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Neuroscience

Microcoil 협와 가벼운 자궁내 Hypoperfusion의 쥐 모델

Published: January 7, 2018 doi: 10.3791/56723

Summary

가벼운 자궁내 hypoperfusion 배아 일 17에 쥐의 자 궁과 난소 동맥의 주위에 감싸인 금속 microcoils와 동맥 협 착 증에 의해 제작 되었다. 이 절차는 태아 hypoperfusion 및 자궁내 성장 제한 생산.

Abstract

자궁내 hypoperfusion/허 혈은 자궁내 태아 성장 제한, 조산, 낮은 출생 무게의 주요 원인 중 하나입니다. 이 현상의 대부분의 연구는 심한 자궁내 허 혈과 어느 모델이 나 자궁내 hypoperfusion의 그라데이션 정도 가진 모델에서 수행 되었습니다. 아니 연구 균일 한 가벼운 자궁내 hypoperfusion (MIUH)에 모델에서 수행 되었습니다. MIUH의 연구에 대 한 두 가지 모델 사용 되었습니다: 동맥 아케이드의 양쪽의 봉합 결 찰에 따라 모델 함께 자 궁과 난소 동맥과 과도 모델 기반으로 양측 난소 동맥과 대동맥 patency 데 클리핑. 그 두 가지 설치류 모델 MIUH의 몇 가지 한계를가지고, 예를 들어, 모든 태아는 자 궁 경적에서 그들의 위치에 따라 MIUH를 받게 됩니다. 우리의 MIUH 모델에서 모든 태아는 자궁내 hypoperfusion의 대 등 한 수준으로 받게 됩니다. MIUH는 모든 4 개의 동맥 먹이 자 궁, 즉, 양측 자 궁 및 난소 동맥의 가벼운 협 착에 의해 달성 되었다.

동맥 협 착 증 먹이 동맥의 주위에 감싸인 금속 microcoils에 의해 유도 했다. Microcoils 제어, 최적화, 그리고 아주 작은 간 동물 다양성 및 낮은 사망률 감소 혈액 흐름을 재현 하 동맥 협 착 증의 생산, 따라서 정확한 평가 활성화 합니다. 0.24 m m 내부 직경 microcoils 사용 된 태 반 및 태아 혈액 흐름은 약간 감소 (약 30%는 태 반에 사전 협 수준에서). 우리의 MIUH 모델의 자손은 명확 하 게 신경, 신경 해부학 및 행동 테스트 결과에 오랫동안 변경 보여 줍니다.

Introduction

자궁내 성장 금지 (IUGR) (태아 성장 제한 라고도 함)와 유아 (출생 체중 < 임신 나이 대 한 10번째 백분위 수), (< 임신 37 주에 태어난), 조산 및 낮은 출생 무게 (< 2500 g) 계정에 대 한 모든 신생아 2,3의 거의 10%. 이러한 유아의 많은 뇌성 마비 및 발달 장애 (예를 들어, 관심-적자/과다 장애 (ADHD) 및 학습 장애) 3,,45같은 신경학 적인 문제를 제시. 그 조건 유사성과 그들의 병 인 및 결과에 차이가 있다. IUGR의 병 인은 multifactorial, 그리고 자궁내 hypoperfusion와 관련 된 태 반 부족 아닌 비정상적인 태아 7에서 가장 일반적인 것으로 간주 됩니다. Preterm의 병 뿐만 아니라, multifactorial 이며 자궁내 가장 빈번한 원인 8입니다.

