Denne studien hell tilpasses menneske videofluoroscopic svelge studie (VFSS) fremgangsmåter for bruk med murine sykdomsmodeller for det formål å lette translasjonell dysfagi forskning.
Denne studien innrettet human videofluoroscopic svelge studie (VFSS) metoder for bruk med murine sykdomsmodeller for det formål å lette translasjonell dysfagi forskning. Vellykkede resultater er avhengig av tre kritiske komponenter: testkamre som tillater selv fôring mens du står uhemmet i et trangt rom, oppskrifter som skjuler motvilje smak / lukt av kommersielt tilgjengelige midler muntlige kontrast og en steg-for-steg testprotokoll som tillater kvantifisering av svelge fysiologi. Eliminering av ett eller flere av disse komponenter vil ha en skadelig innvirkning på forsøksresultatene. Videre vil energinivået evne til gjennomlysning systemet bestemme hvilke svelge parametre kan undersøkes. De fleste forskningssentre har høye energi fluoroscopes designet for bruk med mennesker og større dyr, noe som resulterer i eksepsjonelt dårlig bildekvalitet når du tester mus og andre smågnagere. Til tross for denne begrensningen, har vi identifisert syv VFSS-parametere som er målbare konsekvent hos mus ved bruk av en høyenergi fluoroscope i kombinasjon med den nye murine VFSS protokollen. Vi har nylig fått en lav energi gjennomlysning system med eksepsjonelt høy bildeoppløsning og forstørrelses evner som er designet for bruk med mus og andre smågnagere. Forarbeidet ved hjelp av dette nye system, i kombinasjon med den nye murine VFSS protokollen, har identifisert 13 svelge parametere som er gjennomgående målbar i mus, noe som er nesten dobbelt så mange oppnådd ved anvendelse av konvensjonelle (dvs. høy energi) fluoroscopes. Identifisering av ytterligere svelge parametre forventes som vi optimalisere mulighetene i dette nye systemet. Resultatene så langt viser nytten av å bruke en lav energi gjennomlysning system for å oppdage og kvantifisere subtile endringer i svelge fysiologi som du ellers ville oversett ved bruk av høye energi fluoroscopes å undersøke murine sykdomsmodeller.
Dysfagi (svelgeproblemer) er et vanlig symptom på en rekke medisinske tilstander som påvirker mennesker i alle aldre. Eksempler inkluderer hjerneslag, Parkinsons sykdom, Alzheimers sykdom, cerebral parese, muskeldystrofi, amyotrofisk lateral sklerose (ALS), Batten sykdom, hode og nakke kreft, for tidlig fødsel, og avansert aldring. Dysfagi er sterkt korrelert med dødelighet, typisk som følge av alvorlig underernæring eller lungebetennelse som oppstår når bakterier-laden mat / væske / spytt ned i lungene 1-4. Denne ødeleggende og livstruende medisinsk tilstand påvirker over 15 millioner mennesker hvert år i USA alene tre. Til tross for den høye forekomsten og tilhørende negative resultater, er dagens behandlingstilbud for dysfagi begrenset til palliativ (snarere enn kurativ) tilnærminger, som kosthold modifikasjon (for eksempel unngå spesifikke mat / flytende konsistenser), postural endringer (f.eks TUCKIng haken ved svelging), motor tilnærminger (f.eks øvelser rettet mot musklene i munnhulen, svelget og strupehode), sensoriske tilnærminger (f.eks implementere smak, temperatur, og / eller mekanisk stimulering), og tube fôring (f.eks ernæring og hydrering administreres via nasogastrisk (NG) tube eller perkutan endoskopisk gastrostomi (PEG) tube). Disse behandlingene bare tjene som symptomatisk behandling i stedet rettet mot de underliggende årsakene til problemet. Faktisk, en stor hindring for oppdagelsen av nye, effektive behandlinger for dysfagi er begrenset vitenskapelig kunnskap om de ansvarlige patologiske mekanismer, som trolig forskjellig for hver sykdom.
