Высокоинтенсивный сфокусированный ультразвук для блокирования потенциалов действия нервов в модели крысы с диабетом

Начните с крысы с диабетом, находящейся под наркозом, с обнаженным седалищным нервом, передающим боль, который содержит предварительно имплантированные стимулирующие электроды. Седалищный нерв соединен с икроножной мышцей, где расположены записывающие электроды.

Поднимите седалищный нерв и расположите под ним высокоинтенсивный сфокусированный ультразвук или основание фиксатора HIFU.

С помощью коннектора закрепите нерв в слоте фиксатора и прикрепите к нему преобразователь HIFU.

Заполните центральную лунку фиксатора дегазированным соединительным раствором для распространения ультразвука.

Подайте электрический стимул через стимулирующие электроды, чтобы запустить потенциалы действия нервов, которые передаются мышцам.

Запишите этот исходный мышечный сигнал.

Продолжая запись, направьте луч HIFU через датчик к нерву.

HIFU вызывает механическое напряжение и повышает температуру, что временно блокирует распространение потенциала действия на мышцу и снижает сигнал.

Это коррелирует со снижением восприятия боли, демонстрируя потенциал HIFU для облегчения диабетической нейропатической боли.

Через пять недель после введения STZ, после обезболивания крыс и выполнения ущипывания подошвенной поверхности стопы согласно текстовому протоколу, с помощью электрической машинки для удаления волос с бедра и поясницы следует использовать электрическую машинку для стрижки. Нанесите жидкий йод на кожу в месте операции. Затем с помощью спиртовой салфетки вытрите жидкий йод.

Стерильным скальпелем сделайте разрез кожи на тыльной стороне бедра. Используйте хирургические ножницы, чтобы распределить ткань под кожей. И используйте крючки для кожи, чтобы закрепить кожу.

С помощью ножниц осторожно разделяйте мышцы, параллельные бедренной кости, до тех пор, пока не станут видны волокна седалищного нерва средней части бедра, встроенные в мышцы. Осторожно используйте стеклянный крючок, чтобы отделить седалищный нерв средней части бедра от окружающей соединительной ткани и мышц. Затем, чтобы расположить седалищный нерв в зоне высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука или фокальной локальной зоны HIFU с помощью специально изготовленного фиксатора нерва, используйте стеклянный крючок, чтобы осторожно поднять нерв. И вставляем его в слот компонента 1 устройства.

Далее прикрутите компонент 2 к компоненту 1. Затем с помощью раствора Рингера заполните центральную лунку компонента 1 для ультразвукового распространения и сохранения нервов. Прикрутите компонент 3 к конусу корпуса HIFU. Затем через четыре опоры компонента 2 состыкуйте компонент 3 с компонентом 2.

После введения одной пары акупунктурных игл в начало седалищного нерва, а другой пары в икроножную мышцу, подключите каждую пару игл к системе электрофизиологического сбора данных через электрический коаксиальный кабель. Установите частоту дискретизации и полосу пропускания системы электрофизиологического сбора данных на 50 килогерц и 70 герц, 3 килогерц соответственно. Затем у истока седалищного нерва прикладывают к стимулирующим электродам надмаксимальный стимул с длительностью импульса 0,1 миллисекунды. В системе регистрации электрофизиологии запишите составные потенциалы действия мышц или CMAP с регистрирующих электродов. И усиливайте CMAP с помощью встроенного усилителя.

Чтобы использовать коммерческий преобразователь HIFU с частотой 2,68 мгц для подавления CMAP у крыс с диабетическим нейропатическим заболеванием, погрузите сферический конус, преобразователь HIFU и крышку конуса в резервуар, наполненный дегазированной водой. Поместите преобразователь HIFU в сферический конус. И с помощью винтов с шестью головками закрепите крышку конуса к верхнему отверстию сферического конуса.

После того, как пузырьки в сферическом конусе выводятся естественным путем из-за низкой плотности пузырьков по сравнению с водой, используйте прозрачную ленту толщиной 0,03 миллиметра для герметизации переднего отверстия конуса. Затем накрутите компонент 3 на сферический конус. И извлеките преобразователь HIFU со сферическим конусом и компонент 3 из резервуара для дегазированной воды.

Осторожно введите компонент 1 в пространство между нервом и мышцей. И расположите нерв в разрыве компонента 1. Чтобы убедиться, что нерв находится внутри очага HIFU, как было показано ранее, прикрутите компонент 2 к компоненту 1. После привинчивания компонента 3 к конусу корпуса HIFU через четыре ножки компонента 2 соедините компонент 3 с компонентом 2 и используйте раствор Рингера для заполнения центральной лунки компонента 1 для ультразвукового распространения и сохранения нервов.

Соедините функциональный генератор и радиочастотный усилитель мощности. Подключите усилитель мощности к преобразователю HIFU для генерации луча HIFU. Затем вручную установите выходное напряжение функционального генератора на преобразователь HIFU через усилитель мощности. И установите таймер для измерения времени воздействия HIFU.

Вручную выключите генератор функций, как только время воздействия HIFU истечет. Одновременно подавайте стимул через систему регистрации электрофизиологии и пучок HIFU через систему HIFU к седалищному нерву во время записи CMAP. Постепенно увеличивайте воздействие HIFU на седалищный нерв с 3 секунд, 5 секунд, затем до 8 секунд до тех пор, пока не будет наблюдаться снижение или ингибирование амплитуды CMAP.

Записывайте CMAP один раз в секунду во время доставки луча HIFU. Понаблюдав за изменением амплитуды CMAP, выключите систему HIFU. И вручную нажмите на значок записи в программном обеспечении для сбора данных об электрофизиологии, чтобы записать CMAP в течение двух часов. После удаления компонентов фиксатора нерва, наложения швов на операционное место у крысы с диабетом и предоставления крысам возможности восстановиться на 7, 14 и 28 день после первоначальной обработки ультразвуком HIFU, вставить стимулирующие и записывающие электроды крысам с диабетом, как и раньше. И записать дополнительные CMAP.