Name: 당뇨병 쥐 모델에서 신경 전도 대 한 초음파 도구 차단 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-10-20T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 27 s
Description: 배우세요 고강도 집속 초음파를 이용해 당뇨병성 말초신경병증의 신경 전도를 차단하는 방법을 Sprague-Dawley 쥐 모델에서. 이 비침습적 기법은 통증 관리와 신경학 연구에 활용됩니다.

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연구는 과학의 부 및 기술 (프로젝트 가장 105-2221-E-400-001) 및 국가 건강 연구 학회 (프로젝트 BN-105-PP-10), 대만 의해 지원 되었다.

기관 동물 관리 및 사용 위원회 대만에서 국립 건강 연구소의 모든 동물 프로토콜 승인.
 1. 남성 성인 Sprague-Dawley (SD) 쥐에서에서 당뇨병 모델 유도 <ol><li>STZ 유도 전에 6 h에 대 한 빠른 남성 SD 쥐 (300-350 g)에 쥐 음식 펠 릿 케이지에서 제거.</li>
	<li>준비 나트륨 구 연산 염 버퍼 (0.1 m M, pH 4.5).
	<ol><li>분해 1.05 g 구 연산 산 성 일 수화물 (C 6 H 8 O 7 · H 2 O; mol. wt. 210.14) 50ml에 증류수 0.1 M 구 연산 산 성 솔루션.</li>
		<li>분해 1.47 g trisodium 시트르산이 수화물 (C 8 H 5 O 7 없음 3 · 2 H 2 O; mol. wt. 294.12) 50 mL에 증류수 0.1 M 나트륨 구 연산 염 솔루션.</li>
		<li>25 mL 나트륨 구 연산 염 해결책을 추가 25 mL 연산 솔루션. 나트륨 구 연산 염 버퍼 pH (pH 4.5) 모니터링 pH 미터를 사용 하 여. 
		참고: 버퍼 이루어집니다 isotonic 0.1 M 나트륨 구 연산 염 해결책의 적절 한 볼륨의 추가 의해.</li>
	</ol></li> <li>STZ 솔루션 50 mg/mL를 0.1 M 나트륨 구 연산 염 버퍼의 분해 STZ. 
	참고: STZ 솔루션 빛에 민감한 따라서 커버 알루미늄 호 일로 STZ 솔루션 이며, 15-20 분 이내 사용</li>
	<li>50 mg/kg STZ 솔루션 1 mL 인슐린 또는 투베르쿨린 주사기로 26-28 게이지 바늘. 클린 에탄올 패드 사출 사이트 그리고 intraperitoneally의 손상을 방지 하려면 복 부의 더 낮은 오른쪽 사분면에 주입 STZ 솔루션 복 부 기관입니다. </li> <li>저 혈당을 방지 하기 위해 STZ 주입 후 48 h에 대 한 유일한 물 소스로 10% 자당 물으로 쥐를 공급.</li></ol>
 2. STZ 유발 쥐에서 당뇨병 확인 STZ에 의해 주입 <ol><li>모니터 모든 단식 플라스마 포도 당 농도 쥐 포도 당 미터와 72 h 게시.
	<ol><li>빠른 금식을 측정 하기 전에 15 h STZ 유도 된 당뇨병 쥐 혈액 포도 당 수준.</li>
		<li>구속 가방에 쥐를 억제 하 고 혈액 포도 당 측정 동안 혈액 컬렉션에 대 한 꼬리를 노출.</li>
		<li>녀석이 작은 한 방울의 피를 꼬리의 끝에는 소모품을 사용 합니다. 포도 당 테스트 스트립에 혈액 방울을 놓습니다. 단식 플라스마 포도 당 수준 기록. 
		참고: 포도 당 미터 감지 하 고 혈액 포도 당 수준 mg/dL의 단위로 표시 됩니다. STZ-유도의 2 주 후 150 mg/dl 단식 혈액 포도 당 수준으로 쥐 제외.</li>
	</ol></li></ol> 3. 당뇨병 쥐에서 주변 당뇨병 신경 병의 평가 <li>평가 기계 용어인 전자 폰 Frey와 <ol>.
	<ol><li>Habituate STZ 유도 된 당뇨병 쥐에는 뒷 다리를 평가 하기 전에 30 분 동안 1 cm 직경 금속 메쉬 바닥에 발 철수 응답.</li>
		<li>엄밀한 팁 (직경에서 0.8 m m)와 전자 폰 Frey 프로브를 사용 하 여 수동으로 쥐의 뒷 발의 발바닥 표면에 압력을 적용 하 고 발 철수 응답을 볼 때까지 점차적으로 압력을 증가.</li>
		<li>압력 시스템에 표시 하 고 각 측정 사이 30 s 간격으로 쥐 당 5 회 측정 반복 기록.</li>
	</ol></li> <li>뜨거운 접시와 열 통을 평가.
	<ol><li>고통 응답을 평가 하기 전에 10 분 동안 핫 플레이트 (24 ± 0.5 ° C)에 STZ 유도 된 당뇨병 쥐를 길 들.</li>
		<li>제거 및 쥐 다시 그들의 감 금 소에 habituation 후, 핫 플레이트를 열 놓고 핫 플레이트 유지 &#39; 55 ± 0.5 ° c.에 s 온도</li>
		<li>동시에 타이머를 시작 하는 동안 온수 핫 플레이트에 쥐를 놓고.</li>