Dysfagi diagnose er hovedsakelig gjort ved hjelp av en radiografisk prosedyre som kalles en videofluoroscopic svelge studie (VFSS), også kjent som en modifisert barium svelge studien. I løpet av de siste 30 årene eller så har denne diagnostiske testen blitt regnet som gullstandard for evaluating svelge funksjon 5-7. Denne test innebærer at pasientens sitte eller stå i veien for røntgenstråle med en gjennomlysning maskinen mens frivillig inntak av mat og flytende konsistens blandet med en oral-kontrastmiddel, typisk bariumsulfat 8,9 eller iohexol 10. Når pasienten svelger, kan mat og væske som inneholder kontrastmiddel ses i sanntid via en dataskjerm mens du reiser fra munnen til magen. Myke vev strukturer også er synlige, og kan vurderes i forhold til struktur og funksjon. Pasientene blir bedt om å utføre flere svalene av hver mat og flytende konsistens, som alle er video spilt for senere visning og bilde-for-bilde-analyse for å kvantifisere tilstedeværelse og grad av dysfagi. Mange fysiologiske komponentene til å svelge er vanligvis analysert, slik som den anatomiske triggerpunkt av svelg svelge, bolus transitt tid gjennom svelget og spiserøret, omfang og varighet av laryngeal høyde, plassering og mengde etter svelg rest, og forekomsten av og fysiologisk grunn for aspirasjon 7,11.
Aspekter ved den menneskelige VFSS protokollen ble nylig tilpasset for å studere fritt oppfører rotter; Men resultatene var begrenset fordi rottene ikke forbli i videofluoroscopic synsfelt under testing 12. VFSS har ikke tidligere vært forsøkt med mus. Vellykket tilpasning av den humane VFSS protokoll for bruk med mus og rotter ville tilveiebringe en ny metode for forskning for å undersøke de hundrevis av for tiden eksisterende modeller av sykdommer som er kjent for å forårsake dysfagi hos mennesker murine (mus og rotter). Denne nye fremgangsmåten (heretter referert til som murine VFSS) vil derfor påskynde identifisering og validering av murine modeller av dysfagi som er egnet for undersøkelse av den underliggende nevrofysiologiske mekanismer i muskler, nerver, og hjernevev som er patologisk og bidra til dysfagi in mennesker. Videre ville murine VFSS tillate identifisering av objektive mål (biomarkører) av svelge funksjon / dysfunksjon som kan sammenlignes direkte med mennesker. Disse kryssarts videofluoroscopic biomarkører kan da fungere som nye utfallsmål å kvantifisere behandlingseffekten i prekliniske studier med mus og rotter, noe som ville bedre sette til kliniske forsøk med mennesker.
For dette formål ble det murine VFSS protokoll etablert ved hjelp av ~ 100 mus av begge kjønn. Alle musene var enten C57 eller hybrid C57 / SJL stammer. Den C57-mus ble ikke genetisk forandret, mens C57 / SJL var bakgrunnen stamme for en koloni av transgen SOD1-G93A (eller SOD1) mus, den mest brukte dyremodell av ALS. Den SOD1 kolonien var en omtrentlig 50-50 blanding av transgen (dvs. ALS-rammede) mus og ikke-transgen (dvs. upåvirket) kullsøsken.
Muse VFSS protokollen består av tre komponenter:
Den kombinerte effekten gir en komfortabel, lav stress, selv fôring undersøkelse miljø som tillater vurdering av typiske fôring og svelger atferd av mus.
Hundrevis av murine (mus og rotter) modeller er kommersielt tilgjengelig for å studere menneskelige sykdommer. Imidlertid har bare tre murine sykdomsmodeller blitt spesielt undersøkt i forhold til dysfagi: en mus modell av ALS 13,14 og rottemodeller av Parkinsons sykdom 12,15-17 og hjerneslag 18. Hver av disse foreløpige studier benyttet ulike metoder for å vurdere dysfagi, rendering det umulig å utlede meningsfulle sammenligninger mellom arter og sykdommer. Denne store begrensningen kan overvinne i fremtidige studier ved å utnytte den nyutviklede murine VFSS protokoll som tillater objektiv kvantifisering av mange svelge parametere i selv mate dyr.
Vellykket VFSS utfall er avhengig av tre kritiske komponenter: 1) test kamre som tillater selv fôring mens du står uhemmet i et trangt rom, 2) oppskrifter som skjuler motvilje smak / lukt av kommersielt tilgjengelig oral kontrast agentene, og 3) en steg-for-steg testprotokoll som tillater kvantifisering av svelge fysiologi. Den kombinerte effekten gir en komfortabel, lav stress, selv fôring undersøkelse miljø som fremkaller typisk fôring og svelger atferd. Eliminering av ett eller flere av disse komponenter vil ha en skadelig innvirkning på forsøksresultatene. Eksempler på negative utfall inkluderer manglende evne til å opprettholde dyr i gjennomlysning synsfelt, uønskede atferd som distraherer fra drikking, aversjon mot den muntlige kontrastmiddel, og manglende evne til å kvantifisere svelge parametere på grunn av utilstrekkelige drikking episoder.
