Name: Micro-drive Array para Crônica In vivo: Fabricação Unidade (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2009-04-20T00:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 3 s
Description: Aprenda a fabricar um micro-drive array leve com 21 unidades ajustáveis para gravações eletrofisiológicas crônicas em ratos. Este método permite posicionamento preciso de eletrodos em modelos animais em movimento.

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Gostaríamos de agradecer Linus D. Sol e Jeenah Jung, que originou o uso do computador projetado, 3-D unidades impressas em nosso laboratório para a gravação de ratos. Além disso, gostaríamos de agradecer todos os membros Lab passado e do presente Wilson por suas contribuições para micro-drive e desenvolvimento tetrode tecnologia no laboratório.

<ol><li> Micro-drive visão série Uma matriz micro-drive completo é composto por vários componentes principais (Fig. 1): <ol><li> Um computador projetado base de plástico que contém 21 independentemente móveis micro-drives. </li><li> A cânula na parte inferior da base em que um conjunto de tubos de guia estacionário tetrode é coletado. </li><li> 21 micro-unidades que são portadores de um tetrode e que podem ser individualmente controlado através de um parafuso. </li><li> Uma placa de interface eletrodo de interligação entre tetrodes e pré-amplificadores. </li><li> Um cone de proteção (não é mostrado na Figura 1.) </li><li> Em um conjunto totalmente montado micro-drive, a base de plástico detém todas as unidades de micro-. Cada unidade micro-carrega um tetrode único. O tetrode é eletricamente conectada à placa de interface eletrodo no topo da matriz micro-drive, e passa através do tubo de guia estacionário para sair para o cérebro, na parte inferior da matriz drive-micro. Girando o parafuso em cada unidade micro-adiantamentos ou retrai o tetrode. </li></ol></li> <li> Desenho de base de plástico Nós projetamos a base de montagem a unidade de micro-nos um pacote de software 3-D CAD (SolidWorks). A vantagem deste processo de design in-house é rápida rotatividade e flexibilidade de design. No laboratório Wilson criamos muitas variantes desta parte, voltada para as demandas específicas de cada experimento. O arquivo modelo 3-D é enviado para um bureau de serviços, onde é impresso a partir de uma resina líquida laser-curável usando estereolitografia. Tempo de resposta é tão pouco como dois dias. A peça resultante é leve, reutilizável e pode ser usinado a realização de uma discussão. Neste protocolo, vamos utilizar uma base de unidade que é projetado com um site de gravação única e que possui 21 micro-drives. O arquivo de projeto do SolidWorks é disponibilizado mediante solicitação. </li> <li> Preparação de base de plástico A base de plástico é transformado para acomodar as unidades de micro-e os parafusos para fixar a placa de interface eletrodo eo cone de proteção. Não é possível qualidade da impressão suave através de furos na base de plástico, portanto, criamos buracos subdimensionado, então expandi-los por perfuração. Alinhe cuidadosamente a broca com o eixo do furo existente antes de perfurar a uma velocidade muito baixa. A broca de velocidade variável / torque funciona bem para esta tarefa. <ol><li> Faça os furos piloto 21 para a unidade de micro-parafusos (anel externo) usando um pouco # 61. </li><li> Perfurar os 21 buracos para os tubos da unidade micro-suporte (o anel interno), utilizando um pouco # 65. </li><li> Faça os furos que serão utilizados para fixar a placa de interface eletrodo e cone de proteção usando um pouco milímetros 1,55. </li><li> Encaixe uma manga (5 mm de comprimento 20 Ga de parede fina tubos de aço inoxidável) em cada um dos buracos do anel interno usando um par de pinças ou um par de alicates para que ela fique alinhada com a base de plástico. As mangas assegurar um movimento suave dos tubos da unidade micro-apoio. Em seguida, todos os buracos que irá realizar os parafusos são exploradas. Impresso em plásticos, linha de formação de resultado torneiras em mais durável do que o típico tópicos fio de corte de torneiras. Este estilo de tocar requer furos maiores piloto. Usando um torno do pino de mão para segurar a torneira: </li> <li> Toque os buracos para a unidade de micro-parafusos usando uma torneira que corresponde ao tamanho do parafuso a ser utilizado (M1.2x0.25) e um lubrificante seco. Para ajudar a alinhar a torneira com o furo piloto, insira um comprimento de 23 tubos de Ga na manga ao lado dele. </li><li> Nosso projeto base de plástico apresenta um acionador de partida da torneira para cada furo de parafuso micro-drive para garantir que o tópicos iniciais não são danificados durante o processo de segmentação. Depois de todos os buracos são segmentadas, esses iniciantes da torneira pode ser facilmente agarrado fora usando uma lâmina de barbear. </li><li> Toque os buracos que irá realizar os parafusos para a placa de interface