Los enfoques existentes para la construcción de electrodos nerviosos periféricos crónicamente implantables para su uso en roedores pequeños a menudo requieren equipo especializado y/o personal altamente capacitado. En este protocolo demostramos un enfoque simple y de bajo costo para fabricar electrodos de manguito implantables crónicamente, y demostramos su eficacia para la estimulación nerviosa de vagon (VNS) en ratas.
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Artículo de método
Preparación de electrodos de estimulación nerviosa periférica para la implantación crónica en ratas
En este artículo
Resumen
Resumen
Los electrodos del manguito nervioso periférico se han utilizado durante mucho tiempo en las neurociencias y campos relacionados para la estimulación de, por ejemplo, vagos o nervios ciáticos. Varios estudios recientes han demostrado la eficacia del VNS crónico en la mejora de la plasticidad del sistema nervioso central para mejorar la rehabilitación motora, el aprendizaje de extinción y la discriminación sensorial. La construcción de dispositivos implantables crónicamente para su uso en estos estudios es un reto debido al pequeño tamaño de las ratas, y los protocolos típicos requieren una amplia formación del personal y métodos de microfabricación que consumen mucho tiempo. Alternativamente, los electrodos de manguito implantables disponibles comercialmente se pueden comprar a un costo significativamente más alto. En este protocolo, presentamos un método simple y de bajo costo para la construcción de electrodos de manguito nervioso periférico pequeños, crónicamente implantables para su uso en ratas. Validamos la fiabilidad a corto y largo plazo de nuestros electrodos de manguito demostrando que el VNS en ratas anestesiadas con ketamina/xiazina produce disminuciones en la frecuencia respiratoria consistente con la activación del reflejo Hering-Breuer, tanto en el momento de la implantación como hasta 10 semanas después de la implantación del dispositivo. Además, demostramos la idoneidad de los electrodos del manguito para su uso en estudios de estimulación crónica mediante el emparejamiento de VNS con un rendimiento de prensa de palanca experto para inducir plasticidad de mapa cortical del motor.
Introducción
Recientemente, la demanda de electrodos manguitos implantables crónicamente para la estimulación de los nervios periféricos ha crecido, a medida que los estudios demuestran cada vez más la utilidad preclínica de esta técnica para el tratamiento de numerosas enfermedades inflamatorias1,2,3 y trastornos neurológicos4,5,6,7,8,9,10,
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Protocolo
Todos los procedimientos descritos en este protocolo se llevan a cabo de acuerdo con la Guía NIH para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio y fueron aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad de Texas en Dallas.
1. Estimular la fabricación de electrodos del manguito
- Prepare el tubo del manguito.
- Con una cuchilla de afeitar, corte una pieza de tubo de polímero de 2,5 mm de longitud. Inserte las puntas de los fórceps o un clip de papel a través del tubo y utilice la hoja para hacer una hendidura a lo largo de la pared del tubo en un lado del manguito.
- Retire los fórc....
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Resultados
Los electrodos y cabezas del manguito nervioso Vagus se implantaron crónicamente en ratas según los procedimientos quirúrgicos publicados previamente17,19,20,21,22. Antes de la implantación, la impedancia a 1 kHz se midió a través de los cables del manguito con el tubo del manguito sumergido en solución salina (impedancia de 1,2 a 0,17 k [media de std]; N. 9)........
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Discusión
Aquí describimos un enfoque simple y de bajo costo para el montaje de electrodos de manguito estimulantes implantables crónicamente para su uso en roedores, facilitando las investigaciones preclínicas de esta terapia emergente. Este método simplificado no requiere formación o equipo especializado, y utiliza un pequeño número de herramientas y suministros que son fácilmente accesibles para la mayoría de los laboratorios de investigación, reduciendo los costos monetarios y laborales de la fabricación de dispositivos en com.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
Este trabajo fue financiado por la Universidad de Texas en Dallas y la Junta de Regentes de la UT. Agradecemos a Solomon Golding, Bilaal Hassan, Marghi Jani y Ching-Tzu Tseng por la asistencia técnica.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Tubo de polímero a base de poliuretano biocompatible, 0,080" de diámetro exterior x 0,040" de diámetro interno | Braintree Scientific | MRE080 de 36 FT | |
| Visores | AM#SM-6T-FRL | ||
| Tijeras dentadas finas, rectas, filo de corte de 22 mm | Fine Science Tools | #14058-09 | para cortar alambre Pt/Ir e hilo de sutura |
| Pinzas, #5 Pinzas Dumont, rectas, 11 cm, 0,1 x 0,06 mm punta | Fine Science Tools | #11626-11 | |
| Pinzas, pinzas con punta de cerámica, puntas de 0,3 mm x 30 mm | Ciencias de la Microscopía Electrónica | #78127-71 | |
| Alfileres de oro, PCB Press Fit Socket | Mill-Max | #1001-0-15-15-30-27-04-0 | o similares clavijas pequeñas para conectar los cables del manguito a la tapa de la cabeza |
| Encendedor de isobutano | BIC | #LCP21-AST | para desaislar el cable |
| Pt/IrConector de microtira con pestillo, 4 | pines Omnetics | A24002-004 / PS1-04-SS-LT | |
| Punta de pipeta, 10 uL | VWR | 89079-464 | |
| Alambre de platino-iridio (90/10%), 0,001" (diámetro) x 9 hilos, aislado de PTFE | Sigmund Cohn | 10IR9/49T | |
| , un solo filo, acero al carbono quirúrgico n.º 9 | VWR | #55411-050 | para cortar tubos |
| MicroRenathaneAguja de coser, aprox. 4,0 cm de largo x 0,7 mm de diámetro (tamaño 6-7) | Singer | 00276 | Aguja más pequeña para enhebrar alambre Pt/Ir |
| Aguja de coser, aprox. 4,5 cm de largo x 0,8 mm de diámetro (tamaño 2-3) | Singer | 00276 | Aguja más grande para sujetar el manguito durante el montaje y para enhebrar la sutura |
| Tablero de espuma pequeño | Juvo+/Amazon | B07C9637SJ | para la plataforma de fabricación; nuestras dimensiones son aprox. 2,5" x 3,5" x 1" (largo x ancho x alto) |
| Soldadura, multinúcleo sin plomo, 0,38 mm de diámetro | Loctite/Multicore | #796037 | |
| Estación de soldadura | Weller | WES51 | o similar compatible con puntas cónicas largas (esta pieza ha sido descontinuada) |
| Punta de soldadura, cónica larga, 0,01" / 0,4 mm | Weller | 1UNF8 | |
| Sutura, seda trenzada no absorbible, tamaño 6/0 | Fine Science tools | #18020-60 | |
| Luz puntual UV (405 nm) | Henkel/Loctite | #2182207 | |
| Adhesivo de curado con luz UV 25 ml | Henkel/Loctite | AA 3106 | o adhesivo de curado UV biocompatible |
| Alambre de envoltura de alambre, 30 AWG | Digikey | K396-ND |
Referencias
- Koopman, F. A., et al. Vagus nerve stimulation inhibits cytokine production and attenuates disease severity in rheumatoid arthritis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. , (2016).
- Levine, Y. A., et al.
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Reimpresiones y permisos
