Name: Een ultrasone instrument voor de geleiding van de zenuwen blokkeren in diabetische Rat modellen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-10-20T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 27 s
Description: Leer hoe je hoogintensieve gefocuste ultrasone golven gebruikt om zenuwgeleiding tijdelijk te blokkeren bij diabetische neuropathie in ratten. Deze methode biedt een veilige, herhaalbare aanpak voor pijnbestrijding.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

De studie werd ondersteund door het ministerie van wetenschap en technologie (Project meest 105-2221-E-400-001) en de nationale gezondheid onderzoeksinstituten (Project BN-105-PP-10), Taiwan.

de institutionele Animal Care en gebruik van het Comité van de nationale gezondheid onderzoeksinstituten in Taiwan goedgekeurd alle dierlijke protocollen.
 1. inductie van diabetici Model in mannelijke volwassen Sprague - Dawley (SD) ratten <ol><li>verwijderen van rat voedsel pellets van de kooi naar snel mannelijke SD ratten (300-350 g) gedurende 6 uur voorafgaand aan de STZ inductie.</li>
	<li>Voorbereiden Natriumcitraat buffer (0,1 M, pH 4.5).
	<ol><li>Los 1,05 g zuiver citroenzuurmonohydraat (C 6 H 8 O 7 · H 2 O; mol. pm 210.14) in 50 mL gedistilleerd water zodat een 0,1 M citroenzuuroplossing.</li>
		<li>Los 1.47 g Trinatriumcitraat citraat (dihydraat) p.a. (C 8 H 5 O 7 Na 3 · 2 H 2 O; mol. pm 294.12) in 50 mL gedistilleerd water zodat een oplossing 0,1 M Natriumcitraat.</li>
		<li>Voeg toe 25 mL citroenzuuroplossing tot 25 mL Natriumcitraat oplossing. De pH buffer Natriumcitraat (pH 4.5) controleren met behulp van een pH-meter. 
		Opmerking: De buffer is gemaakt isotone door toevoeging van een passende omvang van 0,1 M Natriumcitraat oplossing.</li>
	</ol></li> <li>Ontbinden STZ in 0,1 M Natriumcitraat buffer STZ oplossing om een 50 mg/mL. 
	Opmerking: De STZ-oplossing is lichtgevoelig, daarom, dekken de STZ-oplossing met aluminiumfolie en gebruik binnen 15-20 min.</li>
	<li>Trekken de STZ-oplossing van 50 mg/kg in een insuline of tuberculine-injectiespuit van 1 mL met 26 - tot 28-gauge naald. schone de injectieplaats met een zeem ethanol en intraperitoneally injecteren de STZ-oplossing in de lagere juiste kwadrant van het abdomen om te voorkomen beschadiging buikorganen. </li> <li>Ratten met 10 gewichtspercenten sacharose water leveren als de enige waterbron voor 48 h na STZ injectie te voorkomen van hypoglykemie.</li></ol>
 2. bevestiging van Diabetes bij ratten STZ veroorzaakte <ol><li>Monitor de vasten plasma glucose concentratie van alle ratten geïnjecteerd door STZ post 72 h met een glucose-meter.
	<ol><li>Snel de STZ-geïnduceerde diabetesratten voor 15 h voor het meten van de vasten bloed glucose niveau.</li>
		<li>Beperken de ratten in een zak van terughoudendheid en bloot de staarten voor bloedinzameling tijdens de bloed glucose metingen.</li>
		<li>Gebruiken een lancet bloed naar het puntje van de staart te verkrijgen van een kleine daling van bloed prikken. Plaats de druppel bloed op een glucose test strip. De nuchtere glucoseniveaus opnemen. 
		Opmerking: De glucose meter detecteert en de bloedglucose niveau geeft in eenheden van mg/dL. Uitsluiten van de ratten met nuchtere bloedglucosespiegels onder 150 mg/dL na 2 weken van STZ-inductie.</li>
	</ol></li></ol> 3. Evaluatie van perifere diabetische neuropathie bij diabetesratten <ol><li>beoordelen de mechanische allodynia met elektronische von Frey.
	<ol><li>Koeien de STZ-geïnduceerde diabetische ratten in een kooi op een 1 cm diameter metalen gaas vloer voor 30 minuten vóór de evaluatie van de hind paw terugtrekking reactie.</li>
		<li>Gebruik van een elektronische von Frey-sonde met stijve tip (0.8 mm diameter) handmatig toe te passen druk op de plantaire oppervlak van de achterste poot van de ratten, en de druk geleidelijk verhogen totdat een poot terugtrekking reactie wordt gezien.</li>
		<li>Opnemen van de druk die op het systeem weergegeven en herhaal de meting 5 maal per rat, met een 30 s interval tussen elke meting.</li>
	</ol></li> <li>Beoordelen van de warmte-hyperalgesia met een warmhoudplaat.
	<ol><li>Koeien de STZ-geïnduceerde diabetische ratten op de verwarmingsplaat (24 ± 0,5 ° C) gedurende 10 minuten vóór de evaluatie van de pijn reactie.</li>
		<li>Verwijderen en plaats van de ratten terug in hun kooi na gewenning, warmte van de kookplaat en handhaven van de verwarmingsplaat &#39; s temperatuur bij 55 ± 0,5 ° C.</li>
		<li>Plaats van de rat op de verwarmde verwarmingsplaat terwijl gelijktijdig het starten van de timer.</li>
		<li>Wanneer de rat verschillende gedragingen vertoont, zoals licking paw de hind of abnormaal flicking de hind paw, stopt de timer en vastleggen van de terugtrekking latentie. 
		Opmerking: Als een rat niet verschillend gedrag te na 20 uiten doet s (20 s afbreektijd), de hete plaat test beëindigen en verwijder de rat uit de verwarmingsplaat.</li>
	</ol></li></ol> 4. In Vivo Zenuwen geleiding blokkade met de HIFU Transducer Opmerking: het experiment in vivo begint op week 5 na 50 mg/kg STZ injectie.
<ol><li>De dierlijke procedures uitvoeren voordat het blokkeren van de CMAPs met HIFU ultrasoonapparaat.
	<ol><li>De chirurgische hulpmiddelen (scalpel, schaar, pincet en glas haak) in een autoclaaf vóór de operatie steriliseren.</li>
		<li>Anesthetize de ratten met intraperitoneale injectie van tiletamine/zolazepam mengsel (40 mg/kg) en xylazine (10 mg/kg) of via inademing van 1,75% van Isofluraan via Isofluraan vaporisator. Plaats de ratten op een verwarming pad te handhaven van de lichaamstemperatuur.</li>
		<li>Plaatst de rats voor chirurgie in ventrale ligcomfort. Het oog zalf toepassen. Uitbreiden van het been van de rat en knijpen de plantaire oppervlak van de voet met nagels vast te stellen van de diepte van de verdoving. Als de ratten terugtrekking reacties weergeven, gelden extra verdoving.</li>
		<li>Verwijderen van haren uit de dij en lagere achterkant van de ratten met een elektrische clipper. Vloeibare jodium met schoon gaas op de chirurgische site van toepassing en circulair het gaas naar het passieve van de chirurgische site verplaatsen. Gebruik een alcohol-pad te vegen de vloeibare jodium met dezelfde circulaire beweging. Dit experiment is uitgevoerd op de links en rechts chirurgische site. Herhaal de procedure op de andere chirurgische site wanneer het uitvoeren van de volgende stap van de procedure.</li>
		<li>Kunt een steriele chirurgische schaar of scalpel een incisie van de huid op de dorsale dij maken. Botte chirurgische schaar gebruiken om zorgvuldig te scheiden van het weefsel onder de huid en beveiligen van de huid met huid haken. het dijbeen kan worden gezien in de spieren.</li>
		<li>Gebruikt de schaar om zorgvuldig de parallel aan de bovenbeen spieren te scheiden, totdat de mid dij ischiadicus zenuwvezels die zijn ingesloten in de spieren zichtbaar zijn. Zorgvuldig een glas haak kunt scheiden van de Ischiaszenuw halverwege dij van de omliggende bindweefsel en spieren.</li>
	</ol></li> <li>De nervus ischiadicus positie in de HIFU focale zone met behulp van een op maat gemaakte zenuw fixatiemiddel ( Figuur 1 en Figuur 3). 
