다음 원고는 복합 재생 말초 신경 인터페이스(C-RPNI)라고 불리는 생물학적, 폐쇄 루프 신경 피드백 시스템을 개발하기 위한 새로운 방법을 설명합니다. 이 구조는 주변 신경과 통합하여 원심성 모터 신호를 증폭하는 동시에 구심성 감각 피드백을 제공하는 기능을 가지고 있습니다.
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이 논문에서
요약
초록
신경 보철에 있는 최근 어드밴스는 결석 한 사지에 네이티브 많은 기능을 재현하기 위해 사지 손실을 가진 사람들을 가능하게하고, 이것은 종종 말초 신경계와의 통합을 통해 달성된다. 불행 하 게도, 현재 사용 하는 방법은 종종 장기간된 사용을 방지 하는 중요 한 조직 손상과 관련 된. 또한, 이러한 장치는 복잡한 구조로 인해 사용자가 이전에 더 간단한 보철을 사용할 때 의존했을 수 있는 진동이나 기타 감각을 약화시킬 수 있기 때문에 감각 피드백의 의미 있는 정도가 부족한 경우가 많습니다. 복합 재생 말초 신경 인터페이스 (C-RPNI)는 동시 구심성 감각 피드백을 제공하면서 원심성 모터 신경 신호를 증폭할 수있는 안정적이고 생물학적 구조로 개발되었습니다. C-RPNI는 근육 이식의 우선 모터 신경 재심 및 진피 이식의 감각 신경 재심과 함께 대상 혼합 감각 신경 주위에 고정 된 자유 진피 및 근육 이식의 세그먼트로 구성됩니다. 쥐에서, 이 구조는 화합물 근육 작용 전위 (CMAP)의 생성을 입증했다, 마이크로 - 밀리 볼트 수준에서 대상 신경의 신호를 증폭, 약 30-50 평균 잡음 비에 신호와. 구성물의 진피 성분의 자극은 근위 신경에서 복합 감각 신경 작용 전위(CSNAPs)를 생성한다. 따라서, 이 구조는 이상적이고 직관적인 보철물의 실현을 향한 미래의 유틸리티를 약속합니다.
서론
사지 절단은 190명의 미국인1에있는 거의 1에 영향을 미치고, 그들의 보급은 2050년2년까지160만에서 360만 이상으로 증가할 것으로 예상됩니다. 천년 이상 에 대한 문서화 된 사용에도 불구하고, 이상적인 보철은 아직 실현되지않았습니다 3. 현재, 네이티브 말단4,5의많은 운동 기능을 재현 할 수있는 잠재력을 가진 여러 관절 조작이 가능한 복잡한 보철이 존재한다. 그러나, 이러한 장치는 원하는 보철 운동이 전형적으로 입력 제어 신호와 기능적으로 분리되기 때문에 직관적인 것으로 간주되지 않는다. 사용자는 일반적으로 이러한 "고급 보철물"을 배우기 어렵고 따라서 일상적인 사용에 적합하지 않다고 간주1,6. 또한 현재 시판중인 복잡한 보철은 적절한 제어를 위해 미묘한 감각 피드백을 제공하지 않습니다. 터치와 프로피오셉션의 감각은 일상적인 작업을 수행하는 데 필수적이며, 이러한 없이는 커피 한 잔을 집어 들고 같은 간단한 행위가 시각적 단서
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프로토콜
모든 동물 실험은 미시간 대학교 동물 사용 및 관리 위원회의 승인을 받아 수행됩니다.
참고: 기증자 쥐는 피부와 근육 기증 절차 전에 음식과 물에 무료로 접근 할 수 있습니다. 안락사는 심부 마취하에 수행되고 심박내 염화칼륨 주사는 양측 기흉의 보조 방법으로 수행됩니다. 쥐의 어떤 긴장든지 이론적으로 이 실험으로 이용될 수 있습니다; 그러나, 우리의 실험실은 남성과 여성 Fischer F344 쥐모두에서 일관된 결과를 달성했다 (~ 200-250 g) 나이의 2 ~ 4 개월. 공여자 쥐는 실험쥐에 등소성이어야 한다.
1. 진피 이식편 준비
- 0.8-1 L/min에서 산소에 있는 5% 이소플루란의 용액을 이용하는 유도 챔버에 있는 기증자 쥐를 마취합니다. 일단 쥐가 마취되면, 유도 챔버에서 제거하고 호흡 코 콘에 배치, 마취의 유지 보수를 위해 이소플루란을 2-2.5 %로 낮춘다.
- 진통을 위한 견갑골 사이 피하 멸균 식염수의 0.2 mL에 0.02-0.03 mL Carprofen (50 mg/mL)의 용액을 관리하십시오.
- 각막 궤양을 방지하기 위해 두 눈에 인공 눈물 연고를 적용하십시오.
- 클리퍼를 사용하여 전체 하반신, 발목 ....
