Method Article
עבודה זו מציגה את המתודולוגיה של החלת אולטרסאונד ממוקד בעוצמה גבוהה כדי לחסום את פוטנציאל פעולה של עצבים נוירופתי סוכרתי.
עצב בלוק בהולכה עם מתמר אולטרסאונד ממוקד בעוצמה גבוהה (HIFU) בוצעה במודלים של בעלי חיים נורמליים, סוכרת לאחרונה. HIFU הפיכה לחסום את הולכה של העצבים ההיקפיים ללא פגיעה בעצבים תוך שימוש פרמטר אולטראסוניות המתאים. בלוק זמני וחלקי פוטנציאל פעולה של עצבים מראה כי HIFU יש פוטנציאל להיות טיפול קליני יעיל להקלה בכאבים. עבודה זו ממחישה את נהלי לדכא את פוטנציאל פעולה של עצבים נוירופתי עכברים סוכרתיים ויוו באמצעות מתמר HIFU. השלב הראשון הוא ליצור למבוגרים זכר חולדות נוירופתי סוכרתי בזריקה streptozotocin (STZ). השלב השני הוא להעריך את נוירופתיה סוכרתית בחולדות סוכרת הנגרמת STZ על ידי בדיקה אלקטרונית של פון פריי צלחת חמה. השלב הסופי הוא שיא ויוו חוץ-תאית פעולה פוטנציאל של עצב חשוף HIFU sonication. השיטה שהראתי כאן יכולים ליהנות המחקר של יישומים כאבים אולטרסאונד.
תרופות דרך הפה, דיקור סיני1, גירוי עצבי חשמלי2 שימשו לטיפול של פולינוירופתיה של סוכרתית כואבת. עם זאת, תופעות לוואי של תרופות דרך הפה, פעולה פולשנית של דיקור סיני, גירוי עצבי חשמלי ה"בלתי את היעילות הטיפולית ואת הדבקות של המטופל. אולטרסאונד בלוק של העצבים ההיקפיים במודלים של בעלי חיים נחקר במשך עשרות שנים-3,-4,-5. הולכה של במבחנה ממוגלה עצבים של הצפרדע הירוקה גדול היה עכבות הפיכה לאחר הטיפול של 10-20 פולסים של אולטרסאונד חשיפה של 0.4 - 1.0 s6. גורם אחד כדי לחסום גיאן הוא עליית הטמפרטורה המושרה על ידי אולטרסאונד7. עבור חולי פולינוירופתיה של, הדיכוי של פוטנציאל פעולה השריר מורכבים (CMAPs) בוצעה ב שיתוק נחשפים אולטרה סאונד בעוצמה נמוכה 2 דקות8. הפעם החלמה מלאה הייתה בתוך 5 דקות.
לאחרונה, מינהל המזון והתרופות של ארצות הברית אישרה HIFU לטיפול פולשני גידולים שרירנים ברחם9, כאב palliations של עצם גרורות10וסרטן הערמונית11. מתמר HIFU פולט קרני אקוסטית מחוץ לגוף, ואת הקורות לשדר במדיומים שונים של רקמות מתכנסים הגידול היעד על המוקד. אזור מוקד נוצר באופן מיידי כדי ליצור אפקטים מותאמים לשפות אחרות על גידולים היעד מבלי לפגוע ברקמות שמסביב. HIFU הוחל גם לעכב את הובלת העצבים או לגרום עצב denervation ויוו ניסויים של חולדות רגילה ספראג-Dawley (SD)12. בנוסף, ההשפעות לטווח קצר ולטווח ארוך של HIFU על העצבים נוירופתי כבר ובדוקים13. התוצאות הקודמות הפגינו הבלוק הפיך או קבועה של הובלת העצבים החישה יכולה להיות מושגת על ידי HIFU עם פרמטרים מתאימים. מלבד יישומים להרגעה, HIFU עשויה לשמש ככלי לחקור את התרומה היחסית של רכיבים היקפיים ומרכזי העצבים המצור הולכה מחקר בסיסי לנוירולוגיה והתפתחות של משכחי כאבים. לכן, נדרשת HIFU חסימה טכנולוגית פלטפורמה ספציפיות עבור העצבים ההיקפיים במודלים של בעלי חיים. מטרת מאמר זה היא כדי להדגים את ההליכים לחסימת באופן חלקי או מלא של פוטנציאל פעולה של העצבים ההיקפיים בחולדות נוירופתי סוכרתי מאת HIFU. עכברים סוכרתיים מודלים והערכת סימפטומים נוירופתי היקפיים הוקמו. פלטפורמה HIFU ותהליכים ניסיוני ספציפי לטיפול בבעיות עצבים ממוגלה עכברוש מוצגים.
