인공 와우 수술 및 C57BL/6 마우스에 전기 evoked 청각 Brainstem 응답 기록
2019년 1월 9일
달팽이 관 임 플 란 트의 동물 모델 영구 난청 전기 자극 치료의 기술 기반 지식을 사전 수 있습니다. 이 연구는 급성 굉음을 쥐 청각 brainstem 응답 기능 평가 있는 전극 배열 인공 와우 이식 수술 프로토콜을 제공합니다.
인공와우의 동물 모델은 전기 자극으로 영구적인 감각 신경 난청 을 치료하는 기술적 기반에 대한 지식을 발전시킬 수 있습니다. 이 프로토콜은 마우스에 있는 심각한 귀가 들리지 않고 인공와우 이식을 보여줍니다. 그리고 청각 뇌 줄기 반응과 달팽이관 임플란트 자극의 기능적 평가.
마우스에서 인공와우 수술을 수행하는 몇 가지 주요 과제는 달팽이관의 작은 크기와 둥근 창 틈새 시장 근처의 대형 저질 동맥의 존재입니다. 정상적인 청력 상태를 측정하기 위해 음향 폼을 1밀리리터 주사기에 적재하고 마취된 8~12주 된 C57 블랙 6 마우스의 반대외운에 100~200마이크로리터의 거품을 주입하여 침경뇌 줄기 반응을 입각성 귀에서 분리하여 모든 귀에 밀접하게 전달되도록 주의하십시오. 다음으로, 입각형 귀에서 스피커 10센티미터를 놓고 70%에탄올로 aVR 전극을 청소합니다.
입각 귀의 정점 아래 피부 아래에 기준 전극을 놓고 정점의 피부 아래에 활성 전극을 놓습니다. 뒷다리의 피부 아래에 접지 전극을 넣습니다. 헤드 스테이지와 프리앰프를 광섬유 포트를 통해 청각 프로세서에 연결합니다.
그리고 활성 및 기준 전극의 임피던스를 확인합니다. 전극이 동일한 임피던스를 표시하면 방음 부스를 닫고 클릭 자극을 표시합니다. 적절한 복잡한 청각 프로세서 및 소프트웨어로 무료 필드 조건에서 aVR을 기록합니다.
클릭 자극을 0.1밀리초 단일 채널 모노파시 클릭으로 표준화하여 21 헤르츠에서 표시되는 클릭 레벨은 90데시벨에서 10데시벨 단계로 10밀리초 의 음압 레벨로 감소합니다. 그런 다음 aVR 임계값을 인식 가능한 aVR 웨이브 응답으로 가장 낮은 데시벨 수준으로 결정합니다. 귀가 들리지 않도록 마우스를 오른쪽에 놓고 기도가 열려 있도록 신체를 똑바로 유지하십시오.
입시측 귀 뒤에 있는 털을 제거하고 순차적인 70%에탄올 용액과 포비도오-요오드 솔루션 스크럽으로 노출된 피부를 소독합니다. 해부 현미경으로 동물을 이동하고 16 배 목표와 메스를 사용하여 1 - 1 센티미터 반 후소변 절개를합니다. 25~40배율 하에서, 포셉을 사용하여 노출된 피하 지방 층을 무디게 하고 흉부라고도마스토이드 근육을 철회하여 팀패닉 불라 간음절을 드러냅니다.
얼굴 신경은 흉골 의 뒤쪽 등쪽 가장자리를 감싸고 피나쪽으로 외이도를 따라 장밋빛으로 실행됩니다. 청각 황소의 식별을위한 랜드 마크로 얼굴 신경을 사용하여 부드럽게 황소에 대한 액세스를 위해 절개에 자기 유지 re트랙터 도구를 배치합니다. 황소의 메디오도르살 부위를 과도하게 배합하여 황소와 마스토이드 과정 사이의 능선을 명확하게 시각화하고 30 개의 거지 바늘을 불라로 부드럽게 회전하여 능선의 후방 우수한 측면에 구멍을 생성합니다.
작은 뼈 조각을 미세한 기울어진 집게로 꼬집어 중이 구멍이 노출될 때까지 황소 절제술을 넓히게 합니다. 둥근 창 틈새 시장이 뼈를 덮치 때까지 매스토이드 프로세스쪽으로 구멍을 확장합니다. 가장 중요한 단계는 창 틈새 시장을 준비하는 것입니다.
변태 동맥을 손상시키지 않도록 시간을 내어야 합니다. 테이프동맥을 손상시키지 않도록 주의하고, 전방에서 황소 절제술을 확장하여 타원형 창에 연결된 중이 뼈인 스테이프를 시각화합니다. 그런 다음 스테이프를 제거하여 타원형 창을 노출합니다.