		<li>별개 행동을 전시 하는 쥐, 핥는 등은 뒷 발 또는 비정상적으로 터치는 뒷 발, 타이머를 중지 하 고 철수 대기 시간을 기록. 
		참고: 경우에 쥐 20 후 별개 행동을 표현 하지 않는다 s (20 s 마감 시간), 핫 플레이트 테스트를 종료 하 고 뜨거운 접시에서 쥐를 제거.</li>
	</ol></li></ol> 4. Vivo에서 장내 변환기와 전도 차단 신경 참고: vivo에서 실험 50 mg/kg STZ 주입 후 주 5에 시작.
<li>수행 동물 절차와 장내 쥡니다 Cmap의 차단 하기 전에 <ol>.
	<ol><li>수술 전에 압력솥에 수술 도구 (메스가 위, 집게, 및 유리 후크) 소독.</li>
		<li>Anesthetize tiletamine/zolazepam 혼합 (40 mg/kg) 및 xylazine (10 mg/kg)의 복 주입 또는 흡입을 통해 isoflurane 기화 기를 통해 isoflurane의 1.75%의 쥐. 체온을 유지 하기 위해 생리대에 쥐를 놓고.</li>
		<li>는 Recumbency 복 부에 수술에 대 한 쥐를 배치합니다. 눈 연 고를 적용 합니다. 쥐의 다리를 확장 하 고 마 취의 깊이 확인 하는 손톱으로 다리의 발바닥 표면 꼬집어. 쥐 철수 응답을 표시, 추가 마 취를 적용.</li>
		<li>는 허벅지에서 머리를 제거 하 고 전기 깎기로 쥐가 다시 낮은. 수술 사이트에 깨끗 한 거 즈로 액체 요오드를 적용 하 고 재생 거 즈 외과 사이트의 바깥쪽에 이동. 알코올 패드를 사용 하 여 동일한 원형 운동으로 액체 요오드를 닦아. 이 실험은 왼쪽과 오른쪽 수술 사이트에서 수행 됩니다. 다른 외과 사이트에서 절차를 반복 절차의 다음 단계를 수행 하는 때.</li>
		<li>지 허벅지에 피부 절 개를 만들기 위해 불 임 수술가 위 또는 메스를 사용 합니다. 무딘 수술가 위를 사용 하 여 신중 하 게 피부 밑 조직 분리 피부 후크. 대 퇴 골은 근육 내에서 볼 수 있는 피부를 보호 하.</li>
		<li>중반 허벅지 좌 골 신경 섬유는 근육에 포함 된 볼 수 있습니다 때까지 신중 하 게 대 퇴 골에 평행 하 게 근육을 분리 하는 위를 사용 합니다. 신중 하 게 주변 결합 조직 및 근육에서 중반 허벅지 좌 골 신경을 유리 후크를 사용 하 여.</li>
	</ol></li> <li>맞춤 신경 fixator ( 그림 1 및 그림 3)를 사용 하 여 장내 초점 영역에서 좌 골 신경 위치. 
	참고: 맞춤 신경 fixator 3 부품 ( 그림 3)으로 구성 됩니다. 모든 구성 요소는 투명 한 polymethylmethacrylate (PMMA)으로 이루어져 있습니다. 외부 스레드 컴포넌트의 상위 구조 나 이며 키가 2.5 m m M10XP0.7 ( 그림 4A). 중앙 잘 나 구성 요소를 통해 4.0 m m 직경 구멍은 이다. 우물의 아래 오프닝 테이프의 시트에 의해 밀봉 된다. 슬롯의 직경 1.2 m m 이며 슬롯의 중앙 비행기 및 부품의 위쪽 표면 사이의 거리는 3.1. 구성 요소 II는 본체, 4 개의 다리와 바닥 구조 ( 그림 4B) 이루어져 있다. 아래 구조체의 내부 스레드는 2.5 m m 높이 및 외부 스레드 구성 요소를 맞게 M10XP0.7 나. 중앙 구멍의 직경은 컴포넌트의 중앙 우물 같은 나. 본체의 크기는 직경에서 및 두께에서 5.4 m m 32 m m입니다. 4 개의 다리가 대칭으로 배포 됩니다. 두 개의 동일한 짧은 다리는 맞춤 설계 및 구성 III에 연결에 대 한 두 개의 동일한 긴 다리 작동. 외부 직경 및 구성 III의 높이 41 m m와 9.2 m m를 있습니다. 내부 스레드 M36XP1.0 이며 통해 구멍 직경에서 27.5 m m (< 강한 클래스 = "xfig"> 그림 4C). 원뿔 84 m m 직경에서의 최고 오프닝과 직경에서 27.5 m m의 아래쪽 오프닝 빈 테이퍼입니다. 높이 57.5 m m ( 그림 5A)입니다.
	<ol><li>실험 전에 30-60 분 살 균 물에 몸을 담근 뒤 표 백제 솔루션에 맞춤 아크릴 신경 fixator 담가.</li>
		<li>유리 후크를 사용 하 여 신경 신중 하 고 구성 요소 나의 슬롯에 넣어</li>
		<li>나사 구성 요소 II I. 채우기는 중앙 구성 요소를 잘 구성의 난 벨 &#39; 초음파 전파 및 신경 보존을 위한 s 솔루션.</li>
		<li>나사 구성 요소 III 장내 주택 콘입니다. 독 구성 요소 구성 요소 II의 4 개의 다리를 통해 구성 요소 II와 III. 
		참고: 3 부품의 기하학적 중심과 변환기 정렬 됩니다. 신경 및 변환기 사이의 거리가 신경은 장내 초점 영역 안에 보장 초점 길이.</li>
	</ol></li> <li>좌 골 신경 및 gastrocnemius 근육에 다른 쌍의 기원에 침술 바늘의 한 쌍을 삽입. 전기 동축 케이블 ( 그림 1)을 통해 전기 생리학 수집 시스템에 바늘의 각 쌍을 연결. 
