Name: Budowa i wszczepienie systemu mikroinfuzyjnego do ciągłego dostarczania środków neuroaktywnych. (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2008-03-17T19:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 17 s
Description: Naucz się budowy mikroinfuzyjnego systemu do ciągłego dostarczania środków neuroaktywnych do mózgu. Technika wykorzystuje mikrokaniulę borokrzemianową o średnicy 50 mikronów, zapewniając precyzyjne podawanie z minimalnym urazem tkanek.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<ol><li>Berretta, S., Lange, N., Bhattacharyya, S., Sebro, R., Garces, J., Benes, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+effectsof+amygdala+GABA+receptor+blockade+on+specific+subpopulations+of+hippocampalinterneurons%5BTitle%5D)+AND+%22Hippocampus%22%5BJournal%5D)">Long-term effectsof amygdala GABA receptor blockade on specific subpopulations of hippocampalinterneurons.</a> Hippocampus. 14, 876-894 (2004).</li>
<li>Clinton, S. M., Sucharski, I. L., Finlay, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Desipramine+attenuates+working+memoryimpairments+induced+by+partial+loss+of+catecholamines+in+the+rat+medial+prefrontal+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology%22%5BJournal%5D)">Desipramine attenuates working memoryimpairments induced by partial loss of catecholamines in the rat medial prefrontal cortex.</a> Psychopharmacology. 183, 404-412 (2006).</li>
<li>Cooley, R., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCooley%2C+R+%22Stereotaxic+surgery+in+the+rat%22">Stereotaxic surgery in the rat</a>. , A.J. Kirby Co. Ontario, Canada. (1990).</li>
<li>Di Benedetto, M., Feliciani, D., D'Addario, C., Izenwasser, S., Candeletti, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Romualdi+P.Effects+of+the+selective+norepinephrine+uptake+inhibitor+nisoxetine+on+prodynorphin+geneexpression+in+rat+CNS%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res+Mol+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Romualdi P.Effects of the selective norepinephrine uptake inhibitor nisoxetine on prodynorphin geneexpression in rat CNS.</a> Brain Res Mol Brain Res. 127, 115-120 (2004).</li>
<li>Ding, M., Haglid, K. G., Hamberger, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+immunochemistry+on+neuronal+loss%2Creactive+gliosis+and+BBB+damage+in+cortex%2Fstriatum+and+hippocampus%2Famygdala+aftersystemic+kainic+acid+administration%5BTitle%5D)+AND+%22Neurochemistry+international%22%5BJournal%5D)">Quantitative immunochemistry on neuronal loss,reactive gliosis and BBB damage in cortex/striatum and hippocampus/amygdala aftersystemic kainic acid administration.</a> Neurochemistry international. 36, 313-318 (2000).</li>
<li>Finsen, B. R., Sorensen, T., Castellano, B., Pedersen, E. B., Zimmer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Leukocyte+infiltrationand+glial+reactions+in+xenografts+of+mouse+brain+tissue+undergoing+rejection+in+the+adultrat+brain.+A+light+and+electron+microscopical+immunocytochemical+study%5BTitle%5D)+AND+%22JNeuroimmunol%22%5BJournal%5D)">Leukocyte infiltrationand glial reactions in xenografts of mouse brain tissue undergoing rejection in the adultrat brain. A light and electron microscopical immunocytochemical study.</a> JNeuroimmunol. 32, 159-183 (1991).</li>
<li>Gliddon, C. M., Darlington, C. L., Smith, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+chronic+infusion+of+a+GABAA+receptoragonist+or+antagonist+into+the+vestibular+nuclear+complex+on+vestibular+compensation+inthe+guinea+pig%5BTitle%5D)+AND+%22J+Pharmacol+Exp+Ther%22%5BJournal%5D)">Effects of chronic infusion of a GABAA receptoragonist or antagonist into the vestibular nuclear complex on vestibular compensation inthe guinea pig.</a> J Pharmacol Exp Ther. 313, 1126-1135 (2005).</li>
<li>Hauss-Wegrzyniak, B., Dobrzanski, P., Stoehr, J. D., Wenk, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+neuroinflammation+in+rats+reproduces+components+of+the+neurobiology+of+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Chronic neuroinflammation in rats reproduces components of the neurobiology of Alzheimer's disease.</a> Brain Res. 780, 294-303 (1998).</li>
<li>Kim, H. S., Choi, H. S., Lee, S. Y., Oh, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+of+GABA%28A%29+receptor+binding+and+subunitmRNA+level+in+rat+brain+by+infusion+of+subtoxic+dose+of+MK-801%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Changes of GABA(A) receptor binding and subunitmRNA level in rat brain by infusion of subtoxic dose of MK-801.</a> Brain Res. 880, 28-37 (2000).</li>
<li>Kim, S. Y., Chudapongse, N., Lee, S. M., Levin, M. C., Oh, J. T., Park, H. J., Ho, I. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Proteomicanalysis+of+phosphotyrosyl+proteins+in+morphine-dependent+rat+brains%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res+MolBrain+Res%22%5BJournal%5D)">Proteomicanalysis of phosphotyrosyl proteins in morphine-dependent rat brains.</a> Brain Res MolBrain Res. 133, 58-70 (2005).</li>
