Name: Piezo גבוהה דיוק Osteal הסרה כירורגית (פאזור): שיטה לניתוח חלון הגולגולת משופרת בעכברים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-03-02T12:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 9 s
Description: למדו שיטת ניתוח חלון גולגולת משופרת בעכברים באמצעות טכנולוגיה פיאזואלקטרית. השיטה מקצרת זמן הניתוח ומפחיתה סיבוכים תוך שמירה על רקמת המוח.

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

תמרה Zeric שעזרת כדי לקבל את התמונה multiphoton בעיתון הזה. נתמך על ידי המוח & התנהגות, פרקינסון, יסודות JPB, R01 MH108186 R01 DA07418. F31 מלגת 1F31MH109293-01A1 S. סי

כל ההליכים חיות מעורבים בוצעו בהתאם לסטנדרטים להגדיר על ידי קולומביה אוניברסיטת מרכז מוסדי חיה טיפול רפואי ועל שימוש הוועדה (IACUC). המתת חסד בוצעה באמצעות נקע בצוואר הרחם תחת הרדמה עם קטמין 100 מ"ג/ק"ג, חריגות השירותים הווטרינריים מוזרק intraperitoneally 10 מ"ג/ק"ג. כל הניתוחים בוצעו באופן סטרילי (מנתח לבש ראש, מסכת פנים, כפפות סטריליות, חד פעמיות נקי מעבדה המעיל והכובע) והיו כלי ניתוח בלוק בין כל שימוש.
1-צעדים presurgical
<ol><li>אוטוקלב כל מכשירי ניתוח כדי להבטיח עקרות.</li>
	<li>עזים ומתנגד C57bl6 עכברים עם איזופלוריין (4% עבור אינדוקציה ו- 1.5-2% לניתוח). לצבוט את הבוהן האחוריות בכל 10 דקות כדי להבטיח עומק נאותה של הרדמה. להגדיל הרדמה אם ביטול ניקוד או הגפיים האחוריות נתפסת.</li>
	<li>חומר סיכה בעין וטרינריים חלות על העיניים כדי למנוע התייבשות.</li>
	<li>להסיר את השיער מעל הקרקפת עם יישום 3 דקות של ג'ל להסרת שיער או על-ידי גילוח עם מכונת גילוח חשמלית.</li>
	<li>הנח את העכבר במסגרת stereotaxic על כרית החימום או שמיכה צואה מים מכוילת מוגדר כ- 38 מעלות צלזיוס.</li>
	<li>לנהל הבופרנורפין (0.1 מ"ג/ק"ג) subcutaneously כדי לספק שיכוך כאבים presurgical.</li>
	<li>לחטא את הקרקפת עם שלושה מתחלפים יישומים chlorhexidine או betadine ו-70% אתנול באמצעות כותנה משופעת המוליך.</li>
	<li>להזריק 100 מ של נמשך מדולל 50% בתוך תמיסת מלח תחת הקרקפת כדי לספק בהרדמה מקומית.</li>
</ol>2. ניתוח פיזואלקטריים חלון הגולגולת
<ol><li>באמצעות כלי ניתוח סטרילי בלוק, להסיר מעגל 1 ס מ של הקרקפת על הגולגולת על ידי חיתוך עם מספריים כירורגיים בתבנית מעגלית. הרם את הקרקפת את הגולגולת לחשוף את רקמת קרום העצם מעל העצם.</li>
	<li>שימוש בקצה של מלקחיים כדי לגרד העצם החשופה ברורה של כל רקמת קרום העצם הנותרים. זה חשוב להבטיח כי הבטון שיניים לא תיפול מאוחר יותר.</li>
	<li>הגדר את יחידת הניתוח פיזואלקטריים לרטוט בדרגה הנמוכה ביותר. שימו לב כי בהגדרות גבוהות יותר עלול לשבור כלי דם עקב רטט חזקים.</li>
	<li>לתקן את הטיפ מעגלית סטרילי כדי handpiece. הערה: קצה עגול 4 מ מ היא מתאימה לניתוח. גודל קצה גדולים תורמת המהירות של הניתוח כמו כל החלון יכול להיות מדולל בו זמנית.</li>
	<li>ממלאים מזרק 10 מ"ל עם קרח קר מלאכותי השדרתי (כלנית חדד) והחזק אותו ביד לא מחזיק את handpiece פיזואלקטריים.</li>
	<li>להשקיית הגולגולת על ידי טפטוף של חנה המבר של המזרק אל הגולגולת בקצב של 1 מ"ל לדקה לחלופין, השתמש משאבה סחרור יונח מעל הגולגולת כדי לשחרר את השימוש ביד האחרת. הערה: השקיה עם חנה המבר קר חשוב למניעת התחממות יתר עקב החיכוך מן התנודות בתדירות גבוהה.</li>
	<li>בעדינות להחיל את הטיפ כירורגי רוטטת על הגולגולת עם תנועה מעגלית אור (3 חוגים לכל 1 s) דק העצם לעומק הרצוי כדי לבצע הכנה הגולגולת דק (5-10 דקות). הערה: כאן, 4 מ מ windows נעשו זה היו מדולל 20 מיקרומטר. עם זאת, גודל החלון של תשתנה בהתאם לגודל של קצה כירורגי. ניתן לכוונן את העובי של העצם העומק הרצוי מבוסס על אורך הזמן המושקע החלה את הטיפ על הגולגולת.</li>
	<li>בעדינות לכוון את הזווית של handpiece, לשנות את הזווית של הקצה תוך הפעלת לחץ בגולגולת דק הגולגולת בצורה אחידה.</li>
	<li>כדי לבצע הסרה מלאה עצמות מבלי להשאיר כל עצם דק מאחור, דק את העצם עד סדקים סביב אזור החלון. הסר את פתיתי הנותרים של עצם דק עם מלקחיים ללא פגיעה של דורא המשמש כבסיס.</li>
	<li>לטבול פיסת 1 מ מ קולגן hemostatic קצף קר כלנית חדד. . תחזיק את הקצף רטוב עם מלקחיים ומניחים אותו על הגולגולת דק. לאפשר לו לשבת על הגולגולת דק כ 30 s לעצור בכל מיקרו מדמם מלפתח.</li>
	<li>להשתמש מלקחיים כדי למקם coverslip זכוכית עם 4 מ מ רוחבית על חלון שבו יש כבר מדולל לתוך העצם.</li>
	<li>השתמש האחורי של כותנה פלסטיק או עץ קטן משופעת המוליך להחלת כ 100 µL של אקריליק שיניים לגולגולת כדי להחזיק את החלון במקום.</li>
</ol>3. טיפול כירורגי פוסט
<ol><li>הסר את העכבר מכשירים כירורגיים ולמקם אותו בכלוב מחוממת להתאוששות. צג זה ברציפות עד שהכרתו מלא (מוערך על ידי ניידות רגיל, הילוך ובאופן הפעולה).</li>
	<li>להעריך את החיות פעמיים ביום למשך שלושה ימים עבור גילויי כאב לאחר ניתוח כולל פעילות ירד, הטיפוח, מזון, צריכת המים, שומרים על התנהגות (למשל צולע או שהתנוחה שפופות) או גדל תוקפנות. לא תחזיר את החיה על החברה של בעלי חיים אחרים עד זה הוא החלים לחלוטין.</li>
	<li>לנהל הבופרנורפין (0.05 – 0.1 mg/kg) subcutaneously כמו h 8 – 12 כאבים אחרי הניתוח במשך 3 ימים. לפקח על האזור של החלון בקפדנות אחרי ניתוח התבקעות, דלקת של סימני זיהום. אם החיה לא לחזור בסיסית מאכילה וטיפוח התנהגויות, להתייעץ עם וטרינר לגבי אפשרות התערבות או המתת חסד.</li>
</ol>

