Ultrasons focalisés de haute intensité pour bloquer les potentiels d’action nerveuse dans un modèle de rat diabétique

Commençons par un rat diabétique anesthésié avec un nerf sciatique transmettant la douleur exposé qui contient des électrodes de stimulation pré-implantées. Le nerf sciatique est relié au muscle gastrocnémien, où sont positionnées les électrodes d’enregistrement.

Soulevez le nerf sciatique et placez la base du fixateur d’ultrasons focalisés de haute intensité ou HIFU en dessous.

À l’aide d’un connecteur, fixez le nerf dans la fente du fixateur et fixez le transducteur HIFU dessus.

Remplissez le puits central du fixateur avec une solution de couplage dégazé pour la propagation des ultrasons.

Délivrez un stimulus électrique à travers les électrodes de stimulation pour déclencher les potentiels d’action nerveuse qui sont transmis au muscle.

Enregistrez ce signal musculaire de base.

Tout en continuant à enregistrer, dirigez le faisceau HIFU à travers le transducteur vers le nerf.

L’HIFU induit un stress mécanique et augmente la température qui bloque transitoirement la propagation du potentiel d’action vers le muscle et abaisse le signal.

Cela est corrélé à une diminution de la perception de la douleur, démontrant le potentiel de HIFU pour le soulagement de la douleur neuropathique diabétique.

Cinq semaines après l’injection de STZ, après avoir anesthésié les rats et effectué un pincement de la surface plantaire du pied selon le protocole textuel, utilisez une tondeuse électrique pour retirer les poils de la cuisse et du bas du dos. Appliquez de l’iode liquide sur la peau du site chirurgical. Utilisez ensuite un tampon imbibé d’alcool pour essuyer l’iode liquide.

À l’aide d’un scalpel stérile, faites une incision de la peau au niveau de la cuisse dorsale. Utilisez des ciseaux chirurgicaux pour étaler le tissu sous la peau. Et utilisez des crochets cutanés pour sécuriser la peau.

Avec les ciseaux, séparez soigneusement les muscles parallèles au fémur jusqu’à ce que les fibres du nerf sciatique de la mi-cuisse intégrées dans les muscles soient visibles. Utilisez soigneusement un crochet en verre pour séparer le nerf sciatique du milieu de la cuisse du tissu conjonctif et des muscles environnants. Ensuite, pour positionner le nerf sciatique dans la zone locale focale des ultrasons focalisés de haute intensité ou HIFU à l’aide d’un fixateur nerveux sur mesure, utilisez un crochet en verre pour soulever soigneusement le nerf. Et mettez-le dans l’emplacement du composant 1 de l’appareil.

Ensuite, vissez le composant 2 sur le composant 1. Utilisez ensuite la solution de Ringer pour remplir le puits central du composant 1 pour la propagation des ultrasons et la préservation des nerfs. Vissez le composant 3 sur le cône du boîtier HIFU. Ensuite, à travers les quatre pieds du composant 2, ancrez le composant 3 avec le composant 2.

Après avoir inséré une paire d’aiguilles d’acupuncture à l’origine du nerf sciatique et l’autre paire dans le muscle gastrocnémien, connectez chaque paire d’aiguilles au système d’acquisition d’électrophysiologie via un câble coaxial électrique. Réglez le taux d’échantillonnage et la bande passante du système d’acquisition électrophysiologique sur 50 kilohertz et 70 hertz, 3 kilohertz, respectivement. Puis à l’origine du nerf sciatique, appliquez un stimulus supramaximal d’une largeur d’impulsion de 0,1 milliseconde aux électrodes de stimulation. Dans le système d’acquisition électrophysiologique, enregistrez les potentiels d’action musculaire composés ou CMAP à partir des électrodes d’enregistrement. Et amplifiez les CMAP avec l’amplificateur intégré.

Pour utiliser un transducteur HIFU commercial de 2,68 millihertz pour supprimer les CMAP chez les rats neuropathiques diabétiques, immergez le cône sphérique, le transducteur HIFU et le couvercle du cône dans le réservoir rempli d’eau dégazée. Insérez le transducteur HIFU dans le cône sphérique. Et utilisez six vis à tête pour fixer le couvercle du cône à l’ouverture supérieure du cône sphérique.

Une fois que les bulles dans le cône sphérique sont expulsées naturellement en raison de la faible densité des bulles par rapport à l’eau, utilisez du ruban adhésif transparent de 0,03 millimètre d’épaisseur pour sceller l’ouverture de l’extrémité avant du cône. Vissez ensuite le composant 3 sur le cône sphérique. Et retirez le transducteur HIFU avec le cône sphérique et le composant 3 du réservoir d’eau dégazée.

Insérez soigneusement le composant 1 dans l’espace entre le nerf et le muscle. Et positionnez le nerf dans l’espace du composant 1. Pour vous assurer que le nerf est à l’intérieur du foyer de l’HIFU, comme démontré précédemment, vissez le composant 2 au composant 1. Après avoir vissé le composant 3 au cône du boîtier HIFU, à travers les quatre pattes du composant 2, amarrez le composant 3 avec le composant 2 et utilisez la solution de Ringer pour remplir le puits central du composant 1 pour la propagation des ultrasons et la préservation des nerfs.

Reliez un générateur de fonctions et un amplificateur de puissance radiofréquence. Connectez l’amplificateur de puissance au transducteur HIFU pour la génération du faisceau HIFU. Ensuite, réglez manuellement la tension de sortie du générateur de fonctions sur le transducteur HIFU via l’amplificateur de puissance. Et réglez une minuterie pour mesurer le temps d’exposition HIFU.

Désactivez manuellement le générateur de fonctions une fois le temps d’exposition HIFU écoulé. Délivrer simultanément le stimulus via le système d’acquisition d’électrophysiologie et le faisceau HIFU via le système HIFU au nerf sciatique tout en enregistrant les CMAP. Augmenter graduellement l’exposition aux HIFU sur le nerf sciatique de 3 secondes, 5 secondes, puis à 8 secondes jusqu’à ce qu’une diminution ou une inhibition de l’amplitude des CMAP soit observée.

Enregistrez les CMAP une fois par seconde pendant la livraison du faisceau HIFU. Après avoir observé le changement d’amplitude des CMAP, éteignez le système HIFU. Et cliquez manuellement sur l’icône d’enregistrement sur le logiciel d’acquisition d’électrophysiologie pour enregistrer les CMAP pendant deux heures. Après avoir retiré les composants du fixateur nerveux, suturé le site chirurgical du rat diabétique et permis aux rats de se rétablir les jours 7, 14 et 28 après la sonication initiale de l’HIFU, insérez des électrodes de stimulation et d’enregistrement dans les rats neuropathiques diabétiques anesthésiés comme auparavant. Et enregistrez des CMAP supplémentaires.