<li>Lockman, P. R., McAfee, G., Geldenhuys, W. J., Schyf, C. J., Abbruscato, T. J., Van Allen, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((der+Schyf+CJ%2C+Abbruscato+TJ%2C+Allen+DD.Brain+uptake+kinetics+of+nicotine+and+cotinine+after+chronic+nicotine+exposure%5BTitle%5D)+AND+%22J+Pharmacol+Exp+Ther%22%5BJournal%5D)">der Schyf CJ, Abbruscato TJ, Allen DD.Brain uptake kinetics of nicotine and cotinine after chronic nicotine exposure.</a> J Pharmacol Exp Ther. 314, 636-642 (2005).</li>
<li>MA, K. C., Chang, Z. H., Shih, H., Zhu, J. H., Wu, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+compensatory+%27rebound%27+of+reactiveastrogliosis%3A+glial+fibrillary+acidic+protein+immunohistochemical+analysis+of+reactiveastrogliosis+after+a+puncture+wound+to+the+brain+of+rats+with+portocaval+anastomosis%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+neuropathologica%22%5BJournal%5D)">The compensatory 'rebound' of reactiveastrogliosis: glial fibrillary acidic protein immunohistochemical analysis of reactiveastrogliosis after a puncture wound to the brain of rats with portocaval anastomosis.</a> Acta neuropathologica. 82, 72-77 (1991).</li>
<li>Marchalant, Y., Rosi, S., Wenk, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anti-inflammatory+property+of+the+cannabinoid+agonistWIN-55212-2+in+a+rodent+model+of+chronic+brain+inflammation%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Anti-inflammatory property of the cannabinoid agonistWIN-55212-2 in a rodent model of chronic brain inflammation.</a> Neuroscience. 144, 1516-1522 (2007).</li>
<li>Naert, G., Ixart, G., Tapia-Arancibia, L., Givalois, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+i.c.v.+infusion+of+brainderivedneurotrophic+factor+modifies+hypothalamic-pituitary-adrenal+axis+activity%2Clocomotor+activity+and+body+temperature+rhythms+in+adult+male+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Continuous i.c.v. infusion of brainderivedneurotrophic factor modifies hypothalamic-pituitary-adrenal axis activity,locomotor activity and body temperature rhythms in adult male rats.</a> Neuroscience. 139, 779-789 (2006).</li>
<li>Nikkhah, G., Olsson, M., Eberhard, J., Bentlage, C., Cunningham, M. G., Bjorklund, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amicrotransplantation+approach+for+cell+suspension+grafting+in+the+rat+Parkinson+model%3A+adetailed+account+of+the+methodology%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Amicrotransplantation approach for cell suspension grafting in the rat Parkinson model: adetailed account of the methodology.</a> Neuroscience. 63, 57-72 (1994).</li>
<li>Perry, V. H., Andersson, P. B., Gordon, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Macrophages+and+inflammation+in+the+centralnervous+system%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Macrophages and inflammation in the centralnervous system.</a> Trends Neurosci. 16, 268-273 (1993).</li>
<li>Radecki, D. T., Brown, L. M., Martinez, J., Teyler, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((BDNF+protects+against+stress-inducedimpairments+in+spatial+learning+and+memory+and+LTP%5BTitle%5D)+AND+%22Hippocampus%22%5BJournal%5D)">BDNF protects against stress-inducedimpairments in spatial learning and memory and LTP.</a> Hippocampus. 15, 246-253 (2005).</li>
<li>Rosi, S., Ramirez-Amaya, V., Hauss-Wegrzyniak, B., Wenk, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+brain+inflammationleads+to+a+decline+in+hippocampal+NMDA-R1+receptors%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neuroinflammation%22%5BJournal%5D)">Chronic brain inflammationleads to a decline in hippocampal NMDA-R1 receptors.</a> J Neuroinflammation. 1, 12-12 (2004).</li>
<li>Takahashi, M., Kakita, A., Futamura, T., Watanabe, Y., Mizuno, M., Sakimura, K., Castren, E., Nabeshima, T., Someya, T., Nawa, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sustained+brain-derived+neurotrophic+factor+upregulationand+sensorimotor+gating+abnormality+induced+by+postnatal+exposure+tophencyclidine%3A+comparison+with+adult+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurochem%22%5BJournal%5D)">Sustained brain-derived neurotrophic factor upregulationand sensorimotor gating abnormality induced by postnatal exposure tophencyclidine: comparison with adult treatment.</a> J Neurochem. 99, 770-780 (2006).</li>
<li>Williams, L. R., Vahlsing, H. L., Lindamood, T., Varon, S., Gage, F. H., Manthorpe, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+smallgaugecannula+device+for+continuous+infusion+of+exogenous+agents+into+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+neurology%22%5BJournal%5D)">A smallgaugecannula device for continuous infusion of exogenous agents into the brain.</a> Experimental neurology. 95, 743-754 (1987).</li>
<li>Zhang, X., Lee, T. H., Xiong, X., Chen, Q., Davidson, C., Wetsel, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ellinwood+EH.Methamphetamine+induces+long-term+changes+in+GABAA+receptor+alpha2+subunit+andGAD67+expression%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem+Biophys+Res+Commun%22%5BJournal%5D)">Ellinwood EH.Methamphetamine induces long-term changes in GABAA receptor alpha2 subunit andGAD67 expression.</a> Biochem Biophys Res Commun. 351, 300-305 (2006).</li>
</ol>