개발 두뇌에 가벼운 자궁내 hypoperfusion (MIUH)의 영향 명확 하지 않습니다. 현재 자궁내 hypoperfusion/허 혈의 사용할 수 있는 동물 모델은 주로 심한 hypoperfusion 또는 reperfusion 9,,1011없이 hypoperfusion의 그라데이션 정도 포함 한다. 그러나 임상 설정에서, MIUH의 경우는 심각한 조건 포함 그 보다 훨씬 더 자주 해야 간주 됩니다. MIUH의 현재 사용할 수 있는 모델은 봉합 결 찰은 자 궁 또는 난소 동맥과 양측 난소 동맥과 대동맥 데 patency 12,13, 클리핑 관련 된 설치류 모델을 포함 하는 설치류 모델 14,15,,1617. 이 모델의 단점 중 하나는 깊은 hypoperfusion와 태아에서 태아는 자 궁의 동맥 아케이드 내 태아의 위치에 따라 거의 그대로 관류와에 이르기까지 광범위 한 간 태아 변화, 그리고 난소 동맥입니다. 이 모델의 또 다른 단점은 출생; 후 각 태아의 위치를 구별 하는 그들의 무 능력 따라서, 연구자 자궁내 hypoperfusion 출생 후 개별 강아지에 의해 경험의 심각도 구분할 수 없습니다.

우리는 여러 동맥 협 착 증 1를 포함 하는 MIUH의 쥐 모델을 개발 했습니다. 난소 및 자 궁 동맥 주위 0.24 m m 내부 직경 금속 마이크로 코일을 배치 하면 협, 하지만 혈관 (그림 1)의 방해 하지. 중요 하지만 가벼운 감소 유도 배아 일 17 (인간 18에 배아 주 20-25에 해당)에 모두 양측 자 궁 및 난소 동맥, 자 궁, 즉, 공급 동맥의 근 위 부분에 이러한 microcoils을 적용 반응과 및 태아 혈액 흐름입니다. 코일은 자 궁을 먹이 모든 4 개의 동맥에 적용 된 후 혈액 흐름의 감소는 크게 동일 하 각 태 반 및 태아. 태아 사망률은 20% 미만. 새끼는 1-2 일 이전 (배아 하루 21-22) 정상 보다 자발적인 노동을 통해 태어난 다. 거의 모든 강아지는 크게 낮은 출생 무게 1전시 태어난 다. 회색 및 흰색 물질 볼륨 없이 명백한 조직 손상 1감소 됩니다. 새끼 신생아 반사, 근육의 약점, 그리고 변경 된 자발적인 활동 1의 지연된 취득 제시. 이 모델을 모방 태어난 중간 또는 IUGR; 어린이의 임상 증상과 아이 태어난된 preterm 전시 감소 회색 및 백색 질 또는 백색 질 부상 6, 존재 하지 않고, 신경 발달의 이정표를 지연 볼륨과 ADHD 3,5; 같은 행동 문제가 발생할 수 있습니다. 어린이 IUGR와 최소한의 신경 해부학 변경, 전시 하 고 모터와 인지 지연 4,7등 장애인된 신경 개발의 증가 위험을가지고. 조산 및 IUGR 다른 조건, 하지만 기본적인 메커니즘, 즉 임신 전체 기간 전에 미 숙 두뇌에 게 모욕을 공유 하는 두 가지 조건.

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Protocol

모든 실험은 실험 동물 관리 및 사용 국가 대뇌와 순환기 센터, 스이타 시, 일본의 위원회에 의해 승인 하는 프로토콜에 따라 수행 했다.

1. 다음 동물 및 MIUH 수술에 대 한 자료 준비

  1. 임신 주 17에 초과 임신 Sprague-Dawley 쥐 준비 즉, 배아 하루 17 (E17). 댐 평균 몸 무게는 307.0 ± 40.7 g (의미 ± SD, n = 9).
  2. 금속 microcoils; 준비 내부 직경 0.24 m m, 금 코팅 강철로 만든.
  3. 자료 테이블에 의하여 모든 재료를 준비 합니다.

2. MIUH 수술에 대 한 준비

  1. 쥐 배치에 대 한 37 ° C에 난방 패드를 따뜻한
  2. 장소는 생리대에 메 마른 기저귀
  3. 따뜻한 물 욕조에 37 ° C에서 살 균 식 염 수

