Implante coclear en el conejillo de Indias
15 de junio de 2018
El objetivo de este protocolo es proporcionar un modelo animal de implantación coclear, que puede utilizarse para tratar una multitud de preguntas de investigación. Las aplicaciones potenciales incluyen la evaluación de las intervenciones farmacéuticas o estimulación eléctrica para efectos beneficiosos sobre los umbrales de audición o impedancias de electrodos.
El objetivo general de este procedimiento quirúrgico es proporcionar un modelo animal fiable y versátil de implantación coclear utilizando el conejillo de indias. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de los implantes cocleares, como si las intervenciones farmacéuticas o los electrodos recientemente desarrollados proporcionan efectos beneficiosos sobre la preservación de la audición residual o las impedancias de los electrodos. La principal ventaja del conejillo de indias es el rápido acceso al oído interno relativamente grande, lo que da como resultado un modelo animal seguro, confiable y versátil de implante coclear.
Para este procedimiento, es importante tener un microscopio quirúrgico, un taladro, una placa calefactora y un oxímetro de pulso colocados alrededor del experimentador para facilitar el manejo durante la cirugía. Ajuste la almohadilla térmica a 38 grados centígrados. Siga la técnica estéril.
Póngase un gorro, mascarilla y guantes. A continuación, coloque las herramientas quirúrgicas esterilizadas para la implantación coclear. A continuación, prepare una pieza de alambre de oro con aislamiento de teflón de 3,5 centímetros de largo quitando con cuidado tres milímetros de aislamiento de un extremo y cinco milímetros de aislamiento del otro extremo.
A continuación, corte un segundo trozo de alambre de oro de 2,5 centímetros de largo y retire cinco milímetros de aislamiento de ambos extremos. A continuación, esterilice ambos cables con alcohol. A continuación, anestesia a un conejillo de indias con un cóctel anestésico como se indica en el protocolo de texto.
A continuación, afeita su cabeza y colócala boca abajo sobre la placa calefactora. A continuación, abra con cuidado la boca de los conejillos de indias con un pequeño laringoscopio y elimine todos los restos de comida de la cavidad bucal mediante aspiración. Luego, inserte con cuidado un tubo estomacal en el esófago empujando lentamente hacia el estómago hasta que sienta resistencia.
Revise los niveles de saturación de oxígeno para asegurarse de que el tubo no esté en la tráquea. A continuación, inyecte una mezcla de solución salina fisiológica, glucosa al 5% y enrofloxacina en la almohadilla de grasa del cuello con una aguja de calibre 23. Prepare el campo quirúrgico utilizando uniformes alternos de povidona yodada y etanol al 70% y luego cubra al animal.
Para el uso analgésico de lidocaína, también se vuelve a dosificar al animal con anestésico según sea necesario. Comience la cirugía con una incisión en la piel de dos a tres centímetros, de tres a cinco milímetros posterior al pabellón auricular con un bisturí. Para tratar el sangrado, use la caterio bipolar.
A continuación, palpa para ver la prominencia de la bulla auditiva y utiliza un bisturí quirúrgico número 15 o unas tijeras quirúrgicas para cortar cuidadosamente los músculos de la zona retroauricular. Para diseccionar los músculos de la bulla, empuje suavemente los músculos a un lado y use un retractor para exponer toda la longitud de la incisión para un acceso sin obstáculos a la bulla. Ahora usa la punta del bisturí número 15 para hacer un agujero en la bulla.
Cuando el hueso esté perforado, amplíe el orificio según sea necesario para inspeccionar las estructuras del oído medio. Coloque al animal en la posición flexionada e inspeccione la abertura. El giro basal de la cóclea y el nicho redondo de la ventana deben ser visibles.
Vigile los niveles de oxígeno del animal mientras está en la posición flexionada. Para continuar, vuelva a colocar al animal boca abajo y exponga el vértice con una incisión rectangular. A continuación, retire la piel del impuesto especial, diseccione el periostio y limpie el periostio con un bisturí.
A continuación, haz un pequeño gancho en el extremo expuesto de tres milímetros del alambre de 3,5 centímetros. A continuación, guía el otro extremo del alambre de oro por vía subcutánea hasta el vértice. A través de un catéter venoso periférico de calibre 18 utilizando una micropinza.
Con un segundo par de micropinzas, coloque con cuidado el extremo en forma de gancho del alambre en el oído medio. A continuación, flexiona la cabeza del animal para visualizar el área del nicho redondo de la ventana a través de la bullostomía y engancha el alambre de oro a la prominencia ósea con micropinzas. Ahora, mientras mantiene una tensión suave en el alambre de oro, fíjelo al borde craneal de la bullostomía con 10 a 15 microlitros de cianoacrilato suministrado por una aguja de calibre 27.
