Name: משלוח משופר הסעה מודרכת תמונה לתוך מודלים Agarose גל של המוח (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-05-14T13:45:00.000+00:00
Duration: 9 min 14 s
Description: למד את שיטת המשלוח המשופרת הסעה לתוך מודלי ג'ל אגרוז של המוח. שיטה זו מאפשרת הכשרה מעשית לרופאים בטכניקות הזרקה ישירות למוח תוך ניטור MRI.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים מבקשים להודות לצוות ממתקני ה-MRI במרפאת Semmes-Murphey, ממפיס, טנסי, כמו גם המחלקה נוירוכירורגיים באוניברסיטת המרכז למדע בריאות טנסי בממפיס, טנסי.

1. הכנת הפנטומים ג&#39;ל וצבע <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן 0.2% agarose ג&#39;ל ידי המסת 2 גרם של 0.1% אבקת agarose ב1,000 מיליליטר של מים deionized. מערבבים את הפתרון עבור כ 1 דקות כדי להבטיח ערבוב נכון; ומיקרוגל באופן מיידי את הפתרון במרווחי 3 דקות ל9 דקות או עד שברור, תוך ערבוב בין מרווחים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> , בעוד agarose ג&#39;ל הוא נוזלי לשפוך את הפתרון לx 5 5 ס&quot;מ X 5 מכולות סנטימטר סנטימטר. לאפשר מרחב בחלק העליון של המכל כדי להוסיף מים ולאפשר agarose ג&#39;ל להתקרר ולהתיישב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פעם אחת את הג&#39;ל agarose יש הקרושה (כ 1-2 שעות), להוסיף 1 סנטימטר של מים לחלק העליון של ג&#39;ל ושומר במקרר. עדיף להשתמש בג&#39;ל בתוך 24-48 שעה של ערבוב, אבל זה יכול להיות מאוחסן לתקופה של עד שבוע בקירור 10. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את צבע רדיו לעומת זאת במזרק 60 מיליליטר בהיקף של 50 מיליליטר של 0.017% צבע כחול bromophenol (גוש פרמטרי BPB), ו2 מ&quot;מ של תקשורת רדיו ניגוד gadoteridol. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלב 8.5 מ&quot;ג של צבע גוש הפרמטרים BPB 50 מ &#39;ליטר מים deionized ליצור 0.017% פתרון גוש פרמטרי BPB. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוספת 0.2 מיליליטר של מניית 0.5 M gadoteridol ל50 מיליליטר 0.017% פתרון גוש פרמטרי BPB כדי ליצור פתרון gadoteridol 2 מ&quot;מ. </li></ol></li></ol> 2. הכנת מערכת העירוי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערכת משאבת מזרק עירוי (שיטה מועדפת): להכנת משאבת מזרק, לצרף את צנתר העירוי ישירות למזרק דרך חיישן הלחץ, צמצום הנפח המת של קו העירוי. פונקצית הטיהור של משאבת המזרק ניתן להשתמש כדי לנקות את הקו של אוויר באמצעות בולוס גדול מיחולו נפח של קטטר בשיעור של 10 μl / min. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערכת משאבת צינור עירוי (שיטה חלופית): חבר את המזרק המכיל את צבע רדיו ניגוד למשאבת העירוי. צרף את חיישן הלחץ לשקע משאבה עם המתמר המחובר לצג IV. צרף צנתר עירוי 16 G לקצה הפתוח של חיישן הלחץ. הערה: קצה צנתר עירוי G 16 יש קוטר פנימימטר של 0.2 מ&quot;מ וקוטר חיצוני של 0.35 מ&quot;מ. טיפ עשוי מסיליקה התמזגו ואורך הטיפ הוא 3 מ&quot;מ. זה מגביר בכ 0.75 מ&quot;מ וממשיך ל15 מ&quot;מ, קטטר ואז מגביר את באופנה מחודדת ל1.6 מ&quot;מ או 16 G. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> היכונו לעירוי על ידי טיהור המערכת כ 15 דקות ב 16.667 μl / min כדי להסיר כל בועות אוויר. אין לעבור על קצב זרימת 16.667 μl / min, כמו מכונת תחדל עירוי בשל לחץ גבוה קו. בעקבות צירוף צנתר העירוי לקו יציאה ממשאבת העירוי, קווי טיהור האוויר על ידי שימוש בפונקציה &quot;בולוס&quot; במשאבת העירוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף את צנתר עירוי הר ומסגרת מסלול למכל פנטום ג&#39;ל (X 5 5 x סנטימטר סנטימטר 5 ס&quot;מ) ומניחים בבדיקת MRI. </li></ol> 3. CED ג&#39;ל עירוי וMR סריקה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאפס את ערך הלחץ (מ&quot;מ כספית) נרשם על ידי צג IV לפני תחילת העירוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את צנתר העירוי לתוך הג&#39;ל agarose wה-i משאבת העירוי פועלת בקצב הזרימה הנמוך ביותר האפשרי, במקרה זה 1.667 μl / min. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל את סריקת MR, באמצעות הפרמטרים המופיעים בטבלה 1, ולהמשיך יציקת בשיעור של 1.667 μl / min. להחדיר את הג&#39;ל בקצב קבוע עד להיקף הכולל חדור מגיע 60 μl (כ 38 דקות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סרוק את הג&#39;ל ברציפות ב 3 דקות ו50 מרווחי שניות. רשום את קריאות לחץ כל 60 שניות. ברגע שהנפח חדור מגיע 60 μl, כבה את משאבת העירוי; וסריקת MR מלאה תוך כדי להקליט את קריאות לחץ. </li></ol> 4. MR ניתוח נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לניתוח תמונות MR, השתמש הצופה DICOM מתאים עם פונקציונליות פילוח החזר על השקעה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר את המסגרת הנכונה בכל סריקה מסומנת על ידי החתך של קטטר כפי שניתן לראות באיור 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות &quot;החזר על השקעה - מלבן&quot; הכלי, בחר את החלק הגדול ביותר של ג&#39;ל שאינו כולל כלחלק מאתר העירוי. פלט תוכנת צפיפות פיקסלים ממוצע עם סטיית תקן. מצא את הערך שמתאים לשלוש סטיות תקן מהממוצע. ערך זה משמש כרף לקביעה כאשר לעומת זאת היא בהווה עם אמון של 99.7%. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות &quot;החזר על השקעה - העיגול&quot; הכלי, להקיף את אתר העירוי עם מספיק מעגל גדול ולתת את זה שם ייחודי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר את המעגל ובאמצעות &quot;ההחזר על ההשקעה - להגדיר ערכי פיקסל ל&quot; כלי, ערך סף קלט שנמצא בשלב 4.3 ל&quot; אם הערך הנוכחי הוא גדול יותר מאשר:&quot; תיבת סימון והקו הזה בלבד. ואז ב&quot; לערך חדש: &quot;תיבה, הזן ערך גדול (25,000). אפס את צפיפות הפיקסלים כדי לבחור את האזור המוקף הסף שנקבע בעבר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן, באמצעות &quot;ההחזר על ההשקעה - לגדול אזור (פילוח 2D/3D)&quot; כלי, בחר אזור 2D גדל, אלגוריתם אמון עם פרמטר רדיוס ראשוני = 2, ואת החזר על השקעה מברשת. לחץ פנימי של אתר העירוי לתוכנה כדי לחשב את השטח הכולל of אזור זה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בהנחת ענן עירוי כדורי, לחשב את הנפח של דיפוזיה מהאזור באמצעות המשוואה הבאה: V = 4/3π (√ (פינת / π)) 3 </li></ol>

