Name: Optoelektronik cihazların kemirgen omuriliğine implantasyonu (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-07-12T14:40:00.000+00:00
Duration: 4 min 35 s
Description: Öğrenin, kemirgen omuriliğine optoelektronik nöral prob implantasyonu için cerrahi protokolü. Lateral ve medial laminotomi teknikleriyle prob yerleştirme, motor fonksiyonun korunması ve omurilik devrelerinin incelenmesi için erişilebilir bir yöntem sunar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

SS, kısmen British Columbia Üniversitesi'nden Dört Yıllık Doktora Bursu ile finanse edilmektedir. , kısmen Kanada Sağlık Araştırmaları Enstitüsü'nden (CIHR) Kanada Yüksek Lisans Bursu - Yüksek Lisans tarafından desteklenmektedir. DS, Michael Smith Sağlık Araştırmaları British Columbia Scholar Ödülü'nden fon aldığını kabul eder. Bu çalışma kısmen Kanada Hükümeti'nin New Frontiers in Research Fund - Transformation (NFRFT-2020-00238) tarafından finanse edilmiştir. Şekil 1'deki şema Biorender.com kullanılarak oluşturulmuştur ve 3D model sketchfab.com'in izniyle elde edilmiştir.

Tüm prosedürler Kanada Hayvan Bakımı Konseyi'nin yönergelerine göre yürütüldü ve British Columbia Üniversitesi Hayvan Bakım Komitesi tarafından denetlendi. 350-450 g ağırlığında ve 6-8 aylık dişi Long-Evans sıçanları, grup halinde barındırıldı (21 ° C; 12 saat 12 saat ışık döngüsü) ve ameliyattan önce ve sonra standart bir kemirgen diyetine ad libitum erişim sağlandı. Bu çalışma için kullanılan reaktiflerin ve ekipmanın detayları Malzeme Tablosunda listelenmiştir.
1. Ameliyat öncesi hazırlık
<ol><li>Tüm cerrahi aletleri bir otoklav kullanarak sterilize edin.</li>
	<li>Hayvanı, 1 L / dk'lık bir akış hızında oksijen içinde verilen izofluran (indüksiyon için% 5 ve% 2 bakım için) ile uyuşturun.</li>
	<li>Hayvanı indüksiyon odasından bir ısıtma yastığına aktarın ve izofluran burun konisini derhal bağlayın. Her iki bacakta da ayak parmağı kıstırma refleksinin tam bir kaybını sağlayarak hayvanın cerrahi bir anestezi düzlemi altında olduğunu doğrulayın.</li>
	<li>Şekil 2A'da gösterildiği gibi, kulakların tabanından başlayarak farenin sırtını tıraş edin.</li>
	<li>Gözlere bol miktarda steril göz merhemi sürün ve buprenorfin (0.03 mg / kg'a seyreltilmiş) ve 10 mL laktasyonlu halkaları deri altına (vücut sıcaklığına ısıtılmış) enjekte edin.</li>
	<li>Tıraşlı bölgeyi antiseptik cerrahi ovma (klorheksidin) ve ardından izopropil alkol ile traş edilen alanın merkezinden başlayarak ve daire çapını genişleterek dairesel hareketlerle silin. Sabun/alkol işlemini iki kez daha tekrarlayın.</li>
	<li>Hayvanı stereotaksik bir çerçeveye sabitleyin ve stabilite için yağlanmış kulak çubukları kullanarak başını konumlandırın (Şekil 2A). NOT: Tüm prosedür boyunca, sürekli olarak termal destek sağlayın, ayak parmağını kıstırma refleksi ile anestezi derinliğini doğrulayın ve hayati belirtileri izleyin.</li>
	<li>Hayvanın üzerine steril bir cerrahi örtü yerleştirin.</li>
</ol>2. Servikal omurilik maruziyeti
<ol><li>Steril forseps kullanarak, kafatasının tabanını palpe ederek başlayın. Kafatasının tabanına yakın rostrokaudal olarak uzanan belirgin bir dikenli süreci hissedin; bu C214'tür (Şekil 1B ve Şekil 2B).</li>
	<li>T215 olarak tanımlanabilen, özellikle keskin ve sivri dikenli bir süreç bulmak için palpasyon kaudal ile C2'ye ilerleyin (Şekil 1B ve Şekil 2C).</li>
	<li>Bir neşter kullanarak, C2'den başlayarak ve kaudal olarak yaklaşık 1,5 cm uzanan ciltte bir kesi oluşturun (Şekil 2D). NOT: Kesi boyutu farklı büyüklükteki hayvanlar arasında farklılık gösterebilir. Anatomik yer işaretlerinin önceden tanımlandığından emin olun ve buna göre ilerleyin.</li>
	<li>Altta yatan sağlam sırt kaslarını ortaya çıkarmak için deri altı yağ tabakasını neşter ile dikkatlice kesin.</li>
	<li>Dorsal kaslar açığa çıktıktan sonra, iki Adson forseps kullanarak orta hattan çekerek künt diseksiyon yapın (Şekil 2E). NOT: Kanamayı en aza indirmek için kasları kesmek yerine künt diseksiyon (kas liflerini ayırarak) yapmak önemlidir. Dorsal kas sisteminin yeterli maruziyeti, top şeklinde bir kas ortaya çıkarmalıdır (Şekil 2G). Bu kas C2'yi tamamen, C3'ü ise kısmen kaplar.</li>
	<li>Rongeurs ve steril forseps kullanarak, kesilen bölgeye hemen kaudal bir deri flebi kaldırın. Küçük bir deri altı cep oluşturmak için rongeurs kullanın - bu, cihazın yeri olacaktır (Şekil 2F). NOT: Deri altı cebi, cihazın kendisinden daha büyük olmalıdır. Deri altı cebi açarken kontrolü ve görünürlüğü artırmak için cerrah(lar)ın kendilerini hayvana öne bakacak şekilde yeniden konumlandırmaları önerilir.</li>
	<li>Omurgayı ortaya çıkarmak için bir ekartör yerleştirin (Şekil 2G).</li>
	<li>Rongeurs kullanarak, omurları kaplayan kalan kasları veya dokuları çıkarın ve omurilik segmentlerini tanımlamaya başlayın. Top şeklindeki kasın hemen kaudali C4'tür, ardından C5 ve C6 gelir (Şekil 2G-I). Tamamlandığında, cerrahi alanı steril tuzlu su ile durulayın ve steril gazlı bezle kurulayın. NOT: Top şeklindeki kas C2'yi tamamen sarar ve kısmen C3'ün üzerine uzanır. Omurilik segmenti doğrudan kaudal, minimum temasla, C4 olarak belirlenmiştir.</li>
	<li>Probun amaçlanan amacına bağlı olarak laminektomi yapın.<ol><li>Lamina altındaki bir prob için, C5 ve C6'da lateral laminektomi gerçekleştirin ve gelecekteki prob yerleşimi için laminada yanal bir açıklık oluşturun (Şekil 2H, Ek Şekil 1A).</li>
