기니 피그 달팽이 관 이식

전세계 500 백만 이상의 사람들이 청력 손실에서 고통. ¹ 장애인 청각 우울증, 낮은 자기 존중 감 및 자기, 이어질 모든 삶의 질 감소 낮은 감정의 높은 속도에 연결 되어있다. ² 보청기는 온건한 청력 손실의 경우에 감각 기능을 복원 하는 적절 한 방법은, 깊은 청력 손실이 고통 받는 환자에 대 한 가장 효과적인 치료 양식 적임은 인공 와우 (CI). 때문에 음성 인식에 관하여 우수한 결과, 후보 기준 인공 와우 이식에 대 한 지금 또한 상당한 잔여 낮은 주파수 영역에서 듣고s 환자를 포함 하지만 보청기에서 혜택을 받지 않습니다. ³ 이러한 환자 수 이후 사용 결합 이식된 귀에 전기 및 음향 자극, 청력 보존 CI 외과 대 한 주요 문제가 되 고 있습니다. 인공 와우 이식, 동안 전극 배열이 달팽이 관, 어디 그것은 전기 청각 신경 자극의 scala tympani에 삽입 됩니다. ⁴ 전극 삽입 외상 잔여 청각에 위험이 고 전극 임피던스와 플 배터리 소비를 증가 하는 섬유 증을 유도 한다. 따라서, 청력 상실 및 전극의 삽입에 의해 발생 하는 섬유 증을 줄일 수 있는 제약 개입 연구 모델 필수적입니다.

기니 피그는 쉽게 때문에 CIs, 대 한 적합 하 고 편리한 동물 모델 및 gerbils, 쥐 또는 쥐에 비해 내 귀에 더 많은 재현할 수 외과 접근 이다. ^{5 , 6 , 7 , 8} 또한,이 종족의 심리 범위는 인간의 청각을 상대적으로 비교. ⁹ 더 큰 종 고양이 또는 원숭이, 구체적인 연구 질문 CIs 관련 주소로 사용 된 대부분의 CI 연구 윤리 및 재정적 고려 사항 때문에 대 한 합리적인 선택을 대표 하지 않습니다. ^{10 , 11}

요약 하자면, 기니 돼지 인공 와우 이식의 설정에서 약리학 내정간섭의 효과 평가 하기 위해 안정적이 고 상대적으로 비용 효율적인 모델 이다.

모든 동물 실험은 과학, 연구 및 경제에 대 한 지역 동물 복지 위원회 및 오스트리아 연방 내각에 의해 승인 되었다.

1. 장비와 수술에 필요한 설치 준비

1. 수술 현미경, 드릴, 난방 접시 놓고 펄스 속도도 간편 하 고 효율적인 수술 하는 동안 처리 수 있도록 합니다. 제조업체의 설명서에 따라 장치의 기능을 확인 하십시오. 저체온증에서 수술 하는 동안 동물을 보호 하기 위해가 열 플레이트 38 ° C에 설정 되어 있는지 확인 합니다.
2. 후드와 마스크에 넣어.
3. 외과 손 소독을 수행 합니다. 꼼꼼하게 비누로 손을 씻으십시오. 손 건조 하 고 알코올 손 소독 제를 사용 하 여 손을 소독. 손에 건조 후에 장갑에 넣어.
4. 멸 균된 수술 기구 및 인공 와우 이식에 필요한 장비를 준비 합니다. 수술 도구와 기니 피그 CI 주입이이 프로토콜에 사용 된 장비에 대 한 테이블의 자료 를 참조 하십시오.
5. 복합 활동 전위 (모자) 측정, 의도 하는 테 플 론 절연 금 와이어의 약 3.5 cm 긴 조각 (약 한쪽에서 3mm 및 5mm에서 마이크로 집게를 사용 하 여 양쪽에서 신중 하 게 단열재의 부분을 제거 하 여 준비 다른 끝)입니다. 알코올 이나 소독 제에 준비 된 와이어 소지가 끝의 약 5 m m. 장소 금 와이어 (약 2.5 c m)의 두 번째 작품을 준비 합니다.

