Introduction
Eksperimentelle studier, der optager in vivo gastrointestinal (GI) motilitet på tværs af en række eksperimentelle betingelser stadig et magtfuldt redskab til at forstå de underliggende normale og patofysiologiske processer, der er nødvendige for næringsstof homeostase. Traditionelt talrige eksperimentelle metoder, nogle med ligheder til dem, der findes i klinisk praksis 1, er blevet anvendt til direkte at kvantificere ændringer i GI sammentrækningshastighed 2-5 intraluminale tryk 6, 7 eller GI transit af ikke-absorberbare markører 8, 9 eller stabile isotoper 10-12. Hver af disse teknikker har unikke fordele og ulemper, som er blevet behandlet tidligere i litteraturen. For eksempel har nytten af ballonen manometri at kvantificere trykændringer sat spørgsmålstegn skyldes den iboende overholdelse af ballonen materiale, mens mave genvinding af absorberbare markører kræver euthanizing den eksperimentelle animal for et enkelt datapunkt. For nylig har anvendelsen og validering af en miniature arterietryk kateter blevet rapporteret, der tilbyder en ikke-kirurgisk metode til overvågning gastrisk kontraktilitet i rotter og mus 3. Mens en orogastrisk placeret tryktransducer eliminerer effektivt forstyrrende variable på gastrointestinal funktion ved at undgå invasive kirurgiske procedurer, en sådan fremgangsmåde er kun egnet til bedøvede præparater. Endvidere har manglen på visuelle vejledning ikke tillade ensartet placering af transduceren i specifikke områder af maven. Som sådan er denne ansøgning begrænset til maven eller tyktarmen siden visualisering, kombineret med den relativt stive transduceren ledning inden i duodenum eller ileum er ikke en mulighed.
Tilsvarende har biomagnetic vekselstrøm biosusceptometry (ACB) teknik er valideret for GI sammentrækning analyse 4. Mens ACB teknik giver en noninvasiv approach til måling af gastrointestinale sammentrækninger ACB lider af en lignende begrænsning, at anvendelsen af indtaget magnetisk mediedetektering tillader ikke nøjagtig registrering af specifikke områder af mavetarmkanalen. Denne begrænsning kan overvindes ved kirurgisk implantation af magnetiske markører. Ikke desto mindre ACB teknik kræver, at dyret bedøves til dataindsamling.
Ultrasonomicrometry har været ansat i nogle GI undersøgelser 13, 14 med henblik på at drage fordel af den lille størrelse, rumlige og tidsmæssige fordele ved piezoelektriske krystal sender / modtagere. Bølger af gastrisk glatmuskelsammentrækning er ikke en høj-frekvens begivenhed og forekommer med en hastighed på cirka 3 - 5 cyklusser / min. Derfor kan de tidsmæssige fordele sonomicrometry være unødvendigt at retfærdiggøre udgifterne. Desuden mens lineær bevægelse præcist måles med sonomicrometry, begrænsninger er blevet fremlagt vedrørende præcis mave datafortolkningsproblemer, der måtte opstå som følge af at implantere et utilstrækkeligt antal krystaller 14.
Baseret på den oprindelige design af Bass og kolleger 2, 15 denne visualiseret protokol mere fuldstændigt dokumenterer trin-for-trin fabrikation og eksperimentel anvendelse af miniature dobbelt element, strain gauges, der besidder høj følsomhed og fleksibilitet til optagelse glatte muskelsammentrækninger langs hele GI tarmkanalen. Dimensionerne af strain gage elementer er velegnede til alle gnaver ansøgning, da følsomhed og størrelsen af det færdige stamme gage er mest afhængige af silikone ark indkapsler elementerne. Disse strain gauges er let tilpasses for akut og kronisk anvendelse i bedøvede og frit opfører forsøgsdyrsmodellerne hvilket giver en enkelt teknik til kvantificering glatte muskelsammentrækninger.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle procedurer fulgt National Institutes of Health retningslinjer, og blev godkendt af Institutional Animal Care og brug Udvalg på Penn State Hershey College of Medicine. Rotter blev huset ved hjælp af fælles vivarium praksis. Bemærk: Denne protokol bruger Wistar hanrotter ≥8 ugers alderen, og i første omgang vejer 175-200 g.
1. Procedurer til fremstilling af Strain Gage
- De fleste værktøjer og komponenter forbliver tilgængelige fra de oprindelige eller efterfølgende selskaber og er opsummeret i tabel 1.
