Bioengineering
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Fabricação da Interface Nervosa Periférica Regenerativa Composta (C-RPNI) no Rato Adulto
Chapters
Summary February 25th, 2020
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O manuscrito a seguir descreve um novo método para desenvolver um sistema de feedback neural de loop fechado biológico chamado interface nervosa periférica regenerativa composta (C-RPNI). Esta construção tem a capacidade de se integrar com nervos periféricos para amplificar sinais motores efélios, ao mesmo tempo em que fornece feedback sensorial afável.
Transcript
Nosso protocolo é significativo na vez de permitir a amplificação simultânea do sinal do nervo motor ao lado da provisão de estimulação sensorial aferente através da utilização de uma interface nervosa periférica biológica. Esta técnica pode fornecer um dispositivo protético semelhante à vida para aqueles com amputações, pois o C-RPNI permite controle motor simultâneo e feedback sensorial dentro da mesma interface nervosa periférica. Muitos dos que vivem com amputações abandonam dispositivos neuroprostéticos avançados porque os dispositivos não têm controle intuitivo e feedback sensorial significativo.
Esta técnica fornece ambos e pode evitar o abandono do dispositivo protético. Essa técnica pode ser aplicada a indivíduos com membros fracos ou ausentes ou déficits sensoriais, fornecendo mais informações sobre sistemas de feedback que fornecem controle preciso e intuitivo da extremidade. Realizar cirurgia em nervos periféricos é difícil, pois há pouca margem de erro.
Usar instrumentos de alta qualidade e praticar muitas vezes são as melhores maneiras de garantir o sucesso. Técnicas cirúrgicas são incrivelmente difíceis de transmitir e aprender com um formato literário. Observar cada passo envolvido na fabricação da construção é fundamental para dominar o método.
Para preparar um enxerto de pele, depois de confirmar a falta de resposta ao aperto do dedo do dedo do dedo, aplique pomada nos olhos do rato anestesiado. Usando cortadores, raspe toda a parte inferior da mete, região do tornozelo e laterais da pata. Desinfete a casca-de-lima selecionada na superfície plantar da pata com uma solução sequencial de álcool-iodopovidona e limpeza de álcool.
Usando uma broca de alta velocidade de micromotor portátil com uma pedra de polimento de grão fino removível, enterre a superfície plantar da pata para remover a epiderme a uma velocidade de 4.000 rotações por minuto aplicando gotas de soro fisiológico para não queimar a pele. A dermis subjacente terá uma aparência brilhante com sangramento de ponto. Aplique um torniquete na extremidade inferior para diminuir o fluxo sanguíneo e use um bisturi número 15 para remover bruscamente a pele plantar.
Coloque a pele em gaze salina umedecida para evitar a dessacação e aplique um envoltório de gaze no pé sangrando para retardar a hemorragia. Coloque a pele sob um microscópio dissecando e use microscisores para remover qualquer tecido tendinoso e conjuntivo da camada profunda do enxerto de pele. O enxerto dérmico fino deve ser ligeiramente opaco, conter apenas dermis e medir aproximadamente 0,5 por um centímetro de tamanho.
Em seguida, coloque o tecido em um novo pedaço de gaze salina umedecida até construir a fabricação. Para preparar um enxerto muscular, use um bisturi número 15 para fazer uma incisão longitudinal ao longo do aspecto anterior da borda inferior do traseiro logo acima do tornozelo para logo abaixo do joelho. Dissecando através do tecido subcutâneo para expor a musculatura subjacente.
No aspecto distal da incisão, exponha as inserções tendinosas da musculatura do membro inferior. A tibialis anterior é tipicamente a maior e mais anterior dos músculos. Logo abaixo e posterior a este músculo está o extensor digitorum longus.
Para isolar o tendão do extensor distal digitorum longus dos outros tendões da área, insira ambas as latas de um fórceps sob o tendão e abra os fórceps para exser pressão ascendente para causar excursão tendinosa. A manipulação do tendão deve fazer com que todos os dedo dos dedo se estendam simultaneamente. Use uma tesoura de íris afiada para realizar uma tenotomia distal e use tenomoties para separar sem rodeios o músculo do tecido circundante trabalhando proximicamente para encontrar a origem tendinosa.
