Wytwarzanie kompozytowego regeneracyjnego interfejsu nerwów obwodowych (C-RPNI) u dorosłego szczura

Poniższy manuskrypt opisuje nowatorską metodę rozwoju biologicznego, zamkniętego systemu neuronowego sprzężenia zwrotnego, zwanego kompozytowym regeneracyjnym interfejsem nerwów obwodowych (C-RPNI). Konstrukt ten ma zdolność integracji z nerwami obwodowymi w celu wzmocnienia odprowadzających sygnałów motorycznych, jednocześnie zapewniając aferentne sensoryczne sprzężenie zwrotne.

Nasz protokół jest znaczący, ponieważ umożliwia jednoczesne wzmacnianie sygnału nerwu ruchowego wraz z zapewnieniem aferentnej stymulacji nerwów czuciowych poprzez wykorzystanie biologicznego interfejsu nerwów obwodowych. Technika ta może zapewnić realistyczne urządzenie protetyczne dla osób po amputacji, ponieważ C-RPNI umożliwia jednoczesną kontrolę motoryczną i czuciowe sprzężenie zwrotne w tym samym interfejsie nerwów obwodowych. Wiele osób żyjących po amputacji porzuca zaawansowane urządzenia neuroprotetyczne, ponieważ brakuje im intuicyjnego sterowania i znaczącego sensorycznego sprzężenia zwrotnego.

Ta technika zapewnia jedno i drugie i może zapobiec porzuceniu protezy. Technika ta może być stosowana u osób ze słabymi lub nieobecnymi kończynami lub deficytami sensorycznymi, zapewniając dalszy wgląd w systemy sprzężenia zwrotnego, które zapewniają precyzyjną i intuicyjną kontrolę kończyn. Wykonywanie operacji nerwów obwodowych jest trudne, ponieważ margines błędu jest niewielki

Używanie wysokiej jakości instrumentów i częste ćwiczenia to najlepsze sposoby na zapewnienie sukcesu. Techniki chirurgiczne są niezwykle trudne do przekazania i nauczenia się z formatu literackiego. Obserwowanie każdego kroku związanego z produkcją konstrukcji jest kluczem do opanowania metody.

Aby przygotować przeszczep skóry, po potwierdzeniu braku reakcji na szczypanie palca u nogi, nałóż maść na oczy znieczulonego szczura. Za pomocą maszynki do strzyżenia ogol całą dolną kończynę tylną, okolicę kostki i boki łapy. Zdezynfekuj wybraną kończynę tylną na podeszwowej powierzchni łapy sekwencyjnym roztworem alkoholowo-jodopowidonowym i oczyść alkoholem.

Za pomocą ręcznej wiertarki szybkoobrotowej z mikrosilnikiem ze zdejmowanym okrągłym kamieniem polerskim o drobnym ziarnie, zadzioruj podeszwową powierzchnię łapy, aby usunąć naskórek z prędkością 4 000 obrotów na minutę, stosując krople soli fizjologicznej, aby nie poparzyć skóry. Leżąca pod spodem skóra właściwa będzie miała błyszczący wygląd z punktowym krwawieniem. Załóż opaskę uciskową na kończynę dolną, aby spowolnić przepływ krwi i użyj skalpela numer 15, aby ostro usunąć skórę podeszwową.

Umieść skórę w gazie zwilżonej solą fizjologiczną, aby zapobiec wysuszeniu i przyłóż gazę do krwawiącej stopy, aby spowolnić krwotok. Umieść skórę pod mikroskopem preparacyjnym i za pomocą mikronożyczek usuń wszelkie ścięgna i tkankę łączną z głębokiej warstwy przeszczepu skóry. Przerzedzony przeszczep skórny powinien być lekko nieprzezroczysty, zawierać tylko skórę właściwą i mieć wymiary około 0,5 na jeden centymetr.

Następnie umieść tkankę w nowym kawałku gazy zwilżonej solą fizjologiczną, aż do momentu skonstruowania. Aby przygotować przeszczep mięśniowy, użyj skalpela numer 15, aby wykonać podłużne nacięcie wzdłuż przedniej części dolnej kończyny tylnej od tuż nad kostką do tuż poniżej kolana. Przeprowadź sekcję przez tkankę podskórną, aby odsłonić leżące pod nią mięśnie.

W dystalnej części nacięcia odsłoń przyczepy ścięgniste mięśni kończyny dolnej. Kość piszczelowa przednia jest zazwyczaj największą i najbardziej wysuniętą do przodu mięśnią. Tuż pod i za tym mięśniem leży prostownik palca długiego.

Aby odizolować dystalne ścięgno prostownika długiego palca od innych ścięgien w okolicy, włóż oba zęby kleszczy pod ścięgno i otwórz kleszcze, aby wywrzeć nacisk w górę, aby spowodować wychylenie ścięgna. Manipulacja ścięgnem powinna spowodować jednoczesne wyprostowanie wszystkich palców u stóp. Użyj ostrych nożyczek tęczówki, aby wykonać dystalną tenotomię i użyj tenomoty, aby tępo oddzielić mięsień od otaczającej tkanki, pracując proksymalnie, aby znaleźć pochodzenie ścięgna

Gdy można uwidocznić ścięgno proksymalne, użyj nożyczek tęczówki, aby wykonać drugą tenotomię i umieść przeszczep mięśniowy w gazie zwilżonej solą fizjologiczną. W celu wyizolowania i przygotowania nerwu strzałkowego wspólnego należy ogolić jedno udo i zdezynfekować odsłoniętą skórę sekwencyjnym środkiem oczyszczającym alkohol-betadyna-alkohol. Umieść znieczulonego szczura na poduszce grzewczej pod mikroskopem chirurgicznym i zaznacz nacięcie od dystalnej do wcięcia kulszowego do dolnej części kolana dolnej i odchylonej od kości udowej.

