Için inceltilmiş-kafatası Kortikal Pencere Tekniği In Vivo Optik Koherens Tomografi Görüntüleme
19 Kasım 2012
Biz bir fare modelinde bir inceltilmiş-kafatası kortikal pencere (TSCW) oluşturma bir yöntem mevcut In vivo OCT görüntüleme.
Bu prosedürün genel amacı, beynin in vivo optik koherens tomografi görüntülemesi için bir fare modelinde ince bir kafatası kraniyal penceresi oluşturmaktır. Bu, önce hayvanın uyuşturulması ve ameliyata hazırlanmasıyla gerçekleştirilir. Ardından, çeşitli diş çapakları kullanarak kafatasını inceltin.
Son adım, ince kafatası kraniyal penceresinden in vivo olarak beynin OCT görüntülerini elde etmektir. Sonuçta, elde edilen OCT görüntülerinden beynin yapısal ve fonksiyonel bilgileri elde edilebilir. Bu tekniğin kraniektomi veya kapak kayma pencereleri gibi mevcut yöntemlere göre ana avantajı, finical pencerenin daha az invaziv olması ve beynin biyolojik bütünlüğünü ve canlılığını sürdürme olasılığının daha yüksek olmasıdır.
Bu tekniğin etkileri nörolojik bozuklukların teşhisine kadar uzanır, çünkü OCT yüksek uzamsal ve zamansal çözünürlük sağlar ve konfokal ve iki foton mikroskobu ile karşılaştırıldığında üstün derinlik penetrasyonu sağlar. Genel olarak, bu yönteme yeni başlayan kişiler, kafatası kırıkları veya subdural kanama olmadan düzgün bir şekilde ince bir kafatası yüzeyi oluşturmak için mücadele edeceklerdir. Bu işleme başlamak için, intraperitoneal ketamin ve ksilazin kombinasyonu enjeksiyonu ile altı ila sekiz haftalık bir CD fareyi uyuşturun.
Ardından, cerrahi hazırlık sırasında yaklaşık 37 santigrat derecede optimum vücut sıcaklığını sağlamak için fareyi homeo temalı bir ped veya battaniye üzerine yerleştirin, hayvanın reflekslerini test ederek anestezi seviyesini sürekli izleyin ve gerektiğinde daha fazla anestezi enjekte edin. Ardından, her iki gözü de yapay gözyaşı merhemi ile yağlayın. Saç kesme makinesi ile kafa derisindeki tüyleri alın.
Ardından, kalan kesilmiş saçları evli bir ped veya çubukla çıkarın. Bundan sonra, saç derisine ince bir tabaka tüy dökücü krem sürün. İki dakika sonra, tuzlu su, nemli pamuklu çubuklar ve alkol hazırlama pedleri kullanarak kremi ve kalan saçı nazikçe silin.
Şimdi bir Betadine çubukla saç derisini dezenfekte edin ve %70 etanol hazırlama pedleri ile temizleyin. Daha sonra kafatasını hareketsiz hale getirmek için hayvanı stereotaksik bir çerçeveye monte edin. Stabilitesini sağlamak için kafatasına hafifçe vurun.
Bu prosedürde, kafa derisi kesisine gözler arasındaki orta hat noktasından başlayın. Kulak kısmı arasındaki orta hat noktasına doğru kıvrık bir şekilde devam edin, cilt forseps ile kanatlanır. Ardından, diseksiyon mikroskobu altında inceltilecek alanı bulun.
Kalan fasyayı çıkarmak için kafatasını kazımak için forseps kullanın. Daha sonra, yaklaşık bir milimetre posterior ve lateral torema olmak üzere dört x dört milimetre inceltilmiş kortikal pencere oluşturmadan önce kafatasını steril pamuklu çubuklarla kurulayın. Kafatasını inceltmek için hafif bir süpürme hareketiyle yuvarlak karbür çapaklı bir cerrahi el matkabı kullanın.
