Beredning av perifera nervstimulering elektroder för kronisk implantation hos råttor

Perifer nervstimulering är alltmer under utredning som en behandling för en mängd olika sjukdomar inklusive inflammatoriska sjukdomar och neurala sjukdomar. Konstruktion av kroniskt implanterbara perifera nervmanschettelektroder för små försöksdjur kan vara tidskrävande och dyrt. Detta protokoll beskriver en enkel, låg kostnad tillvägagångssätt för att konstruera kroniskt implanterbara perifera nervstimulerande elektroder för användning på råttor.

Metoden kräver mycket få och lättillgängliga material och förnödenheter och ett minskat antal farliga eller tekniskt efterfrågade steg jämfört med liknande tekniker som minskar både kostnaden för enheten samt den tid som krävs för att utbilda personal och enhetsmontering. Denna teknik har utformats för att möjliggöra prekliniska studier som testar effektiviteten av kronisk Vegas nervstimulering under stroke återhämtning eller andra typer av Metro dysfunktion. Börja med att förbereda manschettens slang.

Använd ett rakblad för att skära en 2,5 millimeters bit av polymerrör. Sätt sedan in ett gem eller kraftspetsar genom slangarna och gör en på längden slinka genom väggen av slangarna på ena sidan av manschetten. Ta ut tylinterna från slangarna och sätt in en stor synål genom mittlinjen på manschetten.

Placera nålen i skumkortet för att fästa manschetten på plats under de återstående monteringsstegen. Att placera en sutur för säkring av manschetten stängning under implantation infoga en liten synål genom väggen av manschetten på mittlinjen ungefär punkt fem millimeter från den övre slitsen på ena sidan. Sätt sedan in två centimeter av en sex noll sutur genom nålens öga och dra nålen genom väggen av slangen för att trä suturen i manschetten.

Punktera ett andra hål genom slangväggen ungefär fem millimeter under det första hålet längs mittlinjen på manschetten. För in suturen genom nålens öga och dra nålen genom slangväggen. Applicera en liten mängd UV-kurlim på den korta änden av suturen som sträcker sig från det nedre hålet och dra den längre suturänden tills den nedre svansen är nästan i jämnhöjd med den yttre väggen på slangen.

Sedan bota limmet med en UV-stav. Upprepa denna process för att placera en annan sutur på motsatt sida av manschetten. Nästa plats Platinum Iridium tråd leder.

Använd den lilla synålen för att göra fyra hål i manschettväggen. Sätt sedan in synålen igen, denna gång arbetar från yttre till inre genom det första blyhålet. Sätt in ungefär punkt fem centimeter av en 7,5 centimeter Platinum Iridium tråd genom ögat av nålen och dra nålen genom slangen för att trä tråden leda genom manschettväggen.

Justera tråden så att cirka 4,5 centimeter sträcker sig på yttersidan av manschetten. Sätt in nålen genom det första blyhålet igen sedan genom det andra blyhålet. Sätt in punkt fem centimeter av den kortare änden av tråden genom nålens öga och dra nålen genom slangen för att trä tråden leda genom manschetten väggar.

Upprepa processen för att trä tråden genom de tredje och fjärde blyhålen. Använd en butan lättare, försiktigt bort isoleringen från fem till sex millimeter av trådarna sträcker sig från den andra och fjärde bly hål Sedan försiktigt dra på änden av tråden sträcker sig från det första hålet tills den oisolerade delen av tråden är i jämnhöjd med hålet. Upprepa detta med den andra ledningen för att rikta in den oisolerade änden av tråden gängade genom den tredje och fjärde bly hål.

Applicera en liten mängd UV-härda lim på trådöglorna på yttersidan av manschetten vid första och tredje blyhålen. Använd sedan UV-staven för att bota limmet och säkra lederna på plats. Använd en liten pipettspets för att trycka de oisolerade trådledningarna mot manschettens innervägg.

Dra en millimeter svansar av tråden platt mot den yttre ytan av manschetten, var noga med att inte korta ihop dem. Applicera sedan en liten mängd UV-lim för att bara täcka de två svansarna och bota den. Ta bort den stora nålen med manschettenheten från skumkortet.

