Implantação e Controle de Sistemas Sem Fio e Sem Bateria para Interface de Nervos Periféricos

A lesão de nervos periféricos é bastante comum. A eletroestimulação mostrou efeito terapêutico na regeneração nervosa. Então, aqui nós mostramos um método generalizado sobre a implantação da interface nervosa e utilização do dispositivo.

Essa técnica evita que os fios passem pela pele, que podem ser locais de infecção. O estimulador implantado pode ser alimentado sem fio e ajustado às necessidades de tratamento. Este dispositivo de estimulação elétrica tem alto potencial terapêutico para melhorar a regeneração do nervo periférico após lesão ou doença, ajudando a restaurar a função perdida que, de outra forma, poderia permanecer prejudicada.

Isolar o nervo e conseguir um bom contato com o manguito requer delicadeza. Nunca agarre o nervo diretamente com instrumentos, mas manipule o nervo com ferramentas contundentes e mantenha a colocação livre de tensão. Antes de iniciar o procedimento cirúrgico, coloque o rato em decúbito ventral em uma mesa de preparação e confirme a profundidade adequada da anestesia verificando o reflexo pinnal.

Durante toda a duração cirúrgica, continue avaliando a frequência respiratória, a cor do tecido e a profundidade da anestesia a cada 15 minutos e mantenha os níveis de iso flúor de acordo. Monitore as membranas mucosas, que devem permanecer róseas e úmidas. Coloque o rato sobre a mesa de preparação.

Faça a barba na área cirúrgica, incluindo a perna direita e a metade inferior das costas. Uma vez feito, mova o animal para a mesa cirúrgica e esfregue a área cirúrgica raspada com uma almofada de Betadine, seguida de um swab de etanol a 70% três vezes. Use tesoura de tecido para fazer uma incisão na pele paralela ao osso do fêmur direito, seguida de separação romba do tecido conjuntivo subcutâneo no dorso, diretamente medial à incisão para limpar uma bolsa subcutânea para a bobina receptora.

Em seguida, faça uma incisão subsequente no músculo glúteo direito paralela à incisão na pele. Com a ajuda de sondas de dissecção de metal com extremidades rombas, isole o nervo ciático e, em seguida, implante o dispositivo sem bateria sem fio no nervo ciático isolado, envolvendo o manguito sem colocar o nervo sob tensão ou distorcer seu caminho. Uma vez feito, marque na pele onde a bobina receptora é colocada para estimulação elétrica adicional.

Sutura a incisão do músculo glúteo com pontos absorvíveis. Feche a incisão da pele com clipes da ferida, combinando as bordas da pele. Durante uma hora após a cirurgia, aplicar estimulação elétrica contínua de 20 hertz com largura de pulso de 200 microssegundos ao animal sob anestesia.

Após a recuperação total da anestesia, devolva o animal à gaiola doméstica. Após o preparo do envoltório para o procedimento cirúrgico conforme descrito anteriormente, raspe a área cirúrgica na face ventral do pescoço. Mover o animal para a mesa cirúrgica e esfregar a área cirúrgica raspada com uma almofada de Betadine, seguida de um swab de etanol a 70% três vezes.

Em seguida, realizar incisão mediana de três centímetros através da pele na fáscia cervical superficial do rato anestesiado para exposição dos músculos esterno-hioide e esternocleidomastoideo. Use uma sonda para dissecção de sangue para elevar o músculo esternocleidomastoideo antes de retrair o esternocleidomastoideo lateralmente usando uma alça de vaso. Em seguida, libere e retraia o músculo omo-hioideo, liberando e retraindo medialmente o nervo vago e o feixe carotídeo abaixo do músculo omo-hioideo.

Isole o nervo frênico. Implantar o dispositivo sem bateria sem fio no nervo frênico, colocando a bobina receptora do dispositivo no esterno-hioideo, profundamente em relação aos músculos esternocleidomastoideos bilaterais, com o manguito ao redor do nervo frênico e os eletrodos de contato posicionados perpendicularmente ao nervo. Fechar a pele com pontos absorvíveis invertidos na derme profunda.

Durante uma hora após a cirurgia, aplicar estimulação elétrica contínua de 20 hertz com largura de pulso de 200 microssegundos ao animal sob anestesia. Após a recuperação total da anestesia, retornar o animal para a gaiola doméstica. Para a estimulação sem fio, use um gerador de função de forma de onda para fornecer energia elétrica a uma bobina de transmissão indutiva externa.

Combine a frequência de ressonância e o posicionamento da bobina receptora implantada para garantir um bom acoplamento indutivo. Uma vez feito o ajuste, forneça pulsos monofásicos de 200 microssegundos a 20 hertz por uma hora. Para verificar e quantificar a liberação da estimulação elétrica, registre os potenciais de ação muscular compostos, ou PAMCs, do músculo tibial anterior, enquanto ajusta a voltagem da estimulação para realizar ativação supramáxima do nervo ciático.

A lesão completa da transecção do nervo frênico foi confirmada no estudo pela evocação de uma resposta de contração. Antes da transecção, a estimulação elétrica do nervo frênico evocava potenciais compostos de ação muscular sobre o diafragma ipsilateral, que foi abolido pela transecção do nervo frênico. Uma resposta máxima do CMAP obtida após a entrega de um único estímulo pulso ao ciático direito por um eletrodo de fio foi comparada com um eletrodo sem fio.

Observou-se que a estimulação nervosa sem fio foi capaz de atingir, em média, 88% do CMAP a partir da estimulação nervosa baseada em fio. A análise eletromiográfica representativa mostra quatro picos sequenciais no início e os 40 minutos da estimulação elétrica de uma hora e 20 hertz. Aos 40 minutos, observou-se discreta diminuição da amplitude do pico.

O grau de regeneração do nervo periférico foi avaliado utilizando-se traçadores retrógrados aplicados distalmente ao local da lesão nervosa. Foram observados os subgrupos regenerados do nervo tibial ou do nervo fibular no corno anterior da medula espinhal lombar. Lembre-se de que a bobina transmissora deve estar bem alinhada à bobina receptora para alimentar o dispositivo quando talvez para ajustar a distância, orientação ou posição, a fim de alcançar a eficácia total.

O método também pode ser realizado em outras interfaces nervosas preferidas, como liberação de fármacos e optogenética. A técnica pode ser realizada para estudar vários mecanismos pelos quais a estimulação elétrica leva a diferentes efeitos em diferentes nervos.