eletrodo eo cone de proteção usando um toque 1-72. </li></ol></li> <li> Inserção de tubos de guia eletrodo <ol> <li> Para fazer com que a cânula que contém todos os tubos de guia estacionário eletrodo, corte um pedaço 1,5 centímetros de comprimento de 13 tubos de aço inoxidável e Ga encrespar a superfície com uma roda de moagem dremel para melhorar a adesão pelo acrílico dental. </li><li> Insira este cânula no orifício na parte inferior da base de plástico, verifique se ele é co-linear com o eixo vertical da unidade, e prenda-o com acrílico dental ou epóxi. Deixe 5 a 7 mm da cânula expostos para facilitar implantação cirúrgica. </li><li> Cortar 21 tubos de eletrodo estacionário guia (flexível poliimida diâmetro, a tubulação interna: 0,0071 &quot;, diâmetro externo: 0,0116&quot;) com uma lâmina de barbear para um comprimento de 6 cm. </li><li> Alimentar os tubos de guia um de cada vez nas mangas, na parte superior da base da unidade e todo o caminho através da cânula coletor na parte inferior. Verificar visualmente para torções ou excessiva tubos de flexão e substitua se necessário. Para facilitar a inserção e alinhamento paralelo dos tubos guia tetrode, pode-se começar com a primeira alimentação do pacote inteiro de 21 tubos de guia para dentro docoletor de cânula de baixo. Então, um de cada vez, retire um tubo de guia do conjunto e alimentá-lo a partir do topo da base plástica através do buraco que ele deixou para trás no pacote. </li><li> Empurre a guia para baixo até que os tubos se estendem apenas 1-2 mm do topo da base de plástico. Aplique uma pequena quantidade de cola de cianoacrilato fina para os tubos como eles saem da cânula coletor, tendo o cuidado de não deixar qualquer fluxo de cola-se na extremidade dos tubos guia. </li><li> Use uma lâmina de barbear fresco para cortar o excesso do feixe de tubos de guia na parte inferior da cânula coletor. </li> </ol></li><li> Fabricação de micro-drives Cada unidade micro-consiste de um parafuso custom-usinado e um tubo de suporte oco (Fig. 2). O parafuso e tubo de apoio são ligados em conjunto de tal forma que um lábio no parafuso é incorporado em acrílico, deixando o parafuso para girar livremente (Fig. 2B). O parafuso é rosqueada na base de plástico, eo tubo de suporte é então conduzido para cima ou para baixo quando o parafuso é girado, avançar ou retrair o tetrode que ele carrega. Para maior facilidade de ajuste no animal se comportando, a cabeça do parafuso é na forma de um meio cilindro. Faça uma chave de fenda personalizado para este parafuso: <ol><li> Corte de 5 cm de 15 tubos de aço inoxidável Ga. </li><li> Pegue um dos parafusos personalizados e moer fora do bordo saliente. </li><li> Insira o parafuso no tubo até o topo do parafuso fique nivelada com a extremidade do tubo. </li><li> Esmagar os tubos ao redor do roscas repetidamente com um par de alicates de travamento de modo que o parafuso não pode girar em relação à cânula. </li><li> Use um torno do pino para segurar a chave de fenda personalizado. Para fabricar os discos micro-usamos um 3-D molde impresso de plástico com pequenos poços (3 mm x 5 mm, 2 mm de profundidade). Cada poço tem dois buracos na superfície inferior, com espaçamento de 2 mm, para o tubo de suporte eo parafuso. Alternativamente, os moldes podem ser fabricados a partir de um plástico de engenharia, como Delrin, usando uma furadeira para criar o bem e buracos. </li> <li> Prepare o molde, limpando o buraco para a cânula de suporte usando uma agulha de 23 Ga e batendo o buraco para o parafuso, conforme descrito para a base de plástico, acima. </li><li> Linha dentro da bem com teflon lubrificante ou uma película fina de vaselina para permitir a liberação do acrílico dental curada do molde .. </li><li> Aplique lubrificante teflon a um parafuso e insira-o molde usando a chave de fenda feitos até os fios estão logo abaixo do fundo do poço. </li><li> Irritar a 2-3 mm topo de um tubo de suporte 14 milímetros de comprimento (23 Ga tubos de aço inoxidável) com um rebolo para melhorar a aderência do acrílico dental. Insira-o no molde até o topo da cânula é metade do caminho entre o topo do poço eo topo do parafuso. </li><li> Despeje acrílica dental dentro do poço. Movimento de agitação é usado para garantir que o acrílico dental flui em todos os espaços ao redor do parafuso e tubo de suporte. Remover quaisquer bolhas de ar com uma pequena agulha. </li><li> Aguarde até que o acrílico dental é completamente curado (15-30 minutos) e remova a unidade micro-do molde, girando o parafuso de contra-relógio sábio. </li><li> É importante fazer um controlo de qualidade das unidades de micro-. Inspecionar o acrílico dental curada por rachaduras e / ou bolhas de ar, que geralmente são causados ​​por acrílico dental que era demasiado grossa ou muito fina. Além disso, certifique-se o parafuso e tubo de suporte são paralelas entre si e que o parafuso gira suavemente. Parafusos e tubos de suporte de micro-unidades