- Udarbejdelse og limning af to enkelt element strain gauges
- Håndter strain gage elementer (EA-06-031-350) grundigt med rene Dumont # 5 pincet. For at begrænse uønsket bevægelse af elementer, skal du bruge en lille, ren, selvklæbende stykke papir med den klæbende side opad for at sikre elementer til arbejde overflade uden risiko for forurening eller overdreven vedhæftning.
- Bond to enkelt stamme gageelementer back-to-back, for at danne en dobbelt element. Rengør bagsiden af hvert element film med isopropylalkohol og tillade tørring ved inddampning (tørring med gaze ofte indfører fiber forurenende stoffer, der er vanskelige at fjerne). Under stereomikroskop vejledning (1 - 3x), og med en ren kunstner pensel (10-0 kamel hår), anvende en tynd film af epoxy-fenol lim på bagsiden af et element og straks placere den modstående bagsiden af det andet element i kontakt og juster folien net (figur 1A).
- Placer de bundne elementer i en 50 - 60 ° C varm ovn O / N-hærde fuldstændigt epoxy.
BEMÆRK: Du må ikke klemme de bundne elementer, da overskydende epoxy kan sive ind elementerne og pres kan forårsage forskydning af nettene. De to-komponent epoxy har en brugbar nedkølet-levetid kun 6 uger efter blanding. Bond og helbrede en tilstrækkelig forsyning af elementer på én gang, og gemme dem i et rent, støvfrit, miljø til senere brug.
- Dimensionering og ledningerdobbelt element strain gauges
- Trim bundne dobbelt elementer til en endelig størrelse på 3 x 3 mm med en # 11 skalpel eller et barberblad. Forsinkelse trimning den øverste del af de to elementer på dette tidspunkt for at have et område til sikker håndtering elementet (figur 1A).
- Hvert element kræver en fire-leder ledning fremstillet af tre ledere, limes, Teflon isolerede ledninger (P / N 336-FTE). Skil en 30 cm flettet streng af tre-leder ledning i tre konstituerende ledninger.
- For at gøre en fire-leder kabel, parre en af de resulterende enkelte ledninger med lignende-farvede ledning indeholdt i en anden 30 cm længde på tre leder ledning. I de følgende trin, vil disse matchende farvede ledninger være forbundet ved terminalen ende at danne en fælles ledning til den endelige stamme gage (Figur 1B).
- Fjern cirka 1 mm teflon isolering fra begge ender af hver ledning med termiske wire strippere. Brug aktiveret harpiks solvaskning flux og lav temperatur loddemetal (smeltepunkt 183 ° C) med tin tråden slutter med en lodning blyant.
- Til det næste trin, der er behov for en microsoldering spids for at danne en mere diskret loddeforbindelse at forhindre varmeskader på filmlag af elementet (figur 1C). At fremstille en mindre microsoldering spids, wrap et lille stykke kobbertråd (~ diameter 0,25 mm) en gang omkring standard loddespids, der sikrer, at kobbertråden strækker sig ud over længden af den standard loddespids.
- Flux bare loddepuderne på den ene side af den bundne dobbelt element med en ren 10-0 pensel og lodde en enkelt bly og en af de parrede fælles fører til den loddeø (figur 1D). Resterende flux kan fjernes bagefter med en ren pensel dyppet i harpiks opløsningsmiddel.
- Gentag processen på den modsatte side at sikre, at den resterende fælles ledningsgennemføring er loddet til puden modsat den oprindelige fælles ledning.
- Test ennd epoxying dobbelt element strain gauges
- Lodde guld fatning (E363 / 0) til de frie ender af ledninger. På dette tidspunkt, slutte stamme gage en optagelse forstærker (beskrevet nedenfor) for at teste integriteten af den dobbelte elementsamling.
- Mål modstanden med en god kvalitet volt-ohmmeter. Elementer registrere en modstand på ca 350 Ω. Resolder utilstrækkelige forbindelser på dette tidspunkt med frisk loddetin.
- Hvis loddetilslutninger og den dobbelte elementsamling anses for tilfredsstillende, trim off enhver tilbageværende element film.
- Isoler lodningerne på elementet loddeøer med et tyndt lag af todelt silikone-gummi epoxyharpiks (P / N E211). For de bedste resultater, dels hærde harpiksen i 20 - 30 minutter før anvendelse (Figur 1E).
