אנו מתארים הליך כירורגי במודל עכברוש הרדים לקביעת טונוס השרירים ותכונות הלכלוך של הלשון. ההליך כרוך גירוי ספציפי של עצבים hypoglossal ויישום של כוח פסיבי Lissajous / עיוות עיוות לשריר.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
אנו מתארים הליך כירורגי במודל עכברוש הרדים לקביעת טונוס השרירים ותכונות הלכלוך של הלשון. ההליך כרוך גירוי ספציפי של עצבים hypoglossal ויישום של כוח פסיבי Lissajous / עיוות עיוות לשריר.
הלשון היא הידרוסטט שריר מאוד ו vascularized על הרצפה של הפה של רוב החולייתנים. הפונקציות העיקריות שלה כוללות תמיכה בעיסוי ו deglutition, כמו גם חישה טעם פונטיקה. לפיכך, עוצמת ונפח הלשון יכול להשפיע על היכולת של חוליות לבצע פעילויות בסיסיות כגון האכלה, תקשורת, נשימה. לחולים אנושיים עם דום נשימה בשינה מוגדלות לשונות מוגדלות, המאופיינות בטון שריר מופחת ובשומן שריר מוגבר שניתן לדמיין ולכמת באמצעות הדמיית תהודה מגנטית (MRI). היכולות למדוד את ייצור הכוח ואת המאפיינים viscoelastic של הלשון מהווים כלים חשובים להשגת מידע פונקציונלי כדי להתאים עם נתוני הדמיה. כאן, אנו מציגים טכניקות למדידת ייצור כוח הלשון חולדות צוקר הרדים באמצעות גירוי חשמלי של עצבים hypoglossal ולקביעת המאפיינים viscoelastic oF הלשון על ידי הפעלת כוח Lissajous פסיבית / עקומות דפורמציה.
הלשון מספקת תמיכה חיונית לעיסוי, deglutition, חישה טעם ודיבור. נוכחותם של שרירים חיצוניים וחיצוניים, עם העצבנות והאנטומיה / הפונקציה, מייחסת את ייחודה של ההידרוסטט השרירי. ההתקדמות האחרונה בטכניקות הדמיה סיפקו תצוגה מפורטת יותר של האנטומיה המורכבת שלה 1 . ירידה בפונקציונליות הלשון, באטרופיה של הלשון, בדיספגיה ובמניעת דיבור הם גם ביטויים נפוצים של מצבים מיופתיים כמו פרקינסון 2 , טרשת נפוצה (ALS) 3 , Myotonic Dystrophy (MD) 4 ו מיופתים אחרים.
שינויים בהרכב השרירים הקשורים למצבים נפוצים המחלה משפיעים על תכונות מכניות ו viscoelastic של הלשון. לדוגמה, ניתוח פונקציונלי של כוח הלשון חשף שינויים במאפיינים התכווצות הקשורים ההזדקנותSs = "xref"> 5 , 6 , היפוקסיה 7 , 8 והשמנה 9 , 10 . במקרה של ניוון שרירים, פיברוזיס מוגבר מוביל נוקשות שרירים גבוהה יותר, אשר מתרגמת ציות נמוך יותר לעיוות כאשר פרוטוקול עיוות Lissajous מוחל 11 . לעומת זאת, שינויים בתוכן השומן בשומן, כמו אלה המתועדים בחולים שמנים, משנים הן את התכונות המטבוליות והן את התכונות המכניות של שרירי השלד 13 , 14 והם צפויים להגביר את תאימות השרירים לעיוות. שומן הלשון מוגברת גם בקורלציה עם התפתחות של דום נשימה בשינה חסימתית (OSA) בבני אדם 17 על ידי הגדלת נפח הלשון עד לנקודה חלקית חלקית חסימת דרכי הנשימה (apnea) 15 , 16 . סיםבבני אדם, חדירת שומן הלשון תועדה בחולדות זאקס שמנים 10 , מה שמרמז כי מודל זה הוא כלי רב ערך לחקר ההשפעות של חדירת שומן על פיזיולוגיה הלשון.
