Methodenartikel

Fabricage van de Composite Regeneratieve Perifere Nerve Interface (C-RPNI) in de Adult Rat

DOI:

10.3791/60841

⸱

25 februari 2020

 ,  ,  , 
1Department of Surgery, Division of Plastic Surgery, University of Michigan, Ann Arbor, 2Department of Biomedical Engineering, University of Michigan, Ann Arbor

In dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Het volgende manuscript beschrijft een nieuwe methode voor het ontwikkelen van een biologisch, gesloten lus neurale feedback systeem genoemd de samengestelde regeneratieve perifere zenuwinterface (C-RPNI). Deze constructie heeft de mogelijkheid om te integreren met perifere zenuwen om efferent motorsignalen te versterken en tegelijkertijd afferente zintuiglijke feedback te geven.

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Recente vooruitgang in neuroprotheses hebben mensen die leven met extremiteit verlies in staat gesteld om vele functies inheems in de afwezige extremiteit te reproduceren, en dit wordt vaak bereikt door integratie met het perifere zenuwstelsel. Helaas worden momenteel gebruikte methoden vaak geassocieerd met aanzienlijke weefselschade die langdurig gebruik voorkomt. Bovendien, deze apparaten missen vaak een zinvolle mate van zintuiglijke feedback als hun complexe constructie dempt alle trillingen of andere sensaties een gebruiker kan eerder afhankelijk zijn geweest bij het gebruik van meer eenvoudige protheses. De samengestelde regeneratieve perifere zenuwinterface (C-RPNI) werd ontwikkeld als een stabiele, biologische constructie met de mogelijkheid om efferentmotorzenuwsignalen te versterken en tegelijkertijd afferente zintuiglijke feedback te geven. De C-RPNI bestaat uit een segment van vrije huid en spiertransplantatie beveiligd rond een doel gemengde sensorimotorische zenuw, met preferentiële motorische zenuw reinnervation van de spiertransplantatie en zintuiglijke zenuw reinnervation van de huid transplantatie. Bij ratten heeft deze constructie de generatie van samengestelde spieractiemogelijkheden (CMAP's) aangetoond, waardoor het signaal van de doelzenuw van het micro- tot milli-voltniveau wordt versterkt, met signaal-ruisverhoudingen van gemiddeld ongeveer 30-50. Stimulatie van de huidcomponent van de constructie genereert samengestelde sensorische zenuwactie potentialen (CSP's) bij de proximale zenuw. Als zodanig heeft deze constructie veelbelovende toekomstige nut naar de realisatie van de ideale, intuïtieve prothese.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Extremiteit amputaties beïnvloeden bijna 1 op 190 Amerikanen1, en hun prevalentie zal naar verwachting toenemen van 1,6 miljoen vandaag tot meer dan 3,6 miljoen in 20502. Ondanks gedocumenteerd gebruik voor meer dan een millennium, moet de ideale prothese nog worden gerealiseerd3. Momenteel bestaan er complexe protheses die in staat zijn om meerdere gewrichtsmanipulaties te maken met het potentieel om veel motorische functies van de inheemse extremiteit4,5te reproduceren. Deze apparaten worden echter niet als intuïtief beschouwd, omdat de gewenste prothesebeweging meestal functioneel gescheiden is van het ingangssignaal. Gebruikers beschouwen deze "geavanceerde protheses" doorgaans moeilijk te leren en daarom niet geschikt voor dagelijks gebruik1,6. Bovendien bieden complexe protheses die momenteel op de markt zijn geen noemenswaardige mate van subtiele zintuiglijke feedback voor adequate controle. Het gevoel van aanraking en proprioceptie zijn van vitaal belang voor het uitvoeren van dagelijkse taken, en zonder deze, eenvoudige handelingen zoals het oppakken van een kopje koffie worden belastend als het volledig afhankelijk is van visuele signalen7,8,9. Om deze redenen worden geavanceerde prothesen geassocieerd met een aanzienlijke mate van mentale vermoeidheid en worden ze vaak omschreven als omslachtig en onbevredigend5,10,11. Om dit aan te pakken, hebben sommige onderzoekslaboratoria protheses ontwikkeld die een beperkte mate van zintuiglijke feedback kunnen bieden via directe neurale interactie12,13,14,15, maar feedback is vaak beperkt tot kleine, verspreide gebieden op de handen en vingers12,13, en sensaties werden opgemerkt als pijnlijk en onnatuurlijk op keer15. Veel van deze studies missen helaas een merkbare follow-up op lange termijn en zenuwhistologie om lokale weefseleffecten af te lijnen, terwijl het opmerken interface mislukking op de schaal van weken tot maanden16.

