Bau-und Implantation eines Mikroinfusion System für Nachhaltige Lieferung von Neuroactive Agents.

Hallo, mein Name ist Miles Cunningham. Gemeinsam mit Ryan O'Connor und Sydney Wong demonstrieren wir den Aufbau eines Mikroinfusionssystems zur kontinuierlichen Verabreichung von neuroaktiven Wirkstoffen. Diese Arbeit wurde im Labor für Neurorekonstruktion am McLean Hospital der Harvard Medical School durchgeführt.

Wir danken der Sydney rbe Foundation und Narsad für ihre großzügige Unterstützung. Wir haben festgestellt, dass neuroaktive Wirkstoffe durch eine gezogene Mikrokanüle aus Bo-Silikatglas mit einem Spitzendurchmesser, der fünf- bis zehnmal kleiner ist als bei herkömmlichen Einführkanülen, zuverlässig an diskrete Gehirnstellen abgegeben werden können. Auf dieser Folie zeigen wir eine häufig verwendete Infusionskanüle aus Edelstahl neben einer Mikrokanüle, die wir hier in diesem Labor hergestellt haben.

Diese Verkleinerung der Einführkanüle führt zu einer drastischen Verringerung des Traumas in der untersuchten Gehirnregion. Viele konventionelle Methoden führen in der Tat zu einer Läsion innerhalb des interessierenden Bereichs, was die Gültigkeit eines Ergebnisses in Frage stellt. Sie können hier in Panel A sehen, wie stark eine 0,32-Millimeter-Kanüle den lokalen Bereich im Vergleich zu einer 50-Mikron-Kanüle in Panel B stört. Diese Fotos mit geringer Vergrößerung zeigen nasse Halterungen von ungefärbten Vibram-Schnitten.

Dieselben Abschnitte wurden dann mit h und e gefärbt und mit höherer Vergrößerung abgebildet. Um die Reduzierung von Gewebeschäden mit der Mikrokanüle weiter zu verdeutlichen, besteht bei den Komponenten des Mikroinfusionssystems eine zet mini Osmo-Pumpe mit ihrem Durchflussmodulator aus Edelstahl, bei dem der Flansch entfernt wurde. Zwei bis drei Zentimeter Polyethylenschlauch, eine speziell angefertigte BOA-Silikat-Mikrokanüle und ein 28-Gauge-Führungsdraht, und das ist das montierte Mikroinfusionssystem, das zur Implantation bereit ist.

Hier wird eine Standard-Vertikalpipette polar verwendet, um Mikrokanülen mit den gewünschten Spezifikationen herzustellen. Auch horizontale Polungen sind geeignet. Der Bora-Silikatschlauch wird durch Variation der Temperatur des Heizelements und der Spannung des Mastes positioniert und gesichert.

Sie können Mikrokanülen mit spezifischen Durchmessern und langen, sich verjüngenden Schaftgliedern zuverlässig reproduzieren. Der Bora-Silica-Schlauch wird erhitzt und mit sanftem Druck die gewünschte Biegung des Schlauchs reduziert. Diese Biegung wird in einem Abstand von der Spitze der Mikrokanüle vorgenommen, der für die Tiefe des interessierenden Gehirnziels geeignet ist und einen Freiraum über dem Schädel ermöglicht.

Die endgültige Länge dieses distalen Mikrokanülenrohrs, die Biegung, beträgt etwa neun bis 10 Millimeter. Anscheinend nicht zufrieden mit seinem Ergebnis. Ryan setzt die Mikrokanüle wieder ein, um dort eine Feinjustierung vorzunehmen und den Biegewinkel zu perfektionieren.

Viel besser geht das mit einem Diamantstift. Sydney demonstriert ein Verfahren zum Schneiden des Borsilikatschlauchs etwa fünf Millimeter proximal der Biegung, wobei der Schlauch fest auf einer harten Oberfläche gehalten wird, wobei der distale Teil der Mikrokanüle frei über den Rand hängen kann. Sie ritzt den Schlauch umlaufend ein.

Dann rastet sie mit sanftem Druck den Schlauch sauber an der eingekerbten Schnittstelle ein. Die feine transparente Spitze der Kanüle kann dann mit permanenter Tinte eingefärbt werden, um die Visualisierung zu erleichtern. Bei der Operation unter Vergrößerung wird die Spitze der Mikrokanüle mit einer Mikrodissektionsschere auf den gewünschten Durchmesser geschnitten.

Der Spitzendurchmesser kann mit einem Okular oder einem Mikroskop bestätigt werden. Radikale Ausrichtungsdrähte werden aus 28 Gauge Edelstahldraht hergestellt, der in etwa drei Zentimeter Länge geschnitten wird. Mit einer Pinzette wird dann am Ende jedes Drahtes ein kleiner Haken mit einem Durchmesser von etwa zwei Millimetern hergestellt.

Die Justierdrähte werden zusammen mit zwei bis drei Zentimeter langen Polyethylenschläuchen in den Mikrokanülen in eine Petrischale gelegt. Das Mikroinfusionssystem kann mit Instrumenten aufgebaut werden, die in den meisten Laboratorien üblich sind. Mikrozangen, konventionelle Pinzetten, chirurgische Scheren und Hämostaten werden zur Sterilisation in ein chirurgisches Abdecktuch gelegt.

Die Instrumente, die Komponenten des Mikroinfusionssystems sowie mehrere Blätter Aluminiumfolie werden mit einem Standard-Autoklaven sterilisiert. Der Durchflussmodulator wird vorsichtig aus der Verpackung genommen und in eine sterile Petrischale gegeben. Er wird mit Hämostaten sicher gehalten und der Kunststoffflansch mit einer Schere vom Modulatorrohr aus Edelstahl entfernt.

