쥐 모델에서 Transcranial 집중 초음파를 사용하여 혈액 - 뇌 장벽의 MRI를 유도 장애

이 절차의 전반적인 목표는 혈액-뇌 장벽을 국소적으로 파괴하여 일반적으로 뇌 혈관 조직에 국한된 분자가 조직으로 통과할 수 있도록 하는 것입니다. 이것은 먼저 동물을 준비하고 집속 초음파 변환기와 3축 변환기 위치 지정 시스템 위의 수조에 누운 동물을 배치하여 수행됩니다. 절차의 두 번째 단계는 포지셔닝 시스템에 타겟팅 정보를 제공하기 위해 MRI 이미지를 획득하는 것입니다.

절차의 세 번째 단계는 마이크로 버블 용액을 준비하고 주입하는 것입니다. 절차의 마지막 단계는 초음파 매개변수를 설정하고 초음파를 전달하는 것입니다. 궁극적으로, 조영제 강화 T one 가중 MRI를 통해 초음파 처리 된 위치에서 혈액 뇌 장벽의 투과성을 보여주는 결과를 얻을 수 있습니다.

이 기술의 의미는 뇌 및 중추 신경계 장애의 치료로 확장되는데, 이는 혈액 뇌 장벽의 이러한 국소적이고 반복 가능한 파괴를 통해 이전에 약물 요법에 잘 반응하지 않았던 상태에 대한 약리학적 개입을 조사할 수 있기 때문입니다. 일반적으로 이 방법을 처음 사용하는 사람들은 거품을 다루고 주입하는 데 거품이 목표에 도달하기 전에 거품이 깨지지 않도록 인내와 주의가 필요하기 때문에 어려움을 겪을 것입니다. 동물 준비를 시연하면 놀이기구가 표시됩니다.

우리 연구실의 기술자: 적절하게 보정된 초음파 변환기를 선택하십시오. 다음으로, 1.5 Tesla 또는 3 Tesla MRI의 침대에 탈기 이온수로 채워진 수조를 재생하고, MRI 호환 가능한 3축 포지셔닝 스테이지 또는 수면을 향하는 시스템의 탱크에 초음파 변환기를 장착합니다. 수조에는 이소 플루란 가스로 마취 한 후 동물을 잡을 수있는 상판이 있어야하며 머리와 목 꼭대기의 털을 면도해야합니다.

그런 다음 제모 크림을 사용하여 남아 있는 털을 제거합니다. 3방향 스톱 콕이 있는 22게이지 카테터를 꼬리 정맥에 삽입하고 헤파린 식염수 혼합물로 플러시하여 카테터의 혈전 형성을 방지합니다. 근육 주사를 통해 주사 가능한 마취제를 전달하고 불소에서 동물을 제거합니다.

실험 시작 10분 전에 동물의 머리 꼭대기에 소량의 초음파 젤을 바르면 기포가 갇힐 가능성을 최소화할 수 있습니다. 그런 다음 마취된 동물을 머리 꼭대기와 함께 초음파 포지셔닝 시스템에 누운 자세로 놓습니다. 상판의 구멍을 통해 수조에 접촉합니다.

머리는 가능한 경우 바이트 바를 사용하거나 턱을 가로질러 단단히 붙인 테이프를 사용하여 제자리에 고정할 수 있습니다. 그런 다음 다리를 포지셔닝 시스템에 테이프로 붙입니다. 동물을 따뜻하게 유지하기 위해 수건이나 담요로 덮으십시오.

실험이 진행되는 동안. 적절한 스캔 매개변수를 사용하여 뇌의 기준선 축 T 2 가중치 및 T 1 가중치 MR 이미지를 획득합니다. T 2개의 가중 스캔에서 대상을 선택하고 심실과 뇌 정중선을 피하고 중뇌 깊이를 선택합니다.

변환기 초점을 대상 위치로 이동합니다. 제조업체의 프로토콜에 따라 결정적인 마이크로버블을 활성화하고 1밀리리터 주사기에 소량을 천천히 끌어올립니다. 18 게이지 바늘을 사용하여 플런저를 두드리는 대신 앞뒤로 부드럽게 움직여 주사기에 갇힌 공기를 제거합니다.

이렇게 하면 미세기포가 깨질 수 있으므로 식염수 주사기에 필요한 양의 미세기포를 천천히 주입하여 미세기포에 10:1 식염수의 비율로 생리식염수에 미세기포를 희석합니다. 주사기를 부드럽게 뒤집어 균일한 모양이 될 때까지 마이크로 기포와 식염수를 완전히 혼합합니다. 마이크로버블 1kg당 0.02밀리리터 또는 용액 킬로그램당 0.2밀리리터를 기준으로 필요한 투여량을 계산합니다.

10 대 1 희석에서. 연속파 초음파 처리보다는 낮은 듀티 사이클 버스트를 사용하여 초음파 처리 매개변수를 설정합니다. 동물의 머리가 여전히 물에 연결되어 있는지 확인하십시오.

꼬리 정맥 카테터에 미세 기포를 천천히 주입하는 동시에 초음파 처리를 시작합니다. 그런 다음 초음파 처리 후 0.5 밀리리터의 일반 식염수로 플러시합니다. 꼬리 정맥 카테터를 통해 MRI 조영제를 주입한 다음 0.5ml의 식염수를 플러시합니다.

콘트라스트 피크가 지나갈 때까지 T one weighted imaging을 수행합니다. 쥡니다. 성공적으로 교란된 부위는 주변 조직보다 더 큰 향상을 보일 것입니다. T 2 가중 이미징을 수행하여 초음파 처리 부위에서 높은 신호를 확인하며, 이는 여기에서 부종을 나타냅니다.

일반적인 FUST 전후 1 가중치 MR 이미지가 여기에 나와 있습니다. 콘트라스트는 뚜렷한 초점 개구부가 있는 T one 가중치 이미지를 향상시켰습니다. 위치 1과 2가 있는 4개의 초음파 처리된 위치가 특히 밝은 대비 향상을 보여줍니다.

위치 1과 2는 또한 부종을 나타내는 FUS 후 T 2 가중 이미징을 사용하여 높은 신호 강도를 보여줍니다. T 2 가중 부종의 정도는 때때로 여기에서 시상 절편, CET, 1 가중 CET 및 T 2 가중 시상 절편에서 일조를 통해 더 쉽게 시각화 할 수 있습니다. 위치 1과 3은 FUS 부종 후 위치 1에서 볼 수 있지만 위치 3에서는 볼 수 없습니다.

캡처된 음향 방출 데이터의 스펙트럼 분석은 안정적인 캐비테이션이 발생할 때 고조파 방출 및/또는 하위 및 초고조파 방출을 보여줄 수 있습니다. 551.5킬로헤르츠에서 10밀리초 동안 한 번 버스트하는 동안 캡처된 데이터는 기본 주파수와 고조파, 이하 및 초고조파를 보여줍니다. 더 높은 초음파 처리 주파수를 사용하면 여기에 표시된 것처럼 초점 크기가 작기 때문에 더 국부적 인 개구부가 생깁니다.

더 높은 주파수를 사용하여 더 작은 개구부 영역을 만들 수 있으며, 이를 통해 근두개골 효과를 줄이면서 중뇌 연구를 할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 좋은 결과를 얻으려면 미세 기포를 조심스럽게 취급하는 것이 중요하다는 것을 기억하는 것이 중요합니다. 이 기술이 개선되면 연구자는 뇌의 특정 표적에 치료제를 전달하는 효능은 무엇입니까?