	Opmerking: De op maat gemaakte zenuw fixatiemiddel bestaat uit 3 componenten ( Figuur 3). Alle onderdelen zijn gemaakt van transparante polymethylmethacrylaat (PMMA). De externe draad van de top structuur van component I is 2.5 mm hoog en M10XP0.7 ( figuur 4A). De centrale put is een 4.0 mm-diameter gat via component ik. De opening van de bodem van de put is afgesloten door een blad van tape. De diameter van de sleuf 1.2 mm en de afstand tussen het centrale vliegtuig van de sleuf en de oppervlaktelaag van component I 3.1 mm. onderdeel II bestaat uit een hoofdtekst, vier poten en de structuur van de bodem ( figuur 4B). De interne draad van de structuur van de bodem is 2.5 mm hoog en M10XP0.7 aan de externe draad van component ik. De diameter van het gat in het midden is hetzelfde als de centrale put van component ik. De afmetingen van de hoofdtekst zijn 32 mm in diameter en 5.4 mm in dikte. Vier benen worden symmetrisch ingezet. Twee identieke korte poten zijn ontworpen voor uitlijning en twee identieke lange benen werken voor aansluiten op component III. De buitenste diameter en hoogte van onderdeel III zijn 41 mm en 9.2 mm. De interne wol is M36XP1.0 en het door gat 27.5 mm diameter (< sterke class = "xfig"> Figuur 4C). De kegel is een holle taper met de bovenste opening van 84 mm in diameter en de opening van de onderkant van 27.5 mm in diameter. De hoogte is 57,5 mm ( figuur 5A).
	<ol><li>Voordat het experiment, geniet de op maat gemaakte acryl zenuw fixatiemiddel in bleekwater-oplossing voor 30-60 min gevolgd door onderdompelen in steriel water.</li>
		<li>Met behulp van een haak van glas, zorgvuldig opheffing van de zenuw en zet het in de sleuf van de component I.</li>
		<li>Schroef onderdeel II onderdeel I. opvulling de centrale goed van component ik met Ringer &#39; s oplossing voor ultrasone propagatie en zenuw behoud.</li>
		<li>Schroef onderdeel III de HIFU huisvesting kegel. Dok onderdeel III met onderdeel II, door middel van de vier poten van onderdeel II. 
		Opmerking: Het geometrische centrum van drie componenten en de transducer worden uitgelijnd. De afstand tussen de zenuw en de transducer is gelijk aan de brandpuntsafstand, die zorgt ervoor dat de zenuw binnen de HIFU focale zone.</li>
	</ol></li> <li>Een paar van acupunctuurnaalden in de oorsprong van de nervus ischiadicus en het andere paar in de musculus gastrocnemius invoegen. Elk paar van naalden verbinden met de elektrofysiologie acquisitie-systeem door middel van een elektrische coaxiale kabel ( Figuur 1). 
	Opmerking: Aan de ene kant van de kabel zijn twee alligator clips aan de twee naalden clip apart en aan de andere kant van de kabel is een BNC-connector te koppelen van het systeem. De paren van acupunctuurnaalden werken als stimulerende elektroden op de nervus ischiadicus en de opname-elektroden op de musculus gastrocnemius.
	<ol><li>Instellen de sampling-snelheid en bandbreedte van de elektrofysiologie-acquisitiesysteem tot 50 kHz en 70 Hz - 3 kHz, respectievelijk. Een stimulans van de supra-maximale met een pulsbreedte van 0,1 ms van toepassing op de stimulerende elektroden op de oorsprong van de nervus ischiadicus.</li>
		<li>Opnemen de CMAPs van de elektroden van de opname en de CMAPs versterken met de ingebouwde versterker in de elektrofysiologie-acquisitiesysteem. 
		Opmerking: Gebruik de ingebouwde versterker in de elektrofysiologie acquisitie-systeem te versterken de zenuwen signalen en het opnemen van de CMAPs van de elektroden van de opname met de elektrofysiologie-acquisitiesysteem.</li>
	</ol></li> <li>Een commerciële 2.68 MHz HIFU transducer kunt onderdrukken de CMAPs bij neuropatische diabetesratten. 
	Opmerking: De specificaties van de transducer zijn als volgt omschreven: een sferische kom één element met diafragma diameter van 6 cm en focale lengte van 5 cm en een ellipsoïde focale zone van 4 mm in diepte en 0.8 mm in de breedte in het vrije veld.
	<ol><li>Immerse de HIFU transducer, de sferische kegel en de kegel in de tank dekken gevuld met ontgaste water. De HIFU transducer gebracht de sferische kegel en de kegel cover naar de bovenste opening van de sferische kegel oplossen door 6 hoofd schroeven ( figuur 5B). Nadat bubbels in de bolvormige conus natuurlijk vanwege de lage dichtheid van bubbels vergeleken met water verdreven zijn, verzegelen de front-end-opening van de kegel door een transparante 0.03 mm dikke band. Schroef onderdeel III op de sferische kegel.</li>
		<li>Neem de HIFU transducer met de bolvormige conus en onderdeel III uit de ontgaste watertank. 
		N.B. Het omgekeerde osmosewater gebruikt in de studie is het water gezuiverd door het proces van omgekeerde osmose. Het omgekeerde osmosewater wordt gekookt om te verdrijven van het gas. Na afkoeling de ontgaste water wordt verkregen in een afzonderlijke verzegelde tank.</li>
	</ol></li> <li>Onderdeel geplaatst ik in de ruimte tussen de zenuw en de spier zorgvuldig, en de positie van de zenuw in de kloof van component I. uit te voeren stappen 4.2.3 en 4.2.4 om ervoor te zorgen dat de zenuw binnen de focale zone van de HIFU ( figuur 3A < / sterke >).</li>
	<li>Koppelen een functiegenerator en een radiofrequentie-eindversterker. De eindversterker verbinden met de HIFU transducer voor generatie van de HIFU lichtbundel. Handmatig instellen de output van de spanning van de functiegenerator aan de HIFU transducer via de eindversterker. Manueel zwenking vandoor de functiegenerator zodra de HIFU-blootstelling tijd is. Observeren van de tijd met behulp van een timer. 
	Opmerking: De intensiteit en de energie van HIFU lichtbundel gebruikt in deze studie zijn 2810 W/cm 2 84 J/mm 2, respectievelijk en.</li>
	<li>Leveren tegelijkertijd de prikkel via het electrofysiologie-acquisitiesysteem (stap 4.3) en HIFU lichtbundel via HIFU systeem (stap 4.6) aan de nervus ischiadicus tijdens het opnemen van de CMAPs. Verhoog geleidelijk de HIFU blootstelling op de nervus ischiadicus van 3 s, 5 s tot en met 8 s tot daling of remming van de amplitude van CMAPs wordt waargenomen.
	<ol><li>Record de CMAPs één keer per seconde tijdens de levering van de HIFU lichtbundel. Na het observeren van de verandering in de amplitude van CMAPs, de HIFU systeem uitschakelen en handmatig Klik op de record pictogram op de elektrofysiologie acquisitie software om record CMAPs iedere 2 minuten in de vroege 10 min., iedere 5 min in de opeenvolgende 30 min, en elke 10 min in de laatste fase tot de opnametijd 2 h. bereikt</li>
	</ol></li> <li>Afzonderlijk onderdeel II en III van de zenuw fixatiemiddel ( Figuur 3) de HIFU transducer uit de incisie-site verwijderen. Afzonderlijk onderdeel II en ik om de beveiligde nervus ischiadicus vrij te geven. Sutuur (geologie) de chirurgische site van diabetische ratten door 4-0 chromic catgut hechtingen na het opnemen van de CMAPs. Vloeibare jodium toegepast op de chirurgische site om infectie te voorkomen.
	<ol><li>Plaats van de kooien op de verwarming pad en laat de ratten te herstellen in hun kooien voordat u terugkeert hen naar het dier faciliteit. De ratten voorzien van ibuprofen in drinkwater voor 3 dagen of intraperitoneale injectie van buprenorfine (0.05 - 0.1 mg/kg).</li>
	</ol></li> <li>Stimulerende en opname elektroden in de oorsprong van de nervus ischiadicus en de gastrocnemius spieren van narcose neuropatische diabetesratten invoegen, zoals beschreven in stappen 4.1.2 en 4.3 op dagen 7, 14 en 28 na de initiële HIFU ultrasoonapparaat. Herhaal stap 4.3.1 tot en met 4.3.2.
	<ol><li>Plaats van de kooien op de verwarming pad en laat de ratten te herstellen in hun kooien voordat hij de kooien naar het dier faciliteit.</li>
	</ol></li> <li>Euthanaseren van de ratten na het experiment. Plaats de rat in een zaal van kooldioxide. Wacht ongeveer 5 minuten voor de rats om te stoppen met ademen. Zorg ervoor dat het hart heeft gestopt gewonnen.</li>
</ol>