Las mediciones de referencia ahora se pueden tomar desde el alambre de oro. A continuación, para montar el electrodo, coloque al animal en posición prona. Y con un taladro de rebaba de un milímetro, haga dos agujeros de un milímetro por delante de la sutura lambda.
No dañe la duramadre. A continuación, implante tornillos en los orificios para sujetar el conector del electrodo. Ahora use un catéter venoso periférico de calibre 18 para guiar el electrodo desde el conector hasta la bulla en una capa de tejido lo más cerca posible del cráneo.
A continuación, coloque de 0,5 a 0,7 mililitros de cemento dental semifluido entre los tornillos con una espátula y coloque el conector del electrodo entre los tornillos. Mantenga el conector estable en su posición mientras el cemento dental se endurece. Con el animal reposicionado hacia los lados, proceda perforando cuidadosamente la cócleotoma a un milímetro de la ventana redonda.
Taladre con una fresa de diamante de 0,5 milímetros a 5000 rpm. A continuación, inserte con cuidado el electrodo cuatro milímetros en la rampa del tímpano. A continuación, retire el electrodo y repita la inserción.
A continuación, aplique cianoacrilato para asegurar el electrodo. Una implantación estable proporcionará más cambios en el umbral de audición. Por lo tanto, es importante estabilizar el brazo utilizado para insertar el electrodo contra la mesa para minimizar la probabilidad de movimientos bruscos no deseados.
A continuación, se cierra la bullostomía con unos 0,3 mililitros de cemento dental. Y hay que evitar el desplazamiento del cemento dental hacia la bulla. A continuación, cierre la incisión retroauricular con suturas reabsorbibles 5-0.
A continuación, coloque al animal en posición prona. A continuación, utilice unas pinzas para agarrar el borde posterior de la incisión rectangular en el vértice. Y con unas tijeras hacer un túnel subcutáneo de dos centímetros en el cuello del animal.
A través del túnel, implante el alambre de oro de 2,5 centímetros con pinzas. Coloque el extremo con el cable menos expuesto en la clavija designada del conector, luego suelde la conexión. A continuación, suelde el electrodo de nicho de ventana redonda a la clavija apropiada del conector.
Después de completar las soldaduras, aplique más cemento dental para cubrir completamente los pines aislados y el electrodo. Esto completa la implantación. Los umbrales de CAP pre y postoperatorio específicos de frecuencia en el animal presentado se mantuvieron casi sin cambios en las frecuencias bajas.
Mientras que en la zona de alta frecuencia se logró un desplazamiento del umbral de aproximadamente 25 a 30 decibelios a partir de los ocho kilohercios. La reacción del cuerpo extraño al electrodo implantado puede variar significativamente. No puede haber ninguna reacción visible o una gran área del lámpano puede llenarse de tejido fibrótico.
Incluso es posible fracturar la lámina espiral ósea durante la inserción del electrodo CI. En este caso, la fractura provocó una pérdida de células ganglionares espirales, fibrosis y osteogénesis en el conducto vestibular y pérdida del órgano de Corti. Tales fracturas pueden explicar cambios de umbral más altos de lo esperado en algunos animales.
Una vez dominada, esta técnica se puede realizar en dos horas y media si se realiza correctamente. Si se realizan mediciones auditivas intraoperatorias, el tiempo requerido para el procedimiento total puede aumentar considerablemente. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo realizar la implantación coclear en el conejillo de indias.
Con este modelo animal, puede abordar varias preguntas de investigación en este campo.
Descripción general
Este protocolo describe un procedimiento quirúrgico para crear un modelo animal confiable de implantación coclear utilizando cobayos. Tiene como objetivo facilitar la investigación sobre intervenciones farmacéuticas y el rendimiento de los electrodos en la preservación de los umbrales auditivos.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Otorrinolaringología
- Ingeniería biomédica
Antecedentes
- Los implantes cocleares son fundamentales para restaurar la audición en personas con pérdida auditiva.
- Los modelos animales son esenciales para probar nuevas intervenciones y dispositivos.
- Los cobayos constituyen un modelo adecuado debido a sus similitudes anatómicas con los seres humanos.
- Comprender el rendimiento del electrodo es fundamental para mejorar la tecnología de los implantes cocleares.
Objetivo del estudio
- Establecer un modelo de implante coclear en cobayas.
- Evaluar los efectos de intervenciones farmacéuticas en la preservación auditiva.
- Evaluar el rendimiento de electrodos recién desarrollados.