<ol><li>Holtmaat, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term%2C+high-resolution+imaging+in+the+mouse+neocortex+through+a+chronic+cranial+window%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Long-term, high-resolution imaging in the mouse neocortex through a chronic cranial window.</a> Nat Protoc. 4, 1128-1144 (2009).</li>
<li>Yang, G., Pan, F., Parkhurst, C. N., Grutzendler, J., Gan, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thinned-skull+cranial+window+technique+for+long+term+imaging+of+the+cortex+in+live+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+protoc%22%5BJournal%5D)">Thinned-skull cranial window technique for long term imaging of the cortex in live mice.</a> Nat protoc. 12, 213-220 (2010).</li>
<li>Dorand, D. R., Barkauskas, D. S., Evans, T. A., Petrosiute, A., Huang, A. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+intravital+thinned+skull+and+cranial+window+approaches+to+study+CNS+immunobiology+in+the+mouse+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Intravital%22%5BJournal%5D)">Comparison of intravital thinned skull and cranial window approaches to study CNS immunobiology in the mouse cortex.</a> Intravital. 3, e29728-1-e29728-8 (2014).</li>
<li>Drew, P. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+optical+access+through+a+polished+and+reinforced+thinned+skull%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Chronic optical access through a polished and reinforced thinned skull.</a> Nat Methods. 7, 981-984 (2010).</li>
<li>Wang, J., Zhang, Y., Xu, T. H., Luo, Q. M., Zhu, D. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.7452/lapl.201210017/meta">An innovative transparent cranial window based on skull optical clearing.</a> Laser Physics Letters. 9, (2012).</li>
<li>Yang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Skull+Optical+Clearing+Solution+for+Enhancing+Ultrasonic+and+Photoacoustic+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans+Med+Imaging%22%5BJournal%5D)">Skull Optical Clearing Solution for Enhancing Ultrasonic and Photoacoustic Imaging.</a> IEEE Trans Med Imaging. 35, (2016).</li>
<li>Vercellotti, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Piezoelectric+surgery+in+implantology%3A+a+case+report--a+new+piezoelectric+ridge+expansion+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Periodontics+Restorative+Dent%22%5BJournal%5D)">Piezoelectric surgery in implantology: a case report--a new piezoelectric ridge expansion technique.</a> Int J Periodontics Restorative Dent. 4, 358-365 (2000).</li>
<li>Vercellotti, T., De Paoli, S., Nevins, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+piezoelectric+bony+window+osteotomy+and+sinus+membrane+elevation%3A+introduction+of+a+new+technique+for+simplification+of+the+sinus+augmentation+procedure%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Periodontics+Restorative+Dent%22%5BJournal%5D)">The piezoelectric bony window osteotomy and sinus membrane elevation: introduction of a new technique for simplification of the sinus augmentation procedure.</a> Int J Periodontics Restorative Dent. 6, 561-567 (2001).</li>
<li>Vercellotti, T., Podesta, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Orthodontic+microsurgery%3A+a+new+surgically+guided+technique+for+dental+movement%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Periodontics+Restorative+Dent%22%5BJournal%5D)">Orthodontic microsurgery: a new surgically guided technique for dental movement.</a> Int J Periodontics Restorative Dent. 4, 325-331 (2007).</li>
<li>Stubinger, S., Stricker, A., Berg, B. I. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4646478/">Piezoelectric surgery in implant dentistry.</a> Clin Cosmet Investig Dent. 7, 115-124 (2015).</li>
<li>Basheer, S. A., Govind, R. J., Daniel, A., Sam, G., Adarsh, V. J., Rao, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+Study+of+Piezoelectric+and+Rotary+Osteotomy+Technique+for+Third+Molar+Impaction%5BTitle%5D)+AND+%22J+Contemp+Dent+Pract%22%5BJournal%5D)">Comparative Study of Piezoelectric and Rotary Osteotomy Technique for Third Molar Impaction.</a> J Contemp Dent Pract. 18, 60-64 (2017).</li>
<li>Pavlikova, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0901502711002232">Piezoelectric surgery prevents brain tissue damage: an experimental study on a new rat model.</a> Int J Oral Maxillofac Surg. 40, 840-844 (2011).</li>
</ol>

ישנם גילויים אין.