Różne badania wykazały, że zmniejszenie rozmiaru kaniuli do infuzji wewnątrzczaszkowych redukuje urazy tkankowe i uszkodzenia bariery krew-mózg (Perry et al., 1993), zmniejsza stan zapalny i osłabia odpowiedź immunologiczną (Finsen et al., 1991) oraz ogranicza reaktywną gliozę (Nikkhah et al., 1994). Przedstawiamy tutaj metodę przewlekłego podawania substancji neuroaktywnych do mózgu za pomocą mikrokaniuli o średnicy sześciokrotnie mniejszej w porównaniu do konwencjonalnie stosowanych kaniuli do infuzji. Wykazaliśmy, że ...

A correction was made to: <a href="http://www.jove.com/video/716/">Construction and Implantation of a Microinfusion System for Sustained Delivery of Neuroactive Agents.</a> A key reference was excluded and a revised abstract was republished.
Additional Reference: 
22. Cunningham, M.G., Ames, H.M., Donalds, R.A., &amp; Benes, F.M. Construction and implantation of a microinfusion system for sustained delivery of neuroactive agents. Journal of Neuroscience Methods 167, 213-220, doi:10.1016/j.jneumeth.2007.08.016 (2008).
Revised Abstract:
Sustained delivery of neuroactive agents is widely used in neuroscience, but poses many technical challenges. It is necessary to deliver the agent with high precision while minimizing localized trauma and inflammation. Also, the ability to customize the system to accommodate animals of different species and sizes is desirable. This video presentation demonstrates the construction of an infusion system that can be fitted to any particular research animal. The delivery microcannula diameter is approximately 10-fold smaller than most infusion cannulas presently used. This translates into enhanced accuracy and reduced trauma to the brain region under study. The delivery cannula can also be sculpted to fit the contour of the surface of the animal's skull, thereby allowing closure of the scalp incision neatly over the infusion system, precluding the need for a skull-mounted pedestal, reducing risk of infection, and ensuring a greater level of comfort to the animal. The system is assembled in an air-free environment and requires the researcher to fashion glass micropipettes with a heat source. These construction methods require special skills that are best acquired, if not in person, using video instruction. (This article is based on work first reported in J Neurosci Methods. 2008 Jan 30;167(2):213-20. Epub 2007 Aug 28.).
Original Abstract:
Experimental protocols used for chronic infusion of neuroactive agents within regions of the brain often utilize a mini-osmotic pump system. Agents are commonly delivered via a stainless steel cannula with a diameter of 0.30 mm or greater. Systems utilizing a cannula of this caliber may impose trauma to the area of interest resulting in architectural damage, thereby compromising structural integrity and normal functioning. As neuroscience inquiry becomes more sophisticated, investigation of brain structures and circuitry requires improved levels of accuracy and higher resolution. We have developed a method for the preparation and implantation of a chronic infusion system within the brain utilizing a borosilicate microcannula with a tip diameter of 50 microns. This technique reduces damage to the local environment and diminishes reactive gliosis at the site of infusion. The configuration of the microinfusion system is also able to conform to the surface of the animal's skull, precluding the need for large cranial pedestals, thus facilitating closure of the scalp incision and reducing the risk of infection. We demonstrate reliable sustained delivery of a dye having a representative molecular weight using an in vitro model and in vivo studies in rats.