מדידת כוח הלשון דורשת טכניקות ניתוחיות עדינות לבידוד וגירוי בילטרלי של העצבים ההיפוגלוסיים 17 , 18 . טכניקות כאלה תוארו בעבר בחולדות 5 , 17 , 19 , 20 , ארנבות 21 ובני אדם 22 , 23 , אך עם עזרי ראייה מוגבלים לחוקר. בשל אופי טכני מאוד, את הזמינות של פרוטוקול מפורט היה לשפר באופן משמעותי את הנגישות ואת reproducibility של טכניקה זו. מטרת הפרדיגמה הניסויית שלנו היא חולהלאמוד טכניקה תקפה ואמינה למדידת כוח ו viscoelastic המאפיינים של הלשון במודל חולדה. כדי להשיג זאת, החולדה הוא הרדים, עצבים hypoglossal נחשפים קנה הנשימה הוא cannulated כדי להבטיח גישה חופשית לשון של בעל החיים. לולאה תפר מכן מחבר את קצה הלשון כדי מתמר כוח, מסוגל לשלוט הן כוח ואורך, בעוד שתי אלקטרודות דו קוטבית לעורר את עצבי hypoglossal כדי לגרום התכווצות של הלשון. לאחר השלמת מדידת הכוח, יכולות השליטה באורך של מתמר הכוח משמשות לשינוי מהיר של אורך הלשון, בהתאם לפרוטוקול סינוס גל עם משרעת קבועה (עקומות ליסאג '), משך ותדירות, המאפשרים לגזור את תכונות viscoelastic 11 , 24 . הפרוטוקול ידריך את החוקר דרך הצעדים לנתיחה, המיקום של החיה על platfo ניסיוניRm, המיקום של אלקטרודות, ולבסוף לרכישה וניתוח של כוח נתונים viscoelasticity.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הנהלים כולל בעלי חיים אושרו על ידי טיפול בבעלי חיים מוסדיים ועדת שימוש (IACUC) של אוניברסיטת פנסילבניה (פרוטוקול מספר 805822). הנוהל המתואר הוא מסוף ואינו דורש ניצול של תנאים aseptic או מוצרים כיתה התרופות.
1. ניתוחים כירורגיים

איור 1: ניתוחים כירורגיים.
(א) ניתוח תוכנית כירורגית. הקו המקווקו האדום מציין את שטח החתך. שני קווים שחורים מציינים את מיקום הלסת, ואילו השורה התחתונה התחתונה מסמלת את מיקום בית החזה. הקו הכחול מציין את עצם העצם. (ב) חשיפה של הבטן האחורית של שריר digastric (חצים) לאחר דיסקציה קהה של רקמת השומן, sublingual ו subaxill בלוטות. (ג) כריתה של בטן אחורית של שריר digastric (קו ירוק מקווקו) לחשוף את עצב hypoglossal (חץ לבן). (ד) עצב hypoglossal (חץ לבן) הוא ניקה מן fascia שמסביב. (E) קנה הנשימה חשוף על ידי משיכה בעדינות את השריר החלק סביב זה (החצים הירוקים מצביעים על כיוון הכוח המופעל), והרים (F) להתכונן לאינטובציה. הכוכב מציין את החדרת הלשון לעצם היידואידית. הקו המקווקו הירוק מסמן את נקודת החתך עבור האינטובציה. החץ הלבן מציין את הקשר הרופף מוכן לאבטח את הצינורית במקום לאחר הכנסתו. (G) חתך של קנה הנשימה עבור cannulation. (H) צינורית קנה הנשימה מוכנס ומאובטח במקום עם קשר מרובע. (I) יישום של תפר על הלשון.יעד = "_ ריק"> אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.
2. הגדרת הניסוי

איור 2: מיקום ואבטחת החיה.
(א) העכבר ממוקם על פלטפורמת הניסוי. הלסת מאובטחת והפה נשאר פתוח על ידי יישום המתח האנכי (החץ הירוק). לולאה תפר מחובר מתמר כוח (חץ לבן). (ב) האלקטרודות מחוברות. (ג) כל אלקטרודה, רכוב על micromanipulator, מחובר ביציבות עצב. הבלאי מראה סיום של tהוא אלקטרודה וו. (ד) אורך אופטימלי של הלשון נמדדת עם קליפר ורניה, מן ההכנסה ברמה של עצם היידוד עד קצה הלשון. בתמונה זו, האלקטרודות הוסרו לבהירות. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.
הערה: הצב את חזית החיה על המגש המחומם של המנגנון, תוך שימוש באמצעי האבטחה הבאים כדי למנוע תנועה במהלך הניסוי.
3. אורך אופטימלי (L 0 ) ו מקסימלי איזומטרי קביעת כוח
4. קביעת נכסים Viscoelastic (Curves Lissajous)
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

איור 3: תוצאות נציג.
