Name: Forschungsanwendung der laserinduzierten Stoßwelle zur Untersuchung von blast-induzierten Cochlea-Verletzungen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-03-01T14:20:00.000+00:00
Duration: 5 min 44 s
Description: Erfahren Sie die laserinduzierte Stoßwellenmethode zur Untersuchung von blastbedingten Cochlea-Verletzungen im Tiermodell. Diese Technik ermöglicht gezielte Forschung zu Hörverlustmechanismen ohne Trommelfellperforation.

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<meta charset="utf8"></head><body>Charakterisierung der LISW-Effekte auf die Cochlea-Pathophysiologie bei Mäusen

<ol><li>Arun, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blast+exposure+causes+long-term+degeneration+of+neuronal+cytoskeletal+elements+in+the+cochlear+nucleus%3A+A+potential+mechanism+for+chronic+auditory+dysfunctions%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neurol%22%5BJournal%5D)">Blast exposure causes long-term degeneration of neuronal cytoskeletal elements in the cochlear nucleus: A potential mechanism for chronic auditory dysfunctions.</a> Front Neurol. 12, 652190(2021).</li>
<li>Kurioka, T., Mizutari, K., Satoh, Y., Shiotani, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlation+of+blast-induced+tympanic+membrane+perforation+with+peripheral+cochlear+synaptopathy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Correlation of blast-induced tympanic membrane perforation with peripheral cochlear synaptopathy.</a> J Neurotrauma. 39 (13-14), 999-1009 (2022).</li>
<li>Liberman, M. C., Epstein, M. J., Cleveland, S. S., Wang, H., Maison, S. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toward+a+differential+diagnosis+of+hidden+hearing+loss+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Toward a differential diagnosis of hidden hearing loss in humans.</a> PLoS One. 11 (9), e0162726(2016).</li>
<li>Koizumi, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Y-27632%2C+a+rock+inhibitor%2C+improved+laser-induced+shock+wave+%28lisw%29-induced+cochlear+synaptopathy+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Brain%22%5BJournal%5D)">Y-27632, a rock inhibitor, improved laser-induced shock wave (lisw)-induced cochlear synaptopathy in mice.</a> Mol Brain. 14 (1), 105(2021).</li>
<li>Parthasarathy, A., Kujawa, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synaptopathy+in+the+aging+cochlea%3A+Characterizing+early-neural+deficits+in+auditory+temporal+envelope+processing%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Synaptopathy in the aging cochlea: Characterizing early-neural deficits in auditory temporal envelope processing.</a> J Neurosci. 38 (32), 7108-7119 (2018).</li>
<li>Kurioka, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characteristics+of+laser-induced+shock+wave+injury+to+the+inner+ear+of+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Opt%22%5BJournal%5D)">Characteristics of laser-induced shock wave injury to the inner ear of rats.</a> J Biomed Opt. 19 (12), 125001(2014).</li>
<li>Paik, C. B., Pei, M., Oghalai, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+of+blast+noise+and+the+auditory+system%5BTitle%5D)+AND+%22Hear+Res%22%5BJournal%5D)">Review of blast noise and the auditory system.</a> Hear Res. 425, 108459(2022).</li>
<li>Bryden, D. W., Tilghman, J. I., Hinds, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blast-related+traumatic+brain+injury%3A+Current+concepts+and+research+considerations%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Blast-related traumatic brain injury: Current concepts and research considerations.</a> J Exp Neurosci. 13, 1179069519872213(2019).</li>
<li>Ma, X., Aravind, A., Pfister, B. J., Chandra, N., Haorah, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Animal+models+of+traumatic+brain+injury+and+assessment+of+injury+severity%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Animal models of traumatic brain injury and assessment of injury severity.</a> Mol Neurobiol. 56 (8), 5332-5345 (2019).</li>
<li>Shao, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Central+and+peripheral+auditory+abnormalities+in+chinchilla+animal+model+of+blast-injury%5BTitle%5D)+AND+%22Hear+Res%22%5BJournal%5D)">Central and peripheral auditory abnormalities in chinchilla animal model of blast-injury.</a> Hear Res. 407, 108273(2021).</li>