		<li>Lamina üzerinde bir prob için, dikenli sürecin lateral yönlerini çıkarmadığınızdan emin olarak C5'lik bir medial laminektomi gerçekleştirin - sadece prob yerleşimi için bir medial yolu açığa çıkarın (Şekil 2I, Ek Şekil 1B).</li>
		<li>Laminektomiyi takiben, bölgeyi steril tuzlu su ile durulayın ve kemik kalıntılarını gidermek için steril gazlı bezle kurulayın. NOT: Laminektomi yapılırken, kordun zarar görmesini önlemek için rongeurları kemiğe doğru itmek ve aşağı doğru hareketlerden kaçınmak çok önemlidir.</li>
	</ol></li>
</ol>3. Cihazın epidural yerleştirilmesi
<ol><li>Steril cihazı plastik uçlu steril forseps ile tutun (Şekil 3A) ve adım 2.9'da daha önce yapılan deri altı açıklığın içine sürün. NOT: Cihaz sterilitesini korumak için cihaza steril olmayan eldivenlerle/aletlerle dokunmaktan kaçınmak çok önemlidir. Cihazı cilt altına yerleştirmek ve konumlandırmak için belirlenmiş steril forseps kullanın.</li>
	<li>Cihazı güvenli tutmak için komşu kas tabakasına dikin veya yapıştırın (Şekil 3B). NOT: Cihazı kaslara dikiyorsanız emilmeyen dikişler kullanın. Aksi takdirde vücutta dikiş emilimini gerçekleştirdikten sonra cihaz harekete yatkın hale gelir. Yapıştırıcı kullanılıyorsa, yapıştırıcının/yapıştırıcının uzun vadeli stabilitesini ve biyouyumluluğunu sağlayın. Güvenilir sabitleme noktaları sağlamak için cihazı deri altı yağ/yağ tabakasına sabitlemekten kaçının.<ol><li>Bu adıma devam etmeden önce cihaz gövdesinin konumunu planlayın. Cihaz kalıcı olarak sabitleneceğinden, cihaz omurilikte istenen seviyeye çok yakın veya çok uzak yerleştirilirse prob yerleştirme ile ilgili sorunlar (adım 3.4) ortaya çıkabilir.</li>
	</ol></li>
	<li>Ekartörü omuriliğin etrafına yerleştirin ve probu omuriliğe yerleştirmek için uygun bir pencere açın.</li>
	<li>Prob yerleşimleri:<ol><li>Lamina altına prob yerleştirme: Probu, (C5 ve C6) laminaların altına plastik uçlu forseps kullanarak, adım 2.9.1'de yapılan yanal kanallardan kaydırarak dikkatlice yerleştirin (Şekil 3D).</li>
		<li>Omurilik üzerine prob yerleştirme:<ol><li>Prob ucunu hizalamak için plastik uçlu forseps kullanarak probu ayarlayın ve adım 2.9.2'de C5'te oluşturulan medial pencerenin üstüne yerleştirin (Şekil 3C).</li>
		</ol></li>
	</ol></li>
	<li>Steril, küçük ve tercihen seramik bir kapta, bir kepçe diş çimentosu tozu, 3 damla yüksek teknoloji gresi ve bir damla katalizörü karıştırarak çimento hazırlayın. Viskoz bir kıvam elde edilene kadar steril kürdan ile karıştırın. NOT: Ameliyatı yapmayan bir kişinin, çimentoyu uygulamadan hemen önce cerrahın probu yerinde tutabilmesi ve istenen alanı kurutabilmesi için çimentoyu hazırlaması şiddetle tavsiye edilir. Bu adım zamana duyarlıdır. Çimentoyu hazırlamadan önce cerrahın probu konumlandırdığından emin olun. Katalizör uygulandıktan sonra, bir gecikme olması durumunda çimento kemikle etkili bir şekilde bağlanamayacak kadar kalınlaşacaktır. Prob / kemiğe yerleştirmeden önce uygun kıvamı elde etmek için ameliyattan önce çimento ile pratik yapın.</li>
	<li>Güvenilir bir ankraj noktası oluşturmak için omurlar üzerinde amaçlanan çimentolama alanını tamamen kurutun. Amaçlanan vertebral seviyenin üstüne yerleştirilmesi gereken probun ucuna 1-2 damla diş çimentosu uygulayın, bu durumda C4 (Şekil 3C,D). NOT: Çimentolamadan önce omurların mümkün olduğunca kuru olması çok önemlidir. Aksi takdirde, çimento yapışmaz ve prob sabitlenmez.</li>
	<li>30 saniye bekleyin ve kürlendiğini doğrulamak için çimentoya hafifçe dokunun.</li>
	<li>Çimento tamamen kürlenmemişse, 20 saniye daha bekleyin ve prob kemiğe sağlam bir şekilde sabitlenene kadar yeni yapılmış çimentoyu yeniden uygulayın. NOT: Çimento, dokunulduğunda sertleştiğinde ve sertleştiğinde düzgün bir şekilde bağlanmıştır. DİKKAT: Çimentonun çok sıvı haldeyken uygulanması, omurlar arasındaki omurilik dokusuna sızmasına neden olabilir. Böyle bir durumda, omurilik ile temas eden çimentoyu çıkarmak için forseps kullanmadan önce çimentonun daha sakız benzeri bir kıvama gelmesi için yaklaşık 10 saniye bekleyin.</li>
</ol>4. Ameliyat sonrası işlemler
<ol><li>Ameliyat tamamlandıktan sonra, 5-0 vicryl sütür kullanarak kesi bölgesini dikin. Hayvanı stereotaksik cihazdan yavaşça çıkarın ve ısıtılmış bir geri kazanım odasına aktarın. Ameliyattan sonraki ilk 3-5 gün boyunca hayvana yumuşak, nemli yem, ödül maması ve hidrojel su sağlayın.</li>
	<li>Ameliyattan sonraki ilk hafta boyunca hayvanı günde iki kez iyice izleyin. Buprenorfin ve ısıtılmış laktasyonlu Ringer enjeksiyonlarını sonraki 2 gün boyunca günde iki kez veya ağrı belirtileri devam ederse daha uzun süre uygulayın. Hayvan hiçbir klinik sağlık sorunu göstermeyene kadar günlük kontrollere devam edin. Daha sonra, hayvanı haftada en az bir kez kontrol edin.</li>
	<li>(İsteğe bağlı) Cihazın vücuttaki konumunun görsel bir göstergesi için ameliyattan ve insizyon kapandıktan sonra cilt üzerindeki cihaz çevresini ana hatlarıyla belirtin (Şekil 4A). NOT: Bu adım, anten bağlantısının kritik olduğu harici bir verici aracılığıyla kablosuz olarak çalıştırılması gereken cihazlar veya cilt 16,17,18 yoluyla yeniden doldurulması gereken ilaç dağıtım pompaları gibi cihazın harici erişim gerektirdiği durumlarda özellikle yararlıdır.</li>
</ol>