	참고: 케이블의 한쪽 끝에 두 개의 바늘을 별도로 하 고 케이블의 다른 쪽 끝에 클립을 2 개의 악어입 클립은 BNC 커넥터 시스템을 연결 하는. 침술 바늘의 쌍 좌 골 신경에 자극 전극과 기록 전극을 gastrocnemius 근육에서 작동합니다.
	<ol><li>샘플링 속도 전기 생리학 수집 시스템의 대역폭을 50 kHz 및 70 Hz-3 kHz, 각각 설정. 좌 골 신경의 근원에 자극 전극에 펄스 폭 0.1 ms의 위에 최대한 자극을 적용.</li>
		<li>기록 전극에서 Cmap을 기록 하 고 전기 생리학 수집 시스템에 내장 된 앰프는 Cmap을 증폭. 
		참고: 사용 하 여 내장 앰프 전기 생리학 수집 시스템에서 신경 신호를 증폭 하 고 전기 생리학 수집 시스템과 기록 전극에서 Cmap 기록.</li>
	</ol></li> <li>상업 2.68 MHz 장내 변환기를 사용 하 여 당뇨병 neuropathic 쥐에 Cmap 억제. 
	참고: 변환기의 사양을 다음과 같이 설명 되어 있습니다: 단일 요소 구형 그릇 조리개 직경 6 cm, 5 cm의 초점 거리와 깊이 무료 분야에서 폭에서 0.8 m m 4mm의 둥글지 초점 영역.
	<ol><li>구형 원뿔, 장내 변환기 및 콘 커버는 탱크에 담가 degassed 물으로 가득 합니다. 구형 콘으로 장내 트랜스듀서를 넣고 6 헤드 나사 ( 그림 5B)에 의해 구형 콘의 최고 오프닝 콘 덮개를 해결. 물에 비해 거품의 낮은 밀도 인해 자연스럽 게 거품 구형 콘에 퇴 학, 후 투명 0.03 m m 두꺼운 테이프에 의해 원뿔의 프런트 엔드 오프닝 인감. 구형 원뿔에 나사 부품 III.</li>
		<li>Degassed 물 탱크에서 구형 콘와 부품 III 장내 변환기에 밖으로. 
		참고: 역방향 삼 투 물 연구에 사용 되는 역삼 투의 과정에 의해 순화 하는 물입니다. 역방향 삼 투 물 가스를 추방 하기 위해 삶은입니다. 냉각 후, degassed 물 개별 밀폐 탱크에서 얻은 것입니다.</li>
	</ol></li> <li>구성 요소를 넣어 신경와 근육 사이의 공간으로 내가 신중 하 게, 및 구성 요소 I. 수행 단계 4.2.3 되도록 신경은 장내의 초점 영역 안에 4.2.4의 격차에 신경 ( 그림 3A < / 강력한 >).</li>
	<li>함수 발생기 및 고주파 전력 증폭기 연결합니다. 장내 빔의 세대에 대 한 장내 변환기를 전력 증폭기를 연결 합니다. 수동으로 설정 함수 발생기의 전압 출력은 장내 변환기를 통해 전력 증폭기. 수동으로 해제 함수 발생기 장내 노출 시간이 되 면. 타이머를 사용 하 여 시간을 관찰. 
	참고: 강도 및 장내 빔이 연구에 사용 된 에너지는 2810 W/c m 2와 84 m J/m 2, 각각.</li>
	<li>동시에, 제공 전기 생리학 수집 시스템 (4.3 단계)를 통해 자극과 장내 빔 장내 시스템 (4.6 단계)을 통해 좌 골 신경에는 Cmap을 기록 하는 동안 합니다. 점차적으로 증가 3에서 좌 골 신경에 장내 노출 s, 5 8 s s Cmap의 진폭의 억제 또는 감소 관찰 때까지.
	<ol><li>레코드는 장내 전달 중 초당 한 번씩 Cmap 빔. Cmap의 진폭에 있는 변화를 관찰 한 후 장내 시스템을 해제 하 고 수동으로 기록 Cmap 초기 10 분, 연속 30 분에서 마다 5 분에서에서 2 분 마다 전기 생리학 수집 소프트웨어에 기록 아이콘을 클릭에 모든 10 분에서 마지막 녹화 시간 2 헤에 도달할 때까지 단계</li>
	</ol></li> <li>개별 구성 요소 II 및 III 신경 fixator ( 그림 3)의 절 개 사이트에서 장내 변환기를 제거 하. 별도 구성 II 그리고 난 출시 보안된 좌 골 신경. 4-0는 Cmap을 기록한 후 크롬 다 봉합으로 봉합 당뇨 쥐의 외과 사이트. 액체 요오드 수술 부위의 감염을 방지 하기 위해 적용 됩니다.
	<ol><li>난방 패드에 새 장을 놓고 쥐 동물 시설에 그들을 반환 하기 전에 그들의 감 금 소에 복구를 허용 합니다. 3 일 또는 buprenorphine (0.05-0.1 mg/kg)의 복 주사에 대 한 식 수에이 부 프로펜 쥐 제공.</li>
	</ol></li> <li>4.1.2 단계와 단계 7, 14, 28 일에는 4.3 초기 장내 쥡니다 후에 설명 된 대로 좌 골 신경 마 취 당뇨병 neuropathic 쥐의 gastrocnemius 근육의 기원에 자극 및 기록 전극 삽입. 4.3.1 4.3.2 단계를 반복 합니다.
	<ol><li>새 장을 열 패드에 놓고 쥐 동물 시설에 감 금 소를 이동 하기 전에 그들의 감 금 소에 복구할 수 있도록.</li>
	</ol></li> <li>실험 후 쥐를 안락사. 이산화탄소 챔버에 쥐를 놓습니다. 호흡 중지를 쥐에 대 일 분 정도 기다립니다. 심장 박동을 중지 되었습니다 확인 하십시오.</li>
</ol>

