March 17th, 2008
신경 과학 메세지가되면서 더 정교, 뇌 구조의 조사 및 회로 정확성 및 높은 해상도의 향상된 수준을 필요로합니다. 우리는 50 미크론의 팁 직경 borosilicate microcannula을 이용하여 뇌 내에 만성 주입 시스템의 준비와 주입하는 방법을 개발했습니다.
안녕하세요, 제 이름은 마일즈 커닝햄입니다. 라이언 오코너(Ryan O'Connor) 및 시드니 웡(Sydney Wong)과 함께 신경활성 물질의 지속적인 전달을 위한 마이크로 주입 시스템의 구축을 시연할 것입니다. 이 작업은 하버드 의과대학 맥린 병원의 신경 재건 실험실에서 수행되었습니다.
아낌없는지원을 해주신 Sydney rbe Foundation과 Narsad에 감사드립니다. 우리는 신경 활성 물질이 기존 전달 캐뉼라보다 팁 직경이 5-10배 작은 당겨진 Bo 규산염 유리 마이크로 캐뉼라를 통해 개별 뇌 부위에 안정적으로 전달될 수 있음을 발견했습니다. 이 슬라이드에서는 이 실험실에서 제작한 마이크로 캐뉼라 옆에 일반적으로 사용되는 스테인리스강 주입 캐뉼러를 보여줍니다.
이러한 전달 캐뉼라의 크기 감소는 연구 중인 뇌 영역에 대한 외상의 극적인 감소로 해석됩니다. 실제로 시행 중인 많은 기존 방법은 관심 영역 또는 관심 영역 내에서 병변을 생성하여 결과의 타당성을 의심하게 만듭니다. 패널 B의 50미크론 캐뉼라와 비교할 때 0.32mm 캐뉼라로 인한 국소 영역의 파괴 정도를 패널 A에서 볼 수 있습니다.
그런 다음 이러한 동일한 섹션을 h와 e로 염색하고 더 높은 출력으로 이미지화했습니다. 마이크로 캐뉼라로 인한 조직 손상 감소를 더 자세히 설명하기 위해, 마이크로 주입 시스템의 구성 요소는 플랜지가 제거된 스테인리스강 유량 조절기가 있는 zet 미니 오즈모 펌프입니다. 2-3cm의 폴리에틸렌 튜브, 맞춤형 BOA 규산염 마이크로 캐뉼라, 28게이지 가이드 와이어, 그리고 이것은 이식 준비가 된 조립된 미세 주입 시스템입니다.
여기에는 표준 수직 피펫 극성이 사용되어 원하는 사양의 마이크로 캐뉼러를 만듭니다. 수평 극선도 적합합니다. Bora 규산염 튜브는 발열체의 온도와 기둥의 장력을 변화시켜 배치되고 고정됩니다.
특정 직경과 긴 테이퍼 섕크 링크가 있는 마이크로 캐뉼러를 안정적으로 재현할 수 있습니다. Bora 실리카 튜빙을 가열하고 부드러운 압력을 가하여 튜빙에 대한 원하는 굽힘 정도를 줄입니다. 이 구부러짐은 관심 있는 뇌 대상의 깊이에 적합하고 두개골 위의 공간을 허용하는 마이크로 캐뉼라의 끝에서 거리를 두고 이루어집니다.
이 마이크로 캐뉼라 원위관의 최종 길이는 굴곡 부분이 약 9-10mm입니다. 분명히 그의 결과에 만족하지 않았습니다. Ryan은 마이크로 캐뉼라를 다시 삽입하여 미세 조정을 하고 굽힘 각도를 완벽하게 만듭니다.
다이아몬드 연필을 사용하는 것이 훨씬 좋습니다. Sydney는 굴곡부에 약 5mm 근접한 붕산 규산염 튜브를 절단하는 방법을 시연하며, 마이크로 캐뉼라의 원위 부분이 가장자리에 자유롭게 매달려 있는 단단한 표면에 튜브를 단단히 고정합니다. 그녀는 튜브를 둘레 방향으로 점수를 매깁니다.
그런 다음 부드러운 압력을 가하여 점수가 매겨진 계면에서 튜브를 깨끗하게 스냅합니다. 그런 다음 캐뉼라의 미세한 투명 팁을 영구 잉크로 채색하여 시각화를 도울 수 있습니다. 확대 상태에서 수술하는 동안 마이크로 캐뉼라의 끝을 현미해부 가위로 원하는 직경으로 절단합니다.
팁 직경은 접안렌즈 또는 현미경으로 확인할 수 있습니다. 급진적 정렬 와이어는 약 3cm 길이로 절단된 28게이지 스테인리스강 와이어로 준비됩니다. 그런 다음 집게를 사용하여 각 와이어 끝에 직경 약 2mm의 작은 고리를 만듭니다.
정렬 와이어는 마이크로 캐뉼라에 2-3cm 길이의 폴리에틸렌 튜브와 함께 페트리 접시에 배치됩니다. 마이크로 주입 시스템은 대부분의 실험실에서 흔히 사용할 수 있는 기기로 구성할 수 있습니다. 마이크로 겸자, 기존 겸자, 수술용 가위 및 지혈제는 살균을 위해 수술용 드레이프에 배치됩니다.
기기, 마이크로 주입 시스템 구성 요소 및 여러 장의 알루미늄 호일은 표준 오토클레이브를 사용하여 멸균됩니다. 유량 조절기는 포장에서 조심스럽게 꺼내 멸균 페트리 접시에 넣습니다. 지혈기로 단단히 고정하고 플라스틱 플랜지를 가위로 스테인리스 스틸 변조기 튜브에서 제거합니다.
