Waiting
Login processing...

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

Medicine

एक गैर मानव रहनुमा आम Marmoset में भीतरी कान के लिए दवाओं के प्रशासन के लिए एक शल्य प्रक्रिया (Callithrix jacchus)

Published: February 27, 2018 doi: 10.3791/56574
Automatic Translation
*1,2, *3, *1,2, 4, 3, 2, 1
1Division of Regenerative Medicine, Jikei University School of Medicine, 2Department of Otorhinolaryngology, Jikei University School of Medicine, 3Department of Otorhinolaryngology, Head and Neck Surgery, Keio University School of Medicine, 4Laboratory Animal Facilities, Jikei University School of Medicine
* These authors contributed equally

Summary

हम एक गैर मानव रहनुमा के भीतरी कान के लिए दवाओं प्रबंधन करने के लिए एक शल्य विधि की रिपोर्ट, गोल खिड़की झिल्ली के माध्यम से आम marmoset (Callithrix jacchus), ।

Abstract

शोध सुनने के लिए लंबे समय से कुतर मॉडलों की सुविधा दी गई है, हालांकि कुछ रोगों में मानवीय लक्षणों को recapitulated नहीं किया जा सकता । आम marmoset (Callithrix jacchus) एक छोटी सी, आसान संभाल नई दुनिया बंदर है जो लौकिक हड्डी के एक समान एनाटॉमी है, मध्य कान ossicular चेन और मनुष्यों को भीतरी कान सहित, से की तुलना में है कि कुतर दिया । यहां, हम आम marmoset के भीतरी कान के लिए दवा वितरण के लिए कॉकलियर दौर खिड़की आला करने के लिए एक reproducible, सुरक्षित, और तर्कसंगत शल्य चिकित्सा दृष्टिकोण की रिपोर्ट । हम पीछे tympanotomy, एक मानव शल्य चिकित्सा में नैदानिक इस्तेमाल प्रक्रिया को अपनाया, कान झिल्ली के हेरफेर से बचने के लिए कि प्रवाहकीय सुनवाई हानि हो सकती है । यह शल्य प्रक्रिया किसी भी महत्वपूर्ण सुनवाई हानि के लिए नेतृत्व नहीं किया । यह दृष्टिकोण आम marmoset की बड़ी bulla संरचना के कारण संभव हुआ था, हालांकि पार्श्व semicircular नहर और चेहरे तंत्रिका के ऊर्ध्वाधर भाग सावधानी से विचार किया जाना चाहिए । इस शल्य चिकित्सा विधि हमें नुकसान सुनवाई के बिना दवाओं के सुरक्षित और सही प्रशासन प्रदर्शन करने के लिए अनुमति देता है, जो अनुवाद अनुसंधान के लिए अवधारणा के पूर्व नैदानिक सबूत प्राप्त करने में काफी महत्व का है ।

Introduction

Sensorineural बहरापन (SNHL) कोक्लीअ में मुख्य रूप से क्षति या कमी से उत्पंन होता है । SNHL के आम कारण उंर बढ़ने शामिलहै (जैसे presbycusis), आनुवंशिक दोष, जोर शोर, संक्रमण, और ototoxic दवाओं के लिए जोखिम1। विश्व स्वास्थ्य संगठन (डब्ल्यूएचओ) का अनुमान है कि ३६०,०००,००० से अधिक लोगों को, दुनिया की आबादी का ५.३% का प्रतिनिधित्व, सुनवाई हानि2से ग्रस्त हैं । यह भी अनुमान है कि 1 से ९०० में 1 २,५०० नवजात शिशुओं में मध्यम, गंभीर है, और गहरा जन्मजात स्थाई सुनवाई हानि, और लगभग एक से तीन वयस्कों में ६५ साल से अधिक उंर के नुकसान की सुनवाई के कुछ डिग्री है3। हालांकि, इन रोगियों के लिए सुनवाई हानि का कोई प्रभावी नैदानिक उपचार है ।

अनुसंधान सुनवाई लंबे समय से कुतर या गिनी पिग मॉडल का उपयोग किया गया है, और इस तरह के जीन थेरेपी और अपक्षयी चिकित्सा के रूप में कई दृष्टिकोण, सुनवाई हानि के लिए एक नए उपचार के रूप में सुझाव दिया गया है । हालांकि, श्रवण प्रणाली के मामले में मनुष्यों और कुतर के बीच एक बड़ा अंतर है, और मानव अनुप्रयोगों के लिए पशु मॉडलों का अनुवाद करना बहुत कठिन है । आम marmoset (सी. jacchus), एक नई दुनिया अमेज़न से उत्पंन बंदर, कई कारणों के लिए विभिंन बुनियादी अनुसंधान अध्ययन के लिए एक आकर्षक गैर मानव रहनुमा मॉडल बन गया है । सबसे पहले, इसकी शरीर रचना विज्ञान और फिजियोलॉजी अधिक मनुष्यों के बजाय कुतर के समान हैं । दूसरा, इस प्रजाति के बारे में बुनियादी जैविक जानकारी, रोगों सहित, तंत्रिका नेटवर्क, व्यवहार, और जीनोम, अच्छी तरह से विशेषता है । श्रवण और मुखर प्रसंस्करण, आवधिक के cortical कोडिंग, पिच के प्रतिनिधित्व, और आम marmosets के श्रवण-मुखर बातचीत भी किया गया है4,5,6,7 , 8 , 9 , 10. हाल ही में ऊतकवैज्ञानिक अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने आम marmoset के कोक्लीअ में 20 बहरापन जीन और आयनों एक्सचेंजर्स के विशिष्ट अभिव्यक्ति पैटर्न की पहचान की और पाया कि पांच जीन है कि प्रगतिशील बहरापन के करणीय हैं, और तीन आयनों एक्सचेंजर्स, कुतर11,12के उन लोगों से अलग अभिव्यक्ति पैटर्न था । इन प्रोफाइल का नेतृत्व हमें विश्वास है कि आम marmoset अनुसंधान सुनवाई के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है ।

