Introduction
Experimentella studier som spelar in in vivo gastrointestinal (GI) motilitet över ett antal experimentella betingelser förblir ett kraftfullt verktyg för att förstå de underliggande normala och patofysiologiska processer som är nödvändiga för närings homeostas. Traditionellt många experimentella metoder, en del med likheter med de som finns i kliniskt bruk 1, har använts för att direkt kvantifiera förändringar i GI kontraktion takt 2-5, intraluminala tryck 6, 7, eller GI transitering av icke-absorberbara markörer 8, 9 eller stabila isotoper 10-12. Var och en av dessa tekniker har unika fördelar och nackdelar, som har beaktats tidigare i litteraturen. Exempelvis har användbarheten av ballongen manometri att kvantifiera tryckförändringar ifrågasatts på grund av den inneboende efterlevnad av ballongmaterialet medan gastrointestinala återvinning av icke-absorberbara markörer kräver euthanizing experiment animal för en enda datapunkt. Nyligen har tillämpning och validering av en miniatyriserad artärtryck kateter rapporterats som erbjuder en icke-kirurgisk metod för övervakning av gastric kontraktilitet hos råttor och möss 3. Medan en orogastrically placerade tryckgivare eliminerar effektivt störande variabler på gastrointestinal funktion genom att undvika kirurgiska ingrepp, är ett sådant tillvägagångssätt endast lämplig för sövda preparat. Dessutom gör bristen på visuella ledningen inte tillåta konsekvent placering av givaren inom specifika regioner i magen. Som sådan är denna ansökan begränsat till magen eller kolon eftersom visualisering, tillsammans med den relativt styva transduktorn tråd, inom duodenum eller ileum är inte ett alternativ.
Likaså har biomagnetisk växelströms biosusceptometry (ACB) teknik validerats för GI kontraktion analys 4. Medan ACB tekniken ger en icke-invasiv apgrepp för mätning av gastrointestinala sammandragningar, ACB lider av en liknande begränsning i att användningen av intagna magnetiska upptäckt media tillåter inte exakt registrering av specifika regioner i mag-tarmkanalen. Denna begränsning kan övervinnas genom kirurgisk implantation av magnetiska markörer. Ändå kräver ACB tekniken att djuret bedövas för datainsamling.
Ultrasonomicrometry har varit anställd i någon GI studerar 13, 14 för att dra nytta av den lilla storleken, rumsliga och tidsmässiga fördelar med piezoelektriska kristaller sändare / mottagare. Vågor av gastric glattmuskelkontraktion inte en högfrekvent händelse och uppträder med en hastighet av cirka 3-5 cykler / min. Därför kan de tidsmässiga fördelar sonomicrometry vara onödigt att motivera kostnaden. Dessutom medan linjär rörelse är noggrant uppmätt med sonomicrometry, begränsningar inte har lämnats avseende korrekt mag uppgiftertolkning som kan bli följden av att implantera ett otillräckligt antal kristaller 14.
Baserat på den ursprungliga designen av Bas och kollegor 2, 15 detta visualiseras protokoll dokumenterar steg-för-steg-tillverkning och försöket med miniatyr, dubbla inslag töjningsgivare som besitter hög känslighet och flexibilitet för inspelning glatta muskelsammandragningar längs hela GI mer fullständigt tarmkanalen. Dimensionerna för de töjningsgivare element är lämpliga för alla gnagare tillämpning eftersom känslighet och storleken hos den färdiga töjningsgivare är mest beroende av de silikon ark inkapslande elementen. Dessa töjningsgivare lätt anpassade för akut och kronisk tillämpning i sövda och fritt beter laboratoriedjurmodeller vilket ger en enkel teknik för att kvantifiera glatta muskelsammandragningar.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alla procedurer följde National Institutes of Health riktlinjer och godkändes av Institutional Animal Care och användning kommittén vid Penn State Hershey College of Medicine. Råttor inrymt användning av gemensamma vivarium praxis. OBS: Detta protokoll använder Wistar hanråttor ≥8 veckors ålder och initialt väger 175-200 g.
1. Rutiner för Tillverkning av töjningsgivare
- De flesta verktyg och komponenter förblir tillgängliga från den ursprungliga eller efterträdare och sammanfattas i Tabell 1.
