Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

En ultralyd verktøy for Nerve Conduction blokkere diabetiker rotte modeller

Published: October 20, 2017 doi: 10.3791/55675

Summary

Dette arbeidet presenterer metodikk søker høy intensitet-fokusert ultralyd for å blokkere handling potensialet av diabetiker nevropatisk nerver.

Abstract

Nerve ledning blokk med en høy intensitet-fokusert ultralyd (HIFU) svinger er utført i normal og diabetiker dyremodeller nylig. HIFU kan reversibel blokkere gjennomføring av eksterne nerver uten å skade nerver mens du bruker en passende ultralyd parameter. Midlertidig og delvis blokk med handlingen potensialet av nerver viser at HIFU har potensial til å være nyttig klinisk behandling for smertelindring. Dette arbeidet beskriver prosedyrene for å undertrykke handling potensialet av nevropatisk nerver i diabetiker rotter i vivo med en HIFU svinger. Det første trinnet er å generere voksen mannlig diabetiker nevropatisk rotter ved streptozotocin (STZ) injeksjon. Det andre trinnet er å evaluere de perifere diabetiker neuropathy i STZ-indusert diabetiker rotter ved en elektronisk von Frey sonde og en kokeplate. Det siste trinnet er å registrere i vivo ekstracellulære handling potensialer i nerve utsatt for HIFU sonication. Metoden viste her kan nytte studiet av ultralyd smertestillende programmer.

Introduction

Muntlig medisiner, akupunktur1og elektrisk nerve stimulering2 har vært brukt til behandling av smertefulle diabetiker Polynevropati. Imidlertid hemme bivirkninger av de muntlige medisiner, invasiv drift av akupunktur, og elektrisk nervestimulering den terapeutiske effekten og pasients tilslutning. Ultralyd blokk av eksterne nerver i dyremodeller har blitt undersøkt for tiår3,4,5. Gjennomføring av i vitro sciatic nerver av store grønne frosken ble hemmet reversibel etter behandling av 10-20 pulser av ultralyd eksponering for 0.4 - 1.0 s6. En faktor å blokkere nerve ledning er temperaturen stige av ultralyd7. For pasienter med Polynevropati, ble undertrykkelse av sammensatte muskel handling potensialer (CMAPs) utført i peroneal nerve utsatt for lav intensitet ultralyd for 2 min8. Full utvinningen tid var innen 5 minutter.

Nylig, Food and Drug Administration i USA godkjent HIFU som en ikke-invasiv behandling for livmor fibroid svulster9, smerte palliations av bein metastaser10og prostatakreft11. En HIFU svinger avgir akustisk bjelker utenfor kroppen og bjelker overføre i ulike vev medier og møtes på målet svulst på focus. Sonen fokal dannes umiddelbart for å generere lokaliserte effekter på målet svulster uten å skade omkringliggende vev. HIFU har også blitt brukt for å hemme nerve ledning eller forårsake nerve denervation i vivo eksperimenter normal Sprague-Dawley (SD) rotter12. Kortsiktige og langsiktige effekter av HIFU på nevropatisk nerver har i tillegg vært undersøkt13. Tidligere resultater viste at reversibel eller permanent blokken av sensoriske nerve gjennomføring kan oppnås ved HIFU med riktige parametrene. Foruten smertestillende programmer, kan HIFU brukes som et verktøy for å undersøke relative bidrag perifere og sentrale komponenter til nerve ledning blokaden for grunnleggende forskning i Nevrologi og utvikling av smerte medisinering. Derfor er en HIFU blokkering teknologiplattform gjelder perifer nerver i dyremodeller nødvendig. Formålet med denne artikkelen er å vise prosedyrer helt eller delvis blokkerer handling mulighetene for eksterne nerver i diabetiker nevropatisk rotter ved HIFU. Diabetiker rotte modeller og evaluering av eksterne nevropatisk symptomer ble etablert. En HIFU plattform og eksperimentelle prosesser bestemt for behandling av rotte sciatic nerver presenteres.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

the institusjonelle Animal Care og bruk komiteen av de nasjonale helse-forskningsinstitutter i Taiwan godkjent alle dyr protokoller.