एक प्रयोगात्मक पशु के रूप में आम marmoset के सबसे अधिक चिह्नित विशेषताएं इस प्रकार हैं:

  • पुरानी दुनिया बंदरों की कुछ प्रजातियों की तुलना में एक छोटे से शरीर के आकार के साथ आसान हैंडलिंग: वयस्क marmosets ३००-४०० जी वजन और लगभग ६० सेमी ऊंचाई में हैं, जो चूहों के समान है ।
  • अति प्रजनन रहनुमा: Marmosets 18 महीने की उंर में यौन परिपक्वता प्राप्त है और एक साल में दो बार सहन और 4 से 6 वंश प्रतिवर्ष उत्पादन कर रहे हैं ।
  • आनुवंशिक संशोधनों उपलब्ध हैं: Sasaki ई एट अल. ट्रांसजेनिक13 और दस्तक14 रहनुमाओं आनुवंशिक मस्तिष्क संबंधी विकार में फंसा द्वारा marmosets का उपयोग कर बनाने में सफल (जैसे, पार्किंसंस रोग और अल्जाइमर रोग).
  • दोनों भ्रूण स्टेम (ES) कोशिकाओं और प्रेरित pluripotent स्टेम (आईपीएस) कोशिकाओं को स्थापित किया गया है15,16। हालांकि इसे कुतर की तुलना में marmosets की संख्या समान रखना मुश्किल है, स्टेम सेल या आईपीएस कोशिकाओं की उपलब्धता इन विट्रो परख करती है जो vivo में की संख्या कम कर देगा ।

बहरापन और उसके संभावित चिकित्सा के क्षेत्र में बेहतर शोधों के अनुसंधान की सुविधा के लिए, हम एक इमेजिंग अध्ययन प्रोटोकॉल की स्थापना की सीटी और एमआरआई, सामान्य संज्ञाहरण और श्रवण मस्तिष्क स्टेम प्रतिक्रियाओं (ABRs) का उपयोग कर परीक्षण का उपयोग कर. इन प्रायोगिक प्रणालियों हमें बेहतर अवसर के साथ प्रदान करने के लिए पूर्व अवधारणा अध्ययन के नैदानिक सबूत है जो कुतर अध्ययन और नैदानिक परीक्षणों के बीच के अंतराल को पाटने के लिए आवश्यक है प्राप्त कर सकते हैं । यहां, हम दौर खिड़की झिल्ली के माध्यम से आम marmoset के भीतरी कान के लिए दवाओं प्रबंधन करने के लिए एक शल्य विधि की रिपोर्ट । दौर खिड़की के चारों ओर एक स्पष्ट दृश्य प्राप्त करने के लिए, कान झिल्ली है जो एक प्रवाहकीय सुनवाई हानि का कारण हो सकता है छेड़छाड़ के बिना, यह mastoid गुहा से दृष्टिकोण करने के लिए उपयोगी है । चिकित्सकीय, इस दृष्टिकोण, के रूप में संदर्भित करने के लिए "पीछे tympanotomy" अच्छी तरह से स्थापित है और आमतौर पर कॉकलियर आरोपण और cholesteatoma सर्जरी के लिए इस्तेमाल किया । हमें विश्वास है कि पीछे tympanotomy हमें सुनवाई हानि उत्प्रेरण के बिना दवाओं का सही प्रशासन प्रदर्शन करने के लिए अनुमति देता है ।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

सभी प्रायोगिक प्रक्रियाओं Jikei विश्वविद्यालय, टोक्यो जापान में प्रदर्शन किया गया । पशु हैंडलिंग और प्रायोगिक प्रक्रियाओं Jikei विश्वविद्यालय के संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति द्वारा अनुमोदित किया गया था (अनुमोदन नहीं: 26-060) और Jikei में प्रयोगशाला पशुओं के उपयोग के लिए संस्थागत दिशा निर्देशों के अनुसार प्रदर्शन विश्वविद्यालय है, जो जापान के विज्ञान परिषद द्वारा पशु प्रयोगों के समुचित संचालन के लिए दिशानिर्देश के साथ सहमत (२००६) । पशु देखभाल की देखभाल और प्रयोगशाला पशुओं के उपयोग के लिए गाइड की सिफारिशों के अनुसार आयोजित किया गया (प्रयोगशाला पशु संसाधन संस्थान, १९९६) ।