הניתוח יכול להיות שונה על-ידי שינוי הטיפ כירורגי. ישנם רבים גדלים שונים של מידע שניתן להחיל את מכשיר. שינוי הגודל או הצורה של הקצה תגרום חלונות בגדלים שונים. בנוסף הטיפ 4 מ מ, אנו גם ניסה טיפ 3 מ מ, נמצאו שגם עבד טוב. אפילו עם השקיה עם קרח חנה המבר קר, היינו מסוגלים. להגיע לתוצאות טובות עם טיפים כי היו צרים מידי (כ- 0.25 מ"מ) עקב התנודות מרוכז גורם סיכון גדול מדי וצריבה העצם מובילה לפגיעה כדי השכבה הקשה של המוח כבסיס. לא ניסינו המון טיפים נוספים הזמינים, אנו צופים כי מעבדות נוספות עשויים למצוא יישומים חדשים עבור הטיפים שונים. בזמן הניתוח הוא פשוט יחסית, מצאנו כי ישנם מספר שלבים אשר יחייבו פתרון בעיות. הראשונה היא כי הטיפ רוטטת מייצרת הרבה מערבולת של כלנית חדד, אשר מפחיתה ניראות מייצר קושי ברור עצם עומק במהלך העצם דילול שלב של הניתוח. אנו ממליצים אם זה קשה מדי לראות עד כמה דק העצם, קחי הפסקה כדי לייבש את הגולגולת ואת חלון על-ידי החלת ספוגית כותנה סטרילי לצד של העצם. אל תחיל את ניקוי אוזניים ישירות אל החלון, מאז השטח המחוספסים נחשב כמזיק עצם דק. לאחר בדיקת העומק, החלה מחדש של חנה המבר ולהמשיך עם הניתוח. מצאנו גם כי אם יש נזק השכבה הקשה של המוח, בדרך כלל עקב המנתח מפעיל לחץ רב מדי על הקצה. מחזיק את handpiece יותר בעדינות והחלת פחות כוח סביר לפתור בעיה זו. אם המנתח בכפייה משפשף את הטיפ על העצם, היא לגרום להפסקה העצם דק, נזק הגולגולת. לבסוף, אם לאחר דילול העצם, השכבה הקשה של המוח כבסיס נראה חבול, סביר עקב החום העודף מן התנודות. הגברת הקצב של תזרים המזומנים של כלנית חדד יהיה לתקן בעיה זו.
המגבלה העיקרית של פאזור היא handpiece אפשר לדלל את העצם, אבל לא ניתן להסיר כל עצם מעל השכבה הקשה של המוח. הקצה מצופה יהלומים יש בליטות קטנות קשה. שפשוף הצורך לדלל את הגולגולת תשפשפו השכבה הקשה של המוח, לגרום לדימום אם זה שימשו כדי להסיר את כל העצם. לפיכך, השימוש של מלקחיים נדרש כדי להסיר את שכבת דק הנותרים. אמנם יש ויכוח מתמשך על הדמיה באמצעות גולגולת דקה מייצרת פחות דלקות פחות התפשטות מיקרוגלייה ואת תגובתי האסטרוציטים, במקרים מסוימים חלון עם עצם לא נותרת היא המועדפת, למשל, לספק לעומק גדול יותר של הדמיה3 .
לנו יש אופטימיזציה חלון הגולגולת הכנה הדמיה multiphoton בעכברים. פאזור היא, הידע שלנו, היישום הראשון של טכניקת פיזואלקטריים לניתוח חלון הגולגולת מכרסמים עבור הדמיה אופטית. אנו מוצאים כי השימוש פיזואלקטריים ניתוח בעכברים משתף את היתרונות של מהירות מוגברת, ירד אירועים קשים דווח גם בני אדם7,8,9,10. ניצול של המכשיר פיזואלקטריים הביא מהר יותר ניתוחים (איור 2 א) ואקדח פחות תופעות לוואי של דימום בהשוואה רוטרי במהירות גבוהה (איור 2B). מצאנו גם, במרחק המעבדה שלנו, כי פאזור היה קל יותר כירורגים חדשים ללמוד מאשר הגישות המסורתיות לניתוח חלון הגולגולת. היתרונות של מהירות וקלות השימוש נוטים להיות שונים בקרב מנתחים. ההכנות הגולגולת דק דורשים בדרך כלל 30-45 דקות דק העצם עם מקדחה ואזמל2, בעוד הגישה פאזור דורש בדרך כלל פחות מ 10 דקות.
מצאנו כי ב- windows המוכנים פאזור אנחנו יכול תמונה סידן שנחשולי בנוירונים כפירמידה שכבה 4 בקליפת מנוע זה היה כבר transfected עם וירוס adeno הקשורים קידוד מחוון סידן JRGECO1a (AAV9. Syn.NES-jRGECO1a.WPRE.SV40). מצאנו את זה, גם בהשוואה חלון הגולגולת הגולגולת רזה מוכן עם מקדחה סיבוביים, אזמל, היה האזור הדמיה גדול יותר, בעוד גולגולת רזה מוכן עם תרגיל רוטרי ויש האזמל חלון הדמיה של מיקרומטר 20 קוטר2 . עם פאזור, הצלחנו לדלל במהירות על שטח של 3-4 מ מ. זה דומה לחלון הדמיה דיווחו עם יציאות4. חלון גדול זה שומר את היתרון של הדמיה מהירה שדווחו עבור windows הגולגולת רזה מוכן עם מקדחת שיניים, ומהדקים. יתר על כן, חלון המוכנים פאזור יכול לדימות באופן מיידי, בניגוד עצם המסורתית להסרת windows שיחייבו שבועות להחלים לפני החלון יכול להיות בצורה אופטימלית עם תמונה3.
טכניקה זו ניתן להחיל ללמוד שינויים בזרימת הדם בכלי תחת השכבה הקשה של המוח. מחקר עתידי חשוב הוא להשוות בין immunoreactivity של פאזור עם שיטות אחרות של חלון הגולגולת. זה יהיה חשוב לקבוע אם פאזור מייצרת פחות דלקת לעומת שיטות קיימות. אנו מקווים כי בטכניקה כירורגית פיזואלקטריים המתועדות כאן יאפשר מעבדות לבצע windows הגולגולת ולהשתמש בהצלחה multiphoton הדמיה בתוך vivo.
ודא כי handpiece מוגדר לרטוט בדרגה הנמוכה ביותר כלנית חדד הוא להיות מושקים בקצב קבוע. הקור קרח שחנה המבר חייב להיות מיושם באופן קבוע או שזה לחמם ונזק השכבה הקשה של המוח. מצאנו כי יש להחיל חנה המבר בשיעור של פחות 1 מ"ל לדקה או שימוש מזרק להחזיקו ביד, או להשתמש משאבה סחרור, יותר מאשר ההשקייה המובנה ב- handpiece... מערכת ההשקיה ב handpiece הוצאת חנה המבר בחוזקה מדי ומייצרת מדי מערבולות, אשר באופן משמעותי יפגום ניראות.