- Indkapsling dobbelt element strain gauges i silikone
- Skær tre stykker af 0,5 mm tykke silikone ark (P / N 20-20) til 15 mm 2 og clæne silikone med destilleret vand. Skær et stykke af silikone ark i en U-form for at rumme den endelige dobbelte elementsamling uden at deformere den indkapslende silikone (1F).
- Coat de indvendige overflader af hak-fri silikone plader med klar silikoneklæber.
- Sandwich dobbelte elementsamling i hak og de flugtende ydre lag, og tryk derefter forsigtigt ud eventuel overskydende silikone, samt luftbobler, fra midten og udad. Klemme forsigtigt den indkapslede samling mellem to blokke af metalstangen lager i 24 timer for at sikre en ensartet tykkelse, og at ingen deformationer opstår.
- Lad den overskydende silikone forbliver langs med samlingen og helbredelse. Dette overskud vil blive fjernet, når arket silikone er tilpasset til de ønskede endelige dimensioner (almindeligvis 6 mm x 8 mm; figur 1G).
- Afslutning af ledning-stik og kalibrering
- Styrke loddetinsforbindelsenaf guld fatning på den enkelte terminal ledning fører med 3 mm (1/8 tomme) krympeflex og tilpasse inden en plast elektrode piedestal (MS363, figur 1 H). Fastgør elektroden piedestal og ledninger med 0,125 og 0,25 tommer i diameter krympeflex for at forhindre frakobling under forsøget (Figur 1I).
- Strain gage signaler behandles gennem en høj gevinst bro forstærker (P / N AMP-01-SG). Slut stamme gage til forstærkeren ved hjælp af et kabel med en parret stik (363 - SL / 6), der passer elektroden piedestal. Den gevindskårne hætte giver ekstra sikkerhed for at bevare uafbrudt signaler under eksperimentet.
- Juster Bridge, balance og Gain indstillinger på forstærkeren til en dedikeret stamme gage pr fabrikantens anvisninger. Fastgør enden af stammen Gage hvor ledningerne afslutte vandret til en stiv klemme og kalibrere ved at anbringe 1 g statisk belastning på den modsatte ende, som oprindeligt beskrevet af Pascaud og kolleger2, 16, 17.
2. Kirurgiske Procedurer for akut Implantation af Strain Gage
- Animal Care og Forberedelse:
- Mad fratage forsøgsdyr natten før kirurgisk implantation (vand kan tilvejebringes ad libitum).
- Dybt bedøve dyret. Thiobutabarbital (100 - 150 mg / kg, ip for rotter) foretrækkes til terminalen stamme Gage implantation og eksperimenter grund vedvarende anæstetiske virkning og minimal ændring af gastriske reflekser i rotten 10 (dvs. ikke-overlevelse.). Prøve for tilstedeværelse af pote knivspids refleks til at bestemme dybden af bedøvelse.
- Forbered rotte til aseptisk kirurgi som dikteret af den eksperimentelle design og godkendt IACUC retningslinjer, herunder sterilisering kirurgiske redskaber, barbering incisionssteder, anvender dyrlæge øje salve og desinficering alle kirurgiske områder. BEMÆRK: Hvis stammen gage bliver tilpasset til kronisk brug, steriliserestammen Gage kun med ethylenoxid (gas) sterilisering. Anvendelse af varme eller kemisk steriliseringsteknikker kan beskadige stammen gage.
- Trakealintubation til terminal eksperimenter:
- For lang varighed, terminal, eksperimenter intubere rotten med en trachealtube at opretholde åbne luftveje. Foretag en 1 - 2 cm midtliniesnit på den ventrale side af halsen fra den nedre kant af underkæben til brystbenet hak.
- Adskil de underliggende strap muskler ved stump dissektion på midterlinjen at blotlægge trachea. Isoler luftrøret fra de underliggende spiserøret og placere en løkke på 3-0 ethilon sutur mellem luftrøret og spiserøret for at danne en ligatur.
- Åbn luftrøret fortil ved at lave en lille incison i membranen mellem to af de bruskagtige ringe af luftrøret lige distalt for skjoldbruskkirtlen. Sæt et lille stykke polyethylenrør (P / N PE-270), 5 mm i længde (og skrå i den ene ende) i luftrøretog fastgør det på plads med ligatur.
