Zogniskowane ultradźwięki o wysokiej intensywności do blokowania potencjałów czynnościowych nerwów w modelu szczura z cukrzycą

Zacznij od znieczulonego szczura z cukrzycą z odsłoniętym nerwem kulszowym przenoszącym ból, który zawiera wstępnie wszczepione elektrody stymulujące. Nerw kulszowy jest połączony z mięśniem brzuchatym łydki, w którym umieszczone są elektrody rejestrujące.

Podnieś nerw kulszowy i umieść pod nim skupione ultradźwięki o wysokiej intensywności lub podstawę stabilizatora HIFU.

Za pomocą łącznika zabezpiecz nerw w gnieździe stabilizatora i przymocuj do niego przetwornik HIFU.

Napełnij centralną studzienkę stabilizatora odgazowanym roztworem sprzęgającym do propagacji ultradźwięków.

Dostarcz bodziec elektryczny przez elektrody stymulujące, aby wyzwolić potencjały czynnościowe nerwów, które są przekazywane do mięśnia.

Zapisz ten podstawowy sygnał mięśniowy.

Kontynuując nagrywanie, skieruj wiązkę HIFU przez przetwornik do nerwu.

HIFU indukuje naprężenia mechaniczne i zwiększa temperaturę, która przejściowo blokuje propagację potencjału czynnościowego do mięśnia i obniża sygnał.

Koreluje to ze zmniejszoną percepcją bólu, co wskazuje na potencjał HIFU w łagodzeniu bólu w neuropatii cukrzycowej.

Pięć tygodni po wstrzyknięciu STZ, po znieczuleniu szczurów i wykonaniu uszczypnięcia podeszwowej powierzchni stopy zgodnie z protokołem tekstowym, użyj elektrycznej maszynki do strzyżenia, aby usunąć włosy z uda i dolnej części pleców. Nałóż płynny jod na skórę w miejscu operacji. Następnie użyj wacika nasączonego alkoholem, aby zetrzeć płynny jod.

Sterylnym skalpelem wykonaj nacięcie skóry na grzbiecie uda. Użyj nożyczek chirurgicznych, aby rozprowadzić tkankę pod skórą. I użyj haczyków do skóry, aby zabezpieczyć skórę.

Za pomocą nożyczek ostrożnie oddziel mięśnie równolegle do kości udowej, aż widoczne będą włókna nerwu kulszowego w połowie uda osadzone w mięśniach. Ostrożnie użyj szklanego haczyka, aby oddzielić nerw kulszowy w środkowej części uda od otaczającej tkanki łącznej i mięśni. Następnie, aby ustawić nerw kulszowy w ogniskowej strefie ultradźwiękowej o wysokiej intensywności lub ogniskowej HIFU za pomocą specjalnie wykonanego stabilizatora nerwu, użyj szklanego haczyka, aby ostrożnie podnieść nerw. I umieść go w gnieździe komponentu 1 urządzenia.

Następnie przykręć komponent 2 do komponentu 1. Następnie użyj roztworu Ringera, aby wypełnić centralną studzienkę składnika 1 w celu propagacji ultradźwiękowej i zachowania nerwów. Przykręcić element 3 do stożka obudowy HIFU. Następnie przez cztery nogi komponentu 2 zadokuj komponent 3 ze składnikiem 2.

Po wprowadzeniu jednej pary igieł do akupunktury w początek nerwu kulszowego, a drugiej pary w mięsień brzuchaty łydki, podłącz każdą parę igieł do systemu akwizycji elektrofizjologii za pomocą elektrycznego koncentrycznego. Ustaw częstotliwość próbkowania i szerokość pasma systemu akwizycji elektrofizjologii odpowiednio na 50 kiloherców i 70 herców, 3 kiloherce. Następnie u początku nerwu kulszowego zastosuj bodziec supramaksymalny o szerokości impulsu 0,1 milisekundy do elektrod stymulujących. W systemie akwizycji elektrofizjologii zapisz złożone potencjały czynnościowe mięśni lub CMAP z elektrod rejestrujących. I wzmocnij CMAP za pomocą wbudowanego wzmacniacza.

Aby użyć komercyjnego przetwornika HIFU o częstotliwości 2,68 miliherca do tłumienia CMAP u szczurów z cukrzycą neuropatyczną, zanurz stożek sferyczny, przetwornik HIFU i pokrywę stożka w zbiorniku wypełnionym odgazowaną wodą. Umieść przetwornik HIFU w stożku sferycznym. I użyj sześciu z, aby przymocować osłonę stożka do górnego otworu kulistego stożka.

Po naturalnym wydaleniu pęcherzyków w stożku sferycznym ze względu na niską gęstość pęcherzyków w porównaniu z wodą, użyj przezroczystej taśmy o grubości 0,03 milimetra, aby uszczelnić przedni otwór końcowy stożka. Następnie przykręć element 3 do kulistego stożka. I wyjmij przetwornik HIFU ze sferycznym stożkiem i komponentem 3 ze zbiornika odgazowanej wody.

Ostrożnie włóż składnik 1 do przestrzeni między nerwem a mięśniem. I umieść nerw w szczelinie składnika 1. Aby upewnić się, że nerw znajduje się wewnątrz ogniska HIFU, jak pokazano wcześniej, przykręć element 2 do składnika 1. Po przykręceniu komponentu 3 do stożka obudowy HIFU, przez cztery nogi komponentu 2, zadokować komponent 3 z komponentem 2 i użyć roztworu Ringera do wypełnienia centralnej studzienki komponentu 1 w celu propagacji ultradźwiękowej i zachowania nerwów.

Połącz generator funkcyjny i wzmacniacz mocy o częstotliwości radiowej. Podłącz wzmacniacz mocy do przetwornika HIFU w celu wygenerowania wiązki HIFU. Następnie ręcznie ustaw napięcie wyjściowe generatora funkcyjnego na przetwornik HIFU za pośrednictwem wzmacniacza mocy. I ustaw timer, aby zmierzyć czas ekspozycji HIFU.

Ręcznie wyłącz generator funkcyjny po upływie czasu ekspozycji HIFU. Jednocześnie dostarczaj bodziec za pośrednictwem systemu akwizycji elektrofizjologicznej i wiązki HIFU za pośrednictwem systemu HIFU do nerwu kulszowego, jednocześnie rejestrując CMAP. Stopniowo zwiększaj ekspozycję HIFU na nerw kulszowy od 3 sekund, 5 sekund, a następnie do 8 sekund, aż do zaobserwowania spadku lub zahamowania amplitudy CMAP.

Rejestruj CMAP raz na sekundę podczas dostarczania wiązki HIFU. Po zaobserwowaniu zmiany amplitudy CMAP wyłącz system HIFU. I ręcznie kliknij ikonę nagrywania w oprogramowaniu do akwizycji elektrofizjologii, aby rejestrować CMAP przez dwie godziny. Po usunięciu elementów stabilizatora nerwów, zszyciu miejsca operacyjnego szczura z cukrzycą i umożliwieniu szczurom powrotu do zdrowia w dniach 7, 14 i 28 po początkowej sonikacji HIFU, należy wprowadzić elektrody stymulujące i rejestrujące u znieczulonych szczurów z neuropatią cukrzycową, tak jak poprzednio. I nagrywaj dodatkowe CMAP.