Implante coclear na cobaia
15 de junho de 2018
O objetivo do presente protocolo é fornecer um modelo animal de implante coclear, que pode ser usado para resolver uma infinidade de perguntas de pesquisa. As aplicações potenciais incluem a avaliação de intervenções farmacêuticas ou estimulação elétrica para efeitos benéficos sobre limiares auditivos ou impedâncias de eletrodo.
O objetivo geral deste procedimento cirúrgico é fornecer um modelo animal confiável e versátil de implante coclear usando a cobaia. Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo dos implantes cocleares, como se as intervenções farmacêuticas ou eletrodos recém-desenvolvidos fornecem efeitos benéficos na preservação da audição residual ou nas impedâncias dos eletrodos. A principal vantagem da cobaia é o acesso rápido ao ouvido interno relativamente grande, o que resulta em um modelo animal seguro, confiável e versátil de implante coclear.
Para este procedimento, é importante ter um microscópio cirúrgico, uma broca, uma placa de aquecimento e um oxímetro de pulso posicionados ao redor do experimentador para facilitar o manuseio durante a cirurgia. Defina a almofada de aquecimento para 38 graus Celsius. Siga a técnica estéril.
Coloque um chapéu, máscara e luvas. Em seguida, coloque as ferramentas cirúrgicas esterilizadas para o implante coclear. Em seguida, prepare um pedaço de fio de ouro isolado com Teflon de 3,5 centímetros de comprimento, removendo cuidadosamente três milímetros de isolamento de uma extremidade e cinco milímetros de isolamento da outra extremidade.
Em seguida, corte um segundo pedaço de fio de ouro com 2,5 centímetros de comprimento e remova cinco milímetros de isolamento de ambas as extremidades. Em seguida, esterilize os dois fios com álcool. Em seguida, anestesiar um porquinho-da-índia usando um coquetel anestésico, conforme indicado no protocolo de texto.
Em seguida, raspe a cabeça e posicione-a de bruços na placa de aquecimento. Em seguida, abra cuidadosamente a boca dos porquinhos-da-índia com um pequeno laringoscópio e remova todos os restos de comida da cavidade oral por aspiração. Em seguida, insira cuidadosamente um tubo estomacal no esôfago, empurrando lentamente até o estômago até sentir resistência.
Verifique os níveis de saturação de oxigênio para ter certeza de que o tubo não está na traqueia. Em seguida, injete uma mistura de solução salina fisiológica, glicose a 5% e enrofloxacina na almofada de gordura do pescoço usando uma agulha de calibre 23. Prepare o campo cirúrgico usando esfoliações alternadas de iodopovidona e etanol 70% e, em seguida, cubra o animal.
Para uso analgésico, a lidocaína também redose o animal com anestésico, conforme necessário. Comece a cirurgia com uma incisão na pele de dois a três centímetros, três a cinco milímetros posterior ao pavilhão auricular usando um bisturi. Para lidar com o sangramento, use cautério bipolar.
Em seguida, palpe a proeminência da bolha auditiva e use um bisturi cirúrgico número 15 ou uma tesoura cirúrgica para cortar cuidadosamente os músculos da área retroauricular. Para dissecar os músculos da bula, afaste-os suavemente e use um afastador para expor todo o comprimento da incisão para acesso desimpedido à bula. Agora use a ponta do bisturi número 15 para fazer um furo na bula.
Quando o osso for perfurado, amplie o orifício conforme necessário para inspecionar as estruturas do ouvido médio. Coloque o animal na posição flexionada e inspecione a abertura. O giro basal da cóclea e o nicho redondo da janela devem ser visíveis.
Fique de olho nos níveis de oxigênio dos animais enquanto ele estiver na posição flexionada. Para prosseguir, reposicione o animal de bruços e exponha o vértice usando uma incisão retangular. Em seguida, remova a pele do excise, disseque o periósteo e limpe o periósteo com um bisturi.
Em seguida, faça um pequeno gancho na extremidade exposta de três milímetros do fio de 3,5 centímetros. Em seguida, guie a outra extremidade do fio de ouro por via subcutânea até o vértice. Através de um cateter venoso periférico de calibre 18 usando uma micro pinça.
Usando um segundo par de micro fórceps, posicione cuidadosamente a extremidade em forma de gancho do fio no ouvido médio. Em seguida, flexione a cabeça do animal para visualizar a área do nicho da janela redonda através da bulostomia e prenda o fio de ouro à proeminência óssea usando uma micro pinça. Agora, mantendo uma tensão suave no fio de ouro, fixe-o na borda cranial da bulostomia usando 10 a 15 microlitros de cianoacrilato fornecido por uma agulha de calibre 27.
