압 전 수술 개선 인간의 악 안 면 및 치과 수술을 주도하 고 있다. 우리는 쥐에 두개골 창 수술에 대 한 압 전 수술을 최적화 하기 위해 프로토콜을 개발 했습니다.
Multiphoton 현미경 널리 뉴런에 vivo에서화상 진 찰에 대 한 적응 되었습니다. 반복 된 이미징 두개골 창의 주입 또는 반복 되는 두개골의 숱이 필요 합니다. 두개골 창 수술은 일반적으로 고속 회전 드릴으로 수행 하 고 많은 조사자 섬세 한 경질 및 혈관 손상에서 훈련을 방지 하기 위해 도전 찾으십시오. 광범위 한 훈련 및 연습의 기본 조직에 손상 없이 뼈를 제거 하는 데 필요한 이며 따라서 두개골 창 수술 수 어려운, 많은 시간이 소요 되며 생산 조직 손상. 압 전 수술, 악 안 면 및 치과 수술을 위해 광범위 하 게 사용 되는 부드러운 조직 손상 없이 뼈를 제거 하는 초음파 진동을 활용 합니다. Multiphoton 이미징에 대 한 준비에 쥐에 있는 두개골 창 수술을 개선 하기 위해 압 전 수술을 적용 하는 방법을 개발 했습니다. 우리의 실험실 내 비교 방법을 적은 수술 시간이 필요 회전 드릴으로 두개골 창 수술 보다 경 막 출혈 때문에 합병증의 낮은 평균 속도가지고 찾을.
두개골 창 수술 다 vivo에서 화상 진 찰에 대 한 설치류를 준비 하는 신경 과학에 있는 중요 한 기술 되었다. 제거 또는 뼈의은 multiphoton 현미경 광학 이미징에 대 한 마우스를 준비 해야 합니다. 이 수술은 완전히 노출 기본 경질1, 뼈의 영역을 제거 하거나 경질2에서 완전 제거 하지 않고 뼈의 영역을 숱이 수행 됩니다. 얇은 두개골 접근 적은 염증과 microglia3 의 활성화를 생산 수 있습니다 하지만 이미지, 작은 이미지 창 크기 (200 µ m)와 제한 된 기간 동안 창 때문에 뼈 자라나2 군데 수의 얕은 깊이 제공 한다 . 광택 및 강화 유리 창 (포트)의 추가 영상 크기 및 영상 기간을 증가 시킬 수 있습니다 하지만4를 수행 하기가 어렵습니다.
모두 현재 수술 얇은 또는 두개골에서 뼈를 제거 하는 고속 회전 드릴을 사용 합니다. 얇은 두개골 기술 또한 더 얇은 뼈2훈련 후 메스를 사용 합니다. 포트 기술은 고속 연마 모래4의 추가 단계를 해야 합니다. 고속 회전 드릴, 공기 구동 터빈 또는 전기 모터는 빠른 속도로 회전 하는 드릴 비트를 발생 합니다. 로타리 드릴 섹션 뼈와 연 조직, 경질을 손상 하 고 혈관을 기본의 위험이 있다. 수술의 성공 여부는 의사의 기술에 따라 달라 집니다. 이 창은 기계 수술 방법으로 준비, 뿐만 아니라 광학 지우고 다른 솔루션으로 두개골의 화학 방법은 개발된5,6되었습니다. 그러나, 압 전 수술 수술의 기계적 방법 이기 때문에, 여기에 우리의 비교 다른 기계적인 방법으로 제한 될 것입니다.
압 전 수술 장치 없이 손상 기본 부드러운 조직, 광물 화 된 뼈를 뜨 초음파 진동을 이용 하 고 따라서 빠르게 얇은 뼈의 큰 지역에 대 한 접근을 제공. 압 전 외과 핸드 피스에서 터빈은 세라믹 디스크의 더미로 대체 하 고 전류를 적용 하는 경우 디스크 초음파 주파수에서 진동. 진동은 뼈 손상 부드러운 조직 없이 조직 형식 간의 차별 하지 않는 회전 훈련 이점을 통해 잘라 코팅된 팁 다이아몬드를 핸드 피스를 통해 전송 됩니다. 압 전 수술 토마 소 Vercellotti에 의해 인간의 사용을 위해 원래 개발 되었다 고 치과에 개선과 cranio-maxilofacial 수술7,,89,10,11 주도하 고 있다 .
