Preparazione degli elettrodi di stimolazione nervosa periferica per l'impianto cronico nei ratti

La stimolazione nervosa periferica è sempre più sotto indagine come trattamento per una varietà di malattie tra cui malattie infiammatorie e disturbi neurali. La costruzione di elettrodi per polsini nervosi periferici impiantabili cronicamente per piccoli animali da laboratorio può richiedere molto tempo e denaro. Questo protocollo descrive un approccio semplice e a basso costo per la costruzione di elettrodi stimolanti nervosi periferici impiantabili cronicamente per l'uso nei ratti.

Il metodo richiede pochissimi materiali e forniture facilmente accessibili e un numero ridotto di passaggi pericolosi o tecnicamente richiesti rispetto a tecniche simili che riducono sia il costo del dispositivo che il tempo necessario per formare il personale e il montaggio del dispositivo. Questa tecnica è stata progettata per consentire studi preclinici che testano l'efficacia della stimolazione nervosa cronica di Las Vegas durante il recupero dell'ictus o altri tipi di disfunzione della metropolitana. Inizia preparando il tubo del polsino.

Utilizzare una lama di rasoio per tagliare un pezzo di tubi polimerici da 2,5 millimetri. Quindi inserire una graffetta o forzare le punte attraverso i tubi e fare uno scivolamento longitudinale attraverso la parete del tubo su un lato del polsino. Rimuovere le pinie dal tubo e inserire un grande ago da cucito attraverso la linea mediana del polsino.

Posizionare l'ago nella scheda di schiuma per fissare il polsino in posizione durante i restanti passaggi di assemblaggio. Per posizionare una sutura per fissare la chiusura del polsino durante l'impianto inserire un piccolo ago da cucito attraverso la parete del polsino sulla linea mediana a circa cinque millimetri dalla fessura superiore su un lato. Quindi inserire due centimetri di una sutura a sei zero attraverso l'occhio dell'ago e tirare l'ago attraverso la parete del tubo per infilare la sutura nel bracciale.

Forare un secondo foro attraverso la parete del tubo di circa cinque millimetri sotto il primo foro lungo la linea mediana del polsino. Inserire la sutura attraverso l'occhio dell'ago e tirare l'ago attraverso la parete del tubo. Applicare una piccola quantità di adesivo uv cure all'estremità corta della sutura che si estende dal foro inferiore e tirare l'estremità della sutura più lunga fino a quando la coda inferiore è quasi a filo con la parete esterna del tubo.

Quindi polimeri l'adesivo con una bacchetta UV. Ripetere questo processo per posizionare un'altra sutura sul lato opposto del bracciale. Il prossimo posto il filo di iridio platino conduce.

Usa il piccolo ago da cucito per fare quattro fori nella parete del polsino. Quindi inserire di nuovo l'ago da cucito, questa volta lavorando dall'esterno all'interno attraverso il primo foro di piombo. Inserire circa cinque centimetri di un filo di iridio platino di 7,5 centimetri attraverso l'occhio dell'ago e tirare l'ago attraverso il tubo per infilare il filo attraverso la parete del polsino.

Regolare il filo in modo che circa 4,5 centimetri si estendino sul lato esterno del polsino. Inserire nuovamente l'ago attraverso il primo foro di piombo, quindi attraverso il secondo foro di piombo. Inserire il punto cinque centimetri dell'estremità più corta del filo attraverso l'occhio dell'ago e tirare l'ago attraverso il tubo per infilare il filo di piombo attraverso le pareti del polsino.

Ripetere il processo per infilare il filo attraverso il terzo e il quarto foro di piombo. Utilizzando un accendino butano, rimuovere con cura l'isolamento da cinque a sei millimetri dei fili che si estendono dal secondo e dal quarto foro di piombo Quindi tirare delicatamente l'estremità del filo che si estende dal primo foro fino a quando la porzione non disinnelata del filo non viene lavata con il foro. Ripetete questo con l'altro cavo per allineare l'estremità non disulata del filo filettato attraverso il terzo e il quarto foro di piombo.

Applicare una piccola quantità di adesivo uv cure sui passanti del filo sul lato esterno del polsino al primo e al terzo foro di piombo. Quindi utilizzare la bacchetta UV per curare l'adesivo e fissare i cavi in posizione. Utilizzare una piccola punta di pipetta per spingere i cavi di filo non inulati contro la parete interna del polsino.

Tirare le code di un millimetro del filo piatto contro la superficie esterna del polsino, facendo attenzione a non cortocircuitarle insieme. Quindi applicare una piccola quantità di adesivo UV per coprire solo le due code e curarlo. Rimuovere l'ago di grandi dimensioni con il gruppo del polsino dalla tavola di schiuma.