- Sæt stroppen muskler tilbage på plads, og suturere overliggende hud med 3-0 ethilon.
- Strain gage instrumentering til mave overflade:
- Tråd de fire hjørner af stammen gage med 4 - 5 cm længder af 4-0 eller mindre, steril silkesutur ved hjælp af en # 14 konus punkt 3/8 cirkel nål før operationen. Silkesutur giver en høj grad af fleksibilitet og er mindre tilbøjelige til at beskadige silikone indkapsler strain gage element.
BEMÆRK: silketråd er acceptabelt for ikke-overlevelse operationer og interne applikationer, hvor det sugende af bakterier på tværs af en epitelbarrieren ikke er en risiko. I applikationer, der kræver overlevelse kirurgi, er det nødvendigt med en prolene sutur med henblik på at reducere risikoen for infektion er forbundet med de flettede støvfnug af silkesutur. - Udfør en laparotomi ved indskæring bughuden langs midterlinien. § rectus abdominus muskulatur sammenden forbindende linea alba (avaskulær) for at forhindre blødning. Så gør en meget overfladisk midtlinjeincision i parietale peritoneum at undgå sønderriver underliggende indvolde fra bughulen.
- Eksteriorisere maven ved hjælp af saltvand gennemblødt bomuld tippes applikatorer. Hold maven i position ved forsigtigt at placere den på en saltopløsning gaze pad den kaudale ende af den abdominale indsnit.
- Juster gitter af den indkapslede stamme gage parallelt med de cirkulære glatte muskelfibre. Anvendelse af de tidligere gevind suturer (trin 2.3.1), vedhæfte hjørnerne af gage til den ventrale serøse overflade af mavens corpus ved hjælp af en # 14 konus punkt 3/8 cirkel nål. For at minimere vævsskade og potentiel blødning, skal du ikke bruge skærende kanter nåle og ikke perforere nogen overfladiske blodkar på overfladen af maven.
- Begynd suturen mønster af Gage langs den større krumning af maven nær fundus / corpus grænse og viderenæste langs fundus / korpus grænselag mod mindre krumning. Serosa underliggende stamme gage hverken bør være slap eller overdrevent strakt for at opnå de bedste resultater.
- Vende forsigtigt maven til sin anatomiske position ved hjælp af saltvand-gennemblødt bomuld tippes applikatorer.
- I en akut model eksteriorisere stammen Gage fører ved den kaudale ende af midtliniesnit før lukning af abdominal incision. Skaf de frie tråde til dyret (f.eks., Bagpote) for at give trækaflastning under manipulation af dyret eller terminal wire stik. Luk rectus abdominus muskler og den abdominale hud separat med 3-0 nylonsutur. I et kronisk model fastgøre ledningerne subkutant langs den dorsale side af rotter og eksteriorisere dem over kraniet 18.
- Efter kirurgisk instrumentering, anbringes dyrene i en stereotaktisk ramme til at støtte hovedet og løfte overkroppen. Det sidstnævnte trin hjælper med at reducere respiration artefakt under optagelsen. Overvåg rektal temperatur og holdes ved 37 ± 1 ° C under anvendelse af et feedback-kontrolleret varmepude.
- Ved afslutningen af terminale eksperimenter udnytte thiobutabarbital anæstesi, skal dyret aflives i overensstemmelse med American Veterinary Medical Association (AVMA) Retningslinjer for eutanasi.
- Tråd de fire hjørner af stammen gage med 4 - 5 cm længder af 4-0 eller mindre, steril silkesutur ved hjælp af en # 14 konus punkt 3/8 cirkel nål før operationen. Silkesutur giver en høj grad af fleksibilitet og er mindre tilbøjelige til at beskadige silikone indkapsler strain gage element.
- Gastrisk motilitet optagelser:
- Forstærk stammen gage signal med alle gængse DC bro forstærker.
- Optag DC output signaler på en computer ved hjælp af diagramskriver funktion af en kommercielt tilgængelig dataopsamlingssystem.
BEMÆRK: En papirkopi af forstærkeren output kan genereres gennem en polygraph diagramskriver.
3. repræsentativ måling af gastrisk Sammentrækninger Efter Brainstem Stimulation
- Eksponering af hjernestammen og fjerde ventrikel
- Efter kirurgisk instrumentering, og placement af Thiobutabarbital-bedøvede dyr i en stereotaktisk ramme, gør en 1,5 - 2 cm midtlinie incision i huden fra nakkebenet mod bunden af halsen.