<ol><li>Miranpuri, G. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gene-based+therapy+of+Parkinson%27s+Disease%3A+Translation+from+animal+model+to+human+clinical+trial+employing+convection+enhanced+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Neurosciences%22%5BJournal%5D)">Gene-based therapy of Parkinson's Disease: Translation from animal model to human clinical trial employing convection enhanced delivery.</a> Annals of Neurosciences. 19, 133-146 (2012).</li>
<li>Sillay, K., Hinchman, A., Akture, E., Salamat, S., Miranpuri, G., Williams, J., Berndt, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convection+Enhanced+Delivery+to+the+Brain%3A+Preparing+for+Gene+Therapy+and+Protein+Delivery+to+the+Brain+for+Functional+and+Restorative+Neurosurgery+by+Understanding+Low-Flow+Neurocatheter+Infusions+Using+the+Alaris%C2%AE+System+Infusion+Pump%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Neurosciences%22%5BJournal%5D)">Convection Enhanced Delivery to the Brain: Preparing for Gene Therapy and Protein Delivery to the Brain for Functional and Restorative Neurosurgery by Understanding Low-Flow Neurocatheter Infusions Using the Alaris® System Infusion Pump.</a> Annals of Neurosciences. 20, (2013).</li>
<li>Song, D. K., Lonser, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convection-enhanced+delivery+for+the+treatment+of+pediatric+neurologic+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+child+neurology%22%5BJournal%5D)">Convection-enhanced delivery for the treatment of pediatric neurologic disorders.</a> Journal of child neurology. 23, 1231-1237 (2008).</li>
<li>Bobo, R. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convection-enhanced+delivery+of+macromolecules+in+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">Convection-enhanced delivery of macromolecules in the brain.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 91, 2076-2080 (1994).</li>
<li>Debinski, W., Tatter, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convection-enhanced+delivery+for+the+treatment+of+brain+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+review+of+neurotherapeutics%22%5BJournal%5D)">Convection-enhanced delivery for the treatment of brain tumors.</a> Expert review of neurotherapeutics. 9, 1519-1527 (2009).</li>
<li>Morrison, P. F., Laske, D. W., Bobo, H., Oldfield, E. H., Dedrick, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-flow+microinfusion%3A+tissue+penetration+and+pharmacodynamics%5BTitle%5D)+AND+%22The+American+journal+of+physiology%22%5BJournal%5D)">High-flow microinfusion: tissue penetration and pharmacodynamics.</a> The American journal of physiology. 266, 292-305 (1994).</li>
<li>Nguyen, T. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convective+distribution+of+macromolecules+in+the+primate+brain+demonstrated+using+computerized+tomography+and+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Convective distribution of macromolecules in the primate brain demonstrated using computerized tomography and magnetic resonance imaging.</a> Journal of neurosurgery. 98, 584-590 (2003).</li>
<li>Lonser, R. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Successful+and+safe+perfusion+of+the+primate+brainstem%3A+in+vivo+magnetic+resonance+imaging+of+macromolecular+distribution+during+infusion%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Successful and safe perfusion of the primate brainstem: in vivo magnetic resonance imaging of macromolecular distribution during infusion.</a> Journal of neurosurgery. 97, 905-913 (2002).</li>
<li>Raghavan, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convection-enhanced+delivery+of+therapeutics+for+brain+disease%2C+and+its+optimization%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurg+Focus%22%5BJournal%5D)">Convection-enhanced delivery of therapeutics for brain disease, and its optimization.</a> Neurosurg Focus. 20, (2006).</li>
<li>Sillay, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Benchmarking+the+ERG+valve+tip+and+MRI+Interventions+Smart+Flow+neurocatheter+convection-enhanced+delivery+system%27s+performance+in+a+gel+model+of+the+brain%3A+employing+infusion+protocols+proposed+for+gene+therapy+for+Parkinson%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+neural+engineering%22%5BJournal%5D)">Benchmarking the ERG valve tip and MRI Interventions Smart Flow neurocatheter convection-enhanced delivery system's performance in a gel model of the brain: employing infusion protocols proposed for gene therapy for Parkinson's disease.</a> Journal of neural engineering. 9, (2012).</li>
<li>Schomberg, D., Wang, A., Marshall, H., Sillay, K., Miranpuri, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ramped-Rate+vs.+continuous+rate+infusions%3A+An+in+vitro+comparison+of+Convection+Enhanced+Delivery+protocols%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Neurosciences%22%5BJournal%5D)">Ramped-Rate vs. continuous rate infusions: An in vitro comparison of Convection Enhanced Delivery protocols.</a> Annals of Neurosciences. 20, (2013).</li>
<li>Sillay, K. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perioperative+Brain+Shift+and+Deep+Brain+Stimulating+Electrode+Deformation+Analysis%3A+Implications+for+rigid+and+non-rigid+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">Perioperative Brain Shift and Deep Brain Stimulating Electrode Deformation Analysis: Implications for rigid and non-rigid devices.</a> Ann Biomed Eng. 41, 293-304 (2013).</li>