1. ऑपरेटिव परीक्षा

  1. एक कपाल गणना टोमोग्राफी (सीटी) पशुओं के स्कैन (आम marmosets) लेने के क्रम में व्यक्तिगत संरचनात्मक संरचनाओं की पहचान की सुविधा के लिए एक महीने से कम सर्जरी से पहले ।
  2. शल्य चिकित्सा से पहले एक audiometric परीक्षण बाहर ले ।
    नोट: यहां, हम ABR का उपयोग करने के लिए सुनवाई की स्थिति का आकलन । संक्षेप में, एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड शीर्ष पर रखा गया था और उत्तेजित कान के पृष्ठीय आधार पर एक संदर्भ नकारात्मक इलेक्ट्रोड. जमीन इलेक्ट्रोड चमड़े के नीचे गर्दन के पृष्ठीय भाग में रखा गया था । 17 , 18 ABRs टोन फट के साथ पैदा हुए थे (१.० एमएस टोन फट अवधि के साथ ०.१ ms वृद्धि और गिर समय). ध्वनि स्तर तो अपने अधिकतम आयाम से 10 डीबी चरणों में कम किया गया था. प्रत्येक ध्वनि स्तर पर, ५१२ प्रतिक्रियाएं (उत्तेजना ध्रुवीयता के साथ वैकल्पिक) औसत थे । ABR दहलीज सबसे कम ध्वनि दबाव स्तर (SPL) जिस पर किसी भी लहर का पता लगाया जा सकता है के रूप में परिभाषित किया गया था ।

2. संज्ञाहरण

  1. सामान्य संज्ञाहरण के तहत सर्जरी से पहले रात से तेजी से जानवरों ।
  2. 4% isoflurane और परिवेशी वायु को मास्क-टू-फ़ेस वेंटिलेशन या स्लो इंडक्शन (figure 1a) के लिए प्रेरण कक्ष में 5-6 मिलीलीटर/ पशु इस तरह के पैर की अंगुली चुटकी के रूप में दर्दनाक उत्तेजनाओं, का जवाब नहीं है कि पुष्टि करें ।
  3. Anesthestize आम marmosets इंट्रामस्क्युलर इंजेक्शन के साथ (ऊरु मांसपेशी में) का एक संयोजन के medetomidine (०.०४ मिलीग्राम/किग्रा), मिदाजोलम (०.४ मिलीग्राम/), और butorphanol (०.४ मिलीग्राम/
  4. एम्पीसिलीन सुई (०.०८ मिलीग्राम/जी) चमड़े के नीचे 30 मिनट या अधिक त्वचा के लिए पहले एक ऑपरेटिव एंटीबायोटिक के रूप में चीरा ।
  5. शीर्ष की ओर अपने सिर के साथ लापरवाह स्थिति में marmoset प्लेस, और सिर और गर्दन का विस्तार । एक नायलॉन धागे के साथ मेज पर जबडा ठीक है, और एक अच्छा दृश्य प्राप्त करने के लिए जीभ खींच, या एक laryngoscope का उपयोग करने के लिए उपकंठ कल्पना और गला की प्रविष्टि वैकल्पिक रूप से (चित्र 1b) ।
  6. उपकंठ की स्वरयंत्र सतह के साथ एक endotracheal ट्यूब डालें ।
    नोट: यह एक endotracheal ट्यूब (चित्रा 1C) के रूप में एक 16 गेज नसों में कैथेटर, या 6-फ्रेंच गेज खिला ट्यूब, का उपयोग करने के लिए संभव है ।
  7. यह ठीक से श्वासनली में रखा गया है कि पुष्टि करने के क्रम में endotracheal ट्यूब से EtCO2 की जांच करें । ट्यूब के बाद तैनात किया गया है और श्वसन गैस आंदोलन की जाँच की गई है, टेप के साथ marmoset के चेहरे के लिए endotracheal ट्यूब को ठीक.
  8. आपरेशन के दौरान 1-3% Isoflurane के बीच संज्ञाहरण बनाए रखें ।
  9. ऑपरेशन के दौरान एसपीओ2, EtCO2, शरीर का तापमान और मलाशय के तापमान पर नजर रखें । शरीर के तापमान में कमी को रोकने के लिए एक हीटिंग चटाई पर सभी प्रक्रियाओं का प्रदर्शन ।

3. ऑपरेटिव तैयारी

  1. marmoset को लापरवाह स्थिति में तैयार करें, और सिर को 30-45 डिग्री कोण से नॉन-ऑपरेटिव साइड(चित्र 2a) पर झुकाएं ।
  2. दाढ़ी-ऑपरेटिव पक्ष के पोस्ट-auricular क्षेत्र ।
  3. auricular क्षेत्र और बाहरी श्रवण नहर में शराब और povidone आयोडीन, दोनों के साथ शल्य क्षेत्र को संक्रमित ।
  4. marmoset पर एक गोल छेद के साथ एक शल्य कपड़ा चादर प्लेस (चित्रा बी) ।