이토독성제를 적용하려면 무딘 30개의 구지 바늘을 사용하여 둥근 및 타원형 창 막을 부드럽게 천공을 하여 peri림프가 다 떨어지는 것을 확인합니다. 그리고 30 게이지 바늘을 장착한 밀리리터 주사기를 사용하여 타원형 창을 통해 PBS에 용해된 부피 네오마이신에 의해 0.2 밀리리터의 5%의 무게를 서서히 견딜 수 있습니다. 에이전트의 전체 볼륨이 전달되었을 때 경질 창에 용액을 주입하여 창 골격 구조를 손상시키지 않도록주의하십시오.
그리고 둥근 창과 타원형 창 틈새 시장 안에 네오마이신에 흠뻑 젖은 1 평방 밀리미터 의 스폰지 를 놓습니다. 그런 다음 방신을 제거하고 절개를 닫고 30 분 후에 입증 된 대로 청각 장애가있는 음향 aVR을 기록합니다. 달팽이관 임플란트 전극 어레이를 삽입하려면 리트랙터 도구를 절개에 다시 배치하여 불라에 다시 액세스하고 전극 어레이를 스칼라 티파니에 삽입하여 배열의 네 번째 백금 링이 둥근 창 바로 안쪽에 위치하도록 합니다.
전극 어레이의 삽입도 까다로울 수 있습니다. 따라서 와이어를 리드하는 하나의 forcep 도구를 사용하여 좋은 삽입 각도를 찾고 다른 하나는 배열을 삽입합니다. 황소 내부의 리드 와이어를 코일하고 황소 위의 조직에 와이어를 접착제.
리트랙터를 조심스럽게 제거하고 조직 접착제로 삽입을 닫은 후 스케일펠을 사용하여 목에서 0.5 밀리미터 절개를 하고 활성 및 참조 aVR 전극이 있는 곳 사이의 선에 수직으로 만듭니다. 접지공을 삽입에 놓고 전극 어레이 보드를 동물 자극기 플랫폼에 연결합니다. 성능 및 전기 aVR을 위해 이전에 설명한 대로 전극을 배치하고 동물 자극기 플랫폼 소프트웨어를 엽니다.
그런 다음 전기 펄스 자극 패러다임을 정의하고 TBT 헤드 스테이지, 프리 앰프 및 청각 프로세서를 통해 지속적으로 erpg 전기 aVR 응답을 기록하는 전기 펄스 열차를 제시한다. 외과 적 청력 임계값을 사전 및 게시하는 것은 귀가 들리지 않는 절차의 기능적 판독역할을합니다. 타원형 및 둥근 창에 5 %의 네오마이신을 국소 적용하여 클릭 한 청력 임계값을 크게 증가시킵니다.
인코일라 전극 포스트 귀가 들리지 않는 전기 자극은 전기 aVR 활성을 안정적으로 생성할 수 있다. 경우에 따라, 인공와우 자극은 안면 신경을 활성화하고 3밀리초 전후의 Wave III의 급속한 증폭을 특징으로 하는 짧은 대기 시간으로 높은 진폭파를 생성하고 안면 신경의 직접적인 반응일 가능성이 높거나, 5~6밀리초 정도 나타나는 긴 대기 시간이 비 청각 myogenic 반응일 가능성이 높습니다. , 얼굴 신경에 의해 간접적으로 호출됩니다. 이 연구에서 우리는 달팽이관 임플란트 마우스 모형이 또한 인공와우 임플란트가 작고 수술:도전적이다는 것을 보여주었습니다.
이 절차를 시도하는 동안, aVR 기록에서 전기 전도 반응을 제거하고 대부분의 C.I.사용자에서 발견 된 탈모를 모방하기 위해 귀가 먹는 프로토콜을 고려하는 것이 중요합니다. 요약하면, 인간 청각 장애의 유전 모델의 증가와 마우스에서 사용할 수있는 생물 의학 도구는 인공 와우 를 포함하여 도구 연구를위한 매력적인 동물 모델을 만든다.
개요
이 연구는 영구적인 감각신경성 난청 치료의 기술적 기반을 조사하기 위해 생쥐에서의 달팽이관 이식 수술 프로토콜을 자세히 설명합니다. 이 연구에는 청각 뇌간 반응을 사용한 급성 난청 유발 및 기능 평가 방법이 포함되어 있으며, 달팽이관의 작은 크기와 같은 문제를 해결합니다.