<li>Brodsky, E., Block, W., Alexander, A., Emborg, M., Ross, C., Sillay, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intraoperative+Device+Targeting+using+Real-Time+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Sciences+and+Engineering+Conference%2C+BSEC%22%5BJournal%5D)">Intraoperative Device Targeting using Real-Time MRI.</a> Biomedical Sciences and Engineering Conference, BSEC. , (2011).</li>
<li>Sillay, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strategies+for+the+delivery+of+multiple+collinear+infusion+clouds+in+convection-enhanced+delivery+in+the+treatment+of+Parkinson%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Stereotactic+and+functional+neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Strategies for the delivery of multiple collinear infusion clouds in convection-enhanced delivery in the treatment of Parkinson's disease.</a> Stereotactic and functional neurosurgery. 91, 153-161 (2013).</li>
<li>Brady, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pathways+of+infusate+loss+during+convection-enhanced+delivery+into+the+putamen+nucleus%5BTitle%5D)+AND+%22Stereotactic+and+functional+neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Pathways of infusate loss during convection-enhanced delivery into the putamen nucleus.</a> Stereotactic and functional neurosurgery. 91, 69-78 (2013).</li>
<li>White, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+evaluation+of+the+relationships+between+catheter+design+and+tissue+mechanics+in+achieving+high-flow+convection-enhanced+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">An evaluation of the relationships between catheter design and tissue mechanics in achieving high-flow convection-enhanced delivery.</a> J Neurosci Methods. 199, 87-97 (2011).</li>
<li>Fiandaca, M. S., Forsayeth, J. R., Dickinson, P. J., Bankiewicz, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Image-guided+convection-enhanced+delivery+platform+in+the+treatment+of+neurological+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Neurotherapeutics+%3A+the+journal+of+the+American+Society+for+Experimental+NeuroTherapeutics%22%5BJournal%5D)">Image-guided convection-enhanced delivery platform in the treatment of neurological diseases.</a> Neurotherapeutics : the journal of the American Society for Experimental NeuroTherapeutics. 5, 123-127 (2008).</li>
<li>Jagannathan, J., Walbridge, S., Butman, J. A., Oldfield, E. H., Lonser, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+ependymal+and+pial+surfaces+on+convection-enhanced+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Effect of ependymal and pial surfaces on convection-enhanced delivery.</a> Journal of neurosurgery. 109, 547-552 (2008).</li>
<li>Chen, Z. J., Broaddus, W. C., Viswanathan, R. R., Raghavan, R., Gillies, G. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intraparenchymal+drug+delivery+via+positive-pressure+infusion%3A+experimental+and+modeling+studies+of+poroelasticity+in+brain+phantom+gels%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+transactions+on+bio-medical+engineering%22%5BJournal%5D)">Intraparenchymal drug delivery via positive-pressure infusion: experimental and modeling studies of poroelasticity in brain phantom gels.</a> IEEE transactions on bio-medical engineering. 49, 85-96 (2002).</li>
<li>Chen, Z. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+realistic+brain+tissue+phantom+for+intraparenchymal+infusion+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+neurosurgery%22%5BJournal%5D)">A realistic brain tissue phantom for intraparenchymal infusion studies.</a> Journal of neurosurgery. 101, 314-322 (2004).</li>
<li>Richardson, R. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interventional+MRI-guided+Putaminal+Delivery+of+AAV2-GDNF+for+a+Planned+Clinical+Trial+in+Parkinson%27s+Disease%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Ther%22%5BJournal%5D)">Interventional MRI-guided Putaminal Delivery of AAV2-GDNF for a Planned Clinical Trial in Parkinson's Disease.</a> Mol Ther. 19, 1048-1057 (2011).</li>
<li>Thorne, R. G., Hrabetova, S., Nicholson, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+of+epidermal+growth+factor+in+rat+brain+extracellular+space+measured+by+integrative+optical+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Diffusion of epidermal growth factor in rat brain extracellular space measured by integrative optical imaging.</a> Journal of neurophysiology. 92, 3471-3481 (2004).</li>
<li>Panse, S. J., Fillmore, H. L., Chen, Z. J., Gillies, G. T., Broaddus, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+coaxial+tube+catheter+for+central+nervous+system+infusions%3A+performance+characteristics+in+brain+phantom+gel%5BTitle%5D)+AND+%22J+Med+Eng+Technol%22%5BJournal%5D)">A novel coaxial tube catheter for central nervous system infusions: performance characteristics in brain phantom gel.</a> J Med Eng Technol. 35, 408-414 (2010).</li>
<li>Linninger, A. A., Somayaji, M. R., Zhang, L., Smitha Hariharan, M., Penn, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rigorous+mathematical+modeling+techniques+for+optimal+delivery+of+macromolecules+to+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+transactions+on+bio-medical+engineering%22%5BJournal%5D)">Rigorous mathematical modeling techniques for optimal delivery of macromolecules to the brain.</a> IEEE transactions on bio-medical engineering. 55, 2303-2313 (2008).</li>
<li>Sampson, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+utility+of+a+patient-specific+algorithm+for+simulating+intracerebral+drug+infusions%5BTitle%5D)+AND+%22Neuro-oncology%22%5BJournal%5D)">Clinical utility of a patient-specific algorithm for simulating intracerebral drug infusions.</a> Neuro-oncology. 9, 343-353 (2007).</li>
</ol>