Voor deze populatie, zou de ideale prothese apparaat high fidelity motorische controle naast zinvolle somatosensorische feedback uit de omgeving van het individu gedurende hun hele leven. Cruciaal voor het ontwerp van deze ideale prothese is de ontwikkeling van een stabiele, betrouwbare interface die gelijktijdige overdracht van afferente somatosensorische informatie met efferent motorsignalen mogelijk zou maken. De meest veelbelovende van de huidige mens-machine interfaces zijn die rechtstreeks interageren met het perifere zenuwstelsel, en recente ontwikkelingen op het gebied van neuro-geïntegreerde protheses hebben gewerkt aan het overbruggen van de kloof tussen bio-elektrische en mechanische signalen17. De huidige interfaces die worden gebruikt zijn: flexibele zenuwplaten14,15,18, extra neurale manchetelektroden13,19,20,21,22,23, weefseldoordringende elektroden24,25,31,32, en intrafascicular elektroden26,27 ,28. Elk van deze methoden heeft echter beperkingen aangetoond met betrekking tot zenuwspecificiteit, weefselletsel, axonale degeneratie, myelineuitputting en/of littekenweefselvorming geassocieerd met chronische inwonende reactie van het vreemde lichaam16,17,18,19. Meer recent, is het gepostuleerd dat een bestuurder achter uiteindelijke geïmplanteerde elektrode mislukking is het significante verschil in moduli Young's tussen elektronisch materiaal en inheemse neurale weefsel. Hersenweefsel is onderworpen aan aanzienlijke microbeweging op een dagelijkse basis, en het is theorie dat de shear stress veroorzaakt door verschillen in moduli Young veroorzaakt ontsteking en uiteindelijke permanente littekens30,31,32. Dit effect wordt vaak verergerd in de ledematen, waar perifere zenuwen zijn onderworpen aan zowel fysiologische microbeweging en opzettelijke extremiteit macromotion. Als gevolg van deze constante beweging, is het redelijk om te concluderen dat het gebruik van een volledig abiotische perifere zenuwinterface is niet ideaal, en een interface met een biologische component zou meer geschikt zijn.

Om aan deze behoefte aan een biologische component tegemoet te komen, ontwikkelde ons laboratorium een biotische zenuwinterface die de Regeneratieve Perifere Zenuwinterface (RPNI) wordt genoemd om getransecteerde perifere zenuwen in een resterende ledemaat te integreren met een protheseapparaat. RPNI fabricage omvat chirurgisch implanteren van een perifere zenuw in een autologe vrije spiertransplantatie, die vervolgens revasculariseert en reinnervates. Ons lab heeft deze biologische zenuwinterface in de afgelopen tien jaar ontwikkeld, met succes in het versterken en overbrengen van motorische signalen in combinatie met geïmplanteerde elektroden in zowel dier- als menselijke proeven, waardoor een geschikte prothesecontrole met meerdere vrijheidsgraden2,34. Daarnaast hebben we afzonderlijk aangetoond zintuiglijke feedback door het gebruik van perifere zenuwen ingebed in huidtransplantaties, de naam van de Dermal Sensory Interface (DSI)3,35. In meer distale amputaties, met behulp van deze constructies tegelijkertijd is haalbaar als motor en zintuiglijke fascicles binnen het doel perifere zenuw kan operatief worden gescheiden. Echter, voor meer proximale niveau amputaties, dit is niet haalbaar als gevolg van vermenging van motorische en zintuiglijke vezels. De Composite Regenerative Peripheral Nerve Interface (C-RPNI) is ontwikkeld voor meer proximale amputaties, en het gaat om het implanteren van een gemengde sensorimotorische zenuw in een constructie bestaande uit vrije spiertransplantatie beveiligd om een segment van dermale graft (Figuur 1). Perifere zenuwen tonen preferentiële gerichte reinnervation, dus zintuiglijke vezels zal re-innervate de huidtransplantatie en motorvezels, de spiertransplantatie. Deze constructie heeft dus de mogelijkheid om tegelijkertijd motorsignalen te versterken en tegelijkertijd somatosensorische feedback te geven36 (figuur 2),waardoor de ideale, intuïtieve, complexe prothese kan worden gerealiseerd.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Alle dierproeven worden uitgevoerd onder goedkeuring van het Committee on the Use and Care of Animals van de Universiteit van Michigan.