미니 삼투압 펌프도 포장에서 꺼내 멸균 페트리 접시에 넣습니다. 스테인레스 스틸 튜브는 약 2-3 밀리미터 정도의 폴리에틸렌 튜브에 삽입되고, 두 개는 광 활성 에폭시를 사용하여 함께 밀봉됩니다. 우리는 섬세한 작업을 위해 신경 실험실의 Lummi 본드를 사용하고, 하나의 CC 주사기에 Lummi 본드를 채우고, 밝은 빛 아래에서 27 게이지 바늘을 어플리케이터로 사용하여 Lumon이 단 몇 초 만에 경화합니다.
미니 삼투압 펌프는 똑바로 세운 상태로 유지하고 제조업체에서 제공하는 충전 바늘을 사용하여 조심스럽게 주입하여 충전됩니다. 펌프에 주입되는 유체량을 관찰하고 펌프가 완전히 채워졌는지, 결함이 없는지 확인하기 위해 주입 전후에 펌프의 무게를 측정하는 것이 좋습니다. 펌프를 재사용하지 않는 것이 좋습니다.
그런 다음 폴리에틸렌 튜브가 부착된 전체 변조기가 미니 삼투압 펌프 내에 삽입됩니다. 펌프 내의 유체는 폼 모듈레이터가 삽입될 때 폴리에틸렌 튜브로 강제로 주입됩니다. 유체로 채워진 폴리에틸렌 튜브의 초기 거리가 기록되어 있으며 배양 12시간 후 섭씨 39도에서 배양 및 멸균 식염수로 펌프를 활성화한 후 증가하는 것을 관찰해야 합니다.
활성화된 미니 삼투압 펌프는 멸균 식염수에 잠겨 있어 미세 주입 시스템 구성의 최종 단계를 위한 공기가 없는 환경을 제공합니다. 소형 게이지 플라스틱 튜브가 장착되고 펌프에 포함된 것과 동일한 용액으로 채워진 주사기는 폴리에틸렌 튜브의 채워지지 않은 부분에서 공기를 대체하는 데 사용됩니다. 마이크로 캐뉼러 내부의 공기는 변위되어야 합니다.
유사하게, 폴리에틸렌 튜브의 말단부는 마이크로 겸자로 약간의 확장이 필요할 수 있으며 마이크로 캐뉼라의 근위 말단이 삽입됩니다. 전체 시스템에는 이제 공기나 데드 스페이스가 없으며 식염수 수조에서 제거하고 멸균 원인으로 건조하게 구입할 수 있습니다. 그런 다음 루마 본드를 적용하여 마이크로 캐뉼라를 폴리에틸렌 튜브에 고정하여 미니 삼투압 펌프의 유속을 약 1/2로 줄이기 위해 멸균 핫 파라핀을 작은 페트리 접시에 붓고 미니 삼투압 펌프의 근위 1/2을 잠시 잠깁니다.
여분의 파라핀을 제거하고 미세주입 시스템을 멸균 식염수에 다시 넣고 수술할 때까지 보관합니다. 외과적 이식 직전. 가이드 와이어는 마이크로 캐뉼러의 굽힘에 부착됩니다.
가이드 와이어의 세로축은 뇌 조직으로 들어가는 마이크로 캐뉼라 부분과 정렬되고 루몬으로 고정됩니다. 그 위치에서. 그런 다음 마이크로 주입 시스템을 입체 기구 매니퓰레이터에 배치할 수 있습니다.
가이드 와이어는 매니퓰레이터 암 클램프로 고정되고 펌프는 멸균 봉합사 루프로 위에서 묶여 있습니다. 이것은 무게를 지탱하고 마이크로 캐뉼라가 집게로 가이드 와이어를 조심스럽게 구부려 두개골 표면에 수직으로 완벽하게 정렬될 수 있도록 하며, 그런 다음 표준 입체 절차를 사용하여 미세 주입 시스템을 이식할 수 있습니다. boel tubing은 접착제로 두개골 표면에 고정됩니다.
우리는 낮은 프로필의 받침대를 조각하기 위해 den mat Jaron을 사용합니다. 준비물 위로 연장되는 여분의 가이드 와이어는 받침대 표면과 같은 높이로 절단됩니다. 고속 드릴에 부착된 절단 휠을 사용하여 미니 삼투압 펌프를 동물 스케이프 사이에 피하로 배치할 수 있습니다.
현재 방법은 기존 기술에 비해 많은 이점을 제공합니다. 실험 동물의 종과 나이를 수용하기 위해 맞춤 제작할 수 있습니다. 실리카 튜브는 동물 두개골의 표면에 맞게 만들 수 있습니다.
그러므로, 안전한 로우 프로파일 고정이 가능하고 큰 두개골 받침대가 필요하지 않기 때문에, 유선형의 마이크로 주입 받침대를 통해 수술 상처를 쉽게 봉합할 수 있으므로, 동물에 대한 불편함뿐만 아니라 감염의 위험을 줄일 수 있으며, 두개골에 시스템을 고정하는 데 더 적은 표면적이 필요합니다. 그러므로, 추가 또는 후속 절차는 더 큰 받침대로부터의 간섭 없이 수행될 수 있다. 그러나 가장 중요한 것은 이 방법이 주입 부위의 국소 환경에 대한 침입성과 외상을 줄여 관찰자 효과를 최소화
한다는 것입니다.이것이 적극적인 관찰이 관찰되는 현상에 대해 만드는 변화입니다.
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이 기사는 뇌 내의 만성 주입 시스템의 제작 및 이식을 위한 방법을 제시합니다. 50 마이크론의 팁 직경을 가진 붕규산염 마이크로 캐뉼라를 사용하여 이 기술은 신경 활성 물질의 전달 정확도를 향상시킵니다.