麻酔ラットにおける末梢疼痛ブロックを評価する電気生理学的手法

私たちの研究の目的は、痛み治療のための末梢電気的および近赤外線神経ブロックの開発です。直流や高周波交流電気ブロック、近赤外光バイオモジュレーションなどの技術は、臨床的な痛み緩和の可能性を提供します。まず、麻酔をかけたラットを手術台に仰向けに置きます。

ラットを仰向け状態で挿管し、14ゲージのアンジオカテーテルのシースと、ミラーサイズの0または0.0ブレードを持つ喉頭鏡を用います。尾の外側をぬるま湯で洗浄し、その後70%イソプロピルアルコールを洗います。次に、22ゲージの静脈内カテーテルを使って外側尾尾静脈をカテーテルで挿入します。

次に、カテーテルを使った尾部静脈に約1ミリリットルの無菌生理食塩水を注射します。ポリエチレンチューブを使い、挿入した尾静脈カテーテルをロクロニウム溶液入り注射器に、注射器ドライバーに取り付けた1ミリリットルあたり2ミリグラムの量で接続します。ラットの左側面の尾端肋骨を触り、背側に沿って脊椎まで探します。

メスを使い、この点を中心に約60ミリメートルの長さの正中切開を入れます。メスを使って棘突起の組織をこすり取る。次に、ハサミで肋骨を露出させ、尾側の肋骨の一番の位置を特定します。

肋骨の位置は、3.5倍から45倍の拡大率の外科用顕微鏡下での鈍的解剖を用いて、目と触覚で確認してください。T13の棘突起には永久マーカーで印をつけてください。その後、鈍的剥離を行い、T11椎骨とL4椎骨の両側にポケットを作ります。

立体走位プラットフォームのTトラックに基座マウント付きの垂直ポスト2本をスライドさせ、締めずにT11およびL4椎骨に合わせます。椎骨クランプの円筒状軸をポストクランプに挿入しますが、まだ締めないでください。T11椎骨から始め、歯のあるピンセットで脊椎を保持します。

脊椎の両側に顎をT13椎骨から約45度離して挿入し、顎を締めます。ポストクランプのスパインクランプのシャフトを締めます。次に、両方のポストクランプを持ち上げて脊椎を持ち上げ、胴体が完全に脊椎クランプで支えられるようにします。

次に、T13およびL1棘突起の尾部位置を、脊椎の外側の筋肉表面に単一縫合糸を挿入してマークします。T12からL3の間の椎骨の薄板の表面から、鉗子、ハサミ、メスを使って筋肉と結合組織を取り除きます。外科用顕微鏡下で、フリードマン・ピアソン・ロンジュールを使ってL2からT13までの椎板を除去します。椎板切除術は、ロンジュールを水平に近づけ、L2の尾部がL3と重なる部分から小さく噛みつくことから始めます。椎弓切除術を前方に延長し、脊髄の正中を露出させ、脊髄への圧力を避け、ロンジュールから骨片を定期的に除去します。

椎板切除術を脊髄の正中線の両側から外側に2ミリメートル延長します。次に、細かい鉗子とスプリングハサミを使って露出した脊髄から硬膜を除去します。切開をする前に硬膜を色付けしてください。

最初のカットの後、少量の脳脊髄液を流し、ねじった糸くずのない組織で優しく浸します。次に、残りの硬膜の一部を除去します。露出した椎板切除部位を生理食塩水で湿らせた組織で覆い、電気生理学のセッションが始まるまで続けてください。

坐骨神経を刺激するには、神経を露出させ、1×3ミリメートルの接点を露出させた特注の双極プラチナJCスタイル電極をその周囲に配置します。次に、露出した神経の隣に神経ブロック装置を置きます。プランター刺激には、13ミリメートルのステンレス製針電極を2つ挿入します。1つは5指の内側、もう1つは4本目の外側に、後足のプランター面近くに置きます。

広ダイナミックレンジのニューロン記録を行う場合は、後足のプランター面を刺激するか、神経カフ電極を使って坐骨神経を直接刺激します。局所的な電位記録では、広範囲信号を避けるために坐骨神経に直接刺激を加えます。電気生理学的信号を記録するために、脊椎と平行に位置する21ゲージの1.5インチ注射針を脊椎の両側の筋肉に挿入します。

電気生理信号を継続的にデジタル化し、リアルタイムで表示します。局所電位記録のために、前端尾方向に電極アレイを挿入し、T13棘突起をマークする縫合糸をできるだけ正中線に近づけつつ、正中血管を損傷しないようにします。録音された信号を監視しながら刺激パラメータを調整してください。

末梢神経ブロックについては、炭素分離されたインターフェース神経電極を用いて、刺激カフの側面に近い坐骨神経に0.1から5ミリアンペアのカタルシス直流電流を流します。もし現在、ブロックがA線維とC線維の両方に誘導され、直流電流適用期間中の局所電位信号面積の減少とほぼ同じ速度で誘導されます。ブロックからの回復はファイバーの種類によって異なります。C線維は回復が速かったが、A線維は遅かった。

長いレイテンシのCファイバーはブロックに時間がかかりましたが、短いレイテンシのCファイバーよりも早く回復しました。この技術を用いることで、ブロックの誘導速度とその後の神経の正常な伝導回復を評価できます。行動評価と比較して、当社の電気生理学的手法により、神経ブロックが神経線維のさまざまなクラスに与える影響をより正確に定量化できます。

今後の研究は、運動制御に関与する軸索のブロックを最小限に抑えつつ、選択的ブロックに焦点を当てます。