- Beredning och limning av två enkelelements töjningsgivare
- Hantera töjningsgivare elementen (EA-06-031-350) noga med rena Dumont # 5 pincett. För att begränsa oönskade rörelser av element, använda en liten, ren, självhäftande papper med klistersidan uppåt för att säkra element till arbetsytan utan risk för kontaminering eller överdriven friktion.
- Bond två enkel töjningsgivareelement back-to-back, för att bilda en dubbel element. Rengör baksidan av varje element film med isopropylalkohol och torka genom avdunstning (torkning med gasbinda ofta introducerar fiber föroreningar som är svåra att ta bort). Under stereomikroskop vägledning (1 - 3x), och med hjälp av en ren konstnär borste (10-0 kamelhår), applicera en tunn film av epoxi-fenol lim på baksidan av ett element och omedelbart placera motsatta baksidan av det andra elementet i kontakt och rikta in foliegaller (Figur 1A).
- Placera de bundna element i en 50 - 60 ° C ugn O / N att fullt härda epoxin.
OBS: inte klämma de bundna element eftersom överflödig epoxi kan sippra in på elementen och tryck kan orsaka felaktig inriktning av gallren. Den tvådelade epoxi har en användbar kyld livslängd på bara 6 veckor efter blandning. Bond och bota en tillräcklig tillgång på elementen på en gång och förvara dem på en ren, dammfri miljö för senare användning.
- Dimensionering och ledningardubbla element töjningsgivarna
- Trim bondade dubbla element till en slutlig storlek av 3 x 3 mm med en # 11 skalpell eller ensidigt rakblad. Fördröjning trimma den översta delen av de dubbla inslag vid denna tid för att få ett område för säker hantering elementet (Figur 1A).
- Varje element kräver en fyra ledartråd tillverkad av tre ledare, bindbara, teflonisolerad tråd (P / N 336-FTE). Ta isär en 30 cm flätad sträng av tre-ledarkabeln i tre ingående ledningar.
- För att göra en fyra ledarkabel, koppla ihop en av de resulterande enkeltrådar med liknande färgade tråd som finns i en andra 30 cm längd på tre ledartråd. I följande steg kommer dessa matcha färgade trådar sammanfogas vid den avslutande änden för att bilda en gemensam tråd för slut töjningsgivare (Figur 1B).
- Ta bort ca 1 mm av teflon isolering från båda ändarna av varje tråd med termiska sidavbitare. Använda aktiverat kolofonium solDering flöde och låg temperatur lödtenn (smältpunkt 183 ° C) tenn tråden avslutas med en lödpenna.
- För nästa steg behövs en microsoldering tips att bilda en mer diskret lödfog att förhindra värmeskador filmskiktet av elementet (Figur 1C). För att tillverka ett mindre microsoldering spets, linda en liten bit av koppartråd (~ 0,25 mm diameter) en gång runt standard lödspetsen, så att koppartråden sträcker sig utanför längden av standard lödspetsen.
- Flux bara de lödkuddar på en sida av det bundna dubbla element med en ren 10-0 borste och löda en enda ledning och en av de parade gemensamma leder till lodet dynan (figur 1D). Rest flux kan tas bort efteråt med en ren pensel doppad i kåda lösningsmedel.
- Upprepa proceduren på den motsatta sidan, så att den återstående gemensamma anslutningsledning är fastlödd vid dynan motsatt den ursprungliga gemensamma ledningen.
- Testa ennd epoxying dubbla element töjningsgivarna
- Solder guld hylsdon (E363 / 0) och de fria ändarna av trådändar. Vid denna punkt, anslut töjningsgivare till en inspelningsförstärkare (beskrivs nedan) för att testa integriteten hos den dubbla element aggregatet.
- Mät resistansen med en god kvalitet volt-ohm mätare. Element registrera en resistans på ungefär 350 Ω. Resolder otillräckliga anslutningar på denna punkt med färsk lod.
- Om anslutningarna löda och dubbla element enheten anses tillfredsställande, trimma bort eventuellt kvarvarande elementet film.
- Isolera lödningar på elementet lödöar med ett tunt lager av tvådelat silikongummi epoxiharts (P / N E211). För bästa resultat, delvis härda hartset i 20 - 30 min före ansökan (Figur 1E).
