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Artigo de método

O Porco em Miniatura: Um Modelo Animal de Grande Porte para Pesquisa de Implante Coclear

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DOI:

10.3791/64174

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28 de julho de 2022

* These authors contributed equally

Neste artigo

Resumo

Porcos em miniatura (mini-porcos) são um modelo animal de grande porte ideal para a pesquisa de implantes cocleares. A cirurgia de implante coclear em mini-porcos pode ser utilizada para fornecer evidências iniciais da segurança e do desempenho potencial de novas matrizes de eletrodos e abordagens cirúrgicas em um sistema vivo semelhante aos seres humanos.

Resumo

Os implantes cocleares (IC) são o método mais eficaz para tratar pessoas com perda auditiva neurossensorial severa a profunda. Embora os ICs sejam usados em todo o mundo, não existe um modelo padrão para investigar a eletrofisiologia e histopatologia em pacientes ou modelos animais com IC ou para avaliar novos modelos de matrizes de eletrodos. Um modelo animal de grande porte com características de cóclea semelhantes às dos seres humanos pode fornecer uma plataforma de pesquisa e avaliação para matrizes avançadas e modificadas antes de seu uso em humanos.

Para este fim, estabelecemos métodos padrão de IC com mini-porcos Bama, cuja anatomia do ouvido interno é altamente semelhante à dos seres humanos. Matrizes projetadas para uso humano foram implantadas na mini cóclea de porco através de uma membrana de janela redonda, e uma abordagem cirúrgica seguida foi semelhante à usada para receptores humanos de IC. A inserção do array foi seguida por medidas de potencial de ação composto evocado (ECAP) para avaliar a função do nervo auditivo. Este estudo descreve a preparação do animal, as etapas cirúrgicas, a inserção da matriz e as medidas eletrofisiológicas intraoperatórias.

Os resultados indicaram que o mesmo IC usado para humanos poderia ser facilmente implantado em mini-porcos através de uma abordagem cirúrgica padronizada e produziu resultados eletrofisiológicos semelhantes aos medidos em receptores de IC humanos. Os mini-porcos podem ser um modelo animal valioso para fornecer evidências iniciais da segurança e do desempenho potencial de novas matrizes de eletrodos e abordagens cirúrgicas antes de aplicá-las aos seres humanos.

Introdução

De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), mais de 1 bilhão de pessoas estão em risco de perda auditiva em todo o mundo, e estima-se que, até 2050, uma em cada quatro pessoas sofrerá perda auditiva1. Nas últimas 2 décadas, os ICs têm sido a intervenção mais eficaz para pessoas com perda auditiva neurossensorial (PASN) severa e profunda permanente. Um IC converte sinais físicos de som em sinais bioelétricos que estimulam os neurônios ganglionares espirais (SGNs), ignorando as células ciliadas. Com o passar do tempo, as indicações de IC foram ampliadas para que passem a incluir pessoas com audição residual, perda auditiva unilateral e pe....

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Protocolo

Todos os procedimentos e cirurgias de animais foram realizados de acordo com as diretrizes do Comitê de Ética do Hospital Geral do PLA e foram aprovados.

1. Anestesia e preparação cirúrgica

  1. Injete o porco (macho, 2 meses de idade, 5 kg) muscularmente com tiletamina e zolazepam com uma dosagem de 10-15 mg/kg e intube-o com um tubo endotraqueal 5.5-French. Manter a anestesia por respiração assistida por ventilador com inalação de isofluorano. Monitore a saturação de oxigênio (>90%), respiração (15-20/min) e frequência cardíaca (60-120 batimentos/min) usando o grampo de oximetria de pulso de um monitor de ECG, que é ....

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Resultados

A integridade (Figura 4A) e as impedâncias (Figura 4B) do IC foram confirmadas pelo software MAESTRO. Os resultados do ECAP mostraram que todos os 12 eletrodos demonstraram boas respostas neurais (Figura 4C), o que significa que a matriz de eletrodos estava bem aderida ao eixo coclear e estimulava o nervo auditivo. A Figura 5 demonstra bobinas de eletrodos reconstruídas em 3D no pós-operatório na cóclea.......

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Discussão

Cerca de 15% da população mundial tem algum grau de perda auditiva e mais de 5% têm perda auditiva incapacitante21. O fornecimento de IC é o tratamento mais eficiente para pacientes adultos e pediátricos com perda auditiva neurossensorial severa e profunda. Como o primeiro estimulador de nervos cranianos implantável bem-sucedido, nas últimas 2 décadas, os ICs ofereceram a milhares de pessoas com perda auditiva a oportunidade de retornar ao mundo do som e (re)integrar-se à sociedade convencional. M.......

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Divulgações

Os autores declaram que não têm conflitos de interesse.

Agradecimentos

Este estudo foi financiado por doações da Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (Nos. 81970890) e do projeto de incentivo ao desempenho da Chongqing Scientific Research Institution (Nos. 19540). Agradecemos a Anandhan Dhanasingh e Zhi Shu da empresa MED-EL por seu apoio.

....

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
0,5 mm de broca
diamante 1 mm de broca
5 mm de broca
2-0 seda de sutura
3D Slicer plataformade computação de imagem 3D reconstrução 3D da imagem de TC
Caautério
Eletrocoagulaçãosangramento
CI projetado para uso humano (CONCERTO FLEX28)MED-EL  Concerto F28
de curativo
de ECG
Tintura
Isoflurano3,6 mL/h
Laringoscópio
Software MAESTROMED-ELMedir respostas ECAP
Micro pinças
Micro espátula Fórceps
Suporte
Sonda
Dispositivo
Instrumentos cirúrgicos otológicos 
Máquina de Anestesia Respiratória
Bisturi com lâmina Nº 15
Tesoura Dispositivo de
barbeador
(Interface de Programação MAX)MED-ELMedir respostas ECAP
Microscópio cirúrgicoLeica
Broca
Dispositivo
Tiletamina e zolazepam10-15 mg/kg
Fórceps
Cânula
dede diamantede diamante Álcool bipolar bipolar Stop Pinça Monitor de iodode mosquitode agulhade agulhade sucção por pressão negativa estimulação do cirúrgicade potência cirúrgicade tecido traqueal

Referências

  1. World Health Organization. World report on hearing. World Health Organization. , Geneva, Switzerland. Available from: https://www.who.int/publications/i/item/world-report-on-hearing (2021).
  2. Lee, S. Y., et al. Natural course of residual hearing preservation with a slim, modiolar cochlear implant electrode array. ....

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Reimpressões e permissões

Etiquetas

Modelo de Porco MiniaturaImplante CoclearImplantes CoclearesInserção de Matrizes de EletrodosPotencial de Ação Composto EvocadoFunção do Nervo AuditivoMembrana da Janela RedondaReconstrução TridimensionalAbordagem Cirúrgica