A correction was made to: <a href="http://www.jove.com/video/716/">Construction and Implantation of a Microinfusion System for Sustained Delivery of Neuroactive Agents.</a> A key reference was excluded and a revised abstract was republished.

Erratum: Construction and Implantation of a Microinfusion System for Sustained Delivery of Neuroactive Agents.

<table><tbody><tr><td>Mini-pompy osmotyczne (MOPs)</td><td>Narzędzie</td><td><a href="http://www.alzet.com" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> ALZET</a></td><td>model #1002</td><td></td></tr><tr><td>Wyciągacz elektrod</td><td>Narzędzie</td><td>Stoelting Co.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rurki borokrzemowe</td><td>Chirurgia</td><td>World Precision Instruments, Inc.</td><td>1B100F-6</td><td></td></tr><tr><td>Mikropincety</td><td>Chirurgia</td><td>World Precision Instruments, Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rurki polietylenowe</td><td>Chirurgia</td><td>Plastics One</td><td>#C312 VT</td><td></td></tr><tr><td>LumaBond</td><td>Odczynnik</td><td>myNeuroLab, Inc</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

konstrukcja i implantacja systemu mikroinfuzyjnego do przedłużonego podawania czynników neuroaktywnych.

Construction and Implantation of a Microinfusion System for Sustained Delivery of Neuroactive Agents.

Przedłużone podawanie substancji neuroaktywnych jest powszechnie stosowane w neuronauce, jednak wiąże się z wieloma wyzwaniami technicznymi. Konieczne jest precyzyjne dostarczenie substancji przy jednoczesnym minimalizowaniu lokalnych urazów i stanów zapalnych. Pożądaną cechą jest również możliwość dostosowania systemu do zwierząt różnych gatunków i wielkości. Niniejsza prezentacja wideo demonstruje konstrukcję systemu infuzyjnego, który można dopasować do konkretnego zwierzęcia laboratoryjnego. Średnica mikrokaniuli podającej jest około 10-krotnie mniejsza niż w większości obecnie stosowanych kaniul infuzyjnych. Przekłada się to na zwiększoną dokładność i zredukowanie urazów w badanym obszarze mózgu. Kaniulę podającą można również ukształtować zgodnie z konturem powierzchni czaszki zwierzęcia, co umożliwia staranne zamknięcie nacięcia skóry nad systemem infuzyjnym, eliminuje potrzebę stosowania podstawy montowanej na czaszce, zmniejsza ryzyko infekcji i zapewnia zwierzęciu większy komfort. System jest montowany w środowisku pozbawionym powietrza i wymaga od badacza wykonania szklanych mikropipet przy użyciu źródła ciepła. Metody konstrukcyjne te wymagają specjalistycznych umiejętności, które najlepiej nabyć osobiście lub, w innym przypadku, korzystając z instruktażu wideo. (Niniejszy artykuł opiera się na pracy opublikowanej pierwotnie w J Neurosci Methods. 2008 Jan 30;167(2):213-20. Epub 2007 Aug 28.).

Wraz z ewolucją i wzrostem zaawansowania badań w dziedzinie neuronauki, analiza struktur i obwodów mózgowych wymaga coraz większej dokładności i wyższej rozdzielczości. Opracowaliśmy metodę przygotowania i implantacji przewlekłego systemu infuzyjnego w mózgu, wykorzystującą borokrzemianową mikrokanulę o średnicy końcówki wynoszącej 50 mikronów.

Konstrukcja i implantacja systemu mikroinfuzyjnego do przedłużonego podawania czynników neuroaktywnych.

Długotrwałe uwalnianie substancji neuroaktywnych jest szeroko stosowane w neuronauce, jednak wiąże się z wieloma wyzwaniami technicznymi. Konieczne jest dostarczenie substancji w...