En stor utfordring i å skaffe optimale VFSS utfall var å designe en passende testkammer. Mange revisjoner av vår prototype utforming kulminerte i en observasjon kammer som i tilstrekkelig grad opprettholder mus i synsfeltet og hindrer atferd som distraherer fra drikking. Kamrene ble gjort ved hjelp av fresemaskiner for å oppnå ensartede dimensjoner på the rør og endestykker, og dermed sikre interchangeability av komponenter for flere observasjons kamre med samme diameter. De indre dimensjoner (diameter og lengde) ble tilpasset for å være litt større enn en voksen mus kroppsstørrelse, noe som resulterte i en smal testkammer som i tilstrekkelig grad tillater å gå i en rett linje og snu seg. Den smale utforming, i kombinasjon med strategisk plassering av helletuten og peg-skål bare enden, opprettholder hodet og kroppen hos mus er innrettet langs lengden av kammeret når man drikker. Når engasjert i å drikke, mus forblir bemerkelsesverdig selv-stabilisert seg på tuten eller bolle i noen sekunder av gangen, hvilket resulterer i minimal bevegelsesartefakter å forstyrre testing. Dermed er det mulig å få forvrengning, nærbilde observasjon / video-opptak og videofluoroscopic avbildning av mus mens du drikker i laterale og rygg-ventral flyene.
Mus (og andre smågnagere) er naturlig å sek ly i små rom. Som følge av de fritt gå inn i testkammeret (med den ene ende allerede lukket med en endehette) når den er plassert i hjemburet, og derved eliminere stress / angst forårsaket av håndtering (dvs. manuelt rørt at dyret plasseres i kammeret). Når mus kommer inn i kammeret, er den andre ende er lukket ved å feste en 2. endedeksel. Denne utformingen hindrer flukt mens du oppretter en lav angst testkammer for mus å fritt utforske.
Den firkantede formen av kammeret gir innebygd i bevegelse stabilitet som tillater den å bli brukt i en frittstående måte, og dermed eliminere behovet for testing i en standard gnager bur. Hele apparatet er lett, bærbar, kan stables for lagringsformål, solide, lett å rengjøre, og kan autoklaveres. Mens kamrene ble opprinnelig utviklet for bruk med gjennomlysning, de også er kompatible med spot-film radiografi, neuroimaging (f.eks, MR, PET, CT), og visual observasjon / videoopptak av ulike atferd.
En annen stor utfordring å overvinne var maske motvilje smak / lukt av muntlige kontrastmidler (dvs. bariumsulfat og iohexol). Gitt at smaken følsomhet varierer blant musestammer 19-21 og kanskje med alderen 22,23, var det nødvendig å identifisere en enkelt test-løsning som var akseptabel for alle mus, uavhengig av belastning og alder. Dette resultatet er viktig å tillate direkte sammenligninger av svelge funksjon / dysfunksjon tvers stammer og aldre, mens de eliminerer konfunderende resultater på grunn av forskjeller i reologisk (f.eks, viskositet, tetthet, etc.) og kjemiske egenskapene til testløsninger. For dette formål er det utviklet en enkel, rask smaks screening tilnærming for å identifisere foretrukne smaksforsterker for å maskere motvilje smak / lukt av orale kontrastmidler under murine VFSS. Metoder ble modellert etter den korte eksponeringstesten, noe som krever en slikkmeter i henhold (dvs. slikke sensor) for å spille inn slikke priser under den første 2 min etter en vannreguleringsperiode (dvs. kilde vann over natten) for å indusere tørst 24,25. En lickometer var ikke tilgjengelig for denne studien; derfor preferanse ble vurdert av atferdsobservasjoner, samt standard video-opptak metoder for slikk hastighet som tidligere har blitt validert i vår lab 13,14. Ved hjelp av denne smaken screening tilnærming, ble sjokolade identifisert som den foretrukne smaksforsterker av C57 og C57 / SJL stammer. Nærmere bestemt, 100% av musene i hver merd lett drakk sjokoladesmak løsninger innen 30 sek eksponering, med flere mus samtidig drikking på tuten. Men tilsetning av barium resulterte i bare korte drikke anfall av de fleste mus, uavhengig av barium eller sjokolade konsentrasjon.
