Ultrasuoni focalizzati ad alta intensità per bloccare i potenziali d'azione nervosi in un modello di ratto diabetico

Inizia con un ratto diabetico anestetizzato con un nervo sciatico esposto che trasmette il dolore che contiene elettrodi stimolanti preimpiantati. Il nervo sciatico è collegato al muscolo gastrocnemio, dove sono posizionati gli elettrodi di registrazione.

Sollevare il nervo sciatico e posizionare sotto di esso l'ecografo focalizzato ad alta intensità o la base fissatrice HIFU.

Utilizzando un connettore, fissare il nervo nella fessura del fissatore e collegare il trasduttore HIFU su di esso.

Riempire il pozzetto centrale del fissatore con una soluzione di accoppiamento degassata per la propagazione degli ultrasuoni.

Fornire uno stimolo elettrico attraverso gli elettrodi stimolanti per innescare i potenziali d'azione nervosi che vengono trasmessi al muscolo.

Registra questo segnale muscolare di base.

Mentre si continua a registrare, dirigere il raggio HIFU attraverso il trasduttore verso il nervo.

L'HIFU induce stress meccanico e aumenta la temperatura che blocca transitoriamente la propagazione del potenziale d'azione al muscolo e abbassa il segnale.

Ciò è correlato a una diminuzione della percezione del dolore, dimostrando il potenziale di HIFU per il sollievo dal dolore neuropatico diabetico.

Cinque settimane dopo l'iniezione di STZ, dopo aver anestetizzato i ratti ed eseguito un pizzico della superficie plantare del piede secondo il protocollo di testo, utilizzare un tagliacapelli elettrico per rimuovere i peli dalla coscia e dalla parte bassa della schiena. Applicare iodio liquido sulla pelle del sito chirurgico. Quindi utilizzare un tampone imbevuto di alcol per rimuovere lo iodio liquido.

Con un bisturi sterile, praticare un'incisione della pelle in corrispondenza della coscia dorsale. Usa le forbici chirurgiche per stendere il tessuto sotto la pelle. E usa i ganci per la pelle per fissare la pelle.

Con le forbici, separare accuratamente i muscoli paralleli al femore fino a quando le fibre del nervo sciatico a metà coscia incorporate nei muscoli sono visibili. Utilizzare con cautela un gancio di vetro per separare il nervo sciatico a metà coscia dal tessuto connettivo e dai muscoli circostanti. Quindi, per posizionare il nervo sciatico nell'ecografia focalizzata ad alta intensità o nella zona locale focale HIFU utilizzando un fissatore nervoso personalizzato, utilizzare un gancio di vetro per sollevare con cautela il nervo. E mettilo nello slot del componente 1 del dispositivo.

Quindi, avvitare il componente 2 al componente 1. Quindi utilizzare la soluzione di Ringer per riempire il pozzetto centrale del componente 1 per la propagazione ultrasonica e la conservazione dei nervi. Avvitare il componente 3 al cono dell'alloggiamento HIFU. Quindi, attraverso le quattro gambe del componente 2, agganciare il componente 3 con il componente 2.

Dopo aver inserito un paio di aghi per agopuntura nell'origine del nervo sciatico e l'altro paio nel muscolo gastrocnemio, collegare ogni paio di aghi al sistema di acquisizione elettrofisiologica tramite un cavo elettrico coassiale. Impostare la frequenza di campionamento e la larghezza di banda del sistema di acquisizione elettrofisiologica rispettivamente su 50 kilohertz e 70 hertz, 3 kilohertz. Quindi, all'origine del nervo sciatico, applicare uno stimolo sovramassimale con un'ampiezza dell'impulso di 0,1 millisecondi agli elettrodi stimolanti. Nel sistema di acquisizione elettrofisiologica, registrare i potenziali d'azione muscolari composti o CMAP dagli elettrodi di registrazione. E amplifica i CMAP con l'amplificatore integrato.

Per utilizzare un trasduttore HIFU commerciale da 2,68 millihertz per sopprimere i CMAP nei ratti neuropatici diabetici, immergere il cono sferico, il trasduttore HIFU e il coperchio del cono nel serbatoio riempito con acqua degassata. Inserire il trasduttore HIFU nel cono sferico. E utilizzare sei viti a testa cilindrica per fissare il coperchio del cono all'apertura superiore del cono sferico.

Dopo che le bolle nel cono sferico sono state espulse naturalmente a causa della bassa densità delle bolle rispetto all'acqua, utilizzare un nastro trasparente di 0,03 millimetri di spessore per sigillare l'apertura anteriore del cono. Quindi avvitare il componente 3 sul cono sferico. Rimuovere il trasduttore HIFU con il cono sferico e il componente 3 dal serbatoio dell'acqua degassata.

Inserire con cautela il componente 1 nello spazio tra il nervo e il muscolo. E posiziona il nervo nella fessura del componente 1. Per garantire che il nervo si trovi all'interno della focale dell'HIFU, come dimostrato in precedenza, avvitare il componente 2 al componente 1. Dopo aver avvitato il componente 3 al cono dell'alloggiamento HIFU, attraverso le quattro gambe del componente 2, agganciare il componente 3 con il componente 2 e utilizzare la soluzione di Ringer per riempire il pozzetto centrale del componente 1 per la propagazione ultrasonica e la conservazione dei nervi.

Collegare un generatore di funzioni e un amplificatore di potenza a radiofrequenza. Collegare l'amplificatore di potenza al trasduttore HIFU per la generazione del fascio HIFU. Quindi impostare manualmente l'uscita di tensione del generatore di funzioni sul trasduttore HIFU tramite l'amplificatore di potenza. E imposta un timer per misurare il tempo di esposizione HIFU.

Spegnere manualmente il generatore di funzioni una volta scaduto il tempo di esposizione HIFU. Eroga simultaneamente lo stimolo tramite il sistema di acquisizione elettrofisiologica e il fascio HIFU tramite il sistema HIFU al nervo sciatico durante la registrazione dei CMAP. Aumentare gradualmente l'esposizione all'HIFU sul nervo sciatico da 3 secondi, 5 secondi, quindi a 8 secondi fino a quando non si osserva una diminuzione o un'inibizione dell'ampiezza dei CMAP.

Registrare i CMAP una volta al secondo durante l'erogazione del raggio HIFU. Dopo aver osservato la variazione dell'ampiezza dei CMAP, spegnere il sistema HIFU. E fare clic manualmente sull'icona di registrazione sul software di acquisizione elettrofisiologica per registrare i CMAP per due ore. Dopo aver rimosso i componenti del fissatore nervoso, suturato il sito chirurgico del ratto diabetico e aver consentito ai ratti di riprendersi nei giorni 7, 14 e 28 dopo la sonicazione iniziale HIFU, inserire elettrodi stimolanti e di registrazione nei ratti neuropatici diabetici anestetizzati come prima. E registra ulteriori CMAP.