OPMERKING: Donorratten krijgen gratis toegang tot voedsel en water voorafgaand aan huid- en spierdonatieprocedures. Euthanasie wordt uitgevoerd onder diepe anesthesie, gevolgd door intra-cardiale kaliumchloride-injectie met een secundaire methode van bilaterale pneumothorax. Elke stam van rat kan theoretisch worden gebruikt met dit experiment; echter, ons laboratorium heeft consistente resultaten bereikt in zowel mannelijke als vrouwelijke Fischer F344 ratten (~ 200-250 g) op twee tot vier maanden oud. Donorratten moeten isogenisch zijn voor de experimentele ratten.

1. Bereiding van het huidtransplantaat

  1. Verdoven donorrat in een inductiekamer met behulp van een oplossing van 5% isoflurane in zuurstof op 0,8-1 L/min. Zodra de rat is verdoofd, verwijderen uit inductiekamer en plaats op een herademende neuskegel, het verlagen van de isoflurane tot 2-2,5% voor het behoud van anesthesie.
  2. Beheer een oplossing van 0,02-0,03 mL Carprofen (50 mg/mL) in 0,2 mL steriele zoutoplossing onderhuids tussen de schouderbladen voor analgesie.
  3. Breng kunstmatige tranen zalf aan beide ogen om hoornvlieszweren te voorkomen.
  4. Met behulp van tondeuse, scheer de gehele onderste achterpoot (s), enkel gebied, en zijden van de poot (s).
  5. Reinig gekozen achterpoot en plantaire oppervlak van poot met alcohol, gevolgd door iodopovidone oplossing, eindigend met een laatste reiniging met alcohol om resterende iodopovidone te verwijderen.
  6. Met behulp van een hand-held micro motor hoge snelheid boor met een verwijderbare ronde fijne grit polijsten steen (4000 rpm), bramen de plantaire oppervlak van de poot om de opperhuid te verwijderen. Tijdens het begraven, van toepassing druppels van zout om niet te verbranden van de huid. De onderliggende dermis zal een glanzend uiterlijk hebben met pinpoint bloeden.
  7. Breng een tourniquet aan op het onderste uiteinde om de bloedstroom te vertragen.
  8. Verwijder de plantaire huid scherp met een #15 scalpel en plaats in zoutbevochtigd gaas om uitdroging te voorkomen. Sommige tendineuze en bindweefsel zal inherent worden verwijderd met de huid in deze stap en zal later worden verwijderd.
  9. Breng gaaswrap aan op de bloedende voet om een langzame bloeding te vertragen. Herhaal stap 1.5-1.9 als u twee constructies maakt.
  10. Onder een microscoop (20x vergroting), verwijder het pezen en bindweefsel uit de diepe laag van de huidtransplantatie met behulp van micro-schaar. Zorg ervoor dat er geen gaten in het transplantaat worden. De verdunde huidtransplantatie moet licht ondoorzichtig zijn met alleen dermis, met een grootte van ongeveer 0,5 cm x 1,0 cm.
  11. Plaats in zoutbevochtigd gaas tot klaar voor C-RPNI construct fabricage. Grafts moeten worden gebruikt binnen 2 uur na de oogst.

2. Voorbereiding van de spiertransplantatie

  1. Maak een longitudinale incisie langs het voorste aspect van de onderste achterpoot van net boven de enkel tot net onder de knie met een #15 scalpel. Ontleed door onderhuids weefsel om het onderliggende spierstelsel bloot te leggen.
  2. Bij het distale aspect van de incisie, bloot de tendineuze invoegingen van de onderste ledematen spierstelsel. Tibialis anterior (TA) is meestal de grootste en meest voorste van de spieren, en net onder en achterste aan deze spier ligt de extensor digitorum longus (EDL). Isoleer de distale EDL-pees van de andere pezen in het gebied, waarbij ervoor wordt gezorgd dat de invoeging ervan op dit moment niet wordt ingesneden.
  3. Zorg voor isolatie van de juiste pees door beide tanden van een tang onder de pees in te brengen en opwaartse druk uit te oefenen door de tangen te openen om peesexcursie te veroorzaken. Manipulatie van deze pees moet ervoor zorgen dat alle tenen tegelijkertijd uit te breiden.
  4. Voer een distale tenotomy uit met een scherpe irisschaar en scheid de spier van de omliggende weefsels botweg met tenotomies (of andere bot-getipte schaar) die proximally werken om de tendineuze oorsprong te vinden.
  5. Zodra de proximale pees is gevisualiseerd, opnieuw uit te voeren een tenotomy gebruik te maken van scherpe iris schaar. Plaats de spiertransplantatie in een zoutbevochtigd gaas om uitdroging te voorkomen.
  6. Zodra alle gewenste grafts zijn verwijderd uit een donorrat, euthanaseren in de eerste plaats door intra-cardiale KCl injectie (1-2 mEq K +/kg), gevolgd door secundaire euthanasie met bilaterale punctie pneumothorax met een #15 mes.

