Summary
यह काम मधुमेह neuropathic नसों की कार्रवाई क्षमता को अवरुद्ध करने के लिए उच्च तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड लागू करने की कार्यप्रणाली प्रस्तुत करता है ।
Abstract
एक उच्च तीव्रता-ध्यान केंद्रित अल्ट्रासाउंड (HIFU) transducer के साथ तंत्रिका आचरण ब्लॉक हाल ही में सामान्य और मधुमेह पशु मॉडल में प्रदर्शन किया गया है । HIFU एक उपयुक्त अल्ट्रासोनिक पैरामीटर का उपयोग करते हुए नसों को नुकसान पहुँचाए बिना परिधीय नसों के संचालन ब्लॉक reversibly कर सकते हैं । नसों की कार्रवाई क्षमता के अस्थायी और आंशिक ब्लॉक से पता चलता है कि HIFU दर्द से राहत के लिए एक उपयोगी नैदानिक उपचार होने की क्षमता है । यह काम एक HIFU transducer का उपयोग vivo में मधुमेह चूहों में neuropathic नसों की कार्रवाई की क्षमता को दबाने के लिए प्रक्रियाओं को दर्शाता है. पहला कदम streptozotocin (STZ) इंजेक्शन द्वारा वयस्क पुरुष मधुमेह neuropathic चूहों उत्पन्न करने के लिए है । दूसरा कदम एक इलेक्ट्रॉनिक वॉन Frey जांच और एक गर्म थाली द्वारा STZ प्रेरित मधुमेह चूहों में परिधीय मधुमेही न्यूरोपैथी का मूल्यांकन करने के लिए है । अंतिम चरण के लिए vivo extracellular HIFU sonication को उजागर तंत्रिका के कार्रवाई क्षमता में रिकॉर्ड है । विधि यहां से पता चला अल्ट्रासाउंड एनाल्जेसिक अनुप्रयोगों के अध्ययन का लाभ हो सकता है ।
Introduction
मौखिक दवाओं,1एक्यूपंक्चर, और बिजली तंत्रिका उत्तेजना2 दर्दनाक मधुमेह की बीमारी के उपचार के लिए इस्तेमाल किया गया है । हालांकि, मौखिक दवाओं के साइड इफेक्ट, एक्यूपंक्चर के इनवेसिव आपरेशन, और विद्युत तंत्रिका उत्तेजना चिकित्सीय प्रभावकारिता और रोगी के पालन में बाधा. पशु मॉडलों में परिधीय नसों के अल्ट्रासाउंड ब्लॉक3,4,5दशकों के लिए जांच की गई है । बड़े हरे मेंढक के इन विट्रो sciatic नसों के संचालन ०.४-१.० एस6के लिए अल्ट्रासाउंड एक्सपोजर की 10-20 दालों के उपचार के बाद reversibly बाधित किया गया था । तंत्रिका चालन ब्लॉक करने के लिए एक कारक तापमान वृद्धि अल्ट्रासाउंड द्वारा प्रेरित7है । दर्द के साथ रोगियों के लिए, यौगिक मांसपेशी कार्रवाई क्षमता (CMAPs) के दमन peroneal तंत्रिका कम तीव्रता अल्ट्रासाउंड करने के लिए 2 मिनट8के लिए उजागर में प्रदर्शन किया गया था । पूर्ण वसूली समय 5 मिनट के भीतर था ।
हाल ही में, संयुक्त राज्य अमेरिका के खाद्य और औषधि प्रशासन गर्भाशय रेशेदार ट्यूमर के लिए एक गैर इनवेसिव उपचार के रूप में HIFU को मंजूरी दी9, हड्डी मेटास्टेसिस के दर्द palliations10, और प्रोस्टेट कैंसर11। एक HIFU transducer शरीर के बाहर ध्वनिक मुस्कराते हुए उत्सर्जित करता है, और मुस्कराते हुए विभिंन ऊतक माध्यमों और ध्यान में लक्ष्य ट्यूमर पर एकाग्र में संचारित । फोकल क्षेत्र तुरंत आसपास के ऊतकों को नुकसान पहुँचाए बिना लक्ष्य ट्यूमर पर स्थानीयकृत प्रभाव उत्पन्न करने के लिए गठित है । HIFU भी तंत्रिका आचरण को बाधित या सामांय Sprague-Dawley (एसडी) चूहों12के वीवो प्रयोगों में में तंत्रिका निस्तेजन कारण लागू किया गया है । इसके अलावा, neuropathic नसों पर HIFU के अल्पकालिक और दीर्घकालिक प्रभाव13की जांच की गई है । पिछले परिणामों का प्रदर्शन किया है कि संवेदी तंत्रिका आचरण के प्रतिवर्ती या स्थाई ब्लॉक उचित मापदंडों के साथ HIFU द्वारा प्राप्त किया जा सकता है । एनाल्जेसिक अनुप्रयोगों के अलावा, HIFU एक उपकरण के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता परिधीय और केंद्रीय घटकों के रिश्तेदार के योगदान की जांच करने के लिए तंत्रिका चालन नाकाबंदी न्यूरोलॉजी और दर्द की दवा के विकास के बुनियादी अनुसंधान के लिए । इसलिए, एक HIFU ब्लॉकिंग प्रौद्योगिकी मंच विशिष्ट पशु मॉडलों में परिधीय नसों के लिए की जरूरत है । इस लेख का उद्देश्य आंशिक रूप से या पूरी तरह से HIFU द्वारा मधुमेह neuropathic चूहों में परिधीय नसों की कार्रवाई की क्षमता को अवरुद्ध करने के लिए प्रक्रियाओं को प्रदर्शित करने के लिए है. मधुमेह चूहा मॉडल और परिधीय neuropathic लक्षण के मूल्यांकन की स्थापना की गई । एक HIFU मंच और प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं चूहे sciatic नसों के इलाज के लिए विशिष्ट प्रस्तुत कर रहे हैं ।
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Protocol
- तेजी से पुरुष एसडी चूहों के लिए पिंजरे से चूहा खाना छर्रों को हटाने (३००-३५० जी) के लिए 6 पहले STZ प्रेरण.