1. Innledning diabetiker modell i mannlig voksen Sprague - Dawley (SD) rotter

  1. fjerne rotte mat pellets fra buret til rask SD hannrotter (300-350 g) for 6 h før STZ induksjon.
  2. Forberede natriumsitrat buffer (0.1 M, pH 4.5).
    1. Oppløse 1.05 g sitronsyre monohydrat (C 6 H 8 O 7 · H 2 O; mol. wt. 210.14) i 50 mL destillert vann for å lage en 0.1 M sitronsyre løsning.
    2. Oppløse 1,47 g trisodium citrate dihydrate (C 8 H 5 O 7 Na 3 · 2t 2 O; mol. wt. 294.12) i 50 mL destillert vann for å lage en 0.1 M natriumsitrat løsning.
    3. Legge til 25 mL sitronsyre løsning til 25 mL natriumsitrat løsning. Overvåke natriumsitrat buffer pH (pH 4.5) bruker en pH-meter.
      Merk: Bufferen er laget isotonic av tillegg av en passende mengde 0.1 M natriumsitrat løsning.
  3. Oppløse STZ inne 0.1 M natriumsitrat buffer til en 50 mg/mL STZ løsning.
    Merk: STZ løsningen er følsomt for lys, derfor dekker STZ løsningen med aluminiumsfolie og bruke i 15-20 min.
  4. Trekke 50 mg/kg STZ løsningen i en 1 mL insulin eller tuberkulin sprøyte med 26 - 28 gauge nål. Rengjør injeksjonsstedet med en etanol pad og injisere intraperitoneally den STZ løsningen i den nedre høyre delen av magen til å unngå å skade abdominal organer.
  5. Levere rotter med 10% sukrose vann som eneste vannkilde for 48 timer etter STZ injeksjon for å hindre hypoglykemi.

2. bekreftelse av Diabetes i STZ-indusert rotter

  1. skjerm fasting plasma glukose konsentrasjonen av alle rotter injisert ved STZ legge 72 h med en glukosemåler.
    1. Fort STZ-indusert diabetiker rotter 15 h taes fasting blod glukose nivå.
    2. Begrense rotter i en tilbakeholdenhet pose og avsløre haler for blod samling under blod glukose målingene.
    3. Bruker en blod Lansett stikke tuppen av halen å få en liten dråpe blod. Plass dråpe blod på en glukose strimmel. Registrere fasting plasma glukose nivåer.
      Merk: Glukosemåler finner og viser blodsukkernivå i enheter av mg/dL. Utelate rotter med faste blodsukker under 150 mg/dL etter 2 uker med STZ-induksjon.

3. Evaluering av eksterne diabetiker Neuropathy i diabetiker rotter

  1. vurdere den mekaniske allodynia med elektronisk von Frey.
    1. Venne STZ-indusert diabetiker rotter i et bur på 1 cm diameter metallnett gulv i 30 min før du evaluerer hind pote uttak svar.
    2. Bruker en elektronisk von Frey sonde med stive tips (0,8 mm i diameter) å manuelt legge trykk plantar overflaten av bakben labben av rotter, og Øk trykket gradvis til pote uttak svar er sett.
    3. Registrere trykket som viser på systemet og gjenta målingen 5 ganger per rotte, med en 30 s intervallet mellom hver måling.
  2. Vurdere den varme hyperalgesia med en kokeplate.
    1. Venne STZ-indusert diabetiker rotter på kokeplate (24 ± 0,5 ° C) i 10 min før du evaluerer smerte svaret.
    2. Fjerne og plassere rotter rygg i deres burene etter habituering, varme kokeplate og vedlikeholde kokeplate ' s temperatur på 55 ± 0,5 ° C.
    3. Plasserer rotta på den oppvarmede kokeplate mens samtidig starte tidtakeren.
    4. Når rotta viser forskjellige atferd, som slikker hind pote eller unormalt flicking hind pote opphøre stopuret og registrere uttak ventetid.
      Merk: Hvis en rotten ikke uttrykker forskjellige virkemåter etter 20 s (20 s tidsgrensen), avslutte kokeplate testen og fjerne rotta fra kokeplate.

4. I Vivo Nerve Conduction blokkeringen med HIFU svingeren

Merk: i vivo-eksperiment starter på uke 5 etter 50 mg/kg STZ injeksjon.