As medições de linha de base agora podem ser feitas a partir do fio de ouro. Em seguida, para montar o eletrodo, coloque o animal em decúbito ventral. E usando uma broca de rebarba de um milímetro, faça dois furos um milímetro anterior à sutura lambda.
Não danifique a dura-máter. Em seguida, implante parafusos nos orifícios para aproveitar o conector do eletrodo. Agora use um cateter venoso periférico de calibre 18 para guiar o eletrodo do conector para a bula em uma camada de tecido o mais próximo possível do crânio.
Em seguida, coloque 0,5 a 0,7 mililitros de cimento dentário semifluido entre os parafusos usando uma espátula e posicione o conector do eletrodo entre os parafusos. Mantenha o conector estável na posição enquanto o cimento dentário endurece. Com o animal reposicionado lateralmente, prossiga perfurando cuidadosamente a cocleostomia a um milímetro da janela redonda.
Perfure usando uma broca diamantada de 0,5 milímetro a 5000 rpm. Em seguida, insira cuidadosamente o eletrodo quatro milímetros na escala do tímpano. Em seguida, retire o eletrodo e repita a inserção.
Em seguida, aplique cianoacrilato para prender o eletrodo. Um implante estável proporcionará mais mudança do limiar auditivo. Portanto, é importante estabilizar o braço usado para inserir o eletrodo contra a mesa para minimizar a probabilidade de movimentos bruscos indesejados.
Seguido de fechamento da bulostomia com cerca de 0,3 mililitros de cimento dentário. E o deslocamento do cimento dentário para a bula precisa ser evitado. Em seguida, feche a incisão retroauricular com suturas absorvíveis 5-0.
Em seguida, vire o animal para a posição de bruços. Em seguida, use uma pinça para agarrar a borda posterior da incisão retangular no vértice. E com uma tesoura faça um túnel subcutâneo de dois centímetros no pescoço do animal.
Através do túnel, implante o fio de ouro de 2,5 centímetros usando uma pinça. Posicione a extremidade com fio menos exposto no pino designado do conector e, em seguida, solde a conexão. Em seguida, solde o eletrodo do nicho da janela redonda ao pino apropriado do conector.
Depois de completar as soldas, aplique mais cimento dental para cobrir totalmente os pinos isolados e o eletrodo. Isso completa a implantação. Os limiares de PAC específicos de frequência pré e pós-operatórios no animal apresentado permaneceram quase inalterados nas baixas frequências.
Considerando que uma mudança de limiar de aproximadamente 25 a 30 decibéis foi alcançada na área de alta frequência a partir de oito kilohertz. A reação do corpo estranho ao eletrodo implantado pode variar significativamente. Não pode haver reação visível ou uma grande área da escala do tímpano pode ficar cheia de tecido fibrótico.
É até possível fraturar a lâmina espiral óssea durante a inserção do eletrodo CI. Nesse caso, a fratura causou perda de células ganglionares espirais, fibrose e osteogênese no ducto vestibular e perda do órgão de Corti. Tais fraturas podem explicar mudanças de limiar mais altas do que o esperado em alguns animais.
Uma vez dominada, essa técnica pode ser feita em duas horas e meia se for executada corretamente. Se forem realizadas medidas auditivas intraoperatórias, o tempo necessário para o procedimento total pode aumentar consideravelmente. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como realizar o implante coclear na cobaia.
Usando este modelo animal, você pode abordar várias questões de pesquisa neste campo.
Visão Geral
Este protocolo descreve um procedimento cirúrgico para criar um modelo animal confiável de implante coclear utilizando porquinhos-da-índia. Tem como objetivo facilitar a pesquisa sobre intervenções farmacêuticas e o desempenho de eletrodos na preservação dos limiares auditivos.
Componentes Principais do Estudo
Área de Ciência
- Neurociência
- Otorrinolaringologia
- Engenharia Biomédica
Contexto
- Implantes cocleares são essenciais para restaurar a audição em indivíduos com perda auditiva.
- Modelos animais são fundamentais para testar novas intervenções e dispositivos.
- Os porquinhos-da-índia fornecem um modelo adequado devido às suas semelhanças anatômicas com os seres humanos.
- Compreender o desempenho do eletrodo é fundamental para aprimorar a tecnologia de implantes cocleares.
Objetivo do Estudo
- Estabelecer um modelo de implante coclear em cobaias.
- Avaliar os efeitos de intervenções farmacêuticas na preservação da audição.