- Adskil bindevæv forbinder de bilaterale muskel maverne på de underliggende nakkemusklerne langs midterlinien (musklerne fra overfladisk til dyb er Levator auris longus craniale del, levator Auris longus caudale del og platysma kraniel portion).
- Frigør levator Auris longus fra nakkebenet når midterlinjen er klart defineret og udsat.
- Eksponere forsigtigt den caudale område af kraniet ved hjælp af stump dissektion at løsrive platysma muskel fra underliggende dura mater.
- Brug en ny 25 G kanyle til omhyggeligt at frigøre dura mater langs foramen magnum strækker bilateralt til occipital kondyler.
- Brug # 5 Dumont pincet til at fjerne pia og arachnoid meninges overlejrer den fjerde ventrikel og eksponere hjernestammen.
- Administrationen fjerde ventrikel thyrotropinfrigivende hormon eller intravenøs natriumnitroprussid
- Afvejes og opløses thyrotropinfrigivende hormon (TRH) i sterilt saltvand for at nå frem til en endelig koncentration på 50 uM TRH.
- Afvejes og opløses natriumnitroprussid (SNP) i sterilt saltvand for at nå frem til en endelig koncentration på 150 uM SNP.
- Ved hjælp af en 10 pi sprøjte administrere 2 pi TRH (endelig dosis lig med 100 pmol) til den dorsale overflade af hjernestammen fjerde ventrikel for at lette optagelsen af gastriske sammentrækninger.
- Ved hjælp af en steril sprøjte og 27 G nål administrere 150 umol / kg af SNP gennem halevenen for at lette optagelsen af gastrisk afslapning.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Repræsentative data fra en Thiobutabarbital-bedøvet rotte er vist i figur 2. Den øverste spor repræsenterer de gastriske corpus sammentrækninger fra rotter i hjernestammen administration af thyrotropinfrigørende hormon (TRH, 100 pmol), et kendt motilitet-forbedrende peptid 3, 19. Det viser baseline sammentrækninger før stigningen i fasisk gastrisk glat muskel aktivitet. Bemærk: En analyse af disse toppe i gastrisk sammentrækninger følger den oprindelige formel udtænkt af Ormsby og Bass 20
Motilitetsindeks = (N 1 x1) + (N2 x2) + (N 3 x4) + (N 4 x8)
Baseret på denne formel, N er lig med det samlede antal af toppe i en bestemt milligram rækkevidde. Derfor antage, at en 0 mg signal indikerer ingen gastrisk motilitet, den sammenslutning af peak-to-peak sinusformede signaler kan beregnes som 25 - 50 mg, 60 til 100 mg, 110 til 200 mg og signaler større end 210 mg N-1 til N 4 hhv. Denne formel er mindre følsom over for baseline tone udsving, der forekommer naturligt på tværs af flere sekunder eller minutter. Sådanne udsving skulle trækkes for at generere gyldige område ved hjælp af under kurven målinger 3.
Det andet spor viser en reduktion i baseline gastrisk glat muskel-tonus fra det samme dyr som reaktion på nitrogenoxid-donor, natriumnitroprussid (150 umol / kg iv). Data, som repræsenterer en inhibering af gastrisk glat muskulatur aktivitet kan let analyseres ved reduktionen i signal spænding mellem baseline og maksimale respons. Dette spændingssignal kan derefter anvendes til at udlede tilsvarende statisk belastning i gram, hvis stamme gage blev kalibreret forud for eksperimentet. Disse repræsentative data viser tovejsegenskaberne kapaciteter af et dobbelt element stamme gage, der er blevet korrekt fastgjort til den gastriske serosa.
e_content "> Det tredje spor repræsenterer basale glat muskelkontraktioner registreret af en subminiature stamme gage sutureres til den serøse overflade af tolvfingertarmen af fastende rotter. Orienteringen af strain gage elementer var også parallelt med den cirkulære muskel i tolvfingertarmen.