<li>Ou, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Traumatic+brain+injury+induced+by+exposure+to+blast+overpressure+via+ear+canal%5BTitle%5D)+AND+%22Neural+Regen+Res%22%5BJournal%5D)">Traumatic brain injury induced by exposure to blast overpressure via ear canal.</a> Neural Regen Res. 17 (1), 115-121 (2022).</li>
<li>Cho, S. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+hearing+loss+after+blast+injury+to+the+ear%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of hearing loss after blast injury to the ear.</a> PLoS One. 8 (7), e67618(2013).</li>
<li>Kurioka, T., Mizutari, K., Satoh, Y., Kobayashi, Y., Shiotani, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blast-induced+central+auditory+neurodegeneration+affects+tinnitus+development+regardless+of+peripheral+cochlear+damage%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Blast-induced central auditory neurodegeneration affects tinnitus development regardless of peripheral cochlear damage.</a> J Neurotrauma. , (2023).</li>
<li>Niwa, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pathophysiology+of+the+inner+ear+after+blast+injury+caused+by+laser-induced+shock+wave%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Pathophysiology of the inner ear after blast injury caused by laser-induced shock wave.</a> Sci Rep. 6, 31754(2016).</li>
<li>Kimura, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+shock+wave+power+spectrum+on+the+inner+ear+pathophysiology+in+blast-induced+hearing+loss%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Effect of shock wave power spectrum on the inner ear pathophysiology in blast-induced hearing loss.</a> Sci Rep. 11 (1), 14704(2021).</li>
<li>Satoh, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulmonary+blast+injury+in+mice%3A+A+novel+model+for+studying+blast+injury+in+the+laboratory+using+laser-induced+stress+waves%5BTitle%5D)+AND+%22Lasers+Surg+Med%22%5BJournal%5D)">Pulmonary blast injury in mice: A novel model for studying blast injury in the laboratory using laser-induced stress waves.</a> Lasers Surg Med. 42 (4), 313-318 (2010).</li>
<li>Kawauchi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+isolated+and+combined+exposure+of+the+brain+and+lungs+to+a+laser-induced+shock+wave%28s%29+on+physiological+and+neurological+responses+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Effects of isolated and combined exposure of the brain and lungs to a laser-induced shock wave(s) on physiological and neurological responses in rats.</a> J Neurotrauma. 39 (21-22), 1533-1546 (2022).</li>
<li>Cassinotti, L. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cochlear+neurotrophin-3+overexpression+at+mid-life+prevents+age-related+inner+hair+cell+synaptopathy+and+slows+age-related+hearing+loss%5BTitle%5D)+AND+%22Aging+Cell%22%5BJournal%5D)">Cochlear neurotrophin-3 overexpression at mid-life prevents age-related inner hair cell synaptopathy and slows age-related hearing loss.</a> Aging Cell. 21 (10), e13708(2022).</li>
<li>Kujawa, S. G., Liberman, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adding+insult+to+injury%3A+Cochlear+nerve+degeneration+after+%26%2334%3Btemporary%26%2334%3B+noise-induced+hearing+loss%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Adding insult to injury: Cochlear nerve degeneration after &#34;temporary&#34; noise-induced hearing loss.</a> J Neurosci. 29 (45), 14077-14085 (2009).</li>
<li>Hickman, T. T., Smalt, C., Bobrow, J., Quatieri, T., Liberman, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blast-induced+cochlear+synaptopathy+in+chinchillas%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Blast-induced cochlear synaptopathy in chinchillas.</a> Sci Rep. 8 (1), 10740(2018).</li>
<li>Jiang, S., Sanders, S., Gan, R. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hearing+protection+and+damage+mitigation+in+chinchillas+exposed+to+repeated+low-intensity+blasts%5BTitle%5D)+AND+%22Hear+Res%22%5BJournal%5D)">Hearing protection and damage mitigation in chinchillas exposed to repeated low-intensity blasts.</a> Hear Res. 429, 108703(2023).</li>