Uma vez que o tendão proximal possa ser visualizado, use a tesoura de íris para realizar uma segunda tenotomia e coloque o enxerto muscular em uma gaze salina umedecida. Para isolamento e preparação do nervo peroneal comum, raspe uma coxa e desinfete a pele exposta com uma limpeza sequencial de álcool-betadina-álcool. Coloque o rato anestesiado sobre uma almofada de aquecimento sob um microscópio cirúrgico e marque a incisão de apenas distal para o entalhe ciático até a porção inferior do joelho inferior e angulada para longe do fêmur.
Em seguida, use um bisturi número 15 para fazer uma incisão ao longo da marca através do bíceps fáscia subjacente. Disseque cuidadosamente através do músculo bíceps femoral para o espaço subjacente ao bíceps femoral. Após a identificação do nervo peroneal comum, use fórceps e microscisores de ponta fina para isolar cuidadosamente o nervo peroneal comum dos outros ramos ciáticos.
Remova qualquer tecido conjuntivo persistente distally e no ponto em que o nervo cruza a superfície do joelho, transecte bruscamente o nervo com um par de microscissores. Em seguida, livre cuidadosamente qualquer tecido conjuntivo restante do nervo peroneal comum e trabalhe proximicamente para liberar o nervo a um comprimento de aproximadamente dois centímetros. Os nervos são delicados e pequenos erros podem causar déficits funcionais duradouros.
Prática frequente, instrumentos cirúrgicos precisos e posicionamento e suporte ideal das mãos são fundamentais para dominar essa técnica. Para fabricar a construção C-RPNI, coloque o enxerto muscular sob o microscópio dissecando e remova todo o tecido tendinoso central, bem como um pequeno segmento central de epimísio deixando as extremidades tendinosas intactas. Usando um 8-0 sutura de nylon e dois pontos interrompidos, fixam o epineurium da extremidade transectada do nervo peroneal comum para a área do enxerto muscular desprovido de epimísio em ambos os lados do nervo.
Fixar o enxerto muscular no peristeum do fêmur com um único ponto de nylon 6-0 interrompido tanto proximally quanto distally com a junção muscular nervosa voltada para longe do fêmur. Coloque um 8-0 ponto de nylon na margem central inferior do epimísio do enxerto muscular assegurando-o ao epineurium nervoso peroneal comum de modo a criar frouxidão no nervo dentro do enxerto muscular. Posicione o enxerto de pele no enxerto muscular de modo que cubra completamente o nervo e a maioria do músculo com a margem profunda da dermes repousando sobre o músculo.
Apare qualquer dermis que se estenda além da borda do músculo e use 8-0 suturas interrompidas de nylon para proteger circunferencialmente o enxerto de pele ao enxerto muscular. Feche o bíceps femoris fascia sobre a construção de forma corrida com sutura cromica 5-0 e feche a pele sobrelada com uma sutura cromica 4-0 na moda de corrida. Em seguida, troque a área cirúrgica com uma almofada de álcool e aplique pomada antibiótica antes de permitir que o rato se recupere com fontes de alimento e água separadas dos companheiros de gaiola com monitoramento até a recumedência total.
Se for bem-sucedido, a exposição cirúrgica das construções após três meses revelará músculo e pele ress vascularizados e espremer suavemente o nervo peroneal comum com fórceps proximais à construção resultará em contração muscular visível. A análise histológica deve demonstrar pele, nervo e músculo viáveis. A imunostaining também revelará a re-inervação do nervo motor e sensorial em suas junções neuromusculares e órgãos finais sensoriais, respectivamente.
Testes eletrofisiológicos podem ser realizados nessas construções in vivo, como demonstrado, por exemplo, em três e nove meses após a fabricação de C-RPNI. Aqui, são mostrados potenciais de ação muscular compostos e resumidos e potenciais de ação sensorial compostos obtidos durante testes eletrofisiológicos em formato gráfico. Os resultados subótimos no enxerto muscular são indicados por sinais atenuados que não possuem a forma de onda potencial de ação muscular composta característica.
Resultados subótimos no nível do componente dérmico geralmente envolvem umedecimento da forma de onda com ruído de fundo significativo. Instrumentos de boa qualidade são vitais. A tesoura deve ser afiada e os fórceps devem ser bem derrubados para facilitar um manuseio extremamente preciso dos enxertos dérmicos e do nervo sem danos.
Após a fabricação, este método pode ser utilizado em investigações eletrofisiológicas para caracterizar ainda mais as capacidades de sinalização, fornecendo mais insights sobre loops de feedback eferentes e diferentes. Embora o C-RPNI permita feedback sensorial, não está claro se um sistema de feedback em loop fechado para propriocepção pode ser estabelecido. Estamos abordando essa questão no laboratório.
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