotischem Gewebe füllen.

Es ist sogar möglich, die knöcherne Spirallamina während des Einführens der CI-Elektrode zu frakturieren. In diesem Fall führte die Fraktur zu einem Verlust von Spiralganglienzellen, Fibrose und Osteogenese im Ductus vestibularis und zum Verlust des Corti-Organs. Solche Frakturen können bei einigen Tieren höhere als erwartete Schwellenwertverschiebungen erklären.

Einmal gemeistert, kann diese Technik in zweieinhalb Stunden durchgeführt werden, wenn sie richtig ausgeführt wird. Werden intraoperative Hörmessungen durchgeführt, kann sich der Zeitaufwand für den gesamten Eingriff erheblich erhöhen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man eine Cochlea-Implantation beim Meerschweinchen durchführt.

Anhand dieses Tiermodells können Sie verschiedene Forschungsfragen in diesem Bereich beantworten.