압 전 수술 Wistar 쥐에는 뼈를 만드는 데 사용 되었습니다 그리고 자기 공명 영상 (MRI)와 전통적인 치과 드릴12보다 훨씬 적은 피해를 생산 하는 조직학 발견 됐다. 저자 압 전 수술 소프트 뇌 조직 근처 뼈를 제거 하기 위한 안전 했다 결론을 내렸다. 그러나 쥐,, 더 쉽게 손상 된 얇은 경질 있고 그 연구는 만성 광 이미징에 대 한 windows를 준비 하지 않았다. 만성 이미징 혈관이 손상 되지 및 창 아래 혈전 형성 하지 않습니다 필요 합니다. 경질에 손상을 염증으로 인해 창에서 클라우드, 리드 microglia 및 반응성 이다의 확산을 활성화 하 고. 여기 우리가 만들 얇은 두개골과 전체 뼈 제거 두개골 windows 만성 이미징에 대 한 적합 한 마우스에 대 한 압 전 수술을 최적화 했습니다. 우리는 두개골 창 수술 고속 회전 드릴 준비를이 수술 기법을 비교.
수술 수술 끝을 변경 하 여 수정할 수 있습니다. 핸드 피스에 적용할 수 있는 팁을의 많은 다른 크기가 있다. 팁의 모양 또는 크기를 변경 하는 것은 다른 크기의 창 귀 착될 것 이다. 4 m m 팁 이외에 우리는 또한 3 m m 팁을 시도 하 고 그것은 또한 잘 작동을 발견. 얼음으로 관개와도 차가운 실제, 우리는 했다 너무 너무 많은 열을 발생 하 고 선도 손상 기본 dura 뼈 굽기 집중된 진동 때문 (약 0.25 m m)를 좁은 팁으로 좋은 결과를 얻을 수 없습니다. 우리는 다양 한 사용할 수 있습니다, 다른 팁을 시도 하지 않은 그리고 우리 기대 하는 다른 연구소가 다른 팁에 대 한 새로운 응용 프로그램을 찾을 수 있습니다. 수술은 비교적 간단 하 고, 하는 동안 우리는 문제 해결에 필요할 수 있는 몇 가지 단계는 발견. 첫 번째는 진동 팁 가시성을 감소 하 고 뼈 수술의 단계 숱이 동안 뼈 깊이 확인에 어려움을 생산 실제 난 기류를 많이 생산. 우리가 좋습니다 얼마나 얇은 뼈가, 뼈의 측면에 멸 균 면봉을 적용 하 여 두개골과 창 건조 휴식 하기 너무 어렵습니다. 거친 표면 얇은 뼈를 손상 이후 면봉, 창에 직접 적용 되지 않습니다. 깊이 확인 한 후 실제 적용 하 고 수술 계속 합니다. 우리는 또한 그 경질에 손상이 있는 경우에, 그것은 일반적으로 외과 의사는 팁에 너무 많은 압박으로 인해 발견. 핸드 피스를 더 부드럽게 누른 적은 힘이 문제를 해결할 가능성이 것입니다. 외과 의사는 강제로 뼈에 팁을 근 근, 하는 경우 그것은 얇은 뼈에 휴식을 일으킬 하 고 두개골 손상. 마지막으로, 뼈를 숱이 후 기본 dura 나타나면 상처, 진동에서 과도 한 열으로 인해 높습니다. 실제 흐름의 속도 증가이 문제를 해결할 것입니다.
벡터의 주요 제한은입니다 핸드 피스는 뼈를 얇은 수 있습니다 하지만 경질을 통해 모든 뼈를 제거할 수 없습니다. 다이아몬드 코팅된 팁 작은 거친 범프 있다. 두개골 얇은 필요한 마찰 경질을 침식 하 고 모든 뼈를 제거 하는 데 사용 된 경우 출혈이 발생할 것. 따라서, 집게를 사용 하 여 나머지 얇은 레이어를 제거 해야 합니다. 여부 얇은 두개골을 통해 이미징 덜 염증과 microglia 및 반응성 이다 확산을 덜 생산에 지속적인 논쟁이 있지만, 어떤 경우에 남아 있는 아무 뼈와 창 선호, 예를 들어, 제공 하는3 이미징의 더 깊이 .