<li>Nakagawa, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+primary+blast-induced+traumatic+brain+injury%3A+Insights+from+shock-wave+research%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of primary blast-induced traumatic brain injury: Insights from shock-wave research.</a> J Neurotrauma. 28 (6), 1101-1119 (2011).</li>
<li>Wu, P. Z., Liberman, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age-related+stereocilia+pathology+in+the+human+cochlea%5BTitle%5D)+AND+%22Hear+Res%22%5BJournal%5D)">Age-related stereocilia pathology in the human cochlea.</a> Hear Res. 422, 108551(2022).</li>
<li>Kurabi, A., Keithley, E. M., Housley, G. D., Ryan, A. F., Wong, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+mechanisms+of+noise-induced+hearing+loss%5BTitle%5D)+AND+%22Hear+Res%22%5BJournal%5D)">Cellular mechanisms of noise-induced hearing loss.</a> Hear Res. 349, 129-137 (2017).</li>
<li>Kim, J., Xia, A., Grillet, N., Applegate, B. E., Oghalai, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Osmotic+stabilization+prevents+cochlear+synaptopathy+after+blast+trauma%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Osmotic stabilization prevents cochlear synaptopathy after blast trauma.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 115 (21), E4853-E4860 (2018).</li>
<li>Hu, N., Rutherford, M. A., Green, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protection+of+cochlear+synapses+from+noise-induced+excitotoxic+trauma+by+blockade+of+ca%282%2B%29-permeable+ampa+receptors%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Protection of cochlear synapses from noise-induced excitotoxic trauma by blockade of ca(2+)-permeable ampa receptors.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 117 (7), 3828-3838 (2020).</li>
<li>Wan, G., Gomez-Casati, M. E., Gigliello, A. R., Liberman, M. C., Corfas, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurotrophin-3+regulates+ribbon+synapse+density+in+the+cochlea+and+induces+synapse+regeneration+after+acoustic+trauma%5BTitle%5D)+AND+%22Elife%22%5BJournal%5D)">Neurotrophin-3 regulates ribbon synapse density in the cochlea and induces synapse regeneration after acoustic trauma.</a> Elife. 3, e03564(2014).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>532 nm gütegeschalteter Nd:YAG-Laser&nbsp;</td><td>Quantel</td><td>Brilliant b</td><td></td></tr><tr><td>ABR-Peak-Analysesoftware</td><td>Mass Eye and Ear</td><td>N/A</td><td>EPL Cochlear Function Test Suite</td></tr><tr><td>Schweißklebstoff aus Acrylharz</td><td>Acrysunday Co., Ltd</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>konfokale Fluoreszenzmikroskopie</td><td>Leica</td><td>TCS SP8</td><td></td></tr><tr><td>Kryosektionsverbindung</td><td>Sakura</td><td>Tissue-Tek O.C.T</td><td></td></tr><tr><td>CtBP2 Antikörper</td><td>BD Transduktion</td> <td># 612044</td><td></td></tr><tr><td>Dielektrische Mehrschichtspiegel</td><td>SIGMAKOKI CO., LTD</td><td>TFMHP-50C08-532</td><td>M1-M3</td></tr><tr><td>Digitales Oszilloskop</td><td>Tektronix</td><td>DPO4104B</td><td></td></tr><tr><td>Kopfhörer</td><td>CUI</td><td>CDMG15008-03A</td><td></td></tr><tr><td>Hydrophone</td><td>RP acoustics e.K.</td><td></td><td></td>FOPH2000</tr><tr><td>Image J Software-Plug-in</td><td>NIH-Messlinie</td><td></td><td>https://myfiles.meei.harvard.edu/xythoswfs/webui/_xy-e693768_1-t_wC4oKeBD</td></tr><tr><td>Lichtmikroskop</td><td>Keyence Corporation</td><td>BZ-X700</td><td></td></tr><tr><td>Myosin 7A Antikörper</td><td>Proteus Biosciences</td><td>#25&ndash; 6790&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Neurofilament-Antikörper</td><td>Sigma</td><td>#AB5539</td><td></td></tr><tr><td>Plankonvexe Linse</td><td>SIGMAKOKI CO.,LTD</td><td>SLSQ-30-200PM</td><td></td></tr><tr><td>Prismen-Software</td><td>GraphPad</td><td>N/A</td><td>ver.8.2.1</td></tr><tr><td>Rasterelektronenmikroskop</td><td>JEOL Ltd</td><td>JSM-6340F</td><td></td></tr><tr><td>Kleines digitales Endoskop</td><td>AVS Co. Ltd</td><td>AE-C1</td><td></td></tr><tr><td>Ultraschall-Gelee</td><td>Hitachi Aloka Medical</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Variabler Dämpfer</td><td>Showa Optronics Co.</td><td>N/A</td><td>Aktuell verfügbarer Nachfolger: KYOCERA SOC Corporation, RWH-532HP II</td></tr><tr><td>Wasserlösliches Verkapselungsmittel&nbsp;</td><td>Dako</td><td>#S1964</td><td></td></tr></tbody></table>

