Name: Immagine-guida di consegna convezione-enhanced in gel di agarosio Modelli del cervello (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-05-14T13:45:00.000+00:00
Duration: 9 min 14 s
Description: Impara la consegna convezione-enhanced in modelli di gel di agarosio per la formazione medica in neuroscienza. Questa tecnica permette di simulare il cervello umano per testare infusioni terapeutiche e analizzare la distribuzione del volume tramite MRI.

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Gli autori desiderano ringraziare il personale dagli impianti di risonanza magnetica presso l&#39;Semmes-Murphey Clinic, Memphis, Tennessee così come il reparto di Neurochirurgia presso l&#39;Università del Tennessee Health Science Center a Memphis, Tennessee.

1. Preparazione di gel Phantoms e Dye <ol><li> Preparare 0,2% gel di agarosio sciogliendo 2 g di 0,1% agarosio in polvere in 1000 ml di acqua deionizzata. Agitare la soluzione per circa 1 min per assicurare la corretta miscelazione; e forno a microonde immediatamente la soluzione in 3 min intervalli di 9 minuti o fino a quando chiara, mescolando tra gli intervalli. </li><li> Mentre il gel di agarosio è liquido, versare la soluzione in 5 cm x 5 cm x 5 centimetri contenitori. Lasciare spazio nella parte superiore del contenitore di aggiungere acqua e lasciare il gel di agarosio raffreddare e decantare. </li><li> Una volta che il gel agarosio si è solidificato (circa 1-2 ore), aggiungere 1 cm di acqua alla superficie del gel e conservare in frigorifero. E &#39;meglio usare il gel entro 24-48 h di miscelazione, ma può essere conservato per un massimo di una settimana refrigerato 10. </li><li> Preparare un colorante di contrasto radio in una siringa da 60 ml con 50 ml di 0,017% blu di bromofenolo colorante (BPB), e 2 mM di Gadoteridolo mezzi di contrasto radio. <ol><li> Combina 8.5 mg di BPB tintura a 50 ml acqua deionizzata per creare una soluzione di BPB 0,017%. </li><li> Aggiungere 0,2 ml di 0,5 M magazzino Gadoteridolo alla soluzione BPB 50 ml 0,017% per creare una soluzione di Gadoteridolo 2 mM. </li></ol></li></ol> 2. Preparazione del Sistema di Infusione <ol><li> Sistema di infusione pompa a siringa (metodo preferito): Per la preparazione pompa a siringa, collegare il catetere di infusione direttamente alla siringa attraverso il sensore di pressione, riducendo il volume morto della linea di infusione. La funzione di spurgo della pompa siringa può essere utilizzata per pulire la linea di aria utilizzando un bolo superiore al volume di priming del catetere ad una velocità di 10 ml / min. </li><li> Sistema di infusione pompa Tube (metodo alternativo): Collegare la siringa contenente il colorante radio contrasto con la pompa per infusione. Fissare il sensore di pressione alla mandata della pompa con il trasduttore collegato al monitor IV. Attaccare un catetere di infusione 16 G all&#39;estremità aperta del sensore di pressione. Nota: La punta del catetere G 16 di infusione ha un diametro internometro di 0,2 mm e un diametro esterno di 0,35 mm. La punta è fatta di silice fusa e la lunghezza della punta è di 3 mm. Aumenta di a circa 0,75 mm, continua per 15 mm, il catetere poi passi in modo conico a 1,6 mm o 16 G. </li><li> Preparare per infusione da spurgo del sistema per circa 15 min a 16.667 ml / min per rimuovere eventuali bolle d&#39;aria. Non superare la portata di 16.667 ml / min, in quanto la macchina cesserà di infusione a causa della pressione alta linea. Seguendo il fissaggio del catetere di infusione alla linea che esce dalla pompa di infusione, linee di spurgo d&#39;aria usando la funzione &quot;bolo&quot; della pompa di infusione. </li><li> Fissare il supporto del catetere di infusione e telaio traiettoria al contenitore gel phantom (5 centimetri x 5 cm x 5 cm) e posto in MRI. </li></ol> 3. CED Gel Infusion e MR scansione <ol><li> Azzerare il valore della pressione (mmHg) registrati dal monitor IV prima di iniziare l&#39;infusione. </li><li> Inserire il catetere di infusione nel gel di agarosio with la pompa di infusione esecuzione alla portata più bassa, in questo caso 1.667 ml / min. </li><li> Iniziare la scansione MR, utilizzando i parametri elencati nella Tabella 1, e continuare l&#39;infusione ad una velocità di 1.667 ml / min. Infondere il gel ad una velocità costante fino al volume totale infuso raggiunge i 60 microlitri (circa 38 minuti). </li><li> Eseguire la scansione del gel continuamente in 3 minuti e 50 secondi intervalli. Registrare le letture della pressione ogni 60 sec. Una volta che il volume infuso raggiunge i 60 microlitri, spegnere la pompa di infusione; e la scansione MR completo, pur continuando a registrare valori di pressione. </li></ol> 4. MR Analisi dei dati <ol><li> Per analizzare le immagini RM, utilizzare un visualizzatore DICOM appropriata con funzionalità di segmentazione ROI. </li><li> Selezionare il frame corretto in ogni scansione segnato dalla sezione trasversale del catetere come si vede nella Figura 1. </li><li> Utilizzando il &quot;ROI - bottone&quot; Strumento, selezionare la parte più grande del gel che non include alcunparte del sito di infusione. La volontà di uscita software una densità di pixel media con deviazione standard. Trovare il valore pari a tre deviazioni standard dalla media. Questo valore viene utilizzato come soglia per determinare quando il contrasto è presente con una confidenza del 99,7%. </li><li> Utilizzando il &quot;ROI - circolo&quot; strumento, circondare il sito di infusione con una abbastanza grande cerchio e dare a questo un nome univoco. </li><li> Selezionare il cerchio e con il &quot;ROI - impostare i valori dei pixel a&quot; utensile, valori di soglia d&#39;ingresso si trovano in fase 4.3 in &quot;se il valore corrente è maggiore:&quot; la casella e segno di spunta solo questa linea. Poi, in &quot;a questo nuovo valore:&quot; la casella, immettere un valore grande (25.000). Aggiorna la densità di pixel per selezionare l&#39;area compresa all&#39;interno soglia precedentemente definito. </li><li> Successivamente, utilizzando il &quot;ROI - crescere regione (2D/3D segmentazione)&quot; strumento, selezionare la regione 2D in crescita, algoritmo di fiducia con il parametro raggio iniziale = 2, e pennello ROI. Fare clic all&#39;interno del sito di infusione per il software per calcolare la superficie totale of questa regione. </li><li> Assumendo una nuvola infusione sferica, calcolare il volume di diffusione dalla zona tramite la seguente equazione: V = 4/3π (√ (Area / 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>

Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari in competizione.

<html> I passaggi critici per assicurare il successo dell&#39;infusione sono: spurgo della linea di infusione di aria, mescolando il gel di agarosio, analizzando i dati di RM, con piccoli diametri catetere interno, utilizzando intensificato disegni catetere per minimizzare riflusso, e riducendo al minimo la pressione percepita dal gel o tessuto in cui viene infusa farmaco. Come affermato in precedenza, il danno principale al successo della infusione è aria linea di infusione. Correttamente e completamente lo spurgo della...

Convezione-enhanced consegna (CED) è stata proposta come opzione di trattamento per un ampio spettro di disturbi neurologici, tra cui tumori maligni cerebrali, epilessia, disordini metabolici, malattie neurodegenerative (come il morbo di Parkinson) 1, ictus e trauma 2. CED impiega bulk flow pressione positiva per la distribuzione di un farmaco o altro infusate. CED fornisce consegna sicura, affidabile e omogenea di composti con peso molecolare, che vanno dal basso verso l&#39;alto, a volumi clinicamente rilevanti 3. Somministrazione di farmaci tradizionali al tessuto cerebrale è fortemente limitata dalla barriera emato-encefalica 4. Formata dalle giunzioni strette tra le cellule endoteliali che costituiscono i capillari nel cervello, i blocchi barriera ematoencefalica polare e molecole ad alto peso molecolare di entrare nel parenchima del cervello. Diretto infusione cerebrale intraparenchimale via CED in grado di superare i limiti delle precedenti modalità di consegna della droga terapeutichee permette l&#39;uso di agenti terapeutici che non attraversa la barriera emato-encefalica, e quindi stato precedentemente non disponibili come opzioni di trattamento vitale 5. I ricercatori del National Institutes of Health degli Stati Uniti (NIH) hanno descritto CED nei primi anni 1990 come un mezzo per raggiungere maggiori concentrazioni terapeutiche di farmaco che da sola diffusione 6-8. I primi metodi di CED coinvolti impiantare uno o più cateteri nel cervello, collegando una pompa per infusione al catetere, e pompando gli agenti terapeutici direttamente nella regione di destinazione. La frazione di distribuzione maggiore e concentrazione relativamente stabile è riportata, come la pressione positiva creata dalla pompa di infusione provoca i tessuti si dilatano e permettono di permeazione del farmaco 9. La tecnica fondamentale per CED rimane in gran parte lo stesso che è stato descritto. I progressi nella progettazione catetere 10, tecnica di infusione <sup&gt; 11, il monitoraggio della pressione linea 2, e il monitoraggio MRI in tempo reale per correggere turno cervello 12, 13, ottimizzare le infusioni multiple collineari 14, e monitor per la perdita infusate 15 hanno aumentato la sicurezza e l&#39;efficacia del trattamento 10. Ulteriori importanza è stata posta nella progettazione del catetere e la strategia di infusione compreso la portata. Successo CED, con limitata reflusso catetere e danni ai tessuti, è stata correlata con il disegno del catetere e la velocità di infusione. L&#39;uso di un catetere con un diametro ridotto e una bassa velocità di infusione di limitare riflusso lungo l&#39;interfaccia cervello-catetere nonché limitare i danni alla punta del catetere 16. RM fornisce una conferma visiva della posizione corretta per il