מיקרוסקופיה מולטי-פוטונית תוך-וינטלית בזמן אמת להדמיית טיפולים ממוקדים באולטרסאונד ובמיקרו-חלוק כדי להגביר את חדחול מחסום הדם-מוח

חשיפה לאולטרה סאונד בנוכחות microbubbles הופיע כשיטה יעילה כדי להגביר באופן חולף ומקומי את החדורות של מחסום הדם - מוח. בדרך כלל מחסום הדם - מוח פוגע באספקת תרופות פוטנציאליות למספר מחלות מוח. עם sonication, microbubbles מוזרק להתחיל תנודה לגרום מתח על קיר כלי הדם, פתיחת צמתים הדוקים ובסופו של דבר לאפשר תרופות לחצות את מחסום הדם - מוח במודלים פרה קליניים, ההשפעה של אולטרסאונד וטיפול microbubble נחקרים לעתים קרובות על ידי הדמיית תהודה מגנטית משופרת בניגוד או על ידי לימוד אקסטרופורמציה של צבעים ex vivo.

החיסרון של גישה זו הוא כי התגובה בזמן אמת במהלך ומיד לאחר חשיפה אולטרסאונד לא ניתן לרכוש. הדמיה מולטיפוטית תוך-ויאלית של המוח נותנת הזדמנות לחקור את ההשפעות האלה בזמן אמת. בסרטון הבא, נציג הוראות צעד על איך למקם חלון גולגולת בעכבר ולבצע טיפול microbubble אולטרסאונד באמצעות מתמר טבעת רכוב על הגולגולת.

הליך זה מאפשר sonication בו זמנית והדמיה מולטיפוטונית ויוו. כדי להתחיל להכין את החומרים הדרושים לניתוח חלון הגולגולת וטיפולי microbubble אולטרסאונד. בסרטון זה, אנו מראים ניתוח חלון גולגולתי חריף שאינו מחלים.

לצורך ניתוח גולגולתי התאוששות כרונית, כלים וחומרים מעוקרים, יש צורך במרחב כירורגי סטרילי ותרופות מתאימות. לפני הניתוח ניתן לבצע הרדמה ומנשך. הסר את הפרווה על הראש.

מניחים את החיה במסגרת סטריאוטקסית. הכנס קטטר לתוך וריד הזנב עבור זריקות dextran ו microbubble. שמור על טמפרטורת הליבה של החיה של 37 מעלות באמצעות מקור חום.

הנה אנחנו משתמשים בכפפה מלאה במים חמים. כדי להסיר את הקרקפת, להרים את העור בין העיניים באמצעות מלקחיים לחתוך לאורך התפר הקשת. הסר את periosteum המכסה את פני השטח החיצוניים של הגולגולת עם צמר גפן.

לאחר מכן לסמן את המיקום הרצוי של חלון הגולגולת על הגולגולת ולהתחיל לקדוח לאורך קווי המתאר. כדי למנוע מהגולגולת להתחמם יתר על המידה במהלך הקידוח, טפטפו תמיסת מלח על הגולגולת באמצעות מזרק או החל פיסת ספוג כירורגי ספוג מלוח. לסירוגין בין קידוח וקירור הגולגולת.

בדוק את התקדמות הקידוח על ידי הפעלת לחץ עדין על אי העצמות. הסר את אי העצם באמצעות זוג מלקחיים. ודא כי המוח נשמר לח באמצעות חתיכת ספוג כירורגי כי כבר presoaked מלוחים.

כדי למקם חלון גולגולתי, מניחים טיפת תמיסת מלח על צד אחד של כיסוי ולתמרן אותו מעל החור בגולגולת. מורחים שכבה של דבק סביב היקף כיסוי כדי לחבר אותו לגולגולת. ברגע שהדבק יבש לחלוטין, להפקיד את פתרון agarose על החלון ומניחים את המתמר על גבי.

תפעיל לחץ מוצק כך שיש מזערי אגרוז בין המתמר לחלון הגולגולת. כאשר האגורוז התקרר לעקביות דמוית ג'לי, חתוך את האגזרה העודפת מהיקף כיסוי המתמר. מורחים שכבה של דבק לאורך היקף כיסוי המתמר כדי לדבוק בגולגולת.

לאחר שהדבק התייבש לחלוטין, מקם את החיה מתחת לעדשה האובייקטיבית של המיקרוסקופ. ודא שהמטרה אינה מתנגשת עם המתמר או כיסוי. בחר שדה תצוגה במיקרוסקופ המולטי-פוטוני.

תארגן סריקת הדמיה של כלי היתווה ותתחיל בסוניקציה. עבור פרוטוקול זה, אנו משתמשים במתמר טבעת המופעל בתדר נהיגה של 0.82 מגה-הרץ, מחזורים של 10 אלפיות השנייה באינדקס מכני של 0.2 עד 0.4, ותדרי חזרה על פעימות בין אחד לארבעה הרץ. מזון מיני-נובואה מוזרק במינון של מיליליטר אחד לק"ג.

טיפולים מוצלחים microbubble אולטרסאונד ניתן לזהות על ידי ראוותנות של dextran פלואורסצנטי מן כלי הדם פנימה למרחב החוץ וסקולרי, המציין עלייה חדור BBB. כדי להעריך קינטיקה של דליפה dextran כמודל מייצג עבור אספקת סמים, עוצמת האות בין החללים הפנים-וסקולריים ניתן להעריך באמצעות כלים כגון MATLAB. כדי להעריך את השינויים בכלי הדם המושרה על ידי טיפולים microbubble אולטרסאונד, הקוטר של כלי העניין ניתן למדוד לפני, במהלך, ואחרי טיפול microbubble אולטרסאונד.

ניתן לבצע ניתוח תמונה באמצעות תוכנה כגון ImageJ, FIJI או כלי תיכנות. כאן Imaris שימש פילוח כלי דם וסיווג. מיקרוסקופיה מולטיפוטונית תוך-וינטלית של המוח בשילוב עם מתמרים טבעת לספק שיטה כדי לפקח על ההשפעות הנגרמות על ידי טיפול microbubble אולטרסאונד בזמן אמת ברזולוציה מרחבית וטמפורלית גבוהה.

נתונים כמותיים ואיכותיים ניתן להשיג ללמוד, למשל, קינטיקה חוצנית ושינויים בכלי הדם. השיטה הניסיונית המוצגת כאן ניתן ליישם על מספר מודלים מחקריים ליישומי אולטרסאונד שונים.