3. Gemeenschappelijke peroneale zenuwisolatie en voorbereiding

  1. Verdoven en analgesie bieden aan de experimentele rat volgens protocol beschreven in de stappen 1.1-1.3.
  2. Scheer de gewenste dij en reinig met alcohol, betadine, eindigend met alcohol om sporen van betadine te verwijderen.
  3. Verplaats het dier van chirurgische prep tafel naar chirurgische microscoop tafel en plaats op verwarming pad met temperatuur sonde voor lichaamstemperatuur onderhoud. Handhaven isoflurane op 2-2,5% en zuurstof op 0,8-1 L/min.
  4. Markeer de incisie, die zich uitstrekt van alleen distale tot heupinkeping tot het inferieure gedeelte van de knie. Deze markering moet inferieur zijn aan, en schuin uit de buurt van, het dijbeen. Maak de incisie met een #15 mes ingesneden door de onderliggende biceps femoris fascia.
  5. Ontleden zorgvuldig door de biceps femoris spier met ofwel een hemostat of stomp-getipt micro-schaar aan de ruimte onderliggende biceps femoris.
    OPMERKING: De heupzenuw reist ongeveer in dezelfde richting als de eerste incisie die werd gemaakt. Er zijn drie takken, meestal met suralzenuw achterste en gemeenschappelijke peroneale en tibiale zenuw reizen oppervlakkig en diep naar de knie, respectievelijk.
  6. Na identificatie van de gemeenschappelijke peroneale (CP) zenuw, met behulp van een paar micro-, fijn getipttangen en micro-schaar, zorgvuldig isoleren van de CP zenuw van de andere heuptakken en verwijder eventuele aanhoudende bindweefsel distally.
  7. Op het punt waar de zenuw het oppervlak van de knie kruist, scherp transect de zenuw met een paar micro-schaar.
    OPMERKING: Het gebruik van een scherpe schaar is uiterst belangrijk in deze stap als het veroorzaken van een aanzienlijk trauma aan de zenuw kan het risico van neuroma vorming te verhogen.
  8. Maak het resterende bindweefsel voorzichtig vrij van de CP-zenuw en werk proximally om de zenuw vrij te maken tot een lengte van ongeveer 2 cm.

