Un sistema implantable para la electromiografía crónica in vivo

Este sistema se puede utilizar para fabricar un sistema simple, económico e implantable para el registro a largo plazo de potenciales electromiográficos evocados o espontáneos. La principal ventaja de este sistema sobre los sistemas de grabación EMG crónicos convencionales es que los cables de plomo están enrollados y son resistentes a la rotura o interrupción en el animal en movimiento despierto. La principal aplicación de esta técnica es investigar la especificidad de la renovación de los músculos laríngeos en presencia de terapia de acondicionamiento eléctrico para evitar la sinquinesis.

Esta tecnología también se puede aplicar a otro sistema neuromuscular para el que se necesita estimulación nerviosa crónica y/o registro EMG en animales en movimiento despiertos. Al presentar el procedimiento estará Shan Huang, un profesor asistente de investigación de otorrinolaringología en mi laboratorio. Antes de preparar un manguito de electrodo de estímulo RLN, corte 170 centímetros de longitud de alambre de acero inoxidable multifilo recubierto de teflón tipo 316 para cada brazalete y utilice un dispositivo de bobinado para enrollar los cables en muelles de 12 centímetros de largo.

Si es necesario, estire el muelle para aumentar su longitud para cada sitio del implante. Deje tres milímetros de un extremo y 10 milímetros del otro extremo de cada plomo enrollado recto y desaislado cada extremo. A continuación, suelde un pasador hembra de cobre chapado en oro en el extremo de tres milímetros de cada plomo enrollado.

Para preparar el manguito nervioso, corte un segmento de cinco milímetros de tubo de silicio de un rollo de tubo. Bajo el microscopio de operación, utilice una aguja hipodérmica de calibre 25 para perforar a través de la pared del tubo 1,5 milímetros desde el extremo y fuera del centro cerca de la pared interior. Rellene el extremo de 10 milímetros de un cable en la punta de la aguja y retire la aguja para depositar la porción desaislada en el tubo.

Doble hacia atrás el extremo del cable desnudo fuera del tubo y gire el cable sobre el cable en su punto de entrada en el tubo para anclar el cable al tubo. Para insertar el segundo cable 1,5 milímetros desde el extremo opuesto del tubo, alinee el punto de entrada al de la primera pista. Utilice la aguja para perforar la pared y deslizar su eje cerca de la pared interior opuesta al primer plomo.

Rellene la aguja con el extremo de 10 milímetros desaislado y retire la aguja. Los dos electrodos de estímulo deben formar una forma de V de 45 grados que se extiende a lo largo del nervio para asegurar la entrega actual a través del nervio desde el ánodo hasta el cátodo. Utilice un par de tijeras curvas para hacer una hendidura en forma de S en la pared del tubo frente a los puntos de entrada del electrodo y utilice una aguja microquirúrgica curva para insertar una longitud de 6-0 monofilamento no absorbible en la pared del manguito en cada extremo.

Combine una mancha de gel de silicona de grado médico tipo A con su disolvente en un tubo Eppendorf y mezcle en un mezclador de vórtice. Aplique la preparación de gel con una jeringa de insulina de 30 unidades para volver a aislar todo el cable desnudo expuesto fuera del brazalete. Para preparar un manguito de electrodo de estímulo SLN, montar el manguito como se acaba de demostrar utilizando un tubo de diámetro más pequeño.

Para preparar un electrodo de grabación PCA EMG, ensamble un cable enrollado para el electrodo muscular PCA y suelde un pasador hembra en un extremo de tres milímetros del plomo como se ha demostrado. Utilice una aguja de calibre 25 para insertar el extremo de 10 milímetros del plomo muscular PCA en la punta de un electrodo de estimulación cerebral profunda y doble el extremo del plomo para formar un gancho. A continuación, recorte el cable para proporcionar un total de cinco milímetros de longitud de grabación.

Para preparar un receptáculo de piel para interconectar las conexiones entre los electrodos y el equipo externo, corte dos piezas de 17,5 milímetros cada una que contenga ocho agujeros de un conector de tira de pasador hembra de una sola fila y utilice papel de lija para rugosar las superficies externas de cada pieza. Utilice fenol para pegar las piezas lijadas en una campana de humo y coloque el conector de doble fila resultante en un recipiente de 60-80 grados de agua en la campana de humo durante 30 minutos. Mientras el pegamento se endurece, corte una placa frontal de 25,6 milímetros de la tira.