forschungsanwendung der laserinduzierten stoßwelle zur untersuchung von blast-induzierten cochlea-verletzungen

Research Application of Laser-Induced Shock Wave for Studying Blast-Induced Cochlear Injury

LISW-Wellenform Die Reproduzierbarkeit der LISW-Druckwellenform wurde 5x bei 2,0 J/cm2 wie folgt gemessen. Die Wellenformen waren im Allgemeinen ähnlich und stabil und zeigten einen starken Anstieg mit Zeitbreite, Spitzendruck und Impuls von 0,43±0,4 μs, 92,1 ± 6,8 MPa und 14,1 ± 1,9 Pa∙s (Median ± SD), was den SW-Eigenschaften entspricht (Abbildung 1B). LISWs zeichnen sich durch eine schnelle Anstiegszeit, einen hohen Spitzendruck, eine kurze Dauer und eine Überdruckdominanz aus. Bei der Anwendung auf biologisches Gewebe wird das Ziel durch das Gelee direkt auf das lebende Gewebe aufgebracht, und es kann davon ausgegangen werden, dass das SW fast die gleichen Eigenschaften aufweist wie das gemessene SW, das auf das Gewebe aufgetragen wird. Nach Exposition gegenüber LISW wurde das Auftreten von TMP mit einem kleinen digitalen Endoskop beurteilt. Keine der Mäuse in der LISW-Energiegruppe zeigte nach der Exposition TMP (Abbildung 1C).
Auditive Bewertung Zur Bestimmung der Hörfunktion wurde eine ABR-Untersuchung durchgeführt. ABR ist ein Maß für das schallevozierte Potential in der Hörbahn, und ABR P1 steht für die akkumulierte neuronale Aktivität im Cochlea-Nerv. Einen Tag nach der LISW-Exposition zeigte das exponierte Ohr einen signifikanten Unterschied in der ABR-Schwellenwertverschiebung zwischen den verschiedenen LISW-Gruppen (Zwei-Wege-ANOVA, p &lt; 0,0001; Abbildung 2A). Dieser Anstieg der ABR-Schwellenwertverschiebung hielt bis zu 1 Monat nach der LISW-Exposition in den Gruppen 2,25 und 2,5 J/cm2 an (Zwei-Wege-ANOVA, 2,25 J/cm2, p &lt; 0,0001; 2,5 J/cm2, p &lt; 0,0001). Insbesondere im Hochfrequenzbereich zeigte sich eine deutliche Zunahme der ABR-Schwellenverschiebung. Die ABR-Schwellenwerte erholten sich jedoch auf ein Niveau, das sich nicht signifikant von der Vorbestrahlung in der 2,0 J-Gruppe unterschied (Zwei-Wege-ANOVA, 2,0 J/cm2, p = 0,76), was darauf hindeutet, dass die Schwellenerhöhung energieabhängig war. Bezogen auf die ABR P1-Amplituden zeigten alle LISW-bestrahlten Gruppen eine signifikante Abnahme der ABR P1-Amplituden bei allen Frequenzen 1 Tag und 1 Monat nach der LISW-Exposition (bidirektionale ANOVA, p &lt; 0,0001; Abbildung 2B). Das nicht exponierte Ohr (Kontrolle; linkes Ohr) zeigte nach LISW-Exposition keine merklichen Veränderungen der ABR-Hörschwelle (Daten nicht gezeigt).
Überleben von HC und SGN Die mikroskopische Betrachtung von LISW-exponierten Ohren ergab keine mechanischen Schädigungen der Cochleae, wie z. B. Fraktur und Dislokation der Gehörknöchelchen, Ruptur der Rundfenstermembran oder intracochleäre Blutung, nach LISW-Exposition (Daten nicht gezeigt), was mit früheren Befunden übereinstimmt 6,14.
