30 lipca 2007
W niniejszym raporcie proponujemy nowe zastosowanie światłoutwardzalnych żywic stomatologicznych do mocowania podstawy elektrod lub sond do mikrodializy w eksperymentach chronicznych. Materiał ten umożliwia bezpośrednie wiązanie z czaszką.
W przewlekłych eksperymentach z zakresu elektrofizjologii lub mikrodializy, samoutwardzalne żywice dentystyczne są szeroko stosowane jako baza montażowa elektrod lub sond do mikrodializy. Ponieważ akryle te nie wiążą się z powierzchnią kości, w charakterze kotwic stosuje się śruby. Jednak w przypadku małych zwierząt doświadczalnych, takich jak myszy lub szczury, czaszka jest bardzo delikatna i nie może skutecznie utrzymać kotwic.
Czasami śruby kostek powodują infekcję i zapalenie tkanek. W niniejszym raporcie proponujemy nowe zastosowanie światłoutwardzalnego kompozytu dentystycznego jako materiału do montażu podstawy. Materiał ten umożliwia bezpośrednie związanie z czaszką.
W związku z tym śruby mocujące nie są wymagane, a pole operacyjne może zostać znacznie zredukowane. Całkowita waga sondy, kaniuli prowadzącej, obudowy i podstawy montażowej wynosiła mniej niż jeden gram. Dotychczasowe doświadczenia wskazują, że efekt wiązania utrzymuje się przez ponad dwa miesiące.
Technikę tę można również wykorzystać dla innych zwierząt doświadczalnych, takich jak gryzonie, ryby i inne. Nagrano wideo z dwóch implementacji w dwóch grupach. W tej demonstracji wideo wybrano i wykorzystano najlepsze ujęcia dla każdego kroku protokołu.
Są to stereotaktyczny aparat i kontrolowana termicznie komora rekonwalescencyjna. Są to instrumenty do operacji. Prime PR po lewej i mikroprob.
Akcesoria znajdują się po prawej stronie. Jeśli program przygotowujący (prime) nie jest dostępny, można zamiast niego użyć mikroszpatułki. Jest to zestaw do utwardzania żywicy dentystycznej.
W tych buteleczkach przechowywano primer AP oraz środek wiążący. Wybraliśmy ten produkt, ponieważ jest to system samopolimeryzujący i dualny. W przypadku wyboru alternatywnych produktów należy zmodyfikować szczegółową procedurę zgodnie z instrukcją produktu; instrument w kształcie pistoletu po lewej stronie to lampa polimeryzacyjna.
Można złożyć ręcznie wykonaną jednostkę oświetlenia LED, jak pokazano po prawej stronie. Szczegóły znajdują się w dokumentacji. Następnie wprowadzono znieczulenie chirurgiczne, usunięto tkanki z obszaru operacyjnego i przymocowano głowę do zestawu stereotaktycznego.
Przed wprowadzeniem elektrod EVA, w celu zapobiegania bólowi, końcówki EVAs poddano znieczuleniu miejscowemu. Głowa zwierzęcia została przymocowana do ramy, a kąt nachylenia głowy odpowiednio dostosowany. Powietrze chirurgiczne zdezynfekowano jodyną, a szklaną mikropipetę zamocowano w uchwycie elektrod.
Tę mikropipetę wykorzystano do wyznaczenia punktu odniesienia w eksperymencie. Jako punkt odniesienia posłużył punkt Lambda Y. Wykonano niewielkie nacięcie skóry, aby odsłonić punkt odniesienia.
Zaznacz miejsce za pomocą mikropipety wypełnionej barwnikiem. Przetnij skórę, aby odsłonić powierzchnię czaszki. Przetrzyj powierzchnię kości patyczkiem z waty, aby usunąć resztki krwi. Do uzyskania trwałego wiązania wymagana jest czysta i sucha powierzchnia.
Po wyznaczeniu pozycji docelowej, za pomocą precyzyjnych pęset wykonano niewielką kraniotomię. Do wykonania kraniotomii można również użyć mikrodotu lub kleszczyków kostnych. Następnie grubą mikro rurkę wyjęto z uchwytu, a do uchwytu przymocowano prowadnicę, kaniulę lub elektrodę.
Końcówka kaniuli prowadzącej została wyrównana z punktem referencyjnym, a następnie ostrożnie przesunięta do punktu docelowego. Za pomocą igły wstrzykującej o rozmiarze 30 G wykonano najmniejsze możliwe nacięcie w istocie szarej. Kaniulę prowadzącą przesunięto do pozycji docelowej.
Przeprowadzono drugą aplikację preparatu Supp na powierzchnię kości. Primer ten składa się z utwardzaczy A i B. Na szalkę nalać po jednej kropli każdego z utwardzaczy, a następnie wymieszać je pędzlem. Nanieść primer na obszar styku. Powierzchnię kaniuli prowadzącej również należy przetrzeć primerem.
Użyto łagodnego strumienia powietrza, aby rozprowadzić i osuszyć primer, następnie zmieniono pędzelek i naniesiono środek wiążący na obszar ten. Środek wiążący jest wrażliwy na światło, dlatego w trakcie procedury powinien pozostać zakryty. Przetarto również powierzchnię kaniuli prowadzącej.