<ol><li>Abuaisha, B. B., Costanzi, J. B., Boulton, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acupuncture+for+the+treatment+of+chronic+painful+peripheral+diabetic+neuropathy%3A+A+long-term+study%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetes+Res+Clin+Pract%22%5BJournal%5D)">Acupuncture for the treatment of chronic painful peripheral diabetic neuropathy: A long-term study.</a> Diabetes Res Clin Pract. 39 (2), 115-121 (1998).</li>
<li>Hamza, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Percutaneous+electrical+nerve+stimulation%3A+A+novel+analgesic+therapy+for+diabetic+neuropathic+pain%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetes+Care%22%5BJournal%5D)">Percutaneous electrical nerve stimulation: A novel analgesic therapy for diabetic neuropathic pain.</a> Diabetes Care. 23 (3), 365-370 (2000).</li>
<li>Ballantine, H. T. Jr, Bell, E., Manlapaz, J. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/13686380">Progress and problems in the neurologic applications of focused ultrasound.</a> J Neurosurg. 17, 858-876 (1960).</li>
<li>Foley, J. L., Little, J. W., Vaezy, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Image-guided+high-intensity+focused+ultrasound+for+conduction+block+of+peripheral+nerves%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">Image-guided high-intensity focused ultrasound for conduction block of peripheral nerves.</a> Ann Biomed Eng. 35 (1), 109-119 (2007).</li>
<li>Lee, Y. F., Lin, C. C., Cheng, J. S., Chen, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-intensity+focused+ultrasound+attenuates+neural+responses+of+sciatic+nerves+isolated+from+normal+or+neuropathic+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+Med+Biol%22%5BJournal%5D)">High-intensity focused ultrasound attenuates neural responses of sciatic nerves isolated from normal or neuropathic rats.</a> Ultrasound Med Biol. 41 (1), 132-142 (2015).</li>
<li>Young, R. R., Henneman, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversible+block+of+nerve+conduction+by+ultrasound%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Neurol%22%5BJournal%5D)">Reversible block of nerve conduction by ultrasound.</a> Arch Neurol. 4, 83-89 (1961).</li>
<li>Lele, P. P. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0014488663900086">Effects of focused ultrasonic radiation on peripheral nerve, with observations on local heating.</a> Exp Neurol. 8 (1), 47-83 (1963).</li>
<li>Hong, C. Z. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1846738">Reversible nerve conduction block in patients with poly- neuropathy after ultrasound thermotherapy at therapeutic dosage.</a> Arch Phys Med Rehabil. 72 (2), 132-137 (1991).</li>
<li>Okada, A., Morita, Y., Fukunishi, H., Takeichi, K., Murakami, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+magnetic+resonance-guided+focused+ultrasound+treatment+of+uterine+fibroids+in+a+large+Japanese+population%3A+impact+of+the+learning+curve+on+patient+outcome%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+Obstet+Gynecol%22%5BJournal%5D)">Non-invasive magnetic resonance-guided focused ultrasound treatment of uterine fibroids in a large Japanese population: impact of the learning curve on patient outcome.</a> Ultrasound Obstet Gynecol. 34 (5), 579-583 (2009).</li>
<li>Huisman, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((International+consensus+on+use+of+focused+ultrasound+for+painful+bone+metastases%3A+current+status+and+future+directions%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Hyperthermia%22%5BJournal%5D)">International consensus on use of focused ultrasound for painful bone metastases: current status and future directions.</a> Int J Hyperthermia. 31 (3), 251-259 (2015).</li>
<li>Dickinson, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Medium-term+Outcomes+after+Whole-gland+High-intensity+Focused+Ultrasound+for+the+Treatment+of+Nonmetastatic+Prostate+Cancer+from+a+Multicentre+Registry+Cohort%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Urol%22%5BJournal%5D)">Medium-term Outcomes after Whole-gland High-intensity Focused Ultrasound for the Treatment of Nonmetastatic Prostate Cancer from a Multicentre Registry Cohort.</a> Eur Urol. 70 (4), 668-674 (2016).</li>
<li>Foley, J. L., Little, J. W., Vaezy, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+high-intensity+focused+ultrasound+on+nerve+conduction%5BTitle%5D)+AND+%22Muscle+Nerve%22%5BJournal%5D)">Effects of high-intensity focused ultrasound on nerve conduction.</a> Muscle Nerve. 37 (2), 241-250 (2008).</li>
<li>Lee, Y. F., Lin, C. C., Cheng, J. S., Chen, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nerve+conduction+block+in+diabetic+rats+using+high-intensity+focused+ultrasound+for+analgesic+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Br+J+Anaesth%22%5BJournal%5D)">Nerve conduction block in diabetic rats using high-intensity focused ultrasound for analgesic applications.</a> Br J Anaesth. 114 (5), 840-846 (2015).</li>
<li>Donoff, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nerve+regeneration%3A+basic+and+applied+aspects%5BTitle%5D)+AND+%22Crit+Rev+Oral+Biol+Med%22%5BJournal%5D)">Nerve regeneration: basic and applied aspects.</a> Crit Rev Oral Biol Med. 6 (1), 18-24 (1995).</li>
<li>Fawcett, J. W., Keynes, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Peripheral+nerve+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Peripheral nerve regeneration.</a> Annu Rev Neurosci. 13, 43-60 (1990).</li>
<li>Nightingale, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+neuropathic+pain+market%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Drug+Discov%22%5BJournal%5D)">The neuropathic pain market.</a> Nat Rev Drug Discov. 11 (2), 101-102 (2012).</li>
<li>Lipton, R. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-pulse+transcranial+magnetic+stimulation+for+acute+treatment+of+migraine+with+aura%3A+a+randomised%2C+double-blind%2C+parallel-group%2C+sham-controlled+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet+Neurol%22%5BJournal%5D)">Single-pulse transcranial magnetic stimulation for acute treatment of migraine with aura: a randomised, double-blind, parallel-group, sham-controlled trial.</a> Lancet Neurol. 9 (4), 373-380 (2010).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Gedeeltelijke en tijdelijke onderdrukking van de action potentials van de neuropathische zenuwen van diabetische ratten in vivo en instant optreden van het blokkerende effect na HIFU-behandeling die beide werden waargenomen. De 28-daagse follow-up studie op CMAPs aangetoond dat een veilige blokkade van de geleiding van de zenuwen kan worden verricht op een passende HIFU blootstelling. Dientengevolge, kan het bovenstaande protocol van de HIFU-behandeling een alternatieve oplossing bieden voor het blok van de omke...