- Kapsla dubbla inslag töjningsgivare i silikon
- Skär tre stycken 0,5 mm tjock silikonblad (P / N 20-20) till 15 mm 2 och cluta silikonen med destillerat vatten. Skär en bit av silikonarket in i en U-form för att inrymma den slutliga dubbla element aggregatet utan att deformera det inkapslande silikon (figur 1F).
- Coat de inre ytorna av Notch-fri silikonskivor med tydlig silikonlim.
- Sandwich den dubbla element enheten inom hack och de inriktade yttre skikten, sedan försiktigt pressa ut eventuellt överskott silikon, samt luftbubblor, från mitten och utåt. Försiktigt klämma den inkapslade montering mellan två block av metall bar lager under 24 h för att säkerställa en enhetlig tjocklek och att inga deformationer uppstår.
- Låta överskottet silikon förbli längs gränserna för montering och härdning. Detta överskott kommer att tas bort när arket silikon trimmas till önskade slutliga dimensioner (vanligen 6 mm x 8 mm, figur 1G).
- Slutförande av sladdkopplingsdonet och kalibrering
- Förstärk lödförbindningenav guld hylskopplingsdon på individuella terminal tråd leder med 3 mm (1/8 tum) krympslang och rikta i en plast elektrod piedestal (MS363, figur 1H). Fäst elektrod piedestal och ledningar med 0,125 och 0,25 tums diameter krympslang för att förhindra frånkoppling under försöket (figur 1I).
- Töjningsgivare signaler bearbetas genom en hög förstärkning bryggförstärkare (P / N AMP-01-SG). Anslut töjningsgivare till förstärkaren med en kabel med en parad plugg (363 - SL / 6) för att matcha elektrod piedestal. Det gängade locket ger ytterligare säkerhet för att bibehålla oavbruten signaler under experimentet.
- Justera inställningarna Bridge, Balans och Gain på förstärkaren till en dedikerad töjningsgivare enligt tillverkarens anvisningar. Fäst slutet av töjningsgivare där trådarna avsluta horisontellt till en styv klämma och kalibrera genom att placera en 1 g statisk last på den motsatta änden som ursprungligen beskrivits av Pascaud och kollegor2, 16, 17.
2. kirurgiska ingrepp för akut Implantation av töjningsgivare
- Djurvård och Förberedelse:
- Mat beröva försöksdjur natten innan kirurgisk implantation (vatten kan tillhandahållas ad lib).
- Djupt söva djuret. Thiobutabarbital (100 - 150 mg / kg; ip för råttor) är föredraget för terminal töjningsgivare implantation och experimenterande på grund av fördröjd anestetisk effekt och minimal förändring av gastriska reflexer i råtta 10 (dvs. den icke-överlevnad.). Test för frånvaro av tass nypa reflex för att bestämma djupet av anestesi.
- Förbered råttan för aseptisk operation som dikteras av den experimentella designen och godkänd IACUC riktlinjer inklusive sterilisering kirurgiska verktyg, rakning snitt platser, tillämpa veterinär ögonsalva och desinficering alla kirurgiska områden. OBS: Om töjningsgivare är anpassad för kronisk användning, steriliseratöjningsgivaren endast med etylenoxid (gas) sterilisering. Användning av värme eller kemiska steriliseringstekniker kan skada töjningsgivare.
- Trakealintubation för terminal experiment:
- För lång varaktighet, terminal, experiment intuberas råttan med en trakealtub att upprätthålla en öppen luftväg. Gör en 1-2 cm mittlinjesnitt på den ventrala sidan av halsen från inferior kant av underkäken till sternala hack.
- Separera de underliggande band muskler med hjälp av dissektion vid mittlinjen för att exponera luftstrupen. Isolera luftstrupen från underliggande matstrupe och placera en slinga på 3-0 Ethilon sutur mellan luftstrupen och matstrupen för att bilda en ligatur.
- Öppna trakea anteriort genom att göra ett litet incison i membranet mellan två av de broskartade ringar av luftstrupen precis distalt till sköldkörteln. För in en liten bit av polyetenslang (P / N PE-270), 5 mm i längd (och avfasad vid en ände) in i luftstrupenoch fäst den på plats med ligatur.
- Placera bandet musklerna på plats igen och sy den överliggande huden med 3-0 Ethilon.