  1. Utføre dyr prosedyrer før blokkering av CMAPs med HIFU sonication.
    1. Sterilisere kirurgiske verktøy (skalpell, saks, pinsett og glass krok) i en autoklav før operasjonen.
    2. Bedøve rotter med intraperitoneal injeksjon av tiletamine/zolazepam blanding (40 mg/kg) og xylazine (10 mg/kg) eller via innånding av 1.75% av isoflurane via isoflurane fordamper. Plasser rotter på en varmeputen å opprettholde kroppstemperaturen.
    3. Plasser rotter for kirurgi i ventrale recumbency. Påføring av salven øye. Forlenge benet av rotte og knip plantar overflaten av foten med negler å fastslå dybden av anestesi. Hvis rotter viser uttak svar, bruke flere anestesi.
    4. Fjerner hår fra lår og lavere tilbake rotter med en elektrisk avklipt. Bruke flytende jod med rent gasbind på kirurgiske området og sirkulært flytte gasbind til ytre av kirurgiske området. Bruk en spritpute til å tørke den flytende jod med samme sirkulære bevegelse. Dette eksperimentet utføres på venstre og høyre kirurgiske området. Gjenta på den andre kirurgiske siden når utfører neste trinn i prosedyren.
    5. Bruk en steril kirurgisk saks eller skalpell for å gjøre et snitt i huden på dorsal låret. Bruke sløv kirurgisk saks nøye skille i vevet under huden og sikre huden huden kroker. femur kan sees innen musklene.
    6. Bruke saksen nøye skille musklene parallelt femur til midten av låret sciatic nerve fiber som er innebygd i musklene er synlige. Forsiktig bruk en glass krok skille midten av låret sciatic nerve fra omkringliggende bindevev og muskler.
  2. Plasser sciatic nerve i HIFU fokus sonen med en skreddersydd nerve fixator ( figur 1 og Figur 3).
    Merk: Skreddersydd nerve fixator består av 3 komponenter ( Figur 3). Alle komponenter er laget av gjennomsiktig polymethylmethacrylate (PMMA). Eksterne tråden av topp komponenten er 2,5 høye og M10XP0.7 ( figur 4A). Sentrale brønnen er en 4.0 mm-diameter hull gjennom komponent jeg. Bunnen åpningen av brønnen er forseglet av et ark av tape. Diameteren på sporet er 1,2 mm og avstanden mellom sentrale flyet av sporet og toppen overflaten av komponenten er 3.1 mm. komponenten II består av en hoveddelen, fire ben og nedre strukturen ( figur 4B). Interne tråden av bunnen er 2,5 høye og M10XP0.7 å passe eksterne tråden av komponenten jeg. Diameteren på den sentrale hullet er det samme som sentrale godt av komponenten jeg. Brødteksten er 32 mm i diameter og 5.4 mm tykkelse. Fire ben distribueres symmetrisk. To identiske korte Ben er utformet for justering og to identiske lange ben arbeide for å henge på komponent III. Den ytre diameter og høyden på komponenten III er 41 mm og 9.2 mm. Interne tråden er M36XP1.0 og gjennom hullet er 27.5 mm i diameter (< sterk class = "xfig"> Figur 4C). Kjeglen er en hul taper med topp åpning av 84 mm i diameter og bunnen åpningen av 27.5 mm i diameter. Høyden er 57.5 mm ( figur 5A).
    1. Før eksperimentet, suge skreddersydd akryl nerve fixator i blekemiddel-løsning for 30-60 min etterfulgt av soaking i sterilt vann.
    2. Ved hjelp av en glass krok, løft nerve nøye og putte den i sporet av komponenten I.
    3. Skruen del II komponent I. Fyll sentralt vel komponenten jeg med Ringer ' s løsning for ultralyd forplantning og nerve bevaring.
    4. Skruen komponent III til HIFU bolig membran. Dock komponent III med del II gjennom fire bena på del II.
      Merk: Midten av tre komponenter og svingeren justeres. Avstanden mellom nerve og svingeren tilsvarer brennvidde, som sikrer nerve er innenfor sonen HIFU fokal.
  3. Et par Akupunkturnåler inn opprinnelsen til ischias nerven og andre paret inn i gastrocnemius muskelen. Koble hvert par av nåler til elektrofysiologi oppkjøpet gjennom en elektrisk koaksialkabel ( figur 1).
    Merk: På den ene enden av kabelen er to alligator klipp å hefte to pinner separat og på den andre enden av kabelen er en BNC-kontakt for å koble systemet. Par av Akupunkturnåler fungerer som stimulerende elektroder på sciatic nerve og opptak elektrodene på gastrocnemius muskler.
