Operacja wszczepienia implantu ślimakowego i elektrycznie wywołane nagrania słuchowej odpowiedzi pnia mózgu u myszy C57BL/6

Zwierzęce modele implantów ślimakowych mogą poszerzyć naszą wiedzę na temat technologicznych podstaw leczenia trwałego czuciowego ubytku słuchu za pomocą stymulacji elektrycznej. Protokół ten demonstruje ostre ogłuszenie i wszczepienie ślimaka u myszy. Oraz ocena funkcjonalna stymulacji implantu ślimakowego z reakcją słuchową pnia mózgu.

Niektóre główne wyzwania związane z wykonywaniem operacji wszczepienia implantu ślimakowego u myszy to mały rozmiar ślimaka i obecność dużej tętnicy strzemiączkowej w pobliżu okrągłej niszy okiennej. Aby zmierzyć normalny stan słuchu, załaduj piankę akustyczną do jednomililitrowej strzykawki i wstrzyknij od 100 do 200 mikrolitrów pianki do przeciwległego kanału słuchowego znieczulonej ośmio- do dwunastotygodniowej myszy C57 black 6, aby wyizolować słuchową odpowiedź pnia mózgu od ucha ipsilateralnego, uważając, aby strzykawka przylegała ściśle do ucha, aby dostarczyć pianę aż do kanału słuchowego. Następnie umieść głośnik w odległości 10 centymetrów od ucha ipsilateralnego i wyczyść elektrody aVR 70% etanolem.

Umieść elektrodę odniesienia pod skórą poniżej małżowiny usznej ucha ipsilateralnego, a elektrodę czynną pod skórą wierzchołka. Umieść elektrodę masową pod skórą tylnej nogi. Podłącz scenę czołową i przedwzmacniacz do procesora słuchowego przez port światłowodowy.

I sprawdź impedancję elektrod aktywnych i referencyjnych. Gdy elektrody wykazują tę samą impedancję, zamknij dźwiękoszczelną kabinę i przedstaw stymulację kliknięcia. Nagrywanie aVR w warunkach swobodnego pola za pomocą odpowiedniego złożonego procesora słuchowego i oprogramowania.

Ustandaryzuj bodziec kliknięcia do 0,1 milisekundy jednokanałowych kliknięć jednofazowych prezentowanych na częstotliwości 21 Hz ze zmniejszającym się poziomem kliknięcia od 90 decybeli poziomu ciśnienia akustycznego do 10 decybeli poziomu ciśnienia akustycznego w krokach co 10 decybeli w 10-milisekundowym oknie nagrywania. Następnie określ próg aVR jako najniższy poziom decybeli z rozpoznawalną reakcją fali aVR. Aby wywołać ogłuszanie, połóż mysz na prawym boku, uważając, aby ciało było proste, aby drogi oddechowe pozostały otwarte.

Usuń sierść za uchem ipsilateralnym i zdezynfekuj odsłoniętą skórę sekwencyjnym 70% roztworem etanolu i peelingami z roztworem powidonu. Przenieś zwierzę pod mikroskop preparacyjny i użyj 16-krotnego obiektywu i skalpela, aby wykonać od jednego do półtora centymetra nacięcia zausznego. W powiększeniu od 25 do 40x użyj kleszczy, aby stępić rozwarstwienie przez odsłoniętą podskórną warstwę tłuszczu i cofnąć mięsień mostkowo-obojczykowo-sutkowy, aby odsłonić okostną pęcherza bębnowego.

Nerw twarzowy owija się wokół tylnej krawędzi grzbietowej mięśnia mostkowo-obojczykowo-sutkowego i biegnie rostralnie wzdłuż kanału słuchowego w kierunku małżowiny usznej. Używając nerwu twarzowego jako punktu orientacyjnego do identyfikacji pęcherza słuchowego, delikatnie umieść samozatrzymujące się narzędzie zwijacze w nacięciu, aby uzyskać dostęp do pęcherza. Usuń tkankę pokrywającą obszar przyśrodkowy pęcherza, aby umożliwić wyraźną wizualizację grzbietu między pęcherzem a wyrostkiem sutkowatym i delikatnie obróć igłę o średnicy 30 stopni do pęcherza, aby wygenerować otwór po tylnej górnej stronie grzbietu.

Ściśnij małe kawałki kości kleszczami z cienką końcówką, aby poszerzyć pęcherz moczowy, aż do odsłonięcia środkowej jamy ucha. I przedłuż otwór grzbietowo w kierunku wyrostka sutkowatego, aż okrągła nisza okienna będzie wolna od leżącej kości. Najważniejszym krokiem jest przygotowanie wnęki okiennej.