Die fluoreszierende Immunfärbung von HCs mit Myo7A, synaptischen Bändern mit CtBP2 und dem Cochlea-Nerv mit NF ist in Abbildung 3A dargestellt. In keiner der Gruppen wurden schwere Cochlea-Schäden, wie z. B. der Verlust von HCs oder Nervenfasern, beobachtet. Die quantitative Bewertung des Überlebens von Myo7A-positiven OHCs unterschied sich jedoch signifikant zwischen den Gruppen (bidirektionale ANOVA, p = 0,002; Abbildung 3B). Die 2,5 J/cm2-Gruppe zeigte signifikant niedrigere Überlebensraten von OHCs als die Kontrollgruppe, insbesondere im Hochfrequenzbereich (bidirektionale ANOVA, 2,5 J/cm2, p = 0,0002). Die Überlebensraten von IHCs waren jedoch zwischen den Gruppen vergleichbar, was darauf hindeutet, dass OHCs anfällig für hochenergetische LISW sind (bidirektionale ANOVA, p = 0,76). Eine quantitative Bewertung des Überlebens des synaptischen Bandes ist in Abbildung 3C dargestellt. Synaptische Bänder waren sowohl in der 2,25- als auch in der 2,5 J/cm2-Gruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant reduziert (Zwei-Wege-ANOVA, 2,25 J/cm2, p &lt; 0,0001; 2,5 J/cm2, p &lt; 0,0001), und die höheren Frequenzen zeigten eine stärkere Tendenz zur Abnahme, ähnlich wie bei der ABR-Schwellenverschiebung und dem OHC-Überleben.
Als nächstes wurde die SGN-Dichte bewertet, wie in Abbildung 3D dargestellt. Es zeigte sich ein signifikanter Unterschied in der SGN-Dichte zwischen den Gruppen (bidirektionale ANOVA, p = 0,76), und die Gruppe mit 2,5 J/cm2 zeigte signifikant niedrigere Überlebensraten von SGN im Vergleich zu den Kontrollgruppen (bidirektionale ANOVA, 2,5 J/cm2, p = 0,007). Die Gruppen mit 2,0 und 2,25 J/cm2 zeigten jedoch ein vergleichbares SGN-Überleben im Vergleich zu den Kontrollen. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass der Schweregrad der Cochlea-Degeneration und der Hördysfunktion von der LISW-Energieexposition abhängt, die mit den Überlebensergebnissen von ABR und HC übereinstimmt.
Stereoziliäres Bündel Wir beobachteten einen bemerkenswerten Anstieg der ABR-Schwelle von etwa 30 dB sowohl in der 2,25- als auch in der 2,5 J/cm2-Gruppe bei Frequenzen über 20 kHz, der bis zu 1 Monat nach der LISW-Exposition anhielt (wie in Abbildung 2A gezeigt). Die von uns beobachtete Verschiebung der Schwelle um 30 dB kann jedoch nicht allein auf den Verlust von OHCs, die Degeneration der Cochlea-Synapsen oder eine verringerte Anzahl von SGCs zurückgeführt werden (Abbildung 3). Eine frühere Studie deutete darauf hin, dass die Verschiebungen der ABR-Schwellenwerte minimal waren, wenn die Anzahl der synaptischen Bänder um 50 % abnahm19. Daher führten wir REM durch, um die Ursache für die Erhöhung der ABR-Schwelle zu untersuchen. Nach LISW-Exposition bei einer Intensität von 2,5 J/cm2 schienen einige stereoziliäre OHC-Bündel gestört zu sein, insbesondere in hochfrequenten Bereichen (Abbildung 4A), was eine der Ursachen für eine erhöhte ABR-Schwelle nach LISW-Exposition sein könnte. Die quantitative Bewertung der stereoziliären Störung zeigte, dass das Störungsverhältnis im höherfrequenten Bereich energieabhängig tendenziell höher war (Abbildung 4B).