Kafatasına doğrudan baskı uygulamayın. Steril tuzlu su ve pamuklu çubuklar kullanarak kemik tozunu çıkarmak ve kafatasının aşırı ısınmasını önlemek için her 20 ila 30 saniyede bir delmeyi bırakın. Tuzlu su ayrıca ısının kafatası boyunca dağıtılmasına da yardımcı olacaktır.
Kompakt kemiğin dış tabakası tamamen çıkarıldıktan sonra, orta süngerimsi kemik tabakası görünür olmalıdır. Süngerimsi kemik tabakasında kan damarları daha belirgin olduğu için hafif kanama olabilir. Yeşil taş çapağına geçin ve ekstra dikkatli kullanarak delmeye devam edin.
Süngerimsi tabaka daha hassas olduğundan, yeşil taş çapak, kafatası penceresi boyunca düzgünlüğü sağlarken daha az kemik materyalini çıkaracaktır. Kemik tozunu temizlemek ve kafatasını soğutmak için ara sıra delmeyi bırakın. Son olarak, kafatası daha şeffaf hale geldiğinde ve beyindeki damar sistemi görünür hale geldiğinde, bir parlatma frezi kullanarak kafatasını parlatmaya başlayın, forseps ile hafifçe vurarak kafatasının kalınlığını kontrol edin, cilalamayı durdurun.
Kafatası biraz esnek hale geldiğinde, inceltilmiş kafatası penceresi artık tamamen pürüzsüz ve yansıtıcı olmalı ve görüntülemeye hazır olmalıdır. Beynin yüksek derecede dağılan dokularının doğası gereği, optimum derinlik penetrasyonu için kafatası en az 55 mikrona kadar inceltilmelidir. Ameliyat tamamlandıktan sonra, uygun anestezi seviyesini sağlamak için görsel muayene ve refleksler yoluyla hayvanın solunum hızını kontrol edin ve ek anestezi uygulayın Gerekirse, hayvanı OCT kameranın altına yerleştirin, ardından ince kafatası kraniyal penceresini optik ışının altına yerleştirin.
Kafatası ve beynin kesitsel bir görünümü artık görselleştirilebilir. Veri toplama işlemi başlayabilir. İlgilenilen alan görüntüleme amacıyla bulunduktan sonra, OCT ışınını 4.0 milimetre genişliğinde bir görüntüleme kortikal penceresi üzerinden taradık ve altı miliwatt olay gücü ve ince kafatasının 0.1 milimetre altında bir odak ile iki milimetrelik bir görüntüleme derinliği elde ettik.
Her kesit alanı, görüntü başına 0,14 saniyelik bir edinme oranına sahip 2048 eksenel taramadan oluşuyordu. Bu özel yöntem, OCT kesit görüntülerimizdeki belirli yapıları tanımlamamıza izin verdi. Bu şekil, normal bir kafatası altındaki korteksin bir para sagital OCT görüntüsünü göstermektedir ve burada ince bir kafatası altındaki bir para sagital OCT görüntüsünü göstermektedir.
Beynin yapıları, normal bir kafatasının aksine, ince bir kafatası kafatası penceresi altında görsel olarak daha belirgindir. Ek olarak, orta hat yapılarının tanımlanmasını kolaylaştırmak için bir koronal kesitsel OCT görüntüsü de elde edilir. Beynin hacimsel taramaları, XY taraması için iki set gal O aynası kullanılarak bir dizi 2D kesitsel görüntü toplanarak da elde edilebilir, ilk gal O aynası ışını sagital yönde tarar ve ikinci gal aynası koronal yönü tarar.
Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik düzgün bir şekilde yapılırsa 10 dakika içinde tamamlanabilir. Bu prosedürü denemek, OCT görüntüleme sırasında yeterli sinyal penetrasyonunu sağlamak için kafatasını düzgün bir şekilde inceltmek önemli olsa da, bu videoyu izledikten sonra, OCT görüntüleme amaçları için ince bir kafatası kortikal penceresinin nasıl hazırlanacağını iyi anlamalısınız.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Genel Bakış
Bu makale, serebral korteksin in vivo optik koherens tomografisi (OCT) görüntülemesine olanak tanıyan, bir fare modelinde inceltilmiş kafatası kortikal penceresi (TSCW) oluşturma yöntemini sunmaktadır. Bu teknik, beynin biyolojik bütünlüğünü koruyarak geleneksel yöntemlerden daha az invaziv olacak şekilde tasarlanmıştır.