- Töjningsgivare instrumentering till gastrointestinal yta:
- Trä de fyra hörnen av töjningsgivare med 4 - 5 cm längder av 4-0, eller mindre, steril silkessutur med en # 14 konpunkten 3/8 cirkel nål före operation. Silkessutur erbjuder en hög nivå av flexibilitet och är mindre benägna att skadas silikon inkapslar töjningsgivare elementet.
OBS: silkestråd är acceptabel för icke-överlevnads operationer och för interna applikationer, där uppsugning av bakterier över en epitelial barriär är inte risk. I tillämpningar som kräver överlevnad kirurgi, är det nödvändigt med en prolen sutur i syfte att minska risken för infektion inneboende i de flätade tygfibrer av silkessutur. - Utför en laparotomi genom öppning bukhuden längs mittlinjen. Avsnitt rectus abdominus muskulaturen tillsammansanslutnings linea alba (avaskulär) för att förhindra blödning. Gör sedan en mycket ytlig mittlinjen snitt i parietalceller bukhinnan att undvika lacerating underliggande buken inälvor.
- Exteriorize magen med hjälp av saltlösning indränkt bomull tippas applikatorer. Håll magen i läge genom att försiktigt placera den på en saltlösning indränkt kompress i kaudala änden av buksnitt.
- Rikta in rutnät av den inkapslade töjningsgivare parallellt med de cirkulära glatta muskelfibrer. Med hjälp av tidigare gängade suturer (steg 2.3.1), bifoga hörnen på gage till den ventrala serosala ytan av mag corpus med hjälp av en # 14 konpunkten 3/8 cirkel nål. För att minimera vävnadsskador och potentiell blödning, använd inte skär kanter nålar och inte perforera några ytliga blodkärl på ytan av magen.
- Börja suturen mönster gage längs större krökning i magen nära fundus / corpus gränsen och gå vidarenästa längs fundus / korpus boundary mot den mindre krökningen. Den serosa ligger till grund för töjningsgivare bör varken vara slack eller alltför utsträckt för att uppnå bästa resultat.
- Försiktigt tillbaka magen till dess anatomiska position med saltindränkta bomull tippas applikatorer.
- I en akut modell, exteriorize töjningsgivaren leder i kaudala änden av mittlinjen snitt före stängning av buksnitt. Säkra de fria trådarna till djuret (t.ex.., Baktass) i syfte att tillhandahålla dragavlastning under hantering av djuret eller terminal sladdkopplingsdonet. Stäng rectus abdominus muskler och bukhuden separat med 3-0 nylonsutur. I en kronisk modell, säkra ledningar subkutant längs ryggsidan av råtta och exteriorize dem ovanför skallen 18.
- Efter kirurgisk instrumentering, placera djuren i en stereotaktisk ram för att stödja huvudet och höja den övre delen av bålen. Det senare steget bidrar till att minska respiration artefakt under inspelning. Övervaka rektal temperatur och hålls kvar vid 37 ± 1 ° C med användning av en återkopplingsstyrd värmedyna.
- Vid ingående av terminal experiment med användning thiobutabarbital anestesi, skall djuret avlivas på ett sätt som överensstämmer med American Veterinary Medical Association (AVMA) Riktlinjer för eutanasi.
- Trä de fyra hörnen av töjningsgivare med 4 - 5 cm längder av 4-0, eller mindre, steril silkessutur med en # 14 konpunkten 3/8 cirkel nål före operation. Silkessutur erbjuder en hög nivå av flexibilitet och är mindre benägna att skadas silikon inkapslar töjningsgivare elementet.
- Gastrisk motilitet inspelningar:
- Förstärka töjningsgivare signalen med någon kommersiellt tillgänglig DC bryggförstärkare.
- Spela DC utsignalerna på en dator med skrivare funktion av något kommersiellt tillgängligt datainsamlingssystem.
OBS: En papperskopia av förstärkarutgången kan genereras genom en polygraf skrivare.
3 Representant Mätning av Gastric sammandragningar Efter hjärnstammen Stimulering
- Exponering av hjärnstammen och fjärde ventrikeln
- Efter kirurgisk instrumentering, och placement av Thiobutabarbital-sövda djur i en stereotaktisk ram, gör en 1,5-2 cm mittlinje hudincision från occipital ben mot basen av halsen.
