מאמר שיטה

השראה כירורגית פשוטה של אובדן שמיעה מוליך עם אימות באמצעות הדמיית אוטוסקופ התנהגותי למחוא בתגובה בראט

DOI:

10.3791/57993

⸱

26 באוקטובר 2019

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Instituto de Neurobiología, Universidad Nacional Autónoma de México, México, 2State Key Laboratory of Marine Pollution (SKLMP), City University of Hong Kong, Hong Kong, 3Department of Biomedical Sciences, College of Veterinary Medicine and Life Sciences, City University of Hong Kong, Hong Kong, 4Department of Physics, City University of Hong Kong, Hong Kong, 5Department of Clinical Oncology, Queen Elizabeth Hospital, Hong Kong, 6Department of Materials Science and Engineering, City University of Hong Kong, Hong Kong

* These authors contributed equally

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כאן, אנו מציגים פרוטוקול כדי ליצור שכפול שמיעה מוליך הפסד אינדוקציה באמצעות ניקוב כירורגי התוף ממברנה ואימות על ידי הדמיית אוטוסקופ הערכה התנהגותית על ידי למחוא כפיים.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אובדן שמיעה מוליך (CHL) הוא ליקוי שמיעה נפוץ אצל בני אדם. מטרת הפרוטוקול היא לתאר הליך כירורגי פשוט לגרימת CHL במכרסמים. הפרוטוקול ממחיש את CHL על ידי ניקוב ממברנה התוף. אימות כירורגיה של CHL היה בחינת האוטוסקופ והערכה התנהגותית על ידי התגובה להבהיל כפיים, הן שכפול והן אמין, הן שיטות פשוטות כדי להדגים אובדן שמיעה התרחשה. ההליך CHL פשוט הוא יתרון בשל השגות שלה וגמישות לעיסוקים שונים במחקר אובדן שמיעה. המגבלות של גרימת CHL באמצעות גישה כירורגית משויכים עקומת למידה לבצע את ההליך כירורגי ביטחון בבדיקה הaudiological. גרימת ליקוי שמיעה על ידי CHL מאפשר אחד כדי ללמוד בקלות את הביטויים העצביים ואת התוצאות ההתנהגותית של אובדן שמיעה.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

השכיחות של אובדן השמיעה אצל ילדים ומבוגרים הוא כ 19.5%1 ו 15.2%2 בהתאמה. עם זאת, כ 39.3% של כל ילודים עם הקרנת שמיעה נורמלית לא מקבלים טיפול מתקנת כפי שדווחו על ידי המרכז לבקרת מחלות3. אובדן שמיעה הוא מצב נרחב לחקור, מכרסם הוא מודל חסון ללמוד שמיעה רגילה ושמיעה הפרעות קשורות4,5,6,7,8,9 ,10,11,12,13,14,15. הפרעות שמיעה כגון אובדן שמיעה מוליך (CHL) להוביל להגדיל את הדיכאון לטווח קצר בתוך קליפת השמיעה4, אשר התוצאות המדרונות הפסיכומטריים הקשורים בתדירות זיהוי אפנון תדר 5. אובדן שמיעה מודלים על ידי הסרת כירורגי/העקירה של פטיש מכשפות, קרום התוף (TM) ניקוב או אוזניות מועסקים בקלות ולאפשר אינדוקציה מהירה של מודל אובדן שמיעה5,14 ,15,16,17,18. מטרת הפרוטוקול והשיטה הנוכחית היא להדגים מודל CHL פשוט ומחודש במכרסמים.

הפרוטוקול הנוכחי הוא זול (≈ USD 300 דולר עם כל הכלים), ומamendable בקלות לעיסוקים מחקריים שונים. החולדה יש הערכות מפורטות של אנטומיה באוזן התיכונה19,20,21,22,23, גישות כירורגיות24, מודלים ב דלקת אוזניים media25, 26,27 ו התחדשות הנקבים TM16,17,18,28,29,30, מה שהופך אותו מודל אידיאלי ללמוד אובדן שמיעה. כאן, הליך פשוט האינדוקציה CHL מתואר עם אימות על ידי אוטוסקופ והערכה התנהגותית עם תגובה להבהיל למחוא כפיים עכברוש, אשר לאחר מכן ניתן להשתמש כדי לחקור את הרצף הנוסף של אובדן שמיעה. הליך CHL נגרמת על ידי ניקוב כירורגי של TM. אימות הליך ה-CHL מבוצע על-ידי הדמיית כוונת אוטוסקופ כדי לקבוע העדר TM. הערכה התנהגותית מבוצעת על-ידי רמת הלחץ (dB) גבוהה בעוצמת הקול (הפעלת) מחיאת כף יד (SPL). שיטה זו הוחלה בעבר במגוון מכרסמים. קל לשכפל, מייצרת הבדלים פסיכומטריים חזקים ושינויים בתגובות הפיסיולוגיים העצביים4,5,16,17,18.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחקר וההליכים הנוכחיים אושרו על-ידי ועדות האתיקה של מחקר החי של אוניברסיטת העיר הונג קונג, אוניברסיטת הונג קונג, והמחלקה לבריאות של האזור המינהלי המיוחד של הונג קונג.

