Wszczepienie implantu ślimakowego śwince morskiej
15 czerwca 2018
Celem tego protokołu jest dostarczenie zwierzęcego modelu implantacji ślimakowej, który może być wykorzystany do odpowiedzi na wiele pytań badawczych. Potencjalne zastosowania obejmują ocenę interwencji farmaceutycznych lub stymulacji elektrycznej pod kątem korzystnego wpływu na progi słyszenia lub impedancję elektrod.
Ogólnym celem tej procedury chirurgicznej jest zapewnienie wiarygodnego i wszechstronnego zwierzęcego modelu implantacji ślimakowej przy użyciu świnki morskiej. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie implantów ślimakowych, takie jak to, czy interwencje farmaceutyczne lub nowo opracowane elektrody mają korzystny wpływ na zachowanie słuchu resztkowego lub impedancje elektrod. Główną zaletą świnki morskiej jest szybki dostęp do stosunkowo dużego ucha wewnętrznego, co skutkuje bezpiecznym, niezawodnym i wszechstronnym zwierzęcym modelem implantu ślimakowego.
W przypadku tej procedury ważne jest, aby mikroskop chirurgiczny, wiertło, płytka grzewcza i pulsoksymetr były umieszczone wokół eksperymentatora, co ułatwia obsługę podczas operacji. Ustaw poduszkę grzewczą na 38 stopni Celsjusza. Postępuj zgodnie z techniką sterylną.
Załóż czapkę, maskę i rękawiczki. Następnie ułóż wysterylizowane narzędzia chirurgiczne do wszczepienia implantu ślimakowego. Następnie przygotuj kawałek złotego drutu izolowanego teflonem o długości 3,5 centymetra, ostrożnie usuwając trzy milimetry izolacji z jednego końca i pięć milimetrów izolacji z drugiego końca.
Następnie przetnij drugi odcinek złotego drutu o długości 2,5 centymetra i usuń pięć milimetrów izolacji z obu końców. Następnie wysterylizuj oba druty alkoholem. Następnie znieczulij świnkę morską za pomocą koktajlu znieczulającego zgodnie z zaleceniami w protokole tekstowym.
Następnie ogol jego głowę i połóż go na powierzchni grzewczej. Następnie ostrożnie otwórz pysk świnki morskiej za pomocą małego laryngoskopu i usuń wszystkie resztki jedzenia z jamy ustnej za pomocą aspiracji. Następnie ostrożnie włóż rurkę żołądkową do przełyku, powoli dociskając do żołądka, aż poczujesz opór.
Sprawdź poziom nasycenia tlenem, aby upewnić się, że rurka nie znajduje się w tchawicy. Następnie wstrzyknąć mieszaninę soli fizjologicznej, 5% glukozy i enrofloksacyny w poduszeczkę tłuszczową szyi za pomocą igły o rozmiarze 23. Przygotuj pole operacyjne za pomocą naprzemiennych peelingów z jodu powidonu i 70% etanolu, a następnie ułóż zwierzę.
W przypadku stosowania przeciwbólowego lidokaina w razie potrzeby należy również ponownie dawkować zwierzęciu środek znieczulający. Rozpocznij operację od nacięcia skóry na dwa do trzech centymetrów, trzy do pięciu milimetrów za małżowiną uszną za pomocą skalpela. Aby poradzić sobie z krwawieniem, użyj kauteryzacji dwubiegunowej.
Następnie wykonaj badanie palpacyjne w celu wyeksponowania pęcherza słuchowego i użyj skalpela chirurgicznego numer 15 lub nożyczek chirurgicznych, aby ostrożnie przeciąć mięśnie w okolicy zausznej. Aby wypreparować mięśnie z pęcherza, delikatnie odepchnij mięśnie na bok i użyj retraktora, aby odsłonić całą długość nacięcia, aby uzyskać nieograniczony dostęp do pęcherza. Teraz użyj końcówki skalpela numer 15, aby zrobić dziurę w bulli.