2. 마 취, 약물 치료 및 동물 준비

1. 동물의 무게.
   참고: 사용 하는 동물 들은 여성 Dunkin Hartley 흰둥이 기니 피그입니다. 이 약 4-6 주 오래 된, 사용, 동물의 무게 400 g 300에서 배열 한다.
2. 마 취약 및 동물의 무게에 따라 수술에 필요한 약물을 준비 합니다. 0.72 mL의 마 취, 0.12 mL midazolam (5 mg/mL)와 펜타닐 (50 µ g/mL) 400 g 기니 돼지에 수술의 0.36 mL 0.06 mL 케 타 민 (100mg/mL), 0.18 mL medetomidine (1 mg/mL), 구성 된 준비. 무게-기반 복용량은 마 취약의 표 1 을 참조 하십시오.
3. 주사 마 취 제, medetomidine, midazolam 27g 바늘을 사용 하 여 동물의 목에 지방 패드를 피하 펜타닐의 혼합. 표 1 무게는 마 취약의 기반을 참조 하십시오. 감 금 소를 커버 하 고 진행 하기 전에 10 분 동안 조용한 장소에 동물을 두고.
4. 동물의 눈에 기름칠 하 고 전체 절차 동안 윤 활 유지. 물집에 충분 한 수술 액세스할 수 있도록 retroauricular 지역에 초점을 맞추고, 동물의 머리를 면도.
5. 경향이 위치에서 난방 접시에 동물을 놓고는 동물 열 화상을 방지 하기 위해가 열 플레이트와 직접 접촉에서 되지 않습니다 있는지 확인 합니다. 동물의 발에 펄스 속도도 프로브를 놓습니다. 다음 신중 하 게 동물의 입 작은 후 두 경으로 열고 깨끗 한 음식에서 전체 구강 속 사용 하 여 달려있다.
6. 유지는 후 두 경으로 열 동물의 입. 신중 하 게 동물의 식도로 위 관을 삽입 하 고 천천히 저항을 느낄 때까지 복 부의 방향으로 밀어.
   1. O₂를 모니터링-위장 튜브 아니다는 것을 기도에 다는 것을 확인 하는 동물의 채도. O₂ 채도 감소 경우 위장 튜브를 제거 하 고 동물 산소 완전 하 게 후 다시 시도 하십시오.
7. 23 G 바늘을 사용 하 여 동물의 목에 지방 패드에 생리 식 염 수, 5% 포도 당 및 enrofloxacin의 혼합물을 주사.
8. 알코올 손 소독 제를 사용 하 여 다시 손 소독. 새로운 깨끗 한 장갑에 넣어.
9. Povidone 요오드와 70% 에탄올의 스크럽 교류 수술 분야를 준비 하 고 동물을 커버. 사용 자동 접착 커튼 또는 수술 필드에만 절차 동안 발견 유지 되도록 타월 클램프.
10. 피하 충분 한 국 소 마 취에 대 한 계획 된 절 개 지역에 2 %lidocaine 솔루션의 0.1 mL를 주사 하 고 옆으로 동물을 배치 합니다.
11. 다시 충분 한 마 취를 유지 하기 위해 첫 번째 주사 후 30 분 마다 마 취 혼합물의 초기 복용량의 ¼를 가진 동물을 복용량.