posizionamento del catetere di infusione, e quindi la consegna della droga, consentendo anche per la correzione di infusione di reflusso o di consegna aberrante 17. MR immagini possono anche essere utilizzato per stimare e monitorare i volumi di distribuzione (Vd) Del farmaco infuso. Il Vd è calcolato utilizzando un valore di intensità di segnale RM superiore a tre deviazioni standard sopra la media dal gel non infusa circostante come soglia per la segmentazione 18. Il Vd è una misura utile per CED perché rappresenta il volume del farmaco distribuiti nel cervello. Insieme al volume infuso (Vi), un rapporto può essere generato (Vd / Vi) quantificare il volume coperto dal farmaco infuso. Fantasmi gel di agarosio imitano diversi cruciali proprietà meccaniche del cervello umano importanti per la comprensione CED quali: Vd, interazioni gel-catetere, proprietà poroelastic e infusione nube morfologia 10. Miscugli di 0,2% gel di agarosio hanno dimostrato di mimare cambiamenti in vivo in frazione poro locale causate da gel dilatazione a causa CED. Una frazione poro simile a cervello umano promuove interazioni simili e misure accurate di Vd 19. Inoltre, simili concentrazioni di ungel garose come 0,6% e 0,8% hanno mostrato profili di pressione di infusione simili al cervello 20. Inoltre, i gel di agarosio traslucide forniscono il vantaggio di visualizzazione in tempo reale di posizionamento del catetere e l&#39;infusione reflusso. Fantasmi gel di agarosio sono relativamente poco costosi da produrre. Il costo dei fantasmi gel di agarosio può essere la chiave per il futuro della formazione diffusa in tutto neurochirurgia. Grazie a queste proprietà, gel di agarosio forniscono un utile surrogato, replicando molti degli attributi chiave di infusioni cervello umano senza l&#39;uso del tessuto cerebrale. Come detto sopra, guidata dalle immagini CED in modelli di gel di agarosio fornisce un vantaggioso metodo in vitro per la prova, la ricerca, e la formazione. Lo scopo di questo articolo è quello di descrivere come ricreare fantasmi gel agarosio, a delineare opportuni protocolli di test e analisi CED, e per affrontare gli errori più comuni affrontate durante le infusioni CED per il trattamento della malattia neurologica.

<table><tbody><tr><td>Prohance</td><td>Bracco</td><td></td><td>Gadoteridol mezzi di contrasto radio</td></tr><tr><td>Colorante blu di bromofenolo</td><td>Biorad</td><td>161-0404</td><td>Colorante per la visualizzazione infusa</td></tr><tr><td>Polvere di gel di agarosio</td><td>Biorad</td><td>161-3101EDU</td><td>Polvere di agarosio per la creazione di gel</td></tr><tr><td>Medrad Veris MR Vital Sign Monitor</td><td>Medrad</td><td></td><td>MR safe monitor della pressione di infusione</td></tr><tr><td>16 G Catetere SmartFlow</td><td>Catetere</td>per <td>infusione SurgiVision</td><td></td></tr> Sistema di <tr><td>infusione MR Medrad Continuum</td><td>Pompa per infusione sicura per la risonanza magnetica</td><td>SMART</td><td></td></tr><tr><td>Frame Telaio per traiettoria guidata per risonanza magnetica Telaio</td> per <td>catetere per infusione</td><td>ClearPoint</td><td></td></tr><tr><td>Software di imaging Osirix e visualizzatore DICOM Software</td> di <td>imaging</td><td></td> Osirix <td>Visualizzatore DICOM a 32 bit OsiriX</td></tr></tbody></table>

immagine-guida di consegna convezione-enhanced in gel di agarosio modelli del cervello