4. सर्जिकल प्रक्रियाओं

  1. lidocaine हाइडरोक्लॉराइड के 1% सुई (1 के साथ: 100000 एड्रेनालाईन, 0.1-0.2 एमएल) त्वचा चीरा साइट में चमड़े के नीचे । एक No .15 दौर के आकार का ब्लेड के साथ postauricular त्वचा में एक चीरा बनाओ ।
  2. रक्तस्तम्भन के लिए, खून बह रहा है एक 1 में लथपथ धुंध का उपयोग क्षेत्र के लिए दबाव लागू: 5000 पतला एड्रेनालाईन । द्विध्रुवी दाग़ना भी प्रभावी है (चित्रा 2c).
  3. पोस्ट-auricular क्षेत्र के कोमल ऊतकों को खोलें ताकि auricular उपास्थि (सी) और पोस्ट-auricular मांसपेशी (एम) को पहचाना जा सके. बाह्य श्रवण नहर की हड्डी है कि उपास्थि में गहरी दिखाई जानी चाहिए बेनकाब (चित्र 3ए).
  4. कान झिल्ली की गहराई की पुष्टि करने के लिए, कान रिम के बोनी हिस्सा है जो त्वचा और पीछे कान नहर के गहरे हिस्से में हड्डी के आसंजन के रूप में पहचाना जा सकता है बेनकाब ।
    नोट: इस कदम से हमें कैसे मध्य कान गुहा के पार्श्व भाग गहरी पहचान करने के लिए अनुमति देता है (चित्र 3ए) ।
  5. छील के बाद auricular मांसपेशियों (sternocleidomastoid मांसपेशी, splenius capitis मांसपेशी, और digastric मांसपेशी के पीछे पेट) caudal पहलू की ओर, लौकिक हड्डी से अलग । फिर लौकिक हड्डी की पार्श्व सतह बेनकाब ( चित्र बीमें तारांकन चिह्न) ।
  6. एक छेद लगभग 5 १.० mm डायमंड ब्र. (चित्र 3सी) के साथ बाहरी श्रवण नहर के पीछे मिमी बनाओ. ड्रिलिंग साइट के आधार पर १,०००-८,००० rpm की ड्रिल स्पीड का प्रयोग करें ।
    नोट: एक धीमी गति semicircular नहर या चेहरे तंत्रिका के पास नाजुक हेरफेर के लिए पर्याप्त है । ड्रिप ड्रिलिंग साइट में खारा ठीक से थर्मल चोट को रोकने के लिए ।
  7. ड्रिलिंग द्वारा छेद विस्तार और क्षैतिज semicircular नहर (HSC) की स्थिति की पुष्टि करें, जो mastoid गुहा की ओर उभार (चित्र 3d) ।
  8. चेहरे तंत्रिका जिसका कार्यक्षेत्र हिस्सा HSC के पूर्वकाल चलाता है की स्थिति की पुष्टि करें । ड्रिल और सभी अस्थि सेपता दूर, अगर वे मौजूद हैं, चेहरे का अवकाश है, जो चेहरे तंत्रिका और चोऩडा tympani के बीच त्रिकोणीय क्षेत्र के केंद्र में स्थित है की एक स्पष्ट दृष्टिकोण प्राप्त करने के लिए ।
  9. चेहरे तंत्रिका और कान रिम के ऊर्ध्वाधर भाग के बीच में ड्रिलिंग द्वारा एक छोटा सा छेद बनाओ ( चित्रा 4aमें तारांकन चिह्न) १,००० rpm पर ०.६ मिमी व्यास हीरा ब्र.
  10. पीछे नहर दीवार के लिए बर समानांतर हटो करने के लिए चेहरे तंत्रिका, जो पतले हड्डी के माध्यम से एक गुलाबी रेखा के रूप में देखा जा सकता है नुकसान को रोकने के लिए । तंत्रिका एक सफेद रेखा संरचना (चित्रा 4B) के रूप में उजागर होने से पहले तुरंत ड्रिलिंग रोकें ।
  11. गोल खिड़की आला सुनिश्चित छेद के माध्यम से visualized किया जा सकता है (चित्र 4c) । फिर, एक 25 गेज या पतले सुई के साथ आला में दवाओं प्रबंधन । आदेश में दौर खिड़की आला में दवाओं को बनाए रखने के लिए, आला (चित्रा 4d) पर एक चिपचिपा समाधान जगह है ।
  12. पुष्टि की है कि रक्तस्तम्भन सुरक्षित रूप से नियंत्रित किया जाता है के बाद, परतों (एपिडर्मल परत और चमड़े का परत) सरल बाधित 6-0 शोषक धागे का उपयोग टांका के साथ बंद करें ।
  13. सर्जिकल घाव पर धुंध को ठीक करें और एक पट्टी चिपकाएं ।

5. पश्चात की देखभाल

  1. प्रबंधन atipamezole हाइडरोक्लॉराइड (०.१५ मिलीग्राम/किग्रा.) पेशी को ऊरु मांसपेशी में antagonize medetomidine.
  2. जब सहज श्वास शुरू हो जाए तो endotracheal ट्यूब निकाल लें ।
  3. 30% हे2, 29 ℃ में एक गहन देखभाल इकाई में आम marmoset बनाए रखें जब तक संज्ञाहरण को पूरा कामोत्तेजना पहनता है ।
  4. पुष्टि करें कि कोई निष्कर्ष ऐसे nystagmus के रूप में vestibular रोग के विचारोत्तेजक हैं, और प्रजनन पिंजरे में पशु वापस ।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