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</ol>

저자는 공개 없다.

당뇨병 쥐에 에서 vivo에서 neuropathic 신경의 action potentials 및 장내 치료 둘 다 관찰 된 후 차단 효과의 즉시 발생의 부분 및 임시 억제 Cmap에 28 일 후속 연구는 신경 전도의 안전 봉쇄 적절 한 장내 노출에서 실시 수 증명. 그 결과, 장내 치료의 위의 프로토콜 당뇨병 쥐에서 좌 골 신경의 가역 유도 블록에 대 한 대체 솔루션을 제공할 수 있습니다.
이 방법에서는, 아무 신경 변성, 그리고 감각 신경 시간 가벼운 신경 부상14에서 몇 일의 기간 동안 완전히 복구할 수 있습니다. 심각한 부상에 대 한 감각 회복의 시간 과정 일반적으로 몇 개월 걸립니다, 모두에서 발생 하는 경우. 또한, endoneurial 튜브 Schwann 세포 기저 lamina가 그대로 분쇄 상해15다음에 재생성 더 주변 신경 섬유 완전히. 따라서, 우리는 장내에 온화 ...

구두 약물,1, 침술 그리고 전기 신경 자극2 고통 스러운 당뇨 증의 치료를 위해 사용 되었습니다. 그러나, 구두 약물, 침술, 전기 신경 자극의 침략 작전의 부작용 치료 효능과 환자의 준수 방해. 동물 모델에서 말 초 신경의 초음파 블록 수십 년3,,45에 대 한 조사는. 큰 녹색 개구리의 좌 골 신경 생체 외에서 의 전도 0.4-대 한 초음파 노출의 10-20 펄스의 치료 후 역 저해 1.0 s6. 신경 전도 차단 한 요소는 초음파7에 의해 유도 된 온도 상승. 증 환자, 복합 근육 활동 전위 (Cmap)의 억제는 2 분8에 대 한 저 강도 초음파에 노출 비 골 신경에서 수행 되었다. 전체 복구 시간 5 분 이내 했다입니다.
최근, 식품 및 의약품 안전 청은 미국의 자 궁 유 섬유 종양9, 뼈 전이10, 전립선 암11의 고통 palliations에 대 한 비-침략 적 치료로 장내를 승인. 장내 변환기, 몸 밖에 서 음향 광선 방출 그리고 광선 다양 한 조직 매체에 있는 초점에 대상 종양에 수렴. 초점 영역 즉시 주변 조직 손상 없이 대상 종양에 대 한 지역화 된 효과 생성 하기 위해 형성 된다. 장내는 또한 신경 전도 억제 하거나 정상적인 Sprague-Dawley (SD) 쥐12의 비보에 실험에서 신경 denervation에 적용 되었다. 또한, neuropathic 신경에 장내의 단기 및 장기 효과 조사13되었습니다. 이전 결과 감각 신경 전도의 가역 또는 영구 블록 장내에 의해 적절 한 매개 변수와 함께 달성 될 수 있다고 설명 했다. 진통 응용 프로그램 외 장내 주변 및 중앙 신경 전도 봉쇄 신경과의 기초 연구 및 진통제의 개발에 대 한 구성 요소의 상대적 기여도 조사 하는 도구로 사용 수 있습니다. 따라서, 장내 차단 기술 플랫폼 동물 모델에서 주변 신경에 대 한 특정 필요 합니다. 이 문서의 목적은 부분적으로 또는 완전히 차단 장내에 의해 당뇨병 neuropathic 쥐에 주변 신경의 활동 전위에 대 한 절차를 설명 하는 것입니다. 당뇨병 쥐 모델 및 주변 neuropathic 증상의 평가 설치 되었다. 장내 플랫폼 및 실험 프로세스 쥐 좌 골 신경 치료에 대 한 특정 표시 됩니다.