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66396/66396fig01.jpg"> Abbildung 1: Versuchsanordnungen und Druckprofil von LISW. (A) Versuchsaufbau zur Erzeugung von LISW bei Tieren. (B) Eigenschaften der LISW-Druckwellenformen mit einem Wert von 2,0 J/cm2. (C) Repräsentative Bilder des Trommelfells. TMPs wurden bei keinem der LISW-exponierten Ohren beobachtet. Als Referenz ist eine repräsentative blast-induzierte TMP (gelbe Pfeilspitzen) anhand eines Hochdruckrohrs dargestellt. Abkürzungen: LISW = laserinduzierte Stoßwelle; PET = Polyethylenterephthalat; TMP = Perforation des Trommelfells; YAG = Yttrium-Aluminium-Granat; SHG = Erzeugung der zweiten Harmonischen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66396/66396fig01large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66396/66396fig02.jpg"> Abbildung 2: ABR-Ergebnisse nach Exposition gegenüber LISW. (A) Signifikante Verschiebungen der ABR-Schwellenwerte wurden in allen Gruppen 1 Tag nach der Exposition gegenüber LISW beobachtet. Die ABR-Schwellenwertverschiebungen in den Gruppen 2,25 und 2,5 J/cm2 blieben bis zu 1 Monat nach der Exposition gegenüber LISW signifikant erhöht. (B) Die ABR P1-Amplitude 1 Tag und 1 Monat nach der Exposition gegenüber LISW nahm in allen Gruppen signifikant ab. Sternchen weisen auf signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen im Vergleich zu den Präexpositionswerten hin (**p &lt; 0,001, ****p &lt; 0,0001). Fehlerbalken zeigen den Standardfehler des Mittelwerts an. Abkürzungen: ABR = auditory brainstem response; LISW = laserinduzierte Stoßwelle; P1 = Spitze 1; SPL = Schalldruckpegel. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66396/66396fig02large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66396/66396fig03.jpg"> Abbildung 3: Cochlea-Pathologie nach Exposition gegenüber LISW. (A) Konfokale Fluoreszenzbilder des Corti-Organs im 20-kHz-Bereich, gefärbt mit Myo7A (blau), CtBP2 (rot) und NF (grün) nach Exposition gegenüber LISW. (B) Die durchschnittlichen Prozentsätze der überlebenden HC sind in den Zytocochleogrammen angegeben. Die quantitative Bewertung ergab einen signifikanten Verlust von OHCs bei 2,5 J/cm2, obwohl es keinen signifikanten Unterschied im IHC-Überleben zwischen den Gruppen gab. (C) Die Überlebensrate präsynaptischer Bänder im Vergleich zu den Präexpositionswerten war in den Gruppen 2,25 und 2,5 J/cm2 signifikant verringert. (D) Repräsentative Mikrofotoaufnahmen von SGNs in allen Gruppen 1 Monat nach Exposition gegenüber LISW. Die SGN-Überlebensrate sank signifikant bei 2,5 J/cm2. Sternchen weisen auf signifikante Unterschiede zu den Prä-Exposure-Werten hin (**p &lt; 0,001, ****p &lt; 0,0001). Fehlerbalken zeigen den Standardfehler des Mittelwerts an. Maßstabsleisten = 5 μm (A), 100 μm (D). Abkürzungen: LISW = laserinduzierte Stoßwelle; IHC = innere Haarzelle; NF = Neurofilament; OHC = äußere Haarzelle; SGN = Spiralganglien-Neuron. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66396/66396fig03large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66396/66396fig04.jpg"> Abbildung 4: Oberflächenstrukturen von OHCs. (A) Repräsentative Rasterelektronenmikroskopie-Aufnahmen von OHC-Stereozilien in den 16 kHz und 24 kHz Regionen des Corti-Organs einen Monat nach Exposition mit LISW. Stereoziläre Störungen sind in vergrößerten Bildern des Boxed-Bereichs in der Gruppe von 2,5 J/cm2 (24 kHz-Bereich) zu sehen. Maßstabsbalken -= 2 μm. (B) Die stereoziliäre Störungsrate war mit zunehmendem LISW-Überdruck höher. Abkürzungen: LISW = laserinduzierte Stoßwelle; OHC = äußere Haarzellen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66396/66396fig04large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>