Kemirgenlerde Omurilik Cerrahisi ve Optik Şaft İmplantasyonu

<ol><li>Osseward, P. J., Pfaff, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+type+and+circuit+modules+in+the+spinal+cord%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Cell type and circuit modules in the spinal cord.</a> Curr Opin Neurobiol. 56, 175-184 (2019).</li>
<li>Alilain, W. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light-induced+rescue+of+breathing+after+spinal+cord+injury%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Light-induced rescue of breathing after spinal cord injury.</a> J Neurosci. 28 (46), 11862-11870 (2008).</li>
<li>Geng, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+optogenetics+applications+for+central+nervous+system+injuries%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Advances in optogenetics applications for central nervous system injuries.</a> J Neurotrauma. 40 (13-14), 1297-1316 (2023).</li>
<li>Montgomery, K. L., Iyer, S. M., Christensen, A. J., Deisseroth, K., Delp, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beyond+the+brain%3A+Optogenetic+control+in+the+spinal+cord+and+peripheral+nervous+system%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Transl+Med%22%5BJournal%5D)">Beyond the brain: Optogenetic control in the spinal cord and peripheral nervous system.</a> Sci Transl Med. 8 (337), 5(2016).</li>
<li>Tan, T., Watts, S. W., Davis, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drug+delivery%3A+Enabling+technology+for+drug+discovery+and+development.+iPRECIO+Micro+infusion+pump%3A+Programmable%2C+refillable%2C+and+implantable%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Drug delivery: Enabling technology for drug discovery and development. iPRECIO Micro infusion pump: Programmable, refillable, and implantable.</a> Front Pharmacol. 2, 44(2011).</li>
<li>Suehiro, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ecto-domain+phosphorylation+promotes+functional+recovery+from+spinal+cord+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Ecto-domain phosphorylation promotes functional recovery from spinal cord injury.</a> Sci Rep. 4 (1), 4972(2014).</li>
<li>Harland, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+subdural+bioelectronic+implant+to+record+electrical+activity+from+the+spinal+cord+in+freely+moving+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Sci+%28Weinh%29%22%5BJournal%5D)">A subdural bioelectronic implant to record electrical activity from the spinal cord in freely moving rats.</a> Adv Sci (Weinh). 9 (20), 2105913(2022).</li>
<li>Wang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flexible+and+fully+implantable+upconversion+device+for+wireless+optogenetic+stimulation+of+the+spinal+cord+in+behaving+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Flexible and fully implantable upconversion device for wireless optogenetic stimulation of the spinal cord in behaving animals.</a> Nanoscale. 12 (4), 2406-2414 (2020).</li>
<li>Grajales-Reyes, J. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surgical+implantation+of+wireless%2C+battery-free+optoelectronic+epidural+implants+for+optogenetic+manipulation+of+spinal+cord+circuits+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Surgical implantation of wireless, battery-free optoelectronic epidural implants for optogenetic manipulation of spinal cord circuits in mice.</a> Nat Protoc. 16 (6), 3072-3088 (2021).</li>
<li>Kathe, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wireless+closed-loop+optogenetics+across+the+entire+dorsoventral+spinal+cord+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Wireless closed-loop optogenetics across the entire dorsoventral spinal cord in mice.</a> Nat Biotechnol. 40 (2), 198-208 (2022).</li>
<li>Hogan, M. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+wireless+spinal+stimulation+system+for+ventral+activation+of+the+rat+cervical+spinal+cord%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">A wireless spinal stimulation system for ventral activation of the rat cervical spinal cord.</a> Sci Rep. 11 (1), 14900(2021).</li>
<li>Lu, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flexible+and+stretchable+nanowire-coated+fibers+for+optoelectronic+probing+of+spinal+cord+circuits%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Adv%22%5BJournal%5D)">Flexible and stretchable nanowire-coated fibers for optoelectronic probing of spinal cord circuits.</a> Sci Adv. 3 (3), e1600955(2017).</li>
<li>Chen, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+is+flexible+electronics+advancing+neuroscience+research%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">How is flexible electronics advancing neuroscience research.</a> Biomaterials. 268, 120559(2021).</li>
<li>Keomani, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+murine+model+of+cervical+spinal+cord+injury+to+study+post-lesional+respiratory+neuroplasticity%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">A murine model of cervical spinal cord injury to study post-lesional respiratory neuroplasticity.</a> J Vis Exp. (87), e51235(2014).</li>
<li>Chaterji, S., Barik, A., Sathyamurthy, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intraspinal+injection+of+adeno-associated+viruses+into+the+adult+mouse+spinal+cord%5BTitle%5D)+AND+%22STAR+Protoc%22%5BJournal%5D)">Intraspinal injection of adeno-associated viruses into the adult mouse spinal cord.</a> STAR Protoc. 2 (3), 100786(2021).</li>
<li>Agrawal, D. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conformal+phased+surfaces+for+wireless+powering+of+bioelectronic+microdevices%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">Conformal phased surfaces for wireless powering of bioelectronic microdevices.</a> Nat Biomed Eng. 1 (3), 0043(2017).</li>
<li>Park, S. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stretchable+multichannel+antennas+in+soft+wireless+optoelectronic+implants+for+optogenetics%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci%22%5BJournal%5D)">Stretchable multichannel antennas in soft wireless optoelectronic implants for optogenetics.</a> Proc Natl Acad Sci. 113 (50), E8169-E8177 (2016).</li>
<li>Manoufali, M., Bialkowski, K., Mohammed, B., Abbosh, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wireless+power+link+based+on+inductive+coupling+for+brain+implantable+medical+devices%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Antennas+and+Wirel+Propaga+Lett%22%5BJournal%5D)">Wireless power link based on inductive coupling for brain implantable medical devices.</a> IEEE Antennas and Wirel Propaga Lett. 17 (1), 160-163 (2018).</li>
<li>Martinez, M., Brezun, J. M., Bonnier, L., Xerri, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+rating+scale+for+open-field+evaluation+of+behavioral+recovery+after+cervical+spinal+cord+injury+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">A new rating scale for open-field evaluation of behavioral recovery after cervical spinal cord injury in rats.</a> J Neurotrauma. 26 (7), 1043-1053 (2009).</li>
<li>Yang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+use+of+wireless+reprogrammable+multilateral+optogenetic+devices+for+behavioral+neuroscience%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Preparation and use of wireless reprogrammable multilateral optogenetic devices for behavioral neuroscience.</a> Nat Protoc. 17 (4), 1073-1096 (2022).</li>
<li>Yang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wireless+multilateral+devices+for+optogenetic+studies+of+individual+and+social+behaviors%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Wireless multilateral devices for optogenetic studies of individual and social behaviors.</a> Nat Neurosci. 24 (7), 1035-1045 (2021).</li>
</ol>

