Nöromusküler Hastalığının Fare Modelinde Solunum Kas Aktivitesi ve Havalandırma tekrarlanan ölçüm

Bu prosedürün genel amacı, hastalık seyri boyunca solunum kası aktivitesini ve ventilasyonu tekrar tekrar ölçmektir. Seçilen kaslara yerleştirilen elektromiyografi uçlarına sahip bir telemetri cihazının cerrahi implantasyonunu takiben uygulanır. Bu yöntem, hastalık veya yaralanma sonrası bozulmuş diyafram fonksiyonunu yardımcı solunum kaslarının nasıl telafi ettiğine dair temel soruları yanıtlamak için kullanılabilir.

Bu tekniğin temel avantajı, hastalık seyri boyunca ventilasyon ve solunum kası aktivitesinin aynı serbest hareket eden fare üzerinde ölçülebilmesidir. Bu yöntem, ALS'nin teşhis ve tedavisine dair içgörüler sağlayabileceği gibi, diğer nöromüsküler hastalık veya omurilik yaralanması modellerine de uygulanabilir. EMG elektrotlarını hazırlayarak başlayın.

Hedef kasla temas edebilmek için distal iletken uçları, yaklaşık üç santimetre uzunlukta kalacak şekilde teller için ayrılmış makaslarla kesin. Ardından, telin kendisine zarar vermeden plastik kaplamanın 0,5 santimetresini bir neşter yardımıyla soyun. Son olarak, telten uçlarını orijinal uzunluklarının dört veya beş katına çıkaracak şekilde tel işleme araçlarını kullanın.

İletkenlerin açıkta kalan tellerini 0.5 santimetre uzunluğunda olacak şekilde kesin. Daha sonra, daha önce çıkarılan plastik kılıftan 0.25 santimetrelik tüpler keserek tel uçlarını kapatacak iletken kapakları hazırlayın. Fareyi anesteziye aldıktan sonra, bir tepki oluşmadığını gözlemleyerek farenin tamamen anestezi altında olduğundan emin olmak için ayak parmağı ve kuyruk sıkma testlerini gerçekleştirin.

Ardından fareyi cerrahi düzeneğe transfer edin ve cerrahi sırasında anestezinin devamlılığını sağlamak için burun konisini yerleştirin. Cerrahi sırasında gözlerin kurumasını önlemek için oküler kayganlaştırıcı pomad uygulayın. İyileşme sürecinde farenin lead'leri çekme veya tırmalama yoluyla yaralara yol açma olasılığını azaltmak için cerrahi bölgeye ipsilateral olan ayak tırnaklarını kesin.

Kulak ve omuz arasındaki cerrahi alanı açığa çıkarmak için fareyi tıraş edin. Ardından cerrahi alanı sırayla önce dezenfektan, sonra izopropanol ile silin. İmplantasyona başlamak için, skapulayı kaudal yöne kaydırarak skalen ve trapezius kaslarına cerrahi erişim sağlamak amacıyla ön ekstremiteyi ipsilateral ayağa doğru çekin.

Cerrahi bölgeye ipsilateral olan ön patiyi geride tutmak için küt uçlu eğri pensler kullanın ve patiyi olduğu yerde bantlayın. Yeni bir çift cerrahi eldiven giydikten sonra, omuz ile kulak arasında iki santimetrelik oblik bir insizyon yapmak için skalpel kullanın. Ardından, her iki elinizde birer laminektomi pensi ile yağ yastığını geri çekin ve sternokleidomastoid ile skalen kasları örten fasyayı açığa çıkarmak için trapezius ve platysma kaslarını birbirinden ayırın.

Skalen kaslarını belirlemek için soluk renkli sternokleidomastoid kası ve frenik siniri işaret noktaları olarak kullanın. Frenik sinirin skalen kaslara paralel seyrettiğini, sternokleidomastoid kasının ise daha altta (inferior) yer aldığını unutmayın. Skalen kaslar, trapezius kasının altında, servikal vertebradan kaburgalara doğru eğik bir şekilde uzanır.

Biyopotansiyel elektrotlar, frenik sinire komşu seyreden kas olarak tanımlanabilen anterior skalen kasa yerleştirilecektir. Ardından, doku ayırma makasının uçlarını farenin derisinin altına sokarak ve vericinin genişliğinden biraz daha büyük bir cep oluşana kadar açarak verici için bir cep oluşturun. Cebi ılık steril salin ile yıkayın.

Ardından, daha düz tarafı kasa gelecek şekilde vericiyi yerleştirin. Vericiyi, düz duracak ve kablolar bükülmeden, birbirine paralel bir şekilde cepte çıkacak şekilde konumlandırın. Biyopotansiyel elektrotların iki setinin düz ve birbirine paralel durmasını sağlayarak, vericiden skalen ve trapezius kaslarına giden iletkenleri döşeyin.

