Minipiglerde Subdural Yumuşak Elektrokortikografi (ECoG) Dizisi İmplantasyonu ve Uzun Süreli Kortikal Kayıt

Bu model, biyouyumluluk, çözünürlük ve sinyal kalitesi açısından kronik kortikal cihazlar için güvenlik ve etkinlik doğrulaması için bir standart haline gelebilir. Prosedürümüz, cihaz güvenliği ve etkinliğinin uzun süreli takibini gerçekleştirmek için tekrarlanabilir ve ölçeklenebilir bir yöntemi açıklamaktadır. Bu, zaman içinde nöral izlemenin yanı sıra in vivo ve ex vivo görüntülemeyi de içerir.

Yöntemimiz duyusal ve motor kortikal nöroprotezin geliştirilmesine yardımcı olacaktır. Büyük ölçekli kortikal ağ aktivitesini anlamak için bir araçtır. Bu yöntem, farklı kortikal alanlar üzerindeki fonksiyonel bağlantıyı araştırmak için temel sinirbilimde kullanılabilir.

Diğer büyük hayvan modellerine de uygulanabilir. Cerrahi yaklaşım, önce kadavralar veya akut deneyler üzerinde edinilebilecek bazı uygulamalara ihtiyaç duyar. Ölçümler daha sonra oldukça basit olmalıdır.

Başlamak için, anestezi uygulanan hayvanın derisini orta hat boyunca bir neşter bıçağıyla kesin. Optimum erişim için bir raspatory kullanarak kas ve periosteuumu kemikten ayırın ve yayıcıları yerleştirin. Kraniyotomiyi gerçekleştirmek için, X-ışınında ölçülen kafatasının kalınlığını dikkate alarak, yuvarlak bir kesme ucuna sahip bir kemik matkabı kullanarak taslağı delin.

Kemiğin aşırı ısınmasını önlemek için delme yerini tuzlu su çözeltisiyle sulayın. Anahattı dura mater'e ulaşana kadar homojen bir şekilde dikkatlice delin. İlk atılımda, neredeyse kırılacak kadar inceltilene kadar anahattı delmeyi bitirin.

Ardından, kraniyotomi kenarını kaldıraç olarak kullanarak kemik flebini tek parça halinde kırmak için düz bir spatula kullanın. Durotomi yapmak için, altı oh dikiş kitinden iğneyi kullanarak, dura mater'i kraniyotominin ön veya arka ucunda, medial ve lateral tarafın ortasında dikkatlice delin ve kaldırın ve bıçak bıçağıyla bir kesi başlangıcı oluşturun. Daha sonra, korteksi korumak için bir kesme tabanı görevi görerek subdural boşluğa yerleştirilmiş küçük bir düz spatula kullanın.

Her iki aletle aynı anda ilerleyerek dura materde bir ön-arka yarık oluşturun. Yarığın implantın genişliğinden biraz daha büyük olduğundan emin olun. İmplantı dura mater yarığın üzerine yerleştirin ve küçük forsepslerle, cihazı her bir kenardan sırayla kaydırarak subdural olarak yerleştirin.

Cihazın kaide ucunu dikkatlice tutun ve yerleştirmeyi engelleyen gerginlik oluşturmamak için implantla ilerleyin. Konektör kenarı yarığın üstüne yerleştirildiğinde yerleştirmeyi durdurun. İmplantı yerine sabitlemek için, kraniyotominin kenarından sonra veya ankraj kanatlarından sonra kablonun üzerine bir titanyum köprü yerleştirin ve uygun tornavidayı kullanarak bir veya iki titanyum vidayla sabitleyin.

Ardından, dura mater'i implant kablosunun etrafına dikkatlice dikin. Üç oh emilebilir sütür ve küçük bir iğne tutucu kullanarak, dikiş teli ile ince zarı yırtmadan iki dura mater kenarını mümkün olduğunca bir araya getirin. Kemik flebi yerleşimini gerçekleştirmek için, bir titanyum vida kullanarak her kemik flebinin ön ve arka kısmına bir titanyum köprü sabitleyin.