que não cumpram estes critérios pode ser quebrada livre do acrílico dental e reciclados. </li><li> Repita os passos 5,6 por 5,11 até que tenha 21 micro-drives. </li></ol></li> <li> Montagem final do micro-drive série <ol> <li> Inferior cada unidade micro-unidade na base de plástico. Cada tubo de suporte micro-drive deve mover-se suavemente dentro de sua luva e sobre o seu tubo de guia estacionário. Certifique-se que os tubos guia não fiquem deformadas como a unidade de micro-está sendo reduzido. </li><li> Com as unidades de micro-totalmente abaixada, adicionar uma camada fina de acrílico dental para o interior da base de unidade para corrigir os tubos guia eletrodo no lugar. </li><li> Que na falta de mais baixa das unidades micro todo o caminho antes de adicionar o acrílico dental irá resultar em absorção do acrílico todo o caminho até as mangas e obstrução da unidade de micro movimento. </li><li> Rotular o micro-drives 21/01. </li><li> Vire a unidade matriz de cabeça para baixo e tirar uma foto do feixe de tubos de guia. Esta imagem será usada para mapear a localização do tubo guia correspondente a cada unidade de micro-. </li><li> Levantar todas as unidades de micro-por vários milímetros. </li><li> Inserir um tubo transportador poliimida (0,005 &quot;) para cada tubo guia da parte inferior da base da unidade. Deixe o tubo transportador estender 1-2 mm do topo do registro totalmente abaixada e drive-micro e na fotografia a identidade do unidade de micro-correspondente. </li><li> Cole astubo transportador para o tubo de suporte micro-drive usando 5 minutos epóxi ou cola de cianoacrilato. Note-se que a cola epóxi ou muito fino fluirá para baixo a cânula de apoio e obstruir o movimento livre da unidade micro-ou, pior, corrigi-lo para a cânula guia. Se isso acontecer, essa unidade micro-drive especial não pode ser usado. </li><li> Abaixe totalmente todas as unidades de micro-. Cortar todos os tubos de descarga transportadora off na parte inferior da cânula coletor usando uma lâmina de barbear fresco. </li><li> Finalmente, montar a placa de interface Neuralynx eletrodo à base da unidade utilizando dois parafusos (tamanho: 1-72, comprimento: 3 / 16 &quot;). </li></ol></li></ol> Neste ponto, a unidade matriz está pronto para ser carregado com tetrodes. Fabricação de tetrodes, como colocá-las no micro-drives, e como preparar a matriz unidade para implantação cirúrgica são os temas de um artigo de vídeo subseqüentes. <img src="/files/ftp_upload/1094/Figure1.png" alt="Figura 1" /> Figura 1. Modelo de matriz micro drive-acabados. A unidade matriz micro-consiste de vários componentes principais: uma base de movimentação de plástico, um coletor de cânula que o tetrodes entrar no cérebro, 21 micro-unidades que cada unidade um tetrode único; uma placa de interface eletrodo que conecta a pré-amplificadores. <img src="/files/ftp_upload/1094/Figure2.png" alt="Figura 2" /> Figura 2. Personalizado disco micro-parafusos. A. desenhos técnicos do projeto parafuso personalizado. O parafuso possui uma parte roscada (M1.2x0.25; 1,2 mm de diâmetro, 0,25 mm / volta)., Uma cabeça semi-cilindro que corresponde a nossa chave de fenda feitos e uma parte lisa com lábio (ver detalhe) B. Modelo de unidade de micro-completa. O tubo de suporte e parafusos personalizados são ligados com cimento dental. O lábio no parafuso é incorporado no cimento dental e permite a rotação livre durante a condução do tubo de suporte para cima ou para baixo. Arquivos adicionais Nós projetamos a base da unidade impressa, o cone de proteção eo molde para a construção das unidades de micro-in SolidWorks 2008 software CAD 3D: <ul style="list-style-type:none;"><li> Baixar o arquivo: <a href="/files/ftp_upload/1094/DriveBase.SLDPRT">DriveBase.sldprt</a> que contém os modelos da base de unidade e cone de proteção e gorro. </li><li> Baixar o arquivo: <a href="/files/ftp_upload/1094/MicroDriveMold.SLDPRT">MicroDriveMold.sldprt</a> que contém modelo do molde micro-drive </li></ul> O bureau de serviços de impressão 3D não pode lidar com arquivos nativos Solidworks diretamente, mas sim requer os arquivos de desenho em CAD formato estereolitografia (STL). Para as pessoas que não têm acesso a software Solidworks, mas ainda gostaria de usar as peças impressos utilizados no artigo de vídeo que incluem os desenhos em formato STL também: <ul style="list-style-type:none;"><li> Baixar o arquivo: <a href="/files/ftp_upload/1094/DriveBase.STL">DriveBase.stl</a> que contém modelo de base de disco </li><li> Baixar o arquivo: <a href="/files/ftp_upload/1094/MicroDriveMold.STL">MicroDriveMold.stl</a> que contém modelo de micro-drive de moldes </li><li> Baixar o arquivo: <a href="/files/ftp_upload/1094/ProtectionCap.STL">ProtectionCap.stl</a> que contém modelo de tampa para o cone de proteção </li><li> Baixar o arquivo: <a href="/files/ftp_upload/1094/ProtectionCone.STL">ProtectionCone.stl</a> que contém modelo de cone de proteção </li></ul>