Die Mini-Osmosepumpe wird ebenfalls aus der Verpackung genommen und in die sterile Petrischale gelegt. Der Edelstahlschlauch wird etwa zwei bis drei Millimeter in den Polyethylenschlauch eingeführt und mit lichtaktiviertem Epoxidharz miteinander abgedichtet. Wir verwenden Lummi bond aus meinem Neurallabor für filigrane Arbeiten, wir füllen eine Ein-CC-Spritze mit Lummi bond und verwenden eine 27-Gauge-Nadel als Applikator, die Lumon unter hellem Licht in nur wenigen Sekunden aushärtet.

Die Befüllung der Mini-Osmosepumpe erfolgt durch aufrechtes Halten und vorsichtiges Einspritzen mit der vom Hersteller bereitgestellten Füllnadel. Wir empfehlen, das Flüssigkeitsvolumen, das in die Pumpe eingespritzt wird, zu beobachten und/oder die Pumpe vor und nach dem Befüllen zu wiegen, um sicherzustellen, dass die Pumpe vollständig gefüllt und nicht defekt ist. Beachten Sie, dass wir die Wiederverwendung von Pumpen nicht empfehlen.

Der volle Modulator mit dem daran befestigten Polyethylenschlauch wird dann in die Mini-Osmosepumpe eingeführt. Die Flüssigkeit in der Pumpe wird beim Einsetzen des Schaummodulators in den Polyethylenschlauch gedrückt. Der anfängliche Abstand von Polyethylenschläuchen, die mit der Flüssigkeit gefüllt sind, wird notiert und sollte beobachtet werden, dass er sich nach Aktivierung der Pumpe mit Inkubation und steriler Kochsalzlösung bei 39 Grad Celsius nach 12-stündiger Inkubation erhöht.

Die aktivierte Mini-Osmosepumpe ist in sterile Kochsalzlösung getaucht, die eine luftfreie Umgebung für die letzten Schritte beim Bau des Mikroinfusionssystems bietet. Eine Spritze, die mit einem Kunststoffschlauch mit kleiner Stärke versehen und mit der gleichen Lösung gefüllt ist, die von der Pumpe enthalten ist, wird verwendet, um Luft aus dem ungefüllten Teil des Polyethylenschlauchs zu verdrängen. Beachten Sie, dass die Luft in der Mikrokanüle verdrängt werden sollte.

In ähnlicher Weise kann das distale Ende des Polyethylenschlauchs eine gewisse Dilatation mit einer Mikrozange erfordern, und das proximale Ende der Mikrokanüle wird dann eingeführt. Das gesamte System ist nun luft- und totraumfrei und kann aus dem Salzbad entnommen und mit steriler Ursache trocken gekauft werden. Die Luma-Bindung wird dann aufgebracht, um die Mikrokanüle an den Polyethylenschlauch zu befestigen Um die Durchflussrate der Mini-Osmosepumpe zu verringern Um etwa die Hälfte wird steriles heißes Paraffin in eine kleine Petrischale gegossen und die proximale Hälfte der Mini-Osmosepumpe kurz untergetaucht.

Überschüssiges Paraffin wird getupft und das Mikroinfusionssystem wird wieder in sterile Kochsalzlösung gelegt und bis zur Operation gelagert. Kurz vor der chirurgischen Implantation. Der Führungsdraht wird an der Biegung in der Mikrokanüle befestigt.

Die Längsachse des Führungsdrahtes ist auf den Teil der Mikrokanüle ausgerichtet, der in das Hirngewebe eintritt und mit Lumon fixiert wird. In dieser Position. Das Mikroinfusionssystem kann dann auf einem stereotaktischen Instrumentenmanipulator positioniert werden.

Der Führungsdraht wird mit einer Manipulatorarmklemme gesichert und die Pumpe von oben mit einer Schlaufe aus sterilem Naht angebunden. Dies stützt das Gewicht und ermöglicht es, die Mikrokanüle durch vorsichtiges Biegen des Führungsdrahts mit einer Pinzette perfekt senkrecht zur Schädeloberfläche auszurichten, das Mikroinfusionssystem kann dann mit einem stereotaktischen Standardverfahren implantiert werden. Der Boel-Schlauch wird mit Klebstoff an der Schädeloberfläche befestigt.

Wir verwenden die Matte Jaron, um einen flachen Sockel zu formen. Der überschüssige Führungsdraht, der über die Vorbereitung hinausragt, wird dann bündig mit der Oberfläche des Sockels geschnitten. Mit Hilfe einer Schneidscheibe, die an einem Hochgeschwindigkeitsbohrer befestigt ist, kann die Mini-Osmosepumpe dann subkutan zwischen dem Tierraum platziert werden.

Die derzeitige Methode bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Techniken. Es kann individuell angefertigt werden, um der Art und dem Alter des Versuchstierens gerecht zu werden. Der Silica-Schlauch kann so geformt werden, dass er sich der Oberfläche des Tierschädels anpasst.

Da eine sichere Fixierung mit niedrigem Profil möglich ist und kein großer Schädelsockel erforderlich ist, kann die Operationswunde leicht über dem stromlinienförmigen Mikroinfusionssockel verschlossen werden, wodurch das Infektionsrisiko sowie die Unannehmlichkeiten für das Tier reduziert werden, und die Befestigung des Systems am Schädel erfordert weniger Oberfläche. Daher können zusätzliche oder nachfolgende Eingriffe ohne Beeinträchtigung von einem größeren Sockel aus durchgeführt werden. Am wichtigsten ist jedoch, dass diese Methode die Invasivität und das Trauma für die lokale Umgebung der Infusionsstelle reduziert und somit den Beobachtereffekt minimiert

Das sind die Veränderungen, die das aktive Beobachten an dem beobachteten Phänomen vornehmen wird.