Gdy kość jest perforowana, w razie potrzeby powiększ otwór, aby sprawdzić struktury ucha środkowego. Ustaw zwierzę w pozycji odgiętej i sprawdź otwór. Podstawowy zwój ślimaka i okrągła wnęka okienna muszą być widoczne.
Miej oko na poziom tlenu u zwierząt, gdy są w pozycji odgiętej. Aby kontynuować, ustaw zwierzę na brzuchu i odsłoń wierzchołek za pomocą prostokątnego nacięcia. Następnie usuń skórę po wycięciu, rozetnij okostną i oczyść okostną za pomocą skalpela.
Następnie zrób mały haczyk na odsłoniętym trzymilimetrowym końcu 3,5-centymetrowego drutu. Następnie poprowadź drugi koniec złotego drutu podskórnie do wierzchołka. Przez cewnik do żył obwodowych o rozmiarze 18 za pomocą mikrokleszczy.
Używając drugiej pary mikrokleszczyków, ostrożnie umieść haczykowaty koniec drutu w uchu środkowym. Następnie odchyl głowę zwierzęcia, aby uwidocznić obszar okrągłej niszy okiennej przez pęcherzyk i zaczep złoty drut o kościstą wypukłość za pomocą mikrokleszczyków. Teraz, utrzymując delikatne napięcie na złotym drucie, przymocuj go do krawędzi czaszki pęcherzowej za pomocą 10 do 15 mikrolitrów cyjanoakrylanu dostarczonego z igły o rozmiarze 27.
Pomiary linii bazowej można teraz wykonywać ze złotego drutu. Następnie, aby zamontować elektrodę, ustaw zwierzę w pozycji leżącej. I za pomocą wiertła do zadziorów o średnicy jednego milimetra wykonaj dwa otwory jeden milimetr przed szwem lambda.
Nie uszkadzaj opony twardej. Następnie wkręć implant w otwory, aby związać złącze elektrody. Teraz użyj cewnika do żył obwodowych o rozmiarze 18, aby poprowadzić elektrodę od łącznika do pęcherza w warstwie tkanki jak najbliżej czaszki.
Następnie zapakuj od 0,5 do 0,7 mililitra półpłynnego cementu dentystycznego między za pomocą szpatułki i umieść łącznik elektrody między. Utrzymuj łącznik stabilnie na miejscu, podczas gdy cement dentystyczny twardnieje. Gdy zwierzę przesunie się na boki, postępuj ostrożnie, wiercąc ślimak w odległości jednego milimetra od okrągłego okienka.
Wiercić za pomocą diamentowego frezu o średnicy 0,5 milimetra przy prędkości 5000 obr./min. Następnie ostrożnie włóż elektrodę na cztery milimetry do błony bębenkowej skali. Następnie wyjmij elektrodę i powtórz wkładanie.
Następnie nałóż cyjanoakrylan w celu zabezpieczenia elektrody. Stabilna implantacja zapewni większe przesunięcie progu słyszenia. Dlatego ważne jest, aby ustabilizować ramię służące do wkładania elektrody do stołu, aby zminimalizować prawdopodobieństwo niepożądanych szarpnięć.
Następnie zamyka się pęcherzykową skórę około 0,3 mililitra cementu dentystycznego. Należy unikać przemieszczania się cementu dentystycznego do pęcherza. Następnie zamknij nacięcie zauszne za pomocą szwów wchłanialnych 5-0.
Następnie obróć zwierzę do pozycji leżącej. Następnie użyj kleszczy, aby chwycić tylną krawędź prostokątnego nacięcia na wierzchołku. A nożyczkami wykonaj dwucentymetrowy podskórny tunel w szyi zwierzęcia.
Przez tunel wszczepij 2,5-centymetrowy złoty drut za pomocą kleszczy. Umieść koniec z mniej odsłoniętym przewodem na wyznaczonym styku złącza, a następnie połączenie. Następnie okrągłą elektrodę wnęki okiennej do odpowiedniego pinu złącza.