חלון הגולגולת ניתוחים כדי להתכונן מכרסמים multiphoton דימות in vivo הפכה שיטת חשוב במדעי המוח. הסרת או דילול של העצם יש צורך להכין את העכבר עבור הדמיה אופטית עם מיקרוסקופ multiphoton. ניתוח זה מבוצע על-ידי לחלוטין הסרת שטח של העצם כדי לחשוף את דורא כבסיס1, או על ידי דילול אזור של העצם ללא הסרה מלאה דורא2. הגישה גולגולת דקה יכולות להפיק פחות דלקת והפעלה של מיקרוגלייה3 אך מספק לעומק רדודים של הדמיה, גודל החלון הדמיה (200 מיקרומטר) קטן יותר, תקופת זמן מוגבלת שבמהלכו החלון יכול לדימות בשל עצם לצמיחה מחודשת2 . התוספת של חלון זכוכית מחוזקת סאנסי (יציאות) יכול להגדיל את גודל הדמיה ואת תקופת הדמיה אך קשה לבצע4.
שני ניתוחים הנוכחי השתמש תרגיל רוטרי במהירות גבוהה דק או להסיר העצם מהגולגולת. הטכניקה גולגולת דקה גם משתמש אזמל לאחר התרגיל עוד יותר דק את עצם2. הטכניקה יציאות דורש צעד נוסף במהירות גבוהה ליטוש עם חצץ4. במהירות גבוהה התרגיל סיבוביים, טורבינת אוויר המופעל או מנוע חשמלי גורם של המקדחה לסובב במהירות גבוהה. כמו מקדחה רוטרי סעיף עצם ורקמה רכה, יש סיכון של פגיעה השכבה הקשה של המוח, המשמש כבסיס כלי הדם. ההצלחה של הניתוח תלוי במיומנות של המנתח. בנוסף לחלונות אלה המוכנים שיטות ניתוח מכני, שיטה כימית של שטיחות הבהרת את הגולגולת עם פתרונות שונים כבר מפותחת5,6. עם זאת, מאז הניתוח פיזואלקטריים הוא שיטת ניתוח מכני, השוואות שלנו כאן תהיה מוגבלת כדי שיטות מכניות אחרות.
פיזואלקטריים מכשירים כירורגיים לנצל אולטרה סאונד ויברציות לשבור על בסיס מינרלים מן העצם ללא נזק רקמות רכות הבסיסית, ובכך מציעים גישה במהירות דק על שטח גדול של העצם. מכשיר כירורגי, פיזואלקטריים הטורבינה מוחלף על ידי ערימת דיסקים קרמיים, בעת הנוכחית, הדיסקים רטט בתדרים אולטראסוניות. התנודות מועברות באמצעות handpiece כדי יהלום מצופה טיפים כדי לחתוך עצם בלי לגרום לו נזק רקמות רכות, יתרון על תרגילים רוטרי לא להפלות בין סוגי רקמות. ניתוח פיזואלקטריים פותחה במקור על ידי Vercellotti תומאזו לשימוש האדם, הוביל שיפורים בשיניים, קרניו-maxilofacial ניתוח7,8,9,10,11 .
ניתוח פיזואלקטריים שימש ליצירת של osteotomy בחולדות Wistar, נמצאה על ידי תהודה מגנטית (MRI), היסטולוגיה לייצר באופן משמעותי פחות נזק יותר מסורתי מקדחת שיניים12. המחברים הסיקו כי ניתוח פיזואלקטריים היה בטוח עבור הסרת העצם ליד רקמת המוח רך. עכברים, עם זאת, יש דורא דק יותר בקלות רבה יותר פגומה, המחקר הזה לא הכינו windows עבור הדמיה אופטית כרונית. הדמיה כרונית מחייבת כי הדם לא פגום כי קרישי דם לא טופס מתחת לחלון. נזק השכבה הקשה של המוח שמוביל לדלקת הגורמת החלון כדי ענן, ומפעילה מיקרוגלייה והתפשטות האסטרוציטים תגובתי. כאן אנחנו יש אופטימיזציה פיזואלקטריים לניתוח עכברים ליצירת דק הגולגולת ועצמות מלא להסרת windows הגולגולת מתאימים עבור הדמיה כרונית. אנחנו לעומת טכניקה כירורגית זו חלון הגולגולת ניתוחים שהוכנו עם תרגיל רוטרי במהירות גבוהה.