पीछे tympanotomy ऐसी शल्य चिकित्सा साइट संक्रमण के रूप में किसी भी जटिलता के बिना प्रदर्शन किया था, संवहनी चोट के साथ खून बह रहा है, या vestibular रोग, जो कभी मध्य कान हेरफेर के साथ होता है हम 7 के दाहिने कान पर पीछे tympanotomy प्रदर्शन वर्षीय आम marmoset और 1 µ प्रशासित फास्फेट के गोल खिड़की आला को खारा बफर । ABRs पहले और दो महीने सर्जरी के बाद मापा गया (चित्रा 5ए बी) । waveforms और ABRs की दहलीज एक पिछले अध्ययन करने के लिए तुलनीय थे17,18, और पहले और सर्जरी के बाद इन मापदंडों में कोई परिवर्तन नहीं था (चित्रा 5सी). इस प्रकार, हम निष्कर्ष निकाला है कि पीछे tympanotomy दवाओं के प्रशासन के लिए एक सुरक्षित और उपयोगी प्रक्रिया है गोल खिड़की आम marmoset के आला ।

Figure 1
चित्र 1 : सांस इंटुबैषेण. (क) Anesthetize 4% isoflurane और परिवेशी वायु के साथ 5-6 मिलीलीटर/न्यूनतम मास्क-टू-फेस वेंटिलेशन पर आम marmoset । वैकल्पिक रूप से, एक प्रेरण कक्ष में आम marmoset जगह है । (ख) शीर्ष की ओर अपने सिर के साथ लापरवाह स्थिति में आम marmoset जगह है, और सिर और गर्दन का विस्तार । तालिका के लिए नायलॉन धागे के साथ जबडा को ठीक करें और उपकंठ (arrowhead) और गला के प्रवेश कल्पना करने के लिए जीभ खींच । (ग) उपकंठ की स्वरयंत्र सतह के साथ एक endotracheal ट्यूब डालें । 16 गेज नसों में कैथेटर या 6-फ्रेंच गेज खिला ट्यूब एक endotracheal ट्यूब के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्र 2 : त्वचा चीरा. (क) लापरवाह स्थिति में आम marmoset जगह है, और गैर ऑपरेटिव पक्ष को 30-45 डिग्री कोण को सिर झुका । आपरेशन की ओर पोस्ट दाढ़ी auricular क्षेत्र और povidone आयोडीन के साथ संक्रमित । सीआर, कपाल ओर, Ca, caudal ओर, एल, बाईं ओर, आर, दाईं ओर । (ख) काली रेखा त्वचा चीरा लाइन इंगित करता है । त्वचा चीरा से पहले, सुई 1% lidocaine हाइडरोक्लॉराइड (1 के साथ: 100000 एड्रेनालाईन, 0.1-0.2 मिलीलीटर) चमड़े के नीचे । (ग) auricular उपास्थि (सी) ऊपर उठाया है जब तक खुला चमड़े के नीचे ऊतक काट । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्र 3 : mastoid गुहा में ड्रिलिंग । (क) कोमल ऊतक को हटाने के बाद, auricular मांसपेशी दिखाई जाएगी । एम, पोस्ट-auricular बलवान, सी, auricular उपास्थि. (ख) लौकिक हड्डी की सतह (तारक) जब पोस्ट-auricular मांसपेशी caudal पहलू की ओर हड्डी से खुली है उजागर है । pneumatized संरचना आसानी से लौकिक हड्डी के माध्यम से पहचाना जा सकता है । (ग) बाहरी श्रवण नहर की हड्डी के पीछे १.० एमएम डायमंड ब्र लगभग 5 मिमी के साथ ड्रिलिंग करके एक होल बनाया गया । (घ) आम marmoset की mastoid गुहा ज्यादातर एक गुहा की रचना की है । ड्रिल्ड छेद विस्तार करके, क्षैतिज semicircular नहर (HSC और बिंदीदार रेखा) mastoid गुहा की ओर उभार आसानी से पहचाना जा सकता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्र 4 : पीछे tympanotomy । (क) चेहरे तंत्रिका (एफ एन) बोनी मार्ग के माध्यम से गुजरता है चेहरे नहर बुलाया, और यह बाहरी श्रवण नहर हड्डी (पीएसी) और क्षैतिज semicircular नहर (HSC) के पीछे की दीवार के बीच चलाता है । तंत्रिका के पूर्वकाल क्षेत्र चेहरे अवकाश (तारांकन) है । (ख) एक ०.६ मिमी व्यास हीरे की पट्टी के साथ चेहरे की अवकाश ड्रिलिंग द्वारा एक छेद बनाओ । (ग) छेद का विस्तार करके, गोल खिड़की आला (RWN) दिख जाता है. (घ) चेहरे के अवकाश में छेद के माध्यम से, यह एक 25 गेज या पतले सुई के साथ RWN (तीर) में समाधान प्रशासन संभव है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 5
चित्र 5 : श्रवण brainstem प्रतिसाद (ABR) आकलन. पीछे tympanotomy एक 7 पर प्रदर्शन किया गया था वर्षीय आम marmoset, और 1 µ के एल फॉस्फेट बफर खारा दौर खिड़की आला करने के लिए प्रशासित किया गया था । ABRs से पहले और सर्जरी के बाद मापा गया, और उनके प्रतिनिधि waveforms में दिखाए जाते हैं (A) और (B) क्रमशः । waveforms और ABRs की थ्रेसहोल्ड, छह आवृत्तियों में टोन फट के साथ पैदा की, एक पिछले अध्ययन करने के लिए तुलनीय थे17,18. (ग) सर्जरी के बाद से पहले से कोई ABR थ्रेशोल्ड परिवर्तन नहीं किया गया था । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