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

Convezione avanzata consegna (CED) è stata proposta come opzione di trattamento per una vasta gamma di malattie neurologiche. Neuroinfusion catetere CED permette di flusso di massa pressione positiva per fornire maggiori quantità di terapie per un obiettivo intracranica rispetto ai metodi di somministrazione dei farmaci tradizionali. L&#39;utilità clinica del reale tempo MRI guidate CED (rCED) si trova nella capacità di colpire con precisione, monitorare la terapia e identificare le complicanze. Con la formazione, rCED è efficiente e le complicanze possono essere minimizzati. Il modello gel di agarosio del cervello fornisce uno strumento accessibile per i test CED, la ricerca e la formazione. Cervello simulato rCED permette la pratica della chirurgia finto fornendo anche un feedback visivo della infusione. Analisi di infusione consente di calcolare la frazione di distribuzione (Vd / Vi) permettendo l&#39;allievo per verificare la somiglianza del modello rispetto al tessuto cerebrale umano. In questo articolo si descrive il nostro gel di agarosio phantom cervello e delinea importante metrics durante una CED protocolli di infusione e di analisi, mentre affrontando le insidie ​​più comuni affrontate durante CED di infusione per il trattamento della malattia neurologica.

Interpretazione e analisi di infusi CED coinvolgono diversi fattori importanti quali la frazione di distribuzione e reflusso infusate. Il calcolo frazione distribuzione dipende pesantemente sul calcolo del Vd. Pertanto, l&#39;interpretazione accurata delle immagini RM è fondamentale. Proponiamo un metodo semi-automatico per riprodurre in modo affidabile queste misure, come riportato sopra. Questi metodi oggettivamente determinare l&#39;area della sezione trasversale della nube infusate e un raggio approssimativo. Mentre...

Convezione avanzata consegna (CED) è stata proposta come opzione di trattamento per una vasta gamma di malattie neurologiche. Al fine di preparare professionisti sanitari per l&#39;adozione del CED, sono necessari modelli di formazione accessibili. Descriviamo l&#39;uso di gel di agarosio come un tale modello di cervello umano per il test, la ricerca, e la formazione.

Immagine-guida di consegna convezione-enhanced in gel di agarosio Modelli del cervello

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

L'obiettivo generale di questa procedura è fornire una risorsa formativa per la somministrazione convezionale potenziata in modelli cerebrali in gel AGROS. Questo viene realizzato innanzitutto preparando correttamente un modello accurato in gel AGROS del cervello. Il secondo passaggio consiste nel preparare la linea e il catetere per l'infusione, assicurandosi che non sia presente aria nella linea, in modo da non compromettere l'infusione.Il passo successivo consiste nell'avviare l'infusione, adottando precauzioni accurate per prevenire il reflusso e monitorando continuamente la velocità di infusione e la diffusione della nube mediante risonanza magnetica (MRI). Al termine dell'infusione, l'ultimo passaggio prevede l'analisi dei dati forniti dall'MRI relativa all'infusione. In definitiva, l'analisi dei dati di risonanza magnetica viene utilizzata per mostrare il volume di distribuzione e il rapporto tra VD e VI ottenuto con l'infusione.Il principale vantaggio di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti di terapia farmacologica consiste nella possibilità di effettuare un'infusione massiva diretta di farmaci che hanno avuto un'utilità limitata a causa delle loro proprietà farmacoc

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Questo protocollo descrive come il tessuto cerebrale resina incorporati possono essere preparati e ripreso nelle tre dimensioni del fascio di ioni focalizzato, microscopio elettronico a scansione.

Ion Beam concentrato di fresatura e Microscopia Elettronica a Scansione di tessuto cerebrale

Qui si descrive un metodo rapido e semplice per celle di immagine fluorescente in semi-densi fettine di cervello. Fissando, affettare, e otticamente compensazione tessuto cerebrale si descrivono le modalità standard di imaging epifluorescente o confocale può essere utilizzato per visualizzare le singole cellule e reti neuronali all'interno intatto tessuto nervoso.