<table><tbody><tr><td>streptozotocin</td><td>Sigma</td><td>85882</td><td></td></tr><tr><td>시트르산 일수화물&nbsp;</td><td>Sigma</td><td>C1909</td><td></td></tr><tr><td>구연산 삼나트륨 이수화물</td><td>Sigma</td><td>W302600</td><td></td></tr><tr><td>혈당 측정기</td><td>Roche Accu-Check Active</td><td>GC</td><td></td></tr><tr><td>전자 폰 프레이 장치</td><td>IITC 생명 과학</td><td>2390</td><td></td></tr><tr><td>핫 플레이트</td><td>IITC 생명 과학</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Biopac MP36 수집 시스템</td><td>Biopac Systems, Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>HIFU 변환기</td><td>Sonic Concepts</td><td>H108</td><td></td></tr><tr><td>함수 발생기</td><td>Agilent</td><td>33250A</td><td></td></tr><tr><td>전력 증폭기</td><td>전자 및 혁신</td><td>1040L</td><td></td></tr><tr><td>쥐&nbsp;</td><td>Biolasco 대만</td><td>Sprague-Dawley</td><td></td></tr><tr><td>Puralube 수의사 연고</td><td>Dechra</td><td></td><td></td></tr><tr><td>isoflurane 기화기</td><td>Parkland Scientific</td><td>V3000PS</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurance</td><td>Attane</td><td></td><td></td></tr><tr><td>구속 백(Decapicones)</td><td>Braintree Scientific</td><td>DC 200</td><td></td></tr></tbody></table>

당뇨병 쥐 모델에서 신경 전도 대 한 초음파 도구 차단

An Ultrasonic Tool for Nerve Conduction Block in Diabetic Rat Models

고 강도 집중 된 초음파 (장내) 변환기와 신경 전도 블록 정상과 당뇨병 동물 모델에서 최근 수행 하고있다. 장내는 적절 한 초음파 매개 변수를 사용 하 여 동안 신경 손상 없이 역 주변 신경의 전도 차단할 수 있습니다. 신경의 활동 전위의 일시적이 고 부분적인 블록이 보여줍니다 장내 통증에 대 한 유용한 임상 치료 될 가능성이 있다. 이 작품에서는 당뇨병 쥐에 에서 vivo 장내 변환기를 사용 하 여에 neuropathic 신경의 활동 전위를 억제 하는 절차를 보여 줍니다. 성인 남성 당뇨병 neuropathic 쥐 streptozotocin (STZ) 주입에 의해 생성 하는 첫 번째 단계가입니다. 두 번째 단계 전자 폰 Frey 프로브와 뜨거운 접시 STZ 유도 된 당뇨병 쥐에서 주변 당뇨병 신경 장 해를 평가 하는 것입니다. 마지막 단계는 세포 외 활동 전위 신경 장내 쥡니다에 노출의 기록 vivo에서 . 여기 보여 메서드 초음파 진통 응용 프로그램의 연구에 혜택을 받을 수 있습니다.

Vivo에서 학문, 2810 W/c m2의 3 s 쥡니다 강도에 한 장내 복용량으로는 Cmap 기준선의 20%에 의해 억제 된 하지만 그들은 (그림 2A, 다이아몬드) 30 분 후 완전히 회복 했다 거의 시연 (그림 2B, 다이아몬드) 28 일 기간에 상수. 같은 강도로 5 s 장내 노출는 Cmap 4 분 기준의 65.4% (9.5%)로 감소 및 120 분 (그림 2A, 사각형) 초기의 73.7% (12.6%)로 복구. Cmap 하루 14 (그림 2B, 사각형)까지 초기 수준으로 반환 하지 않았습니다. 때 장내 쥡니다 시간 8 증가 했다 s 같은 강도, 아래는 Cmap 분 4 (그림 2A...