Pamiętaj, aby nie spieszyć się, aby nie uszkodzić tętnicy strzemiączkowej. Uważając, aby nie uszkodzić tętnicy strzemiakowej, przedłuż pęcherz w kierunku przednim górnym, aby uwidocznić strzemiączka, środkową kość ucha połączoną z okienkiem owalnym. Następnie usuń strzemiączko, aby odsłonić owalne okienko.

Aby zastosować środek ototoksyczny, użyj igły o rozmiarze 30, aby delikatnie przebić okrągłe i owalne błony okienne, potwierdzając, że kończy się perylimfa. I użyj strzykawki o pojemności jednego mililitra wyposażonej w igłę o rozmiarze 30, aby powoli perfundować 0,2 mililitra 5% objętościowo neomycyny rozpuszczonej w PBS przez owalne okienko. Po dostarczeniu całej objętości środka należy wlać roztwór do okrągłego okienka, uważając, aby nie uszkodzić struktur kostnych okna.

I umieść jeden milimetr kwadratowy kawałków spongostanu nasączonych neomycyną w okrągłym oknie i owalnej wnęce okiennej. Następnie wyjmij retraktor i zamknij nacięcie, nagrywając akustyczny dźwięk aVR po ogłuszaniu, jak pokazano po 30 minutach. Aby wprowadzić matrycę elektrod implantu ślimakowego, umieść narzędzie zwijacza z powrotem w nacięciu, aby ponownie uzyskać dostęp do pęcherza i włóż matrycę elektrod do błony bębenkowej na takiej głębokości, aby czwarty platynowy pierścień matrycy znajdował się tuż za okrągłym okienkiem.

Wprowadzenie układu elektrod może być również trudne. Nie spiesz się więc, aby znaleźć dobry kąt włożenia, używając jednego narzędzia kleszczowego do oprowadzenia drutu, a drugiego do włożenia tablicy. Zwiń drut ołowiany wewnątrz bulli i przyklej drut do tkanki nad bullą.

Po ostrożnym wyjęciu retraktora i zamknięciu wkłucia klejem tkankowym, za pomocą skala wykonaj 0,5 milimetrowe nacięcie w szyi, prostopadłe do linii między miejscem, w którym będą znajdować się elektrody aktywne i referencyjne aVR. Umieść kulkę uziemiającą we wkładce i podłącz płytkę matrycy elektrod do platformy stymulatora zwierząt. Aby wykonać i naelektryzować aVR, umieść elektrody, jak pokazano wcześniej, i otwórz oprogramowanie platformy stymulatora dla zwierząt.

Następnie zdefiniuj paradygmat stymulacji impulsami elektrycznymi i przedstaw ciągi impulsów elektrycznych rejestrujące wywołane odpowiedzi elektryczne aVR w sposób ciągły za pośrednictwem sceny czołowej TBT, przedwzmacniacza i procesora słuchowego. Progi słyszenia przed i po operacji służą jako funkcjonalny odczyt procedury ogłuszającej. Miejscowe stosowanie 5% neomycyny na owalne i okrągłe szyby znacznie zwiększa klikane progi słyszenia wywołanego.

Stymulacja elektryczna elektrody wewnątrzślimakowej po ogłuszeniu może niezawodnie generować aktywność elektryczną aVR. W niektórych przypadkach stymulacja implantu ślimakowego aktywuje nerw twarzowy i wytwarza falę o wysokiej amplitudzie z krótkim opóźnieniem charakteryzującym się szybkim wzmocnieniem fali III około trzech milisekund i prawdopodobnie bezpośrednią reakcją nerwu twarzowego lub długim opóźnieniem, które pojawia się około pięciu do sześciu milisekund i prawdopodobnie jest niesłuchową reakcją miogenną. wywoływany pośrednio przez nerw twarzowy. W tym badaniu wykazaliśmy, że mysi model implantu ślimakowego jest wykonalny, również implant ślimakowy jest mały, a operacja: trudna.

Próbując wykonać tę procedurę, ważne jest, aby wziąć pod uwagę ogłuszający protokół, aby wyeliminować wszelkie reakcje elektrofoniczne w nagraniach aVR i naśladować utratę komórek rzęsatych występującą u większości użytkowników CI. Podsumowując, rosnąca liczba modeli genetycznych ludzkiej głuchoty oraz narzędzia biomedyczne dostępne u myszy sprawiają, że jesteśmy atrakcyjnym modelem zwierzęcym do badań nad narzędziami, w tym implantami ślimakowymi.