3. 인공 와우 이식

1. 수행는 약 2-3 cm의 피부 절 개 후부 pinna는 메스를 사용 하 여 3-5 m m. 바이 폴라로 때 출혈을 최소화 하는 데 필요한 사용 합니다.
   참고: 마 취 깊이 첫 번째 절 개 전에 페달 철수의 부족에 의해 확인 되어야 한다. 이 테스트 모니터링 절차를 통해 마 취 깊이 15-20 분 마다 반복 한다.
2. 조심 스럽게 15 메스 나 수술가 위를 사용 하 여 청각 물집을 palpating 후 retroauricular 지역에 있는 근육을 잘라.
   참고: 근육 아래 눈으로 청각 물집을 만져.
3. 밀어 부드럽게 옆으로 raspatory를 사용 하 여 또는 목화 꽃 봉 오리는 물집에서 근육 해 부. 트랙터를 사용 하 여 전체 길이의 절 개를 노출 하는 물집에 대 한 액세스를 unhindered.
4. 15 메스의 팁을 사용 하 여는 물집으로 구멍을 드릴. 조심 스럽게 돌려 메스 뼈 중간 귀 구조의 검사에 대 한 수 있도록 천공.
5. 있는지 확인 하는 달팽이 관의 기저 차례 필요한 경우는 bullostomy를 확대 하 고 둥근 창 틈새 적절 하 게 구상 될 수 있다. 이러한 구조를 액세스 하려면 모자 위치에 동물의 머리를 배치 합니다. 중간 귀에 실행에서 혈액과 세포 외 액을 방지 하기 위해 압축의 작은 조각으로 bullostomy의 영역을 커버.
   참고: 머리의 모자 위치는 동물의 기도 방해 수 있습니다. 따라서, 동물의 산소 포화를 자주 체크 해야 합니다.
6. 경향이 위치에 동물을 배치 합니다. 직사각형 절 개를 수행 하 고 피부를 제거 하 여 동물의 꼭지점을 노출 합니다. 해 부는 하 고 메스를 사용 하 여 조직 또는 혈액의 다른 종류에서 뼈를 청소.
7. 모자 측정 예정 되는 때, 3 m m에 대 한 격리 된 철사의 끝에 마이크로 집게와 작은 고리를 형성 하 여 3.5 c m 테 플 론 절연 금 와이어의 준비를 완료 합니다.
8. 모자 측정 예정 되는 때, 5mm, 피하는 18 G 주변 정 맥 카 테 터 마이크로 집게를 사용 하 여 통해 버텍스에 대 한 절연 되었습니다 금 와이어의 끝을 안내. 다른 손으로 다른 마이크로 집게를 사용 하 여 신중 하 게에 와이어의 구부려 진된 끝을 안내 하는 중간 귀에.
9. 모자 측정, 의도 하는 경우는 bullostomy 통해 둥근 창 틈새의 영역을 시각화 하기 위해 동물의 머리를 어형 변화. 다른 손을 사용 하 여 마이크로 집게를 사용 하 여 둥근 창 틈새의 뼈 굴지에 골드 와이어를 연결.
10. 골드 와이어에 부드러운 긴장을 유지 하 고 27 G 바늘 1 mL 주사기를 사용 하 여 조직 접착제의 10-15 µ L로는 bullostomy의 두개골 직전에 수정. 중간 귀에 접착제의 변위를 하지 마십시오. 원래의 장소에 골드 와이어와 둥근 창 영역의 자가 그림 그림 1 을 참조 하십시오.
11. 모자 측정 것입니다 때 청각 잠재력을 측정 하 고 기준 모자 측정을 수행 하는 데 사용 하는 장비에 골드 와이어의 소지가 끝을 연결 합니다. Honeder 그 외 여러분, 2016, 자세한 설명에 대 한 정기적으로 우리의 실험실에서 수행 하는 모자 측정의 보기 ¹²
12. 경향이 위치에 동물을 배치 합니다. 경질 손상 없이 1 mm 버를 사용 하 여 람다 봉합 앞쪽 1 m m 2 구멍을 드릴 합니다. 2 스테인리스 나사 2mm 두개골에 이식.
    참고: 나사 고정 포인트는 전극의 커넥터에 대 한 제공합니다. 커넥터의 크기에 관하여 나사 사이의 거리를 적응.
13. 18 G 주변 정 맥 카 테 터를 사용 하 여 가능한 두개골에 가까운 조직 계층에 물집 전극 커넥터에서 안내.
14. 치과 시멘트 분말 제조업체의 설명서에 따라 주걱을 사용 하 여 액체와 치과 시멘트 가루를 섞는다.
15. 장소 0.5-0.7 mL 주걱을 사용 하 여 나사 사이 semifluid 치과 시멘트의. 커넥터 나사 사이의 전극의 위치입니다.
16. 치과 시멘트 경화 될 때까지 커넥터를 위치에 유지. 나사 커넥터의 안정적인 고정을 위한 수 있도록 시멘트로 쌌 다는 다는 것을 확인 하십시오.
17. 동물을 옆으로 놓습니다. 신중 하 게 cochleostomy 5000 라운드 분당의 회전 속도 0.5 m m 다이아몬드 버를 사용 하 여 둥근 창 틈새에서 1 m m 드릴.
18. 신중 하 게 4 m m의 깊이에 scala tympani에 있는 전극을 삽입 합니다. 전극을 철회 하 고 삽입을 반복 합니다. 기니 피그 달팽이 관 이식에 사용 되는 전극에 대 한 그림 2 를 참조 하십시오.
19. 똑 바른 바늘을 사용 하 여, 근육의 작은 조각으로 cochleostomy 지역 물개. 조직 접착제의 10 µ L로는 bullostomy의 두개골 직전에 전극 27g 바늘 1 mL 주사기를 사용 하 여 수정.
20. 3.14에서 설명 했 듯이 치과 시멘트를 준비 합니다. 조심 스럽게 주걱을 사용 하 여 치과 시멘트의 약 0.3 mL와 함께 bullostomy를 닫습니다. Retroauricular 절 개를 5-0 흡수 봉합을 사용 하 여 닫습니다.
21. 경향이 위치에 동물을 켜십시오.
22. 모자 측정, 의도 하는 경우 조직 집게를 사용 하 여 동물의 정점에서 사각형 절 개의 후부 가장자리를 잡아. 다른 한편으로는 시저를 사용 하 여 동물의 목에 약 2 cm 길이의 피하 터널을 만들.
23. 모자 측정 예정 되는 때, 피하는 집게를 사용 하 여 동물의 목에 2.5 cm 골드 와이어를 이식. 동물의 꼭지점에 있는 커넥터의 지정 된 핀에 더 짧은 소지가 끝을 땜 납.
24. 모자 측정 것입니다 때 동물의 꼭지점에서 커넥터의 적절 한 핀에 둥근 창 틈새 전극 (골드 와이어) 땜 납.
25. 완전히 절연된 핀 전극 커버 커넥터 위에 치과 시멘트의 추가 금액을 적용 합니다.
26. 모자 측정, 의도 하는 때 연구 프로토콜에 따라 수술 후 측정을 수행 합니다.

