慢性実験における実装電極やマイクロダイアリシスプローブ用光重合型歯科用接着性レジンの応用

電気生理学やマイクロダイアリシス（微量透析）の慢性実験において、電極やマイクロダイアリシスプローブの固定ベースとして、自己重合型歯科用レジンが広く使用されてきました。これらのアクリル樹脂は骨表面に結合しないため、アンカーとしてスクリューが使用されてきました。しかし、FIEsやマウスのような小動物を用いた実験では、頭蓋骨が非常に脆弱であるため、アンカーを十分に固定することができません。

足関節のスクリューは、時に組織の感染や炎症を引き起こすことがあります。本報告では、マウントベースの固定用として、光硬化型歯科用レジンの新たな応用を提案します。この材料を用いることで、頭蓋骨への直接的な接合が可能になります。

したがって、アンカースクリューは不要であり、手術野を大幅に縮小することができます。プローブ、ガイドカニューラ、キャビネット、および取付ベースの総重量は1g未満でした。これまでの経験から、接着効果は2ヶ月以上維持されることが示されています。

この手法は、マウスや魚などの他の実験動物にも応用可能です。2本のバーを用いた2つの実施例をビデオで記録しました。本ビデオデモンストレーションでは、プロトコルの各ステップにおいて最適なショットを選択して使用しています。

これらは定位固定装置と温度制御回復チャンバーです。これらは手術に使用される器具です。左側にあるのがPrime PRとマイクロプローブです。

右側に付属品があります。プライミングプログラムが利用できない場合は、代わりにマイクロスパチュラを使用できます。これは光硬化型歯科用レジンのセットです。

APプライマーとボンディング剤をこれらの薬瓶に用意しました。本製品は、セルフアクティベータおよびデュアルキュアシステムであるため採用しました。代替品を使用する場合は、製品の説明書に従って詳細な手順を変更してください。左側にあるガン型の器具は、光重合装置です。

右図に示すように、手製のLED照明ユニットを組み立てることができます。詳細はドキュメントを参照してください。続いて、外科的麻酔を導入し、手術部位をさらに露出させ、頭部を定位固定フレームに固定しました。

EVAの挿入前に、痛みを軽減するためEVAの先端にDI損傷を加えました。動物の頭部をフレームに固定し、頭部の角度を適切に調整しました。手術用空気はヨウ素で滅菌し、グラスマイクロピペットを電極ホルダーに固定しました。

このマイクロピペットは、不適切な実験における参照点の作成に使用されました。Lambda Y点が参照点として用いられました。参照点を露出させるため、皮膚に小さな切開を加えました。

染料を満たしたグラスマイクロピペットで部位に印を付けます。皮膚を切開して頭蓋表面を露出させ、綿棒で骨の表面を拭き、血液やBreathe（残渣）を取り除きます。強力な接着には、清潔で乾燥した表面が必要です。

マーキングした標的部位に従い、微細鉗子を用いて小さな開頭術を行います。開頭にはマイクロドットや骨鉗子を使用することも可能です。次に、ホルダーから粗いマイクロパイプを取り外し、カニューレまたは電極をホルダーに固定します。

ガイドカニューレの先端を基準点に合わせ、慎重に標的点まで移動させました。30ゲージの注射針を用いて、灰白質に最小限の切開を加えました。その後、ガイドカニューレを標的位置まで移動させました。

骨表面の2回目のスクリーニングにSuppを適用しました。このプライマーは、硬化剤AおよびBで構成されています。各硬化剤を1滴ずつディッシュに滴下し、ブラシで混合しました。プライマーを接触部位に塗布します。ガイドカニューレの表面にも同様に塗布しました。

緩やかなエアブローを用いてプライマーを広げて乾燥させ、ブラシを交換してボンディング材を塗布します。このボンディング材は光感受性があるため、処置中は遮光してください。また、ガイドカニューレの表面にも塗布を行います。

穏やかな空気を供給し、接着剤の化学反応を促進させるために可視青色光を遮断しました。作業者の目を保護するため、オレンジ色のコーラル透過シードを使用してください。必要に応じて、動物の目に直接照射しないようにしてください。

動物の目を保護するために、アルミニウム製の穴付きプレートを使用します。少量のコンポジットレジンを頭蓋表面と、プレーンプラグによるガイドカニューレに塗布します。その後、レジンを硬化させ、段階的な固定を行うために、可視青色光を照射します。

各マウントの前にボンディング剤を塗布しました。ビデオ録画を行うため、手術部位を絶えず修正して正方向に向けました。ただし、材料の可塑性がある時間は短くなる可能性があるため、過度な修正は避けるのが好ましいです。

レジームの完全な反応を確実にするため、段階的な装着と矯正が推奨されます。視認できるまで形状を整えてください。感染症を予防するため、抗生物質を投与するか、手術部位に塗布しました。

手術が完了したため、電極ホルダーからステレオアダプターを外しました。ステレオアダプターを取り除き、代わりにDAMing caneを挿入して、動物を脳定位固定装置から解放しました。

最後に、動物を麻酔からの回復のため夏季コントロールチャンバーへ移動させました。手術の翌日、従来の自炊式充填の適用と比較して、導入された手法にはいくつかの重要な利点があることが分かりました。

まず、これは骨に直接結合します。自重合アクリル樹脂はワイヤーを用いて骨に固定することはできますが、骨自体には接着しません。対照的に、光重合レジンは骨に直接結合させることが可能です。

また、メタルプライマーを併用することで、プラスチックや金属を含む一部の材料にも接着します。このように多様な材料に結合できる特性により、幅広い用途への適用が可能です。第二に、取り扱いが容易である点が挙げられます。従来のレジン処理の操作時間は比較的短い傾向にあります。

数分後には流動性が高くなり、最初は扱いが困難になります。しかし、化学反応が始まると、発熱によって反応が加速します。熱により、樹脂は短時間で硬化します。

適切に硬化させた樹脂の処理時間ウィンドウは大幅に広く、調整可能です。基本的に、樹脂は開始時から適切に硬化する瞬間まで一定の状態を維持します。硬化後の第3反応では熱が発生しません。

自戒性レジンの硬化反応は発熱を伴います。包埋ベースが厚い場合、この熱が蓄積し、組織に損傷を与えることがあります。一方、光硬化性レジンの組織反応では熱が発生せず、材料は生体適合性に優れています。

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この手法は、魚、マウス、ウサギ、ネコ、サルなどの他の実験動物への電極またはマイクロプローブの留置にも適用可能です。