Orale medicatie, acupunctuur1en elektrische zenuw stimulatie2 zijn gebruikt voor de behandeling van pijnlijke diabetische polyneuropathie. De bijwerkingen van de orale medicatie, invasieve werking van acupunctuur en elektrische zenuwstimulatie belemmeren echter de therapeutische werkzaamheid en de naleving van de patiënt. Echografie blok van perifere zenuwen in diermodellen is onderzocht voor decennia3,4,5. De geleiding van in vitro ischiadicus zenuwen van de grote groene kikker was omkeerbaar geremd na de behandeling van 10-20 pulsen van echografie blootstelling voor 0,4 - 1,0 s6. Een factor voor het blokkeren van de zenuw geleiding is de temperatuurstijging veroorzaakt door echografie7. Voor patiënten met polyneuropathie, werd de onderdrukking van samengestelde spier actie potentials (CMAPs) uitgevoerd in de peroneale zenuw blootgesteld aan lage-intensiteit ultrageluid voor 2 min8. De volledige hersteltijd was binnen 5 min.
Onlangs, de Food and Drug Administration van de Verenigde Staten goedgekeurd HIFU als een niet-invasieve behandeling voor Uteriene fibroid tumoren9, pijn palliations van bot metastasen10en prostaatkanker11. Een transducer HIFU stoot akoestische balken buiten het lichaam, en de balken zenden in diverse weefsel mediums en convergeren op de doel-tumor op de focus. De focale zone wordt onmiddellijk gevormd voor het genereren van gelokaliseerde effecten op target tumoren zonder schade aan de omliggende weefsels. HIFU is ook toegepast om te remmen geleiding van de zenuw of zenuwen denervation veroorzaken in in vivo experimenten van normale Sprague-Dawley (SD) ratten12. Daarnaast is de korte en lange termijn effecten van HIFU op neuropatische zenuwen geweest onderzochte13. Vorige resultaten aangetoond dat de omkeerbare of permanent blokkeren van sensorische zenuw geleiding door HIFU kon worden bereikt met de juiste parameters. Naast pijnstillende toepassingen, kan HIFU worden gebruikt als een instrument om te onderzoeken de relatieve bijdrage van perifere en centrale componenten zenuw geleiding blokkade voor fundamenteel onderzoek van de neurologie en ontwikkeling van pijn medicatie. Daarom is een HIFU blokkerende technologieplatform specifiek voor perifere zenuwen in diermodellen nodig. Het doel van dit artikel is om aan te tonen van de procedures voor het geheel of gedeeltelijk blokkeren van de mogelijkheden van de actie van perifere zenuwen bij neuropatische diabetesratten door HIFU. Diabetische rat modellen en evalueren van perifere neuropatische symptomen werden opgericht. Een HIFU-platform en experimentele processen specifiek voor het behandelen van rat ischiadicus zenuwen worden gepresenteerd.