Yazarların herhangi bir çıkar çatışması yoktur.

Omuriliğin nöromodülasyonu ve terapötik müdahaleleri genellikle probların kesin, hedeflenen segmentlereyerleştirilmesini gerektirir 3,4,7,13. Omuriliğin doğal hareketliliği göz önüne alındığında, kronik çalışmaları mümkün kılmak için probun güvenilir bir şekilde emniyete alınması gerekir. Spesifik uygulamaya bağlı olarak, probun omurilik ile fiziksel temas halinde olup olmadığını veya mümkün olduğunda enflamatuar doku yanıtını azaltmak için temasın azaltılıp azaltılamayacağını kontrol etmek önemli olabilir. Bu nedenle, iki yöntemin her biri için cerrahi adımlar açıklanmaktadır. Protokol, özellikle C5'te omuriliğin servikal segmentine bir probun nasıl yerleştirileceğini detaylandırır. Bununla birlikte, omuriliğin T2 veya T10'u için tarif edilen yer işaretini kullanarak, prob, maruz kaldıklarında sırasıyla T2 veya T10'dan omurları geri sayarak torasik veya lomber bölge üzerinde kesin bir konuma benzer şekilde yerleştirilebilir. Ayrıca, omurilik dokusu hasarını en aza indirmek için, bağlı proba kıyasla genellikle daha büyük ve daha sert olan cihaz gövdesini, omurilikten uzakta bir deri altı boşluğuna sabitledik.
Prob ile birleştirilmiş cihazı implante etmek için bazı kritik noktalar vardır. İlk olarak, probu çimentolamadan önce cihaz gövdesinin konumuna karar vermek çok önemlidir. Bu, probun ucu ile cihaz gövdesi arasındaki mesafenin, prob üzerindeki gerilimi azaltmak ve örneğin probun bükülmesine veya yer değiştirmesine neden olabilecek ekstra prob uzunluğundan kaçınmak için optimize edilmesini sağlar. Esasen amaç, probun uzunluğunun, cihaz gövdesinin yerleştirildiği deri altı boşluktan, probun çimentolandırıldığı hedeflenen omurilik bölgesine olan mesafeye benzer olmasını sağlamaktır. Çeşitli prob uzunluklarının test edildiği terminal cerrahi prosedürleri uygulanarak, hedeflenen bir segment için optimum boyut belirlenebilir.
Steriliteyi korumak için, deri altı cebe yerleştirilmesi sırasında cildin dış tabakası ile teması önlemek için cihaz dikkatli bir şekilde kullanılmalıdır. Bu tür bir temas, cihazın sterilitesini tehlikeye atabilir ve potansiyel olarak ameliyat sonrası enfeksiyona yol açabilir. Ek olarak, tipik olarak ince koruyucu, yalıtkan ve steril bir tabaka olan kaplamasına zarar vermemek için cihazı forseps ile tutarken uygulanan kuvvet miktarını en aza indirmek önemlidir20,21. Kaplamanın çıkarılması, örneğin devreyi kısaltarak, hayvanda elektrik çarpmasına neden olarak ve/veya vücutta enflamatuar bir tepkiye neden olarak cihazın ömrünü önemli ölçüde azaltabilir. Cihazı plastik uçlu forseps ile kullanmak bu tür komplikasyonları azaltmaya yardımcı olabilir.
Cihazı yumuşak dokuya dikerken, deri altı yağ dokusuna dikiş atmaktan kaçınmak önemlidir. Ön çalışmalarda görüldüğü gibi, yağ tabakaları yırtılmaya eğilimli oldukları için dikişler için güvenilir bir ankraj noktası değildir. Bunun yerine, cihazın vücuda kalıcı olarak yerleştirilmesi için emilmeyen dikişler kullanılarak cihaz gövdesi deri altı boşlukta bitişik bir kas tabakasına dikildi. Öte yandan, probu dikenli işlemlere sabitlerken, çimentoyu uygulamadan önce probun sabitlendiği yerin kuru olduğundan emin olmak önemlidir. Islak kemik/prob kürlenme süresini uzatır ve işlemin tamamen başarısız olmasına neden olabilir.
İmplantasyon ameliyatından önce dikkatlice ele alınması gereken implante edilebilir bir cihazla ilgili bazı kritik hususlar vardır. (1) Cihazın elektriksel olarak aktif parçaları, yalıtkan bir pasivasyon tabakası ile kapsüllenmelidir. Pasifleştirici katmandaki herhangi bir yoksunluk, cihazın işlevsel arızasına neden olabilir. (2) İmplante edilebilir, tesis hayvanı protokolüne göre iyice sterilize edilmelidir. (3) Cihaz ile nöral problar veya uyarıcı şaftlar arasındaki bağlantı güvenli bir şekilde oluşturulmalıdır. Bağlantı, sürekli hayvan hareketleri nedeniyle tekrarlanabilir mekanik stresten geçecektir. (4) Cihaza takılan nöral problar veya uyarıcı saplar, çeşitli noktalarda kopmayı önleyecek kadar esnek ve gerilebilir olmalıdır.
Açıklanan protokol, cihazları farklı boyutlardaki hayvan modellerine implante etmek için genişletilebilir. Anatomik işaretleri belirledikten sonra, tarif edilen cerrahi yöntemler, omuriliğin hedeflenen segmentlerinde herhangi bir nöral prob veya uyarıcı sapı sabitlemek ve bunlarla ilişkili kontrol modüllerini implante etmek için metodik olarak özelleştirilebilir. Bununla birlikte, uygulamaya bağlı olarak, farklı cihazlar bu kağıda implante edilenden farklı boyutlara, malzemelere ve kalınlıklara sahip olabilir; Örneğin, harici bir kontrol modülüne bağlı cihazlar ek hususlar gerektirir. Ek olarak, bu protokol optogenetik stimülasyon için uyarlanmış olsa da, ilaç verme veya elektrik stimülasyonu/kaydı gibi diğer nöromodülatör uygulamaların biraz farklı cerrahi prosedürler gerektirdiğine dikkat edilmelidir. Spesifik olarak, bu uygulamalar dura mater7'nin altındaki omurilik ile doğrudan teması sağlamak için subdural implantasyona ihtiyaç duyar. Bununla birlikte, optogenetik için, doku ile yakın temas tipik olarak gereksizdir, çünkü kemirgen dura mater ışık penetrasyonunu önemli ölçüde engellemez, bu da ışık kaynaklarının epidural olarak yerleştirilmesini sağlar10.