Witajcie, nazywam się Miles Cunningham. Wspólnie z Ryanem O'Connorem i Sydney Wong zaprezentujemy budowę systemu mikroinfuzji do ciągłego podawania czynników neuroaktywnych. Praca ta została wykonana w laboratorium rekonstrukcji neurologicznej w McLean Hospital, Harvard Medical School.Pragniemy podziękować Fundacji Sydney rbe oraz Narsad za ich hojne wsparcie. Wykazaliśmy, że substancje neuroaktywne mogą być niezawodnie dostarczane do dyskretnych obszarów mózgu za pomocą wyciągniętej mikrokanuły szklanej borokrzemianowej o średnicy końcówki od pięciu do 10 razy mniejszej niż w przypadku konwencjonalnych kaniul doprowadzających. Na tym slajdzie przedstawiamy powszechnie stosowaną stalową kaniulę infuzyjną obok mikrokanuły, którą wykonaliśmy w naszym laboratorium.Zmniejszenie rozmiaru kaniuli wprowadzającej przekłada się na gwałtowny spadek urazu w badanym obszarze mózgu. Wiele konwencjonalnych metod w rzeczywistości powoduje powstanie uszkodzenia w obszarze zainteresowania lub w jego obrębie, co poddaje w wątpliwość wiarygodność uzyskanych wyników. Na panelu A można zobaczyć zakres zaburzeń w obszarze lokalnym spowodowanych przez kaniulę o średnicy 0,32 mm w porównaniu z kaniulą o średnicy 50 µm widoczną na panelu B. Te zdjęcia przy małym powiększeniu przedstawiają preparaty świeże niebarwionych przekrojów Vibram.Te same przekroje zostały następnie poddane barwieniu H&amp;E i obrazowaniu przy większym powiększeniu. Aby dodatkowo zilustrować zmniejszenie uszkodzeń tkanek przy użyciu mikrokanuli, przedstawiono komponenty systemu mikoinfuzji: pompę zet mini Osmo z wykonowanym ze stali nierdzewnej modulatorem przepływu, w którym usunięto kołnierz. Wykorzystano dwa do trzech centymetrów rurki polietylenowej, mikrokanulę borokrzemową wykonaną na zamówienie oraz drut prowadzący o rozmiarze 28 G; tak wygląda złożony system mikoinfuzji gotowy do implantacji.Do stworzenia mikrokanul o pożądanych specyfikacjach wykorzystano tutaj standardowy pionowy polaryzator pipetowy. Odpowiednie są również polaryzatory poziome. Rurkę borokrzemową ustawia się i stabilizuje poprzez regulację temperatury elementu grzejnego oraz napięcia polaryzatora.Można niezawodnie wytwarzać mikrokanule o określonych średnicach i długich, zwężających się łącznikach trzpienia. Rurka krzemionkowa Bora jest podgrzewana, a następnie przykłada się delikatny nacisk, aby uzyskać pożądany stopień zgięcia rurki. Zgięcie to wykonuje się w odległości od końcówki mikrokanuli dostosowanej do głębokości docelowego obszaru mózgu, z uwzględnieniem odstępu nad czaszką.Końcowa długość tej rurki dystalnej mikrokaniuli, w miejscu zgięcia, wynosi około 9–10 mm. Pozornie niezadowolony z uzyskanego wyniku, Ryan ponownie wprowadza mikrokaniulę, aby dokonać precyzyjnej korekty i dopracować kąt zgięcia w tym miejscu.Użycie ołówka diamentowego daje znacznie lepszy efekt. Sydney demonstruje metodę przecinania rurki z borokrzemianu około 5 mm proksymalnie od zagięcia, mocno dociskając rurkę do twardej powierzchni tak, aby dystalna część mikrokanuły swobodnie zwisała poza krawędź. Następnie wykonuje nacięcie obwodowe rurki.Następnie, wywierając delikatny nacisk, odłamuje ona rurkę wzdłuż naciętego łączenia. Cienką, przezroczystą końcówkę kaniuli można następnie zabarwić niezmywalnym tuszem, aby ułatwić jej wizualizację. Podczas operacji z powiększeniem, końcówka mikrokaniuli zostaje przycięta nożyczkami do mikrodysekcji do pożątej średnicy.Średnicę końcówki można potwierdzić za pomocą okularu lub mikroskopu. Druty do wyrównania promieniowego przygotowuje się z drutu ze stali nierdzewnej o grubości 28 gauge, pociętego na odcinki o długości około trzech centymetrów. Następnie za pomocą pęsety wykonuje się na końcu każdego drutu mały haczyk o średnicy około dwóch milimetrów.Druty do wyrównywania umieszcza się w szalce Petriego wraz z odcinkami rurek polietylenowych o długości od dwóch do trzech centymetrów w mikrokanulach. System mikroinfuzyjny można zbudować przy użyciu instrumentów powszechnie dostępnych w większości laboratoriów. Mikropincety, konwencjonalne pęsety, nożyczki chirurgiczne i kleszczyki hemostatyczne umieszcza się w polu chirurgicznym w celu sterylizacji.Instrumenty, elementy systemu mikrowlewowego oraz kilka arkuszy folii aluminiowej są sterylizowane w standardowej autoklawie. Modulator przepływu zostaje ostrożnie wyjęty z opakowania i umieszczony w sterylnym szalce Petriego. Jest on stabilnie utrzymywany za pomocą kleszczyków hemostatycznych, a plastikowy kołnierz zostaje usunięty z nierdzewnej stalowej rurki modulatora za pomocą nożyczek.Miniaturową pompę osmotyczną również wyjmuje