<table><tbody><tr><td>streptozotocin</td><td>Sigma</td><td>85882</td><td></td></tr><tr><td>citric acid monohydrate&nbsp;</td><td>Sigma</td><td>C1909</td><td></td></tr><tr><td>trisodium citrate dihydrate</td><td>Sigma</td><td>W302600</td><td></td></tr><tr><td>glucose meters</td><td>Roche Accu-Check Active</td><td>GC</td><td></td></tr><tr><td>electronic von Frey device</td><td>IITC Life Science</td><td>2390</td><td></td></tr><tr><td>hot plate</td><td>IITC Life Science</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Biopac MP36 acquisition system</td><td>Biopac Systems, Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>HIFU transducer</td><td>Sonic Concepts</td><td>H108</td><td></td></tr><tr><td>function generator</td><td>Agilent</td><td>33250A</td><td></td></tr><tr><td>power amplifier</td><td>Electronics &amp; Innovation</td><td>1040L</td><td></td></tr><tr><td>Rats&nbsp;</td><td>Biolasco taiwan</td><td>Sprague-Dawley</td><td></td></tr><tr><td>Puralube vet ointment</td><td>Dechra</td><td></td><td></td></tr><tr><td>isoflurane vaporizer</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>Restraint bag (Decapicones)</td><td>Braintree Scientific</td><td>DC 200</td><td></td></tr></tbody></table>

een ultrasone instrument voor de geleiding van de zenuwen blokkeren in diabetische rat modellen