1. בעלי חיים

  1. השתמש ספראג-דאולי (SD) חולדות של חודשיים (N = 90, 200-250 g).
    הערה: מכרסמים סופקו על ידי יחידת חיות המעבדה המוסמכים של אוניברסיטת הונג קונג.
  2. שמרו על החולדות תחת טמפרטורה של 25 ° c מתמדת ו-60-70% לחות ביחידה לחקר בעלי חיים במעבדה.
  3. מכרסמים הבית ב 12/12-h מחזורי אור/כהה עם גישה למזון ולמים שתייה, ad libitum.
  4. מכרסמים אקאקלים לסביבת הדיור לפחות יום אחד לפני ניתוח CHL.
  5. להרים את המכרסמים על ידי הסקרף ומורדם מכרסם עם קוקטייל של קטמין ו xylazine (80-100 מ"ג/ק"ג: 5-10 מ"ג/ק"ג, בהתאמה) באמצעות הזרקה תוך הצפק (לשלב 1.0 mL של קטמין עם 0.5 mL של xylazine כריכוז סופי).
    הערה: השתמש 1 mL של מזרק עם מחט 23-25G. הכנס כ 0.2 mL לכל משקל הגוף 100 g של החולדה עבור 30 דקות של הרדמה.
  6. לבצע את הצביטה הבוהן כדי לוודא את תחושת הכאב ולאמת הרדמה נכונה. תגובה לצביטה בבוהן עמוקה (על ידי נסיגה של הגפיים האחוריות) מציין הרדמה מספיק.

2. התקנה כירורגית

  1. לחטא את כל הציוד בתוך מעקר או חם חרוז מחטא לפני הניתוח. לנקות את האזור כירורגי עם 70% אתנול.
  2. השתמש בכפפות לטקס ובחלוק מעבדה לפני תחילת ההליך.
  3. מניחים את העטוף הכירורגי סטרילי על הספסל נקי (איור 1A).
  4. לחטא מיקרו מספריים והאוטוסקופ לפני הניתוח כדי למזער את זיהום האוזן (איור 1B).
  5. מניחים את המיקרו-מספריים והאוטוסקופ באזור הסטרילי.
  6. מניחים את המכרסמים בשדה כירורגי וביישור עם המנתח.
  7. המשך בגיוס כירורגי של CHL.