Et alternativ til barium er iohexol, en jod-basert kontrastmiddel som bare har nylig blitt anerkjent som en suiTabellen alternativ til bariumsulfat for menneskelig VFSS 10; dermed har det ennå ikke blitt standardisert for dette formålet. Flere ulike konsentrasjoner av sjokolade-flavored iohexol ble tilbudt til mus. Oppskrifter som inneholder opp til en 50% oppløsning av lager iohexol (350 mg jod pr ml) ble lett drakk av de fleste mus etter en natts vannreguleringsperiode. Høyere konsentrasjoner resulterte i unngåelsesatferd. En 50% iohexol (350 mg jod per ml) oppløsning produsert tilstrekkelig radiodensity mens bli slukt av mus, mens lavere konsentrasjoner var betydelig mindre synlig og hindret kvantifisering av svelge fysiologi. Derfor ble den optimale prøveløsning for VFSS med mus som er identifisert som en 50% løsning iohexol med sjokoladesmak tilsatt. Gjenta smakelighet testing resulterte ikke i unngåelsesatferd eller bivirkninger.
En tredje utfordring å overvinne ble hindre mus fra å slå / vippe hodet mens drikking, som tilslører visualiseringav svelgemekanismen under VFSS. Drikker fra en pinne-bolle plassert like over gulvet i den ene ende av kammeret løst dette problemet. Det finnes flere andre fordeler ved hjelp av en pinne-skål i stedet for et rør sipper flaske. For eksempel kan en kalibrert volum av væske bli pipettert over i peg-skålen gjennom et ventilasjonshull i endehetten av observasjonsrøret. Denne tilnærmingen muliggjør kvantifisering av det øyeblikk volumet av testoppløsning forbrukes i løpet av kort VFSS testvarighet. Videre vil den økte overflatearealet av prøveoppløsningen i peg-skål, i forhold til en liten sipper rør åpning, kan gi økt olfaktorisk stimulering for ytterligere å motivere drikking. Peg-skåler kan være bedre egnet for å studere små eller mindre strekk mus, som bollen høyde er en standardisert avstand fra gulvet. I kontrast, må nippe-tube lengder justeres for å imøtekomme forskjellig størrelse mus, som legger en potensielt konfunderende variabel å vurdere. Også, mus-modusls av nevrologiske sykdommer kan ha vansker med å oppnå en sipper tube flaske grunnet motor svekkelse av lemmer, mens de lett kan nå en knagg bolle. Mus med tungen og / eller kjeve dysfunksjon kan være ute av stand til å tilstrekkelig trykk ballen i tuten å få tilgang til væske; ved hjelp av peg-boller kan eliminere dette forvirre. Av disse grunner er bruken av PEG-skåler i løpet nippe-tube flasker den foretrukne metode for murine VFSS testing. Imidlertid ble observasjonskammerne designet for å imøtekomme tut drikking etter behov. En viktig påminnelse til vurdere er at slikke prisene er kjent for å variere mellom tut og bolle drikker 13,26. Derfor må valg av enten tut eller peg-skål for VFSS være konsekvent innenfor og mellom eksperimenter.
En fjerde utfordring var å identifisere målbare svelge parametere for mus som er sammenlignbare med de VFSS parametrene som vanligvis brukes i humane forskningsstudier og klinisk praksis. Våre foreløpige funn vistetype gjennomlysning system bestemmer hvilke svelge parametre kan undersøkes hos mus. De fleste forskningssentre og medisinske innstillinger har høy energi (75-95 kV, 1-5 mA) fluoroscopes designet for bruk sammen med mennesker og større dyr, noe som resulterer i eksepsjonelt dårlig bildekvalitet når du tester mus og andre smådyr. Som et eksempel, en fersk studie ved hjelp av en høy energi fluoroscope med rotter var i stand til å identifisere bare 4 kvantifiserbare svelge parametere 12, og vi var i stand til å identifisere bare 7 svelge parametere for mus i denne studien til stede. For å overvinne denne stor begrensning, vi nylig fått en lav energi gjennomlysning system kalt The LabScope (Glenbrook Technologies). Systemet er en miniatyr fluoroscope som genererer en kontinuerlig konisk stråle av røntgenstråler med fotonenergier mellom 15 og 40 kV og en topprøret strøm på 0,2 mA (8 W maksimal kraft). De lavere energinivå ved dette systemet er bedre svekkes av den tynne ben og mykt vev hos mus, og dermed gi higher kontrast oppløsning enn vanlig (dvs. høy energi) fluoroscopes. Røntgenstråle Den LabScope er rettet på en 5 cm diameter bildeforsterker, som er vesentlig mindre enn 15-57 cm i diameter bildeforsterker av konvensjonelle fluoroscopes. Minste kilde-til-forsterker avstand (SID) av The LabScope er ~ 6 cm (i motsetning til ~ 30 cm for konvensjonelle fluoroscopes), som gir økt forstørrelse evner. I tillegg bruker The LabScope patentert teknologi som digitalt forstørrer bildet opp til 40 ganger i sanntid, uten å endre den SID. Resultatet er i hovedsak en X-ray mikroskop som kan zoome inn og ut i sanntid for å vise små områder av interesse, for eksempel den svelger mekanisme av en mus.