- सोडियम साइट्रेट बफर (०.१ मीटर, पीएच ४.५) तैयार करते हैं ।
- भंग १.०५ g साइट्रिक एसिड मोनोहाइडे (C 6 h 8 o 7 & #183; ज 2 o; wt. २१०.१४) ५० मिलीलीटर आसुत जल में एक ०.१ एम साइट्रिक एसिड समाधान करने के लिए ।
- भंग १.४७ g trisodium साइट्रेट डाईहाइड्रेट (C 8 H 5 o 7 न 3 & #183; 2H 2 O; wt. २९४.१२) ५० मिलीलीटर आसुत जल में एक ०.१ M सोडियम साइट्रेट समाधान करने के लिए ।
- 25 मिलीलीटर सोडियम साइट्रेट समाधान के लिए 25 मिलीलीटर साइट्रिक एसिड समाधान जोड़ें । मॉनिटर सोडियम साइट्रेट बफर पीएच (पीएच ४.५) एक पीएच मीटर का उपयोग कर.
नोट: बफर ०.१ एम सोडियम साइट्रेट समाधान की एक उपयुक्त मात्रा के अलावा द्वारा isotonic किया जाता है ।
- भंग STZ में ०.१ मीटर सोडियम साइट्रेट बफर एक ५० मिलीग्राम/एमएल STZ समाधान उपज के लिए ।
नोट: STZ समाधान प्रकाश संवेदनशील है, इसलिए, एल्यूमीनियम पंनी के साथ STZ समाधान कवर और उपयोग के भीतर 15-20 min. - एक 1 मिलीलीटर इंसुलिन या ट्यूबरकुलिन सिरिंज के साथ 26-28 गेज सुई में ५० मिलीग्राम/किलोग्राम STZ समाधान ड्रा । & #160; एक इथेनॉल पैड के साथ इंजेक्शन साइट को साफ और intraperitoneally पेट के निचले सही वृत्त का चक्र में STZ समाधान इंजेक्षन करने के लिए हानिकारक से बचने उदर अंगों । & #160;
- हाइपोग्लाइसीमिया को रोकने के लिए STZ इंजेक्शन के बाद ४८ एच के लिए एकमात्र जल स्रोत के रूप में 10% सुक्रोज पानी के साथ चूहों की आपूर्ति.
- एक ग्लूकोज मीटर के साथ STZ पोस्ट ७२ एच द्वारा इंजेक्शन सभी चूहों के उपवास प्लाज्मा ग्लूकोज एकाग्रता की निगरानी.
- उपवास रक्त शर्करा के स्तर को मापने से पहले 15 एच के लिए STZ-प्रेरित मधुमेह चूहों.
- एक संयमी बैग में चूहों को नियंत्रित करने और रक्त ग्लूकोज माप के दौरान रक्त संग्रह के लिए पूंछ बेनकाब ।
- एक रक्त नुकीला का उपयोग करने के लिए पूंछ की नोक चुभन रक्त की एक छोटी सी बूंद प्राप्त करने के लिए । एक ग्लूकोज परीक्षण पट्टी पर खून की बूंद रखें । उपवास प्लाज्मा ग्लूकोज का स्तर रिकॉर्ड.