3. אינדוקציה כירורגית של אובדן שמיעה מוליך

  1. מניחים את הזנב ואת הראש של המכרסמים מיושרים במצב נוטה, ראש הקרוב ביותר למנתח.
  2. המחש את האוזן השמאלית והימנית של המכרסמים תחת האוטוסקופ כדי להבטיח קרום התוף בריא (איור 2 א). להעריך את האוזן הימנית והשמאלית של כל מכרסם כדי לוודא את המצב הבריא לפני האינדוקציה CHL.
  3. תפוס את סליל האוזן ולהאריך את תעלת השמיעה החיצונית (כלומר, תעלת האוזן, מטוס שמיעתי חיצוני, בתוך תעלת השמיעה) כדי לגרום הפנימי להיות מעורפל ושולי על ידי עומק. כאן, תעלת השמיעה מגיעה בניצב לפני השטח של TM.
    הערה: הקפד גדל השמיעה הוא מקביל ישירות עכשיו ו TM צורות זווית ימין עם ציר ההכנסה של מיקרו מספריים. זה יראה כשפופרת שחורה ללא אור. לפעמים תעלת השמיעה צריכה להיות מוטה בזווית קלה, כ 15 ° עד משטח מישורי של הגולגולת. זה מבטיח את היד המנתח בניצב על פני השטח של TM.
  4. להציג את מיקרו מספריים במרכז תעלת השמיעה לשים לב לא לרזה או ניק את רקמת תעלת השמיעה ולהמשיך מעט, כ ≈ 5 מ"מ ממרכז האלמוניות, הדיפת קדימה בעדינות דרך מרכז TM.
    הערה: ניקוב TM יכול להיות מאושר על ידי צליל פופ כאשר מיקרו מספריים טיפים ניקוב TM. את הצליל פקיעה ניתן לשמוע ב כ ≈ 2 דקות 52 s בווידאו. זה לא צליל מספריים; זהו צליל ניקוב TM. כפי שנמדד לאחר ניתוח, "פופ" הוא כ ≈ 20 dB SPL גדול יותר מאשר צליל הרקע כפי שנרשם על ידי מיקרופון בתדר גבוה. אין צורך לאמת את הצליל "הפופ" במידה זו, ויזואליזציה של אוטוסקופ מספיקה. ייתכן שהחוקר יצטרך לתרגל הבטחת ' pop ' שנשמע במהלך כל הליך CHL.
  5. מיד לפתוח את הקפיץ טעון מיקרו מספריים ולסובב שלוש פעמים לאחר שתיל TM כדי להבטיח עקירה של הראש של פטיש מכשפות הרחק TM (רק אם העקירה פטיש מכשפות היא הרצויה).
  6. להסיר את מיקרו מספריים ולמקם את המכרסמים תחת האוטוסקופ עבור ויזואליזציה.
    הערה: חשוב לציין כי אין דימום משמעותי שיתרחש לאחר הניתוח. המתת חסד המכרסמים לא להמשיך הערכה התנהגותית אם מתרחשת דימום.
  7. לגרום CHL דו צדדי על ידי הליך כמו מעל באוזן הפוכה.

4. הדמיית אוטוסקופ

  1. לאשר ניתוח CHL מוצלח עם האוטוסקופ באמצעות ספקולום בקוטר קטן כדי להמחיש את האוזן האמצעית מכרסם.
  2. הערכת כל מכרסם לפני ואחרי הליך כירורגי של CHL מתחת לאוטוסקופ. להבטיח אישור TM רגיל (איור 2a) ו-tm פגום לאחר אינדוקציה chl (איור 2a).
  3. טיפול שלאחר הניתוח עבור מכרסם
    1. מניחים את המכרסמים בכלוב הבית תחת מנורה חמה.
    2. שימו לב המכרסמים post-CHL השראה עד הזכויות מכרסם עצמו.
    3. להזריק את המכרסמים עם גלוקוז (דקסטרוז/מלוחים) סרום כדי לשחזר את ההכרה ואת המקום מכרסם ב homecage להתאוששות.
      הערה: השתמש במחט 23G עם מזרק 10 מ ל כדי להזריק 5 מ ל של תמיסת מלח לאחר ניתוח CHL.
    4. להזריק את המכרסמים דרך שרירי עם אנטי בקטריאלי Enrofloxacin 0.05 mg/ק"ג פעמיים במהלך תקופת ההחלמה 24 h.
    5. להתבונן מכרסם באופן קבוע עבור התנהגות כאב או סימפטומים לאחר הניתוח.

5. הערכה התנהגותית (אימות של האינדוקציה CHL)-זיבה תגובה להבהיל

  1. אימות CHL (לאחר אישור אוטוסקופ) 24 h לאחר הניתוח עם הערכה התנהגותית המורכבת מבחן למחוא כפיים.
  2. מניחים את החולדה המושרה CHL ליד חולדה נורמלית בשני כלובים נפרדים סמוכים.
  3. הניחו את המכרסמים בחדר שקט.
  4. עמדו במרחק של כ 0.5 מ' מהמכרסמים והמשיכו למחוא כפיים במשך שווה מספר פעמים (5 כפיים נבחרו ומרווחים מעל 1 שנייה).
    הערה: ההבהיל למחוא כף המיוצר על ידי למחוא כף יד נמדד ≈ 40 dB SPL גדול יותר מאשר צליל הרקע כפי שנרשם על ידי מיקרופון בתדר גבוה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ההליך CHL פשוט בוצע על 90 חולדות ומתוך קבוצה זו 2 היה דימום משמעותי 2 לא היה אובדן שמיעה למחרת כפי שמוערך על ידי למחוא כפיים התנהגותית. . ארבעת העכברושים האלה נזרקו חולדות יש להיפטר כפי שמתואר על ידי הסיבות בדיון עקב סיבוכים. גרימת ניקוב TM ו/או פטיש מכשפות עקירה/הסרה (איור 2B) מעורר את chl שלה, אשר תוצאות ביטויים התנהגותיים (כלומר chl-אין תגובה בקול רם ההבהיל הגדול). יש לבדוק את החולדות באמצעות אוטוסקופ לפני הניתוח כדי להבטיח את קרום התוף הרגיל ולאחר הניתוח ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אנו מתארים השראה כירורגית פשוטה של CHL עם אימות באמצעות הדמיית אוטוסקופ והתנהגות התנהגותית למחוא כפיים בחולדה. כאן אנו להדגים את השיטה על עכברוש בעבר שיטה זו הוחל על גרבילים ועכברים. השיטה יכולה בקלות להיות מאומצת למכרסמים אחרים. אינדוקציה של chl מאפשר את המחקר של צורה עדינה של אובדן שמיעה אשר מתבטא שינויים קורטיקלית שמיעתי ופסיכופיסיים ממצאים התנהגותיים4,5,16,17,18...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים לא מצהירים על סכסוכים פיננסיים או לא פיננסיים של אינטרסים.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