Zapewniono łagodne powietrze i wyeliminowano widzialne światło niebieskie, aby przyspieszyć reakcję chemiczną środka wiążącego. W celu ochrony oczu operatora należy stosować pomarańczowe przezroczyste okulary ochronne. W razie potrzeby należy unikać bezpośredniego naświetlania oczu zwierząt.
Aluminiowa obręcz służy do ochrony oczu zwierząt. Niewielką ilość kompozytu żywicznego nanieśli na powierzchnię czaszki i kaniulę prowadzącą za pomocą zwykłego aplikatora. Następnie wyeliminowano widoczne niebieskie światło, aby utwardzić żywicę w celu stabilizacji mocowania.
Przed każdym zamocowaniem zastosowano środek wiążący. Obszar operacyjny był stale korygowany pod kątem widoczności ze względu na rejestrację wideo. Należy jednak unikać zbyt silnej korekty, ponieważ może ona skrócić czas, w którym materiały pozostają plastyczne.
Zaleca się stopniowe mocowanie i ustawianie w celu zapewnienia pełnej reakcji reżimu. Można korygować kształt aż do uzyskania widoczności. Podano antybiotyki lub zastosowano środek antyseptyczny w obszarze chirurgicznym w celu zapobiegania infekcjom.
Po zakończeniu zabiegu chirurgicznego adapter stereotaktyczny został zwolniony z uchwytu elektrody i usunięty. W jego miejsce wprowadzono pręt stabilizujący (DAMing cane), a następnie zwierzę zostało zwolnione z ramy stereotaktycznej.
Na koniec zwierzę przeniesiono do letniej komory kontrolnej w celu wybudzenia z narkozy. Następnego dnia po zabiegu, w porównaniu do zastosowania konwencjonalnego samoutwardzalnego S., wprowadzona technika wykazała kilka istotnych zalet.
Po pierwsze, wiąże się ono bezpośrednio z kością. Akryl samo utwardzalny może zostać przymocowany do kości za pomocą drutów, ale nie przylega on do niej. W przeciwieństwie do niego, żywica utwardzana światłem może wiązać się bezpośrednio z kością.
Przyczepia się ono również do niektórych materiałów, w tym do tworzyw sztucznych i metali, pod warunkiem zastosowania podkładu do metalu. Ta właściwość wiązania z różnymi materiałami umożliwia szerokie zastosowanie. Po drugie, jest łatwe w obsłudze, ponieważ konwencjonalne okno czasowe obróbki żywicy jest stosunkowo krótkie.
W ciągu kilku minut wykazuje ona wysoką płynność, co sprawia, że trudno jest ją szybko operować. Jednak gdy rozpocznie się reakcja chemiczna, przebiega ona szybciej ze względu na egzotermiczność. Ciepło powoduje, że żywica twardnieje w krótkim czasie.
Okna czasowe przetwarzania dla żywic utwardzanych światłem są znacznie szersze i regulowalne. Podstawowo żywice utrzymują stały stan od początku aż do momentu właściwego utwardzenia. Trzecia reakcja utwardzania nie generuje ciepła.
Reakcja utwardzania żywicy samoutwardzalnej jest egzotermiczna. Gdy podstawa montażowa jest gruba, ciepło to kumuluje się, co może spowodować uszkodzenia. Reakcja utwardzania żywicy światłoutwardzalnej nie generuje ciepła, a materiał jest biokompatybilny.
Koszt materiałów i specjalistycznego sprzętu, takiego jak jednostka oświetleniowa, może stanowić problem. W dokumencie uzupełniającym przedstawiamy niskokosztową, własnoręcznie wykonaną jednostkę oświetleniową LED. Szczegóły znajdują się w dołączonym dokumencie.
Technika ta ma zastosowanie przy implementacji elektrod lub mikrosond u innych zwierząt doświadczalnych, takich jak ryby, myszy, króliki, koty oraz małpy.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Niniejszy raport przedstawia nowatorskie zastosowanie światłoutwardzalnych żywic dentystycznych do stabilnego mocowania elektrod lub sond do mikrodializy w eksperymentach chronicznych. Proponowany materiał umożliwia bezpośrednie wiązanie z czaszką, rozwiązując ograniczenia tradycyjnych metod.
Bezpośrednie mocowanie elektrod lub sond do mikrodializy przy użyciu światłoutwardzalnej żywicy dentystycznej rozwiązuje istotny problem w przewlekłych badaniach neurofizjologicznych z wykorzystaniem modeli małych zwierząt o delikatnych czaszkach. Podejście to eliminuje potrzebę stosowania śrub mocujących, co zmniejsza złożoność zabiegu chirurgicznego i minimalizuje ryzyko stanu zapalnego tkanek. Metoda ta zwiększa ciągłość i niezawodność eksperymentów w przedklinicznych badaniach neuronaukowych oraz w procesach oceny urządzeń.
Ta technika montowania wpisuje się w proces obejmujący etap od wczesnych odkryć po przedkliniczną walidację urządzeń i biomarkerów, szczególnie w badaniach z zakresu neuronauki i neurofarmakologii.