कॉकलियर रक्त प्रवाह की मात्रा बहुत छोटी है, मानव में कुल कार्डियक उत्पादन के 1/1000000 के क्रम में होने का अनुमान है, और उपयोग रक्त कोक्लीअ बाधा है जो सामान्य संचलन 19 से भीतरी कान अलग की उपस्थिति द्वारा सीमित है ,20. इन कारणों के लिए, दवा या वायरल वेक्टर प्रशासन भीतरी कान में अनुकूल है, नहीं प्रणालीगत प्रशासन के माध्यम से बल्कि प्रत्यक्ष प्रशासन द्वारा । माउस और गिनी पिग प्रयोगों में, विभिंन दृष्टिकोण, जैसे पोस्ट के साथ ट्रांस दौर खिड़की auricular दृष्टिकोण या ventral दृष्टिकोण, cochleostomy, endolymphatic थैली वितरण, और semicircular नहर दृष्टिकोण के रूप में सूचित किया गया है21, 22,23,24,25,26.

वर्तमान अध्ययन में, हम अनुवाद अनुसंधान के लिए एक संभावित विधि के रूप में पीछे tympanotomy और दौर खिड़की प्रशासन का इस्तेमाल किया । पीछे tympanotomy एक नैदानिक शल्य चिकित्सा प्रक्रिया के लिए एक अच्छी तरह से स्थापित दृष्टिकोण है और आम marmosets के लिए उपयुक्त है क्योंकि कान गुहा के संरचनात्मक चरित्र है कि मनुष्य के जैसा दिखता है, जबकि इसके मार्ग mastoid ज्यादातर एक बड़े से बना है बहुत पतली हड्डी सेपता के साथ एक गुहा । दरअसल, हम किसी भी जटिलताओं या आम marmoset में सुनवाई हानि के बिना पीछे tympanotomy प्रक्रिया के सभी प्रदर्शन किया । यदि पीछे tympanotomy प्रदर्शन किया है, दवा प्रशासन ऐसे semicircular नहरों के रूप में महत्वपूर्ण ऊतकों के आसपास स्पष्ट दृष्टिकोण के तहत किया जा सकता है, चेहरे तंत्रिका, stapes, और दौर खिड़की आला । नोट की, हम कोक्लीअ, HSC, पीछे semicircular नहर के बेसल मोड़ के माध्यम से समाधान प्रशासन, और इस एक दृष्टिकोण के साथ दौर खिड़की आला कर सकते हैं । दौर विंडो प्रशासन है, चूहों का उपयोग अनुसंधान के अनुसार, कम इनवेसिव और कोक्लीअ perilymph में एक और अधिक समान समाधान विस्तार प्रदान करता है cochleostomy से27। यह भी बताया गया है कि semicircular नहर जीन हस्तांतरण के जरिए एडीनोवायरस के प्रत्यक्ष इंजेक्शन vestibular अंग26में मुख्य रूप से जीन के transduction दिखाया । Endolymphatic थैली प्रसव endlymphatic अंतरिक्ष के लिए प्रत्यक्ष इंजेक्शन प्रदान करता है और वायरल वेक्टर के रूप में सूचना दी है vestibular अंत अंग और कोक्लीअ25तक पहुंच । हालांकि दक्षता के बारे में जानकारी अपर्याप्त लगता है ।

एक सुरक्षित ऑपरेशन करने के लिए, संरचनात्मक जानकारी महत्वपूर्ण है । मध्य कान कान गुहा और भीतरी कान के बुनियादी संरचनात्मक चरित्र समान है जब मनुष्यों और आम marmosets के बीच की तुलना में । मध्य कान गुहा और mastoid गुहा के बीच जंक्शन के रूप में आपरेशन करने के लिए महत्वपूर्ण संरचनात्मक भागों, ossicles की स्थिति, और चेहरे तंत्रिका और चोऩडा tympani की स्थिति पूरी तरह से मानव के अनुरूप हैं । हालांकि इसमें कुछ मतभेद हैं । मानव mastoid गुहा कई वायु कोशिकाओं के होते है और हम इन कोशिकाओं ड्रिल करने के लिए भीतरी कान दृष्टिकोण की जरूरत है । इस नैदानिक शल्य चिकित्सा प्रक्रिया में "mastoidectomy" कहा जाता है, और समय लगता है और मूल आकृति विज्ञान नष्ट कर देता है । दूसरी ओर, आम marmoset mastoid गुहा लगभग एक गुहा के साथ बहुत पतली हड्डी सेपता और semicircular नहरों बड़ा कर रहे हैं और जब मानव शरीर रचना की तुलना में mastoid गुहा में बाहर चाप । इन मतभेदों को भीतरी कान दवा प्रशासन के लिए लाभप्रद हैं । endolymph सीधे करने के लिए दवाओं का प्रबंध करते हैं, semicircular नहर दृष्टिकोण HSC के लिए एक छोटी सी खिड़की बनाने के द्वारा संभव है, के रूप में पहले से अन्य प्रजातियों में बताया26. यद्यपि इस प्रयोग में इस दृष्टिकोण का प्रदर्शन नहीं किया गया था, लेकिन आम marmoset के HSC को उसके आकार और सुगमता की जासूसी के कारण आसानी से किया जा सकता है. हालांकि, दृष्टिकोण अपनाने से पहले, lymphorrhea के जोखिम, जो सुनवाई हानि पैदा कर सकते हैं, पर विचार किया जाना चाहिए । हम मान semicircular नहर दृष्टिकोण एक आदर्श प्रयोगात्मक प्रणाली है जिसके साथ एक ऑपरेशन के बाद सुनवाई के स्तर का आकलन करने के लिए नहीं है । सामांय में, lymphorrhea को रोकने के लिए, वसा ऊतक और फाइब्रिन गोंद के साथ खिड़की पैकिंग प्रभावी है ।