3. MIUH 수술을 수행

  1. 무 균 조건 하에서 수술 절차를 수행 합니다. 코일, 집게, 사용 하기 전에 70% 에탄올과 바늘을 소독. 때때로 에탄올 스프레이 적용 하 여 소독 및 멸 균 장갑, 사용 합니다.
  2. 마 취 유도 상자에 쥐를 놓습니다. 4 %isoflurane 상자 (약 5 분)에 소개.
  3. 동물 철저 하 게 유도 상자에 마 취 후 부정사 위치에 생리대에 메 마른 기저귀에 쥐를 놓습니다. 발가락 핀치에 대 한 응답의 부족에 의해 마 취의 깊이를 확인 합니다. 코 콘 1.5-2.0 %isoflurane 유지 합니다.
  4. 골반 아치 지역 아래로 배꼽에서 복 부에 탈모 거품을 적용 합니다. 몇 분 후 종이 타월로 depilatory 거품을 닦아내십시오. 면도기 depilatory 거품에 대 한 대용으로 사용할 수 있습니다.
  5. 거 즈 피부 depilated 영역에 요오드 살 균 제 솔루션에 배어 적용 됩니다.
  6. 수술 절 개 영역 이외의 복 부를 커버 하는 라운드 오프닝 수술 드 레이프를 놓습니다. 거 즈의 여러 부분에 드 레이프에 대 한 대용으로 사용할 수 있습니다.
  7. 절 약 2.5 cm를 만들어 수술 메스를 사용 하 여 배꼽을 향해 위로 치 골의 위쪽 가장자리에서 낮은 복 부에 오래. 그런 다음, 아래 근육 층을 통해 절 개를 확인 합니다.
  8. 드 레이프, 오프닝 주위 멸 균 거 즈의 여러 조각을 놓고 예 열된 염 분으로 거 즈를 젖은.
  9. 자 궁 경적의 부분 절 개에서 나온다 그렇게 부드럽게, 복 부의 양쪽 측면을 밀어.
  10. 70% 에탄올과 외과 의사의 손을 소독.
  11. 부드럽게 당겨 전체 자 궁 경적 복 부 구멍에서 수동으로 집게를 사용 하지 않고. 그들은 쉽게 그들을 강하게 하 고 unevenly 압축 하 여 허약한 자 궁, 태아, 및 혈관 손상 될 수 있습니다 대로 수술 집게를 사용 하 여 권장, 되지 않습니다.
  12. 젖은 거 즈에 자 궁 경적을 놓습니다.
  13. 다른 자 궁 경적을 위한 동일한 절차를 수행 합니다.
  14. 태아의 수를 계산 합니다.
  15. 수술을 통해 자 궁을 따뜻하고 젖은 계속을 자주 예 열된 염 분을 적용 합니다.
    1. 그것은 너무 많은 염 분을 흡수 하고있다 때 기저귀를 변경 합니다. 안정성을 유지 하기 위해 소독 장갑 70% 에탄올 및 요오드와 악기의 팁을 반복 합니다. 악기의 멸 균 팁에서 비 멸 균 손가락을 유지 하는 것이 중요 합니다.
  16. 아래는 stereomicroscope 난소 및 자 궁 동맥의 주요 아케이드의 근 위 부분을 식별 합니다.
    참고: 가지에서는 반응과 주요 아케이드를 구별 하는 것이 결정적 이다. 참고 자 궁 경적 대칭 이동 될 경우 외과 수술 쉽게 있을 수 있습니다. 때때로, 아케이드의 매우 인접 부분에 코일을 적용 어렵습니다, 때문에 복 강 내 깊이 위치 하 고 태 반에 동맥은 아케이드의 근 위 부분에 가까운 매우. 이 경우에, 코일에서 첫 번째 분기 포크 후 아케이드의 부분에 적용할 수 있습니다.
  17. 집게와 그것을 병렬 실행 하는 정 맥에서 동맥을 분리 하 고 그들 사이 공간.
  18. 동맥 아래 문자열 (실크 봉합 4.0, 길이 5 c m)의 조각을 넣으십시오.
  19. 동맥은 해제 하 고 깨지기 쉬운 정 맥에서 분리 집게와 문자열의 양쪽 끝 위로 올립니다.
  20. 반면에 좋은 집게로는 microcoil의 가장자리를 잡고, microcoil 해제 동맥 (그림 2.1) 옆에 놓습니다.
  21. 해제 동맥 동맥 주위 microcoil 포장은 microcoil 주위에 문자열을 사용 하 여 회전 합니다. 동맥 동맥 (그림 2.2) 주위 코일 회전 보다 코일 주위를 회전 하는 것이 쉽습니다.
  22. (코일은 5 회전) 동맥 3 또는 4 회전, 회전 후 다른 가장자리에 코일 유지 됩니다 사이트를 변경 합니다. 집게와 동맥 주위 포장 된 코일의 가장자리를 잡으십시오. 문자열 리프트 코일의 다른 측면을 동맥 사이트를 변경 합니다. 회전 하는 코일 주위 동맥을 코일 완전히 (5 회전) 동맥 (그림 2.3, 2.4)를 래핑합니다.
  23. 문자열을 제거 합니다.
  24. 다른 3 개의 동맥에 대 한 동일한 절차를 수행 합니다.
  25. 참고는 자 궁에 식 염 수를 따뜻하게 자주 적용은 매우 중요; 그렇지 않으면,는 태아의 사망률 증가, 고 저체온증 신경 수 있습니다.
  26. 부드럽게 복 부 구멍으로 자 궁 경적을 반환 합니다. 집게와 복 벽 절 개의 가장자리를 리프팅이 이렇게 쉽게 만들 수 있습니다.
  27. Stich는 복 부 근육, 그리고 stich 봉합 (실크 봉합 4.0)와 복 부 피부. 각 stich, 즉 중단된 한 봉합 후 봉합을 묶어.
  28. 과 수술 절 개 주변 요오드 살 균 제 솔루션에 젖은 거 즈를 적용 합니다.
  29. 피하 0.5 mg/kg 몸 무게에서 진통 meloxicam를 관리 합니다.
  30. 따뜻하게 장에 복구의 30 분을 허용 한다. 동물 집 케이지를 반환 하는 경우 완전히 깨어 케이지, 주위를 움직이고 확인 합니다.