    1. Angi samplingsfrekvens og båndbredde elektrofysiologi oppkjøpet systemet til 50 kHz og 70 Hz - 3 kHz, henholdsvis. Bruke en supra maksimal stimulans med en pulsbredde på 0,1 ms stimulerende elektrodene på opprinnelsen av ischias nerven.
    2. Registrere CMAPs fra innspillingen elektrodene og forsterke CMAPs med innebygd forsterker i elektrofysiologi oppkjøpet systemet.
      Merk: Bruk innebygd forsterker i elektrofysiologi oppkjøpet systemet å forsterke nerve-signaler og ta CMAPs fra innspillingen elektrodene med elektrofysiologi oppkjøpet systemet.
  4. Bruke en kommersiell 2,68 MHz HIFU svinger til å undertrykke CMAPs i diabetiker nevropatisk rotter.
    Merknad: Spesifikasjonene svingeren beskrives som følger: en ett element sfærisk bolle med aperture diameter med 6 cm og brennvidde på 5 cm og en ellipsoid fokal sone 4 mm i dybde og 0,8 mm i bredden i feltet gratis.
    1. Immerse sfærisk membran, HIFU svingeren og membran dekke i tanken fylt med degassed vann. HIFU svingeren inn sfærisk membran og løs kjegle dekselet topp åpningen av sfærisk membran ved 6 skruene ( figur 5B). Etter bobler i sfærisk membran er utvist naturlig på grunn av lav tetthet av bobler sammenlignet med vann, sel front-end åpningen av membran av en gjennomsiktig 0,03 mm tykk tape. Skruen komponent III på sfærisk kjeglen.
    2. Ta ut HIFU svingeren med sfærisk kjegle og komponent III fra degassed vannbeholderen.
      Merk: Omvendt osmose vann brukt i studien er vann renset ved prosessen med omvendt osmose. Omvendt osmose vann er kokt for å slippe ut gassen. Etter avkjøling degassed vannet er oppnådd i en individuell forseglet tank.
  5. Sette komponent til avstanden mellom nerve og muskelen nøye, og plasser nerve gapet komponent I. utføre trinn 4.2.3 og 4.2.4 å sikre at nerve er innenfor sonen fokus i HIFU ( figur 3A < / sterk >).
  6. Koble en funksjonsgenerator og en radiofrekvens effektforsterker. Koble effektforsterker til HIFU svingeren for generering av HIFU strålen. Manuelt satt spenning utdataene for funksjonen generatoren til den HIFU svinger via makt forsterkeren. Manuelt slå av funksjonen generatoren når HIFU-eksponering tiden er ute. Observere tid med en tidtakeradvarsel.
    Merk: Intensiteten og energi av HIFU beam brukt i denne studien er 2810 M/cm 2 og 84 J/mm 2, hhv.
  7. Samtidig levere stimulans via elektrofysiologi oppkjøpet system (trinn 4.3) og HIFU strålen via HIFU system (trinn 4.6) til sciatic nerve under innspillingen av CMAPs. Gradvis øke HIFU eksponering på sciatic nerve fra 3 s, 5 s til 8 s til reduksjon eller hemming av amplituden til CMAPs er observert.
    1. Post CMAPs en gang per sekund under levering av HIFU strålen. Etter å observere endringen i amplituden til CMAPs, slå av HIFU systemet og manuelt klikke på ikonet post på elektrofysiologi oppkjøpet programvaren til posten CMAPs hver 2 minutter i tidlig 10 min, hvert 5 min på den påfølgende 30 min, og hvert 10 min i den siste fase inntil tid når 2 h.
  8. Egen komponent II og III av nerve fixator ( Figur 3) for å fjerne HIFU svingeren fra webområdet snitt. Egen komponent II og jeg å løslate sikret sciatic nerve. Sutur kirurgiske området av diabetiker rotte av 4-0 chromic catgut suturer etter innspillingen i CMAPs. Bruke flytende jod kirurgiske området for å hindre smitte.
    1. Plasser merdene på oppvarming pad og tillate rotter til å gjenopprette inne deres burene før han returnerte dem til dyr anlegget. Gi rotter ibuprofen i drikkevann for 3 dager eller intraperitoneal injeksjon av buprenorfin (0,05 - 0,1 mg/kg).
  9. Sett stimulerende og innspilling elektrodene opprinnelsen til ischias nerven og gastrocnemius musklene av bedøvet diabetiker nevropatisk rotter som beskrevet i trinn 4.1.2 og 4.3 på dager 7 og 14 28 etter den første HIFU sonication. Gjenta 4.3.1 til 4.3.2.
    1. Plasser merdene på oppvarming pad og tillate rotter til å gjenopprette inne deres burene før merdene dyr anlegget.
  10. Euthanize rotter etter eksperimentet. Sted rotta inne en karbondioksid kammer. Vent ca 5 min for rottene å slutte å puste. Sikre at hjertet har sluttet å slå.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