<ol><li>Yamamoto, J., Wilson, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-scale+chronically+implantable+precision+motorized+microdrive+array+for+freely+behaving+animals%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Large-scale chronically implantable precision motorized microdrive array for freely behaving animals.</a> J. Neurophysiol. 100 (4), 2430-2440 (2008).</li>
</ol>

Este protocolo descreve as características gerais do processo de construção micro-drive. Foi com sucesso modificado para produzir matrizes de unidade com metas de gravação múltipla ou matrizes menores para gravações em camundongos. Além da gravação do hipocampo, muitos pesquisadores usam essas unidades para atingir estruturas corticais e sub-cortical. O uso de parafusos mais longos podem ser necessários, a fim de gravar a partir de estruturas mais profundas do cérebro. Com uma ampla modificação na base da unidade, unida...

<table><tbody><tr><td>Peças plásticas impressas em 3D</td><td>Material</td><td>American Precision Prototyping (www.approto.com)</td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Tubo de aço inoxidável</td><td>Material</td><td>Small Parts (www.smallparts.com)</td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Pó de cimento dental</td><td>Material</td><td>A-M Systems (www.a-msystems.com)</td><td>525000</td></tr><tr><td>Solvente de cimento dental</td><td>Material</td><td>A-M Systems</td><td>526000</td></tr><tr><td>Placa de interface de eletrodo</td><td>Material</td><td>Neuralynx (www.neuralynx.com)</td><td>EIB-81</td></tr><tr><td>Parafusos micro-acionadores</td><td>Material</td><td>Advanced Machining and Tooling (www.amtmfg.com)</td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Lubrificante de rosqueamento &amp;rsquo;Tap-Ease&amp;rsquo;</td><td>Ferramenta</td><td>AGS Company</td><td>TA-2</td></tr><tr><td>Tubo de poliimida</td><td>Material</td><td>IWG High Performance Conductors (www.iwghpc.com)</td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Broca/furadeira sem fio</td><td>Ferramenta</td><td>DeWalt (www.dewalt.com)</td><td>DC750KA</td></tr><tr><td>Kit de ferramenta rotativa com velocidade variável e eixo flexível</td><td>Ferramenta</td><td>Dremel (www.dremel.com)</td><td>3956-02</td></tr><tr><td>Lâminas de barbear</td><td>Ferramenta</td><td>VWR (www.vwr.com)</td><td>55411-050</td></tr><tr><td>Placa de vidro</td><td>Ferramenta</td><td>VWR</td><td>66112-107</td></tr><tr><td>Macho para parafusos personalizados</td><td>Ferramenta</td><td>Balax</td><td>01302</td></tr><tr><td>Machos</td><td>Ferramenta</td><td>Small Parts</td><td>HSBT-0172, HSBT-0080</td></tr><tr><td>Arco de rosquear</td><td>Ferramenta</td><td>Vargus</td><td>3SHC1--I</td></tr><tr><td>Brocas</td><td>Ferramenta</td><td>Small Parts</td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Arco de bancada</td><td>Ferramenta</td><td>Panavise</td><td>301</td></tr><tr><td>Pinceta Dumont nº 2</td><td>Ferramenta</td><td>Stoelting (www.stoeltingco.com)</td><td>52100-27</td></tr><tr><td>Epóxi de 5 minutos</td><td>Ferramenta</td><td>Allied Electronics (www.alliedelec.com)</td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Pinceta Accu-Tek com ponta de Carbofib</td><td>Ferramenta</td><td>Aven (www.aveninc.com)</td><td>18768 (Padrão 304)</td></tr><tr><td>Tesoura de dissecação microcirúrgica</td><td>Ferramenta</td><td>Biomedical Research Instruments (www.biomedinstr.com)</td><td>25-1000</td></tr><tr><td>Alicate Xcelite 378M</td><td>Ferramenta</td><td>Newark</td><td>96F8903</td></tr><tr><td>arco de rosquear miniatura</td><td>Ferramenta</td><td>MSC Industrial Supply (www.mscdirect.com)</td><td>00920314</td></tr></tbody></table>