Omurilik, motor davranışları koordine etmekten solunum gibi homeostatik süreçleri düzenlemeye kadar bir dizi temel merkezi sinir sistemi fonksiyonunu kolaylaştırır 1,2. Omurilik boyunca karmaşık devre ağının rolünü aydınlatmak, elektriksel stimülasyon, kayıt, ilaç iletimi veya hedeflenen alanlara optik stimülasyon için arayüzler gerektirir 3,4,5,6. Bu tür sorgulamaları mümkün kılmak için cihazlar geliştirilmiş olmasına rağmen 7,8,9,10,11, omuriliğe kronik implantasyonları için özel cerrahi teknikler gereklidir 4. Özellikle, omurilik ve ilişkili omurlar, ekstansiyon ve bükülme gibi doğal hareketlerin neden olduğu mekanik deformasyonlara karşı artan duyarlılığa sahiptir 8,12,13. Omuriliğin bu benzersiz özellikleri, implante edilen probların uzun süreler boyunca belirli bir segmentte stabil, işlevsel ve güvenli kalmasını sağlamayı doğal olarak zorlaştırır.
Burada, omuriliğin hedeflenen bir segmentine optik bir sapın yerleştirilmesi ve sabitlenmesi için bir cerrahi protokol tanımlanmıştır (Şekil 1A). Özellikle servikal bölge ile arayüz oluşturmanınbenzersiz zorluklar getirdiği gösterildiğinden9, implantasyon adımları özellikle C5 servikal bölgesi üzerinde gösterilmiştir. Servikal omurganın karmaşıklığının, daha derin konumlandırılmasından ve kas sisteminin bolluğundan kaynaklandığı, omuriliğin geri kalanı boyunca belirgin olmayan bir özellik olduğu varsayılmaktadır. Ne olursa olsun, bu protokolde belirtilen prosedürler, çeşitli omurilik bölgelerindeki ameliyatlar için uyarlanabilir olacak şekilde tasarlanmıştır. Deri üzerinden tanımlanabilen belirgin anatomik "yer işaretleri" kullanılarak omurilik segmentlerini bulmak ve tanımlamak için adım adım talimatlar verilmiştir (Şekil 1B). Protokol daha sonra cerrahi implantasyon için iki tekniği açıklar: biri omurilik ile doğrudan temas gerektiren problar için ve diğeri doğrudan temas gerektirmeyebilecek problar için uyarlanmıştır. Açıklanan adımlar, kemirgen sağkalım cerrahisi eğitimi almış herhangi bir araştırmacı tarafından çoğaltılmak üzere tasarlanmıştır.
Bu protokol, C5 servikal seviye üzerine bağlı esnek bir optik şaft ile bir optoelektronik cihazın (18 mm x 13 mm) implantasyonu için adım adım talimatları kapsar. İmplante edilebilir cihaz, deri altından kaudal olarak C5'e sabitlenir ve omurilik optik stimülasyonu meydana geldiğinde yanan ve cihaz işlevselliği hakkında canlı geri bildirim sağlayan mikro ölçekli bir ışık yayan diyot (μLED) göstergesinden oluşur. İmplant takılan optik sapın doğal motor fonksiyon üzerindeki etkisi, implant takılan kemirgenler üzerinde değerlendirildi ve sahte ameliyatları olan kemirgenlerle karşılaştırıldı. Sonuçlar, probların implantasyondan yedi gün sonra hayvanın doğal arka ayağını ve ön ayak fonksiyonunu olumsuz etkilemediğini göstermektedir.