우리는 쥐에 있는 multiphoton 이미징 두개골 창 준비를 최적화 했습니다. 벡터는, 우리의 지식, 광학 이미징 설치류 두개골 창 수술 압 전 기술의 첫 번째 응용 프로그램. 우리는 쥐에 압 전 수술의 사용 증가 속도의 장점을 공유 하 고 또한 인간7,8,,910에 보고 된 부작용을 감소 발견. 압 전 장치 활용 빠른 수술 (그림 2A) 귀착되 고 고속 회전에 비해 출혈의 적은 부작용 드릴 (그림 2B). 우리 또한 발견, 연구소, 내 위상 쉽게 새로운 외과 두개골 창 수술에 전통적인 접근 보다는 법을 배워야 했다. 속도의 장점과 사용 용이성 외과의 사이 다를 가능성이 있습니다. 얇은 두개골 준비는 일반적으로 페이저 접근 일반적으로 미만 10 분을 요구 하면서 드릴 및 메스2, 뼈를 얇은 30-45 분 필요 합니다.
우리는 위상 준비 windows에 우리가 레이어 4 피라미드 뉴런 adeno 관련 바이러스 칼슘 표시기 JRGECO1a 인코딩 페 했다 모터 피 질에서에서 칼슘 과도 이미지 수 발견 (AAV9. Syn.NES-jRGECO1a.WPRE.SV40). 우리 또한 발견, 메스와 로타리 드릴 준비 얇은 두개골 두개골 창에 비해, 이미징 지역 얇은 두개골 로타리와 함께 준비 하는 동안 더 큰 되었고 메스는 20 µ m 직경2의 영상 창 . 벡터와 함께 우리는 신속 하 게 3-4 m m의 얇은 수 있었다. 포트4보고 이미징 윈도우와 비슷합니다. 이 큰 창 빠른 이미징 얇은 두개골 창 메스와 치과 드릴 준비에 대 한 보고의 혜택을 유지 합니다. 또한, 벡터와 준비 창 즉시 군데 수, 전통 뼈 제거 반대 주 창 최적의 수 전에 치료 해야 windows3군데.
이 기술은 공부 경질 아래 혈관에 혈액의 흐름에 변경 적용할 수 있습니다. 중요 한 미래 연구는 두개골 창의 다른 방법으로 벡터의 immunoreactivity를 비교 하는. 이 경우 벡터 기존의 방법에 비해 적은 염증 생성을 결정 하는 중요 한 것입니다. 여기 문서화 압 전 수술 방법 더 많은 연구소 두개골 windows 수행 하 고 성공적으로 다에서 vivoimaging을 사용 하면 노력 하겠습니다.
실제 일정 한 속도로 관개 되는 handpiece 가장 낮은 설정에 진동으로 설정 되어 있는지 확인 합니다. 실제를 지속적으로 적용 한다 얼음 감기 또는 그것 열 것 이다 고 경질 손상. 우리는 적어도 1 mL/분 주사기를 사용 하거나, 손에서 개최 하거나 내장 관개 보다는 연동 펌프를 사용 하 여 핸드 피스에서의 실제를 적용 해야 합니다 발견. 핸드 피스에서 관개 시스템 실제 너무 강제로 배출 하 고 가시성을 크게 저하 됩니다 너무 많은 난 기류 생산.
The authors have nothing to disclose.
이 문서에 있는 multiphoton 이미지를 얻을 수 있도록에 대 한 타 라 Zeric. 두뇌 및 행동, 파 킨 슨 병 및 JPB 기초, R01 MH108186 R01 DA07418에서 지원. F31 친목 1F31MH109293-01A1 S c
Piezosurgery Touch | Mectron | 5120062 | Piezosurgery GP model has the same settings |
Circular 4mm flat piezosurgery tip (# OT11) | Mectron | 3370019 | This tip was ideal for our windows but there are many other tips of different sizes availible. |
Stereotax frame | Kopf | 963 | |
Mouse adaptor | Stoelting | 51625 | |
Peristaltic pump for irrigation. | Cole-Parmer | WU-77120-42 | Makes it easier to irrigate and frees up the other hand to provide stability. Irrigation can be performed by hand with a syringe if necessary. |
Avitene Ultrafoam | Bard-Davol | 1050020 | Important to stop any minor bleeding instantly. |
C&B Metabond | Parkell | S380 | Much stronger than regular dental acrylic. |
Artificial cerebro spinal fluid (ACSF) | Tocris | 3525 | |
Puralube opthalmic ointment | Dechra | 17033-211-38 | |
Mice | JAX | 664 | |
Prairie Ultima multiphoton microscope | Olympus | ||
JRGECO1a (AAV9.Syn.NES-jRGECO1a.WPRE.SV40) | UPENN Vector Core |