micro-drive array para crônica in vivo</emgravação>: fabricação unidade

Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Drive Fabrication

Gravação de crônicas de grandes populações de neurônios é uma técnica valiosa para estudar a função dos circuitos neuronais em ratos acordados comportando. Dispositivos de gravação leve carregando um conjunto de alta densidade de tetrodes permitir o monitoramento simultâneo da atividade de dezenas a centenas de neurônios individuais. Aqui nós descrevemos um protocolo para a fabricação de uma matriz de unidade-micro com 21 independentemente móveis micro-drives. Este dispositivo tem sido usado com sucesso para gravar a partir de neurônios do hipocampo e cortical em nosso laboratório. Vamos mostrar como preparar um design personalizado, 3-D de base impressa de plástico que conterá o micro-drives. Demonstramos como construir o indivíduo micro-unidades e como montar a matriz drive-micro completo. De preparação da matriz unidade para implantação cirúrgica, tal como a fabricação de tetrodes, carregamento de tetrodes na unidade matriz eo excesso de regulamentação, é coberto em um artigo de vídeo subseqüentes.

Neste protocolo, demonstramos como fabricar uma matriz de unidade de micro-crônica para gravações eletrofisiológicas em ratos.

Micro-drive Array para Crônica In vivo</emGravação>: Fabricação Unidade

O registro crônico de grandes populações de neurônios é uma técnica valiosa para estudar a função de circuitos neuronais em ratos acordados e em comportamento.