4. C-RPNI-constructie

  1. Verwijder de spiertransplantatie uit zoutbevochtigd gaas en verwijder alle centrale pezen weefsel evenals een klein centraal segment van epimysium. Laat de pezen eerige uiteinden intact.
  2. Met behulp van een 8-0 nylon hechting, zet het epineurium van het getransecteerde uiteinde van de CP-zenuw vast op het gebied van het spiertransplantat zonder epimysium met twee onderbroken steken aan weerszijden van de zenuw.
  3. Zet de spiertransplantatie vast aan het dijbeen periosteum met een enkele 6-0 nylon onderbroken steek zowel proximally als distally met de zenuw-spier verbinding naar buiten het dijbeen.
    LET OP: Zet de spier zo vast dat deze op normale ontspannen lengte is. Probeer de spier niet aanzienlijk te rekken of laat te veel laksheid bij het beveiligen.
  4. Plaats een 8-0 nylon steek op de inferieure, centrale marge van de spiertransplantatie epimysium, vast te stellen aan de CP zenuw epineurium op een manier om laksheid in de zenuw binnen de spiertransplantatie te creëren en te helpen om eventuele toekomstige spanning kan worden blootgesteld aan met latere ambulation te verlichten.
  5. Verwijder de huidtransplantatie uit het zoutbevochtigde gaas en schik het op de spiertransplantatie op een zodanige wijze om de zenuw en de meerderheid van de spier volledig te bedekken. Zorg ervoor dat de diepe marge van de dermis rust op de spier. Trim elke dermis die zich uitstrekt over de grens van de spier.
  6. Zet de huidtransplantatie schuin vast aan de spiertransplantatie met 8-0 nylon onderbroken hechtingen. Meestal worden 4-8 totale hechtingen gebruikt, afhankelijk van de grootte van de constructie.
  7. Sluit de biceps femoris fascia over de constructie op een lopende manier met 5-0 chromische hechting.
  8. Sluit de bovenliggende huid met 4-0 chromische hechting in loopwerk.
  9. Wattenstaafje van de chirurgische ruimte met een alcoholpad en breng antibiotica zalf.
  10. Stop met inademingsverdoving en laat de rat herstellen met voedsel en waterbronnen gescheiden van kooipartners.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Construct fabricage wordt beschouwd als niet succesvol als ratten ontwikkelen van een infectie of niet overleven chirurgische anesthesie. Uit eerder onderzoek is gebleken dat deze constructies ongeveer drie maanden nodig hebben om2,3,17,36te revasculariseren en te reinnervaten. Na de herstelperiode van drie maanden kunnen de constructietests worden voortgezet om...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De C-RPNI is een nieuwe constructie die gelijktijdige versterking van de motorische signalen van een doelzenuw biedt met afferente zintuiglijke feedback. In het bijzonder, de C-RPNI heeft een uniek nut voor degenen die leven met proximale amputaties als hun motor en zintuiglijke fascicles kan niet gemakkelijk mechanisch worden gescheiden tijdens de operatie. In plaats daarvan maakt de C-RPNI gebruik van de inherente preferentiële reinnervation eigenschappen van de zenuw zelf aan te moedigen zintuiglijke vezel reinnervati...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben geen onthullingen.

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs willen Jana Moon bedanken voor deskundige technische bijstand. Studies gepresenteerd in deze paper werden gefinancierd door middel van een R21 (R21NS104584) subsidie aan SK.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
#15 ScalpelAspen Surgical, IncRef 371115Rib-Back Carbon Steel Surgical Blades (#15)
4-0 Chromic SutureEthiconSKU# 1654GP-3 Reverse Cutting Needle
5-0 Chromic SutureEthiconSKU# 687GP-3 Reverse Cutting Needle
6-0 Ethilon SutureEthiconSKU# 697GP-1 Reverse Cutting Needle (Nylon suture)
8-0 Monofilament SutureAROSurgicalT06A08N14-13Zwarte polyamide monofilament naalddraad op een draadgewonden kegelvormige naald
Experimentele rattenEnvigoF344-NH-sdRatten zijn Fischer F344-stam
Fluriso (Isofluraan)VetOne13985-528-40Inhalatieanestheticum
Micromotor hoge snelheidsboor met steenMaster MechanicModel 151369Handdraaier; kit wordt geleverd met meerdere fijne steentjes
ZuurstofCryogene GassenUN1072Standaard zuurstofcilinders van medische kwaliteit
KaliumchlorideAPP Pharmaceuticals63323-965-20Injecteerbare vorm, 2 mEq/mL
Povidonjodium USPMediChoice65517-0009-110% Topische oplossing, één fles kan worden gebruikt voor meerdere chirurgische preparaten
Puralube Vet Ophtalmisch ZalfDechra17033-211-38Hoornvliesbeschermende zalf voor gebruik tijdens de procedure
Rimadyl (Caprofen)Zoetis, Inc.NADA# 141-199Injecteerbare vorm, 50 mg/mL
StereomicroscoopLeicaModel M60Gebruiker kan de vergroting naar eigen voorkeur aanpassen
Chirurgische instrumentenFine Science ToolsVerschillendeGebruiker kan instrumenten kiezen volgens persoonlijke voorkeur of van wat er momenteel beschikbaar is in hun lab
Drievoudige antibioticumzalfMediChoice39892-0830-2De zalf wordt geleverd in steriele, wegwerpverpakkingen
VaporStick 3SurgivetV7015Anesthesietoren met ruimte voor isofluraan en zuurstofcilinder
Webcol Alcohol PrepCovidenRef 6818Alcohol prep-doekjes; gebruik een nieuwe doek voor elke voorbereiding