טיפול בעלי חיים מוסדיים והוועדה שימוש ממכוני המחקר הבריאות הלאומי בטייוואן אושרו כל הפרוטוקולים בעלי חיים-
1. אינדוקציה דגם סוכרתית ב ספראג למבוגרים זכר - חולדות Dawley (SD)
2. אישור של סוכרת בחולדות STZ-induced
3. הערכה של נוירופתיה סוכרתית בחולדות סוכרתית
4. אין ויוו עצבים הולכה חסימה עם מתמר HIFU
הערה: הניסוי ויוו מתחיל בשבוע 5 לאחר ההזרקה STZ 50 מ"ג/ק"ג.
אין ויוו המחקר הראה כי, עם מנה HIFU של 3 s sonication בעוצמה W/cm 2,8102, CMAPs דוכאו על-ידי 20% של הבסיס, אבל הם היו התאושש לגמרי לאחר 30 דקות (איור 2 א, יהלומים) והיו כמעט קבוע בתקופה של 28 ימים (איור 2B, יהלומים). 5 s HIFU החשיפה מעוצמת אותה, CMAPs ירד ל- 65.4% (9.5%) של הבסיס ב 4 דקות, התאושש 73.7% (12.6%) של תוכנית בסיסית על ידי 120 דקות (איור 2 א, ריבועים). CMAPs לא החזיר לרמות בסיסית עד יום 14 (איור 2B, ריבועים). מתי הזמן sonication HIFU הוגדל ל- 8 s תחת באותה האינטנסיביות, CMAPs ירד ל 26.0% (14.1%) של הבסיס ב 4 דקות (איור 2 א, משולשים), אבל מוגברת 38.0% (12.0%) של הבסיס ב 120 דקות, בהדרגה ל 74% של הבסיס לפי יום 28 (איור 2B, משולשים). נראה לי, שפורחים,13 לפרטים נוספים.
איור 1 : הגדרת ניסיוני עבור אין ויוו עצב בלוק בהולכה בעוצמה גבוהה אולטרסאונד (HIFU) ממוקד. (א) קונוס כדורית אקריליק בהזמנה אישית, זה מתמלא מים אוסמוזה הפוכה degassed היה בשילוב של fixator חוצפה כדי להבטיח שמתמר מוקד אזור של HIFU היה על המטוס מוקד של העצבים. (B) ומעורר הקלטה אלקטרודות מוצגים באיור. Fixator עצב למקם בעצב במישור המוקד של קרן HIFU. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 2 : התגובות CMAPs אין ויוו חולדות נוירופתי סוכרתי לאחר 3 s, 5 s ו- 8 s של HIFU Sonication- (א) הקורסים הטמפורלי של CMAPs במהלך יום 1 ההקלטה. לאחר 3 s, 5 s ו- 8 s של HIFU sonication, CMAPs ירדו במהלך 10 דקות מוקדם. והחרמתי לאחר 120 דקות (B) הקורסים הטמפורלי של CMAPs במהלך הקלטות יום 7, 14, ו- 28. CMAPs ששוחזרו באופן מלא על ידי 14 יום לאחר 3 s ו- 5 s HIFU sonication ביום 1 ו מוגברת באופן חלקי על ידי 28 יום לאחר 8 s HIFU sonication. יהלומים: 3 s של HIFU sonication, ריבועים: 5 s HIFU sonication, משולשים: 8 s של HIFU sonication. n = 6 עבור כל פרמטר HIFU. * Significantly שונה ליום 1. הנתונים מבוטא החציון (טווח), הבר שגיאה איפה חצי של הטווח. נתון זה משתנה לי, שפורחים, 201513. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 3 : תהליך וההספק כדי להבטיח בעצב ב HIFU החם. (א) מוצגים שלושה צעדים וההספק: (1) בקפידה ליישב את העצב בתוך החריץ של רכיב, (2) להרכיב II רכיב ורכיב, (3) להכניס החזיתי של הרכיב השלישי עם המבנה חרוט מתמר HIFU הרכיב השני. (B) שרטוט סכמטי של המתמר HIFU משולב עם העצב חולדה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 4 : הציורים של רכיבי I (א), II (B), III (C). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 5 : לכסות הציורים של קונוס כדורית (א) וקונוס (ב). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
חלקית, זמנית דיכוי של action potentials של העצבים נוירופתי עכברים סוכרתיים ויוו , מופע מיידית של השפעת החסימה לאחר הטיפול HIFU שניהם נצפו. מחקר מעקב 28 יום על CMAPs הוכיח כי מצור בטוח של תסמונת גיאן יכול להתבצע בדלפק חשיפה HIFU המתאים. כתוצאה מכך, הפרוטוקול הנ של הטיפול HIFU יכול לספק פתרון חלופי עבור הבלוק בהולכה הפיך ממוגלה העצבים בחולדות סוכרתית.
בשיטה זו, יש אין התנוונות מערכת העצבים, העצבים החישה תוכל להתאושש לחלוטין על פני תקופה של שעות עד כמה ימים העצבים מתון פציעות14. עבור פציעות חמורות, הקורס הטמפורלי של התאוששות חושית בדרך כלל לוקח מספר חודשים, אם הוא מופיע בכלל. יתר על כן, הסיבים העצביים היקפיים להתחדש יותר לחלוטין כאשר צינורות endoneurial, תאי שוואן פרופריה הבזליים שלמים בעקבות פציעות מוחצת15. לכן, אנו מבינים כי HIFU גרמה פציעות עצב מתון אבל הפיך לתיק של מאחר CMAPs מודחק לאחר הטיפול HIFU החזיר בסיסית לאורך זמן. עבור פציעות עצבי חמור, CMAPs רק לשחזר חלקית, אפילו לאחר 28 יום.
הטכניקה של מחקר זה מספק פלטפורמה ניסיוני למחקר בבעלי חיים של HIFU השפעות על העצבים ההיקפיים לפני מחקר קליני. אזור מוקד HIFU יכול בדיוק מכוון העצב היעד בגלל הרכיבים המבניים והפרוטוקול שפותחו במחקר זה, אשר פותר את הבעיה הקודמת של מיקום. מלבד העצב נורמלי, HIFU חסימת הטכניקה ניתן להחיל גם על העצב הפגוע. עם זאת, המגבלות של הטכניקה הנוכחית לכלול חוסר ניטור (דבר המוביל לפגיעה של הרקמה הסובבת), טמפרטורה הקצרה חוסם אפקט, למרות חוזר החשיפה HIFU רשאי להאריך את שיכוך כאבים. לתרגם את HIFU חסימת טכניקה ניסויים קליניים, הדרכה לא פולשנית של האיזור מוקד HIFU נדרשת, כמו אולטרסאונד לדימות או מר הדמיה, כדי לזהות את המיקום של רקמת המטרה ולנטר את הטמפרטורה בזמן אמת.