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Representative Results

양측 자 궁 및 난소 동맥, 자 궁, 즉, 먹이 동맥의 모든 microcoils를 적용 한 후 모든 태아 hypoperfusion의 대 등 한 수준으로 받게 됩니다. 0.24 m m 내부 직경 microcoils의 응용 하면 그로 인하여 가벼운 감소 반응과 태아에 혈액 흐름을 일으키는 그 동맥의 가벼운 협 (그림 3; 약 30%는 태 반에 사전 협 수준에서 참조 자세한 내용은 1 참조). 댐에서 태어난 새끼 IUGR (표 1)을 보여 줍니다.

댐 것 hypoactive 수술 후 몇 일 동안. 그 외, 댐 할 하지 어떤 눈에 띄는 합병증을 제시 하 고 수술 후 1 주일에서 완전히 복구. 댐 납품 후 오랜 시간 동안 살 수 있다 (사망은 관찰에 대 한 0% 기간), 그리고 간호사 새끼. 코일은 같은 장소에 남아 있다.

표 1입니다. 바디 무게 (출생 후 하루 0, P0) 출생 시 및 배아 날 29 (E29), P6-8에 해당 날에. 반면 가짜 수술 그룹 1 일 이전 (E22); 태어난 새끼 아니 수술 제어 그룹에서 E23에 태 어 났 그 가벼운 자궁내 hypoperfusion (MIUH) 그룹에서 1-2 일전 (E21-22) 자발적인 노동을 통해 태어났다. 따라서, E29 등가물 강아지의 임신 기간에 따라 P6 P8 했다. (n = 8-14 각 그룹, 각 성과 각 시간 지점에 대 한) *P < 0.01 아니 수술 대 제어 그룹 뿐만 아니라 가짜 수술 그룹. 일방통행 ANOVA, 뒤에 Tukey 크레이 머 테스트