An Ultrasonic Tool for Nerve Conduction Block in Diabetic Rat Models

Zenuw geleiding blok met een hoge intensiteit-geconcentreerd ultrageluid (HIFU) transducer is onlangs uitgevoerd in normale en diabetische diermodellen. HIFU kan de geleiding van perifere zenuwen omkeerbaar blokkeren zonder beschadiging van de zenuwen tijdens het gebruik van een juiste ultrasone parameter. Tijdelijke en gedeeltelijke blok van de actie potentieel van zenuwen blijkt dat HIFU de potentie heeft om een nuttige klinische behandeling voor verlichting van pijn. Dit werk toont de procedures voor het onderdrukken van de actie potentieel van neuropatische zenuwen in diabetische ratten in vivo met behulp van een transducer HIFU. De eerste stap is het genereren van volwassen mannelijke diabetische neuropathische ratten door injectie van streptozotocin (STZ). De tweede stap is om te evalueren van de perifere diabetische neuropathie bij diabetesratten STZ veroorzaakte door een elektronische von Frey-sonde en een kookplaat. De laatste stap is het record in vivo extracellulaire actie potentieel van de zenuw blootgesteld aan HIFU ultrasoonapparaat. De methode toonde hier in aanmerking voor de studie van echografie pijnstillende toepassingen.

De in vivo studie aangetoond dat, met een dosis HIFU 3 s ultrasoonapparaat bij een intensiteit van 2810 W/cm2, de CMAPs werden onderdrukt door 20% van de basislijn, maar ze waren volledig herstelde zich na 30 min (figuur 2A, diamanten) en waren bijna constante in de periode van 28 dagen (figuur 2B, diamanten). Voor de 5 s HIFU blootstelling op de dezelfde intensiteit, de CMAPs daalde tot 65,4% (9,5%) van de ba...

Dit werk presenteert de methodologie van de toepassing van hoge intensiteit gerichte echografie om te blokkeren van de mogelijkheden van de actie van diabetische neuropathische zenuwen.

Een ultrasone instrument voor de geleiding van de zenuwen blokkeren in diabetische Rat modellen