नोट: ग्लूकोज मीटर का पता लगाता है और मिलीग्राम/dL की इकाइयों में रक्त शर्करा के स्तर को प्रदर्शित करता है । STZ-प्रेरण. के 2 सप्ताह के बाद उपवास रक्त शर्करा के स्तर के साथ चूहों को बाहर १५० मिलीग्राम/
- इलेक्ट्रॉनिक वॉन Frey के साथ यांत्रिक allodynia का आकलन ।
- Habituate एक पिंजरे में STZ-प्रेरित मधुमेह चूहों 30 मिनट के लिए एक 1 cm व्यास धातु जाल तल पर हिंद पंजा वापसी प्रतिक्रिया का मूल्यांकन करने से पहले.
- कठोर टिप (व्यास में ०.८ मिमी) के साथ एक इलेक्ट्रॉनिक वॉन Frey जांच का उपयोग करने के लिए मैंयुअल रूप से चूहों के हिंद पंजा के तल की सतह पर दबाव लागू होते हैं, और धीरे से एक पंजा वापसी प्रतिक्रिया जब तक दबाव में वृद्धि देखी है ।
- दबाव है कि प्रणाली पर पता चलता है और माप दोहराने प्रति चूहा 5 बार, प्रत्येक माप के बीच एक 30 एस अंतराल के साथ रिकॉर्ड है ।
- गर्म प्लेट के साथ हीट hyperalgesia का आकलन करते हैं ।
- Habituate गर्म थाली पर STZ प्रेरित मधुमेह चूहों (24 & #177; ०.५ & #176; C) दर्द की प्रतिक्रिया का मूल्यांकन करने से पहले 10 मिनट के लिए.
- निकालें और habituation के बाद चूहों को वापस अपने पिंजरों में जगह दें, गर्म प्लेट गरम करें और हॉट प्लेट को बनाए रखें & #39; s तापमान ५५ & #177; ०.५ & #176; C.
- गरम गर्म प्लेट पर चूहा जगह जबकि एक साथ टाइमर शुरू ।
- जब चूहा इस तरह के हिंद पंजा चाट या असामान्य रूप से हिंद पंजा झाड़ना, टाइमर बंद, और वापसी विलंबता रिकॉर्ड के रूप में विशिष्ट व्यवहार, प्रदर्शित ।
नोट: यदि कोई चूहा 20 एस (20 एस कट ऑफ समय) के बाद अलग व्यवहार व्यक्त नहीं करता है, गर्म थाली परीक्षण समाप्त और गर्म थाली से चूहे को हटा दें ।
- HIFU sonication के साथ CMAPs के ब्लॉक करने से पहले पशु प्रक्रियाओं प्रदर्शन करते हैं ।
- शल्य चिकित्सा उपकरण (स्केलपेल, कैंची, संदंश, और ग्लास हुक) एक आटोक्लेव में शल्य चिकित्सा से पहले निष्फल ।
- Anesthetize के intraperitoneal इंजेक्शन के साथ चूहों tiletamine/zolazepam मिश्रण (४० मिलीग्राम/xylazine (10 मिलीग्राम/किग्रा) या के माध्यम से १.७५% की isoflurane साँस लेना के माध्यम isoflurane. शरीर के तापमान को बनाए रखने के लिए एक हीटिंग पैड पर चूहों प्लेस ।
- ventral recumbency में सर्जरी के लिए चूहों की स्थिति । आई ऑइंटमेंट लागू करें । चूहे के पैर का विस्तार और संज्ञाहरण की गहराई का पता लगाने के लिए नाखूनों के साथ पैर की तल की सतह चुटकी । यदि चूहों वापसी प्रतिक्रियाओं दिखाने के लिए, अतिरिक्त संज्ञाहरण लागू होते हैं ।
- एक बिजली के क्लिपर के साथ जांघ और चूहों के निचले हिस्से से बाल हटा दें । सर्जिकल साइट पर साफ धुंध के साथ तरल आयोडीन लागू करें और परिपत्र के लिए सर्जिकल साइट के जावक की धुंध ले जाएं । एक शराब पैड का उपयोग करने के लिए एक ही परिपत्र आंदोलन के साथ तरल आयोडीन पोंछ । यह प्रयोग बाएं और दाएं सर्जिकल साइट पर किया जाता है । प्रक्रिया का अगला चरण निष्पादित करते समय अन्य सर्जिकल साइट पर कार्यविधि दोहराएँ ।
- एक बाँझ शल्य कैंची या स्केलपेल का उपयोग करने के लिए पृष्ठीय जांघ पर त्वचा का एक चीरा बनाने के लिए । ध्यान से त्वचा के नीचे ऊतक को अलग करने के लिए कुंद शल्य कैंची का प्रयोग करें और त्वचा हुक के साथ त्वचा को सुरक्षित । & #160; फीमर मांसपेशियों के भीतर देखा जा सकता है ।
- कैंची का उपयोग करने के लिए ध्यान से फीमर के समानांतर मांसपेशियों को अलग जब तक मध्य जांघ sciatic तंत्रिका तंतुओं कि मांसपेशियों में एंबेडेड है दिखाई दे रहे हैं । ध्यान से मध्य जांघ sciatic तंत्रिका आसपास के संयोजी ऊतकों और मांसपेशियों से अलग करने के लिए एक गिलास हुक का उपयोग करें ।
- स्थिति कस्टम-निर्मित तंत्रिका निर्धारणकर्ता का उपयोग करते हुए HIFU फोकल जोन में sciatic तंत्रिका (< सबल वर्ग = "xfig" > चित्रा १ र < सुदृढ वर्ग = "xfig" > चित्रा ३ ).