się z opakowania i umieszcza w sterylnej szalce Petriego. Rurkę ze stali nierdzewnej wprowadza się do rurki polietylenowej na około dwa do trzech milimetrów, a następnie obie są ze sobą uszczelniane za pomocą epoksydu aktywowanego światłem. Do precyzyjnych prac używamy spoiwa Lummi bond z mojego laboratorium neurologicznego; napełniamy strzykawkę o pojemności 1 CC spoiwem Lummi bond i używamy igły 27 G jako aplikatora; pod silnym światłem Lumon utwardza się w zaledwie kilka sekund.Miniaturową pompę osmotyczną napełnia się, trzymając ją w pozycji pionowej i ostrożnie wstrzykując płyn za pomocą igły do napełniania dostarczonej przez producenta. Zaleca się monitorowanie objętości płynu wstrzykiwanego do pompy lub ważenie pompy przed i po napełnianiu, aby upewnić się, że pompa została całkowicie wypełniona i nie jest wadliwa. Należy pamiętać, że nie zalecamy ponownego wykorzystywania pomp.Następnie cały modulator z przymocowaną rurką polietylenową zostaje umieszczony wewnątrz mini pompy osmotycznej. Płyn znajdujący się w pompie zostanie wtłoczony do rurki polietylenowej podczas wsuwania piankowego modulatora. Należy odnotować początkową długość rurki polietylenowej wypełnionej płynem; powinno się zaobserwować jej zwiększenie po aktywacji pompy podczas inkubacji w sterylnym roztworze soli fizjologicznej w temperaturze 39 °C po 12 h inkubacji.Aktywowaną mini pompę osmotyczną zanurza się w sterylnej soli fizjologicznej, co zapewnia środowisko wolne od powietrza dla końcowych etapów konstrukcji systemu mikroinfuzji. Strzykawka wyposażona w plastikową cewkę o małej średnicy i wypełniona tym samym roztworem, który znajduje się w pompie, służy do usunięcia powietrza z niezatkanej części cewki polietylenowej. Należy zwrócić uwagę, aby usunąć również powietrze z mikrokanuli.Podobnie, dystalny koniec rurki polietylenowej może wymagać rozszerzenia za pomocą mikropincety, po czym wprowadza się proksymalny koniec mikrokaniuli. Cały układ jest teraz wolny od powietrza i przestrzeni martwej, można go zatem wyjąć z kąpieli solnej i osuszyć sterylną gazą. Następnie nanosi się Luma bond, aby przymocować mikrokaniulę do rurki polietylenowej. Aby zmniejszyć szybkość przepływu mini pompy osmotycznej o około połowę, do małej szalki Petriego wlewa się sterylną gorącą parafinę, a następnie krótko zanurza w niej proksymalną połowę mini pompy osmotycznej.Nadmiar parafiny należy odsączyć, a system do mikroinfuzji umieścić ponownie w sterylnej soli fizjologicznej i przechowywać do czasu operacji. Tuż przed implantacją chirurgiczną drut prowadzący zostaje przymocowany do zagięcia mikrokanuli.Oś podłużna drutu prowadzącego jest wyrównana z częścią mikrokaniuli, która zostanie wprowadzona do tkanki mózgowej, i jest utrwalona lumonem w tej pozycji. Następnie system mikroinfuzji można umieścić na manipulatorze urządzenia stereotaktycznego.Drut prowadzący jest mocowany za pomocą zacisku ramienia manipulatora, a pompa jest przywiązana od góry pętlą z jałowej nici chirurgicznej. Pozwoli to na podtrzymanie jej ciężaru i umożliwi idealne ustawienie mikrokaniuli prostopadle do powierzchni czaszki poprzez ostrożne wygięcie drutu prowadzącego pęsetą; następnie system mikroinfuzji można zaimplantować zgodnie ze standardową procedurą stereotaktyczną. Przewód boel jest mocowany do powierzchni czaszki za pomocą kleju.Używamy materiału den mat Jaron do uformowania niskiego postumentu. Nadmiar drutu prowadzącego wystający ponad miejsce przygotowania zostaje następnie odcięty równo z powierzchnią postumentu. Za pomocą tarczy tnącej zamocowanej do wiertarki o wysokich obrotach, mini pompa osmotyczna może zostać następnie umieszczona podskórnie w obrębie łopatki zwierzęcia.Przedstawiona metoda oferuje szereg zalet w porównaniu z tradycyjnymi technikami. Może być ona dostosowana do gatunku i wieku zwierzęcia doświadczalnego. Krzemionkowe rurki można ukształtować tak, aby przylegały do powierzchni czaszki zwierzęcia.Dzięki temu, umożliwiając stabilną fiksację o niskim profilu i eliminując potrzebę stosowania dużego postumentu czaszkowego, rana chirurgiczna może zostać łatwo zamknięta nad opływowym postumentem do mikroinfuzji, co zmniejsza ryzyko infekcji oraz dyskomfort zwierzęcia, a przymocowanie systemu do czaszki wymaga mniejszej powierzchni. W związku z tym dodatkowe lub kolejne procedury mogą być wykonywane bez zakłóceń spowodowanych przez większy postument. Co najważniejsze jednak, metoda ta zmniejsza inwazyjność i uraz środowiska lokalnego w miejscu infuzji, minimalizując tym samym efekt obserwatora.Są to zmiany, jakie aktywna obserwacja wywołuje w obserwowanym zjawisku.