Temel Çalışma Bileşenleri
Bilim Alanı
- Nörobilim
- Görüntüleme Teknikleri
- In Vivo Çalışmalar
Arka Plan
- Optik koherens tomografisi (OCT), non-invaziv bir görüntüleme tekniğidir.
- Kraniektomi gibi geleneksel yöntemler daha invaziv olabilir ve daha fazla hasara yol açabilir.
- Doğru sonuçlar elde etmek için görüntüleme sırasında beyin canlılığının korunması kritik öneme sahiptir.
- İnceltilmiş kafatası yaklaşımı, bu sorunları gidermeyi amaçlamaktadır.
Çalışmanın Amacı
- Beyin görüntüleme için daha az invaziv bir yöntem geliştirmek.
- Görüntüleme prosedürleri sırasında beynin canlılığını artırmak.
- OCT görüntülerinden yapısal ve fonksiyonel bilgiler elde etmek.
Kullanılan Yöntemler
- Cerrahi işlem öncesinde fare modelinin anesteziye alınması.
- Dental frezler kullanılarak kafatasının inceltilmesi.
- İnceltilmiş kafatası üzerinden OCT görüntülerin elde edilmesi.
- Görüntülerden beyin yapısal ve fonksiyonel bilgilerinin değerlendirilmesi.
Ana Sonuçlar
- İncelmiş kafatası yöntemi, in vivo görüntülemeye başarılı bir şekilde olanak sağlar.
- Elde edilen görüntüler, değerli yapısal ve fonksiyonel bilgiler sunar.
- Teknik, beyin canlılığını koruma konusunda gelecek vaat etmektedir.
- Geleneksel yöntemlere göre daha az invazivdir ve potansiyel hasarı azaltır.
Sonuçlar
- İnceltilmiş kafatası kortikal penceresi, beyin görüntülemesi için uygulanabilir bir alternatiftir.
- Bu yöntem, beyin fonksiyonlarının in vivo incelenme kapasitesini artırır.
- Gelecekteki uygulamalar, çeşitli nörolojik çalışmalara genişletilebilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Sektörle İlgili Yönetici Özeti
Bu teknik, kortikal yapı ve fonksiyonun in vivo minimal invaziv boylamsal görüntülemesini mümkün kılarak, nörodejeneratif hastalık modellerinde hedef doğrulamasını destekler. Beyin bütünlüğünü koruyarak, preklinik çalışmalardaki öngörüsel güveni artırır ve ilaç yanıt değerlendirmelerini yanıltabilecek biyolojik değişkenliği azaltır. Bu yöntem, erken keşif süreçlerinde mekanistik risk azaltma için yeniden kullanılabilir bir platform olarak konumlandırılmaktadır.
Biyofarma Ar-Ge'de Stratejik Uygulamalar
Erken Keşif ve Hedef Doğrulama
- Bilimsel Değer: Boylamsal yapısal ve fonksiyonel kortikal görüntüleme yoluyla terapötik hipotezlerin sorgulanmasına olanak tanır.
- Operasyonel Değer: Hedef etkileşiminin ve yolak modülasyonunun zaman içindeki değerlendirmesi için hastalıkla ilgili bir sistem sağlar.
- Öngörücü Değer: Kantitatif, yüksek çözünürlüklü yapısal okumalar sunarak biyobelirteç hizalamasını ve fenotipik tarama hazırlığını destekler.
Tarama ve Analiz Geliştirme
- Bilimsel Değer: Tutarlı optik erişim sağlayarak, biyolojik sistemleri sonraki bileşik değerlendirmeleri için doğrulanmış şekilde hazırlar.
- Operasyonel Değer: Tekdüze kafatası inceltme ve stabil görüntüleme pencereleri aracılığıyla analiz standardizasyonunu ve tekrarlanabilirliğini sağlar.