עבודה זו היתה נתמכת בחלקו על ידי המועצה למענקים מחקר הונג קונג, תוכנית הקריירה המוקדמת, פרויקט #21201217 ל-C. L., עבור מיפוי המוח הפרויקט הפיזיולוגיה המודרכת עם יישומים שמיעה ורעש מחקר זיהום. אנו מודים לפוסטריביירה ביונסיאס, המכון דה נוירוביולוגים מאוניברסיטת האוניברסיטה הנאסיונאל אוטונמה דה מקסיריו (UNAM), הקונסג'ו נאסיונאל דה סינסיה (Consejo) מקסיארו למענק הבוגר 578458 למשפחה מאנו.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
כפפות לטקס, פוליוויניל או ניטרילAMMEXהשתמש בכפפות לא אבקתיות מספריים
קפיציות מיקרו 8 מיל (ראה איור 1b)RWD Life ScienceS11035-08אורך כולל של 8.0 ס"מ, עם קצה חיתוך של 3.5 מ"מ, או מיקרו מלקחיים דומים. פינצטה סטנדרטית עם פעולת קפיץ תספיק
לאוטוסקופ מיני 3000HEINE D-008.70.120Mאוטוסקופ LED סטנדרטי יספיק
מעבדותחולדה או עכברכל מכרסם קטן 
כלוב מכרסמים קטןTecniplast1284Lזקוק לשני כלובים כדי להפריד בין מכרסם CHL למכרסם שומע. אם מכרסמים נמצאים במגע ישיר זה עם זה, הם יבהלו זה את זה. מידות הכלוב 365 x 207 x 140 מ"מ, שטח הרצפה: 530 ס"מ / 82.15 אינץ' 2
JAX

