微小電極アレイを用いた新生児仔の麻酔下での脳グルタミン酸濃度の測定

麻酔をかけた新生児子豚を定位固定フレームに固定します。

正中線を切開して頭蓋骨を明らかにします。

頭蓋骨の一部を切除し、次に硬膜を切除して脳にアクセスします。

微小電極アレイ(MEA)を定位固定フレームに固定します。

MEAは、グルタミン酸オキシダーゼでコーティングされたグルタミン酸感受性部位と不活性タンパク質マトリックスでコーティングされたセンチネル部位を含む、剛性シャフトと記録部位で構成されています。

MEA を手術部位の上に垂直に配置し、頭皮の下に擬似参照電極を配置して、安定したベースライン電圧基準を実現します。

MEAを目的の脳領域に挿入し、測定を開始します。

記録部位のグルタミン酸オキシダーゼは、細胞外脳グルタミン酸を過酸化水素に変換し、過酸化水素は電極表面で電気化学的酸化を受けて電流を発生させます。

センチネルサイトはバックグラウンドノイズを測定します。

グルタミン酸感受性部位信号をセンチネル部位信号に正規化して、麻酔下で脳のグルタミン酸レベルを測定します。

まず、メスで頭蓋骨に傷がつかないように注意して、頭蓋骨に沿って4〜6センチメートルの正中線切開を作成します。切開が行われたら、穏やかな収縮と鈍的解剖を使用して、頭皮を頭蓋骨から持ち上げます。

次に、ガーゼパッドで頭蓋骨を優しくこすり、結合組織を取り除き、縫合糸を露出させます。次に、開頭術の予定場所を決定します。関心のある領域が不明瞭なままの場合は、頭皮をさらに反映します。

次に、外科用ドリルを使用して、目的の構造の上に約0.25平方センチメートルの開頭ウィンドウを作成します。硬膜やその下にある脳を傷つけないように注意してください。必要に応じて、細かい手術器具を使用して、脳組織を覆う硬膜を切除します。脳に損傷を与えないように細心の注意を払ってください。

この実験では、グルタミン酸オキシダーゼでプレコートされ、MPDで電気メッキされた、前述の酵素ベースの微小電極アレイを利用します。微小電極アレイには、子豚用にカスタマイズされた40mmのリジッドシャフトがあります。金属アームをマイクロマニピュレーターに固定し、微小電極アレイをブレグマの上にできるだけ垂直に配置します。

次に、頭蓋骨の表面に触れずに、ブレグマの座標に注意しながら、アレイをできるだけ低く慎重に下げます。次に、子豚の脳アトラスを使用して、目的の構造の正確な定位座標を決定します。次に、それに応じて微小電極の位置を変更します。

次に、擬似参照電極を頭皮の下に置き、動物との接触を確保します。次に、微小電極アレイを脳内にゆっくりと適切な深さまで下げます。最後の2ミリメートルの移動では、油圧マイクロドライブを使用して、組織の外傷を最小限に抑えながら、アレイを目的の構造にゆっくりと下げます。

微小電極アレイを配置した後、電極がベースラインに達するまで30分間待ちます。その後、約3時間測定します。子豚が実験を生き延びる場合は、データを収集した後、切開部を閉じます。