Este vídeo abordará a montagem de um conjunto leve de microacionadores com 21 microacionadores acionados por parafuso ajustáveis independentemente. Cada microacionador controla a posição de gravação de um único eletrodo. Os microacionadores são montados em uma base plástica projetada por computador que os estabiliza em relação ao crânio do animal em movimento e agrupa os eletrodos em um padrão densamente compactado, capaz de passar por uma pequena craniotomia até o cérebro.A base também suporta uma placa de interface de eletrodo para a conexão com os instrumentos de gravação, o que permite que o animal seja convenientemente conectado e desconectado no início e no fim de um experimento. Um cone de plástico preso à base protege as microplataformas e os eletrodos dos elementos na gaiola do rato. Olá, sou Faia Postman do laboratório de Matt Wilson no Instituto PIKA para Aprendizado e Memória do Instituto de Tecnologia de Massachusetts.Hoje vamos mostrar um protocolo para fabricar uma dessas matrizes de microeletrodos. Em nosso laboratório, utilizamos essas matrizes de microeletrodos para registrar a atividade de uma grande população de neurônios no cérebro de ratos, por exemplo, do córtex ou do hipocampo. Primeiro, vamos mostrar como projetamos nossa matriz de microeletrodos.Em seguida, iremos para o workshop, onde Steve e Stewart nos mostrarão como processar as matérias-primas e como montá-las em um dispositivo plenamente funcional. Então, vamos começar. A base plástica é projetada utilizando um software de design assistido por computador e é fabricada por meio de um processo de impressão 3D de baixo custo.Também modelamos todos os outros componentes do conjunto de microdrives. Isso permite controlar cuidadosamente o tamanho e o peso da microdrive pronta. Na parte superior da base de plástico há dois anéis de furos que receberão as microdrives individuais.O modelo 3D é enviado para uma empresa especializada que constrói o design a partir de uma resina curável por laser utilizando estereolitografia. Isso deve levar apenas alguns dias, e a peça resultante é leve e reutilizável. Assim que a peça chega da empresa especializada, precisamos prepará-la para uso.Então vamos para a oficina. O processo de impressão 3D não consegue imprimir com confiança furos pequenos, portanto especificamos furos de diâmetro menor em nossos modelos. Em seguida, perfure e rosqueie os furos até o tamanho necessário na oficina.Três brocas de tamanhos diferentes são usadas para preparar a base de plástico: uma broca número 61, uma broca número 65 e uma broca de 1,55 milímetro no anel externo da base. Use uma furadeira manual com uma broca número 61 em velocidades muito baixas para preparar os furos piloto onde posteriormente os parafusos da microplataforma serão inseridos. Em seguida, prepare os furos para os tubos de suporte da microplataforma que entram na base, alargando esses furos com uma broca número 65.Usando a broca maior de 1,55 milímetro, alargue os furos que fixarão a base à placa de interface do eletrodo e ao cone protetor. Para garantir um movimento suave na microplataforma, insira uma luva de aço inoxidável nos furos do anel interno. Cada luva deve ser pressionada com um alicate até ficar nivelada com a parte superior da base.Agora é necessário roscar os furos piloto dos parafusos. Use uma chave de broca para segurar o macho e aplique um lubrificante seco antes de roscar. Alinhe o macho verificando se ele está paralelo a um tubo de calibre 23 que você insere temporariamente na luva vizinha.Os orifícios que fixam a placa de interface e o cone protetor precisam ser roscados. Rosqueie manualmente esses orifícios da mesma maneira. O design baseado em plástico apresenta um guia de rosqueamento em cada orifício piloto para parafuso, garantindo que as roscas iniciais não sejam danificadas durante o processo de rosqueamento.Após todos os furos piloto serem roscados, esses iniciadores de rosca podem ser facilmente removidos com uma lâmina de barbear. Os eletrodos são guiados em direção a um único local na base do drive por meio de vários tubos guia elétricos.Primeiro, precisamos fabricar a cânula coletora que irá acomodar todos os tubos guia eletrofisiológicos. A cânula coletora é feita a partir de um pedaço de tubo de aço inoxidável com 1,5 centímetro de comprimento. A cânula coletora será fixada com cimento dental.Para melhorar a adesão, lixe cuidadosamente o tubo utilizando uma mola de desbaste Dremel e insira esta cânula na parte inferior da base plástica. Posicione-a de modo que cinco a sete milímetros da cânula permaneçam fora do conjunto do microdrive. Para facilitar a implantação cirúrgica, fixe a cânula coletora na parte inferior da base plástica.Com acrílico dental, deixe curar por pelo menos 15 minutos. Agora, prepare os tubos-guia cortando 21 pedaços de poliamida com uma lâmina de barbear. Inicie este passo introduzindo os 21 tubos-guia no cânula coletora na parte inferior da base do drive.Isso garantirá que os tubos estejam todos paralelos entre si. Se os tubos no feixe estiverem muito soltos ou apertados, você pode começar com menos tubos ou adicionar tubos extras conforme necessário. Agora, remova cada tubo-guia um de cada vez e insira-o em uma das mangas na parte superior do acionador.Passe o tubo através da abertura deixada no feixe de tubos. Inspecione os tubos-guia em busca de dobras ou curvas acentuadas e substitua conforme necessário. Ajuste a posição de cada tubo-guia para que se estenda de um a dois milímetros acima do topo da luva.Agora, adicione uma pequena gota de cola sano acro lake fina na parte inferior da cânula coletora. Tenha muito cuidado para não deixar a cola fluir para dentro dos tubos-guia. Em seguida, use uma lâmina de barbear nova para cortar o excesso de tubo na parte inferior da cânula coletora.Verifique em um estereoscópio se os tubos estão cortados de forma uniforme e alinhados com a cânula. Cada eletrodo é avançado por seu próprio microacionador, portanto precisamos fabricar 21 microacionadores e, em seguida, inseri-los na base plástica. Cada microacionador é composto por um parafuso personalizado e um tubo de suporte oco, que são fixados um ao outro.Com a resina acrílica dental, o eletrodo passará através do tubo de suporte. O parafuso possui uma parte não roscada com uma pequena borda que é embutida na resina acrílica dental e permite que o parafuso gire livremente dessa maneira. Ao girar o parafuso na base plástica, o eletrodo avança ou retrai.A cabeça do parafuso tem formato de um semicilindro. Antes de podermos fabricar as microplataformas, precisamos fazer uma chave de fenda para girar nossos parafusos personalizados. Nossa chave de fenda improvisada