Login processing...

JoVE Journal
Bioengineering

A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 2 minutes.

JoVE Journal Bioengineering

Fabrikasjon av komposittregenerativt perifert nervegrensesnitt (C-RPNI) hos voksenrotte

Fabricating Multi-Component Lipid Nanotube Networks Using the Gliding Kinesin Motility Assay

Journal (Bioengineering)

Fabricating Multi-Component Lipid Nanotube Networks Using the Gliding Kinesin Motility Assay

Micropatterned Surfaces to Study Hyaluronic Acid Interactions with Cancer Cells

Journal (Bioengineering)

Micropatterned Surfaces to Study Hyaluronic Acid Interactions with Cancer Cells

Click here for the English version

Fabrikasjon av komposittregenerativt perifert nervegrensesnitt (C-RPNI) hos voksenrotte

Article DOI: 10.3791/60841-v

February 25th, 2020 •

Shelby R. Svientek¹, Dan C. Ursu¹, Paul S. Cederna^1,2, Stephen W. P. Kemp^1,2

¹Department of Surgery, Division of Plastic Surgery, University of Michigan, Ann Arbor, ²Department of Biomedical Engineering, University of Michigan, Ann Arbor

Chapters

Summary
Automatic Translation

English (Original)
العربية (Arabic)
中文 (Chinese)
dansk (Danish)
Nederlands (Dutch)
français (French)
Deutsch (German)
עברית (Hebrew)
हिंदी (Hindi)
italiano (Italian)
日本語 (Japanese)
한국어 (Korean)
norsk (Norwegian)
português (Portugese)
русский (Russian)
español (Spanish)
svenska (Swedish)
Türkçe (Turkish)

February 25th, 2020

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the English version.

Følgende manuskript beskriver en ny metode for å utvikle et biologisk, lukket loop neural feedback system kalt kompositt regenerative perifere nervegrensesnitt (C-RPNI). Denne konstruksjonen har evnen til å integrere med perifere nerver for å forsterke sprudlende motorsignaler samtidig som den gir afferent sensorisk tilbakemelding.

Transcript

Vår protokoll er betydelig ved at den tillater samtidig motornervesignalforsterkning sammen med levering av afferent sensorisk nervestimulering gjennom utnyttelsen av et biologisk perifert nervegrensesnitt. Denne teknikken kan gi en livaktig proteseenhet for de med amputasjoner, da C-RPNI tillater samtidig motorkontroll og sensorisk tilbakemelding i samme perifere nervegrensesnitt. Mange av de som lever med amputasjoner forlater avanserte nevroprotetiske enheter fordi enhetene mangler intuitiv kontroll og meningsfull sensorisk tilbakemelding.

Denne teknikken gir både og kan forhindre protese enhet oppgivelse. Denne teknikken kan brukes på personer med enten svake eller fraværende lemmer eller sensoriske underskudd som gir ytterligere innsikt i tilbakemeldingssystemer som gir presis og intuitiv ekstremitetskontroll. Utføre kirurgi på perifere nerver er vanskelig som det er liten margin for feil.

Bruk av instrumenter av høy kvalitet og trening er ofte de beste måtene å sikre suksess på. Kirurgiske teknikker er utrolig vanskelig å formidle og å lære av et litterært format. Observere hvert trinn involvert i konstruksjonen fabrikasjon er nøkkelen til å mestre metoden.

For å forberede et hudtransplantat, etter å ha bekreftet mangel på respons på tåklemmen, bruk salve på øynene til den bedøvede rotten. Bruk clippers, barber hele nedre baklimb, ankelområdet og sidene av poten. Desinfiser den valgte baklimb i potens plantaroverflate med en sekvensiell alkohol-iodopovidonløsning og alkoholrens.

Ved hjelp av en håndholdt mikromotor høyhastighets drill med en avtagbar rund fin grus polering stein, burr plantar overflaten av poten for å fjerne epidermis med en hastighet på 4000 omdreininger per minutt påføring dråper saltvann for ikke å brenne huden. Den underliggende dermis vil ha et skinnende utseende med presis blødning. Påfør en turniquet til nedre ekstremitet for å bremse blodstrømmen og bruke en nummer 15 skalpell for å fjerne plantarhuden kraftig.

Legg huden i saltvann fuktet gasbind for å forhindre uticcation og påfør en gasbind wrap til blødningsfoten for å bremse blødningen. Plasser huden under et dissekerende mikroskop og bruk mikroscissorer for å fjerne et tendensinøst og bindevev fra det dype laget av hudtransplantatet. Det tynnede dermale transplantatet skal være litt ugjennomsiktig, inneholder bare dermis og måler ca. 0,5 med en centimeter i størrelse.

Legg deretter vevet i et nytt stykke saltvann fuktet gasbind til konstruere fabrikasjon. For å forberede en muskel graft, bruk en nummer 15 skalpell for å gjøre et langsgående snitt langs det fremre aspektet av den nedre bakkulb fra like over ankelen til like under kneet. Disseker gjennom det subkutane vevet for å eksponere den underliggende muskulaturen.

Ved det distale aspektet av snittet, utsett de tendensinøse innsettingene av nedre lem muskulatur. Tibialis fremre er vanligvis den største og mest fremre av musklene. Like under og bakre til denne muskelen ligger extensor digitorum longus.