- Separera bindväv som förbinder de bilaterala muskel magar av de underliggande nackmusklerna längs mittlinjen (muskler från ytlig till djup är levator Auris longus skallpartiet, levator Auris longus caudal del och platysma kraniala delen).
- Lossa levator Auris longus från pannben när mittlinjen är tydligt definierade och utsatta.
- Försiktigt exponera caudal regionen i skallen med hjälp av dissektion att lösgöra platysma muskler från den underliggande dura mater.
- Använd en ny 25 G nål för att försiktigt ta bort dura mater längs foramen magnum sträcker bilateralt till occipital kondylerna.
- Använd # 5 Dumont pincett för att ta bort pia och Arachnoid hjärnhinnorna som ligger över den fjärde ventrikeln och exponera hjärnstammen.
- Administrera fjärde ventrikeln tyrotropinfrisättande hormon eller intravenös natriumnitroprussid
- Väg och lös tyrotropinfrisättande hormon (TRH) i steril koksaltlösning för att nå en slutlig koncentration på 50 ^ M TRH.
- Väg och lös natriumnitroprussid (SNP) i steril koksaltlösning för att nå en slutlig koncentration av 150 iM SNP.
- Med hjälp av en spruta 10 pl, administrera 2 pl av TRH (slutlig dos lika med 100 pmol) till den dorsala ytan av hjärnstammen fjärde ventrikeln för att underlätta registrering av gastriska sammandragningar.
- Med hjälp av en steril spruta och 27 G nål, administrera 150 pmol / kg av SNP genom svansvenen för att underlätta registrering av gastrisk avslappning.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Representativa data från en Thiobutabarbital-anestetiserad råtta visas i figur 2. Den översta kurvan representerar den gastriska corpus sammandragningar från råtta vid hjärnstammen administrering av tyrotropinfrigörande hormon (TRH, 100 pmol), en känd motilitet förbättrande peptid 3, 19. Det visar baslinjen sammandragningar före ökningen av phasic gastric smidig muskelaktivitet. Obs: Analys av dessa toppar i mag sammandragningar följa den ursprungliga formel utarbetats av Ormsby och bas 20
Motilitet Index = (N 1 x1) + (N 2 x2) + (N 3 x4) + (N 4 x8)
Baserat på denna formel, är lika med N det totala antalet toppar i en viss milli intervall. Därför, förutsatt att en 0 mg signal indikerar någon gastrisk motilitet, den grupp av topp-till-topp sinussignaler kan beräknas som 25 - 50 mg, 60 - 100 mg, 110 till 200 mg och signaler större än 210 mg för N 1 till N 4 resp. Denna formel är mindre känslig för baslinjen tonssvängningar som förekommer naturligt i flera sekunder eller minuter. Sådana variationer måste subtraheras för att generera giltiga området med hjälp av under kurvan mätningarna 3.
Den andra kurvan visar en minskning av baslinje gastric slät muskeltonus från samma djur som svar på kväveoxiddonator, natriumnitroprussid (150 pmol / kg iv). Data som representerar en hämning av mag smidig muskelaktivitet lätt analyseras av minskningen av signalspänning mellan baslinjen och maximal respons. Denna spänningssignal kan sedan användas för att härleda motsvarande statisk belastning, i gram, om töjningsgivaren kalibrerades före experimentet. Dessa representativa data visar de dubbelriktade funktionerna i en dubbel inslag töjningsgivare som är ordentligt fäst vid gastric serosa.
e_content "> Den tredje spår representerar basala slät muskelsammandragningar som registrerats av en subminiature töjningsgivare sutureras till den serosala ytan av duodenum av en fastande råtta. Orienteringen av töjningsgivare element var också parallellt med den cirkulära muskeln i tolvfingertarmen.