En stor fordel med denne lavenergi gjennomlysning systemet er forbedret strålingssikkerhet. I tillegg til dyrene som fikk lavere stråledoser med The LabScope, er forskerne som bruker systemet utsettes for betydelig less stråling scatter. Stråling rett foran aggregatet på kontrollpanelet er 10.3 mR / t. I en avstand 1 m foran enheten, synker eksponering for 580 μR / time. De fleste andre steder i rommet har svært lav eksponering under 10 μR / time. Til tross for denne forbedringen, har vi tatt ekstra tiltak for å bedre strålingssikkerhet. For eksempel, har blitt lagt blyholdig akryl skjerming rundt The LabScope å blokkere spredte røntgen fotoner, noe som gjør forskerne å gjennomføre murine VFSS testing uten å ha personlig skjerming (f.eks bly forklær, skjoldbrusk skjold og briller). I tillegg tillater den klare akryl visualisering av mus fra en avstand. Ytterligere strålingssikkerhet er levert av en motorisert sakseløftebord, som fjernstyres av utprøver. Fra en avstand opp til 3 m fra fluoroscope, kan forskerne bruke fjernstyrt enhet for å justere den vertikale og horisontale posisjonen til observasjon kammeret i X-ray beam. Som et resultat, kan de anatomiske regioner av interesse holdes innenfor gjennomlysning synsfelt mens musen beveger seg fritt inne i observasjonskammeret. Selv om sakselift er designet for bruk med The LabScope, også er den kompatibel for bruk med konvensjonelle fluoroscopes å forbedre strålingssikkerhet for forskere. En avsluttende trinn for å forbedre strålingssikkerhet under murine VFSS innebærer bruk av et leveringssystem for å sprøyte væske. Dette systemet omfatter en 3-4 fot (eller lenger, hvis nødvendig) lengde av PE rør, som tillater rask og effektiv levering av væsker inn i pinne-bolle fra en avstand. Denne sprøyte leveringssystem for væsker, i kombinasjon med observasjonen kamre, også kan brukes med konvensjonelle fluoroscopes.
Forarbeid hjelp The LabScope, i kombinasjon med den nye muse VFSS protokollen, viser en stor fordel på over konvensjonelle systemer: antall svelge parametere som kan kvantifiseres is nesten doblet. Men bløtvev strukturer av svelgemekanismen (f.eks, tunge, velum, posterior svelget vegg, og epiglottis) av mus er ikke lett synlig når du bruker lav eller høy energi fluoroskopiprosedyrer systemer. Derfor fokuserte vi på å kvantifisere bolus strømnings tiltak i stedet for biomekanikk svelge. Vi var hovedsakelig interessert i parametre som kan bli kvantifisert basert på enheter av tid, område, avstand, volumet, etc., i stedet for å bruke Likert-type skala måler. Tallrike bolus strømningsparametre møte dette kravet har blitt beskrevet i den menneskelige VFSS litteraturen, slik som oral transittid 27-29, svelget transittiden 27 til 33, og esophageal transittid 34-36, for å nevne noen få. Bolus transport gjennom munnhulen ikke var lett synlig i mus, sannsynligvis på grunn av den lille størrelsen bolus under spontan drikking. Men vi var i stand til å pålitelig kvantifisere svelg og spiserør transittider, samtsom flere andre tiltak vedrørende bolus strøm og klaring. Identifisering av ytterligere translasjonsforskning svelge parametre forventes som vi optimalisere egenskapene til The LabScope.