Un metodo rapido per High-Resolution Imaging di fluorescenza in semi-spessa fettine di cervello

Qui descriviamo un protocollo efficiente e versatile per indurre, monitorare e analizzare nuovi glioblastomi (GBM) utilizzando DNA trasposone iniettato nei ventricoli di topi neonatali. Le cellule della zona subventricolare, che assorbono il plasmide, trasformano, proliferano e generano tumori con caratteristiche isto-patologiche del GBM umano.

Transposon Mediated Integrazione di DNA plasmide nella zona subventricolare di topi neonati a generare modelli Novel di Glioblastoma

Lo sviluppo di nuove sonde ad ultrasuoni (US), basato sulla tecnologia capacitivo microlavorato trasduttore ad ultrasuoni (CMUT) richiede una valutazione realistica precoce della funzionalità di imaging. Descriviamo un protocollo sperimentale ripetibile per acquisizione di immagini di US e confronto con le immagini a risonanza magnetica, usando un cervello bovino ex vivo come una destinazione di imaging.

Un protocollo sperimentale per valutare le prestazioni delle nuove sonde ad ultrasuoni basato sulla tecnologia CMUT nell'applicazione di formazione immagine del cervello

Questo protocollo fornisce istruzioni per l'osservazione diretta dei migratori radiali di neuroni corticali. Nell'utilizzo dell'elettroporazione uterina, la coltura organotipica della fetta e l'imaging confocale a tempo intervallo sono combinati per studiare direttamente e dinamicamente gli effetti di sovraespressione o di downregolazione di geni di interesse nei neuroni migratori e di analizzare la loro differenziazione durante lo sviluppo.

Impressione confocale dei migratori dei neuroni nella cultura di fetta organotipica del cervello embrionale del mouse usando<em&gt; In Utero</em&gt; Elettroporazione

La microdissezione laser (LMD) è una tecnica sensibile e altamente riproducibile che può essere utilizzata per scoprire percorsi che mediano l'eterogeneità e l'invasione del glioma. Qui, descriviamo un protocollo ottimizzato per isolare le aree discrete dal tessuto glioma utilizzando LMD laser seguito da analisi trascrittomica.

Microdissezione di cattura laser delle sottoregioni del Glioma per la caratterizzazione spaziale e molecolare dell'eterogeneità intratutuale, dell'Oncoflusso e dell'invasione

Il metodo descritto di seguito mira a fornire un protocollo completo per la preparazione della neurochirurgia dei primati non umani (NHP) utilizzando una nuova combinazione di metodi di stampa tridimensionali (3D) ed estrazione di dati MRI.

Una cassetta degli attrezzi basata sulla risonanza testurtica per la pianificazione neurochirurgica in primati non umani

Questo protocollo dimostra un metodo semplice e robusto per studiare la crescita degli assoni in situ e la dinamica dei coni di crescita. Descrive come preparare ex vivo fette di cervello acuto fisiologicamente rilevanti e fornisce una pipeline di analisi di facile utilizzo.

Sul posto Visualizzazione delle dinamiche dei coni di crescita e crescita degli assoni in colture di fette di cervello embrionali ex vivo acute

La combinazione della trasduzione del vettore virale e della compensazione del cervello utilizzando il metodo CLARITY consente lo studio di un gran numero di neuroni e astrociti contemporaneamente.

Indagine sull'interazione spaziale tra astrociti e neuroni nel cervello eliminato

Gli embrioni di pulcino sono utilizzati per studiare i tumori cerebrali del glioblastoma umano (GBM) in ovo e in co-colture di fette cerebrali ex vivo. Il comportamento delle cellule GBM può essere registrato mediante microscopia time-lapse in co-colture ex vivo, ed entrambi i preparati possono essere analizzati all'endpoint sperimentale mediante analisi confocale 3D dettagliata.

Utilizzo del cervello dell'embrione di pulcino come modello per analisi in vivo ed ex vivo del comportamento delle cellule di glioblastoma umano

Un metodo innovativo per costruire matrici cerebrali espandibili in grado di tagliare le fette coronali o sagittali è descritto per l'applicazione ai maialini neonatali. Questo approccio economico utilizza lastre acriliche scolpite utilizzando modelli provenienti da modellatura cerebrale in gel di agarosio, si applica a più specie e consente l'espansione per consentire la crescita cerebrale.

Fabbricazione di una matrice cerebrale espandibile personalizzabile in tutte le fasi dello sviluppo

Impara la consegna convezione-enhanced in modelli di gel di agarosio per la formazione medica in neuroscienza. Questa tecnica permette di simulare il cervello umano per testare infusioni terapeutiche e analizzare la distribuzione del volume tramite MRI.

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