<table><tbody><tr><td>לדגם Piezosurgery Touch</td><td>Mectron</td><td>5120062</td><td>Piezosurgery GP יש את אותן הגדרות</td></tr> קצה <tr><td>פיזוכירורגיה שטוח עגול 4 מ"מ (# OT11)</td> <td>Mectron</td><td>3370019</td><td>טיפ זה היה אידיאלי עבור החלונות שלנו אך ישנם טיפים רבים אחרים בגדלים שונים זמינים.</td></tr><tr><td>מסגרת סטריאוטקס</td><td>Kopf</td><td>963</td><td></td></tr><tr><td>מתאם עכבר</td><td>Stoelting</td><td>51625</td><td></td></tr><tr><td>משאבה פריסטלטית להשקיה.</td><td>Cole-Parmer</td><td>WU-77120-42</td><td>מקל על ההשקיה ומשחרר את היד השנייה כדי לספק יציבות. ניתן לבצע השקיה ביד עם מזרק במידת הצורך.</td></tr><tr><td>Avitene Ultrafoam</td><td>Bard-Davol</td><td>1050020</td><td>חשוב לעצור כל דימום קל באופן מיידי.</td></tr><tr><td>C& B Metabond</td><td>Parkell</td><td>S380</td><td>הרבה יותר חזק מאקריליק שיניים רגיל.</td></tr><tr><td>נוזל עמוד שדרה מוחי מלאכותי (ACSF)</td><td>Tocris</td><td>3525</td><td></td></tr><tr><td>משחה אופטית Puralube</td><td>Dechra</td><td>17033-211-38</td><td></td></tr><tr><td>עכברים</td><td>JAX</td><td>664</td><td></td></tr><tr><td>Prairie Ultima מיקרוסקופ מולטיפוטון</td><td>Bruker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>JRGECO1a (AAV9. Syn.NES-jRGECO1a.WPRE.SV40)</td>ליבה <td></td><td></td><td>וקטורית UPENN</td></tr></tbody></table>

piezo גבוהה דיוק osteal הסרה כירורגית (פאזור): שיטה לניתוח חלון הגולגולת משופרת בעכברים

Piezo High Accuracy Surgical Osteal Removal (PHASOR): A Technique for Improved Cranial Window Surgery in Mice

מיקרוסקופ multiphoton כבר מותאם באופן נרחב דימות נוירונים ויוו. הדמיה חוזרות דורש השרשה של חלון גולגולתי או דליל חוזרות ונשנות של הגולגולת. חלון הגולגולת הניתוח מתבצע בדרך כלל עם מקדח רוטרי במהירות גבוהה, חוקרים רבים למצוא זה מאתגר כדי למנוע את ההליך פגיעה דורא עדין וכלי הדם. אימון מקיף נדרש להסיר את העצם ללא נזק רקמות הבסיסית, ובכך חלון הגולגולת הניתוח יכול להיות קשה, זמן רב, לייצר נזק לרקמות. ניתוח פיזואלקטריים, אשר משמש בהרחבה עבור ניתוח שיניים פה ולסת, מנצל אולטרה סאונד ויברציות להסרת העצם ללא פגיעה ברקמות רכות. פיתחנו שיטה החלת ניתוח פיזואלקטריים כדי לשפר את חלון הגולגולת ניתוח בעכברים כהכנה הדמיה multiphoton. השוואות במרחק המעבדה שלנו מצא כי השיטה דורשת פחות זמן ניתוח, יש קצב ממוצע נמוך יותר של סיבוכים בשל דימום חתכתי חלון הגולגולת מניתוח עם תרגיל רוטרי.