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

<html> צעדים החיוניים להבטחת ההצלחה של העירוי הם: טיהור קו העירוי של אוויר, ערבוב agarose ג&#39;ל, ניתוח נתוני MR, תוך שימוש בקטרי קטטר פנימיים קטנים, באמצעות צעד עיצובי קטטר כדי למזער את הזרימה חוזרת, ולמזער את הלחץ שחש ג&#39;ל או רקמה שלתוכו התרופה היא להיות רווי. כאמור, על החשבון העיקרי להצלחה של העירוי הוא אוויר שורת עירוי. בצורה נכונה וביסודיות טיהור קו העירוי של אוויר היא קריטית כדי להבטיח שאין אוויר נכנס לעירוי. חשוב באותה מידה כהוא ערבוב של ג&#39;ל agarose. סינתזה לא נכונה ...

משלוח משופר הסעה (CED) הוצע כאפשרות טיפול למגוון רחב של הפרעות נוירולוגיות כולל גידולים ממאירים במוח, אפילפסיה, הפרעות מטבוליות, מחלות ניווניות (כגון מחלת פרקינסון) 1, שבץ מוחי, וטראומה 2. CED מעסיק זרימה בתפזורת לחץ חיובי להפצת סמים או infusate האחר. CED מספק אספקה ​​בטוחה, אמינה, והומוגנית של תרכובות במשקל מולקולריות, הנע בין נמוך לגבוה, בעוצמות רלוונטיות קליני 3. משלוח סמים מסורתי לרקמת המוח הוגבל בצורה קשה על ידי מחסום דם המוח 4. נוצר על ידי צמתים ההדוקים בין תאי האנדותל המרכיבים את נימי הדם במוח, בלוקים מחסום דם המוח קוטביים ומולקולות במשקל מולקולריות גבוהות מלהיכנס parenchyma של המוח. עירוי המוח intraparenchymal ישיר באמצעות CED יכול להתגבר על המגבלות של שיטות משלוח סמים טיפוליות קודמותומאפשר השימוש בסוכנים טיפוליים שלא לחצות את המחסום שבין דם למוח, ולכן היה בעבר זמין כאפשרויות טיפול קיימא 5. חוקרים מהמכון הלאומי האמריקאי לבריאות (NIH) תיארו CED בתחילת 1990 כאמצעי להשגת ריכוזי תרופה טיפוליים יותר מאשר על ידי דיפוזיה בלבד 6-8. השיטות הראשונות של CED מעורב השתלת צנתרים אחד או יותר לתוך המוח, חיבור משאבת עירוי לקטטר, ושאיבת הסוכנים הטיפוליים ישירות לאזור הממוקד. שבריר ההפצה המוגברת והריכוז יציב יחסית הוא דיווחו להתרחש כלחץ החיובי שנוצר על ידי משאבת העירוי גורם לרקמות להתרחב ולאפשר חלחול של התרופה 9. הטכניקה הבסיסית לCED נותרה במידה רבה זהה לזה שתואר ראשון. התקדמות בקטטר עיצוב 10, טכניקת עירוי <sup&gt; 11, לחץ שורת ניטור 2, ומעקב MRI בזמן אמת כדי לתקן למשמרת מוח 12, 13, לייעל חליטות קוליניאריות מרובות 14, ולפקח על אובדן infusate 15 הגדילו את הבטיחות ויעילות של הטיפול 10. חשיבות נוספות הושמה על עיצוב קטטר והאסטרטגיה עירוי כוללים קצב זרימה. המוצלח CED, עם ריפלוקס קטטר המוגבל ונזק לרקמות, כבר מתואם עם עיצוב קטטר וקצב עירוי. השימוש בצנתר בקוטר צר וקצב עירוי נמוך להגביל את הזרימה חוזרת לאורך ממשק המוח קטטר כמו גם נזק גבול בקצה הצנתר 16. MR הדמיה מספקת אישור חזותי של המיקום הנכון למיקום צנתר עירוי, ולכן אספקת סמים, בעת גם מאפשר לתיקון של ריפלוקס עירוי או משלוח חריג 17. גם תמונות MR יכולות לשמש כדי להתקרב ולעקוב אחר הכרכים של הפצה (VD) של התרופה רווי. VD מחושב לפי ערך עוצמת אות MR הדמיה יותר משלוש סטיות תקן מעל הממוצע מג&#39;ל שאינו רווי המקיף כסף לפילוח 18. VD הוא מדידה שימושית לCED משום שהיא מייצגת את עוצמת הקול של הסמים מופצים במוח. יחד עם הנפח רווי (וי), יחס יכול להיות שנוצר (VD / י) כימות ההיקף מכוסה על ידי התרופה רווי. רוחות רפאים agarose ג&#39;ל לחקות כמה תכונות מכאניות חיוניות של המוח