construction-implantation-microinfusion-system-for-sustained-delivery

Research

JoVE Journal

Biology

Biologia

Budowa i wdrożenie systemu mikroinfuzji do ciągłego dostarczania substancji neuroaktywnych.

Kontrola i analiza obwodów neuronalnych in vivo zostałyby ułatwione dzięki technologii dostarczania wirusów i innych odczynników do wybranych trójwymiarowych zestawów obszarów mózgu. Prezentujemy wykonanie zindywidualizowanej macierzy wtryskiwaczy płynowych oraz dostarczanie kodowanych wirusowo sensybilizatorów optycznych, co umożliwia optyczną manipulację złożonymi obwodami mózgowymi.

Skalowalne macierze wtryskiwaczy płynowych do wirusowego targetowania nienaruszonych trójwymiarowych obwodów mózgowych

Źródło: Poland, R. i wsp. Mikroiniekcja mózgu gryzoni w celu zbadania molekularnych substratów umotywowanego zachowania. J. Vis. Exp. (2015)W tym filmie zestaw do mikroiniekcji wypełniony wodą, składający się ze strzykawki i rurki do mikrowstrzykiwaczy, służy do precyzyjnego dostarczania leku. Szczur z wszczepioną kaniulą prowadzącą jest poddawany celowanej mikroiniekcji mózgu, umożliwiającej dokładne podawanie środków terapeutycznych obudzonym zwierzętom przy minimalnym uszkodzeniu tkanek.

Oparte na mikroiniekcjach dostarczanie środka terapeutycznego do obudzonego mózgu gryzonia

W tym filmie demonstrujemy montaż systemu infuzji mózgu za pomocą mikropompy osmotycznej, a następnie jego chirurgiczną implantację w czaszce myszy. System ten umożliwia ciągłe dostarczanie potencjalnych leków i ułatwia badanie ich wpływu na mózg i tkankę mózgową.

System ciągłego wlewu leków w modelu mysim: zabieg chirurgiczny polegający na wszczepieniu systemu infuzyjnego pompy mikroosmotycznej w mózg myszy w celu ciągłego dostarczania leków

Źródło: Vanegas, M. I., et al. System mikroiniekcji do skojarzonego wlewu leków i elektrofizjologii. J. Vis. Exp. (2019 rok)Ten film przedstawia urządzenie mikroprzepływowe oparte na mikroelektrodach, które dostarcza roztwór leku przez rurkę kapilarną, wykorzystując roztwór markera na bazie oleju do precyzyjnego śledzenia objętości i umożliwiając jednoczesny zapis neuronowy i wlew leku.