Po zakończeniu nałóż więcej cementu dentystycznego, aby całkowicie pokryć izolowane kołki i elektrodę. Na tym kończy się implantacja. Progi CAP swoiste dla częstości przedoperacyjnej i pooperacyjnej u prezentowanego zwierzęcia były prawie niezmienione w zakresie niskich częstotliwości.
Natomiast przesunięcie progu o około 25 do 30 decybeli osiągnięto w obszarze wysokiej częstotliwości, zaczynając od ośmiu kiloherców. Reakcja ciała obcego na wszczepioną elektrodę może się znacznie różnić. Może nie być widocznej reakcji lub duży obszar błony bębenkowej scala może zostać wypełniony tkanką zwłóknieniową.
Możliwe jest nawet złamanie blaszki spiralnej kostnej podczas wprowadzania elektrody CI. W tym przypadku złamanie spowodowało utratę komórek spiralnego zwoju, zwłóknienie i osteogenezę w przewodzie przedsionkowym oraz utratę narządu Cortiego. Takie złamania mogą wyjaśniać wyższe niż oczekiwano przesunięcia progowe u niektórych zwierząt.
Po opanowaniu tej techniki można ją wykonać w dwie i pół godziny, jeśli zostanie wykonana prawidłowo. Jeśli wykonywane są śródoperacyjne pomiary słuchu, czas potrzebny na całą procedurę może się znacznie wydłużyć. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak wykonać implant ślimakowy u świnki morskiej.
Korzystając z tego modelu zwierzęcego, możesz odpowiedzieć na różne pytania badawcze w tej dziedzinie.
Przegląd
Niniejszy protokół opisuje procedurę chirurgiczną służącą do stworzenia wiarygodnego modelu zwierzęcego implantacji ślimakowej z wykorzystaniem świnek morskich. Ma on na celu ułatwienie badań nad interwencjami farmakologicznymi oraz wydajnością elektrod w zakresie zachowania progów słyszenia.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Otolaryngologia
- Inżynieria biomedyczna
Wstęp
- Implanty ślimakowe są kluczowe dla przywrócenia słuchu u osób z niedosłuchem.
- Modele zwierzęce są niezbędne do testowania nowych interwencji i urządzeń.
- Świnie morskie stanowią odpowiedni model ze względu na podobieństwa anatomiczne do ludzi.
- Zrozumienie wydajności elektrod jest niezbędne do udoskonalenia technologii implantów ślimakowych.
Cel badania
- Ustanowienie modelu świnki morskiej do implantacji ślimakowej.
- Ocena wpływu interwencji farmakologicznych na zachowanie słuchu.
- Ocena wydajności nowo opracowanych elektrod.
Zastosowane metody
- Przygotowanie narzędzi chirurgicznych i sterylizacja materiałów.
- Podanie znieczulenia i przygotowanie świnki morskiej.
- Przeprowadzenie procedury implantacji ślimakowej.
- Monitorowanie parametrów fizjologicznych w trakcie operacji.
Główne wyniki
- Pomyślna implantacja elektrod w ślimaku.
- Ustanowienie stabilnego modelu do przyszłych badań.
- Zarejestrowanie pomiarów bazowych wydajności elektrod.
- Potencjał do dalszych badań nad technikami zachowania słuchu.
Wnioski
- Model świnki morskiej jest skuteczny w badaniach nad implantacją ślimakową.
- Metoda ta umożliwia badanie nowych podejść terapeutycznych.
- Przyszłe badania mogą opierać się na tym modelu w celu udoskonalenia technologii implantów ślimakowych.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Niezawodne modele zwierzęce mają kluczowe znaczenie dla ograniczania ryzyka w innowacjach dotyczących implantów ślimakowych oraz oceny interwencji służących zachowaniu słuchu i optymalizacji wydajności elektrod. Model implantacji ślimakowej u świnki morskiej umożliwia systematyczne badanie oddziaływań na linii urządzenie-tkanka, dostarczania farmaceutyków oraz impedancji elektrod, wspierając ciągłość translacyjną od fazy odkrycia do walidacji przedklinicznej. Model ten stanowi podstawę decyzji portfelowych w zakresie protez słuchowych nowej generacji oraz strategii zachowania słuchu.
