Piezoelektryczne chirurgiczne usuwanie okostnego ciała o wysokiej dokładności (PHASOR): technika poprawy chirurgii okna czaszkowego u myszy

Ogólnym celem tego zabiegu chirurgicznego jest odchudzenie czaszki bez uszkodzenia leżących poniżej tkanek oraz wszczepienie okna czaszkowego odpowiedniego do obrazowania. Metoda ta stanowi ulepszenie chirurgii okna czaszkowego i może umożliwić większej liczbie chirurgów zastosowanie tej techniki. Główną zaletą tej techniki jest to, że pozwala ona na skrócenie czasu trwania operacji przy niższym średnim wskaźniku powikłań.

Przed rozpoczęciem operacji należy upewnić się, że wszystkie używane instrumenty zostały poddane autoklawowaniu w celu zapewnienia sterylności. Znieczulić mysz izofluranem. Nałożyć weterynaryjny lubrykant do oczu, aby zapobiec ich wysychaniu.

Następnie uciśnij palec tylnej łapy, aby upewnić się, że głębokość znieczulenia jest odpowiednia. Dalej usuń owłosienie z okolic czaszki, nakładając żel do depilacji na trzy minuty. Następnie umieść znieczuczoną mysz w aparacie stereotaksycznym na podkładce grzewczej lub skalibrowanym kocu z recyrkulacją wody ustawionym na 38 °C.

Upewnij się, że maska do podawania znieczulenia jest prawidłowo umieszczona. Podaj buprenorfinę podskórnie w celu zapewnienia przeciwbólowego przygotowania przedoperacyjnego. Następnie zdezynfekuj skórę głowy, stosując naprzemiennie trzy razy chlorheksydynę lub Betadine oraz 70% ethanol za pomocą aplikatora z bawełnianą końcówką.

Na koniec, w celu znieczulenia miejscowego, wstrzyknij pod skórę głowy 100 µL bupiwakainy rozcieńczonej 50% w soli fizjologicznej. Do końcówki urządzenia do chirurgii piezoelektrycznej zamocuj sterylną, okrągłą końcówkę o średnicy 4 mm. Duży rozmiar końcówki przyspiesza przebieg operacji, ponieważ pozwala na jednoczesne pocienienie całego okna.

Ustaw urządzenie do chirurgii piezoelektrycznej na najniższy poziom wibracji, ponieważ wyższe ustawienia mogą doprowadzić do przerwania naczyń krwionośnych wskutek intensywnych drgań. Napełnij strzykawkę o pojemności 10 ml lodowatym ACSF i trzymaj ją w ręce, w której nie znajduje się końcówka piezoelektryczna. Delikatnie przykładaj wibrującą końcówkę chirurgiczną do czaszki, wykonując lekkie ruchy okrężne i cieńcząc kość do pożądanej głębokości, aby przeprowadzić przygotowanie cienkiej czaszki.

Iryguj czaszkę, aby zapobiec przegrzaniu spowodowanemu wibracjami o wysokiej częstotliwości, aplikując ACSF z strzykawki na czaszkę z prędkością 1 ml na minutę. Delikatnie koryguj kąt nachylenia końcówki narzędzia, zmieniając jej położenie podczas wywierania nacisku na czaszkę, aby równomiernie ją pocienić. Należy uważać, aby nie pocienić nadmiernie jednego fragmentu okna.

Należy delikatnie regulować kąt nachylenia końcówki urządzenia, aby równomiernie odcienić czaszkę. Regularnie sprawdzaj stan czaszki, aby uniknąć usunięcia zbyt dużej ilości kości i uszkodzenia leżącej pod nią tkanki. Na odsłoniętą oponę twardą nałóż jednofalowy kawałek gąbki kolagenowej hemostatycznej o grubości 1 mm, nasączonej zimnym ACSF.

Pozostawić na oponie twardej przez około 30 sekund, aby zapobiec powstawaniu mikrokrwawień. Po umieszczeniu czteromilimetrowego szkiełka nakrywkowego bocznie nad cienkim okienkiem, za pomocą tyłu małego plastikowego lub drewnianego aplikatora z watką na końcu nanieść około jednej kropli kleju cyjanoakrylowego w narożnik okienka. Następnie za pomocą końcówek pęsety upewnić się, że szkiełko nakrywkowe tworzy szczelne połączenie z czaszką.

Na koniec nanieś 100 µL akrylu stomatologicznego na czaszkę, aby unieruchomić okienko. Dopóki akryl stomatologiczny jest jeszcze miękki, użyj końcówki złamanego drewnianego aplikatora, aby odsunąć nadmiar materiału zasłaniający okno obrazowania. Po zakończeniu wyjmij mysz z aparatu chirurgicznego i umieść ją w ogrzewanej klatce w celu rekonwalescencji.

Monitoruj zwierzę w sposób ciągły, aż mysz odzyska pełną przytomność, co należy ocenić na podstawie normalnej mobilności, chodu i zachowania. Przez trzy dni oceniaj zwierzęta dwa razy dziennie pod kątem objawów bólu pooperacyjnego, w tym zmniejszonej aktywności, pielęgnacji, spożycia pokarmu i wody, zachowań obronnych lub zwiększonej agresji. Podawaj buprenorfinę podskórnie jako środek przeciwbólowy od 8 do 12 godzin po operacji przez trzy dni, zgodnie z zatwierdzonym protokołem IACUC.

Monitoruj obszar okna pod kątem rozwarstwienia, stanu zapalnego i oznak infekcji. Przejściowe zmiany stężenia wapnia, obserwowane przy użyciu czerwonego wskaźnika wapnia jRGECO1a, zostały zobrazowane w czystych neuronach warstwy czwartej kory ruchowej u myszy z unieruchomioną głową, z trzymilimetrowym oknem przygotowanym za pomocą PHASOR. To zdjęcie zostało wykonane przez to samo okno, ale przedstawia inny region warstwy czwartej kory ruchowej.

Jak widać tutaj, czas trwania operacji był krótszy w przypadku PHASOR niż przy użyciu wiertła stomatologicznego, z istotnością statystyczną określoną jako P < 0.05 w dwustronnym teście T. Odsetek udanych operacji, zdefiniowanych jako brak krwawienia lub widocznych uszkodzeń opony twardej, był wyższy dla PHASOR niż dla operacji z użyciem wiertła stomatologicznego, co oceniono za pomocą jednostronnego testu Z. Po opanowaniu techniki, może ona zostać wykonana w czasie krótszym niż 10 minut, pod warunkiem prawidłowego przeprowadzenia procedury.

Po zastosowaniu tej procedury można przeprowadzić różne metody obrazowania in vivo, w tym obrazowanie wielofotonowe, w celu wizualizacji neuronów in vivo. Dziękujemy za oglądanie i życzymy powodzenia w przeprowadzaniu eksperymentów.