नोट: कस्टम-बनाया तंत्रिका निर्धारण 3 घटकों के होते हैं (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 3 ). सभी घटक पारदर्शी polymethylmethacrylate (पीएमएमए) के बने होते हैं । घटक I के शीर्ष संरचना के बाहरी थ्रेड २.५ mm लंबा और m10xp 0.7 (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 4a ) है । केंद्रीय अच्छी तरह से घटक मैं के माध्यम से एक ४.० mm-व्यास छेद है । अच्छी तरह से नीचे खोलने के टेप के एक पत्रक द्वारा बंद है । स्लॉट का व्यास १.२ मिमी और स्लॉट के केंद्रीय विमान के बीच की दूरी और घटक के शीर्ष सतह मैं ३.१ मिमी है. घटक द्वितीय एक मुख्य शरीर के होते हैं, चार पैर और नीचे संरचना (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 4B ). नीचे की संरचना के आंतरिक धागा २.५ mm लंबा और 0.7 m10xp है घटक के बाहरी धागे मैं फिट । सेंट्रल होल का व्यास घटक I के मध्य कुआं के समान ही है । मुख्य शरीर के आयामों में ३२ मिमी व्यास में और ५.४ मिमी मोटाई में कर रहे हैं । चार पैर सममित तैनात हैं । दो समान छोटे पैर संरेखण और दो समान लंबे पैरों के लिए डिज़ाइन कर रहे है घटक III पर hooking के लिए काम करते हैं । बाहरी व्यास और घटक III की ऊंचाई ४१ मिमी और ९.२ मिमी हैं । आंतरिक थ्रेड 1.0 m36xp है और के माध्यम से छेद २७.५ मिमी व्यास में है (< मजबूत वर्ग = "xfig"> फिगर 4c ). शंकु व्यास में ८४ मिमी के शीर्ष खोलने और २७.५ मिमी व्यास में नीचे खोलने के साथ एक खोखला शंकु है । ऊंचाई ५७.५ मिमी है (< सशक्त वर्ग = "xfig" > चित्र 5 ).- प्रयोग से पहले, 30-60 मिनट बाँझ पानी में भिगोने के बाद के लिए ब्लीच-समाधान में कस्टम निर्मित एक्रिलिक तंत्रिका निर्धारण करना सोख । एक गिलास हुक का उपयोग
- , तंत्रिका उठा ध्यान से और घटक के स्लॉट में डाल मैं. घटक के लिए
- पेंच घटक द्वितीय i. के साथ घटक i के मध्य कुआं भरें रिंगर & #39; एस अल्ट्रासोनिक प्रचार और तंत्रिका संरक्षण के लिए समाधान ।
- पेंच घटक HIFU आवास शंकु को III । घटक द्वितीय के चार पैरों के माध्यम से घटक द्वितीय के साथ डॉक घटक III.
नोट: तीन घटकों और transducer के ज्यामितीय केंद्र गठबंधन कर रहे हैं । तंत्रिका और transducer के बीच की दूरी फोकल लंबाई के बराबर है, जो यह सुनिश्चित करता है कि तंत्रिका HIFU फोकल क्षेत्र के अंदर है ।
- sciatic तंत्रिका और gastrocnemius मांसपेशी में अंय जोड़ी के मूल में एक्यूपंक्चर सुइयों की एक जोड़ी डालें । एक विद्युत समाक्षीय केबल के माध्यम से इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी अधिग्रहण प्रणाली के लिए सुइयों के प्रत्येक जोड़ी कनेक्ट (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 1 ).
नोट: केबल के एक छोर पर दो मगरमच्छ क्लिप अलग से दो सुई क्लिप और केबल के दूसरे छोर पर कर रहे हैं एक BNC कनेक्टर प्रणाली लिंक करने के लिए है. एक्यूपंक्चर सुई के जोड़े sciatic तंत्रिका पर इलेक्ट्रोड उत्तेजक के रूप में काम करते हैं और gastrocnemius मांसपेशी में रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोड.- नमूना दर और इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी अधिग्रहण प्रणाली की बैंडविड्थ ५० khz करने के लिए सेट और ७० हर्ट्ज-3 khz, क्रमशः. लागू एक ऊपर अर्थ का उपसर्ग-sciatic तंत्रिका के मूल में उत्तेजक इलेक्ट्रोड के लिए ०.१ ms की एक पल्स चौड़ाई के साथ अधिक उत्तेजना.
- रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोड से CMAPs रिकॉर्ड और इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी अधिग्रहण प्रणाली में निर्मित एम्पलीफायर के साथ CMAPs बढ़ाना.
के लिए नोट: तंत्रिका संकेतों को बढ़ाना और इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी अधिग्रहण प्रणाली के साथ रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोड से CMAPs रिकॉर्ड करने के लिए इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी अधिग्रहण प्रणाली में निर्मित एम्पलीफायर का उपयोग करें.
- मधुमेह transducer चूहों में CMAPs को दबाने के लिए एक वाणिज्यिक २.६८ मेगाहर्ट्ज HIFU neuropathic का उपयोग करें.
नोट: transducer के विनिर्देशों के रूप में वर्णित हैं: एक एकल तत्व गोलाकार बाउल के एपर्चर व्यास के साथ 6 सेमी और फोकल लंबाई की 5 सेमी, और एक ellipsoid फोकल जोन की गहराई में 4 मिमी और चौड़ाई में ०.८ mm मुक्त क्षेत्र में ।- गोलाकार शंकु, HIFU transducer और कोन कवर degassed पानी से भरा टैंक में विसर्जित कर दिया । HIFU transducer को गोलाकार कोन में डालिये और शंकु कवर को गोलाकार कोन के ऊपर खोलने के लिये 6 सिर का शिकंजा (< सुदृढ वर्ग = "xfig" > figure 5B ) को ठीक कर दीजिये । गोलाकार शंकु में बुलबुले के बाद स्वाभाविक रूप से पानी की तुलना में बुलबुले के कम घनत्व के कारण निष्कासित कर रहे हैं, एक पारदर्शी ०.०३ mm मोटी टेप द्वारा शंकु के सामने अंत खोलने सील । गोलाकार शंकु. पर पेंच घटक III
- degassed पानी की टंकी से गोलाकार शंकु और घटक III के साथ HIFU transducer बाहर ले.
नोट: रिवर्स असमस पानी के अध्ययन में इस्तेमाल किया रिवर्स असमस की प्रक्रिया से शुद्ध पानी है । रिवर्स असमस पानी को गैस से निष्कासित करने के लिए उबला हुआ है । ठंडा करने के बाद, degassed पानी एक व्यक्ति सील टैंक में प्राप्त होता है ।
- घटक मैं तंत्रिका और मांसपेशियों को ध्यान से के बीच अंतरिक्ष में डाल दिया है, और घटक मैं की खाई में तंत्रिका की स्थिति । कदम 4.2.3 और 4.2.4 यह सुनिश्चित करने के लिए कि तंत्रिका फोकल जोन के अंदर है HIFU (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 3 ए ).
- एक समारोह जनरेटर और एक जैववक शक्ति एंपलीफायर लिंक । शक्ति एम्पलीफायर को HIFU बीम की जनरेशन के लिए HIFU transducer से कनेक्ट करें । मैन्युअल रूप से पावर एम्पलीफायर माध्यम से HIFU transducer करने के लिए फ़ंक्शन जनरेटर का वोल्टेज आउटपुट सेट करें । मैंयुअल रूप से बंद समारोह जनरेटर बारी एक बार HIFU-जोखिम समय है । एक टाइमर का उपयोग कर समय का निरीक्षण.
नोट: इस अध्ययन में प्रयुक्त HIFU बीम की तीव्रता और ऊर्जा क्रमशः २,८१० W/cm 2 और ८४ J/mm 2 है । - इसके साथ ही, इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी अधिग्रहण प्रणाली के माध्यम से उत्तेजना उद्धार (४.३ कदम) और HIFU प्रणाली के माध्यम से HIFU बीम (कदम ४.६) sciatic तंत्रिका करने के लिए जबकि CMAPs रिकॉर्डिंग । धीरे से sciatic तंत्रिका पर HIFU जोखिम में वृद्धि 3 एस, 5 एस से 8 एस तक कमी या CMAPs के आयाम के निषेध मनाया जाता है ।