Figure 1
그림 1입니다. 자 궁에 해부학 동맥 시스템의 스키마. 4 microcoils 상류 양측 난소 및 자 궁 동맥의 동맥 주위에 설치 되었다. 점선된 화살표는 동맥 혈액 흐름의 방향을 나타냅니다. 이 그림 우리의 이전 게시 1에서 수정 되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 2
그림 2입니다. 동맥을 코일의 응용 프로그램의 그림. 1. 문자열 동맥을 들어올립니다. Microcoil는 동맥 옆에 놓습니다. 2. 동맥은 microcoil 주위를 회전 하 여는 microcoil 동맥 주위에 싸여 있다. 3. 동맥 회전 후 3 또는 4 회전 (코일은 5), 다른 가장자리에 코일 유지 됩니다 사이트를 변경 합니다. 동맥 겸 자 사용 하 여 함께 코일의 가장자리를 잡으십시오. 문자열 리프트는 코일의 다른 측면을 동맥 사이트를 변경 합니다. 4. 회전 코일 주위 동맥을 코일 완전히 (5 회전) 동맥을 래핑합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 3
그림 3입니다. 자 궁의 대표 이미지 제작 레이저 반점 flowmetry1. 이 이미지는 코일 협 왼쪽된 난소 및 자 궁 동맥에서 수행한 후 오른쪽, 왼쪽된 자 궁 경적에 감소 혈액 흐름을 보여 줍니다. *: 난소 및 자 궁 동맥;의 아케이드 협 착 코일의 위치 위 별표 난소 동맥의 근 위 부분에 해당 하며 자 궁 동맥의 근 위 부분에 해당 하는 더 낮은 것. 점선 왼쪽 자 궁 경적에서 난소 및 자 궁 동맥의 아케이드를 나타냅니다. 붉은 색 반면 파란 색 적은 혈액의 흐름을 나타냅니다 더 많은 혈액 흐름을 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

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Discussion

모두 자 궁 뿔에 난소와 자 궁 동맥의 microcoil 협 일관 되 고 재현 가능한 모든 반응과 태아에서 자궁내 hypoperfusion을 생성합니다. Hypoperfusion의 수준은 다른 내부 직경을 가진 microcoils를 사용 하 여 수정할 수 있습니다. Microcoils 0.24 m m 내경 동맥 협 착 증에 수행 된 댐에서 태어난 쥐 새끼 IUGR과 조산 (자세한 내용은 참조 1 참조)를 보여 줍니다. 새끼 신경 해부학 및 행동 변경 preterm 어린이 관찰 증상과 유사한 전시. 이러한 신경 해부학 변경 포함 심 실 확대, 피 질과 신체 callosum의 숱이 두뇌 무게 하지만 분명 셀 손실 하거나 낭 성 병 변 1감소 합니다. 동작 변경 관찰 지연 포함 신생아 반사, 근 력 감소 및 자발적인 활동 1변경.

공부 하 고 자궁내 허 혈, 동물 모델 기반으로 가혹한 국 소 빈 혈 reperfusion와 짧은 기간 동안 자주 사용된 10,11있습니다. 클리핑에서는 난소 및 자 궁 동맥에서 형성 하는 동맥 아케이드의 두 끝 다 차단 때 혈액 공급 (반응과 및 태아 포함) 자 궁 경적을 완전히 중단 됩니다. 따라서, 클리핑의 기간 짧은, 되어야 합니다 또는 태아는 죽을 것 이다. 그러나 임상 설정에서, 우리는 장기간된 가벼운 hypoperfusion 발생할 수 있습니다 더 자주 그것의 완전 한 회복과 자 궁에 혈액 흐름의 갑작스러운 봉쇄 보다 한 시간 추측.

설치류 모델을 포함 하나 또는 둘 모두 붙이는 자 궁 동맥 및 양측 난소 동맥과 대동맥 사이의 일부 내부 공간을 나뭇잎 클리핑 관련 된 그의 아케이드의 결 찰 봉합 되어 약한 장기의 사용할 수 있는 모델 자궁내 hypoperfusion 13,14,16,,1920. 이러한 결 찰 및 클리핑 모델 낮은 재현성, 즉, 몇 가지 태아만 생존과 hypoperfusion에서 고통. 태아는 자 궁 경부와 질에 가까이 있는 대상이 되는 반면 깊은 국 소 빈 혈, 태아 가까운 난소에 즉, 상단에 있는 자 궁 경적의 복종 봉합 결 찰에 의해 난소 동맥에서 혈액의 흐름을 차단 하는 경우 최소화 또는 전혀 감소 혈액 공급 12.

프로토콜에 3 개의 중요 한 단계가 있습니다. 난소 및 자 궁 동맥의 주요 아케이드의 근 위 부분을 식별 하는 것은 필수적 이다. 주요 동맥 아케이드는 반응과 수많은 지점 있다. 일부 이러한 분기 동맥의 직경, 큰 되며 때때로 거의 주요 동맥 처럼 큰. 따라서, 다른 여러 분기 동맥 중에서 주요 동맥 구별 복잡할 수 있다. 참고 주요 동맥 아케이드는 직경에서 큰. 아케이드의 옆에 실행 하는 정 맥은 동맥 보다 직경에 여러 번 큰. 동맥 수술 자극에 수축으로 인하여 심지어 좁은 될 수 있습니다. 그것을 함께 실행 하는 정 맥에서 동맥을 분리 하는 것은 섬세 한 작업입니다. 동맥의 adventitia는 아케이드의 대부분에 걸쳐 정 맥 긴밀 한 접촉에 있다. 정 맥 겸 자에 의해 만질 때 쉽게 스며들 다는 것을 유의 하십시오. 따뜻하고 젖은 자 궁을 유지 하는 것은 매우 중요; 그렇지 않으면, 댐 및 태아 스트레스와 탈수에서 고통 수도 있습니다 하 고 많은 태아를 배달 하기 전에 손실 될 수 있습니다. 이 코일 협 모델 기술의 한계는 필요한 긴 수술 기간 이다. 약 60 분의 기간 동안 4 개의 코일을 적용 하 여 수술을 완료 하는 데 필요 합니다. 이 긴 수술 기간에는 태아와 댐 추가 스트레스를 일으킬 수 있습니다.

우리는이 문서에 소개 된 모델은 MIUH의 적절 하 고 재현할 수 모델 가장 임상적으로 믿습니다. 이 모델 IUGR에 MIUH의 시간적 및 경도 미치는 영향의 평가 대 한 수 있습니다.

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Disclosures

저자는 공개 없다.

Acknowledgments

이 작품은 JSP와 CNRS, JSP KAKENHI 보조금 번호 26860858, Narishige 신경 과학 연구 재단 사이 년도 2013 연구 교환 프로그램에 의해 지원 되었다. 우리 박사 마 리코 하라다-시바와 쿄 시오 야 도움이 토론에 대 한 감사. 우리 마리 Furuta, 무쓰 미 사카모토, 리츠 코 마 키, 및 박사 Emi 다나카 우수한 기술 지원에 대 한 감사.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Stereomicroscope
Isoflurane anesthesia machine
Anesthesia induction box
Heating pad
Diaper 30x40 cm
Depilatory foam or shaver
Iodine disinfectant solution
Gauze 10x20 cm 
Surgical drape 45x45 cm with a round opening 5 cm in diameter
Spray bottle with ethanol for disinfection
Cotton swab
Forceps with large blunt tips
Forceps with angled fine tips
Scissors
Surgical scalpel, blade size is 27mm long (no.10, Axel, AS ONE Corporation, Osaka, Japan)
Surgical suture needle
Metal microcoils; inner diameter 0.24 mm, made from gold-coated steel (SAMINI Co. Ltd., Shizuoka, Japan)
Silk suture 4-0
Sterile saline (0.9% sodium chloride)
Heating water bath
Plastic syringes (50ml) and needles (18G)

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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신경 과학 문제 131 자궁내 hypoperfusion microcoil 동맥 협 착 증 자 궁 동맥 난소 동맥 태아 조산 태아 저 산소 증-허 혈 태아 성장 제한 자궁내 성장 제한 낮은 출생 무게
Microcoil 협와 가벼운 자궁내 Hypoperfusion의 쥐 모델
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Tsuji, M., Coq, J. O., Ogawa, Y.,More

Tsuji, M., Coq, J. O., Ogawa, Y., Yamamoto, Y., Ohshima, M. A Rat Model of Mild Intrauterine Hypoperfusion with Microcoil Stenosis. J. Vis. Exp. (131), e56723, doi:10.3791/56723 (2018).

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