האנושי חשובות להבנת CED כגון: VD, אינטראקציות ג&#39;ל קטטר, תכונות poroelastic, וענן עירוי מורפולוגיה 10. תערובות של 0.2% agarose ג&#39;ל הוכחו לחקות in vivo שינויים בשבריר נקבובית מקומי שנגרמו על ידי התרחבות ג&#39;ל בשל CED. שבריר נקבובית דומה למוח האנושי מקדם אינטראקציות דומות ומדידות מדויקות של VD 19. בנוסף, ריכוזים דומים שלג&#39;לי garose כגון 0.6% ו0.8% הראו פרופילי לחץ עירוי דומים למוח 20. יתר על כן, ג&#39;לים agarose השקוף מספק את היתרון של הדמיה של מיקום קטטר וריפלוקס עירוי בזמן אמת. רוחות הרפאים agarose ג&#39;ל הם זולות יחסית לייצור. העלות של רוחות הרפאים agarose ג&#39;ל עשויה להיות מפתח להכשרה המקצועית רחבה בעתיד ברחבי ניתוח נוירולוגים. בשל מאפיינים אלה, ג&#39;לים agarose לספק פונדקאית שימושי, שכפול רבים של תכונות מפתח של חליטות מוח אנושיות ללא השימוש ברקמת המוח. כאמור לעיל, דימוי מודרך CED לתוך המודלים agarose ג&#39;ל מספק מועיל בשיטה חוץ גופית לבדיקה, מחקר והכשרה. מטרת מאמר זה היא לתאר כיצד לשחזר רוחות רפאים agarose ג&#39;ל, להתוות בדיקת פרוטוקולי CED וניתוח מתאימים, וכדי לטפל בשגיאות נפוצות התמודדו במהלך חליטות CED לטיפול במחל נוירולוגיות.

<table><tbody><tr><td>Prohance</td><td>Bracco</td><td></td><td>Gadoteridol רדיו ניגודיות מדיה</td></tr><tr><td>ברומופנול צבע כחול</td><td>Biorad</td><td>161-0404</td><td>צבע להדמיה אינפוזיטיבית</td></tr><tr><td>אבקת ג'ל</td><td>אגרוז Biorad</td><td>161-3101EDU</td><td>אבקת אגרוז ליצירת ג'לים</td></tr><tr><td>Medrad Veris MR מוניטור סימנים חיוניים</td><td>Medrad</td><td></td><td>MR מוניטור לחץ עירוי בטוח</td></tr><tr><td>16 G צנתר SmartFlow</td><td>צנתר עירוי</td> <td>SurgiVision</td><td></td></tr><tr><td>Medrad Continuum MR מערכת עירוי</td><td>משאבת עירוי בטוחה</td><td>Medrad</td><td></td> MR מסגרת</tr> מסלול <tr><td>מודרכת מסגרת מסלול מודרכת</td><td>ClearPoint</td><td></td><td>מסגרת צנתר עירוי</td></tr><tr><td>תוכנת הדמיה Osirix ו-DICOM Viewer</td><td>תוכנת</td><td></td> הדמיה <td>Osirix מציג DICOM 32 סיביות</td></tr></tbody></table>

משלוח משופר הסעה מודרכת תמונה לתוך מודלים agarose ג&#39;ל של המוח

Image-guided Convection-enhanced Delivery into Agarose Gel Models of the Brain

משלוח משופר הסעה (CED) הוצע כאפשרות טיפול למגוון רחב של מחלות נוירולוגיות. Neuroinfusion קטטר CED מאפשר זרימה בתפזורת לחץ חיובית כדי לספק כמויות גדולות יותר של תרופות ליעד תוך גולגולתי מאשר שיטות משלוח סמים מסורתיות. התועלת הקלינית של ה-MRI בזמן אמת מודרכת CED (rCED) טמון ביכולת למקד במדויק, לעקוב אחר טיפול, ולזהות סיבוכים. עם אימונים, rCED הוא יעיל וסיבוכים עלולים להיות ממוזערים. מודל agarose ג&#39;ל של המוח מספק כלי נגיש לבדיקת CED, מחקר והכשרה. המוח המדומה rCED מאפשר תרגול של הניתוח המדומה גם בעת מתן משוב חזותי של העירוי. ניתוח של עירוי מאפשר חישוב שבריר ההפצה (VD / י) המאפשר למתאמן כדי לאמת את דמיונו של המודל בהשוואה לרקמת מוח אנושי. מאמר זה מתאר פנטום מוח agarose ג&#39;ל ומתאר לי חשובTrics במהלך פרוטוקולי עירוי וניתוח CED תוך התייחסות מלכודות נפוצות התמודדו במהלך עירוי CED לטיפול במחל נוירולוגיות.