주요 연구 요소
과학 분야
- 신경과학
- 청각 연구
- 전기생리학
배경
- 연구는 달팽이관 이식을 탐구하기 위해 동물 모델을 이용합니다.
- 영구적인 감각신경성 난청은 중요한 건강 문제입니다.
- 이 프로토콜은 달팽이관 이식 수술 기술을 개선하는 것을 목표로 합니다.
- 큰 고막 동맥의 존재는 수술적 도전 요소를 나타냅니다.
연구 목적
- 청력 회복을 위한 달팽이관 이식에 대한 이해를 발전시키기 위해.
- 생쥐에서의 급성 난청을 위한 신뢰할 수 있는 수술 프로토콜을 수립하기 위해.
- 청각 뇌간 반응을 통해 기능적 결과를 평가하기 위해.
사용된 방법
- 이 방법은 C57BL/6 생쥐에서의 수술적 개입을 포함합니다.
- 모델은 급성 난청 및 달팽이관 이식에 중점을 둡니다.
- 청각 뇌간 반응을 사용하여 기능 평가가 수행됩니다.
- 주요 단계에는 원형 창 틈의 준비 및 전극 배열의 삽입이 포함됩니다.
- 수술 후 청력 임계값은 절차의 결과로 측정됩니다.
주요 결과
- 이 프로토콜은 안전하고 효과적인 난청 유발 및 달팽이관 이식을 가능하게 합니다.
- 전기생리학적 평가는 이식 후 청력 임계값의 중요한 변화를 나타냅니다.
- 이 연구는 중요한 구조물을 손상시키지 않기 위한 신중한 수술 기술의 중요성을 강조합니다.
- 결과는 달팽이관 이식 연구를 위한 모델로서 생쥐 사용의 타당성을 지지합니다.
결론
- 이 연구는 생쥐에서의 달팽이관 이식을 위한 재현 가능한 프로토콜을 보여줍니다.
- 이는 청력 회복 기술에 대한 추가 조사를 위한 이 모델의 잠재력을 강조합니다.
- 연구 결과는 달팽이관 이식과 관련된 수술적 도전에 대한 이해에 영향을 미칩니다.
자주 묻는 질문
Executive Industry Relevance
Establishing reliable murine models for cochlear implant research enables preclinical evaluation of neuroprosthetic technologies and supports target validation in auditory pathway therapeutics. This protocol addresses a critical bottleneck in translational hearing research by providing a reproducible surgical approach for acute deafening and electrode implantation in genetically tractable mice. The model facilitates mechanistic de-risking of implant design and stimulation paradigms prior to large-animal or clinical studies.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of genetic mechanisms underlying sensorineural hearing loss using C57BL/6 mice with available disease models.
- Operational Value: Provides a standardized surgical workflow for consistent cochlear implant placement and functional assessment via eABR.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates quantitative electrophysiological readouts (eABR thresholds) to evaluate implant efficacy and stimulation parameters.
- Operational Value: Establishes a reproducible assay platform for comparing electrode designs or ototoxic dosing regimens.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Supports preclinical validation of cochlear implant functionality in a disease-relevant system with controlled deafening.
- Operational Value: Enables longitudinal assessment of implant stability and neural response consistency post-surgery.
Pipeline & Workflow Integration
This method integrates into the discovery continuum from target validation through lead optimization by providing functional auditory readouts that inform neuroprosthetic design decisions.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of gene-environment interactions in hearing loss models via controlled cochlear perturbation.
- Screening: Delivers standardized eABR outputs for quantitative comparison of implant performance across experimental conditions.
- Analytics: Enables threshold shift analysis and wave morphology assessment to quantify neural response fidelity.
- Translational Research: Bridges acute surgical intervention with functional outcomes relevant to human cochlear implant performance.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable surgical and electrophysiological platform for iterative neuroprosthetic development.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Reduces mechanistic ambiguity in implant-neural interface studies through direct electrophysiological measurement.
- Operational Value: Enhances reproducibility in multisite studies via standardized surgical and deafening protocols.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions in neuroprosthetic development by providing early functional validation data.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of implant candidates based on threshold shift and response reliability metrics.
Implementation Considerations
- Requires expertise in microsurgery, electrophysiology, and ototoxic agent handling.
- Demands microsurgical instrumentation, auditory brainstem response systems, and sterile field maintenance.
- Necessitates cross-functional alignment between surgical, neurophysiology, and data analysis teams for consistent eABR interpretation.
- Involves adaptation considerations for different mouse strains or genetic backgrounds affecting cochlear anatomy.
- Limited by the technical challenge of preserving cochlear microstructures during round window niche preparation.