- HIFU बीम की डिलिवरी के दौरान CMAPs को एक बार प्रति सेकंड रिकॉर्ड करते हैं । CMAPs के आयाम में परिवर्तन देख के बाद, बंद HIFU प्रणाली और मैंयुअल रूप से इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी अधिग्रहण सॉफ्टवेयर पर रिकॉर्ड आइकन पर क्लिक करें CMAPs रिकॉर्ड करने के लिए जल्दी 10 मिनट में हर 2 मिनट, लगातार 30 मिनट में हर 5 मिनट, और में हर 10 मिनट रिकॉर्डिंग समय तक अंतिम चरण 2 h. तक पहुँच जाता है
- पृथक घटक द्वितीय एवं तृतीया तंत्रिका निर्धारणकर्ता (< सबल वर्ग = "xfig" > चित्रा 3 ) के HIFU transducer को चीरा स्थल से हटाने के लिए. अलग घटक द्वितीय और मैं सुरक्षित sciatic तंत्रिका जारी करने के लिए । CMAPs रिकॉर्डिंग के बाद 4-0 क्रोमिक catgut टांके द्वारा मधुमेह चूहे की सर्जिकल साइट सीवन । संक्रमण को रोकने के लिए सर्जिकल साइट पर लिक्विड आयोडीन लागू करें ।
- हीटिंग पैड पर पिंजरों जगह है और उंहें पशुओं की सुविधा के लिए लौटने से पहले चूहों उनके पिंजरों में ठीक करने के लिए अनुमति देते हैं । चूहों को ibuprofen के साथ 3 दिन के लिए पीने के पानी में उपलब्ध कराएँ या buprenorphine का intraperitoneal इंजेक्शन (०.०५-०.१ मिलीग्राम/
- sciatic तंत्रिका के मूल में उत्तेजक और रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोड और gastrocnemius मधुमेह anesthetized चूहों के neuropathic की मांसपेशियों के रूप में कदम 4.1.2 और ४.३ दिनों पर 7, 14, और 28 प्रारंभिक HIFU sonication के बाद में वर्णित डालें । 4.3.2 करने के लिए चरण 4.3.1 दोहराएँ ।
- हीटिंग पैड पर पिंजरों जगह और चूहों पशुओं की सुविधा के लिए पिंजरों जाने से पहले उनके पिंजरों में ठीक करने के लिए अनुमति देते हैं । प्रयोग के बाद चूहों को
- Euthanize । एक कार्बन डाइऑक्साइड चैंबर में चूहे प्लेस । चूहों के लिए सांस रोकने के लिए के बारे में 5 मिनट रुको । यह सुनिश्चित करें कि दिल धड़कना बंद कर दिया है ।
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Representative Results
vivo में अध्ययन का प्रदर्शन किया है कि, २,८१० W/cm2की तीव्रता पर 3 एस sonication के एक HIFU खुराक के साथ, CMAPs बेसलाइन के 20% से दबा दिया गया था, लेकिन वे पूरी तरह से 30 मिनट (चित्रा 2a, हीरे) के बाद बरामद किए गए थे और लगभग 28 दिनों की अवधि में स्थिरांक (चित्र b, हीरे) । एक ही तीव्रता पर 5 एस HIFU जोखिम के लिए, CMAPs 4 मिनट में आधारभूत के ६५.४% (९.५%) करने के लिए कमी हुई और ७३.७% (आधार रेखा के १२.६%) से १२० मिनट (चित्र 2a, चौकों) को बरामद किया । CMAPs 14 दिन तक आधारभूत स्तर पर वापस नहीं किया (चित्रा बी1, चौकों) । जब HIFU sonication समय एक ही तीव्रता के तहत 8 एस के लिए बढ़ाया गया था, CMAPs २६.०% (बेसलाइन के १४.१%) 4 मिनट (चित्र 2a, त्रिकोण) में कम कर दिया गया है, लेकिन ३८.०% (१२० मिनट में आधारभूत के १२.०%), और धीरे से दिन के आधार पर आधारभूत के ७४% की वृद्धि हुई 28 (चित्र b, त्रिभुज) । अतिरिक्त विवरण के लिए ली, Y.F.,13 देखें.