För in en tre centimeter lång av en sex noll sutur genom nålens öga och dra nålen genom slangen för att trä suturen genom manschettens botten vid mittpunkten. Sätt in den lilla synålen genom samma mittlinjehål som arbetar från invändigt till yttre för att undvika deformation, slangen och tråden leder. För sedan in suturens yttre svans genom nålens öga och dra nålen genom manschettväggen för att skapa en slinga av sutur runt kanten på manschetten.

Skapa den andra slingan runt den motsatta änden av manschetten genom att binda ändarna av suturen och en halv knut på den yttre sidan av manschetten. Medan du håller knut platt mot slangen, applicera en liten mängd UV-lim på halvknuten och bota den. Skär försiktigt ändarna av suturgängan så nära knuten som möjligt.

Använd sedan en butan lättare att ta bort isoleringen från cirka tre millimeter i slutet av var och en av Platinum Iridium tråd leder. Löda koppen sidan av ett guld stift till oisolerade änden av varje bly. Innan du fortsätter med implantation testa impedansen av den monterade enheten för att kontrollera att den monterade manschetten har en impedans på mindre än två kilo ohm vid en kilohertz.

Efter montering av huvudlocket och implantering av manschettelektroderna enligt manuskriptriktningar, stimulera vagusnerven medan råttan är vaken. Anslut råttan till en stimulusgenerator via det implanterade huvudlocket och justera stimuleringsinställningarna. För VNS inducerad omorganisation av motor när kartan, leverera ett enda tåg på 15 biphasic pulser, var och en med en bredd på 100 mikrosekond och en amplitud av 800 mikro ampere vid en frekvens av 30 hertz.

En stimulering tåg levereras omedelbart efter detektion av varje lyckad spak tryck under hela 10, 30 minuters träningspass. Använd ett oscilloskop för att övervaka framgångsrik leverans av aktuell stimulering. Detta protokoll, användes för att kroniskt implantat vagus nervmanschett elektroder och huvud mössor i råttor.

Under implantation, utfördes funktionell validering av alla manschetter genom att testa för en VNS inducerad droppe i blodet syre mättnad. För att framkalla detta svar, en 10 sekunders tåg av 30 hertz pulser, var och en med en bredd på 100 mikrosekond och en amplitud av 800 mikro ampere levererades över manschetten leder. För alla manschetter observerade vi en VNS inducerad upphörande av andningen under hela 10 sekunder stimulering, som åtföljdes av en droppe i blodet syre mättnad på minst 5%bekräftar manschettfunktion och korrekt implantation.

För att testa enheternas långsiktiga funktionalitet sövdes råttorna sex veckor efter implantationen, och VNS applicerades igen. För sju av nio enheter, omfattningen av stimulering framkallat förändring i blodet syre mättnad, inte skiljer sig från den som observerats vid första implantation, vilket tyder på fortsatt utmärkt prestanda. De återstående två enheter, öka stimulering amplituden till 1,6 milliampere var tillräcklig för att framkalla en tillförlitlig minskning av blodet syremättnad på minst 5%tyder på att dessa enheter fortsatte att fungera.

Men förändringarna i impedans, nervskador, eller manschetten orientering kan ha resulterat i minskad prestanda. För att ytterligare testa den långsiktiga funktionaliteten hos de kroniskt implanterade enheterna, utbildades en andra grupp av råttor på en förenklad version av en skicklig nå spaken pressuppgift. Råttorna var tvungna att nå två centimeter utanför träningsbåset för att helt trycka på spaken och sedan släppa den inom två sekunder.

Överensstämmer med tidigare studier som visar att vagus nervstimulering driver expansion av uppgiften relevanta motor karta representationer, VNS behandlade råttor uppvisade betydligt större proximala framben representationer än Sham behandlade råttor. Detta protokoll kan lätt anpassas för att rymma kronisk stimulering experiment i andra laboratoriearter eller på andra perifera nerv platser, inklusive ischias eller sakrala nerver. Till exempel.