פרשנות וניתוח חליטות CED כרוך כמה גורמים חשובים כגון שבריר הפצה וריפלוקס infusate. חישוב שבריר ההפצה תלוי במידה רבה על חישוב VD. לכן פרשנות מדויקת של תמונות MR היא קריטית. אנו מציעים שיטה חצי אוטומטית לאמינים להתרבות מדידות אלה כמפורט לעיל. שיטות אלה באופן אובייקטיבי לקבוע את אזור חתך הרוחב של ענן infusate ורדיוס משוער. אמנם משתנה, בג&#39;ל agarose ענן העירוי לעתים קרובות הוכיח כדורי. בהנחת ענן infusate כדורי, רדיוס זה יכול לשמש כדי לקבוע את VD לעירוי CED. VD / י לעירוי ג&#39;ל ag...

משלוח משופר הסעה (CED) הוצע כאפשרות טיפול למגוון רחב של מחלות נוירולוגיות. על מנת להכין את אנשי המקצוע בתחום הבריאות לאימוץ CED, דגמי הכשרה נגישים יש צורך. אנו מתארים את השימוש בג&#39;ל agarose כמודל כזה של המוח האנושי לבדיקה, מחקר והכשרה.

משלוח משופר הסעה מודרכת תמונה לתוך מודלים Agarose ג&#39;ל של המוח

Convection-enhanced delivery (CED) has been proposed as a treatment option for a wide range of neurological diseases. Neuroinfusion catheter CED allows ...