이 작품 당뇨병 neuropathic 신경의 활동 전위를 차단 하 고 강도 집중 된 초음파를 적용 한 방법론을 제공 합니다.

Nerve conduction block with a high intensity-focused ultrasound (HIFU) transducer has been performed in normal and diabetic animal models recently. HIFU ...

이 초음파 기술의 전반적인 목표는 초음파 열 효과를 이용하여 말초 신경 전도를 일시적으로 차단하는 것입니다. 이 방법은 당뇨병성 말초 신경병증의 통증 완화와 같이 통증 관리 분야의 핵심적인 질문들에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 표적 신경에 대한 초음파 노출이 국소적이며 반복 가능하다는 점입니다.초음파 치료는 기간이 길고 매우 안전한 과정이므로, 이 기술의 함의는 인간의 신경병성 통증 완화에 초점이 맞춰져 있습니다. 실험 절차 시연은 Cheng Jung-Sung, Tan Joo-Shin 및 연구실의 연구 보조원들이 진행합니다. 금식시킨 수컷 Sprague-Dawley 또는 SD 쥐를 준비하고 텍스트 프로토콜에 따라 STZ 용액을 제조한 후, 26 또는 28 게이지 바늘을 사용하여 50 mg/kg STZ 용액을 1 mL 인슐린 또는 투베르쿨린 주사기에 흡입합니다.에탄올 솜으로 쥐의 주사 부위를 소독한 후, STZ 용액을 동물의 복강 내에 주사합니다. 주사 72시간 후에, 채혈침으로 꼬리 끝을 찔러 소량의 혈액을 채취하여 주사된 모든 쥐의 공복 혈장 포도당 농도를 측정합니다. 혈액 한 방울을 포도당 검사지에 묻혀 포도당 측정기에 삽입한 후 공복 혈장 포도당 수치를 기록합니다.STZ로 유도된 당뇨 쥐를 순응시키기 위해, 지름 1cm의 금속 망 바닥이 있는 케이지로 30분 동안 옮깁니다. 그 후, 뒷발 철회 반응을 평가하기 위해 강성 팁이 달린 전자식 Von Frey Probe를 사용하여 쥐의 뒷발 바닥 표면에 수동으로 압력을 가하고, 발 철회 반응이 나타날 때까지 압력을 점진적으로 높입니다. 이때 가해진 압력을 기록하고 30초 동안 대기한 후 측정을 다시 반복합니다.STZ 주입 5주 후, 텍스트 프로토콜에 따라 쥐를 마취하고 발바닥 표면을 집어 자극한 다음, 전기 클리퍼를 사용하여 허벅지와 하부 등의 털을 제거합니다. 수술 부위의 피부에 액체 요오드를 도포합니다. 그런 다음 알코올 솜을 사용하여 액체 요오드를 닦아냅니다.멸균된 메스를 사용하여 허벅지 등쪽의 피부를 절개합니다. 수술용 가위를 사용하여 피부 아래의 조직을 벌리고, 피부 후크(skin hook)를 사용하여 피부를 고정합니다. 가위로 대퇴골과 평행하게 근육을 조심스럽게 분리하여, 근육 속에 매몰되어 있는 허벅지 중간 부분의 좌골 신경 섬유가 보일 때까지 진행합니다.유리 후크를 사용하여 허벅지 중간 부분의 좌골신경을 주변 결합 조직 및 근육으로부터 조심스럽게 분리합니다. 그런 다음, 맞춤 제작된 신경 고정 장치를 사용하여 고강도 집속 초음파(HIFU) 초점 영역에 좌골신경을 위치시키기 위해, 유리 후크로 신경을 조심스럽게 들어 올려 장치의 첫 번째 구성 요소 슬롯에 넣습니다. 이어서, 두 번째 구성 요소를 첫 번째 구성 요소에 나사로 고정합니다.그 다음, 초음파 전파 및 신경 보존을 위해 Ringer's Solution을 사용하여 구성 요소 1의 중앙 웰을 채웁니다. 구성 요소 3을 HIFU 하우징 콘에 나사로 고정합니다. 그런 다음 구성 요소 2의 4개 다리를 통해 구성 요소 3을 구성 요소 2에 결합합니다.좌골신경 기점에 한 쌍의 침을 삽입하고 비복근에 다른 한 쌍의 침을 삽입한 후, 각 침 쌍을 동축 케이블을 통해 전기생리학적 획득 시스템에 연결합니다. 전기생리학적 획득 시스템의 샘플링 속도와 대역폭을 각각 50 kilohertz 및 70 hertz-3 kilohertz로 설정합니다. 그런 다음 좌골신경 기점의 자극 전극에 0.1 milliseconds의 펄스 폭으로 최대 상위 자극을 가합니다.전기생리학 측정 시스템에서 기록 전극으로부터 복합 근육 활동 전위(compound muscle action potentials, CMAP)를 기록하고, 내장 앰프를 사용하여 CMAP를 증폭합니다. 