Figur 1. Huvud stadier av töjningsgivare tillverkning. (A) Dual bundna element som har trimmas på tre av fyra sidor till slutliga dimensioner. (B) Representativa änden av ledningar konfigurerade för montering på gage element (till vänster) och terminalkontakter (höger ). Observera att dubbla röda ledningar endast förenade vid den avslutande änden (pilspets). (C) Representant placering av en sträng av koppartråd i närhet till fina (1,5 mm) soldering tips. Att upprätthålla frisk lod längs denna korsning (pilspets) säkerställer tillräcklig värmeöverföring genom mikro tips att smälta 63% tenn: 36.65% Bly: 0,35% Antimon lod (D) Representant omfattning lödningar mellan trådändar och lödöar på gage elementet. . (E) Korrekt krukväxter lödningar. (F) Representant skåra på den inre silikon laminatarket att rymma töjningsgivare inslag utan att deformeras avslutade element. (G) Bonded lager av silikon ark (tre totalt) bildar en färdig töjningsgivare före slutliga dimensionering. (H) Tråd anslutningar till guldpläterade hylsor är förstärkta med lager av succeedingly större diameter krympslang innan insättning i elektrod piedestal. (I) Slut krympplast anbringa terminalkontakter och elektrod piedestal. Kalibrerings barer: (A - D), 5 mm, (E), 2 mm; & (F - I), 5 mm. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2. Representativa motilitet spår genereras med fabricerade dubbla ELEM ent töjningsgivare. Inspelningar från den främre gastric corpus under en ökning av gastriska sammandragningar (övre spår) och under en hämning av mag sammandragningar (mitten spår) och tolvfingertarmen (bottenspår) i fastande råttor (200-250 g).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
De förfaranden som presenteras här tillåter enskilda laboratorierna att tillverka känsliga miniatyr töjningsgivare för biologiska tillämpningar, inklusive, men inte begränsat till, gastrointestinal motilitet i små försöksdjur. Eftersom den kommersiella tillverkningen av dessa töjningsgivare har upphört, är laboratorier undersöker gastrointestinal funktion begränsad till andra tekniker som inte kan tillåta ett fullständigt utbud av experimentella applikationer som finns tillgängliga. Denna rapport ger en uppdaterad och mer detaljerad beskrivning av tidigare beskrivna metoder 15. Texten och medföljande video tar särskilt lösningar på vanliga fallgropar som vi redovisade under utveckling och behärskning av tillverkningsprocessen.
Varje steg, som beskrivs, presenterar tekniker för framgångsrik tillverkning. Noggrann uppmärksamhet på rent och säkert löda alla anslutningar och undvika skador på element med hög värme från soldering process är de vanligaste utmaningarna för framgång. Den fina gage tråd är benägna att bryta, om det inte är ordentligt förstärkt med krympslang eller silikon epoxi och kommer att resultera i en frånvaro av signal när gage försiktigt böjs. En töjningsgivare med en trasig eller frånkopplad tråd i närheten av guldkontakterna inom plastterminal sockeln är den vanligaste fel i en tidigare fungerande gage. Individuella mätdon kan demonteras försiktigt genom att ta bort krympslang för att exponera den trasiga kabeln. Efter omlödning kabeln till guldkontakten är hela gage ihop med ny krympslang.
Med lite övning och noggrann uppmärksamhet på fabricera töjningsgivare av enhetliga dimensioner, anbringa töjningsgivare relativt klara landmärken (t ex., Större gastric krökning, fundus / corpus rand), och undvika skador på kärlsystemet, kommer nybörjare snabbt utveckla förmåga att uppnå jämna resultat. Inkapsling av dubbla element i tre lager silikon skapar ett hållbart och flexibelt, men ändå mycket känslig töjningsgivare som kommer att pågå under upprepad användning med tillbörlig omsorg. Den höga känsligheten hos en okapslad töjningsgivare påverkas minimalt av något motstånd som förmedlas av kisel laminat. Tunnare silikon ark (P / N 20-05) rekommenderas för att ändra gage för tarm applikationer eller för att tillverka mindre mätdon för möss och diskret tarm regioner som ringmuskler och matstrupe. Extra försiktighet krävs eftersom tunnare mätdon har minskat motstånd mot rivning av silikonbladet under implantation.
Kirurgiska svårigheter med användningen av dessa mätdon är ofta resultatet av överdriven manipulering av inre organ eller snedställning i gage under implantation. Den tidigare sannolikt initierar neurala och inflammatoriska processer som direkt leder till nedsatt Motilitetstimulerande, 9, 21 även om bådafallgropar som lätt åtgärdas genom förädling av kirurgisk teknik. Detta kan inkludera att ändra längden och startpunkten för mittlinjen snitt i buken samt minimera manipulation av inälvorna under exteriorisering och byte av magen.