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Shargorodsky, J., Curhan, S. G., Curhan, G. C., Eavey, R. Change in prevalence of hearing loss in US adolescents. The Journal of the American Medical Association. 304 (7), 772-778 (2010).
  2. Lucas, J. W., Schiller, J. S., Benson, V. Summary health statistics for U.S. adults: National health interview survey, 2001. National Center for Health Statistics. Vital and health statistics. 10 (218), 1-134 (2004).
  3. Gaffney, M., Green, D. R., Gaffney, C. Newborn hearing screening and follow-up: Aare children receiving recommended services? Public Health Reports. 125 (2), 199-207 (2010).
  4. Xu, H., Kotak, V. C., Sanes, D. H. Conductive hearing loss disrupts synaptic and spike adaptation in developing auditory cortex. The Journal of Neuroscience. 27 (35), 9417-9426 (2007).
  5. Buran, B. N., et al. A sensitive period for the impact of hearing loss on auditory perception. The Journal of Neuroscience. 34 (6), 2276-2284 (2014).
  6. Finck, A., Sofouglu, M. Auditory sensitivity of the Mongolian gerbil. The Journal of Auditory Research. 6, 313-319 (1966).
  7. Finck, A. Auditory sensitivity of the Mongolian Gerbil (Merionesunguiculatus). The Journal of the Acoustical Society of America. 41 (60), 1579(1967).
  8. Finck, A., Schneck, C. D., Hartman, A. F. Jr Development of auditory function in the Mongolian gerbil. The Journal of the Acoustical Society of America. 46 (1A), 107(1969).
  9. Ryan, A. Hearing sensitivity of the Mongolian gerbil, Meriones Unguiculatis. The Journal of the Acoustical Society of America. 59, 1222-1226 (1976).
  10. Dallos, P., Harris, D., Ozdamar, O., Ryan, A. Behavioral, compound action potential, and single unit thresholds: relationship in normal and abnormal ears. The Journal of the Acoustical Society of America. 64 (1), 151-157 (1978).
  11. Kelly, J. B., Potash, M. Directional responses to sounds in young gerbils (Meriones unguiculatus. Journal of Comparative Psychology. 100 (1), 37-45 (1986).
  12. Heffner, H. E., Koay, G., Heffner, R. S. Behavioral assessment of hearing in mice--conditioned suppression. Current Protocols in Neuroscience. , Chapter 8, Unit 8.21D (2006).
  13. Heffner, R. S., Koay, G., Heffner, H. E. Audiograms of five species of rodents: implications for the evolution of hearing and the perception of pitch. Hearing Research. 157 (1-2), 138-152 (2001).
  14. Lupo, E. J., Koka, K., Thornton, J. L., Tollin, D. J. The effects of experimentally induced conductive hearing loss on spectral and temporal aspects of sound transmission through the ear. Hearing Research. 272 (1-2), 30-41 (2011).
  15. Liberman, M. C., Liberman, L. D., Maison, S. F. Chronic conductive hearing loss leads to cochlear degeneration. PLoS One. 10 (11), e0142341(2015).
  16. Tucci, D. L., Cant, N. B., Durham, D. Conductive hearing loss results in a decrease in central auditory system activity in the young gerbil. Laryngoscope. 109, 1359-1371 (1999).
  17. Tucci, D. L., Cant, N. B., Durham, D. Effects of conductive hearing loss on gerbil central auditory system activity in silence. Hearing Research. 155, 124-132 (2001).
  18. Cook, R. D., Hung, T. Y., Miller, R. L., Smith, D. W., Tucci, D. L. Effects of conductive hearing loss on auditory nerve activity in gerbil. Hearing Research. 164, 127-137 (2002).
  19. Albuquerque, A. A., Rossato, M., Oliveira, J. A., Hyppolito, M. A. Understanding the anatomy of ears from guinea pigs and rats and its use in basic otologic research. Brazilian Journal of Otorhinolaryngology. 75, 43-49 (2009).
  20. Li, P., Gao, K., Ding, D., Salvi, R. Characteristic anatomical structures of rat temporal bone. Journal of Otology. 10, 118-124 (2015).
  21. Judkins, R. F., Li, H. Surgical anatomy of the rat middle ear. Otolaryngology-Head and Neck Surgery. 117, 438-447 (1997).
  22. Hellström, S., Salén, B., Stenfors, L. E. Anatomy of the rat middle ear. A study under the dissection microscope. Acta Anatomica (Basel). 112, 346-352 (1982).
  23. Albiin, N., Hellström, S., Salén, B., Stenfors, L. E., Wirell, S. The vascular supply of the rat tympanic membrane. The Anatomical Record. 212, 17-22 (1985).
  24. Li, P., Ding, D., Gao, K., Salvi, R. Standardized surgical approaches to ear surgery in rats. Journal of Otology. 10, 72-77 (2015).
  25. Johansson, U., Hellström, S., Anniko, M. Round window membrane in serous and purulent otitis media. Structural study in the rat. Annals of Otology, Rhinology & Laryngology. 102, 227-235 (1993).
  26. Magnuson, K., Hellström, S. Early structural changes in the rat tympanic membrane during pneumococcal otitis media. European Archives of Oto-Rhino-Laryngology. 251, 393-398 (1994).
  27. Hellström, S., Salén, B., Stenfors, L. E. The site of initial production and transport of effusion materials in otitis media serosa. A study on rat middle ear cavity. Acta Oto-Laryngologica. 93, 435-440 (1982).
  28. Shen, Y., et al. Scaffolds for tympanic membrane regeneration in rats. Tissue Engineering Part A. 19, 657-668 (2013).
  29. Wang, A. Y., et al. Rat model of chronic tympanic membrane perforation: Ventilation tube with mitomycin C and dexamethasone. International Journal of PediatricOtorhinolaryngology. 80, 61-68 (2016).
  30. Stenfeldt, K., Johansson, C., Hellström, S. The collagen structure of the tympanic membrane: collagen types I, II, and III in the healthy tympanic membrane, during healing of a perforation, and during infection. Archives of Otolaryngology--Head & Neck Surgery. 132, 293-298 (2006).
  31. Zhao, H., et al. Temporary conductive hearing loss in early life impairs spatial memory of rats in adulthood. Brain and Behavior. 8, e01004(2018).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

IP

מאמרים קשורים