I vivo studien viste at med en HIFU dose av 3 s sonication på en intensitet av 2810 M/cm2, CMAPs ble undertrykket av 20% av opprinnelig, men de ble fullstendig gjenopprettet etter 30 min (figur 2A, diamanter) og var nesten konstant i løpet av 28 dager (figur 2B, diamanter). 5 s HIFU eksponering på samme intensitet, CMAPs redusert til 65.4% (9.5%) av opprinnelig plan 4 minutter og gjenopprettet til 73.7% (12,6%) av planlagte med 120 min (figur 2A, ruter). CMAPs tilbake ikke til opprinnelige nivåer inntil dag 14 (figur 2B, ruter). Når HIFU sonication tid ble økt til 8 s under samme intensitet, CMAPs var redusert til 26.0% (14,1%) av opprinnelig plan 4 minutter (figur 2A, trekanter), men økt til 38.0% (12.0%) av planlagte 120 minutter, og gradvis økt 74% av opprinnelig dag 28 (figur 2B, trekanter). Se Lee, Y.F.,13 for flere detaljer.

Figure 1
Figur 1 : Det eksperimentelle oppsettet for I Vivo Nerve Conduction blokk med høy intensitet fokusert ultralyd (HIFU). (A) en skreddersydd akryl sfærisk membran som er fylt med omvendt osmose degassed vann ble kombinert med nerve fixator å sikre fokal sone av HIFU svingeren var fokalplanet av nerver. (B) stimulerende og opptak elektroder vises i figuren. Nerve fixator plassert sciatic nerve i fokalplanet HIFU avhenger av. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2 : CMAPs svarene i I Vivo Diabetiker nevropatisk rotter etter 3 s, 5 s og 8 s av HIFU Sonication. (A) verdslige baner CMAPs dag 1 innspillingen. Etter 3 s, 5 s og 8 s av HIFU sonication, CMAPs ble redusert i løpet av tidlig 10 min og ble gjenopprettet etter 120 min. (B) verdslige baner i CMAPs under 7 og 14 28 innspillingene. CMAPs var helt frisk av dag 14 etter 3 s og 5 s HIFU sonication på dag 1 og delvis økt av dag 28 etter 8 s HIFU sonication. Diamanter: 3 s HIFU sonication, ruter: 5 s HIFU sonication og trekanter: 8 s av HIFU sonication. n = 6 for hver parameter for HIFU. * Significantly forskjellig fra dag 1. Dataene uttrykkes som median (område), der feilen baren er halvparten av området. Dette tallet er endret fra Lee, Y.F., 201513. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3 : Av prosessen for å sikre Sciatic Nerve i HIFU Hot Spot. (A) tre av trinnene vises: (1) nøye bosette nerve i sporet av komponenten I, (2) montere II-komponent og komponent I, (3) inn i front-end av komponenten III med HIFU svinger kjegle struktur del II. (B) en skjematisk tegning av HIFU svingeren integrert med rotte nerve. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 4
Figur 4 : Tegninger av komponenter I (A), II (B) og III (C). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 5
Figur 5 : Tegninger av sfærisk membran (A) og membran dekke (B). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Delvis og midlertidige undertrykkelse av action potentials av nevropatisk nerver fra diabetiker rotter i vivo og umiddelbar forekomsten av blokkerer effekten etter HIFU behandling begge ble observert. Den 28-dagers oppfølgingsstudie på CMAPs viste at en sikker blokade av nerve gjennomføring kan utføres på en passende HIFU eksponering. Resultatet gir over protokollen for HIFU behandling en alternativ løsning for reversibel ledning blokken med sciatic nerver i diabetiker rotter.