4. 수술 후 관리

1. Atipamezole 및 적용 flumazenil 피하 측정 하 고 수술 후 마 취를 반대 하기 위하여.
2. 생리 식 염 수 유체 대체 수술에서 동물의 복구를 지원 하기 위해 적용 됩니다.
3. 장소는 완전히 마 취에서 회복 하 고 케이지 내에서 이동 하기 시작 때까지 열 램프에서 동물.
   1. 고 열 방지 또는 열 램프를 배치 하 여 구울 동물 약 50cm. 동물의 체온은 37.5 ° C와 39 ° C 사이 항상 다는 것을 확인합니다
4. Nystagmus, 돌고 또는 롤링 같은 vestibular 부상의 증상에 대 한 동물을 확인 하십시오. ^{13 , 14}
5. 진통에 대 한 buprenorphine 두 일 후 수술을 위해 하루에 두 번 적용 합니다.
   참고: buprenorphine 수술 후의 첫 번째 응용 프로그램 전에 동물 완전히 회복 하 고 안정 된 호흡을가지고 있는지 확인 합니다. 동물 마 취 여전히 중인 동안이 약의 응용 호흡 발생할 수 있습니다.
6. 이 시간 동안 조 난의 대리 감 적으로 가능한 체중 감소를 감지 하 첫 3 일 후 수술 하는 동안 동물을 무게.
   참고: 수술 후 첫 3 일 동안 약 10%의 체중 감소 예상 될 수 있다 및 일반적인 고려 되어야 한다. 이 체중 감소는 일시적 이며 몇 일 이내에 회복 됩니다.

일반적으로 빠르고 기니 돼지 모델에서 합병증 없이 수술 상처 치유 하 고 수술 후 electrophysiological 측정에 대 한 연락처 (그림 3) 동물의 정점에서 쉽게 액세스할 수 남아 있다. 그림 4 는 대표적인 동물의 전 및 수술 후 클릭 모자 측정. 전극 삽입 16 데시벨 (dB) (그림 4A 및 4B)의 임계값 교대 귀착되는. 그림 4 C 같은 동물의 전 및 수술 후 주파수 전용 모자 임계값을 보여 줍니다. 약 25 ~ 30 dB의 임계값 교대 8 kHz에서 시작 높은 주파수 영역에서 달성 하는 반면 캡 임계값 낮은 주파수에서 거의 변경 되지 않습니다.