चित्र 1 : के लिए प्रायोगिक सेटअप Vivo में उच्च तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड (HIFU) के साथ तंत्रिका आचरण ब्लॉक । (क) एक कस्टम एक्रिलिक गोलाकार शंकु कि रिवर्स असमस degassed पानी से भर जाता है तंत्रिका निर्धारण के साथ संयुक्त करने के लिए HIFU transducer के फोकल क्षेत्र नसों के फोकल विमान में था सुनिश्चित किया गया । (ख) उत्तेजक और रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोड चित्रा में दिखाए जाते हैं । तंत्रिका निर्धारणकर्ता HIFU बीम के फोकल विमान में sciatic नर्व को तैनात किया. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।
चित्र 2 : CMAPs प्रतिक्रियाओं में Vivo में मधुमेह Neuropathic चूहों के बाद 3 एस, 5 एस, और HIFU Sonication के 8 एस. (क) 1 दिन रिकॉर्डिंग के दौरान CMAPs के लौकिक पाठ्यक्रमों । 3 एस के बाद, 5 एस, और HIFU sonication के 8 एस, CMAPs जल्दी 10 मिनट के दौरान कमी आई और १२० मिनट के बाद बरामद किया गया । (ख) दिन के दौरान CMAPs के लौकिक पाठ्यक्रमों 7, 14, और 28 रिकॉर्डिंग । CMAPs पूरी तरह से 14 दिन के बाद 3 एस और 5 s HIFU sonication दिन 1 पर और आंशिक रूप से 28 दिन के बाद 8 एस HIFU sonication द्वारा वृद्धि हुई बरामद किए गए थे । हीरे: HIFU sonication, चौकों की 3 एस: HIFU sonication के 5 एस, और त्रिकोण: HIFU sonication के 8 एस । प्रत्येक HIFU पैरामीटर के लिए n = 6 । * 1 दिन से अलग Significantly । डेटा को माध्य (श्रेणी) के रूप में अभिव्यक्त किया जाता है, जहां त्रुटि पट् टी श्रेणी की आधी होती है । यह आंकड़ा ली, Y.F., २०१५13से संशोधित किया गया है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।
चित्र 3 : कोडांतरण प्रक्रिया HIFU गर्म स्थान में Sciatic तंत्रिका सुनिश्चित करने के लिए । (क) तीन कोडांतरण कदम दिखाए जाते हैं: (1) ध्यान से घटक मैं, (2) घटक द्वितीय और घटक मैं, (3) घटक द्वितीय में HIFU transducer शंकु संरचना के साथ घटक III के सामने अंत डालें के स्लॉट में तंत्रिका बसने । (ख) HIFU transducer के एक योजनाबद्ध ड्राइंग चूहा तंत्रिका के साथ एकीकृत । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।
चित्र 4 : अवयव I (A), II (B) और III (C) के चित्र । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।
चित्र 5 : गोलाकार शंकु (A) और शंकु आवरण (B) के चित्र । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।
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Discussion
vivo में मधुमेह चूहों से neuropathic नसों के आंशिक और अस्थायी दमन और HIFU उपचार के बाद अवरुद्ध प्रभाव की तत्काल घटना दोनों मनाया गया । 28-दिन अनुवर्ती CMAPs पर अध्ययन का प्रदर्शन किया है कि तंत्रिका चालन की एक सुरक्षित नाकाबंदी एक उपयुक्त HIFU जोखिम पर किए जा सकते हैं । नतीजतन, HIFU उपचार के ऊपर प्रोटोकॉल मधुमेह चूहों में sciatic नसों के प्रतिवर्ती आचरण ब्लॉक के लिए एक वैकल्पिक समाधान प्रदान कर सकते हैं ।
इस विधि में, वहां कोई तंत्रिका अध: पतन है, और संवेदी नसों हल्के तंत्रिका चोटों में14में कई दिनों के लिए घंटे की अवधि में पूरी तरह से ठीक हो सकता है । गंभीर चोटों के लिए, संवेदी वसूली के लौकिक पाठ्यक्रम आमतौर पर कई महीने लगते हैं, अगर यह सब पर होता है । इसके अलावा, परिधीय तंत्रिका तंतुओं और अधिक पूरी तरह से पुनर्जंम जब endoneurial ट्यूबों और Schwann सेल बेसल लेमिना कुचल चोटों के बाद15बरकरार हैं । इसलिए, हम अनुमान है कि HIFU कारण मामले के लिए हल्के लेकिन प्रतिवर्ती तंत्रिका चोटों की वजह से HIFU उपचार के बाद CMAPs समय के साथ आधार रेखा को लौटा दिया । गंभीर तंत्रिका चोटों के लिए, CMAPs केवल आंशिक रूप से, 28 दिनों के बाद भी बरामद किया ।
इस अध्ययन की तकनीक नैदानिक अध्ययन करने से पहले परिधीय नसों पर HIFU प्रभाव के पशु अध्ययन के लिए एक प्रायोगिक मंच प्रदान की है । HIFU फोकल जोन ठीक है क्योंकि संरचनात्मक घटकों और इस अध्ययन है, जो स्थिति की पिछली समस्या का हल में विकसित प्रोटोकॉल के लक्ष्य तंत्रिका पर लक्ष्य कर सकते हैं । सामान्य तंत्रिका के अलावा, HIFU अवरुद्ध तकनीक भी रोगग्रस्त तंत्रिका को लागू किया जा सकता है । हालांकि, वर्तमान तकनीक की सीमाओं के तापमान की निगरानी की कमी (आसपास के ऊतकों की क्षति के लिए अग्रणी) शामिल है, और कम अवरुद्ध प्रभाव, हालांकि HIFU जोखिम दोहरा analgesia का विस्तार हो सकता है । नैदानिक परीक्षणों के लिए HIFU अवरुद्ध तकनीक का अनुवाद करने के लिए, HIFU फोकल जोन के एक इनवेसिव मार्गदर्शन की आवश्यकता है, अल्ट्रासाउंड इमेजिंग या श्री इमेजिंग की तरह, लक्ष्य ऊतक की स्थिति की पहचान और वास्तविक समय में तापमान की निगरानी करने के लिए.