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. 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).
  2. Kung, T. A., et al. Regenerative peripheralnerve interface viability and signal transduction with an implanted electrode. Plastic and Reconstructive Surgery. 133 (6), 1380-1394 (2014).
  3. Larson, J. V., et al. Prototype Sensory Regenerative Peripheral Nerve Interface for Artificial Limb Somatosensory Feedback. Plastic and Reconstructive Surgery. 133 (3 Suppl), 26-27 (2014).
  4. Hijjawi, J. B., et al. Improved myoelectric prosthesis control accomplished using multiple nerve transfers. Plastic and Reconstructive Surgery. 118 (7), 1573-1578 (2006).
  5. Pylatiuk, C., Schulz, S., Döderlein, L. Results of an Internet survey of myoelectric prosthetic hand users. Prosthetics and Orthotics International. 31 (4), 362-370 (2007).
  6. Baghmanli, Z., et al. Biological and electrophysiologic effects of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) on regenerating peripheral nerve fibers. Plastic and Reconstructive Surgery. 132 (2), 374-385 (2013).
  7. Dhillon, G. S., Horch, K. W. Direct neural sensory feedback and control of a prosthetic arm. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 13 (4), 468-472 (2005).
  8. Romo, R., Hernández, A., Zainos, A., Salinos, E. Somatosensory discrimination based on cortical microstimulation. Nature. 392, 387-390 (1998).
  9. O'Doherty, J., et al. Active tactile exploration using a brain-machine-brain interface. Nature. 479, 228-231 (2011).
  10. Stein, R. B., Walley, M. Functional comparison of upper extremity amputees using myoelectric and conventional prostheses. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 64 (6), 243-248 (1983).
  11. Millstein, S. G., Heger, H., Hunter, G. A. Prosthetic Use in Adult Upper Limb Amputees: A Comparison of the Body Powered and Electrically Powered Prostheses. Prosthetics and Orthotics International. 10 (1), 27-34 (1986).
  12. Zollo, L., et al. Restoring tactile sensations via neural interfaces for real-time force-and-slippage closed-loop control of bionic hands. Science Robotics. 4 (27), eaau9924(2019).
  13. Tan, D. W., et al. A neural interface provides long-term stable natural touch perception. Science Translational Medicine. 6 (257), 257ra138(2014).
  14. Stieglitz, T., et al. On Biocompatibility and Stability of Transversal Intrafascicular Multichannel Electrodes-TIME. Converging Clinical and Engineering Research on Neurorehabilitation II. 15, 731-735 (2017).
  15. Petrini, F. M., et al. Six-months assessment of a hand prosthesis with intraneural tactile feedback. Annals of Neurology. 85 (1), 137-154 (2019).
  16. Jung, R., Abbas, J., Kuntaegowdanahalli, S., Thota, A. Bionic intrafascicular interfaces for recording and stimulating peripheral nerve fibers. Bioelectronics in Medicine. 1 (1), 55-69 (2018).
  17. Micera, S., Navarro, X., Yoshida, K. Interfacing With the Peripheral Nervous System to Develop Innovative Neuroprostheses. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 17 (5), 417-419 (2009).
  18. Stieglitz, T., Schuettler, M., Schneider, A., Valderrama, E., Navarro, X. Noninvasive measurement of torque development in the rat foot: measurement setup and results from stimulation of the sciatic nerve with polyimide-based cuff electrodes. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 11 (4), 427-437 (2003).
  19. Polasek, K. H., Hoyen, H. A., Keith, M. W., Tyler, D. J. Human nerve stimulation thresholds and selectivity using a multi-contact nerve cuff electrode. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 15 (1), 76-82 (2007).
  20. Nielson, K. D., Watts, C., Clark, W. K. Peripheral nerve injury from implantation of chronic stimulating electrodes for pain control. Surgical Neurology. 5 (1), 51-53 (1976).
  21. Waters, R. L., McNeal, D. R., Faloon, W., Clifford, B. Functional electrical stimulation of the peroneal nerve for hemiplegia. Long-term clinical follow-up. Journal of Bone and Joint Surgery. 67 (5), 792-793 (1985).