<table><tbody><tr><td>Adson Forseps&nbsp;</td><td>Güzel Bilim Aletleri</td><td>11027-12</td><td></td></tr><tr><td>Alm 3 Nokta Ekartör</td><td>Güzel Bilim Aletleri</td><td>17010-10</td><td></td></tr><tr><td>Buprenorfin / Veterjezik&nbsp;</td><td>CDMV</td><td>124918</td><td>Üretici 0.3 mg / mL sağlar, ancak sıçanlarda kullanım için 0.03 mg / kg'a seyreltilmelidir</td></tr><tr><td>Klorheksidin% 2 Çözelti</td><td>Partnar</td><td>PCH-020 ></td><td></td></tr><tr><td>Kavisli Uzun Hemostat Forseps</td><td>KaamKaaj Araçları</td><td>14.5</td><td>Paslanmaz Çelik Cırcır Kilitleme Cımbızlı Kavisli Uzun Hemostat Forseps</td></tr><tr><td>CVD Parilen Makinesi: SCS Labcoter 2</td><td>Özel Kaplama Sistemleri</td><td>PDS 2010</td><td></td></tr><tr><td>Dental Çimento - Katalizör&nbsp;</td><td>Parkell, Inc</td><td>S371</td><td></td></tr><tr><td>Diş Çimentosu - Metabond</td><td>Parkell, Inc</td><td>S398</td><td></td></tr><tr><td>Diş Çimentosu - Toz&nbsp;</td><td>Parkell, Inc</td><td>S396</td><td></td></tr><tr><td>Değiştirilebilir Plastik Uçlu Forseps</td><td>Güzel Bilim Araçları</td><td>11980-13</td><td></td></tr><tr><td>Friedman-Pearson Rongeurs&nbsp;</td><td>Güzel Bilim Araçları</td><td>16121-14</td><td></td></tr><tr><td>Isofluran USP</td><td>Fresenius Kabi&nbsp;</td><td>CP0406V2</td><td>Hassas buharlaştırıcı ile indüksiyon için %5 ve bakım için %2 oranında sağlanır&nbsp;</td></tr><tr><td>İzopropil Alkol% 70</td> <td>McKesson</td><td>350600</td><td></td></tr><tr><td>Lacri-Lube Steril Göz Merhemi&nbsp;</td><td>Yenile&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Uzun Evans Sıçanlar</td><td>Charles River Laboratories</td><td>6</td><td></td></tr><tr><td>Düşük sıcaklıkta lehim pastası</td><td>Chip Quik Inc.</td><td>11.38</td><td></td></tr><tr><td>Mıknatıslar</td><td>Radyal Mıknatıslar, Inc.</td><td>0.53</td><td>Mıknatıs Neodimyum Demir Bor (NdFeB) N35 (3.00 mm x 1.00 mm)</td></tr> <tr><td>Olsen-Hegar İğne Tutucular, Sütür Kesiciler ile&nbsp;</td><td>Güzel Bilim Araçları</td><td>12002-12</td><td></td></tr><tr><td>PDMS: SYLGARD&nbsp; 184</td><td>Sigma Aldrich</td><td>761036</td><td></td></tr><tr><td>Neşter Bıçakları - #15</td><td>Güzel Bilim Araçları</td><td>10015-00</td><td></td></tr><tr><td>Neşter Sapı - #3</td><td>Güzel Bilim Araçları</td><td>10003-12</td><td></td></tr><tr><td>Lehim akısı</td><td>Chip Quik Inc.</td><td>14.25</td><td></td></tr><tr><td>Stereotaksik Çerçeve&nbsp;</td><td>David Kopf Instruments</td><td>Model 900</td><td></td></tr><tr><td>Steril Kwik-Sil Yapıştırıcı</td><td>Dünyası Hassas Aletler</td><td>KWIK-SIL-S</td><td></td></tr><tr><td>UV El Feneri</td><td>Vansky</td><td>19.99</td><td></td></tr><tr><td>Kablosuz Şarj Cihazı</td><td>Nilkin</td><td>NKT06</td><td></td></tr><tr><td>Kablosuz Şarj bobini</td><td>TDK Corporation</td><td>WT202012-15F2-ID</td><td></td></tr></tbody></table>

optoelektronik cihazların kemirgen omuriliğine implantasyonu

Implantation of Optoelectronic Devices in the Rodent Spinal Cord

Nöromodülasyon tanısal, modülatör ve terapötik uygulamalar sağlayabilir. Beyinde kapsamlı çalışmalar yapılmış olsa da, omuriliğin modülasyonu nispeten keşfedilmemiş durumda. Doğası gereği hassas ve hareketli omurilik dokusu, nöral probların hassas implantasyonunu zorlaştıran kısıtlamalar getirir. Nöromodülasyon cihazlarındaki, özellikle esnek biyoelektronikteki son gelişmelere rağmen, omurilikte kullanımlarını genişletme fırsatları, cihaz implantasyonunun cerrahi karmaşıklıkları nedeniyle sınırlı kalmıştır. Burada, kemirgenlerde omurilik ile arayüz oluşturan özel yapım bir optoelektronik cihazın implantasyonu için özel olarak tasarlanmış bir dizi cerrahi protokol sunuyoruz. İki farklı cerrahi implantasyon yöntemi ile omuriliğin belirli bir segmentine optik bir sap yerleştirme ve sabitleme adımları burada detaylandırılmıştır. Bu yöntemler, optik stimülasyon için omurilik ile doğrudan temas gerektirebilecek veya gerektirmeyebilecek çok çeşitli cihazlar ve uygulamalar için optimize edilmiştir. Metodolojiyi açıklamak için, bir cilt kesisi yapmadan önce belirgin yer işaretlerini belirlemek için önce vertebral anatomiye başvurulur. Kemirgenlerde servikal omurga üzerinde optik bir sapı sabitlemek için cerrahi adımlar gösterilmiştir. Daha sonra, optik şafta bağlı optoelektronik cihazın, omurilikten uzakta deri altı bir boşluğa sabitlenmesi ve gereksiz doğrudan teması en aza indirilmesi için prosedürler özetlenir. İmplantları alan hayvanları sahte ameliyatlar geçirenlerle karşılaştıran davranışsal çalışmalar, optik sapların implantasyondan yedi gün sonra arka bacak veya ön ayak fonksiyonunu olumsuz etkilemediğini göstermektedir. Bu çalışma, çeşitli omurilik müdahalelerini araştırmayı amaçlayan gelecekteki çalışmalarda kullanılmak üzere nöromodülasyon araç setini genişletmektedir.