I denne metoden, er det ingen neural netthinnen og sensoriske nervene kan gjenopprette fullstendig løpet av timer til flere dager i mild nerve skader14. For alvorlige skader tar timelige løpet av sensoriske utvinning vanligvis flere måneder, hvis det forekommer hele. Videre generere perifere nevrale fibrene mer fullstendig når endoneurial rør og Schwann celle basale lamina er intakt etter knusende skader15. Derfor antyde vi at HIFU forårsaket mild men reversibel nerve skader for saken fordi de undertrykte CMAPs behandlingen HIFU tilbake til opprinnelige over tid. For streng nerve skader gjenopprettet CMAPs bare delvis, selv etter 28 dager.

Teknikken av denne studien gitt en eksperimentell plattform for dyret studien HIFU effekter på eksterne nerver før klinisk studie. HIFU fokus sonen kan nettopp sikte på målet nerve på grunn av strukturelle komponenter og protokollen utviklet i denne studien, som løser tidligere problemet med posisjonering. Foruten den vanlige nerven, kan HIFU blokkerer teknikken også brukes til syke nerve. Imidlertid begrensningene for gjeldende teknikken inkluderer mangel på temperatur overvåking (fører til skade av de omkringliggende vev), og kort blokkere effekt, selv om gjentatte HIFU eksponering kan forlenge analgesi. For å oversette HIFU blokkerer teknikken til kliniske studier, er en noninvasive veiledning av sonen HIFU fokal nødvendig, som ultralyd imaging eller MR imaging, stillingen vevet og temperaturen i sanntid.

Eksisterende oral medisiner resultatet i bare én av fire pasienter med nevropatisk smerte erfaringer av over 50% smerte lettelse og utgjør flere betydelige bivirkninger som tretthet, svimmelhet og søvnighet16. Fysisk modaliteter er utviklet for å forhåpentligvis bedre analgetisk effekt som akupunktur, elektriske og magnetiske stimulations. Men effekten av akupunktur bruker svært kliniker opplevelsen, og prosedyren er invasiv. Effekten av noninvasive elektrisk stimulering eller magnetisk stimulering er ca 40% for smerte frihet på 2 timer. Begge stimulations er ikke fokusert på det lokale webområdet, som produserer noen bivirkninger17. Derfor for å tilfredsstille klinisk udekkede behov for eksterne smertelindring, er HIFU blokkerer teknikk et lovende verktøy på grunn av umiddelbar effektivitet, reversibel effekt, fysioterapi, ikke-invasiv behandling og potensielle hjemmebruk.

Det er viktig å sikte sonen HIFU fokus på sciatic nerve nøyaktig. Figur 3 viser skjematisk prosedyren for posisjonering nerve i fokus sonen. Det første trinnet er å bruke en glass krok litt løft sciatic nerve og sette i komponenten jeg under nerve og deretter sette ned nerve i sporet av komponenten jeg (figur 3A). Nerve passerer det sentrale området av komponenten I til første trinn. Det andre trinnet er å montere del II med komponenten jeg via skrukork strukturen. Montering av komponenter I og II er nerve fixator vist i figur 2B. Komponent II spiller rollen koble komponenter I og III. Før kombinere komponenter II og III, er de fylt med avgassing Ringer i løsning å overføre ultralyd og bevare nerve. Det siste trinnet er å sette inn komponent III front-end oppbygning HIFU svinger kjegle kabelendene i del II. To par av fleksible lange og korte pilarene i del II gir tilstrekkelig feste styrke. Montering av komponenter II og III er utviklet basert på mortise og tenon prinsippet, noe som sikrer at det sentrale punktet av de tre komponentene er i aksen. Brennvidden på HIFU svingeren tilsvarer avstanden mellom det sentrale punktet svingeren og det sentrale punktet komponent jeg. Som et resultat, er nerve absolutt inne fokus sonen, som er en ellipsoid med en bredde på 0,8 mm og en dybde på 4 mm.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne ikke avsløre.