é construída tomando-se um parafuso personalizado e desgastando completamente o rebordo que envolve a cabeça em forma de semicilindro.Insira a cabeça do parafuso para fora em um tubo de 15 gauge com cinco centímetros de comprimento até que esteja totalmente encapado. Agora, amasse o tubo ao redor das roscas do parafuso, fixando-o no tubo e impedindo que gire. Fixe uma mini broca para atuar como cabo e pronto, um chave de fenda.O microdrive é fabricado moldando acrílico odontológico ao redor do parafuso e do tubo de suporte. Os moldes que utilizamos são de plástico impresso em 3D, assim como a base plástica, e possuem furos na parte inferior que mantêm o parafuso e o pino de suporte alinhados enquanto despejamos o acrílico no molde. Primeiro, precisamos preparar o molde: limpar o furo do tubo de suporte usando uma agulha de calibre 23, limpar o furo do parafuso e criar roscas utilizando um macho de rosca.Este é o mesmo procedimento que acabamos de utilizar na base de plástico. Agora o molde está pronto para ser usado na fabricação de microeletrodos. Forre o molde com um lubrificante à base de teflon para evitar que a resina acrílica adere ao molde.Lixe os dois a três milímetros superiores de um pino de sustentação de aço inoxidável de 23 gauge e 14 milímetros de comprimento com uma mola de desbaste para que ele seja firmemente fixado na profundidade do acrílico. Insira o pino de sustentação no orifício menor do molde de modo que a parte superior do pino fique acima da parte superior do poço. Aplique uma fina camada de lubrificante à base de teflon em um parafuso e insira-o no orifício roscado até que as roscas fiquem logo abaixo da base do poço.Agora, misture um pouco de acrílico dentário e despeje-o dentro do molde. Certifique-se de que ele penetre em todos os recantos e frestas. Uma agulha pode ajudar a remover bolhas de ar depois que o acrílico endurecer.Você pode remover o microdrive desparafusando o parafuso. Faça uma verificação rigorosa de qualidade. Não deve haver rachaduras ou bolhas no acrílico.O poste e os parafusos devem estar paralelos e incapazes de se mover lateralmente. Os parafusos devem girar suavemente, mas sem folga; quaisquer micromotores defeituosos devem ser desmontados e as peças reaproveitadas. Repita este processo até obter 21 micromotores bons.Se o molde possuir múltiplas cavidades, você poderá fabricar os microacionadores em lotes para economizar tempo. Alinhe cuidadosamente cada microacionador com um par de orifícios na base de plástico. Encaixe o tubo de suporte do microacionador sobre o tubo guia de politetrafluoretileno e dentro da luva metálica, utilizando a chave de fenda para avançar o parafuso do microacionador.Isso pode ser complicado. Observe atentamente o centro da base para garantir que o tubo-guia não fique preso em uma dobra enquanto o microdrive é abaixado. Uma vez que todos os microdrives estejam no lugar e completamente abaixados, uma pequena quantidade de acrílico é depositada no centro do drive para fixar o feixe de tubos-guia em posição.Deixe a resina acrílica curar por 15 minutos. Uma vez que o acrílico estiver seco, para retrair cada microdrive cerca de três milímetros, crie um esquema em vista superior dos microdrives e atribua a cada microdrive um nome ou número único. Agora, observando pelo estereoscópio, vire o conjunto de cabeça para baixo e tire uma foto da parte inferior da cânula coletora e dos tubos-guia.Faça uma impressão da imagem que possa ser usada como referência nas etapas seguintes. Em seguida, com o drive virado de cabeça para baixo, insira um tubo condutor estreito de poliamida em cada tubo guia até que ele saia pela parte superior de um microdrive. Anote na fotografia qual tubo guia corresponde a qual microdrive.O tubo suporte protegerá e dará sustentação aos delicados fios dos eletrodos posteriormente. Ele passa através do microdrive. Estenda cada tubo suporte até que fique um centímetro acima do topo do tubo de suporte do microdrive e, em seguida, cole o tubo suporte ao tubo de suporte com epóxi de cinco minutos ou cola espessa de sano acro lake.Seja muito cuidadoso com esta etapa. Se a cola escorrer para dentro do tubo de suporte, ela poderá fixar o tubo de suporte ao tubo guia estacionário, danificando esse micromotor. Esta é a razão pela qual elevamos os micromotores antes de inserir os tubos portadores.Depois que todos os tubos suporte estiverem colados no lugar, abaixe completamente os microacionadores novamente e corte todos os tubos suporte de modo que fiquem nivelados com a base do acionador, utilizando uma lâmina de barbear nova. Em seguida, corte os tubos suporte um a dois milímetros acima do topo do microacionador usando tesoura afiada. Por fim, coloque a placa de interface dos eletrodos sobre a base do acionador e fixe-a com dois parafusos.Neste momento, o conjunto de drives está pronto para ser carregado com eletrodos e nossos experimentos. Normalmente utilizamos eletrodos de microwires de quatro canais chamados tetros, mas qualquer tipo de eletrodo pode ser usado. A fabricação dos tetros, como carregá-los nos microdrives e como preparar o conjunto de drives para implantação cirúrgica são abordadas em outros vídeos do JoVE.Este protocolo pode ser seguido diretamente ou modificado para atender às suas necessidades. Por exemplo, alguns pesquisadores precisarão de parafusos mais longos para registrar estruturas cerebrais mais profundas. Outros podem desejar projetar uma montagem que direcione mais de uma localização cerebral.O design também pode ser miniaturizado para uso em animais menores, como camundongos, com modificações um pouco mais acentuadas; nesses casos, podem ser utilizados microdrives motorizados, que permitem o ajuste remoto das posições dos eletrodos. Acabamos de mostrar como projetar e fabricar uma matriz de microdrives que pode ser implantada na cabeça de uma rata e permite registrar atividade de grandes populações de neurônios enquanto o animal está em movimento. Ao realizar este procedimento, é importante lembrar-se de roscar cuidadosamente os orifícios na base de plástico para que os parafusos dos microdrives não deslizem.Realize uma verificação rigorosa da qualidade dos microeletrodos fabricados. Certifique-se de que o parafuso e o tubo de suporte estejam paralelos e que o parafuso gire suavemente, sem folga. Tenha cuidado ao usar cola ou acrílico dentário para não entupir acidentalmente nenhum dos tubos.Por fim, lembre-se de que, para concluir o arranjo MyDrive e antes de realizar a cirurgia, você precisará fabricar tetrodos e baixa dose dentro do drive. Isso é abordado em outro artigo em vídeo do Job. É isso aí.Obrigado por assistir e boa sorte com seus experimentos.