Giltigheten och trohet av dessa töjningsgivare har tidigare diskuterats 2, 15. Vi, och andra, rutinmässigt mäta gastric smidig muskelaktivitet i akuta, sövda preparat 16, 22. Med lämpliga instrument, en utredare kan instrumentet och få data från upp till fyra djur i en enda dag. Dessutom implantation av flera mätdon inom samma djur gör att man kan mäta förhållandet mellan närliggande eller avlägsna regioner i mag-tarmkanalen.
Sammanfattningsvis, vid tillverkning av dessa subminiature töjningsgivare möjliggör ett bredare spektrum av studier som utnyttjar en gemensam uppsättning av implantationsteknik, jagnstrumentation och dataanalys. Bland ansökningar i hela mag-tarmkanalen, dessa mätdon möjliggöra kors jämförelse av data från A) akuta och / eller kroniska experimentell design; B) flera (samtidiga) inspelningsplatser inifrån ett enda djur; och C) ett bredare spektrum av experimentella interventioner.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
Forskningsfinansiering mottogs genom det nationella institutet för neurologiska sjukdomar och stroke (NS049177 och NS087834). Författarna vill erkänna intellektuella bidrag av den sena Dr Paul Bass och hans kollegor i den ursprungliga utformningen av töjningsgivare; och Carol Tollefsrud för tillverkning och marknadsföring av töjningsgivare tills det att produktionen under 2010 samt för hennes insikts korrespondens.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Strain gage element | Micro-Measurements (Vishay Product Group) | EA-06-031-350 | Linear pattern, foil, stress analysis strain gage (2 required) www.vishaypg.com/micro-measurements/ or http://www.vishaypg.com/docs/11070/031ce.pdf |
| Epoxy-phenolic adhesive | M-bond 610 | General purpose adhesive for bonding strain gage elements | http://www.vishaypg.com/docs/11024/wirecable.pdf |
| 3 conductor insulated wire | 336-FTE | Fine gage, flexible general purpose wire | http://www.vishaypg.com/docs/11024/wirecable.pdf |
| Flux and rosin solvent kit | FAR-2 M-Flux AR kit | Liquid solder flux | http://www.vishaypg.com/docs/11023/soldacce.pdf |
| Solder | 361A-20R-25 | Optimized and recommended for strain gage applications | http://www.vishaypg.com/docs/11023/soldacce.pdf |
| Gold socket connector | PlasticsOne | E363/0 | Socket contact for electrode pedestal http://www.plastics1.com/PCR/Catalog/Item.php?item=407 |
| Electrode pedestal | MS363 | Secure platform for wire contacts | http://www.plastics1.com/PCR/Catalog/Item.php?item=499 |
| 6-wire cable | 363 PLUG W/VINYL SL/6 | Pre-fabricated vinyl-coated cable (in customized lengths) with plug adaptor to match electrode pedestal and tinned solder lugs on terminal end | |
| Silicone rubber casting compound | EIS electrical products | Elan Tron E211 | Potting medium for gage/wire solder joints http://www.eis-inc.com |
| HOTweezers | Meisei Corporation | Model 4B | Wire insulation strippers http://www.impexron.us |
| Soldering station | Weller (Apex Tool Group) | WES 51 | High quality soldering equipment http://www.apexhandtools.com/weller/index.cfm |
| Available through http://www.eis-inc.com or http://www.amazon.com | |||
| Silicone sheet | Trelleborg Sealing Solutions Northborough-Life Sciences | Pharmelast 20-20 | Encapsulating strain gage elements 10 B Forbes Road Northborough, MA 01532 (800) 634-2000 |
| Amplifier | Experimetria Ltd | AMP-01-SG | http://experimetria.com/Biological_amplifiers.php |
References
- Szarka, L. A., Camilleri, M. Methods for measurement of gastric motility. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 296 (3), G461-G475 (2009).
- Pascaud XB, F. A. U., Genton, M. J., Bass, P. A miniature transducer for recording intestinal motility in unrestrained chronic rats. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. Gastrointest. Physiol. 4 (5), 532-538 (1978).
- Gourcerol, G., Adelson, D. W., Million, M., Wang, L., Tache, Y. Modulation of gastric motility by brain-gut peptides using a novel non-invasive miniaturized pressure transducer method in anesthetized rodents. Peptides. 32 (4), 737-746 (2011).