मौजूदा मौखिक दवाओं से अधिक ५०% दर्द राहत के neuropathic दर्द अनुभवों के साथ चार रोगियों में केवल एक में परिणाम और कई महत्वपूर्ण साइड इफेक्ट जैसे तंद्रा, चक्कर आना और16पसरी । भौतिक मोडलों को उंमीद है एक्यूपंक्चर, बिजली और चुंबकीय उत्तेजना जैसे एनाल्जेसिक प्रभावकारिता में सुधार विकसित कर रहे हैं । हालांकि, एक्यूपंक्चर की प्रभावकारिता चिकित्सक अनुभव पर अत्यधिक निर्भर करता है, और प्रक्रिया आक्रामक है । इनवेसिव विद्युत उत्तेजना या चुंबकीय उत्तेजना की प्रभावकारिता 2 एच में दर्द स्वतंत्रता के लिए लगभग ४०% है । दोनों उत्तेजना स्थानीय साइट है, जो कुछ प्रतिकूल घटनाओं17पैदा पर ध्यान केंद्रित नहीं कर रहे हैं । इसलिए, परिधीय दर्द से राहत के लिए नैदानिक unmet जरूरतों को पूरा करने के लिए, HIFU अवरुद्ध तकनीक त्वरित प्रभावशीलता के कारण एक आशाजनक उपकरण है, प्रतिवर्ती प्रभाव, शारीरिक थेरेपी, गैर इनवेसिव उपचार, और संभावित घर का उपयोग.
यह sciatic तंत्रिका पर सही HIFU फोकल जोन उद्देश्य के लिए महत्वपूर्ण है । चित्रा 3 स्थिति के लिए योजनाबद्ध प्रक्रिया फोकल क्षेत्र में तंत्रिका दिखाता है । पहला कदम के लिए एक गिलास हुक का उपयोग करने के लिए थोड़ा sciatic तंत्रिका उठा और घटक मैं तंत्रिका नीचे में डाल दिया है, और फिर नीचे घटक मैं (आंकड़ा 3) के स्लॉट में तंत्रिका डाल दिया. तंत्रिका घटक मैं पहले कदम के माध्यम से केंद्रीय साइट गुजरता है । दूसरा कदम घटक मैं पेंच टोपी संरचना के माध्यम से के साथ घटक द्वितीय इकट्ठा है । मैं और द्वितीय घटक के विधानसभा तंत्रिका निर्धारण चित्रा 2 बीमें दिखाया गया है । घटक द्वितीय घटक मैं और III जोड़ने की भूमिका निभाता है । घटकों द्वितीय और III के संयोजन से पहले, वे अल्ट्रासाउंड संचारित और तंत्रिका को बनाए रखने के लिए degassing घंटी के समाधान से भर रहे हैं । घटक द्वितीय में HIFU transducer कोन युग्मक के घटक III सामने के अंत संरचना डालने के लिए अंतिम चरण है । लचीला लंबे और घटक द्वितीय के छोटे स्तंभों के दो जोड़े पर्याप्त फिक्सिंग बल प्रदान करते हैं । घटक द्वितीय और तृतीय के विधानसभा चूल-tenon सिद्धांत है, जो कि तीन घटकों के केंद्रीय बिंदु धुरी में है यह सुनिश्चित कर सकते है के आधार पर बनाया गया है । HIFU transducer की फोकल लंबाई transducer के केंद्रीय बिंदु और घटक I के केंद्रीय बिंदु के बीच की दूरी के बराबर है । नतीजतन, तंत्रिका फोकल क्षेत्र के अंदर निश्चित रूप से है, जो ०.८ मिमी की चौड़ाई और 4 मिमी की गहराई के साथ एक ellipsoid है ।
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Disclosures
लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।
Acknowledgments
अध्ययन विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय (परियोजना सबसे 105-2221-E-४००-001) और राष्ट्रीय स्वास्थ्य अनुसंधान संस्थानों (परियोजना बीएन-१०५-पीपी-10), ताइवान द्वारा समर्थित किया गया था ।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| streptozotocin | Sigma | 85882 | |
| citric acid monohydrate | Sigma | C1909 | |
| trisodium citrate dihydrate | Sigma | W302600 | |
| glucose meters | Roche Accu-Check Active | GC | |
| electronic von Frey device | IITC Life Science | 2390 | |
| hot plate | IITC Life Science | ||
| Biopac MP36 acquisition system | Biopac Systems, Inc. | ||
| HIFU transducer | Sonic Concepts | H108 | |
| function generator | Agilent | 33250A | |
| power amplifier | Electronics & Innovation | 1040L | |
| Rats | Biolasco taiwan | Sprague-Dawley | |
| Puralube vet ointment | Dechra | ||
| isoflurane vaporizer | Parkland Scientific | V3000PS | |
| Isoflurance | Attane | ||
| Restraint bag (Decapicones) | Braintree Scientific | DC 200 |
References
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