System mikroiniekcji mikroprzepływowej do skojarzonego infuzji leków i elektrofizjologii

Aby zbadać reorganizację mózgu w warunkach patologicznych, użyliśmy pomp miniosmotycznych do bezpośredniego dostarczania białka do mózgu, omijając barierę krew-mózg. Następnie wstrzykuje się znaczniki dróg oddechowych w celu zbadania zmian w połączeniach mózgowych pod wpływem białka.

Implantacja pomp miniosmotycznych i dostarczanie znaczników dróg oddechowych w celu zbadania reorganizacji mózgu w stanach patofizjologicznych

Obecny protokół opisuje technikę infuzji mikrochirurgicznej u myszy, która skutecznie dostarcza substancje bezpośrednio do mózgu przez tętnicę szyjną wewnętrzną.

Technika infuzji mikrochirurgicznej myszy do celowanego dostarczania substancji do OUN przez tętnicę szyjną wewnętrzną

Ten manuskrypt szczegółowo opisuje wytwarzanie mikro-tkankowych sieci neuronowych: trójwymiarowe konstrukcje o rozmiarach mikronów, składające się z długich, wyrównanych dróg aksonalnych, obejmujących zagregowane populacje neuronów, zamknięte w rurkowym hydrożelu. Te żywe rusztowania mogą służyć jako funkcjonalne przekaźniki do rekonstrukcji lub modulacji obwodów nerwowych lub jako biofideliczne stanowiska testowe naśladujące neuroanatomię istoty szarej i białej.

Inspirowane anatomią trójwymiarowe sieci neuronowe oparte na inżynierii mikrotkankowej do rekonstrukcji, modulacji i modelowania układu nerwowego

Prezentujemy rozwój samoorganizujących się, trójwymiarowych wiązek podłużnie wyrównanych somatów astrocytarnych i procesów w nowej obudowie z biomateriału. Te zaprojektowane "żywe rusztowania", wykazujące średnicę w skali mikronów, a jednocześnie wydłużające się na centymetry, mogą służyć jako stanowiska testowe do badania mechanizmów neurorozwojowych lub ułatwiać neuroregenerację poprzez kierowanie migracją neuronów i/lub odnajdywaniem ścieżek aksonalnych.

Trójwymiarowe, wyrównane sieci astrocytów oparte na inżynierii tkankowej w celu podsumowania mechanizmów rozwojowych i ułatwienia regeneracji układu nerwowego

Oparta na inżynierii lentiwirusowej in vitro prekursorów neuronów, ich kotransplantacji do mózgów dzikich typów i sparowanej ocenie morfometrycznej pochodnych "testowych" i "kontrolnych", metoda ta pozwala na dokładne modelowanie in vivo kontroli genów morfologii neuronów kory nowej w prosty i niedrogi sposób.

Dokomorowy przeszczep zmodyfikowanych prekursorów neuronalnych do badań neuroarchitektury in vivo

Konwekcja wspomagana dostarczaniem (CED) to metoda umożliwiająca skuteczne dostarczanie leków do mózgu poprzez bezpośrednią perfuzję dużych objętości tkanek. Zabieg wymaga użycia cewników i zoptymalizowanej procedury iniekcji. Protokół ten opisuje metodologię CED przeciwciała w mózgu myszy.

Dostarczanie przeciwciał do mózgu myszy za pomocą dostarczania wzmocnionego konwekcją

Prezentujemy system mikroiniekcji przeznaczony do elektrofizjologii i wspomaganego dostarczania eksperymentalnych sond (tj. nanosensorów, mikroelektrod), z opcjonalnym wlewem leku. Powszechnie dostępne składniki mikroprzepływowe są sprzężone z kaniulą zawierającą sondę. Dołączony jest protokół krok po kroku dotyczący budowy mikroiniekcji, z wynikami podczas infuzji muscymolu w korze makaka.

System mikroiniekcji do skojarzonego wlewu leków i elektrofizjologii

Naucz się budowy mikroinfuzyjnego systemu do ciągłego dostarczania środków neuroaktywnych do mózgu. Technika wykorzystuje mikrokaniulę borokrzemianową o średnicy 50 mikronów, zapewniając precyzyjne podawanie z minimalnym urazem tkanek.

Konstrukcja i implantacja systemu mikroinfuzyjnego do przedłużonego podawania czynników neuroaktywnych.

Przeglądaj więcej filmów