Forschungsanwendung der laserinduzierten Stoßwelle zur Untersuchung von blast-induzierten Cochlea-Verletzungen

The ear is the organ most susceptible to explosion overpressure, and cochlear injuries frequently occur after blast exposure. Blast exposure can lead to ...

research-application-laser-induced-shock-wave-for-studying-blast

Research

Forschung

JoVE Journal

Medicine

Medizin

Dieses Video zeigt ein Verfahren zur Erzeugung präziser, kontrollierter Hirnverletzungen im motorischen Kortex von Ratten mit Hilfe eines Lasers.

Durchführung einer laserinduzierten Hirnverletzung in einem Rattenmodell

Stoßwellen sind heute bekannt für ihre regenerierende Wirkung bekannt. Daher in vitro-Experimenten sind von zunehmendem Interesse. Wir haben daher ein Modell entwickelt, für die in vitro-Studien Schockwelle (IVSWT), die es uns ermöglicht, in vivo-Bedingungen dadurch vermeiden störende physikalische Effekte zu imitieren.

Shock Wave Anwendung auf Zellkulturen

Cochlea-Implantate (CI) ermöglichen durch direkte elektrische Stimulation des Hörnervs zu hören. , Schlechte Frequenz und Intensität Auflösung begrenzt jedoch die Qualität der mit CIs zu hören. Hier beschreiben wir optogenetische Stimulation des Hörnervs bei Mäusen als alternative Strategie für auditive Forschung und Entwicklung künftiger CIs.

Optogenetische Stimulation des Hörnervs

Es gibt verschiedene Methoden, um ototoxische Wirkstoffe in die Cochleae von Tiermodellen einzuführen. Vorgestellt wird ein chirurgisches Protokoll zur Verabreichung von ototoxischen Wirkstoffen an die runde Fensternische. Das Verfahren ist zuverlässig, erzeugt gezielte intracochleäre Läsionen und vermeidet mechanische Schäden an der Mikroarchitektur. Eine Untersuchung der Selbstreparatur/Regeneration der Cochlea ist möglich.

Die Maus Round-Fenster-Ansatz für Ototoxische Agent-Lieferung: eine schnelle und zuverlässige Technik zur Induktion Cochlear Zelldegeneration

Verstehen, wie Zellen durch die Einwirkung von Stoßwellen moduliert werden kann helfen, die Mechanismen hinter Verletzungen von Blast-Ereignisse ausgelöst. Dieses Protokoll verwendet speziell angefertigten Schock Röhre Ausrüstung Zelle Monolagen Stoßwellen bei einer Reihe von Belastungen zuweisen und die Folgewirkungen im Zellviabilität zu identifizieren.

Bewertende primäre Explosion Effekte In Vitro

Hier präsentieren wir Ihnen eine Kombination aus Laser-Doppler-Perfusion imaging (LDPI) und Laser Doppler Perfusion Überwachung (LDPM) Wirbelsäule Messen lokale Blut fließt und der Sauerstoffsättigung (SO2), sowie ein standardisiertes Verfahren für die Einführung von Rückenmark Schnur Trauma auf Ratte.

Mittels Laser-Doppler Imaging und Überwachung, Rückenmark Mikrozirkulation in der Ratte zu analysieren

Dieser Artikel beschreibt eine neuartige Modell der primären Explosion traumatische Hirnverletzungen. Eine Druckluft angetriebene Schock Röhre dient zur in-vitro- Maus hippocampal Slice Kulturen zu einer einzigen Schockwelle aussetzen. Dies ist ein einfaches und schnelles Protokoll generiert eine reproduzierbare Gehirnverletzung Gewebe mit einem hohen Durchsatz.

Eine neuartige In-vitro- Modell von traumatischen Hirnverletzungen Blast

Hier stellen wir ein Protokoll zur Ablösung von hornhauten Endothelzellen (CEC) von Descemets Membran (DM) unter Verwendung eines Neodym:YAG (Nd:YAG) Lasers als Ex-vivo-Krankheitsmodell für bullöse Keratopathie (BK) vor.

Entwicklung eines nichtinvasiven, laserunterstützten Versuchsmodells des cornealen Endotheliaalzellverlustes

Das hier vorgestellte Protokoll zeigt eine Technik, um ein Nagetiermodell für Hirnverletzungen zu erstellen. Die hier beschriebene Methode verwendet Laserbestrahlung und zielt auf den motorischen Kortex ab.

Laserinduzierte Hirnverletzung im Motor Cortex von Ratten

Wir stellen hier ein Protokoll eines Blastwellenmodells für Nagetiere vor, um neurobiologische und pathophysiologische Wirkungen von leichten bis mittelschweren traumatischen Hirnverletzungen zu untersuchen. Wir haben ein gasbetriebenes Tisch-Setup etabliert, das mit Drucksensoren ausgestattet ist, die eine zuverlässige und reproduzierbare Erzeugung von blastinduzierten leichten bis mittelschweren traumatischen Hirnverletzungen ermöglichen.

Low-Intensity Blast Wave Model for Preclinical Assessment of Closed-Head Mild Traumatic Brain Injury bei Nagetieren

Erfahren Sie die laserinduzierte Stoßwellenmethode zur Untersuchung von blastbedingten Cochlea-Verletzungen im Tiermodell. Diese Technik ermöglicht gezielte Forschung zu Hörverlustmechanismen ohne Trommelfellperforation.

Forschungsanwendung der laserinduzierten Stoßwelle zur Untersuchung von blast-induzierten Cochlea-Verletzungen

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