Resultatene fra denne studien viste at mus ta flere rytmiske licks per svelge under spontan drikking, med hver liten flytende bolus sekvensielt fyller vallecular plass før utløser svelg svelge. Denne atferden, noe som er typisk for pattedyr som bruker slikker som den viktigste måten å inges væske 37-40, ligner den rytmiske suge-svelge mønster av menneskelig spedbarn svelger og alle baby pattedyr generelt. Spedbarn svelge fysiologi er preget av flere rytmisk suger etterfulgt av en refleksiv svelget svelge, ofte beskrevet som den suge-svelge syklus 37,41-43. Dermed kan de rytmiske tunge og kjeve bevegelser som er involvert i de inntatt slikking atferd av mus være mer sammenlign inntatt suger atferd av nynneet spedbarn snarere enn kopp å drikke av barn og voksne. Vi har derfor vært å kvantifisere slikke hastighet og slikke-svelge forhold på mus for fremtidige sammenligninger med den suge hastighet og suge-svelge forholdet mellom menneskelige spedbarn. Kanskje murine VFSS forskning vil gi innsikt i utviklingssvelgeforstyrrelser.
Som med alle nye forskningsmetode, har forbedringsområder er identifisert. For eksempel ble det murine VFSS protokoll utviklet ved hjelp av bare C57 og C57 / SJL musestammer; det har ennå ikke blitt testet med rotter. Observasjonskammerne må skaleres opp i størrelse (diameter og lengde) for å romme den større kroppsstørrelse hos rotter. Dessuten er det ukjent om sjokoladesmak iohexol er egnet som en universell murine VFSS testløsning. Derfor er større målestokk testing med flere stammer av mus og rotter berettiget for dette formål. Også, bør bruk av barium som kontrastmiddel for murine VFSS ikke utelukkes. Mus klart foretrakk iohexol oppskrifter enn barium; imidlertid strengere og systematiske forsøk på å maskere motvilje smak / lukt av barium kan gi velsmakende alternativer til iohexol. Fremtidige studier som sammenligner effekten av iohexol og bariumsulfat (samt andre potensielle agenter muntlige kontrast) på smak preferanse og svelge fysiologi hos mus og rotter ville utvilsomt gi viktig informasjon som er direkte relevant og translasjonsforskning til menneskelig VFSS.
VFSS med mennesker omfatter flere konsistenser av mat og væske, og dysfagi er mest tydelig når du svelger tynne væsker og tørre, fast føde 44,45. Muse VFSS protokollen er derfor utvides til å omfatte flere konsistenser som kan fremme deteksjon og kvantifisering av dysfagi i sykdomsmodeller. Det vil også være nødvendig å gjennomføre viskositet testing av væske oppskrifter for murine VFSS for å justere viskositet å matche de som brukes under human VFSS. Adressering disse grenseasjon vil lette identifikasjon av translasjonsforskning VFSS biomarkører av dysfagi som kan sammenlignes direkte mellom mus, rotter og mennesker.
Nytten av murine VFSS kan bli betydelig forbedret ved å implantere radioopake markører i bløtvev strukturer av svelgemekanismen som ellers ikke er synlige, og dermed tillater undersøkelser av biomekanikk svelge. Denne tilnærmingen har blitt brukt i mange år for å studere biomekanikk av å svelge i baby griser, ved hjelp av et utvalg av metallklips og ledninger 37,42. Vi forventer bruk av lignende, men mindre, markører hos mus ville tillate kvantifisering av flere andre svelge parametere for sammenligning med større pattedyr, inkludert mennesker. Vi utvikler metodikk for å implantere radioopake markører i tungen, bløte ganen, svelg, strupehode, og proksimale spiserør av mus for å teste denne hypotesen.
Videoen recording frame rate of The LabScope og konvensjonelle fluoroscopes er begrenset til 30 bilder per sekund (fps). Men våre foreløpige resultatene viste at hele svelget stadium av å svelge for sunn mus forekommer i mindre enn 66 millisekunder (dvs. to rammer), som er omtrent 10 ganger raskere enn mennesker. Dermed oppstår svelg fasen av å svelge i mus så raskt at detaljene ikke er nevneverdig med en 30 fps kamera. En høyere bildefrekvens (sannsynligvis> 100 per sekund) vil være nødvendig for i tilstrekkelig grad å visualisere og kvantifisere de ekstremt hurtige og kompliserte bevegelser av svelget stadium av svelge hos mus og andre gnagere. I forbindelse med en høyere bildefrekvens, ville innlemme biplanar teknologi for 3D gjennomlysning bildebehandling sikkert utvide nytten murine VFSS. Derfor bør fremtidige design hensyn inkluderer en høyere bildefrekvens kamera og biplanar imaging evner.