For å isolere den distale extensor digitorum longus senen fra de andre senene i området, sett inn begge tinder av en tang under senen og åpne tangen for å presse oppadgående trykk for å forårsake seneutflukt. Manipulering av senen bør føre til at alle tærne strekker seg samtidig. Bruk skarp iris saks for å utføre en distal tenotomy og bruke tenomoties å rett ut skille muskelen fra det omkringliggende vevet arbeider proksimalt for å finne den tendensinøse opprinnelsen.

Når den proksimale senen kan visualiseres, bruk irissaksen til å utføre en annen tenotomy og legg muskeltransplantaten i en saltvannsfuktet gasbind. For isolasjon og fremstilling av den vanlige peroneale nerven, barber ett lår og desinfiser den eksponerte huden med en sekvensiell alkohol-Betadine-alkoholrens. Plasser den bedøvede rotten på en varmepute under et kirurgisk mikroskop og merk snittet fra bare distal til isjiahakket til den dårligere delen av kneet som er dårligere enn og vinklet bort fra lårbenet.

Bruk deretter en nummer 15 skalpell for å gjøre et snitt langs merket gjennom den underliggende biceps femoris fascia. Disseker forsiktig gjennom biceps femoris muskelen til rommet underliggende biceps femoris. Etter identifisering av den vanlige peroneale nerven, bruk mikro fintippede tang og mikroscissorer for å isolere den vanlige peroneale nerven forsiktig fra de andre isjiagrenene.

Fjern et hvert dvelende bindevev distally og på det punktet hvor nerven krysser overflaten av kneet, transekterer nerven kraftig med et par mikroscissorer. Deretter frigjør du forsiktig gjenværende bindevev fra den vanlige peroneale nerven og arbeider proksimalt for å frigjøre nerven til en lengde på omtrent to centimeter. Nerver er delikate og mindre feiltrinn kan forårsake varige funksjonelle underskudd.

Hyppig praksis, presise kirurgiske instrumenter og ideell håndposisjonering og støtte er nøkkelen til å mestre denne teknikken. For å fremstille C-RPNI-konstruksjonen, plasser muskeltransplantaten under det disseksjonerende mikroskopet og fjern alt det sentrale tendinous vevet, samt et lite sentralt segment av epimysium som forlater de tendensinøse endene intakte. Bruke en 8-0 nylon sutur og to avbrutte masker, sikre epineurium av transected enden av den vanlige peroneal nerve til området av muskel graft blottet for epimysium på hver side av nerven.

Fest muskeltransplantaten til lårbenet periosteum med en enkelt 6-0 nylon avbrutt søm både proksimalt og distally med nervemuskelen krysset vendt bort fra lårbenet. Plasser en 8-0 nylon sting på dårligere sentral margin av muskel graft epimysium sikre den til felles peroneal nerve epineurium for å skape slapphet i nerven i muskel graft. Plasser hudtransplantaten på muskeltransplantatet slik at den helt dekker nerven og mesteparten av muskelen med den dype marginen av dermis hviler på muskelen.

Trim noen dermis som strekker seg utover grensen av muskelen og bruke 8-0 nylon avbrutt suturer for å omgås huden graft til muskel graft. Lukk biceps femoris fascia over konstruksjonen på en løpende måte med 5-0 kromotisk sutur og lukk den overlying huden med en 4-0 kromotisk sutur i løpende mote. Bytt deretter det kirurgiske området med en alkoholpute og bruk antibiotikasalve før rotten kan gjenopprette med mat og vannkilder atskilt fra burkamerater med overvåking til full recumbency.

Hvis vellykket, kirurgisk eksponering av konstruksjonene etter tre måneder vil avsløre re-vaskularisert muskel og hud og mild klemming av den vanlige peroneale nerven med tang proksimal til konstruksjonen vil resultere i synlig muskelsammentrekning. Histologisk analyse bør demonstrere levedyktig hud, nerve og muskel. Immunstaining vil også avsløre motorisk og sensorisk nervereinsolasjon til henholdsvis nevromuskulære veikryss og sensoriske endeorganer.

Elektrofysiologiske tester kan utføres på disse konstruksjonene in vivo som demonstrert, for eksempel ved tre og ni måneder etter C-RPNI fabrikasjon. Her, enkelt og summering sammensatte muskel virkning potensialer og sammensatt sensorisk nerve virkning potensialer signaler oppnådd under elektrofysiologiske testing i et grafisk format vises. Suboptimale resultater på muskeltransplantaten indikeres av dempede signaler som mangler den karakteristiske sammensatte muskelhandlingen potensiell bølgeform.

Suboptimale resultater på nivået av dermal komponenten innebærer vanligvis demping av bølgeformen med betydelig bakgrunnsstøy. Instrumenter av god kvalitet er avgjørende. Saks bør være skarp og tang bør være fint tippet for å lette en ekstremt presis håndtering av dermal grafts og nerve uten skade.

Etter fabrikasjon kan denne metoden benyttes i elektrofysiologiske undersøkelser for å ytterligere karakterisere signalevner som gir mer innsikt i efferent og afferent feedback loops. Selv om C-RPNI gir mulighet for sensorisk tilbakemelding, er det uklart om et lukket sløyfetilbakemeldingssystem for proprioception kan etableres. Vi tar for tiden opp dette spørsmålet i laboratoriet.

X

Simple Hit Counter