당뇨병성 신경병증 쥐의 CMAP를 억제하기 위해 상용 2.68 millihertz HIFU 트랜스듀서를 사용하려면, 구형 콘, HIFU 트랜스듀서 및 콘 커버를 탈기수가 채워진 탱크에 담급니다. HIFU 트랜스듀서를 구형 콘 안에 넣고, 6개의 헤드 나사를 사용하여 콘 커버를 구형 콘의 상단 개구부에 고정합니다.물에 비해 낮은 기포의 밀도로 인해 구형 콘 내부의 기포가 자연적으로 배출되면, 0.03 millimeter 두께의 투명 테이프를 사용하여 콘의 전단 개구부를 밀봉하십시오. 그다지 구형 콘에 구성 요소 3을 나사로 고정한 다음, 구형 콘과 구성 요소 3이 장착된 HIFU 트랜스듀서를 탈기된 수조에서 꺼내십시오. 구성 요소 1을 신경과 근육 사이의 공간에 조심스럽게 삽입하고, 구성 요소 1의 틈새에 신경이 위치하도록 배치하십시오.앞서 시연한 바와 같이 신경이 HIFU의 초점에 위치하도록 하기 위해, 구성 요소 2를 구성 요소 1에 나사로 고정합니다. 구성 요소 3을 HIFU 하우징 콘에 나사로 고정한 후, 구성 요소 2의 4개 다리를 통해 구성 요소 3과 구성 요소 2를 결합합니다. 그 다음, 초음파 전파와 신경 보존을 위해 Ringer's Solution을 사용하여 구성 요소 1의 중앙 웰을 채웁니다. 함수 발생기와 무선 주파수 전력 증폭기를 연결합니다.HIFU 빔을 생성하기 위해 전력 증폭기를 HIFU 트랜스듀서에 연결합니다. 그런 다음 함수 발생기의 전압 출력을 전력 증폭기를 통해 HIFU 트랜스듀서로 수동 설정하고, HIFU 노출 시간을 측정하기 위해 타이머를 설정합니다. HIFU 노출 시간이 종료되면 함수 발생기를 수동으로 끕니다.전기생리학적 신호 수집 시스템을 통해 자극을 전달함과 동시에 HIFU 시스템을 통해 좌골신경에 HIFU 빔을 조사하면서 CMAP를 기록합니다. CMAP의 진폭이 감소하거나 억제될 때까지 좌골신경에 대한 HIFU 노출 시간을 3초, 5초, 8초 순으로 점진적으로 늘립니다. HIFU 빔 조사 동안 초당 1회씩 CMAP를 기록합니다.CMAP의 진폭 변화를 관찰한 후, HIFU 시스템을 끄고 전기생리학 획득 소프트웨어의 Record 아이콘을 수동으로 클릭하여 2시간 동안 CMAP를 기록합니다. 신경 고정 장치 구성 요소를 제거하고 당뇨병 쥐의 수술 부위를 봉합한 뒤 쥐를 회복시킨 후, 최초 HIFU 초음파 처리 후 7일, 14일 및 28일째에 마취된 당뇨병성 신경병증 쥐에 이전과 같이 자극 및 기록 전극을 삽입하고 이 비디오의 앞부분에서 시연한 대로 추가 CMAP를 기록합니다. 이 비디오에서 시연된 생체 내 연구 결과, 2810 watts per square centimeter의 강도로 3초 동안 초음파 처리를 하는 고강도 집속 초음파(HIFU) 용량을 적용했을 때, CMAP는 기저치 대비 20% 억제되었으나 30분 후에 완전히 회복되었습니다.동일한 강도에서 5초 동안 HIFU를 조사했을 때, CMAP는 4분 후에 기저치의 65.4%로 감소했으며 120분까지 기저치의 73.7%로 회복되었습니다. CMAP는 14일째가 되어서야 기저치 수준으로 돌아왔습니다. 동일한 강도에서 HIFU 초음파 조사 시간을 8초로 늘렸을 때, CMAP는 4분 후에 기저치의 26%로 감소했으나 120분 후에는 기저치의 38%로 증가했으며, 28일째까지 점진적으로 증가하여 기저치의 74%에 도달했습니다.이 기술을 숙달하면 적절하게 수행했을 때 1시간 이내에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 시도할 때 신경을 매우 조심스럽게 다루어야 한다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 이 절차 이후에는 말초 감각 상호작용과 같은 추가적인 질문에 답하기 위해 브랜드 이지 검출(brand easy detection)과 같은 다른 방법들을 수행할 수 있습니다.이 기술의 개발 이후, 통증 관리 분야의 연구자들은 말초 신경병증의 통증 완화를 위한 새로운 에너지 양식(energistic modality)을 탐구할 수 있는 길을 열었습니다. 이 영상을 시청하고 나면, 초음파를 이용하여 쥐 모델에서 당뇨병성 신경병증 신경의 전도를 그래프로 나타내는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다. 전력 증폭기를 사용하는 작업은 매우 위험할 수 있으므로, 이 절차를 수행하는 동안 절연 작업 장갑을 착용하는 것과 같은 예방 조치를 항상 취해야 함을 잊지 마십시오.