Figur 1. De vigtigste etaper af stamme gage opspind. (A) Dual bundne elementer, der er blevet trimmet på tre af fire sider til de endelige dimensioner. (B) Repræsentative ende af ledningerne er konfigureret til fastgørelse på gage elementer (venstre) og terminal-stik (højre ). Bemærk, at dobbelt røde ledninger er forbundet kun ved den terminale ende (pilespids). (C) Repræsentant placering af en streng af kobbertråd i nærheden af fint (1,5 mm) soldering drikkepenge. Fastholdelse af frisk lodde langs denne motorvej (pilespids) sikrer tilstrækkelig varmeoverførsel via micro spids til at smelte 63% Tin: 36,65% Bly: 0,35% Antimon lodde (D) Repræsentant omfanget af lodninger mellem ledninger og loddepuderne på gage element. . (E) Korrekt pottede lodninger. (F) Repræsentant hak i det indre silikone laminatpladen at rumme stamme gage element uden at deformere afsluttet element. (G) bundne lag af silikone ark (tre i alt), der danner en færdig stamme gage før endelig dimensionering. (H) ledning forbindelser til guldbelagte stik er forstærket med lag af succeedingly større diameter krympeflex før indsættelse i elektrode piedestal. (I) Sidste shrink wrap anbringelse af terminal stik og elektrode piedestal. Kalibrering stænger: (A - D), 5 mm (E), 2 mm; & (F - jeg), 5 mm. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2. Repræsentative motilitets spor frembragt med opdigtede dobbelt elem ent strain gauges. Optagelser foretaget fra den forreste gastrisk korpus under en stigning i gastriske sammentrækninger (top trace) og i løbet af en hæmning af gastrisk sammentrækninger (midterste spor) og tolvfingertarmen (nederste spor) i fastende rotter (200-250 g).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
De procedurer, der præsenteres her tillade enkelte laboratorier at fremstille følsomme miniature strain gauges til biologiske applikationer, herunder, men ikke begrænset til, gastrointestinal motilitet i små forsøgsdyr. Da den kommercielle fremstilling af disse strain gauges er ophørt, er laboratorier undersøger gastrointestinal funktion er begrænset til andre teknikker, som kan ikke tillade det fulde spektrum af eksperimentelle programmer, der er til rådighed. Denne rapport giver en opdateret og mere detaljeret beskrivelse af tidligere beskrevne teknikker 15. Teksten og tilhørende video specifikt løsninger på almindelige faldgruber, som vi anerkendt i udvikling og beherskelse af produktionsprocessen.
Hvert skridt, som beskrevet, præsenterer teknikker til en vellykket opspind. Omhyggelig opmærksomhed til rent og sikkert at lodde alle forbindelser samt at undgå skader på elementet med overdreven varme fra soldering proces er de hyppigste udfordringer for succes. Den fine gage ledning er tilbøjelige til at bryde, hvis det ikke er korrekt forstærket med krympeslange eller silikone epoxy og vil resultere i et fravær af signal, når gage forsigtigt bøjes. En stamme Gage med en brudt eller frakoblet ledning i nærheden af guldstikkene i plast terminale piedestal er den mest almindelige fejl i en tidligere funktionel gage. Individuelle gauges kan forsigtigt skilles ad af krympeslangen fjerne med henblik på at blotlægge knækket ledning. Efter resoldering ledning til guldstikket er hele gage samles med ny krympeflex.
Med lidt øvelse og omhyggelig med at opdigte strain gauges med ensartede dimensioner, anbringelse strain gauges i forhold til at rydde vartegn (f.eks., Større gastrisk krumning, fundus / corpus afgrænsning), og undgå skader på blodkarrene, vil nybegyndere hurtigt at udvikle den evne til at opnå ensartede resultater. Indkapsling af dobbelt element i tre lag af silikone skaber en holdbar og fleksibel, men meget følsomme stamme gage, der vil strække sig over gentagen brug med ordentlig pleje. Den høje følsomhed af et indkapslet stamme gage påvirkes minimalt af en modstand, der er bibragt af silicium laminat. Tyndere silikone ark (P / N 20-05) anbefales for at modificere den gage for tarm applikationer eller til fremstilling af mindre gauges for mus og diskret gut regioner som lukkemuskler og spiserøret. Ekstra forsigtighed er nødvendig, da tyndere gauges have mindsket modstandsdygtighed over for overrivning af silikone ark under implantation.
Kirurgiske problemer med anvendelsen af disse gauges ofte skyldes overdreven manipulation af de indre organer eller forskydning af gage under implantation. Den tidligere sandsynligt initierer neurale og inflammatoriske processer, der direkte fører til nedsat GI motilitet, 9, 21, selvom beggefaldgruber er let afhjælpes ved raffinering af kirurgisk teknik. Dette kan omfatte ændring af længden og udgangspunktet for midterlinjen indsnit i abdomen samt minimere manipulation af indvoldene under eksteriorisering og udskiftning af maven.