Ek Şekil 2'de gösterilen ayrıntılı fonksiyonel diyagramına sahip bir optoelektronik cihaz, dört Long Evans sıçanına implante edildi. Ek Şekil 3, implante edilmeye hazır nihai optoelektronik cihazı göstermektedir. Diğer üç hayvana, cihaz implantasyonu olmadan C5'te medial laminektomi içeren sahte ameliyatlar yapıldı. Optoelektronik cihaz, entegre bir LED sürücü tarafından etkinleştirilen, ucunda gömülü bir μLED bulunan esnek bir probdan oluşuyordu. LED sürücü, programlanabilir bellenime sahip bir mikro denetleyici tarafından kontrol edilir. Aynı zamanda derinin hemen altındaki kas tabakasına dikilen bir cihaz gövdesinden oluşuyordu. Kimyasal buhar biriktirme (CVD) kullanılarak tüm cihaz üzerinde bir Parylene-C (~ 10 μm) tabakası biriktirilir. İkinci bir Polidimetilsiloksan (PDMS) tabakası (~ 800 μm), doku ile yumuşak bir arayüz oluşturmak için optoelektronik cihaz gövdesini (Ek Şekil 3) kapladı. Prob ucu, μLED C5'in üzerinde gezinirken C4'te sabitlendi. Cihazda, cihaz işlevselliğinin canlı olarak doğrulanması için optik şaftın μLED'i ile aynı anda açılan bir μLED göstergesi (ışığı derinin altından görülebilen) kullanıldı. Hayvanlar, zaman içindeki performanslarının sürekli güvenilirliğini doğrulamak için ameliyattan sonraki 7 günlük bir süre boyunca izlendi (Şekil 4B).
Hayvanların motor fonksiyonları, Martinez açık alan lokomotor derecelendirme ölçeği19 kullanılarak değerlendirildi. Açık alan davranışını değerlendirmek için, tedavi gruplarından habersiz olan iki eğitimli gözlemci, testleri ameliyatlardan önce ve ameliyattan sonraki üç, beş ve yedinci günlerde gerçekleştirdi. Veri toplamayı takiben, implant ve sahte gruplar arasında hem ön ayak hem de arka ayak skorları için her bir zaman noktasında farklılıkları belirlemek için Mann-Whitney U testi yapıldı. Analizimiz, yedinci güne kadar implant ve sahte gruplarda benzer bir ön ayak fonksiyon skorunu göstermektedir (Şekil 5A). Benzer şekilde, tüm zaman noktalarında arka bacak skorları için gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark yoktu (Şekil 5B).
Probun ve cihaz gövdesinin yerinde kalıp kalmadığını doğrulamak için implantasyondan 7 gün sonra ölüm sonrası doğrulama yapıldı. Sütürün veya cihazın gözle görülür bir şekilde ayrılması bulunamadı. Ayrıca, cihaz gövdesinin çekilmesi, dokudan ayrılmasına neden olmadı (Ek Şekil 4A). Daha önce diseke edilmiş ve dikilmiş kaslar daha sonra omurilik üzerinde açığa çıkarıldı ve probların omurilik üzerinde güvenli bir şekilde çimentolu kaldığı doğrulandı (Ek Şekil 4B). Cihaz gövdesine benzer şekilde, prob kafası, prob-lamina mekanik bağlantısına bağlantısını değerlendirmek için çimentolama noktasına karşı art arda geri çekildi.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66992/66992fig01.jpg"> Şekil 1: Cihaz implantasyonu ve anatomik yer işaretlerine şematik genel bakış. (A) Probun omurilik üzerine yerleştirilmesini ve cihazın deri altına yerleştirilmesini göstermek. (B) Omurilik seviyelerini belirlemek için kullanılan yer işaretlerini gösteren 3D model. C2, T2 ve T10 dikenli süreçler referans için gösterilmiştir. Daha koyu renkler karşılık gelen seviyeyi gösterir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66992/66992fig01large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66992/66992fig02.jpg"> Şekil 2: Omuriliğin açığa çıkarılması ve deri altı cebin hazırlanması. (A) Stereotaksik hayvanın üzerine yerleştirilir. (B) C2 spinöz süreç ve (C) T2 spinöz süreç palpasyon yoluyla tanımlanır. (D) Servikal seviyede ilgilenilen noktada dorsal kas sistemini ortaya çıkarmak için deri ve deri altı yağ tabakasından bir kesi yapılır. (E) Dorsal kas sisteminin künt diseksiyonu ile servikal omurlar açığa çıkar. (F) İmplante edilebilir cihaz kaudalini insizyon bölgesine sabitlemek için bir deri altı cep oluşturulur. (G) Yeterli diseksiyonu takiben, servikal omurları ve top şeklindeki kası ortaya çıkarmak için, C2'yi tamamen kaplayan ve C3'ü kısmen maskeleyen bir ekartör yerleştirilir. Kesikli çizgi, top şeklindeki kası gösterir. Servikal omurilik açığa çıktıktan sonra, (H) omurların altına prob yerleştirilmesi için C5 ve C6'da iki lateral laminektomi yapılır veya (I) omurların üzerine prob yerleştirilmesi için C5'te medial laminektomi yapılır. Yıldız işaretleri lateral laminektomi bölgesini gösterir. Ölçek çubukları = 3 mm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66992/66992fig02large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66992/66992fig03.jpg"> Şekil 3: Cihaz implantasyonu ve prob yerleştirme. (A) Cihaz deri altı cebe yerleştirilir. (B) Cihaz kas sistemine dikilir. (C) Prob, medial laminektomi yapılan C5 laminanın üzerine sabitlenir. (D) Cihaz, her ikisi de lateral laminektomi uygulanan C5 ve C6 laminalarının altına yerleştirilir. Hem (C) hem de (D)'de, probun ucu sağlam bir C4'te çimentolanır. Ölçek çubukları = 3 mm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66992/66992fig03large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66992/66992fig04.jpg"> Şekil 4: Ameliyat sonrası işaretleme cihazı ve işlevselliğin doğrulanması. (A) Cihazın yeri, ameliyat sonrası tanımlanmasını kolaylaştırmak için dikiş atıldıktan sonra isteğe bağlı olarak cilt üzerinde işaretlenebilir. (B) Şekil, implantasyon sonrası bir hayvanı tasvir etmektedir. Cihazın işlevselliği, cildin altında görünen μLED göstergesi gözlemlenerek doğrulandı ve cihazın başarılı bir şekilde çalıştığını doğruladı (hayvanın sağ tarafındaki yumru, cihaz gövdesinin implante edildiği yerdir). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66992/66992fig04large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66992/66992fig05.jpg"> Şekil 5: Martinez'in zaman içinde ön ayak ve arka ayak performansı için sahte ve implant gruplarında açık alan davranış puanları. Grafikler, dört zaman noktasında (A) ön ayak ve (B) arka ayak açık alan değerlendirmeleri için ortalama davranış puanlarını göstermektedir: 0 (başlangıç), 3 gün, 5 gün ve implantasyondan 7 gün sonra (DPI). Hata çubukları, ortalamanın (SEM) standart hatasını temsil eder. Sahte ve implant grupları arasındaki önemli farklılıklar (p &lt; 0.05) belirli zaman noktalarında yıldızlarla (*) gösterilir. Şekil açıklaması, noktalı çizgi ile görüntülenen sahte grupları gösterirken, implant grubu düz çizgi ile gösterilir. Sahte örneklem büyüklüğü n = 3 ve implant n = 4 idi. Parametrik olmayan Mann-Whitney U testi, her bir zaman noktasında gruplar arasındaki farklılıkların anlamlılığını değerlendirmek için kullanıldı. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66992/66992fig05large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Ek Şekil 1: Laminektomi çizimi. Kesikli çizgiler, (A) omurların altına prob yerleştirilmesi için iki lateral laminektomi ve (B) omurların üzerine prob yerleştirilmesi için medial laminektomi için rezeke edilecek bölgeleri gösterir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66992/Supplementary%20Figure%201.zip" target="_blank">Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Ek Şekil 2: Optoelektronik cihazın şeması. Cihazın ayrıntılı blok diyagramı gösterilmektedir. Sol üst blok, bir kablosuz güç alıcısı anteni rezonans LC tankını gösterir. Alınan güç doğrultulur ve düşük bırakmalı bir voltaj regülatörüne (LDO) beslenir. Bir mikrodenetleyici ünitesi, programlanan parametrelere göre cihazı otomatik olarak etkinleştirir ve bir LED sürücü, proba gömülü tüm μLED'lere güç sağlar. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66992/Supplementary%20Figure%202.zip" target="_blank">Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Ek Şekil 3: Optoelektronik cihaz. Ucunda 1 μLED bulunan bir optik şafta bağlı biyouyumlu kapsüllemeye sahip son optoelektronik cihaz. Kesikli dikdörtgen, μLED'in konumunu gösterir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66992/Supplementary%20Figure%203.zip" target="_blank">Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Ek Şekil 4: Cihaz kararlılığının ölüm sonrası doğrulanması. İmplantasyondan yedi gün sonra, (A) cihaz gövdesi, implante edildiği pozisyonda kas sistemine dikilmiş olarak kalmıştır ve (B) çimentolu prob, C4 laminasının üzerinde sabitlenmiş olarak kalmıştır. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66992/Supplementary%20Figure%204.zip" target="_blank">Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>