- Avaliar o desempenho de eletrodos recém-desenvolvidos.
Métodos Utilizados
- Preparação dos instrumentos cirúrgicos e esterilização dos materiais.
- Administração de anestesia e preparação do porquinho-da-índia.
- Execução do procedimento de implante coclear.
- Monitoramento dos parâmetros fisiológicos durante toda a cirurgia.
Resultados Principais
- Implante bem-sucedido de eletrodos na cóclea.
- Estabelecimento de um modelo estável para pesquisas futuras.
- Medições basais do desempenho dos eletrodos registradas.
- Potencial para estudos adicionais sobre técnicas de preservação da audição.
Conclusões
- O modelo de cobaia é eficaz para estudos de implante coclear.
- Este método permite a exploração de novas abordagens terapêuticas.
- A pesquisa futura pode se basear neste modelo para aprimorar a tecnologia de implante coclear.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
Modelos animais confiáveis são essenciais para reduzir riscos em inovações de implantes cocleares e avaliar intervenções que preservam a audição e otimizam o desempenho do eletrodo. O modelo de implante coclear em porquinho-da-índia permite a investigação sistemática das interações dispositivo-tecido, entrega farmacêutica e impedância do eletrodo, apoiando a continuidade translacional desde a descoberta até a validação pré-clínica. Este modelo fundamenta decisões sobre portfólios para próteses auditivas de nova geração e estratégias de preservação da audição.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biofármacos
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Permite a investigação de hipóteses terapêuticas para a preservação da audição e biocompatibilidade do dispositivo.
- Apoia a redução de riscos biológicos ao modelar interações entre eletrodo-tecido e entre fármaco-dispositivo em um sistema relevante para a fisiologia auditiva humana.
- Facilita a confiança preditiva em intervenções candidatas direcionadas à preservação da audição residual e à eficiência energética.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Fornece um sistema in vivo validado para medição quantitativa da impedância do eletrodo e dos potenciais de ação compostos.
- Permite a avaliação reprodutível de novos designs de eletrodos e agentes farmacêuticos para aplicações auditivas.
- Apóia a padronização de protocolos cirúrgicos e de medição para fluxos de trabalho de triagem posteriores.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Alinha-se a desfechos relevantes para a doença, como alterações no limiar auditivo e resposta tecidual à implantação.
- Permite a continuidade da avaliação de dispositivos e medicamentos em fase de descoberta até estudos pré-clínicos de segurança e eficácia.
- Apoia o avanço ajustado ao risco de candidatos a próteses auditivas com base em leituras mecanicistas e funcionais.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
Este modelo de porquinho-da-índia integra a descoberta inicial, a identificação de compostos promissores e a validação pré-clínica para pesquisas sobre implante coclear e preservação da audição.
- Biologia da Descoberta: Facilita a verificação de hipóteses sobre o desempenho do eletrodo, liberação de fármacos e resposta do tecido em um ambiente in vivo controlado.
- Triagem: Fornece saídas quantitativas, como impedância do eletrodo e limiares de potencial de ação composto, para análise comparativa.
- Análises: Permite a avaliação estatística dos efeitos das intervenções na preservação da audição e na integração do dispositivo.
- Pesquisa Translacional: Apoia o alinhamento com pontos finais clínicos relevantes para a função auditiva e segurança do dispositivo.
- Reutilização Empresarial: Estabelece uma plataforma reutilizável para testes iterativos de tecnologias de implante coclear e estratégias farmacêuticas.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Aumenta a confiança preditiva na seleção de dispositivos e candidatos a fármacos para aplicações auditivas.
- Valor Operacional: Padroniza protocolos de testes e medições in vivo para reprodutibilidade e escalabilidade.
- Valor Estratégico: Orienta decisões de prosseguir ou não prosseguir e reduz riscos biológicos em estágios avançados em portfólios de dispositivos auditivos.
- Impacto no Portfólio: Permite a priorização ajustada ao risco de candidatos a implante coclear e à preservação da audição.
Considerações de Implementação
- Requer experiência cirúrgica em modelos de pequenos animais e conhecimento anatômico do sistema auditivo.
- Necessita de acesso a instrumentos especializados, como microscópios cirúrgicos, brocas e sistemas de gravação eletrofisiológica.
- Exige padronização rigorosa entre equipes nos protocolos cirúrgicos e de medição.
- Pode ser necessária adaptação para diferentes designs de eletrodos ou agentes farmacêuticos.
- Limitações potenciais incluem a variabilidade na resposta tecidual e desafios técnicos no posicionamento dos eletrodos.