Gyldigheden og troskab af disse strain gauges er blevet drøftet tidligere 2, 15. Vi, og andre, rutinemæssigt måle gastrisk glat muskel aktivitet i akutte, bedøvede præparater 16, 22. Med passende instrumentering, kan en enkelt investigator instrument og erhverve data fra op til fire dyr i en enkelt dag. Derudover implantation af flere sporvidder i det samme dyr gør det muligt at måle forholdet mellem tilstødende eller fjerntliggende regioner af mave-tarmkanalen.
Sammenfattende fremstilling af disse subminiature strain gauges giver mulighed for en bredere vifte af undersøgelser under anvendelse af en fælles matrix af implantationsmetoder, jegnstrumentation og dataanalyse. Blandt applikationer på tværs af hele mave-tarmkanalen, disse gauges mulighed for cross sammenligning af data indsamlet fra A) akutte og / eller kroniske eksperimentelle design; B) flere (samtidige) optagelse steder fra inden for et enkelt dyr; og C) en bredere vifte af eksperimentelle interventioner.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
Forskningsmidler modtaget gennem National Institute of Neurologiske og Stroke (NS049177 og NS087834). Forfatterne ønsker at anerkende de intellektuelle bidrag fra den afdøde Dr. Paul Bass og hans kolleger i det oprindelige design af strain gauges; og Carol Tollefsrud til fremstilling og markedsføring af strain gauges, indtil ophør af produktion i 2010, samt for hendes indsigtsfulde korrespondance.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Strain gage element | Micro-Measurements (Vishay Product Group) | EA-06-031-350 | Linear pattern, foil, stress analysis strain gage (2 required) www.vishaypg.com/micro-measurements/ or http://www.vishaypg.com/docs/11070/031ce.pdf |
| Epoxy-phenolic adhesive | M-bond 610 | General purpose adhesive for bonding strain gage elements | http://www.vishaypg.com/docs/11024/wirecable.pdf |
| 3 conductor insulated wire | 336-FTE | Fine gage, flexible general purpose wire | http://www.vishaypg.com/docs/11024/wirecable.pdf |
| Flux and rosin solvent kit | FAR-2 M-Flux AR kit | Liquid solder flux | http://www.vishaypg.com/docs/11023/soldacce.pdf |
| Solder | 361A-20R-25 | Optimized and recommended for strain gage applications | http://www.vishaypg.com/docs/11023/soldacce.pdf |
| Gold socket connector | PlasticsOne | E363/0 | Socket contact for electrode pedestal http://www.plastics1.com/PCR/Catalog/Item.php?item=407 |
| Electrode pedestal | MS363 | Secure platform for wire contacts | http://www.plastics1.com/PCR/Catalog/Item.php?item=499 |
| 6-wire cable | 363 PLUG W/VINYL SL/6 | Pre-fabricated vinyl-coated cable (in customized lengths) with plug adaptor to match electrode pedestal and tinned solder lugs on terminal end | |
| Silicone rubber casting compound | EIS electrical products | Elan Tron E211 | Potting medium for gage/wire solder joints http://www.eis-inc.com |
| HOTweezers | Meisei Corporation | Model 4B | Wire insulation strippers http://www.impexron.us |
| Soldering station | Weller (Apex Tool Group) | WES 51 | High quality soldering equipment http://www.apexhandtools.com/weller/index.cfm |
| Available through http://www.eis-inc.com or http://www.amazon.com | |||
| Silicone sheet | Trelleborg Sealing Solutions Northborough-Life Sciences | Pharmelast 20-20 | Encapsulating strain gage elements 10 B Forbes Road Northborough, MA 01532 (800) 634-2000 |
| Amplifier | Experimetria Ltd | AMP-01-SG | http://experimetria.com/Biological_amplifiers.php |
References
- Szarka, L. A., Camilleri, M. Methods for measurement of gastric motility. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 296 (3), G461-G475 (2009).
- Pascaud XB, F. A. U., Genton, M. J., Bass, P. A miniature transducer for recording intestinal motility in unrestrained chronic rats. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. Gastrointest. Physiol. 4 (5), 532-538 (1978).