המטרה הכללית של פרוצדורה זו היא לספק משאב הדרכה להגשה מוגברת בקונוקציה (Convection Enhanced Delivery) לתוך מודלי ג'ל AGROS של המוח. מטרה זו מושגת תחילה על ידי הכנה נכונה של מודל ג'ל AGROS מדויק של המוח. השלב השני הוא הכנת הצינור והקטטר להזרקה, תוך הבטחה שאין אוויר בצינור העלול לפגוע בהזרקה.השלב הבא הוא להתחיל את העירוי, תוך נקיטת צעדים זהירים למניעת רפלקס (reflux) וניטור רציף של הקצב, ולהזרים ענן באמצעות MRI. לאחר השלמת העירוי, השלב הסופי הוא לנתח את הנתונים שסופקו על ידי ה-MRI של העירוי. בסופו של דבר, ניתוח נתוני ה-MR משמש להצגת נפח ההפצה (volume of distribution) ויחס ה-VD ל-VI שהושג באמצעות העירוי.היתרון העיקרי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות של טיפול פרמקולוגי הוא שהיא מאפשרת עירוי ישיר של תרופיות בנפח גדול (bulk infusion), אשר יעילותן הייתה מוגבלת בשל תכונותיהן הפרמקוקינטיות ומחסום הדם-מוח. ההשלכות של טכניקה זו משתרעות על הטיפול בהפרעות מטבוליות בגידולי מוח. טיפולים היסטוריים בהפרעות נוירודגנרטיביות כגון מחלת פרקינסון, שבץ מוחי וטראומה התבססו על פרמקותרפיה או על ניתוח ישיר.נוהל זה עשוי לאפשר הובלה של חומרים שהייתה להם תועלת מוגבלת במחלות עד כה. כדי להתחיל, המיסו שני גרמים של אבקת 0.1%aros ב-1000 מיליליטר של מים דה-יוניים. להכנת ג'ל 0.2%AROS, ערבבו את התמיסה במשך דקה אחת כדי להבטיח ערבוב תקין, ולאחר מכן חממו מיד את התמיסה במיקרוגל במרווחי זמן של שלוש דקות למשך תשע דקות או עד שהתמיסה תהיה שקופה, תוך ערבוב בין המרווחים. לאחר מכן, שפכו את התמיסה למכלי 5 סמ"ק, והשאירו מרווח בחלק העליון של המכל להוספת מים; המתינו עד שג'ל ה-AGROS יתקרר וישקע במשך שעה עד שעתיים.לאחר שהג'ל מסוג agros התגבש, הוסיפו סנטימטר אחד של מים לחלק העליון של הג'ל וקררו במקרר למשך לילה. יש להשתמש בג'ל תוך 24 עד 48 שעות מרגע הערבוב. לאחר מכן, ערבבו 8.5 מיליגרם של ברומו-פנול כחול, או צבע BPB, עם 50 מיליליטר של מים דה-יוניים כדי להכין תמיסת BPB בריכוז 0.017%.בשלב הבא, הוסיפו 0.2 milliliters של תמיסת סטוק של gato erol בריכוז 0.5 molar ל-50 milliliters של תמיסת 0.017%BPB כדי ליצור תמיסת צבע לרדיה-קומיות של gato Toradol בריכוז two millimolar, ולאחר מכן העבירו 50 milliliters של צבע הרדיה-קומיות למזרק בנפח 60 milliliters. חברו את המזרק המכיל את צבע הרדיה-קומיות למשאבת ההזרקה. לאחר מכן, חברו את חיישן הלחץ ליציאת המשאבה כאשר המתמר מחובר למסך הניטור של ה-IV.לאחר מכן, חברו קטטר עירוי במידה 16 לקצה הפתוח של חיישן הלחץ. בצעו שטיפה (Purge) של המערכת למשך כ-15 דקות בקצב של 16.667 µL לדקה. כדי להסיר בועות אוויר, אין לחרוג מקצב זרימה של 16.667 µL לדקה, אחרת המכונה תפסיק את העירוי עקב לחץ גבוה בקו.לאחר מכן, חברו את תושבת קטטר ההזרקה ואת מסגרת המסלול למכל הפנטום ג'ל והניחו אותו ב-MRI; אפסו את ערך הלחץ שנרשם על ידי מד ה-IV לפני תחילת ההזרקה. כעת, הכניסו את קטטר ההזרקה לתוך הג'ל כאשר משאבת ההזרקה פועלת בקצב הזרימה הנמוך ביותר האפשרי, 1.667 µL לדקה. התחילו את סריקת ה-MR באמצעות הפרמטרים המפורטים כאן והמשיכו להזריק בקצב של 1.667 µL לדקה עד שהנפח הכולל שהוזרק יגיע ל-60 µL.סרוק את הג'ל באופן רציף במרווחי זמן עוקבים. רשום את קריאות הלחץ בכל 60 שניות. ברגע שנפח ההזרקה יגיע ל-60 µL, כבה את משאבת ההזרקה והשלם את ה-MR Scanning.בזמן המשך הקלטת קריאות הלחץ, השתמשו בצופה eRx DICOM עם פונקציונליות של פלחי אזור עניין (ROI) כדי לנתח את תמונות ה-MR. לאחר מכן, בחרו את הפריים הנכון בכל סריקה המסומן על ידי חתך הניצב של הקטטר. לאחר מכן, באמצעות כלי מלבן ה-ROI, בחרו את החלק הגדול ביותר של הג'ל.זה אינו כולל חלק כלשהו מאתר העירוי. התוכנה תפיק צפיפות פיקסלים ממוצעת עם סטיית תקן. לאחר מכן, זהה את הערך הנמצא במרחק של שלוש סטיות תקן מהממוצע.ערך זה משמש כסף עבור קביעת הנוכחות של ניגודיות (contrast) ברמת ביטחון של 99.7%. לאחר מכן, השתמש בכלי מעגל ה-ROI כדי להקיף את אתר ההזרקה. תן למעגל שם ייחודי ובחר אותו. השתמש בכלי ROI set pixel values והזן את ערך הסף בתיבה if current value is larger than, וסמן את השורה this line only.לאחר מכן, הזן ערך גבוה בתיבת הערך החדש. אפס את צפיפות הפיקסלים כדי לבחור את האזור המוקף בסף. לאחר מכן, באמצעות כלי ה-ROI Grow region, בחר ב-2D growing region, באלגוריתם ה-confidence עם רדיוס התחלתי, בפרמטר שני, וב-brush ROI; לחץ בתוך אתר ההחדרה כדי שהתוכנה תחשב את השטח הכולל של אזור זה.נוכחות אוויר פוגעת בפרוצדורה וניתן לזהותה על ידי ניטור לחץ ההזרקה. גרף זה מדגים פרמטר מפתח לזיהוי אוויר בקו ההזרקה. אוויר זוהה בקו ההזרקה בדקה ה-15.בדקה 17 חלה עלייה חדה בלחץ. דימויי תהודה מגנטית מראים את התרחבות ענן ההזרקה ואת בועת האוויר הכלואה. תמונות אלה מציגות את הג'ל לפני הכנסת הקטטר, ולאחר תחילת ההזרקה והכנסת הקטטר.צילום השהיית הזמן הבא הוא במרווחי זמן של ארבע דקות. בעת ביצוע הליך זה, חשוב להיות דייקנים בהכנת הצינור, ובמיוחד להימנע מכניסת אוויר לצינור. כמו כן, חשוב לשמור על קצב עירוי איטי ויציב במהלך החדרת הקטטר ובתחילת העירוי, כדי למנוע חדירת אוויר לצינור ורפלקס של הקטטר.לאחר צפייה בסרטון זה, אתם אמורים להיות בעלי הבנה טובה לגבי האופן שבו ניתן להשתמש בהובלה מוגברת באמצעות הסעה (convection enhanced delivery) כשיטה חדשה להחדרת תרופות למוח.

image-guided-convection-enhanced-delivery-into-agarose-gel-models

Research

JoVE Journal

Medicine

רפואה

פרוטוקול זה מתאר כיצד מוטבע שרף רקמת המוח יכול להיות מוכן צילמו בשלושת המימדים אלומת יונים ממוקדת, סריקת מיקרוסקופ אלקטרונים.

אלומת יונים ממוקדת כרסום מיקרוסקופיית אלקטרונים של רקמת המוח

כאן אנו מתארים שיטה מהירה ופשוטה תאים תמונה שכותרתו fluorescently למחצה עבה פרוסות המוח. על ידי תיקון, חיתוך, ואת אופטית ניקוי רקמת המוח אנו מתארים כיצד הדמיה epifluorescent או confocal רגיל יכול לשמש כדי לחזות תאים בודדים ורשתות נוירונים בתוך רקמת העצבים ללא פגע.