Zastosowania strategiczne w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia weryfikację hipotez terapeutycznych dotyczących zachowania słuchu oraz biokompatybilności urządzeń.
- Wspiera biologiczną redukcję ryzyka poprzez modelowanie oddziaływań na linii elektroda-tkanka oraz lek-urządzenie w systemie odpowiadającym ludzkiej fizjologii słuchu.
- Zwiększa pewność prognostyczną w odniesieniu do potencjalnych interwencji ukierunkowanych na zachowanie słuchu resztkowego oraz efektywność energetyczną.
Przesiewy i opracowywanie testów
- Zapewnia zwalidowany system in vivo do ilościowego pomiaru impedancji elektrod oraz potencjałów czynnościowych złożonych.
- Umożliwia powtarzalną ocenę nowych konstrukcji elektrod i środków farmaceutycznych w zastosowaniach słuchowych.
- Wspiera standaryzację protokołów chirurgicznych i pomiarowych dla późniejszych procesów przesiewowych.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Jest zgodne z istotnymi dla choroby punktami końcowymi, takimi jak przesunięcia progu słyszalności i reakcja tkankowa na implantację.
- Umożliwia zachowanie ciągłości od etapu odkrywania i oceny urządzeń oraz leków po przedkliniczne badania bezpieczeństwa i skuteczności.
- Wspiera dostosowany do ryzyka postęp w rozwoju kandydatów na protezy słuchowe w oparciu o odczyty mechanistyczne i funkcjonalne.
Integracja potoku i przepływu pracy
Ten model na świnkach morskich stanowi pomost między wczesną fazą odkryć, identyfikacją związków wiodących a walidacją przedkliniczną w badaniach nad implantami ślimakowymi oraz ochroną słuchu.
- Biologia odkrywcza: Umożliwia testowanie hipotez dotyczących wydajności elektrod, dostarczania leków oraz odpowiedzi tkankowej w kontrolowanych warunkach in vivo.
- Przesiewanie: Dostarcza danych ilościowych, takich jak impedancja elektrod i progi potencjału czynnościowego złożonego, do analizy porównawczej.
- Analityka: Umożliwia statystyczną ocenę wpływu interwencji na zachowanie słuchu oraz integrację urządzenia.
- Badania translacyjne: Wspiera dostosowanie do klinicznych punktów końcowych istotnych dla funkcji słuchu i bezpieczeństwa urządzenia.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Tworzy platformę wielokrotnego użytku do iteracyjnego testowania technologii implantów ślimakowych i strategii farmakologicznych.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną w wyborze urządzeń i kandydatów na leki w zastosowaniach słuchowych.
- Wartość operacyjna: Standaryzuje protokoły testowania i pomiarów in vivo w celu zapewnienia powtarzalności i skalowalności.
- Wartość strategiczna: Dostarcza informacji do podejmowania decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go) i redukuje ryzyko biologiczne na późnych etapach rozwoju portfela urządzeń słuchowych.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację kandydatów na implanty ślimakowe i metody zachowania słuchu z uwzględnieniem ryzyka.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymagana jest wiedza chirurgiczna w zakresie modeli małych zwierząt oraz znajomość anatomii układu słuchowego.
- Niezbędny jest dostęp do specjalistycznego instrumentarium, takiego jak mikroskopy chirurgiczne, wiertarki oraz systemy rejestracji elektrofizjologicznej.
- Wymagana jest rygorystyczna standaryzacja protokołów chirurgicznych i pomiarowych pomiędzy zespołami.
- Konieczna może być adaptacja metody do różnych konstrukcji elektrod lub czynników farmakologicznych.
- Potencjalne ograniczenia obejmują zmienność odpowiedzi tkankowej oraz trudności techniczne związane z umieszczeniem elektrod.