इस मामले में, हम एक कम इनवेसिव आपरेशन पर जोर रखा, और पंचर के बिना गोल खिड़की की झिल्ली पर समाधान रखा । हालांकि, एकल प्रशासन perilymph करने के लिए एक दवा या वायरल वेक्टर की एक पर्याप्त खुराक देने के लिए प्रभावी नहीं लगता है । इस समस्या के लिए एक सरल समाधान गोल खिड़की झिल्ली में एक छेद बनाने के लिए और समाधान सीधे इंजेक्षन करने के लिए है । जैसा कि ऊपर वर्णित है, तथापि, भीतरी कान में एक छेद बनाने lymphorrhea का कारण बनता है, जो संभवतः सुनवाई हानि और मानव रोगियों में vestibular रोग पैदा कर सकता है, तो यह एक नैदानिक सेटिंग के लिए लागू करने के लिए मुश्किल हो जाएगा. इसके अलावा, marmosets मूल रूप से पेड़ों में रहते थे, और एक प्रजनन पिंजरे में stereoscopically चाल, तो vestibular शिथिलता भी एक महत्वपूर्ण जटिलता हो सकती है । इसलिए, भविष्य में, यह दौर खिड़की झिल्ली भेदी बिना दवा प्रसार की दक्षता में सुधार करने के लिए महत्वपूर्ण हो जाएगा । एक संभावना एक आसमाटिक पंप और निरंतर तैयारी का उपयोग कर रहा है । एक आसमाटिक पंप एक कैथेटर जिसका टिप दौर खिड़की झिल्ली पर बसे है के माध्यम से सतत प्रशासन प्रदान करेगा । वर्तमान में, ploxamer407 और जिलेटिन hydrogels दौर खिड़की झिल्ली दवा वितरण के लिए निरंतर तैयारियों के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है । इन उपकरणों और वाहक पहले से ही नैदानिक परीक्षणों में28,29,30,31इस्तेमाल किया जा रहा है ।

संक्षेप में, इस शल्य चिकित्सा विधि हमें दवाओं के एक रहनुमा है, जो पूर्व प्राप्त करने में काफी महत्व का है में नुकसान सुनवाई के बिना भीतरी कान के लिए सुरक्षित और सटीक प्रशासन प्रदर्शन करने की अनुमति देता है अनुवाद अनुसंधान के लिए अवधारणा के नैदानिक सबूत ।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

काम जापानी सरकार MEXT KAKENHI से M.F. को अनुदान द्वारा समर्थित है (२४५९२५६०, 15H04991, और 15K15624) और टाकेडा विज्ञान फाउंडेशन M.F. करने के लिए और Jikei विश्वविद्यालय सामरिक प्राथमिकता अनुसंधान निधि के लिए H.J.O.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
common marmoset CLEA Japan EDM:C.Marmoset(Jic)
isoflurane Phizer
medetomidine ZENOAQ
midazolam astellas
butorphanol Meiji Seika
ampicillin Meiji Seika
lidocaine hydrochloride AstraZeneca
 6-0 absorbent thread ETHICON RD-1
atipamezole hydrochloride ZENOAQ
phosphate buffered saline Wako 045-29795
Surge Wave Morita TR-900-OR
Diamond Bar 006 Morita 14070057
Diamond Bar 010 Morita 14070081
intensive care unit Menix P-100