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

Het algemene doel van deze echotechniek is om tijdelijke blokkade van de perifere zenuwgeleiding te bewerkstelligen met behulp van een ultrasone thermische werking. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen op het gebied van pijnbeheersing, zoals analgesie bij diabetische perifere neuropathie. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat de blootstelling aan ultrasoon geluid op de doelzenuw gelokaliseerd en herhaalbaar is.De implicaties van deze techniek zijn gericht op analgesie bij menselijke neuropathische pijn, aangezien ultrasone behandeling een langdurig en zeer veilig proces is. De procedure wordt gedemonstreerd door Cheng Jung-Sung en Tan Joo-Shin, samen met research assistants uit een laboratorium. Nadat de mannelijke Sprague-Dawley of SD-ratten hebben gevast en de STZ-oplossing volgens het tekstprotocol is bereid, gebruikt u een naald van 26 of 28 gauge om de 50 milligram per kilogram STZ-oplossing op te zuigen in een insulinspuit of tuberculinespuit van 1 milliliter.Reinig de injectieplaats bij de ratten met een ethanolgaasje en injecteer de STZ-oplossing in de buikholte van het dier. Meet 72 uur na de injectie de nuchtere plasmaglucoseconcentratie van alle geïnjecteerde ratten door met een lancet in de staartpunt te prikken om een kleine druppel bloed te verkrijgen. Plaats de druppel bloed op een glucoseteststrip en voer deze in een glucosemeter in voordat de nuchtere plasmaglucosespiegels worden genoteerd.Om een STZ-geïnduceerde diabetische rat te laten wennen, plaatst u deze gedurende 30 minuten in een kooi met een metalen gaasbodem van één centimeter diameter. Gebruik vervolgens een elektronische Von Frey-probe met een stijve tip om de terugtrekreactie van de achterpoot te evalueren door handmatig druk uit te oefenen op het plantaire oppervlak van de achterpoot van de ratten en de druk geleidelijk te verhogen totdat er een terugtrekreactie van de poot zichtbaar is. Noteer de druk en wacht 30 seconden voordat u de meting opnieuw uitvoert.Vijf weken na de STZ-injectie, nadat de ratten zijn geanestheseerd en er volgens het tekstprotocol is geknepen in het plantaire oppervlak van de voet, dient een elektrische trimmer te worden gebruikt om het haar van het dijbeen en de onderrug te verwijderen. Breng vloeibare jodium aan op de huid ter plaatse van de operatiewond. Gebruik vervolgens een alcoholdoekje om de vloeibare jodium af te vegen.Maak met een steriel scalpel een incisie in de huid van de dorsale dij. Gebruik een chirurgische schaar om het weefsel onder de huid te spreiden en gebruik huidhaken om de huid vast te zetten. Scheid met de schaar voorzichtig de spieren parallel aan het dijbeen tot de vezels van de nervus ischiadicus in het midden van de dij, die in de spieren zijn ingebed, zichtbaar zijn.Gebruik voorzichtig een glazen haakje om de nervus ischiadicus in het midden van het dijbeen te scheiden van het omringende bindweefsel en de spieren. Om de nervus ischiadicus vervolgens in de focale zone van de high-intensity focused ultrasound (HIFU) te positioneren met behulp van een op maat gemaakte zenuwfixator, gebruikt u een glazen haakje om de zenuw voorzichtig op te tillen en in de gleuf van component één van het apparaat te plaatsen. Schroef daarna component twee vast aan component één.Gebruik vervolgens Ringer-oplossing om de centrale put van component één te vullen voor ultrasone voortplanting en zenuwbewaring. Schroef component drie vast aan de behuizingskegel van de HIFU. Koppel vervolgens component drie via de vier poten van component twee aan component twee.Nadat één paar acupunctuurnaalden in de oorsprong van de nervus ischiadicus en het andere paar in de mus gastrocnemius is ingebracht, wordt elk paar naalden via een elektrische coaxkabel aangesloten op het elektrofysiologische acquisitiesysteem. Stel de bemonsteringssnelheid en bandbreedte van het elektrofysiologische acquisitiesysteem respectievelijk in op 50 kilohertz en 70 hertz tot drie kilohertz. Dien vervolgens bij de oorsprong van de nervus ischiadicus een supramaximale stimulus toe aan de stimulerende elektroden met een polsbreedte van 0,1 milliseconden.Registreer in het elektrofysiologische acquisitiesysteem de samengestelde spieractiepotentialen of CMAP's via de registratie-elektroden en versterk de CMAP's met de ingebouwde versterker. Om een commerciële 2,68 millihertz HIFU-transducer te gebruiken voor het onderdrukken van de CMAP's bij diabetische neuropathische ratten, wordt de sferische kegel, de HIFU-transducer en de kegelkap ondergedompeld in het bad gevuld met ontgast water. Plaats de HIFU-transducer in de sferische kegel en gebruik zes stelschroeven om de kegelkap op de bovenopening van de sferische kegel te bevestigen.Nadat de bellen in de sferische kegel op natuurlijke wijze zijn ontsnapt vanwege de lage dichtheid van de bellen in vergelijking met het water, wordt transparante tape van 0,03 millimeter dik gebruikt om de opening aan de voorzijde van de kegel af te dichten. Schroef vervolgens component drie op de sferische kegel en verwijder de HIFU-transducer samen met de sferische kegel en component drie uit het ontgaste watertank. Plaats component één voorzichtig in de ruimte tussen de zenuw en de spier en positioneer de zenuw in de opening van component één.Om ervoor te zorgen dat de zenuw zich binnen het brandpunt van de HIFU bevindt, zoals eerder gedemonstreerd, schroeft u component twee vast aan component één. Nadat component drie via de vier pootjes van component twee aan de behuizingsconus van de HIFU is geschroefd, koppelt u component drie aan component twee en vult u de centrale put van component één met Ringer-oplossing voor ultrasone voortplanting en behoud van de zenuw. Verbind een funktiegenerator met een radiofrequente vermogensversterker.Sluit de vermogensversterker aan op de HIFU-transducer voor het genereren van de HIFU-straal. Stel vervolgens handmatig de uitgangsspanning van de functiegenerator in naar de HIFU-transducer via de vermogensversterker en stel een timer in om de HIFU-blootstellingstijd te meten. Zet de functiegenerator handmatig uit zodra de HIFU-blootstellingstijd is verstreken.Sleutel de stimulus via het elektrofysiologische acquisitiesysteem en de HIFU-bundel via het HIFU-systeem gelijktijdig toe aan de nervus ischiadicus terwijl de CMAP's worden geregistreerd. Verhoog de HIFU-blootstelling van de nervus ischiadicus geleidelijk van drie seconden naar vijf seconden en vervolgens naar acht seconden, totdat een afname of inhibitie van de amplitude van de CMAP's wordt waargenomen. Registreer de CMAP's één keer per seconde tijdens het toedienen van de HIFU-bundel.Nadat de verandering in de amplitude van de CMAP's is waargenomen, schakelt u het HIFU-systeem uit en klikt u handmatig op het Record-icoon in de software voor elektrofysiologische acquisitie om de CMAP's gedurende twee uur te registreren. Na het verwijderen van de componenten van de zenuurfixator, het hechten van de chirurgische plek van de diabetische rat en een herstelperiode voor de ratten, plaatst u op dag zeven, 14 en 28 na de initiële HIFU-sonicatie opnieuw stimulerende en registrerende elektroden in de geanestheseerde diabetische neuropathische ratten en registreert u aanvullende CMAP's zoals eerder in deze video gedemonstreerd. De in vivo-studie in deze video toonde aan dat bij een dosis high-intensity focused ultrasound (HIFU) van drie seconden sonicatie bij een intensiteit van 2810 watts per square centimeter, de CMAP's met 20 per cent ten opzichte van de baseline werden onderdrukt, maar na 30 minuten volledig waren hersteld.Bij een HIFU-blootstelling van vijf seconden bij dezelfde intensiteit namen de CMAP's na vier minuten af tot 65,4 procent van de basislijn en herstelden ze zich na 120 minuten tot 73,7 procent van de basislijn. De CMAP's keerden pas op dag 14 terug naar de basislijnwaarden. Wanneer de HIFU-sonicatietijd werd verhoogd naar 8 seconden bij dezelfde intensiteit, werden de CMAP's na vier minuten gereduceerd tot 26 procent van de basislijn, maar stegen ze na 120 minuten naar 38 procent van de basislijn en namen ze geleidelijk toe tot 74 procent van de basislijn op dag 28.Zodra deze techniek onder de knie is, kan deze in één uur worden voltooid mits deze correct wordt uitgevoerd. Tijdens het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om te onthouden dat de zenuw zeer voorzichtig behandeld moet worden. Na deze procedure kunnen andere methoden, zoals brand-easy detectie, worden uitgevoerd om aanvullende vragen te beantwoorden, zoals interacties met perifere sensoren.Na de ontwikkeling heeft deze techniek de weg vrijgemaakt voor onderzoekers op het gebied van pijnbehandeling om een nieuwe energetische modaliteit voor accupunctuur bij perifere neuropathie te verkennen. Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe de geleiding van diabetische neuropathische zenuwen in een ratmodel met echografie in kaart kan worden gebracht. Vergeet niet dat werken met de vermogensversterker uiterst gevaarlijk kan zijn en dat voorzorgsmaatregelen, zoals het dragen van isolerende werkhandschoenen, altijd moeten worden genomen tijdens het uitvoeren van deze procedure.