- Gourcerol, G., Adelson, D. W., Million, M., Wang, L., Tache, Y. Modulation of gastric motility by brain-gut peptides using a novel non-invasive miniaturized pressure transducer method in anesthetized rodents. Peptides. 32 (4), 737-746 (2011).
- Américo, M. F., et al. Validation of ACB in vitro and in vivo as a biomagnetic method for measuring stomach contraction. Neurogastroenterol. Motil. 22 (12), 1340-1374 (2010).
- Fujitsuka, N., Asakawa, A., Amitani, H., Fujimiya, M., Inui, A. Chapter Eighteen - Ghrelin and Gastrointestinal Movement. Ghrelin and Gastrointestinal Movement. , Academic Press. 289-301 (2012).
- Monroe, M. J., Hornby, P. J., Partosoedarso, E. R. Central vagal stimulation evokes gastric volume changes in mice: a novel technique using a miniaturized barostat. Neurogastroenterol. Motil. 16 (1), 5-11 (2004).
- Herman, M. A., et al. Characterization of noradrenergic transmission at the dorsal motor nucleus of the vagus involved in reflex control of fundus tone. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 294 (3), 720-729 (2008).
- Gondim, F. A., et al. Complete cervical or thoracic spinal cord transections delay gastric emptying and gastrointestinal transit of liquid in awake rats. Spinal Cord. 37 (11), 793-799 (1999).
- Van Bree, S. H. W., et al. Systemic inflammation with enhanced brain activation contributes to more severe delay in postoperative ileus. Neurogastroenterol. Motil. 25 (8), 540-549 (2013).
- Qualls-Creekmore, E., Tong, M., Holmes, G. M. Gastric emptying of enterally administered liquid meal in conscious rats and during sustained anaesthesia. Neurogastroenterol. Motil. 22 (2), 181-185 (2010).
- Qualls-Creekmore, E., Tong, M., Holmes, G. M. Time-course of recovery of gastric emptying and motility in rats with experimental spinal cord injury. Neurogastroenterol. Motil. 22 (1), 62 (2010).
- Choi, K. M., et al. Determination of gastric emptying in nonobese diabetic mice. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 293 (5), G1039-G1045 (2007).
- Adelson, D. W., Million, M., Kanamoto, K., Palanca, T., Tache, Y. Coordinated gastric and sphincter motility evoked by intravenous CCK-8 as monitored by ultrasonomicrometry in rats. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 286 (2), G321-G332 (2004).
- Xue, L., et al. Effect of modulation of serotonergic, cholinergic, and nitrergic pathways on murine fundic size and compliance measured by ultrasonomicrometry. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 290 (1), G74-G82 (2005).
- Bass, P., Wiley, J. N. Contractile force transducer for recording muscle activity in unanesthetized animals. J. Appl. Physiol. 32 (4), 567-570 (1972).
- Holmes, G. M., Browning, K. N., Tong, M., Qualls-Creekmore, E., Travagli, R. A. Vagally mediated effects of glucagon-like peptide 1: in vitro and in vivo gastric actions. J. Physiol. 587 (19), 4749-4759 (2009).
- Tong, M., Qualls-Creekmore, E., Browning, K. N., Travagli, R. A., Holmes, G. M. Experimental spinal cord injury in rats diminishes vagally-mediated gastric responses to cholecystokinin-8s. Neurogastroenterol. Motil. 23 (2), e69-e79 (2011).
- Miyano, Y., et al. The role of the vagus nerve in the migrating motor complex and ghrelin- and motilin-induced gastric contraction in suncus. PLoS ONE. 8 (5), e64777 (2013).
- Holmes, G. M., Rogers, R. C., Bresnahan, J. C., Beattie, M. S. Thyrotropin-releasing hormone (TRH) and CNS regulation of anorectal motility in the rat. J Auton. Nerv. Syst. 56, 8-14 (1995).
- Ormsbee, H. S., Bass, P. Gastroduodenal motor gradients in the dog after pyloroplasty. Am. J. Physiol. 230, 389-397 (1976).
- Fukuda, H., et al. Impaired gastric motor activity after abdominal surgery in rats. Neurogastroenterol. Motil. 17 (2), 245-250 (2005).
- Browning, K. N., Babic, T., Holmes, G. M., Swartz, E., Travagli, R. A. A critical re-evaluation of the specificity of action of perivagal capsaicin. J. Physiol. 591 (6), 1563-1580 (2013).