- Ölçeklenebilirlik: Platformun birden fazla görüntüleme oturumu boyunca yeniden kullanımını kolaylaştırarak denek başına hazırlık yükünü azaltır.
Translasyonel ve Preklinik Araştırmalar
- Bilimsel Değer: Bozulmamış, fizyolojik olarak aktif kortikal ağlarda görüntülemeye olanak tanıyarak hastalıkla olan ilgiyi korur.
- Operasyonel Değer: Keşif aşamasından preklinik doğrulamaya kadar olan translasyonel sürekliliği, minimum prosedürel sapma ile destekler.
- Risk Azaltma: Cerrahi travmadan kaynaklanan karıştırıcı değişkenleri azaltarak, karar verme süreçleri için veri güvenilirliğini artırır.
Pipeline ve İş Akışı Entegrasyonu
Bu yöntem, hedef doğrulamadan öncü bileşik optimizasyonuna kadar uzanan keşif sürekliliğine uyum sağlayarak, mekanistik anlayışı ve bileşik etkilerini bilgilendiren yapısal ve fonksiyonel görüntüleme çıktıları sunar.
- Keşif Biyolojisi: Pertürbasyonlara karşı kortikal yanıtların tekrarlı in vivo görüntülemesini sağlayarak hipotez testlerini ve yolakların açıklığa kavuşturulmasını destekler.
- Tarama: Boylamsal bileşik taramaları için tekrarlanabilir pencere hazırlama ve stabil sinyal penetrasyonu ile analiz hazırlığı sağlar.
- Analizler: Karşılaştırmalı analizler için kortikal kalınlık, vasküler yoğunluk ve yapısal katman belirlemesi dahil olmak üzere kantitatif bağımlı değişken ölçümleri üretir.
- Translasyonel Araştırma: Kortikal viabiliteyi koruyarak ve davranışsal veya moleküler uç noktalarla korelasyon kurulmasını sağlayarak preklinik süreklilikle bağlantı kurar.
- Kurumsal Yeniden Kullanım: Terminal bir prosedürden ziyade yeniden kullanılabilir bir görüntüleme platformu olarak işlev görür ve birden fazla deneysel kol boyunca boylamsal çalışma tasarımlarını destekler.
Operasyonel ve Kurumsal Etki
- Bilimsel Değer: Kortikal mikro yapının doğrudan ve tekrarlı görselleştirilmesi yoluyla mekanistik belirsizliği azaltarak öngörü güvenini artırır.
- Operasyonel Değer: Tanımlanmış inceltme protokolleri ve uç nokta görselleştirme kriterleri aracılığıyla standardizasyonu ve tekrarlanabilirliği geliştirir.
- Stratejik Değer: Denek başına birden fazla veri noktasına imkan tanıyarak hayvan kullanımını azaltıp istatistiksel gücü artırarak sermaye verimliliğini iyileştirir.
- Portföy Etkisi: Hastalık modifikasyon potansiyeli ile korelasyon gösteren erken yapısal ve fonksiyonel okumalar sağlayarak riskle uyumlu önceliklendirmeyi bilgilendirir.
Uygulama Hususları
- Mikrocerrahi tekniklerinde uzmanlık ve stereotaksik tespit ile dental frez kullanımı konusunda deneyim gerektirir.
- Volumetrik veri toplama için uygun tarama yazılımına ve galvo ayna kontrolüne sahip spektral alan OCT sistemlerine erişime bağlıdır.
- Tutarlı pencere kalitesi ve veri yorumlaması sağlamak için cerrahi, görüntüleme ve analiz ekipleri arasında ekipler arası standardizasyon gerektirir.
- Kafatası kalınlığı ve iyileşme yanıtı farklılık gösterebileceği için farklı fare suşları ve yaşları arasında adaptasyon değerlendirmeleri içerir.
- Sinyal kalitesini ve hayvan refahını tehlikeye atabilecek kafatası kırıklarını veya subdural kanamaları önlemek için gereken teknik beceri ihtiyacı ile sınırlıdır.