לפני שתמשיך עם ניתוח פיזואלקטריים, הסר כל שרידי קרום העצם הגולגולת. פעם הגולגולת הוא אטום וחלק (איור 1 א'), המנתח עשוי להתחיל את הניתוח פיזואלקטריים. בעת הסרת עצם עם קצה piezo רוטטת, זה קריטי כדי להרוות את הגולגולת עם קרח חנה המבר קר. השקיה נכונה מושגת כאשר החלק התחתון 1 מ מ של הקצה שקוע בכלנית חדד (איור 1b). ללא השקיה נכונה, העצם להתחמם יתר על המידה, נזק למוח. אחרי הגולגולת יש כבר מדולל לעומק הרצוי נבחר על ידי המנתח, ייתכן דימום שיורית של כלי הדם הממוקם בתוך העצם. על מנת במהירות חדל כל דימום, להחיל חתיכה קטנה 1 מ"מ של קולגן קצף טבולים חנה המבר לאזור של החלון. תן הקולגן לשבת על הגולגולת כ 30 s (איור 1 c). לאחר הסרת הקצף קולגן, יופיע החלון שקוף, המאפשר ויזואליזציה ברורה של כלי הדם השכבה הקשה של המוח. השכבה הקשה של המוח יהיה שלם ללא חבלות משמעותיות. (איור 1 d). אם השכבה הקשה של המוח נראה מודלק ואדום, סביר עקב שבור כלי דם מן מדי הלחץ המופעל לקצה במהלך הניתוח. כדי להגן על החלון החדש ולהכין אותו עבור הדמיה כרונית, coverslip זכוכית יש למקם מעל האזור. Coverslip זכוכית כראוי יישומית אשב בעדינות על החלון, לא תגרום כל נזק לאזור. Coverslip זכוכית חייב לכסות את כל החלון. אם coverslip זכוכית מוחל כראוי הגולגולת, החלון יישאר שקוף מתחת לזכוכית. כל כלי הדם השכבה הקשה של המוח עדיין יהיו גלויים (איור 1e). אקריליק שיניים יש להחיל סביב coverslip זכוכית לדבוק זה לצמיתות פני השטח של הגולגולת. הקצוות של coverslip זכוכית חייב להיות מכוסה גם שיניים אקריליק (איור 1f).
מצאנו כי פיזואלקטריים ניתוח הוא בדרך כלל הרבה יותר מהר מאשר חלון הגולגולת מסורתיים, לוקח בסביבות 10-12 דקות לכל ניתוח (איור 2 א). מצאנו גם כי היו פחות סיבוכים עקב דורא חבלות ודימום כפי שנצפה על ידי העין (איור 2B). חלון הוכנו כראוי יאפשר multiphoton הדמיה של פלורסנט מחוונים בנוירונים בקליפת המוח בתוך vivo. בחרנו להביא את התמונה מחוון סידן אדום JRGECO1a בגוף התא של נוירונים בקליפת המוח שכבה 4 (איור 3 א-3B). אנו יכולים להתבונן שנחשולי סידן בגוף התא אלה דרך החלון המוכנים פאזור.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56172/56172fig1.jpg"> איור 1: ניתוח פיזואלקטריים. () בגולגולת אחרי זה הוכן כראוי עבור פאזור. כל הרקמה חידוש הוסר, להשאיר משטח רך ונקי. (b) תמונת הנציגה של פאזור בעיצומה. בתחתית 1 מ"מ רטט, עצה כירורגי שקוע בקרח חנה המבר קר. הנוזל מוחל על הגולגולת בקצב של 1 מ"ל לדקה. תנועה מעגלית אור מוחל על הגולגולת, העצם זה מדולל באמצעות אולטרה סאונד ויברציות. (ג) אחרי הגולגולת יש כבר מדולל, חתיכה עגול 1 מ"מ של קולגן קצף טבולים קר שחנה המבר מותר לנוח על החלון כדי לעצור את כל סימוני בליד מיקרו מן העצם. (ד) A חלון מוצלח עם דורא שקוף מציג את כל של כלי הדם ללא פגע. אין אין נזק לעין או שטפי דם על פני השטח של המוח. (ה) coverslip זכוכית ממוקמת מעל החלון כדי להגן על פני השטח של המוח. אקריליק שיניים (f) מוחל על הגולגולת לתקן לצמיתות את coverslip זכוכית מעל החלון. סולם בר 1 מ מ לכל התמונות.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56172/56172fig2.jpg"> באיור 2. השוואה של אחוזי הצלחה באימון פאזור או שיניים תרגיל ניתוח. (א) הזמן הממוצע לכל ניתוח היה נמוך עבור פאזור מקדחת שיניים ניתוחים (p < 0.05, מבחן t זנב שני) n = 30 ניתוחים לכל קבוצה ולחשב ממוצע 10 ניתוחים לכל מנתח. (B) האחוז של ניתוחים מוצלחים (כהגדרתו מנזקים דימום או גלוי השכבה הקשה של המוח כפי שנצפה על ידי המנתח העין דרך המטרה מוגדר כ- 350 X זום) היה גבוה יותר עבור פאזור מאשר ניתוחים מקדחת שיניים (n = 30 ניתוחים עבור כל קבוצה, אחד מבחן z זנב). קווי שגיאה להראות SD.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56172/56172fig3.jpg"> איור 3. Multiphoton דימות ויוו דרך חלון הגולגולת וקצת פאזור. (א) סידן שנחשולי נצפתה עם מחוון סידן אדום JRGECO1a היו עם תמונה בנוירונים כפירמידה שכבה 4 ב מאתר motor cortex בתוך vivo. סרגל קנה מידה = 100 מיקרומטר. (B) באותו החלון אבל אזור שונה של שכבה 4 מנוע קליפת. Headfixed בעכבר עם חלון 3 מ מ המוכנים פאזור. סרגל קנה מידה = 30 מיקרומטר. Imaged עם מיקרוסקופ multiphoton, המטרה X 40, גל עירור 1040 ננומטר.

ניתוח פיזואלקטריים הוביל שיפורים האנושי ניתוח שיניים פה ולסת. פיתחנו פרוטוקול כדי למטב את הניתוח פיזואלקטריים לניתוח חלון הגולגולת בעכברים.

Piezo גבוהה דיוק Osteal הסרה כירורגית (פאזור): שיטה לניתוח חלון הגולגולת משופרת בעכברים

Multiphoton microscopy has been widely adapted for imaging neurons in vivo. Repeated imaging requires implantation of a cranial window or repeated ...