Métodos Utilizados
- Preparación de los instrumentos quirúrgicos y esterilización de los materiales.
- Administración de anestesia y preparación del cobayo.
- Realización del procedimiento de implantación coclear.
- Monitoreo de los parámetros fisiológicos durante toda la cirugía.
Resultados principales
- Implantación exitosa de electrodos en la cóclea.
- Establecimiento de un modelo estable para investigaciones futuras.
- Mediciones basales del rendimiento de los electrodos registradas.
- Potencial para estudios adicionales sobre técnicas de preservación auditiva.
Conclusiones
- El modelo de cobaya es eficaz para estudios de implante coclear.
- Este método permite explorar nuevos enfoques terapéuticos.
- Las investigaciones futuras pueden basarse en este modelo para mejorar la tecnología de implantes cocleares.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
Los modelos animales confiables son fundamentales para reducir los riesgos de las innovaciones en implantes cocleares y evaluar intervenciones que preserven la audición y optimicen el rendimiento del electrodo. El modelo de implantación coclear en el conejillo de indias permite la investigación sistemática de las interacciones dispositivo-tejido, la administración farmacéutica y la impedancia del electrodo, apoyando la continuidad traslacional desde el descubrimiento hasta la validación preclínica. Este modelo sustenta las decisiones estratégicas para prótesis auditivas de próxima generación y estrategias de preservación auditiva.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Permite la evaluación de hipótesis terapéuticas para la preservación de la audición y la biocompatibilidad del dispositivo.
- Apoya la reducción de riesgos biológicos mediante la modelización de interacciones entre electrodo-tejido y fármaco-dispositivo en un sistema relevante para la fisiología auditiva humana.
- Facilita la confianza predictiva en intervenciones candidatas dirigidas a la audición residual y a la eficiencia energética.
Desarrollo de Pruebas y Tamizaje
- Proporciona un sistema validado in vivo para la medición cuantitativa de la impedancia del electrodo y los potenciales de acción compuestos.
- Permite la evaluación reproducible de nuevos diseños de electrodos y agentes farmacéuticos para aplicaciones auditivas.
- Apoya la estandarización de protocolos quirúrgicos y de medición para flujos de trabajo de cribado posteriores.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Se alinea con puntos finales relevantes para la enfermedad, como los cambios en el umbral auditivo y la respuesta del tejido a la implantación.
- Permite la continuidad desde la evaluación de dispositivos y fármacos en fase de descubrimiento hasta estudios preclínicos de seguridad y eficacia.
- Apoya el avance ajustado al riesgo de candidatos a prótesis auditivas basado en lecturas mecanicistas y funcionales.
Integración de la tubería y flujo de trabajo
Este modelo de hámster sirve de puente entre el descubrimiento inicial, la identificación de compuestos activos y la validación preclínica en la investigación sobre implantes cocleares y la preservación de la audición.
- Biología del Descubrimiento: Facilita la comprobación de hipótesis sobre el rendimiento del electrodo, la administración de fármacos y la respuesta del tejido en un entorno controlado in vivo.
- Selección: Proporciona resultados cuantitativos, como la impedancia del electrodo y los umbrales del potencial de acción compuesto, para análisis comparativo.
- Análisis: Permite la evaluación estadística de los efectos de las intervenciones en la preservación auditiva y la integración del dispositivo.
- Investigación Traducional: Facilita la alineación con puntos finales clínicos relevantes para la función auditiva y la seguridad del dispositivo.
- Reutilización Empresarial: Establece una plataforma reutilizable para pruebas iterativas de tecnologías de implantes cocleares y estrategias farmacéuticas.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva en la selección de dispositivos y candidatos a fármacos para aplicaciones auditivas.
- Valor operativo: Estandariza los protocolos de pruebas y mediciones in vivo para garantizar la reproducibilidad y escalabilidad.
- Valor estratégico: Orienta las decisiones de avance o interrupción del desarrollo y reduce el riesgo biológico en fases avanzadas en las carteras de dispositivos auditivos.
- Impacto en la cartera: Permite la priorización ajustada al riesgo de candidatos a implante coclear y a preservación auditiva.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia quirúrgica en modelos de animales pequeños y en la anatomía del sistema auditivo.
- Necesita acceso a instrumentación especializada, como microscopios quirúrgicos, fresas y sistemas de registro electrofisiológico.
- Exige una estandarización rigurosa entre equipos de los protocolos quirúrgicos y de medición.
- Puede ser necesaria una adaptación para diferentes diseños de electrodos o agentes farmacéuticos.
- Entre las limitaciones potenciales se incluyen la variabilidad en la respuesta del tejido y los desafíos técnicos en la colocación del electrodo.