전극 삽입 내가 외상을 일으킬 수 있습니다. 급성 외과 외상 뿐만 아니라 전극에 이물질 반응이 부정적인 耳 성능 영향을 미칩니다. 그림 5 에서는 CI 삽입 및 다른 조직학 절차 후 기니 피그의 cochleae를 보여 줍니다. 그림 5A 는 scala tympani에 올바르게 배치, 전극에에서 남아 있지 않았다 제자리에서반면 그림 5B 전극 조직학 검사 결과 전에 제거 되었습니다. 그림 5A 에 이물질 반응이 거의 그림 5B scala tympani의 넓은 지역에서에서 거리 조직으로 채워집니다 반면에, 표시 됩니다. 그림 5 C CI 전극 삽입, 또한이 동물에 나선 신경 절 세포의 손실 발생으로 인해 뼈가 있는 나선형 lamina의 골절을 묘사 한다. 이러한 골절은 어떤 동물의 변화에 예상된 임계값 보다 높은 설명할 수 있습니다.

그림 1 : 창 지역 현장에서 골드 와이어 라운드. 별표 표시 둥근 창, x는 기저는 달팽이 관의. 골드 와이어 화살표에 의해 표시 된다. 확장 바 2. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 2 : 기니 피그 달팽이 관 이식 전극. 두 개의 연락처와 전극 4 m m에 삽입 됩니다. 전극의 지름 테이퍼 팁을 0.5 m m.에 0.3 m m에서 라인 나타냅니다 0.5 m m. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 3 : 기니 돼지 인공 와우 이식 후 약 2 주. CI 전극 제자리에 이며 electrophysiological 측정에 대 한 연락처는 동물의 정점에서 쉽게 액세스할 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 4 : 대표적인 모자 임계값 (A) 수술 전 클릭 대표 동물의 모자 임계값입니다. (B) Postoperative 16 dB의 임계값 변화 전시 같은 동물의 모자 임계값을 클릭 합니다. 줄 10 dB를 나타냅니다. (C) 사전 및 수술 후 주파수 전용 모자 임계값. 낮은 주파수는 거의 변경 되지 않습니다, 하는 동안 8 ~ 32 kHz의 주파수 범위에서 25-30 dB의 임계값 변화를 관찰할 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 5 : CI 전극 삽입의 잠재적인 지역 결과. (A) CI 전극 현장에서 (#)와 최소한의 이물질 반응만 기니 피그 달팽이 관의 기저 회전의 현미경 사진. 사용 하는 연 삭 및 수 지 포함 후 Giemsa 얼룩 기법을 연마 조직학 분석 수행 되었다. 15 Scalebar 100 µ m는 기저의 귀 덕트의 현미경 사진 (B) CI 전극의 제거 후 운하를 떠나 보이는 조직 응답 달팽이 관의 설정 (#). Scalebar 100 µ m (C) 낮은 기저 사건의 달팽이 관 골절된 뼈가 있는 나선형 lamina (굵은 화살표)와 인접 한 조직 응답: 나선형 ganglion 셀 (화살표) 로젠 탈의 운하 (ii) 섬유 증 vestibular 덕트 (●), 및 (osteoneogenesis의 손실 (i) iii) 장기의 Corti (*)의 손실. 시추-인접 한 osteoneogenesis와 CI (○)의 삽입을 위한 구멍. Scalebar 500 µ m. 그림 5B 및 5c 했다 스테인드 되며 (파란색)와 오신 (빨간색). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

크리스토프 Arnoldner와 클레멘스 Honeder는 클럽 메 드 엘 오스트리아에서 연구 그랜트의 소유자. 이 발행물에 사용 되는 전극 MED 엘 오스트리아에 의해 제공 되었다. 나머지 작가 공개 없다.