התוצאה תרופות דרך הפה קיים רק אחד מכל ארבעה חולים עם כאב נוירופתי חוויות של מעל 50%, כאב הקלה ולהציב מספר תופעות לוואי משמעותיות כגון נמנום, סחרחורת ישנוניות16. שיטות פיזית מפותחים בתקווה לשפר את יעילות כאבים כמו דיקור, stimulations חשמליות ומגנטיות. עם זאת, היעילות של דיקור סיני מסתמך מאוד על החוויה המטפל, בהליך פולשני. היעילות של גירוי חשמלי לא פולשנית או גירוי מגנטי הוא כ-40% לחופש כאב ב 2 h. שני stimulations הם לא התמקדו האתר המקומי, אשר מייצר כמה אירועים קשים17. לכן, כדי לספק את הצרכים קליניות קליניים להקלה על הכאב היקפיים, HIFU חסימת טכניקה הוא כלי מבטיח בשל יעילות מיידית, אפקט הפיך, פיזיותרפיה, טיפול פולשני, פוטנציאל לשימוש ביתי.
זה חיוני כדי לכוון במדויק אזור מוקד HIFU-בעצב. איור 3 ממחישה את ההליך סכמטית לצורך מיקום העצב באזור מוקד. הצעד הראשון הוא להשתמש קרס זכוכית כדי להרים מעט בעצב, לשים ברכיב אני מתחת העצב, ולאחר מכן הצב את העצב לתוך החריץ של רכיב אני (איור 3 א). העצב עובר האתר המרכזי של רכיב בתוך השלב הראשון. השלב השני הוא להרכיב את הרכיב השני עם רכיב אני דרך המבנה פקקי בורג. ההרכבה של רכיבי I ו- II הוא fixator עצב שמוצג באיור 2B. II רכיבים משחקת את התפקיד של קישור רכיבי I ו- III. לפני שילוב רכיבים II ו- III, הם מלאים degassing תמיסת רינגר לשדר את האולטרסאונד ולשמר את העצב. השלב האחרון הוא להוסיף רכיב השלישי מבנה החזיתי של מחבר חרוט מתמר HIFU לתוך רכיב II. שני זוגות של עמודים קצרים וארוכים גמיש של הרכיב השני לספק מספיק כוח לתקן. הרכבה של רכיבים II ו- III מעוצב בהתבסס על העיקרון mortise-לגלף קוצים, דבר המבטיח כי הנקודה המרכזית של שלושת הרכיבים הוא ציר. אורך המוקד של המתמר HIFU שווה המרחק בין הנקודה המרכזית של המתמר לבין הנקודה המרכזית של רכיב אני. כתוצאה מכך, העצב הוא בהחלט בתוך אזור מוקד, אשר אליפסואיד עם רוחב של 0.8 מ מ ועומק של 4 מ מ.
המחברים אין לחשוף.
המחקר נתמך על ידי משרד המדע, הטכנולוגיה (פרוייקט ביותר 105-2221-E-400-001) את נבחרת הבריאות מכוני מחקר (פרוייקט בסון-105-PP-10), טייוואן.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
streptozotocin | Sigma | 85882 | |
citric acid monohydrate | Sigma | C1909 | |
trisodium citrate dihydrate | Sigma | W302600 | |
glucose meters | Roche Accu-Check Active | GC | |
electronic von Frey device | IITC Life Science | 2390 | |
hot plate | IITC Life Science | ||
Biopac MP36 acquisition system | Biopac Systems, Inc. | ||
HIFU transducer | Sonic Concepts | H108 | |
function generator | Agilent | 33250A | |
power amplifier | Electronics & Innovation | 1040L | |
Rats | Biolasco taiwan | Sprague-Dawley | |
Puralube vet ointment | Dechra | ||
isoflurane vaporizer | Parkland Scientific | V3000PS | |
Isoflurance | Attane | ||
Restraint bag (Decapicones) | Braintree Scientific | DC 200 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved