Målet med denne protokol er at give en dyremodel af cochlear implantation, som kan bruges til at løse en lang række forskningsspørgsmål. Potentielle anvendelser omfatter vurdering af farmaceutiske interventioner eller elektrisk stimulation for gavnlige effekter på retsmødet tærskler eller elektrode impedances.
Cochlear implantater er højeffektive enheder, der kan genoprette hørelsen hos patienter med meget svær hørenedsættelse. På grund af forbedret tale perception resultater, er kandidatur kriterier blevet udvidet i de sidste årtier. Dette omfatter patienter med betydelig resterende hørelse, der nyder godt af elektriske og akustiske stimulation af det samme øre, hvilket gør hørelse bevarelse under cochlear implantation et vigtigt spørgsmål. Elektrode impedances og det relaterede spørgsmål om energiforbruget er et andet store forskningsområde, som fremskridt på dette område kunne bane vejen for fuldt implantable auditive proteser. For at løse disse problemer på en systematisk måde, er passende dyremodeller afgørende. Derfor er målet med denne protokol at give en dyremodel af cochlear implantation, som kan bruges til at løse forskellige forskningsspørgsmål. På grund af sin store tympaniske bulla, som tillader nem kirurgisk adgang til det indre øre, såvel som dens hørelse vifte, som er relativt svarende til hørelse vifte af mennesker, er marsvin et almindeligt anvendte arter i auditive forskning. Cochlear implantation i marsvin udføres via en retroauricular tilgang. Gennem bullostomy en cochleostomy er boret og cochlear implant elektrode er indsat i scala tympani. Denne elektrode kan derefter bruges til elektrisk stimulation, bestemmelse af elektrode impedances og måling af sammensatte handling potentialer af hørenerven. Ud over disse applikationer, kan cochlear implant elektroder også bruges som drug delivery enheder, hvis en aktuel levering af apoteksagenter til celler eller væsker i det indre øre er beregnet.
Mere end 500 millioner mennesker verden over lider af høretab. 1 nedsat hørelse har været forbundet med en højere sats af depression, lavere selvværd og lavere følelse af selvværd, der alle fører til forringet livskvalitet. 2 mens høreapparater er en passende måde at genoprette sensoriske funktion i tilfælde af moderat hørenedsættelse, den mest effektive behandling modalitet for patienter, der lider af meget svær hørenedsættelse er den cochlear implant (CI). På grund af de fremragende resultater med hensyn til tale perception, kandidatur kriterier til cochlear implantation nu også omfatters patienter, der har betydelig resterende retsmøde i det lavfrekvente område, men er omfattet ikke af høreapparater. 3 da disse patienter kan brug kombineret elektriske og akustiske stimulation i den indopererede øre, hørelse bevarelse er blevet et stort problem for CI kirurger. Under cochlear implantation indsættes en elektrode-array i scala tympani af cochlea, hvor det elektrisk stimulerer hørenerven. 4 elektrode indsættelse traumer artikeludgør en risiko for resterende hørelse og inducerer fibrose, hvilket øger elektrode impedances og batteriforbrug af implantatet. Således er modeller at studere farmaceutiske indgreb, der kan reducere tab af hørelse og fibrose forårsaget ved indsættelse af elektrode afgørende.
Marsvin er en velegnet og praktisk dyremodel for SNG, på grund af den lettere og mere reproducerbare kirurgisk adgang til det indre øre i forhold til ørkenrotter, rotter eller mus. 5 , 6 , 7 , 8 endvidere hørelse vifte af denne art er relativt sammenlignelige til menneskelige hørelse. 9 større arter som katte eller aber, der er blevet brugt til at tage specifikke forskningsspørgsmål relation til CIs, repræsenterer ikke et rimeligt valg for de fleste CI undersøgelser på grund af både etiske og økonomiske overvejelser. 10 , 11
I Resumé er marsvin en pålidelig og relativt omkostningseffektiv model til at vurdere virkningerne af farmakologiske interventioner i fastsættelsen af cochlear implantation.
Den præsenterede protokol beskriver, hvordan du udføre cochlear implantation i guinea gris model. Denne protokol kan bruges til at vurdere forskellige interventioner for deres effekter på resterende hørelse og fremmedlegeme reaktion på CI elektrode. Flere forholdsregler bør tages til at opnå en høj reproducerbarhed og præcision af forsøgene.
Baseline hørelse tærskler for alle marsvin skal måles præoperativt med fx auditive hjernestammen svar. Nogle af de kommercielt tilgængelige marsvin udviser en relevant høretab og bør derfor ikke optages i den eksperimentelle kohorte. Afhængigt af længden af kirurgi og protokollen denne evaluering kan udføres enten umiddelbart inden kirurgi eller et par dage før cochlear implantation, giver den animalske tilstrækkelig tid til at inddrive fra anæstesi.
Når du udfører kirurgi under generel anæstesi i en spontant vejrtrækning dyr, hastighed er vigtig. Omhyggelig forberedelse før operationen er derfor afgørende, så er valget af den bedøvende protokol. Brugen af ketamin, medetomidine, midazolam og fentanyl i kombination med lokalbedøvelse resultater i en tilstrækkelig anæstesi og analgesi, mens på samme tid dyret fortsætter med at trække vejret spontant. I forhold til de ofte beskrives brugen af ketamin og xylazin, resulterer dette regime i bedre analgesi og reduceret perioperative sygelighed og dødelighed. Det er vigtigt at have alle instrumenter og medicin (herunder en booster i anæstetika) let tilgængelige før at sætte dyret til at sove.
På grund af holdning ændringer af dyr under operationen (skiftende fra liggende stilling til sidelæns stilling og tilbage), er der en risiko for aspiration af maven indhold i til lungerne. Derfor indeholder protokollen også anvendelsen af en mave tube, som er en hurtig og nem måde at beskytte dyrene mod aspiration og reducere perioperative dødeligheden.
For at bevare steriliteten under re positionering, områderne hvor dyret er rørt behov skal dækkes af steril gardiner, handsker savn at blive forandrede derefter eller re positionering skal gøres af en anden person, der ikke er sterilt.
O2-mætning overvågning er også af allerstørste betydning under operationen. Positionering af hovedet kræves for visualisering af forbjerget og runde vinduet niche kan forårsage en obstruktion af luftvejene, som kan let håndteres, når identificeret tidligt nok.
Normalt mister dyr en stor mængde af kropsvæsker (f.eks. blod, ekstra cellulær væske, urin) under operationen. Derfor væske substitution protokollen indført i dette manuskript repræsenterer en veltolereret metode til at stabilisere Hæmodynamik dyr og understøtter deres hurtig genopretning fra anæstesi.
Det anbefales for at undgå fejl, når du udfører audiometrical målinger, tilsluttes den samme pin til stikket til en bestemte elektrode under hver operation.
En begrænsning af denne metode er den forholdsvis høj variation i postoperative hørelse tærskel Skift, som ofte ikke korrelerer godt med kirurgens perception. Selvom denne variation i resultaterne ligner situationen i menneskelige CI modtagere med resterende hørelse, er det ikke fuldt forstået hvad årsager til de varierende resultater er. 16 , 17 , 18 generelt variabilitet falder med tid og erfaring af kirurgen. Det er vigtigt at undgå overdreven kræfter, når du indsætter den elektrode, der kan opnås ved en langsom indsættelse hastighed. Fordi forsigtig indsættelsen af en CI elektrode kan resultere i kun meget begrænset høretab, præsenteres protokollen beskriver en gentagen indsættelse af elektrode, der forårsager en højere og mere forudsigelige tab af hørelse. Denne høretab er mest udtalt i området høj frekvens mellem 16 og 32 kHz. Da intracochlear traumer afhænger indsættelse dybde, morfologi af cochlea og tilgang (cochleostomy versus runde vindue indsættelse) skal tages i betragtning. Indsættelse af CI elektrode gennem det runde vindue membran, normalt udføres i menneskelige hørelse bevarelse cochlear implantation, er også blevet brugt i modellen marsvin. 19 fordi det runde vindue membran er skjult i guinea gris og elektrode isætning gennem de runde vindue membran resultater i en ugunstig indsættelse vinkel, boring en cochleostomy fører til mere forudsigelige hørelse tærskel Skift. Denne protokol foreslår anvendelsen af en skalpel i stedet for en boremaskine til åbningen af den tympaniske bulla, da dette resulterer i en reduceret støjeksponering af øret til at blive implanteret. En histologisk vurdering af indre ørerne adressering fremmedlegeme reaktion på elektroden, mængden af hår celler og spiral ganglion celler samt traumer til strukturer som ossøse spiral lamina og elektrode translokation priser bør udføres i alle implanteret ører, da disse resultater lette forståelsen af de funktionelle resultater måles. 12 , 20
The authors have nothing to disclose.
Forfatterne vil gerne takke Sandra Peiritsch for pasning af dyr og Noelani Peet for medicinsk skriftligt. Den finansielle støtte af de østrigske videnskab fond (FWF grant P 24260-B19) og MED-EL Østrig er taknemmeligt anerkendt.
Scale | |||
Oxygen insufflator | |||
Shaver | |||
Sucker | |||
Povidone Iodine Solution | |||
Alcohol | |||
Laryngoscope | |||
Stomach tube | Fr 06, Lg 80 cm | ||
Surgical binocular microscope | |||
Drill | |||
0.5 mm diamond burr | |||
1 mm diamond burr | |||
Heating plate | |||
Pulse oximeter | |||
Tissue glue | |||
Dental cement powder | |||
Fluid for dental cement powder | |||
Bipolar cautery | |||
Gauze compress | |||
Cotton bud | |||
Cement mixing bowl | |||
Teflon insulated gold wire | 99.99 % gold, diameter: 0.125 mm, isolation: 0,016 mm, PTFE (Polytetrafluoroethylen) | ||
Scalpel with blade No. 10 | |||
Scalpel with blade No. 15 | |||
Scissors | |||
Mosquito forceps | |||
Dressing forceps | |||
Tissue forceps | |||
Delicate dressing forceps 2X | |||
Micro forceps | |||
Screw driver | |||
Stainless steel screws | diameter: 1 mm | ||
Retractor | |||
Needle probe | |||
Spatula | |||
Needle holder | |||
5-0 absorbable sutures | |||
Needle 23G | |||
Needle 27G | |||
Medetomidine 1 mg/mL | 0.36 mg/kg | ||
Midazolam g mg/mL | 1.2 mg/kg | ||
Fentanyl 50 µg/mL | 0.036 mg/kg | ||
Ketamine 100 mg/mL | 12 mg/kg | ||
Lidocaine (local anesthesia) | 4 mg/kg | ||
Atipamezole 5 mg/mL | 1 mg/kg | ||
Flumazenil 0.1 mg/mL | 0.1 mg/kg | ||
Enrofloxacin 100 mg/mL | 7 mg/kg | ||
Buprenorphin 0.3 mg/mL | 0.05 mg/kg | ||
Physiological Saline (at body temperature) | 12.5 mL/Kg (pre-surgery) | ||
Glucose 5 % (preoperative, at body temperature) | 12.5 mL/Kg | ||
Physiological Saline (at body temperature) | 25 mL/kg (post-surgery) |