גישה מהירה הדמיה ברזולוציה גבוהה הקרינה חצי עבה פרוסות המוח

כאן אנו מתארים פרוטוקול יעיל ורב-תכליתי להשראה, ניטור וניתוח גליובלסטומה חדשה (GBM) באמצעות DNA טרנספוזון המוזרק לחדרים של עכברים יילודים. תאים של האזור התת-חדרי, התופסים את הפלסמיד, הופכים, מתרבים ומייצרים גידולים בעלי מאפיינים היסטו-פתולוגיים של GBM אנושי.

Transposon מתווך האינטגרציה של פלסמיד דנ&quot;א לתוך אזור Subventricular של עכברים בילוד ליצירת מודלים חדשניים של גליובלסטומה

הפיתוח של הגששים אולטרסאונד (לנו) החדש מבוסס על טכנולוגיית קיבולי Micromachined אולטראסוניות מתמר (CMUT) דורש הערכה מציאותית מוקדם של יכולות הדמיה. אנו מתארים עבור ייבוא תמונות ארה ב והשוואה עם תמונות תהודה מגנטית, פרוטוקול נסיוני הדיר משתמש של ex-vivo שור במוח כמו מטרה הדמיה.

טיפול נסיוני הערכת הביצועים של הגששים סאונד חדש מבוסס על טכנולוגיית CMUT ביישום כדי הדמיה מוחית

פרוטוקול זה מספק הוראות תצפית ישירה של נוירונים קליפת המוח נודדת. ב electroporation ברחם , תרבות פרוסות organotypic, הדמיה confocal זמן לשגות משולבים ישירות באופן דינמי ללמוד את ההשפעות של overexpression או downregulation של גנים של עניין נודדים נודדות ולנתח את ההבחנה שלהם במהלך הפיתוח.

זמן לשגות Confocal הדמיה של נוירונים נודדים תרבות פרוסה Organotypic של המוח עכבר עובריים באמצעות<em&gt; באוטרו</em&gt; Electroporation

לייזר לחיתוך מיקרו (LMD) היא טכניקה רגישה ומאוד לגילוי שניתן להשתמש בה כדי לחשוף מסלולים כי בתווך glioma טרוגניות ופלישה. כאן, אנו מתארים פרוטוקול ממוטב כדי לבודד אזורים נפרדים מרקמת glioma באמצעות LMD לייזר ואחריו ניתוח טרנססקריפט.

לכידת לייזר מיקרודיסקציה של גלימה Subregions עבור אפיון מרחבית ומולקולרית של טרוגניות Intrאטומוראלי, הנחלים, ופלישה

השיטה המתוארת להלן נועדה לספק פרוטוקול מקיף להכנת נוירוכירורגיה יונקים לא אנושיים (NHP) באמצעות שילוב חדשני של שיטות הדפסה תלת מימדיות (תלת מימד) וחילוץ נתוני MRI.

ארגז כלים מבוסס MRI לתכנון נוירוכירורגי בפרימטים לא אנושיים

פרוטוקול זה מדגים שיטה פשוטה וחזקה לחקר גדילת אקסון באתרו ודינמיקת חרוט גדילה. הוא מתאר כיצד להכין פרוסות מוח חריפות רלוונטיות מבחינה פיזיולוגית ex vivo ומספק צינור ניתוח ידידותי למשתמש.

באתרו הדמיה של גדילה וצמיחה של דינמיקת חרוט אקסון בתרביות פרוסות מוח עובריות אקס-ויוו חריפות

שילוב של התמרה וקטורית נגיפית וניקוי מוח בשיטת CLARITY מאפשר לחקור מספר רב של נוירונים ואסטרוציטים בו זמנית.

חקירת אינטראקציה מרחבית בין אסטרוציטים לנוירונים במוחות מנוקים

עוברי אפרוחים משמשים לחקר גידולי מוח מסוג גליובלסטומה אנושית (GBM) בתרביות משותפות של פרוסות מוח ב-ovo וב-ex vivo. ניתן לתעד התנהגות תאי GBM במיקרוסקופ בהילוך מהיר בתרביות משותפות ex vivo, וניתן לנתח את שני התכשירים בנקודת הקצה של הניסוי על ידי ניתוח קונפוקלי תלת-ממדי מפורט.

שימוש במוח עובר אפרוח כמודל לניתוחי In Vivo ו - Ex Vivo של התנהגות תאי גליובלסטומה אנושיים

שיטה חדשנית לבניית מטריצות מוח ניתנות להרחבה לחיתוך פרוסות קורונליות או סגיטליות מתוארת, ליישום על גורי חזירים יילודים. גישה חסכונית זו משתמשת בלוחות אקריליק מגולפים בתבניות מתבנית ג'ל אגרוז למוח, מתיישמת על מינים שונים, ומאפשרת התרחבות כדי להתאים לצמיחת המוח.

יצירת מטריצת מוח ניתנת להרחבה הניתנת להתאמה אישית בין שלבי ההתפתחות

למד את שיטת המשלוח המשופרת הסעה לתוך מודלי ג'ל אגרוז של המוח. שיטה זו מאפשרת הכשרה מעשית לרופאים בטכניקות הזרקה ישירות למוח תוך ניטור MRI.

משלוח משופר הסעה מודרכת תמונה לתוך מודלים Agarose ג'ל של המוח

גלה סרטונים נוספים