an-ultrasonic-tool-for-nerve-conduction-block-in-diabetic-rat-models

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

Hier wordt beschreven snel betrouwbare en eenvoudige procedure om de laagste temperatuur waarbij ratten of muizen tonen nocifensive gedrag...

Snelle bepaling van de thermische Nociceptieve drempel in diabetische ratten

Source: Lee, Y. F., et al. An Ultrasonic Tool for Nerve Conduction Block in Diabetic Rat Models. J. Vis. Exp. (2017)This video demonstrates the use of high-intensity focused ultrasound (HIFU) to block action potentials from the sciatic nerve to the gastrocnemius muscle in a diabetic rat model. Upon delivering the HIFU beam to the nerve, a decrease in muscle signal confirms HIFU's potential as a non-invasive therapy for diabetic neuropathic pain relief.

High-Intensity Focused Ultrasound for Blocking Nerve Action Potentials in a Diabetic Rat Model 

Metingen van zenuwgeleiding eigenschappen in vivo illustreren een krachtig hulpmiddel om te karakteriseren verschillende diermodellen van neuromusculaire ziekten. Hier presenteren we een eenvoudig en betrouwbaar protocol waarmee elektrofysiologische analyse van heupzenuwen van verdoofde muizen kunnen worden uitgevoerd.

In vivo elektrofysiologische metingen op Muis heupzenuwen

Axonale prikkelbaarheid technieken bieden een krachtig hulpmiddel om te onderzoeken pathofysiologie en biofysische wijzigingen die voorafgaan aan de onomkeerbare degeneratieve gebeurtenissen. Dit manuscript demonstreert het gebruik van deze technieken op het telefoonbotje van narcose ratten.

In Vivo Elektrofysiologische meting van de Rat telefoonbotje met axonale prikkelbaarheid testen

Single-Fiber opname is een effectieve elektrofysiologische techniek die toepasbaar is op de centrale en perifere zenuwstelsels. Samen met de voorbereiding van intact DRG met de bijgevoegde sciatische zenuw, het mechanisme van geleiding falen wordt onderzocht. Beide protocollen verbeteren het begrip van de relatie van het perifere zenuwstelsel met pijn.

Gebruik van in vivo single-Fiber opname en intact dorsale wortel ganglion met bijgevoegde Sciatische zenuw om het mechanisme van geleidings falen te onderzoeken

Dit protocol beschrijft de voorbereiding van het hele heupzenuwweefsel van ratten voor ex vivo elektrofysiologische stimulatie en registratie in een milieugereguleerd, tweecompartimenten, doordrenkt zoutoplossingsbad.

Voorbereiding van de heupzenuw van de rat voor ex vivo neurofysiologie

We presenteren een protocol voor het gebruik van Fu's subcutane needling in een chronisch vernauwingsletselmodel om heupzenuwpijn bij ratten te induceren.

Werkzaamheid van Fu's subcutane naald op heupzenuwpijn: gedrags- en elektrofysiologische veranderingen in een rattenmodel met chronische vernauwingsblessure

Dit protocol beschrijft een fixatiesysteem voor ultrasone transducers dat speciaal is ontworpen voor ultrasone stimulatie van het ruggenmerg bij wakkere muizen. De methode maakt gebruik van een fixatiesysteem om een nauwkeurige positionering van de ultrasone transducer te garanderen en tegelijkertijd de proefpersonen vrij te laten bewegen zonder de precisie van de stimulatie in gevaar te brengen.

Fixatie van ultrasone transducers voor neuromodulatie van het ruggenmerg bij muizen

Hier presenteren we een methode voor het beoordelen van de activatie en blokkade van sensorische axonen in perifere zenuwen in acute, onder narcose en in vivo ratexperimenten met behulp van twee soorten spinale elektrofysiologische metingen die de activiteit van zenuwvezelsubtypes kunnen onderscheiden: Local Field Potentials en Wide Dynamic Range single-neuron opnames.

Elektrofysiologische methoden om perifere pijnblokkade bij een verdoofde rat te beoordelen

Dit protocol presenteert een reproduceerbaar rattenmodel dat sensorische zenuwen gebruikt om menselijke neuroompijn na te bootsen en chirurgische behandelingen te beoordelen, en biedt een waardevol hulpmiddel voor translationeel neuroomonderzoek.

Nieuw chirurgisch knaagdiermodel voor het bestuderen van opties voor de behandeling van neuroompijn met behulp van gerichte spierreïnnervatie door de nervus saphenos

Leer hoe je hoogintensieve gefocuste ultrasone golven gebruikt om zenuwgeleiding tijdelijk te blokkeren bij diabetische neuropathie in ratten. Deze methode biedt een veilige, herhaalbare aanpak voor pijnbestrijding.

Een ultrasone instrument voor de geleiding van de zenuwen blokkeren in diabetische Rat modellen

Meer video's verkennen