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결과
쥐가 감염을 개발하거나 외과 마취를 생존하지 않는 경우 건설 제작은 실패한 것으로 간주됩니다. 이전 연구는 이러한 구조가2,3,17,36을재설계하고 재심하는 데 약 3 개월이 필요하다고 밝혔습니다. 3개월의 복구 기간에 따라 구사 테스트를 통해 실행 가능성을 검사할 수 있습니다. 3개월 후 구조물의 외과적 노출이 성공하면 근육과 피부가 회복될 수있습니다(도 3). 때때로, 자유 근육과 진피 이식편은 흉터 조직으로만 구성될 수 있으며/ 또는 신경은 구성에 부착되지 않을 것입니다. 이러한 결과는 실패한 시도를 나타냅니다. 그러나, 성공하는 경우, 구조에 근접 집게와 일반적인 peroneal 신경.......
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토론
C-RPNI는 구심성 감각 피드백의 제공과 대상 신경의 모터 원심 신호의 동시 증폭을 제공하는 새로운 구조입니다. 특히, C-RPNI는 운동및 감각 근막이 수술 중 기계적으로 쉽게 분리될 수 없기 때문에 근위 절단수술을 받은 사람들에게 독특한 유용성을 가지고 있습니다. 대신, C-RPNI는 신경 자체의 고유우자 적 재심 특성을 활용하여 신경 근육 접합부로 의 관능 적 말단 장기 및 모터 섬유에 감각 섬유 의 회심을 장려합니다.
C-RPNI 제조는 대상 신경의 재원화 능력에 의존하기 때문에, 신경의 주의 깊은 취급은 절차 도중 가장 중요합니다. 해부 하는 동안, 대상 신경에 직접 조작 을 방지, 그리고 외상. 신경을 취급해야 하는 경우에, 대신 에피누움 또는 주변 결합 조직을 조작하는 것이 좋습니다. 우리의 실험실이 이 구조물 내의 neuroma 대형을 접하지 않더라도, 이론적으로, 중요한 신경 외상은 리스크를 증가시킬 수 있었습니다. 이 과정에서 또 다른 중요한 단계는 진피 이식.......
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공개 사항
저자는 아무런 공개가 없습니다.
감사의 글
저자는 전문적인 기술 지원에 대한 야나 문 에게 감사드립니다. 이 논문에 제시된 연구는 SK에 R21(R21NS104584) 보조금을 통해 지원되었다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| #15 Scalpel | Aspen Surgical, Inc | Ref 371115 | Rib-Back Carbon Steel Surgical Blades (#15) |
| 4-0 Chromic Suture | Ethicon | SKU# 1654G | P-3 Reverse Cutting Needle |
| 5-0 Chromic Suture | Ethicon | SKU# 687G | P-3 Reverse Cutting Needle |
| 6-0 Ethilon Suture | Ethicon | SKU# 697G | P-1 Reverse Cutting Needle (나일론 봉합사) |
| 8-0 모노 필라멘트 봉합 | ARO외과 용 | T06A08N14-13 | 실 테이퍼 바늘에 검은 색 폴리 아미드 모노 필라멘트 봉합 |
| 실험용 쥐 | Envigo | F344-NH-sd | 쥐는 Fischer F344 균주 |
| Fluriso (Isofluorane)입니다. | VetOne | 13985-528-40 | 흡입 마취 |
| 마스터 메카닉 | 이 있는 고속 드릴 | 모델 151369 | 휴대용 회전 공구; 키트에는 여러 개의 미세한 그릿 스톤이 포함되어 있습니다. |
| 극저온 가스 | UN1072 | 표준 의료용 산소 용기 | |
| 염화칼 | APP Pharmaceuticals | 63323-965-20 | 주사 형태, 2 mEq/mL |
| 포비돈 요오드 USP | MediChoice | 65517-0009-1 | 10% 국소 용액, 여러 수술 준비에 한 병을 사용할 수 있습니다. |
| Puralube Vet Opthalmic Ointment | Dechra | 17033-211-38 | 시술 중 사용을 위한 각막 보호 연고 |
| Rimadyl (Caprofen) | Zoetis, Inc. | NADA# 141-199 | 주사 형태, 50 mg/mL |
| 스테레오 현미경 | Leica | 모델 M60 | 사용자는 자신의 선호에 따라 배율을 조정할 수 있습니다 |
| 수술 기구 | Fine Science Tools | 다양한 | 사용자는 개인 취향에 따라 또는 현재 실험실에서 사용 가능한 것 중에서 기구를 선택할 수 있습니다 |
| 중 항생제 연고 | MediChoice | 39892-0830-2 | 연고는 멸균 가능한 일회용 패킷으로 제공됩니다 |
| . VaporStick 3 | Surgivet | V7015 | 이소플루오란과 산소 용기를 위한 공간이 있는 마취 타워 |
| Webcol 알코올 Prep | Coviden | Ref 6818 | 알코올 준비 물티슈; 각 준비에 새 물티슈를 사용하십시오. |
참고문헌
- Biddiss, E. A., Chau, T. T. Upper limb prosthesis use and abandonment: A survey of the last 25 years. Prosthetics and Orthotics International. 31 (3), 236-257 (2007).
- Kung, T. A., et al.
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