Ardından, anterior skalen kasını çevreleyen kaslardan ayırmak için laminektomi pensini kullanın. Daha sonra, 25 gauge bir iğneyi kas liflerine dik olacak şekilde skalen kasının içinden geçirin. İğnenin ucuna bir elektrot yerleştirin ve ardından, elektrotun tel izolasyonuna kadar olan kısmı kas içinde kalacak şekilde iğneyi kastan dışarı çekin.

Hangi renkli elektrotların hangi kasa yerleştirildiğini kaydedin. Elektrotlara yapıştırıcı uygulamasını kolaylaştırmak için 21 gauge'lik bir iğneye bir damla siyanoakrilat yapıştırıcı sürün. Ardından, yapıştırıcıyı elektrodun yerleştirildiği kasın yakınındaki telin açık ucuna yerleştirin.

Kılavuz kapak ile kas arasında hiçbir tel görünmeyecek şekilde, kapağı telin üzerine hızla kaydırın. Kapağın distalindeki fazla teli kesin ve kılavuz kapağın ile telin ucuna bir damla siyanoakrilat yapıştırıcı uygulayın. Bırakmadan önce yapıştırıcının polimerleşmesi için zaman tanıyın.

Ardından, karşı kutuplu elektrodu aynı kasın içine, ilk elektrodunle paralel olacak şekilde aynı yöntemle yerleştirin. Bu elektrot, ilk elektrottan bir ila iki milimetre uzakta olmalıdır. Burada gösterildiği gibi, skalen kasın hemen önünde yer alan trapezius kasına elektrotları yerleştirmek için prosedürü tekrarlayın.

Ardından, tel iletkenlerin yerlerine sabitlendiğinden ve hayvanın iletkenleri çekmeden vücut hareketleri yapabilmesi için iletkenlerde yeterli miktarda boşluk olduğundan emin olun. Daha sonra, ön kolu sabit tutan bandı nazikçe çıkarın. Yağ pedini kasın üzerine geri çekin ve bunu yerleştirilen iletkenleri örtmek için kullanın.

Ardından, insizyon hattı hizalanacak şekilde cilt flaplarını tekrar bir araya getirin. Cilt flaplarının bir kısmını kavisli forseps ile birlikte sıkıştırın ve bu hat boyunca ince bir şerit siyanoakrilat yapıştırıcı uygulayın. Hayvan hâlâ anesteziliyken, ameliyat sonrası ağrıyı hafifletmek için cilt altına 0.1 milliliters carprofen enjekte edin.

Hayvanı burun konisinden çıkarın ve hayvan uyanıp kafes içinde kendiliğinden hareket etmeye başlayana kadar önceden ısıtılmış inkübatördeki temiz bir kafese yerleştirin. EMG ve pletismografi kayıtları öncesinde, farenin alışması için onu en az bir saat boyunca pletismografi haznesinde tutun. Kayda başlamadan önce ancak kalibrasyondan sonra, implante edilmiş hayvanın bir inç yakınlığına güçlü bir mıknatıs yerleştirerek vericiyi açın.

Alıcının önündeki kırmızı ışık, vericinin açık olduğunu belirtecektir. Acquisition (Edinim) etiketli açılır menüyü kullanarak edinime başlayın ve Start Acquisition (Edinimi Başlat) seçeneğini seçin. Kayıt süresi deneyden deneye farklılık gösterse de, tipik bir pletismografi ve EMG kaydı bir ila üç saat sürer.

Kayıt tamamlandığında, bir mıknatıs yardımıyla vericiyi kapatın ve hayvanı ana kafesine geri koyun. Aşağıdakiler, postnatal 98. gündeki semptom öncesi dönemdeki bir SOD-1(G93A) faresinin skalen ve trapezius kaslarına ait WBP ve EMG izleridir. Hayvanın dinlenme hâlinde olduğu dönemler analiz için kullanılır.

Kırmızı kutu, presempatomatik bir farenin özelliği olan, EMG ataklarının görülmediği dinlenme halindeki EMG izlerini göstermektedir. Kırmızı kutunun dışındaki izler, hayvan hareket halindeyken tipik olarak görülen pletismografi izlerinde, kas aktivitesinde ve EMG izlerinde büyük ve düzensiz pikler göstermektedir. Bu görüntü, postnatal 126. günde, fare dinlenme halindeyken bir EMG atağı mevcut olan semptomatik bir SOD-1(G93A) faresinin trapezius kasına ait WBP ve EMG izlerini göstermektedir.

Bu teknik uzmanlaşıldığında, doğru şekilde uygulandığı takdirde 35 dakikada tamamlanabilir. Bu prosedürün ardından, implant uygulanan hayvanlar, hastalık veya yaralanma modellerinde aksesuar solunum kası aktivitesini artırmaya yönelik ilaçların etkinliğini değerlendirmek için kullanılabilir.