Acknowledgments

Studien ble støttet av departementet for vitenskap og teknologi (Project mest 105-2221-E-400-001) og den nasjonale helse Research institutter (Project BN-105-PP-10), Taiwan.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Abuaisha, B. B., Costanzi, J. B., Boulton, A. J. Acupuncture for the treatment of chronic painful peripheral diabetic neuropathy: A long-term study. Diabetes Res Clin Pract. 39 (2), 115-121 (1998).
  2. Hamza, M. A., et al. Percutaneous electrical nerve stimulation: A novel analgesic therapy for diabetic neuropathic pain. Diabetes Care. 23 (3), 365-370 (2000).
  3. Ballantine, H. T. Jr, Bell, E., Manlapaz, J. Progress and problems in the neurologic applications of focused ultrasound. J Neurosurg. 17, 858-876 (1960).
  4. Foley, J. L., Little, J. W., Vaezy, S. Image-guided high-intensity focused ultrasound for conduction block of peripheral nerves. Ann Biomed Eng. 35 (1), 109-119 (2007).
  5. Lee, Y. F., Lin, C. C., Cheng, J. S., Chen, G. S. High-intensity focused ultrasound attenuates neural responses of sciatic nerves isolated from normal or neuropathic rats. Ultrasound Med Biol. 41 (1), 132-142 (2015).
  6. Young, R. R., Henneman, E. Reversible block of nerve conduction by ultrasound. Arch Neurol. 4, 83-89 (1961).
  7. Lele, P. P. Effects of focused ultrasonic radiation on peripheral nerve, with observations on local heating. Exp Neurol. 8 (1), 47-83 (1963).
  8. Hong, C. Z. Reversible nerve conduction block in patients with poly- neuropathy after ultrasound thermotherapy at therapeutic dosage. Arch Phys Med Rehabil. 72 (2), 132-137 (1991).
  9. Okada, A., Morita, Y., Fukunishi, H., Takeichi, K., Murakami, T. Non-invasive magnetic resonance-guided focused ultrasound treatment of uterine fibroids in a large Japanese population: impact of the learning curve on patient outcome. Ultrasound Obstet Gynecol. 34 (5), 579-583 (2009).
  10. Huisman, M., et al. International consensus on use of focused ultrasound for painful bone metastases: current status and future directions. Int J Hyperthermia. 31 (3), 251-259 (2015).
  11. Dickinson, L., et al. Medium-term Outcomes after Whole-gland High-intensity Focused Ultrasound for the Treatment of Nonmetastatic Prostate Cancer from a Multicentre Registry Cohort. Eur Urol. 70 (4), 668-674 (2016).
  12. Foley, J. L., Little, J. W., Vaezy, S. Effects of high-intensity focused ultrasound on nerve conduction. Muscle Nerve. 37 (2), 241-250 (2008).
  13. Lee, Y. F., Lin, C. C., Cheng, J. S., Chen, G. S. Nerve conduction block in diabetic rats using high-intensity focused ultrasound for analgesic applications. Br J Anaesth. 114 (5), 840-846 (2015).
  14. Donoff, R. B. Nerve regeneration: basic and applied aspects. Crit Rev Oral Biol Med. 6 (1), 18-24 (1995).
  15. Fawcett, J. W., Keynes, R. J. Peripheral nerve regeneration. Annu Rev Neurosci. 13, 43-60 (1990).
  16. Nightingale, S. The neuropathic pain market. Nat Rev Drug Discov. 11 (2), 101-102 (2012).
  17. Lipton, R. B., et al. Single-pulse transcranial magnetic stimulation for acute treatment of migraine with aura: a randomised, double-blind, parallel-group, sham-controlled trial. Lancet Neurol. 9 (4), 373-380 (2010).

Tags

Bioteknologi problemet 128 høy intensitet-fokusert ultralyd nerve ledning blokk sammensatte muskel handling potensialene nevropatisk sciatic nerver diabetiker rotte oppfølgingsstudie
En ultralyd verktøy for Nerve Conduction blokkere diabetiker rotte modeller
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Lee, Y. F., Lin, C. C., Cheng, J.More

Lee, Y. F., Lin, C. C., Cheng, J. S., Chen, G. S. An Ultrasonic Tool for Nerve Conduction Block in Diabetic Rat Models. J. Vis. Exp. (128), e55675, doi:10.3791/55675 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video
Waiting X
Simple Hit Counter