(א) דוגמאות של עווית מוצלחת עקבות כוח טטני. הגירוי המקביל מיוצג על ידי עקבות אדום. (ב) דוגמה של הצלחת הלשון התכווצויות הלשון עקב התכווצות submaximal (סימן כחול) ו גירוי עקיף של שרירי הצוואר. שני התנאים עשויים להיות משופרת על ידי מיקום מחדש של אלקטרודות מגרה או הימנעות המגע בין סיום האלק...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שינויים בחילוף החומרים הלשון ו / או הרכב, כגון חדירת שומן הלשון כתוצאה מהשמנת יתר, צפויים לגרום לשינויים הניתנים לכימות של הפרמטרים המוערכים על ידי הפרוטוקול שלנו. הכמות של כוח הלשון היא עניין רב מאז חוסר איזון בין פעילות פולשנית retrusive או הלשון הכללית היחלשות עלולה לגרום חסימה של דרכי הנשימה העליונות 15 . תרגיל טכניקות שמטרתן להגביר את כוח הלשון יושמו בהצלחה חולדות 25 , 26 וגם בבנ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לגלות.
מחקר זה נתמך על ידי שני מכוני הבריאות הלאומיים: HL089447 ("השמנת יתר ו- OSA: הבנת החשיבות של הלשון בשומן ובמטבולי") ו- HL094307 ("הבנת הקשר בין השמנה לשומן שומן")
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| SurgiSuite (מגש כירורגי מחומם) | Kent | Scientific SurgiSuite-LG | כולל פלטפורמה מחוממת |
| תאורת LED וערכת הגדלה | Kent Scientific | SURGI- 5003 | |
| RC2 בקר מעגל מכרסמים | VetEquip | 922100 | |
| Isoflurane | Butler Schein אספקת בריאות בעלי חיים | 29405 | |
| אלכוהול Prep | Webcol | 6818 | |
| אפליקטורים עם קצה כותנה | MediChoice | WOD1002 | |
| קוצץ שיער | Conair | ||
| קרם מסיר שיער | Nair | ||
| קלטת רפואית | Transpore | 3M | |
| D-PBS | קורנינג | 21-030-CM | |
| מספריים הפעלה | דיוק עולמי מכשירים | 503717-12 | |
| מלקחיים המוסטטיים | כשרון | 97-458 | ניתן להשתמש בכל מלקחיים רקמות במקום |
| מלקחיים מיקרו-ניתוחים, זוויתיים, משוננים, 10.2 ס"מ, SS | World Precision Instruments | 504479 | |
| תפרים מלקחיים לקשירת | כלים מדעיים עדינים | 18025-10 | |
| Blunt Micro Hook | Fine Science Tools | 10062-12 | |
| Microhemostat | Fine Science Tools | 12075-14 | |
| צריבה תרמית | WPI | 501292 | צריבה חד פעמית זמינה בעלות נמוכה יותר |
| IV 14 גרם x 3.25 אינץ' צינורית | BD | B-D382268H | לקנולציה של קנה הנשימה |
| משי קלוע תפר שאינו נספג בגודל 4-0 | מכשיר הרווארד | SP104 | לייצוב צינורית |
| קנה הנשימהמשי קלוע שאינו נספג 5/0 תפר | Surgik LC, ארה"ב | ESILRC15387550 | לתפירת הלשון |
| עניבת טוויסט מתכת מצופה פלסטיק (או חוט חשמל) | לאבטחת אף החולדה לפלטפורמה | ||
| מקל | |||
| מסתובב 3 כיוונים וטרילן 9 ק"ג קו מונופילמנט בדיקה | ברקלי | לאבטחת הלסת ושמירה על הפה פתוח | |
| מוט מצלמה עם זווית | לתמיכה בסיבוב 3 כיוונים ושמירה על הפה פתוח. | ||
| in situ מערכת בדיקת שרירים | Aurora Scientific | 809C | מערכת זו מיועדת לעכברים ושונתה על ידי הרחבת הפלטפורמה. לחלופין, ניתן להשתמש במערכת 806D הספציפית לחולדה. |
| ידית שרירים במצב כפול (מתמר כוח) | Aurora Scientific | 305C-LR | 309C מציע יכולות חריגה גבוהות יותר מ-305C-LR. קישור למידע נוסף ומפרטים: http://aurorascientific.com/products/muscle-physiology/dual-mode-muscle-levers/ |
| אלקטרודות מחט (פלדה כירורגית, מד 29) | מכשירי AD | MLA1204 | 300C מומלצים לשימוש בעכברים. |
| מעמדים מגנטיים | מכשירי דיוק עולמיים | M10 | משמש לייצור אלקטרודות וו מגרה דו קוטבי |
| עפיפון ידני מיקרומניפולטור | מכשירי דיוק עולמיים | KITE-R ו-KITE-L | דורשים לוח פלדה |
| עמוד כריכה כפול הניתן לערום עם בננה ג'ק x BNC ג'ק | מקמאסטר קאר | 6704K13 | |
| חומרים מרוכבים מסיבי פחמן קליפר דיגיטלי | VWR | 36934-152 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.