המטרה הכוללת של הליך כירורגי זה היא לדקק את הגולגולת ללא פגיעה ברקמות שמתחתיה ולהשתיל חלון גולגולתי המתאים לדימות. שיטה זו מהווה שיפור בניתוח להשתלת חלון גולגולתי ועשויה לאפשר למנתחים רבים יותר לבצע טכניקה זו. היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא שהיא מאפשרת ניתוחים קצרים יותר עם שיעור ממוצע נמוך יותר של סיבוכים.לפני תחילת הניתוח, ודא שכל הכלים שבהם ייעשה שימוש עברו עיקור באוטוקלאב כדי להבטיח סטריליות. הרדם את העכבר באמצעות isoflurane. מרח סיכך עיניים וטרינרי על העיניים כדי למנוע התייבשות.לאחר מכן, צבטו את בהונות הרגל האחורית כדי לוודא עומק הרדמה תקין. בשלב הבא, הסירו את הפרווה מעל הקרקפת באמצעות מריחה של ג'ל להסרת שיער למשך שלוש דקות. לאחר מכן, הניחו את העכבר המורדם בתוך המסגרת הסטריאוטקסית על פד חימום או על שמיכה עם סירקולציית מים מכויילת המוגדרת ל-38 °C.יש לוודא שמסכת ההרדמה מונחת כראוי. ניתן buprenorphine בהזרקה תת-עורית כדי לספק אלגזיה טרום-ניתוחית. לאחר מכן, חטאו את קרקפת הראש באמצעות שלושה יישומים לסירוגין של chlorhexidine או Betadine ו-70% ethanol בעזרת מקלון צמר.לבסוף, הזרקו 100 µL של bupivacaine מדולל בריכוז 50% במי מלח תחת קרקפת הראש כדי לספק אלחוש מקומי. חברו ראש עגול סטרילי בקוטר ארבעה מילימטרים ליחידת היד של מכשיר הניתוח הפיזואלקטרי. גודלו של הראש הגדול תורם למהירות הניתוח, שכן ניתן לדקק את כל החלון בו-זמנית.כוון את יחידת הניתוח הפיזואלקטרית לרטט בהגדרה הנמוכה ביותר, שכן הגדרות גבוהות יותר עלולות לגרום לשבירת כלי דם עקב רטטים עזים. מלא מזרק של 10-milliliter ב-ACSF קר מאוד והחזק אותו ביד שאינה מחזיקה את ידית הניתוח הפיזואלקטרית. הצמד בעדינות את קצה הניתוח הרוטט לגולגולת בתנועה סיבובית קלה ודלל את העצם עד לעומק הרצוי לביצוע הכנה של גולגולת דקה.בצעו איריגציה לגולגולת כדי למנוע התחממות יתר כתוצאה מהרטט בתדר גבוה, על ידי טפטוף ACSF מהמזרק על הגולגולת בקצב של 1 mL לדקה. כווננו בעדינות את זווית הידית ושנו את זווית הקצה תוך הפעלת לחץ על הגולגולת כדי לדקק אותה באופן אחיד. הקפידו לא לדקק יתר על המידה חלק אחד מחלון הגישה.יש להקפיד על כיוונון עדין של זווית ידית המקדח כדי לדלל את הגולגולת באופן אחיד. יש לבדוק את הגולגולת באופן שוטף כדי למנוע הסרה מרובה מדי של עצם ופגיעה ברקמה שמתחתיה. יש להניח על הקשייה (dura) החשופה פיסה של 1 mm של ספוג קולגן המסטטי הספוג ב-ACSF קר.השאר זאת על הקשות למשך כ-30 שניות כדי למנוע היווצרות של מיקרו-דימומים. לאחר הנחת זכוכית כיסוי של ארבעה מילימטרים באופן לטראלי מעל החלון שדוקק, השתמש בחלק האחורי של אפליקטור קטן מפלסטיק או מעץ עם קצה צמר כדי למרוח טיפה אחת בקירוב של דבק ציאנואקרילט בפינת החלון. השתמש בקצות הפינצטה כדי לוודא שזכוכית הכיסוי יוצרת איטום עם הגולגולת.לבסוף, הוסיפו 100 µL של אקריליק דנטלי לגולגולת כדי לקבע את החלון במקומו. בעוד האקריליק הדנטלי עדיין רך, השתמשו בקצה של אפליקטור עץ שבור כדי להסיר כל שארית של אקריליק דנטלי החוסמת את חלון הדימות. בסיום, הוציאו את העכבר מהמכשיר הכירורגי והעבירו אותו לכלוב מחומם להחלמה.יש לעקוב באופן רציף עד שהעכבר יחזור להכרה מלאה, כפי שניתן להעריך על פי ניידות, הליכה והתנהגות נורמליות. יש לבחון את בעלי החיים פעמיים ביום במשך שלושה ימים כדי לזהות ביטויים של כאב לאחר ניתוח, כולל ירידה בפעילות, בטיפוח עצמי, בצריכת מזון ומים, התנהגות הגנתית או עלייה באגרסיביות. יש להעניק buprenorphine בהזרקה תת-עורית כמשכך כאבים 8 עד 12 שעות לאחר הניתוח למשך שלושה ימים, כפי שאושר בפרוטוקול ה-IACUC שלנו.יש לנטר את אזור החלון כדי לזהות דהיסצנציה (פתיחה של הפצע), דלקת וסימנים לזיהום. מעברי סידן שנצפו באמצעות אינדיקטור הסידן האדום jRGECO1a דוגמו בתאי עצב טהורים של השכבה הרביעית באזור האמצעי של קליפת המוח המוטורית בעכבר מקובע ראש, עם חלון של 3 mm שהוכן באמצעות PHASOR. תמונה זו צולמה דרך אותו חלון, אך היא מציגה אזור שונה של השכבה הרביעית של קליפת המוח המוטורית.כפי שניתן לראות כאן, הזמן לכל ניתוח היה נמוך יותר עבור PHASOR מאשר בניתוחים שבוצעו באמצעות מקדחה דנטלית, עם מובהקות סטטיסטית המסומנת כ-P פחות מ-0.05 באמצעות מבחן T דו-זנבי. אחוז הניתוחים המוצלחים, שהוגדרו ככאלו ללא דימום או נזק נראה לקשורה (dura), היה גבוה יותר עבור PHASOR מאשר בניתוחים שבוצעו באמצעות מקדחה דנטלית, כפי שהוערך באמצעות מבחן Z חד-זנבי. לאחר רכישת מיומנות, ניתן לבצע טכניקה זו בפחות מ-10 דקות אם היא מבוצעת כראוי.בעקבות הליך זה, ניתן לבצע מגוון שיטות דימות in vivo, כולל דימות רב-פוטוני (multiphoton imaging), כדי להדמיות נוירונים in vivo. תודה שצפיתם ובהצלחה בניסוייכם.

piezo-high-accuracy-surgical-osteal-removal-phasor-technique-for

Research

JoVE Journal

Neuroscience

מדעי המוח

ימנית זווית microprisms מוכנס לתוך הניאוקורטקס העכבר מאפשר הדמיה עמוק של שכבות מרובות קליפת המוח עם מבט נמצא בדרך כלל פרוסה. אחת מילימטר microprisms מציעים בתחום של נוף רחב (~ 900 מיקרומטר) והחלטות מרחבי מספיק כדי לפתור את הקוצים הדנדריטים. אנו מדגימים שכבה V הדמיה עצבית הדמיה של כלי הדם neocortical באמצעות microprisms.