Następnie użyj skalpela numer 15, aby wykonać nacięcie wzdłuż znaku przez leżącą pod spodem powięź dwugłową uda. Ostrożnie przeprowadź sekcję przez mięsień dwugłowy uda do przestrzeni pod mięśniem dwugłowym uda. Po zidentyfikowaniu wspólnego nerwu strzałkowego użyj mikro kleszczyków i mikronożyczek z cienką końcówką, aby ostrożnie odizolować wspólny nerw strzałkowy od innych gałęzi kulszowych.

Usuń pozostałą tkankę łączną dystalnie i w miejscu, w którym nerw przecina powierzchnię kolana, ostro przeciąć nerw za pomocą mikronożyczek. Następnie ostrożnie uwolnij pozostałą tkankę łączną ze wspólnego nerwu strzałkowego i pracuj proksymalnie, aby uwolnić nerw na długość około dwóch centymetrów. Nerwy są delikatne, a drobne potknięcia mogą powodować trwałe deficyty funkcjonalne.

Częsta praktyka, precyzyjne narzędzia chirurgiczne oraz idealne ułożenie i podparcie dłoni są kluczem do opanowania tej techniki. Aby wytworzyć konstrukt C-RPNI, umieść przeszczep mięśniowy pod mikroskopem preparacyjnym i usuń całą centralną tkankę ścięgnistą, a także mały centralny segment epimysium, pozostawiając nienaruszone ścięgnaste końce. Korzystanie z 8-0 Nylonowy szew i dwa przerwane szwy, przymocuj epineurium przeciętego końca wspólnego nerwu strzałkowego do obszaru przeszczepu mięśniowego pozbawionego epimysium po obu stronach nerwu.

Przymocuj przeszczep mięśniowy do okostnej kości udowej za pomocą pojedynczego nylonowego szwu przerywanego 6-0 zarówno proksymalnie, jak i dystalnie, z połączeniem nerwowo-mięśniowym skierowanym w stronę przeciwną do kości udowej. Postaw 8-0 Ścieg nylonowy na dolnym środkowym brzegu epimysium przeszczepu mięśniowego, mocujący go do wspólnego nerwu strzałkowego epineurium, aby stworzyć wiotkość nerwu w przeszczepie mięśniowym. Umieść przeszczep skóry na przeszczepie mięśniowym tak, aby całkowicie zakrywał nerw i większość mięśnia, a głęboki brzeg skóry właściwej spoczywał na mięśniu.

Przytnij dowolną skórę właściwą, która wystaje poza granicę mięśnia i użyj 8-0 Nylonowe szwy przerywane w celu obwodowego zabezpieczenia przeszczepu skóry do przeszczepu mięśniowego. Zamknij powięź mięśnia dwugłowego uda nad konstrukcją w sposób biegowy za pomocą szwu chromowego 5-0 i zamknij przylegającą skórę szwem chromowym 4-0 w stylu biegowym. Następnie zamień obszar chirurgiczny na wapic nasączony alkoholem i nałóż maść z antybiotykiem, zanim pozwolisz szczurowi dojść do siebie dzięki źródłom pożywienia i wody oddzielonym od współwięźniów z klatki z monitorowaniem aż do pełnego leżenia.

Jeśli się powiedzie, chirurgiczne odsłonięcie konstruktów po trzech miesiącach ujawni ponownie unaczynione mięśnie i skórę, a delikatne ściskanie wspólnego nerwu strzałkowego kleszczami proksymalnymi do konstruktu spowoduje widoczny skurcz mięśni. Analiza histologiczna powinna wykazać żywotną skórę, nerwy i mięśnie. Barwienie immunologiczne ujawni również ponowne unerwienie nerwów ruchowych i czuciowych odpowiednio do ich połączeń nerwowo-mięśniowych i narządów końcowych czuciów.

Badania elektrofizjologiczne można przeprowadzić na tych konstruktach in vivo, jak wykazano, na przykład po trzech i dziewięciu miesiącach od wytworzenia C-RPNI. W tym miejscu przedstawiono pojedyncze i sumujące się złożone potencjały czynnościowe mięśni oraz złożone sygnały potencjałów czynnościowych nerwów czuciowych uzyskane podczas badań elektrofizjologicznych w formie graficznej. Nieoptymalne wyniki w przeszczepie mięśniowym są wskazywane przez stłumione sygnały, które nie mają charakterystycznego złożonego przebiegu potencjału czynnościowego mięśni.

Nieoptymalne wyniki na poziomie składnika skórnego zwykle wiążą się z tłumieniem kształtu fali ze znacznym szumem tła. Dobrej jakości instrumenty to podstawa. Nożyczki powinny być ostre, a kleszcze powinny być z cienką końcówką, aby ułatwić niezwykle precyzyjne obchodzenie się z przeszczepami skórnymi i nerwami bez uszkodzenia.

Po wytworzeniu metoda ta może być wykorzystana w badaniach elektrofizjologicznych w celu dalszego scharakteryzowania możliwości sygnalizacyjnych, zapewniając lepszy wgląd w eferentne i aferentne pętle sprzężenia zwrotnego. Chociaż C-RPNI pozwala na sensoryczne sprzężenie zwrotne, nie jest jasne, czy można ustanowić system sprzężenia zwrotnego w pętli zamkniętej dla propriocepcji. Obecnie zajmujemy się tym pytaniem w laboratorium.