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Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

여기서는, 쥐가이나 쥐가 nocifensive 동작 표시되는 최저 온도를 결정하는 빠른 안정적이고 간단한 절차를...

당뇨병 쥐의 열전달 Nociceptive 본부 신속한 결정

출처: Lee, YF, et al. 당뇨병 쥐 모델에서 신경 전도 차단을 위한 초음파 도구. J. Vis. 경험. (2017년)이 비디오는 당뇨병 쥐 모델에서 좌골 신경에서 비복근까지의 활동 전위를 차단하기 위해 고강도 집속 초음파(HIFU)를 사용하는 방법을 보여줍니다. HIFU 빔을 신경에 전달하면 근육 신호가 감소하면 당뇨병성 신경병성 통증 완화를 위한 비침습적 치료법으로서의 HIFU의 잠재력이 확인됩니다.

당뇨병 쥐 모델에서 신경 활동 전위를 차단하기 위한 고강도 집속 초음파 

생체 내에서 신경의 전도 특성의 측정은 신경 근육 질환의 다양한 동물 모델을 특성화 할 수있는 강력한 도구를 예시. 여기서, 우리는 마취 된 쥐의 좌골 신경의 전기 생리 분석이 수행 될 수있는 간단하고 신뢰성있는 프로토콜을 제시한다.

마우스 좌골 신경에 생체 전기 생리 측정에서

Axonal 흥분 기법 이상 및 퇴행 성 돌이킬 수 없는 이벤트를 앞 생물 변화를 검사 하는 강력한 도구를 제공 합니다. 이 원고는 마 취 쥐의 척 골 신경에 이러한 기술의 사용을 보여줍니다.

Vivo에서 Axonal 흥분 테스트 쥐 척 골 신경의 electrophysiological 측정

단일 섬유 기록은 중추 및 말초 신경계에 적용할 수 있는 효과적인 전기 생리학적 기술입니다. 부착 된 동골 신경과 함께 손상되지 않은 DRG의 준비와 함께 전도 실패의 메커니즘을 검사합니다. 두 프로토콜 모두 말초 신경계의 통증과의 관계에 대한 이해를 향상시킵니다.

전도 실패의 메커니즘을 검사하기 위해 연결된 Sciatic 신경을 가진 생체 내 단일 섬유 기록 및 손상되지 않은 등철 루트 신경절의 사용

이 프로토콜은 생체외 전기생리학적 자극을 위한 래트 전체 좌골 신경 조직의 제조를 기술하고, 환경적으로 조절된, 두 구획, 관류 식염수 욕조에서 기록한다.

Ex Vivo 신경 생리학을위한 쥐 좌골 신경의 제조

쥐의 좌골 신경통을 유도하기 위해 만성 수축 손상 모델에서 Fu의 피하 침을 사용하기 위한 프로토콜을 제시합니다.

좌골 신경통에 대한 Fu의 피하 침의 효능: 만성 수축 손상 쥐 모델의 행동 및 전기 생리학적 변화

이 프로토콜은 깨어 있는 마우스에서 척수의 초음파 자극을 위해 특별히 설계된 초음파 변환기 고정 시스템을 설명합니다. 이 방법은 고정 시스템을 사용하여 초음파 변환기의 정확한 위치를 보장하는 동시에 실험 대상자가 자극의 정밀도를 손상시키지 않고 자유롭게 움직일 수 있도록 합니다.

마우스의 척수 신경조절을 위한 초음파 변환기의 고정

여기서는 급성, 마취, 생체 내 쥐 실험에서 두 가지 유형의 척수 전기생리학적 측정을 사용하여 신경섬유 아형의 활동을 구별할 수 있는 두 가지 유형의 측정법인 국소장 전위 및 광역 동적 범위 단일 뉴런 기록을 평가하는 방법을 제시합니다.

마취된 쥐에서 말초 통증 차단을 평가하는 전기생리학적 방법

이 프로토콜은 인간 신경종 통증을 모방하고 외과적 치료를 평가하기 위해 감각 신경을 사용하는 재현 가능한 쥐 모델을 제시하여 중개 신경종 연구를 위한 귀중한 도구를 제공합니다.

복재 신경을 통한 표적 근육 재신경 분포를 사용하여 신경종 통증 치료 옵션을 연구하기 위한 새로운 외과적 설치류 모델

배우세요 고강도 집속 초음파를 이용해 당뇨병성 말초신경병증의 신경 전도를 차단하는 방법을 Sprague-Dawley 쥐 모델에서. 이 비침습적 기법은 통증 관리와 신경학 연구에 활용됩니다.

당뇨병 쥐 모델에서 신경 전도 대 한 초음파 도구 차단

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