Bu protokol, omurilik cerrahisi yapmak ve kemirgenlerde omurilik üzerine optik bir şaft implante etmek ve sabitlemek için cerrahi bir prosedürü detaylandırır.

Optoelektronik cihazların kemirgen omuriliğine implantasyonu

Neuromodulation can provide diagnostic, modulatory, and therapeutic applications. While extensive work has been conducted in the brain, modulation of the ...

implantation-of-optoelectronic-devices-in-the-rodent-spinal-cord

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Sinirbilim

Kaynak: Pietruczyk, E. A., et al. Farede laminektomi ve omurilik penceresi implantasyonu. J. Vis. Uzm. (2019)Bu video, in vivo görüntüleme için anestezi uygulanmış bir fareye bir omurilik penceresinin implantasyonunu göstermektedir. Protokol, bir borosilikat kapak camı ve 3D baskılı bir arka plaka kullanarak açıkta kalan omuriliği stabilize eder. Bu yöntem, kan-beyin bariyeri dinamiklerini ve nörovasküler etkileşimleri incelemek için yüksek çözünürlüklü iki foton mikroskobunu mümkün kılar.

In Vivo Görüntüleme için Bir Farede Omurilik Penceresi İmplantasyonu

Optogenetics gelişimi artık kesin tanımlı genetik nöronlar ve devreler uyarmak için araç, hem de...

Beyin Dokusu Kronik Optogenetic uyarılması için Fiber-optik İmplantasyon

Deneysel otoimmün ensefalomiyeliti incelemek için yetişkin farelerin açıkta kalan omurilikleri üzerine cam pencerelerin implante edilmesi ve bakımı için bir yöntem açıklıyoruz. Bu pencereler, iki foton mikroskobu kullanarak canlı hayvanlarda hücre altı düzeyde hücre dinamiklerini izlemek için omuriliğe kronik optik erişim sağlar.

Deneysel Otoimmün Encephalomyelitis Erişkin Farelerde Cam Omurilik Windows&#39;u implante

Optogenetik, davranışsal sinirbilim deneylerinde kullanım için güçlü bir araç haline geldi. Bu protokol, lazer sistemlerinin tasarımı ve kurulumu için adım adım bir kılavuz sunar ve çoğu kemirgen davranışsal test paradigmasıyla uyumlu çoklu ve eşzamanlı in vivo optogenetik stimülasyonların gerçekleştirilmesi için tam bir protokol sağlar.

Kemirgen Santral Sinir Sistemi vivo optogenetic Stimülasyon içinde

Bu videoda, bir canlı fare dorsal spinal kord üzerinde kronik optik görüntüleme odasını yerleştirmeye yönelik bir prosedür açıklanmaktadır. odası, cerrahi işlem ve kronik görüntüleme gözden ve gösterilmiştir.

Boyuna için bir Spinal Odası implantasyon için bir Prosedürü İn Vivo Fare Omurilik Görüntüleme

Biz kayıtları anestezi karıştırıcıların olmadan yapılan insan durumuna daha benzerdir gözün (Elektroretinogram) ve bilinçli sıçanlarda beyin (görsel uyarılmış potansiyel), görsel elektrofizyolojik sinyaller ölçmek için cerrahi implantasyon ve Kayıt işlemleri göstermektedir.

Bilinçli Sıçanlarda implantasyon ve Kablosuz Elektroretinogram Recording ve Görsel Uyarılmış Potansiyel

Bu protokol, intravital mikroskopi ile görselleştirmeyi kolaylaştırmak için bir farenin omuriliğine cam pencere nin yerleştirilmesini açıklar.

Farede Laminektomi ve Omurilik Penceresi İmplantasyonu

Burada, ışık iletimi için optik fiberlere ve nöral kayıt için bir elektrot dizisine sahip bir optrode sisteminin üretim yöntemini sunuyoruz. Channelrhodopsin-2'yi eksprese eden transgenik farelerle yapılan in vivo deneyler, eşzamanlı optogenetik stimülasyon ve elektrofizyolojik kayıt için sistemin fizibilitesini göstermektedir.

Eşzamanlı Optogenetik Modülasyon ve Elektriksel Nöral Kayıt için Optrode Dizisi

Bu cerrahi protokol, hedefe yönelik tedavi sağlamak için bir kemirgenin spinal subdural boşluğuna intratekal kateter yerleştirmek için adım adım bir kılavuzdur.

Tedavi sunumu için kemirgen omuriliğinin subdural boşluğuna erişim

Bu video E13 sıçan dorsal spinal kord commissural nöronlar incelemek ve kültürüne bir yöntem gösteriyor. Disosiye commissural nöronların akson büyüme ve rehberlik hücresel ve moleküler mekanizmaları incelemek için yararlıdır.

Embriyonik Omurilik Commissural Nöronlar Diseksiyon ve Kültür

Öğrenin, kemirgen omuriliğine optoelektronik nöral prob implantasyonu için cerrahi protokolü. Lateral ve medial laminotomi teknikleriyle prob yerleştirme, motor fonksiyonun korunması ve omurilik devrelerinin incelenmesi için erişilebilir bir yöntem sunar.

Optoelektronik cihazların kemirgen omuriliğine implantasyonu

Daha fazla video keşfet