Taladre un agujero en el centro de la placa frontal. Agranda el agujero con una prensa de perforación y bisturí para hacer un agujero rectangular de 5,4 por 17,4 milímetros centrado en el centro de la placa frontal. Terminar y cuadrar las esquinas del agujero con un archivo.

Cuando el pegamento se haya secado, inserte el borde del conector de doble fila con los orificios de mayor diámetro dentro del orificio rectangular de la placa frontal hasta que se enjuague con la superficie de la placa frontal. Utilice fenol para adherir el conector a la placa frontal y coloque el conjunto en agua de 60-90 grados. Cuando el fenol se haya endurecido, taladre un agujero de 1,3 milímetros en cada esquina de la placa frontal y a cada lado de la placa frontal a mitad de cada extremo.

Cortar un tubo de 15 milímetros de longitud de injerto de poliéster de punto y utilizar una aguja hipodérmica para roscar alambres de acero inoxidable a través de la pared en tres posiciones 3.8 milímetros de distancia a lo largo de la longitud del injerto para fijar el tubo al ensamblaje. Coloque muescas igualmente espaciadas en cada esquina del conector para anclar los cables contra la superficie del ensamblaje y utilice alicates para girar los extremos de cada cable para ajustar el tubo al ensamblaje. A continuación, haga una marca permanente en el parche de poliéster en un extremo del receptáculo.

Haga una incisión en el cuello medio desde la muesca hasta el manubrio. Después de exponer el borde inferior del cartílago cricoide en un canino anestesiado, coloque el manguito de estímulo en cada uno de los SLN y RLN bilaterales y utilice las suturas cerradas para cerrar los labios de cada brazalete. Usa un punzón de biopsia para hacer una ventana de cartílago de cuatro milímetros a cada lado de la superficie anterior del cartílago tiroideo y expone los aspectos laterales de ambos complejos musculares cricoarytenoides laterales tiroarytenoides.

Inserte la púa de cada electrodo de grabación EMG en el complejo TA LCA utilizando una aguja de calibre 23 y sutura el parche de poliéster en el cartílago cricoide en cada una de las cuatro esquinas. Coloque el electrodo de estimulación cerebral profunda con su electrodo de grabación EMG de alambre de gancho complementario debajo del músculo PCA a cada lado y utilice un endoscopio para confirmar que la estimulación produce una abducción de pliegue vocal para cada canal. Utilice 4-0 suturas no absorbibles para anclar los electrodos de estimulación cerebral profunda al cartílago cricoide usando un ancla que se bloquea en el plomo.

Inserte todos los cables de los electrodos de grabación EMG de estimulación nerviosa en el receptáculo a través de sus pines hembra utilizando una herramienta de inserción confeccionada a partir de un hemostat. Utilice cemento óseo para sellar la superficie inferior del receptáculo para aislar las uniones del pasador de plomo. Cuando el cemento se haya endurecido, coloque el receptáculo en el extremo rostral de la incisión de la línea media y sutura el receptáculo a los tejidos subcutáneos a través de la falda de poliéster.

A continuación, pase las suturas a través de los orificios de la placa frontal para fijar el borde de la piel al receptáculo. Aquí, se muestra una grabación EMG representativa de una de las sesiones de línea base con las RLN intactas. En una grabación del músculo PCA, la estimulación RLN produce un artefacto de estímulo seguido de un gran potencial de EMG evocado.

En una grabación del complejo muscular cricoarytenoid lateral tiroarytenoides, la estimulación SLN produce un artefacto de estímulo que es seguido por una respuesta muscular monosináptica de latencia corta y una respuesta de cierre glostico reflejo polisináptica de latencia más larga. En esta grabación, se pueden registrar ráfagas de actividad EMG espontánea desde el músculo PCA durante las inspiraciones normales. Esta actividad inspiradora de EMG aumenta en el transcurso de la entrega de dióxido de carbono a una velocidad de barrido más lenta.

No hay inervación inspiratoria del complejo muscular cricoarytenoid lateral tiroarytenoides por lo que no se deben detectar potenciales inspiratorios de estos músculos. Esta tecnología se ha adaptado para investigar los impactos del acondicionamiento eléctrico en la especificidad de la re-inervación de los músculos faciales del conejo y también la atrofia del envejecimiento de los músculos de la lengua de las ratas.