- Américo, M. F., et al. Validation of ACB in vitro and in vivo as a biomagnetic method for measuring stomach contraction. Neurogastroenterol. Motil. 22 (12), 1340-1374 (2010).
- Fujitsuka, N., Asakawa, A., Amitani, H., Fujimiya, M., Inui, A. Chapter Eighteen - Ghrelin and Gastrointestinal Movement. Ghrelin and Gastrointestinal Movement. , Academic Press. 289-301 (2012).
- Monroe, M. J., Hornby, P. J., Partosoedarso, E. R. Central vagal stimulation evokes gastric volume changes in mice: a novel technique using a miniaturized barostat. Neurogastroenterol. Motil. 16 (1), 5-11 (2004).
- Herman, M. A., et al. Characterization of noradrenergic transmission at the dorsal motor nucleus of the vagus involved in reflex control of fundus tone. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 294 (3), 720-729 (2008).
- Gondim, F. A., et al. Complete cervical or thoracic spinal cord transections delay gastric emptying and gastrointestinal transit of liquid in awake rats. Spinal Cord. 37 (11), 793-799 (1999).
- Van Bree, S. H. W., et al. Systemic inflammation with enhanced brain activation contributes to more severe delay in postoperative ileus. Neurogastroenterol. Motil. 25 (8), 540-549 (2013).
- Qualls-Creekmore, E., Tong, M., Holmes, G. M. Gastric emptying of enterally administered liquid meal in conscious rats and during sustained anaesthesia. Neurogastroenterol. Motil. 22 (2), 181-185 (2010).
- Qualls-Creekmore, E., Tong, M., Holmes, G. M. Time-course of recovery of gastric emptying and motility in rats with experimental spinal cord injury. Neurogastroenterol. Motil. 22 (1), 62 (2010).
- Choi, K. M., et al. Determination of gastric emptying in nonobese diabetic mice. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 293 (5), G1039-G1045 (2007).
- Adelson, D. W., Million, M., Kanamoto, K., Palanca, T., Tache, Y. Coordinated gastric and sphincter motility evoked by intravenous CCK-8 as monitored by ultrasonomicrometry in rats. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 286 (2), G321-G332 (2004).
- Xue, L., et al. Effect of modulation of serotonergic, cholinergic, and nitrergic pathways on murine fundic size and compliance measured by ultrasonomicrometry. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 290 (1), G74-G82 (2005).
- Bass, P., Wiley, J. N. Contractile force transducer for recording muscle activity in unanesthetized animals. J. Appl. Physiol. 32 (4), 567-570 (1972).
- Holmes, G. M., Browning, K. N., Tong, M., Qualls-Creekmore, E., Travagli, R. A. Vagally mediated effects of glucagon-like peptide 1: in vitro and in vivo gastric actions. J. Physiol. 587 (19), 4749-4759 (2009).
- Tong, M., Qualls-Creekmore, E., Browning, K. N., Travagli, R. A., Holmes, G. M. Experimental spinal cord injury in rats diminishes vagally-mediated gastric responses to cholecystokinin-8s. Neurogastroenterol. Motil. 23 (2), e69-e79 (2011).
- Miyano, Y., et al. The role of the vagus nerve in the migrating motor complex and ghrelin- and motilin-induced gastric contraction in suncus. PLoS ONE. 8 (5), e64777 (2013).
- Holmes, G. M., Rogers, R. C., Bresnahan, J. C., Beattie, M. S. Thyrotropin-releasing hormone (TRH) and CNS regulation of anorectal motility in the rat. J Auton. Nerv. Syst. 56, 8-14 (1995).
- Ormsbee, H. S., Bass, P. Gastroduodenal motor gradients in the dog after pyloroplasty. Am. J. Physiol. 230, 389-397 (1976).
- Fukuda, H., et al. Impaired gastric motor activity after abdominal surgery in rats. Neurogastroenterol. Motil. 17 (2), 245-250 (2005).
- Browning, K. N., Babic, T., Holmes, G. M., Swartz, E., Travagli, R. A. A critical re-evaluation of the specificity of action of perivagal capsaicin. J. Physiol. 591 (6), 1563-1580 (2013).