Inserire una lunghezza di tre centimetri di una sutura a sei zero attraverso l'occhio dell'ago e tirare l'ago attraverso il tubo per infilare la sutura attraverso la parte inferiore del bracciale nel punto centrale. Inserire il piccolo ago da cucito attraverso lo stesso foro della linea mediana lavorando dall'interno all'esterno per evitare deformazioni, tubi e cavi del filo. Quindi inserire la coda esterna della sutura attraverso l'occhio dell'ago e tirare l'ago attraverso la parete del polsino per creare un anello di sutura intorno al bordo del polsino.

Creare il secondo anello intorno all'estremità opposta del polsino legando le estremità della sutura e un mezzo nodo sul lato esterno del polsino. Tenendo piatto il nodo contro i tubi, applicare una piccola quantità di adesivo UV sul mezzo nodo e polimerirlo. Tagliare con cura le estremità del filo di sutura il più vicino possibile al nodo.

Quindi, utilizzare un accendino butano per rimuovere l'isolamento da circa tre millimetri alla fine di ciascuno dei cavi del filo di Iridio platino. Saldare il lato della tazza di un perno d'oro all'estremità non inibita di ogni piombo. Prima di procedere con la prova di impianto, l'impedenza del dispositivo assemblato per verificare che il bracciale assemblato abbia un'impedenza inferiore a due chili a un kilohertz.

Dopo aver assemblato il cappuccio della testa e impiantato gli elettrodi del polsino secondo le indicazioni manoscritte, stimola il nervo vago mentre il topo è sveglio. Collegare il topo a un generatore di stimolo tramite il cappuccio della testa impiantato e regolare le impostazioni di stimolazione. Per la riorganizzazione indotta da VNS della mappa corticale motoria, fornire un singolo treno di 15 impulsi bifasici, ognuno con una larghezza di 100 microsecondi, e un'ampiezza di 800 micro ampere ad una frequenza di 30 hertz.

Un treno di stimolazione viene consegnato immediatamente dopo il rilevamento di ogni pressione della leva di successo durante le sessioni di allenamento di 10, 30 minuti. Utilizzare un oscilloscopio per monitorare il successo della stimolazione di corrente. Questo protocollo, è stato utilizzato per impiantare cronicamente elettrodi per polsini nervosi vagus e tappi per la testa nei ratti.

Durante l'impianto, la convalida funzionale di tutti i polsini è stata eseguita testando una caduta indotta da VNS nella saturazione di ossigeno nel sangue. Per evocare questa risposta, un treno di 10 secondi di 30 impulsi hertz, ognuno con una larghezza di 100 microsecondi, e un'ampiezza di 800 micro ampere è stato consegnato attraverso i cavi del polsino. Per tutti i polsini, abbiamo osservato una cessazione della respirazione indotta da VNS per tutta la durata della stimolazione di 10 secondi, che è stata accompagnata da una caduta della saturazione di ossigeno nel sangue di almeno il 5% confermando la funzione del polsino e il corretto impianto.

Per testare la funzionalità a lungo termine dei dispositivi, i ratti sono stati anestetizzati sei settimane dopo l'impianto e VNS è stato nuovamente applicato. Per sette dispositivi su nove, l'entità della stimolazione ha evocato un cambiamento nella saturazione dell'ossigeno nel sangue, non differiva da quella osservata all'impianto iniziale, suggerendo prestazioni eccellenti continue. I restanti due dispositivi, aumentando l'ampiezza di stimolazione a 1,6 milliampere, sono stati sufficienti a evocare una riduzione affidabile della saturazione di ossigeno nel sangue di almeno il 5% suggerendo che questi dispositivi continuavano a funzionare.

Ma i cambiamenti nell'impedenza, nei danni ai nervi o nell'orientamento del polsino potrebbero aver portato a prestazioni ridotte. Per testare ulteriormente la funzionalità a lungo termine dei dispositivi impiantati cronicamente, un secondo gruppo di ratti è stato addestrato su una versione semplificata di un compito di stampa a leva di raggiungimento qualificato. Ai ratti è stato richiesto di raggiungere i due centimetri all'esterno della cabina di allenamento per deprimere completamente la leva e quindi rilasciarla entro due secondi.

Coerentemente con studi precedenti che dimostravano che la stimolazione nervosa vagus guida l'espansione delle rappresentazioni della mappa motoria rilevanti per le attività, i ratti trattati con VNS mostravano rappresentazioni di avaro prossimali significativamente più grandi rispetto ai ratti trattati con Sham. Questo protocollo può essere facilmente adattato per ospitare esperimenti di stimolazione cronica in altre specie di laboratorio o in altri siti di nervi periferici, compresi i nervi sciatici o sacrali. Per esempio.