Titanyum köprülerin ucunu kafatasına vidalayın. Ardından, tüm bacakların kafatasına vidalanabilmesini sağlamak için ayak plakasının yönünü planlayın. Ardından, taban plakasının titanyum vidalarını sıkıca yerine oturana kadar vidalayarak ayak plakasını sabitleyin.

Ardından kaideyi ayak plakasına vidalayın. Üç milimetre aralıklı dikişlere sahip dört oh emilemeyen sütür teli ile deri altı sütürler oluşturun. Kesiden uzaklaşın, insizyonun her iki tarafında ona doğru hareket edin.

Daha sonra, altı oh emilemeyen bir dikiş teli kullanarak cildi dikerek dermal tabakayı kapatın. Beş milimetre aralıklarla dikişlerle. Kesiden uzaklaşın, insizyonun her iki tarafında ona doğru hareket edin.

Boşluğu önlemek için iki cilt kanadı arasında ve kaide kenarına yakın iyi bir doku yerleşimi elde etmeye özen gösterin. Hayvanı tutarak veya ikramlarla besleyerek dikkatini dağıtarak elde edilen kablosuz kafa aşamasını hayvana taktıktan sonra, uyanık beyin sinyallerini kaydedin. Sinyalleri kaydederken amplifikatör antenini ve harici hoparlörleri domuzun kafesine yakın yerleştirdiğinizden emin olun.

800 hertz tonlu bir patlama stimülasyonuna yanıt olarak ses uyaranları ve işitsel uyarılmış potansiyeller olmadan temel aktivite, elektrot dizisi üzerinde eşlenebilir. Tek bir elektrot kanalındaki işitsel uyarılmış potansiyel, zaman içinde "yanıtı" işaretleyen oklarla gösterilir ve temel aktivite bir karşılaştırma olarak gösterilir. İn vivo görüntüleme, beyin durumunu ve implant pozisyonunu değerlendirmek için intraoperatif ve postoperatif olarak yapıldı.

İntraoperatif düzlem röntgeni implant yerleşimini doğruladı ve radyoopak işaretleyici yerleşiminde gözlemlendiği gibi katlanma yok. Ameliyat sonrası MRG'de görülebileceği gibi beynin yüzeyi sağlamdır. Genel olarak, bu implant ve kaide sistemi ile, implantasyon süresi boyunca anatomik yapıları veya implant çevresindeki sıvı ve kan varlığını görmek için tüm beyin görüntülemesi mümkündür.

Ek olarak, klinik elektrotlar bu çalışmada karşılaştırıcı olarak kullanılmıştır, ancak ısıtma ve güvenlik endişeleri nedeniyle MRG'de görüntülenemez ve BT taramaları gerektirir. Sunulan boru hattı, tüm beyin ekstraksiyonunu ve tüm yarım küreleri görüntülemek için kesit almayı sağlar. Tüm doku kesitinin görüntülenmesi net bir nöron tabakası gösterdi.

Hücreler 20x'te konfokal görüntülemede açıkça tanımlanır ve inflamatuar belirteçlerin hassas bir şekilde araştırılmasını sağlar. Cihazların elektrokimyasal karakterizasyonu, altı aylık implantasyon sırasında zaman içinde bir kilohertz'de izlenen empedans modülünü ve in vitro fazı çıkarmak için kullanıldı. Ameliyat sırasında sinüslerin açılmasını önlemek için hayvanın yaşını ve boyutunu dikkatlice seçmek çok önemlidir.

Bu, kronik deneyi tehlikeye atacaktır. Dura mater'e erişirken veya implantları yerleştirirken kanamayı önlemek önemlidir. Bu, daha fazla komplikasyon ve enflamatuar yanıtı önleyecektir.

Bu model yerleştirildikten sonra, mini domuzlarda serbestçe hareket eden elektrofizyoloji gerçekleştirmek ve kortikal ilgi alanlarından aktiviteyi kaydetmek için kullanılabilir. Bu yöntem, insanlara çevrilecek yeni nöroprotezler geliştirilirken bir klinik araştırmanın sunulması için biyogüvenlik verilerinin toplanmasında uygulanabilir.