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Liberman, M. C., Kujawa, S. G. Cochlear synaptopathy in acquired sensorineural hearing loss: Manifestations and mechanisms. Hear Res. 349, 138-147 (2017).
  2. World Health Organization. Deafness and hearing loss (Fact sheet N8300). , Available from: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs300/en/ (2015).
  3. Thompson, D. C., et al. Universal newborn hearing screening: summary of evidence. JAMA. 286 (16), 2000-2010 (2001).
  4. Wang, X. Neural coding strategies in auditory cortex. Hear Res. 229 (1-2), 81-93 (2007).
  5. Wang, X. On cortical coding of vocal communication sounds in primates. Proc Natl Acad Sci U S A. 97 (22), 11843-11849 (2000).
  6. Bendor, D., Wang, X. The neuronal representation of pitch in primate auditory cortex. Nature. 436 (7054), 1161-1165 (2005).
  7. Bendor, D., Wang, X. Neural coding of periodicity in marmoset auditory cortex. J Neurophysiol. 103 (4), 1809-1822 (2010).
  8. Eliades, S. J., Wang, X. Sensory-motor interaction in the primate auditory cortex during self-initiated vocalizations. J Neurophysiol. 89 (4), 2194-2207 (2003).
  9. Eliades, S. J., Wang, X. Dynamics of auditory-vocal interaction in monkey auditory cortex. Cereb Cortex. 15 (10), 1510-1523 (2005).
  10. Eliades, S. J., Wang, X. Neural substrates of vocalization feedback monitoring in primate auditory cortex. Nature. 453 (7198), 1102-1106 (2008).
  11. Hosoya, M., Fujioka, M., Ogawa, K., Okano, H. Distinct Expression Patterns Of Causative Genes Responsible For Hereditary Progressive Hearing Loss In Non-Human Primate Cochlea. Sci Rep. 6, 22250 (2016).
  12. Hosoya, M., Fujioka, M., Kobayashi, R., Okano, H., Ogawa, K. Overlapping expression of anion exchangers in the cochlea of a non-human primate suggests functional compensation. Neurosci Res. 110, 1-10 (2016).
  13. Sasaki, E., et al. Generation of transgenic non-human primates with germline transmission. Nature. 459 (7246), 523-527 (2009).
  14. Sato, K., et al. Generation of a Nonhuman Primate Model of Severe Combined Immunodeficiency Using Highly Efficient Genome Editing. Cell Stem Cell. 19 (1), 127-138 (2016).
  15. Sasaki, E., et al. Establishment of novel embryonic stem cell lines derived from the common marmoset (Callithrix jacchus). Stem Cells. 23 (9), 1304-1313 (2005).
  16. Tomioka, I., et al. Generating induced pluripotent stem cells from common marmoset (Callithrix jacchus) fetal liver cells using defined factors, including Lin28. Genes Cells. 15 (9), 959-969 (2010).
  17. Harada, T., Tokuriki, M. Effects of click intensity and frequency on the brain-stem auditory evoked potentials in the common marmoset (Callithrix jacchus). J Vet Med Sci. 59 (7), 561-567 (1997).
  18. Harada, T., Tokuriki, M., Tanioka, Y. Age-related changes in the brainstem auditory evoked potentials of the marmoset. Hear Res. 128 (1-2), 119-124 (1999).
  19. Juhn, S. K., Hunter, B. A., Odland, R. M. Blood-labyrinth barrier and fluid dynamics of the inner ear. Int Tinnitus J. 7 (2), 72-83 (2001).
  20. Nakashima, T., et al. Disorders of cochlear blood flow. Brain Res Brain Res Rev. 43 (1), 17-28 (2003).
  21. Akil, O., Rouse, S. L., Chan, D. K., Lustig, L. R. Surgical method for virally mediated gene delivery to the mouse inner ear through the round window membrane. J Vis Exp. (97), (2015).
  22. Jero, J., Tseng, C. J., Mhatre, A. N., Lalwani, A. K. A surgical approach appropriate for targeted cochlear gene therapy in the mouse. Hear Res. 151 (1-2), 106-114 (2001).
  23. Iizuka, T., et al. Noninvasive in vivo delivery of transgene via adeno-associated virus into supporting cells of the neonatal mouse cochlea. Hum Gene Ther. 19 (4), 384-390 (2008).
  24. Kilpatrick, L. A., et al. Adeno-associated virus-mediated gene delivery into the scala media of the normal and deafened adult mouse ear. Gene Ther. 18 (6), 569-578 (2011).
  25. Yamasoba, T., Yagi, M., Roessler, B. J., Miller, J. M., Raphael, Y. Inner ear transgene expression after adenoviral vector inoculation in the endolymphatic sac. Hum Gene Ther. 10 (5), 769-774 (1999).
  26. Kawamoto, K., Oh, S. H., Kanzaki, S., Brown, N., Raphael, Y. The functional and structural outcome of inner ear gene transfer via the vestibular and cochlear fluids in mice. Mol Ther. 4 (6), 575-585 (2001).
  27. Praetorius, M., Baker, K., Weich, C. M., Plinkert, P. K., Staecker, H. Hearing preservation after inner ear gene therapy: the effect of vector and surgical approach. ORL J Otorhinolaryngol Relat Spec. 65 (4), 211-214 (2003).
  28. Nakagawa, T., et al. Topical insulin-like growth factor 1 treatment using gelatin hydrogels for glucocorticoid-resistant sudden sensorineural hearing loss: a prospective clinical trial. BMC Med. 8, 76 (2010).
  29. Piu, F., et al. OTO-104: a sustained-release dexamethasone hydrogel for the treatment of otic disorders. Otol Neurotol. 32 (1), 171-179 (2011).
  30. Plontke, S. K., et al. double blind, placebo controlled trial on the safety and efficacy of continuous intratympanic dexamethasone delivered via a round window catheter for severe to profound sudden idiopathic sensorineural hearing loss after failure of systemic therapy. Laryngoscope. 119 (2), 359-369 (2009).
  31. Wenzel, G. I., Warnecke, A., Stover, T., Lenarz, T. Effects of extracochlear gacyclidine perfusion on tinnitus in humans: a case series. Eur Arch Otorhinolaryngol. 267 (5), 691-699 (2010).

Tags

चिकित्सा अंक १३२ भीतरी कान मध्य कान mastoid गुहा दौर खिड़की आला आम marmoset रहनुमा हानि सुनवाई
एक गैर मानव रहनुमा आम Marmoset में भीतरी कान के लिए दवाओं के प्रशासन के लिए एक शल्य प्रक्रिया (<em>Callithrix jacchus</em>)
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Kurihara, S., Fujioka, M., Yoshida,… More

Kurihara, S., Fujioka, M., Yoshida, T., Koizumi, M., Ogawa, K., Kojima, H., Okano, H. J. A Surgical Procedure for the Administration of Drugs to the Inner Ear in a Non-Human Primate Common Marmoset (Callithrix jacchus). J. Vis. Exp. (132), e56574, doi:10.3791/56574 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter