Ultrasonido enfocado de alta intensidad para bloquear los potenciales de acción nerviosa en un modelo de rata diabética

Comience con una rata diabética anestesiada con un nervio ciático transmisor de dolor expuesto que contiene electrodos estimulantes preimplantados. El nervio ciático está conectado al músculo gastrocnemio, donde se colocan los electrodos de registro.

Levante el nervio ciático y coloque el ultrasonido enfocado de alta intensidad o la base del fijador HIFU debajo de él.

Con un conector, asegure el nervio en la ranura del fijador y coloque el transductor HIFU sobre él.

Llene el pocillo central del fijador con una solución de acoplamiento desgasificada para la propagación por ultrasonidos.

Administre un estímulo eléctrico a través de los electrodos estimulantes para activar los potenciales de acción nerviosa que se transmiten al músculo.

Registre esta señal muscular de referencia.

Mientras continúa grabando, dirija el haz HIFU a través del transductor hasta el nervio.

HIFU induce estrés mecánico y aumenta la temperatura que bloquea transitoriamente la propagación del potencial de acción al músculo y reduce la señal.

Esto se correlaciona con la disminución de la percepción del dolor, lo que demuestra el potencial de HIFU para el alivio del dolor neuropático diabético.

Cinco semanas después de la inyección de STZ, después de anestesiar a las ratas y realizar un pellizco de la superficie plantar del pie de acuerdo con el protocolo de texto, use una cortadora eléctrica para eliminar el vello del muslo y la parte inferior de la espalda. Aplique yodo líquido a la piel en el sitio quirúrgico. Luego use una almohadilla con alcohol para limpiar el yodo líquido.

Con un bisturí estéril, haga una incisión en la piel en la dorsal del muslo. Use tijeras quirúrgicas para extender el tejido debajo de la piel. Y use ganchos para asegurar la piel.

Con las tijeras, separe cuidadosamente los músculos paralelos al fémur hasta que las fibras del nervio ciático de la mitad del muslo incrustadas en los músculos sean visibles. Use con cuidado un gancho de vidrio para separar el nervio ciático de la mitad del muslo del tejido conectivo y los músculos circundantes. Luego, para colocar el nervio ciático en la zona local focal de ultrasonido focalizado de alta intensidad o HIFU usando un fijador nervioso hecho a medida, use un gancho de vidrio para levantar con cuidado el nervio. Y colóquelo en la ranura del componente 1 del dispositivo.

A continuación, atornille el componente 2 al componente 1. Luego use la solución de Ringer para llenar el pocillo central del componente 1 para la propagación ultrasónica y la preservación de los nervios. Atornille el componente 3 al cono de la carcasa HIFU. Luego, a través de las cuatro patas del componente 2, acople el componente 3 con el componente 2.

Después de insertar un par de agujas de acupuntura en el origen del nervio ciático y el otro par en el músculo gastrocnemio, conecte cada par de agujas al sistema de adquisición de electrofisiología a través de un cable eléctrico coaxial. Establezca la frecuencia de muestreo y el ancho de banda del sistema de adquisición de electrofisiología en 50 kilohercios y 70 hercios, 3 kilohercios, respectivamente. Luego, en el origen del nervio ciático, aplique un estímulo supramáximo con un ancho de pulso de 0,1 milisegundos a los electrodos estimulantes. En el sistema de adquisición de electrofisiología, registre los potenciales de acción muscular compuestos o CMAP de los electrodos de registro. Y amplifica los CMAP con el amplificador incorporado.

Para usar un transductor HIFU comercial de 2,68 milihercios para suprimir los CMAP en ratas neuropáticas diabéticas, sumerja el cono esférico, el transductor HIFU y la tapa del cono en el tanque lleno de agua desgasificada. Coloque el transductor HIFU en el cono esférico. Y use seis tornillos de cabeza para fijar la cubierta del cono a la abertura superior del cono esférico.

Después de que las burbujas en el cono esférico se expulsen naturalmente debido a la baja densidad de las burbujas en comparación con el agua, use cinta adhesiva transparente de 0,03 milímetros de espesor para sellar la abertura frontal del cono. Luego atornille el componente 3 en el cono esférico. Y retire el transductor HIFU con el cono esférico y el componente 3 del tanque de agua desgasificado.

Inserte con cuidado el componente 1 en el espacio entre el nervio y el músculo. Y coloque el nervio en el espacio del componente 1. Para asegurarse de que el nervio esté dentro del focal del HIFU, como se demostró anteriormente, atornille el componente 2 al componente 1. Después de atornillar el componente 3 al cono de la carcasa HIFU, a través de las cuatro patas del componente 2, acople el componente 3 con el componente 2 y use la solución de Ringer para llenar el pozo central del componente 1 para la propagación ultrasónica y la preservación de los nervios.

Vincule un generador de funciones y un amplificador de potencia de radiofrecuencia. Conecte el amplificador de potencia al transductor HIFU para generar el haz HIFU. A continuación, ajuste manualmente la salida de tensión del generador de funciones al transductor HIFU a través del amplificador de potencia. Y configure un temporizador para medir el tiempo de exposición a HIFU.

Apague manualmente el generador de funciones una vez que se acabe el tiempo de exposición HIFU. Administre simultáneamente el estímulo a través del sistema de adquisición de electrofisiología y el haz HIFU a través del sistema HIFU al nervio ciático mientras registra los CMAP. Aumente gradualmente la exposición al HIFU en el nervio ciático de 3 segundos, 5 segundos, luego a 8 segundos hasta que se observe una disminución o inhibición de la amplitud de los CMAP.

Registre los CMAP una vez por segundo durante la entrega del haz HIFU. Después de observar el cambio en la amplitud de los CMAP, apague el sistema HIFU. Y haga clic manualmente en el icono de registro en el software de adquisición de electrofisiología para registrar los CMAP durante dos horas. Después de retirar los componentes del fijador nervioso, suturar el sitio quirúrgico de la rata diabética y permitir que las ratas se recuperen en los días 7, 14 y 28 después de la sonicación inicial de HIFU, inserte electrodos estimulantes y de registro en las ratas neuropáticas diabéticas anestesiadas como antes. Y registre CMAP adicionales.