  22. Larsen, J. O., Thomsen, M., Haugland, M., Sinkjaer, T. Degeneration and regeneration in rabbit peripheral nerve with long-term nerve cuff electrode implant: a stereological study of myelinated and unmyelinated axons. Acta Neuropathologica. 96 (4), 365-378 (1998).
  23. Krarup, C., Loeb, G. E., Pezeshkpour, G. H. Conduction studies in peripheral cat nerve using implanted electrodes: III. The effects of prolonged constriction on the distal nerve segment. Muscle Nerve. 12 (11), 915-928 (1989).
  24. Micera, S., Navarro, X. Bidirectional interfaces with the peripheral nervous system. International Review of Neurobiology. 86, 23-38 (2009).
  25. Urbanchek, M. G., et al. Microscale Electrode Implantation during Nerve Repair: Effects on Nerve Morphology, Electromyography, and Recovery of Muscle Contractile Function. Plastic and Reconstructive Surgery. 128 (4), 270e-278e (2011).
  26. Yoshida, K., Horch, K. Selective stimulation of peripheral nerve fibers using dual intrafascicular electrodes. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 40 (5), 492-494 (1993).
  27. Branner, A., Stein, R. B., Normann, R. A. Selective stimulation of cat sciatic nerve using an array of varying length microelectrodes. Journal of Neurophysiology. 85 (4), 1585-1594 (2001).
  28. Zheng, X. J., Zhang, J., Chen, T., Chen, Z. Longitudinally implanted intrascicular electrodes for stimulating and recording fascicular physioelectrical signals in the sciatic nerve of rabbits. Microsurgery. 23, 268-273 (2003).
  29. del Valle, J., Navarro, X. Interfaces with the peripheral nerve for the control of neuroprostheses. International Review of Neurobiology. 109, 63-83 (2013).
  30. Stiller, A. M., et al. A Meta-Analysis of Intracortical Device Stiffness and Its Correlation with Histological Outcomes. Micromachines. 9 (9), 443(2018).
  31. Hanson, T., Diaz-Botia, C., Kharazia, V., Maharbiz, M., Sabes, P. The "sewing machine" for minimally invasive neural recording. bioRxiv. , Published online (2019).
  32. Yang, X., et al. Bioinspired neuron-like electronics. Nature Materials. 18, 510-517 (2019).
  33. Irwin, Z. T., et al. Chronic recording of hand prosthesis control signals via a regenerative peripheral nerve interface in a rhesus macaque. Journal of Neural Engineering. 13 (4), 046007(2016).
  34. Kubiak, C. A., et al. Abstract 24: Successful Control of Virtual and Robotic Hands using Neuroprosthetic Signals from Regenerative Peripheral Nerve Interfaces in a Human Subject. Plastic and Reconstructive Surgery Global Open. 6 (4), 19-20 (2018).
  35. Sando, I. C., et al. Dermal-Based Peripheral Nerve Interface for Transduction of Sensory Feedback. Plastic and Reconstructive Surgery. 136 (4 Suppl), 19-20 (2015).
  36. Kubiak, C. A., et al. Abstract 36: Viability and Signal Transduction with the Composite Regenerative Peripheral Nerve Interface (C-RPNI). Plastic and Reconstructive Surgery Global Open. 7 (4), 26-27 (2019).
  37. Kubiak, C. A., et al. Abstract QS18: Neural Signal Transduction with the Muscle Cuff Regenerative Peripheral Nerve Interface. Plastic and Reconstructive Surgery Global Open. 7 (4 Suppl), 114(2019).
  38. Woo, S. L., et al. Utilizing nonvascularized partial skeletal muscle grafts in peripheral nerve interfaces for prosthetic control. Journal of the American College of Surgeons. 219 (4), e136-e137 (2014).
  39. Sporel-Özakat, R. E., Edwards, P. M., Hepgul, K. T., Savas, A., Gispen, W. H. A simple method for reducing autotomy in rats after peripheral nerve lesions. Journal of Neuroscience Methods. 36 (2-3), 263-265 (1991).
  40. Carr, M. M., Best, T. J., Mackinnon, S. E., Evans, P. J. Strain differences in autotomy in rats undergoing sciatic nerve transection or repair. Annals of Plastic Surgery. 28 (6), 538-544 (1992).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Fabricage van C RPNIVoorbereiding van spiertransplantaatVoorbereiding van huidtransplantaatIsolatie van de nervus peroneus communisSamengestelde spieractiepotentialenSamengestelde sensorische zenuwactiepotentialenElektrofysiologisch onderzoekChirurgische microscooptechniek

Gerelateerde artikelen