micro-drive-array-for-chronic-in-vivo-recording-drive-fabrication

Research

JoVE Journal

Biology

Biologia

Neste protocolo, demonstramos como fabricar e tetrodes condição para uso com uma matriz de micro-drive, que foi projetada para gravações eletrofisiológicas crônica em ratos. Além disso, ilustram as fases finais do micro-drive de construção da matriz, que inclui a instalação de fios de aterramento e um cone de proteção.

Micro-drive Array para Crônica In vivo</emGravação>: Assembléia Tetrodo

O desenho, fabrico e montagem de um ultra-leve motorizado microdrive é descrito. O dispositivo fornece uma solução de custo eficaz e fácil de usar para gravações de crônicas de unidades individuais em pequenos animais se comportando.

Concepção e montagem de um Microdrive Ultra-leve motorizada para doenças crônicas Recordings Neurais em Pequenos Animais

O vídeo demonstra a gravação eletrofisiológica simultânea de várias regiões do cérebro em um rato usando uma matriz integrativa de micro-drives. Os eletrodos de registro são colocados no bulbo olfatório, os eletrodos de referência no córtex frontal e os eletrodos de matriz de micro-drive no hipocampo. O rato pode forragear livremente e a gravação simultânea de todos os eletrodos implantados é registrada usando a matriz.

Um método de matriz de micro-drive para registro eletrofisiológico de várias regiões do cérebro

A concepção e montagem de microdrives no registros eletrofisiológicos in vivo de sinais do cérebro do rato é descrito. Anexando pacotes de microeletrodos para portadores de driveable resistentes, estas técnicas permitem gravações neurais de longo prazo e estável. O design leve permite o desempenho comportamental irrestrito pelo animal após a implantação da unidade.

Construção de Matrizes Microdrive para gravações Neurais crônica na Awake Mice comportam

Compreender os substratos neurais do comportamento requer gravação de conjunto de circuitos cerebrais. Devido à sua tratabilidade genética, o camundongo oferece um modelo para dissecção de circuitos e mimetismo de doenças. Aqui, é descrito um método de projetar e fabricar sondas miniaturizadas que é adequado para atingir a estrutura cerebral profunda do mouse.

Projeto e fabricação de Ultraleve Peso, ajustável Sondas Multi-eletrodo para gravações eletrofisiológicas em Ratos

É descrito abaixo um método para a implantação de matrizes múltiplas do elétrodo do polímero através das regiões anatomicamente distantes do cérebro para a gravação eletrofisiológicos crônica em ratos livremente moventes. A preparação e a implantação cirúrgica são descritas detalhadamente, com ênfase nos princípios de design para orientar a adaptação desses métodos para uso em outras espécies.

Implante crônico de matrizes flexíveis múltiplas do elétrodo do polímero

Este protocolo descreve a construção de uma matriz híbrida do Microdrive que permita a implantação de nove tetrodes independentemente ajustáveis e uma ponta de prova ajustável do opto-silicone em duas regiões do cérebro em ratos livremente moventes. Também é demonstrado um método para recuperar e reusar com segurança a sonda opto-silício para múltiplos propósitos.

Sistema híbrido do Microdrive com a ponta de prova recuperável do opto-silicone e tetrode para a gravação high-density do duplo-local em ratos livremente moventes

Descrevemos aqui um método para fabricar matrizes de microeletrodos Ti3C2 MXene e utilizá-las para gravação neural in vivo.

Fabricação de Matrizes de microeletrodo Ti3C2 MXene para gravação neural in vivo

Este protocolo descreve um procedimento para a construção de matrizes de microeletrodos de fibra de carbono para gravações eletrofisiológicas in vivo crônicas e agudas em camundongos (Mus musculus) e furão(Mustela putorius furo) de múltiplas regiões cerebrais. Cada passo, após a compra de fibras de carbono bruto para implantação de matriz de microeletrodos, é descrito em detalhes, com ênfase na construção de matriz de microeletrodos.

Construção e Implementação de Matrizes de Microeletrodos de Fibra de Carbono para Gravações In Vivo Crônicas e Agudas

Aqui, descrevemos um projeto de micro-unidade, procedimento de implante cirúrgico e estratégia de recuperação pós-cirurgia que permitem gravações crônicas de campo e unidade única de várias regiões cerebrais simultaneamente em camundongos jovens e adolescentes através de uma janela crítica de desenvolvimento do dia pós-natal 20 (p20) ao dia pós-natal 60 (p60) e além.

Um implante de acionamento leve para gravações crônicas de tetrodo em camundongos juvenis

Aqui, apresentamos um sistema de implante de sonda leve e econômico para eletrofisiologia crônica em roedores otimizado para facilidade de uso, recuperação de sonda, versatilidade experimental e compatibilidade com o comportamento.

O implante DREAM: um sistema de implante leve, modular e econômico para eletrofisiologia crônica em camundongos com cabeça fixa e comportamento livre

Aprenda a fabricar um micro-drive array leve com 21 unidades ajustáveis para gravações eletrofisiológicas crônicas em ratos. Este método permite posicionamento preciso de eletrodos em modelos animais em movimento.

Micro-drive Array para Crônica In vivo: Fabricação Unidade

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