בתחום ההדמיה vivo של שכבות קליפתיים עמוק באמצעות Microprism

אנו מציגים שיטה ליצירת חלון הדמיה בגולגולת העכבר החובקת מילימטרים והוא יציב במשך חודשים ללא דלקת של המוח. שיטה זו גם מתאים מחקרים ארוכי טווח של זרימת דם, דינמיקה סלולריים, ותא / מבנה כלי הדם באמצעות שני פוטונים במיקרוסקופ.

מלוטשת מחוזק דליל, הגולגולת חלון הדמיה לטווח ארוך של מוח עכבר

בסרטון זה אנו מתארים את ההליך הכירורגי ליצירת חלון קלוואריאלי לגישה למוחו של מודל עכבר.

יצירת חלון קלבריאלי במודל עכבר: הליך כירורגי ליצירת חלון בחלק העליון של גולגולת העכבר

סרטון זה מציג הליך כירורגי להשתלת חלון גולגולתי במודל עכבר לגישה אופטית יציבה לאזורים שונים במוח.

השתלת חלון הדמיה גולגולתי במודל עכבר: הליך כירורגי להשתלת כיסויים מבוססי זכוכית לגישה אופטית יציבה לאזורים במוח מורין

סרטון זה מדגים את רישום הפעילות העצבית של המוח דרך חלון אופטי בעכברים טרנסגניים. העכברים מבטאים חלבון פלואורסצנטי המאפשר זיהוי פעילויות עצביות. חלק קטן מהגולגולת מוסר בזהירות כדי להתקין חלון אופטי, ולאחר מכן הגולגולת מכוסה במלט שחור כדי לחסום אור לפני ההדמיה.

התקנת חלונות אופטיים במוחם של עכברים טרנסגניים כדי לדמות פעילויות עצביות

אנו מציגים שיטה ליצירת חלון גולגולת דללה קליפת מוח (TSCW) במודל של עכברים...

טכניקת חלון קליפת מוח, גולגולת דקה יותר עבור<em&gt; In Vivo</em&gt; טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית הדמיה

שני פוטונים הדמיה, מצמידים את nanodissection לייזר, הם כלים שימושיים ללמוד תהליכים ניווניים ומשובים במערכת העצבים המרכזית עם הרזולוציה subcellular. פרוטוקול זה מראה כיצד לתייג, תמונה, ולנתח סיבי טיפוס בודדים בקליפת המוח הקטן in vivo.

Nanosurgery הלייזר של האקסונים Cerebellar<em&gt; בVivo</em

חלונות גולגולת הפכו לטכניקה כירורגית המיושמת בכל מקום כדי לאפשר הדמיה תוך חיונית בעכברים טרנסגניים. פרוטוקול זה מתאר את השימוש ברובוט כירורגי המבצע קידוח עצם חצי אוטומטי של חלונות גולגולת ויכול לסייע בהפחתת השונות בין מנתח למנתח ולהפחית חלקית את הנזק התרמי למחסום הדם-מוח.

הערכת נזק תרמי מקרניוטומיה שנקדחה על ידי רובוט לניתוח חלון גולגולת בעכברים

פרוטוקול זה מציג שיטה מקיפה ויעילה לניתוח תיקון עצם המנדיבולרית. אנו מתארים טכניקה הניתנת לשחזור עבור שבר מנדיבולרי לא מיוצב במודל עכבר, המאפשר ניתוח של תהליך תיקון עצם אנדוכונדרלית עם נזק מינימלי לרקמות ואובדן עצם.

טכניקה פחות פולשנית לשבר מנדיבולרי לא מיוצב במודלים של עכברים

מחקר זה מציג שיטה ניתנת להרחבה, אמינה וניתנת לשחזור עבור הקלטות קליפת המוח הכרוניות החוזרות ונשנות במודל חזיר. לשיטה יישומים בתחומים שונים של מדעי המוח, כולל חקר כאב ואבחון מחלות נוירולוגיות.

טכניקת חלון גולגולת כרונית להקלטות חוזרות ונשנות בקליפת המוח במהלך הרדמה בחזירים

פרוטוקול זה מתאר שיטה כירורגית דו-שלבית ליצירת חלון גולגולתי גדול, ניתן לסגירה מחדש, ששומר על הדורה בעכברים. טכניקה זו מאפשרת הקלטות אלקטרופיזיולוגיות כרוניות ורב-מודליות מרשתות מוח עמוקות מפוזרות, כגון רשת מצב ברירת המחדל, במשך מספר שבועות.

פרוטוקול ניתוחי לחלון גולגולתי גדול וניתן לסגירה מחדש המאפשר הקלטות אלקטרופיזיולוגיות לאורך זמן ורב-מודליות של רשת מצב ברירת מחדל של העכבר

למדו שיטת ניתוח חלון גולגולת משופרת בעכברים באמצעות טכנולוגיה פיאזואלקטרית. השיטה מקצרת זמן הניתוח ומפחיתה סיבוכים תוך שמירה על רקמת המוח.

Piezo גבוהה דיוק Osteal הסרה כירורגית (פאזור): שיטה לניתוח חלון הגולגולת משופרת בעכברים

גלה סרטונים נוספים