Til slutt, har lav dose stråling har vist seg å føre til sterilitet hoskvinnelige C57-mus, noe som resulterer i endrede nivåer av eggstokkene stimulert hormoner som kan skamme levetid studier 46. Utfall knyttet spesifikt til effekten av gjentatt lavdose stråling forbundet med VFSS testing har ennå ikke undersøkt hos mus, andre dyr, eller mennesker. Imidlertid har eggstokkreft dysfunksjon (ikke relatert til stråling) i menneskelige hunner vært knyttet til gastrointestinale motilitetslidelser, og spesielt til dysfagi i noen tilfeller 47, noe som gir enda en påminnelse til vurdere når du utformer fremtidige VFSS studier som inkluderer kvinner (dyr og mennesker ). Ekskludering av kvinner bør unngås, som signifikante kjønnsforskjeller i svelge funksjon er rapportert for folk 48,49 og ville være viktig å påvise og karakterisere i dyresykdomsmodeller også. Derfor resultater fra longitudinelle VFSS studier med mus og rotter av begge kjønn har enorm translasjonsforskning potensial for mennesker i forhold til dysphagia, samt risikoen for lavdose stråling forbundet med gjenta VFSS testing.
The authors have nothing to disclose.
Vi takker nådigst flere medlemmer av Spak Lab som har bidratt til datainnsamling (Andries Ferreira, Danarae Aleman, Alexis Mok, Kaitlin Flynn, Elizabeth Bearce, og Matan kadosh) og manuskript gjennomgang (Andries Ferreira, Rebecca Schneider, og Kate Robbins). Vi erkjenner også Roderic Schlotzhauer og Edwin Hønse fra MU Physics Machine Shop for sin design innspill og fabrikasjon av de gnager observasjons rør brukt i denne studien. Vi er spesielt takknemlig for Malea Jan Kunkel (Radiology Supervisor i veterinærmedisin og kirurgisk avdeling ved University of Missouri – College of Veterinary Medicine) og Jan Ivey (leder av Forsknings Animal Cath Lab ved University of Missouri – School of Medicine) for å demonstrere konstant tålmodighet og motivasjon når du bruker de høye energi fluoroscopes som vi utviklet muse VFSS protokollen. Finansieringskildene for denne studien inkluderte NIH / NIDCD (TE Lever), NIH / ninds (GK Pavlath), Otolaryngologi – hode- og halskirurgi oppstart midler (TE Lever), MU PRIME Fund (TE Lever), Mizzou Advantage (TE Lever), og MU Senter on Aging (TE Spak).
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Polycarbonate tubing for observation chambers | McMaster-Carr | 3161T41 | Body of observation tubes, 2"X2" diameter, 0.080" thick wall |
Polycarbonate sheet for observation chambers | McMaster-Carr | 9115K71 | End-caps for observation tubes, 2"x12"x3/4" |
Polycarbonate sheet for observation chambers | McMaster-Carr | 8574K281 | Peg-bowls for observation tubes |
Silicone O-rings for end-caps of observation chambers | McMaster-Carr | 9396K108 | S1138 AS568-029, pack of 25 http://www.mcmaster.com/#o-rings/=t0wt5r |
Silicone stoppers for observation chambers | McMaster-Carr | 2903K22 | Package of 10 stoppers to plug the oval opening in the top of the observation chamber when using a peg-bowl http://www.mcmaster.com/#catalog/120/3803/=t0y5at |
Centrifuge tubes for sipper tube bottles | Evergreen Scientific | 222-3530-G80 | 30 ml freestanding centrifuge tubes, with caps, sterile https://www.evergreensci.com/labware-catalog/tubes-and-vials/30-and-50-ml-centrifuge-tubes/ |
Silcone stoppers for sipper tube bottles | Saint-Gobain Performance Plastics | DX263031-10 | Number 31D, size: 26 mm bottom, 32 mm top, 30 mm high; 10 pack; http://www.labpure.com/en/Products.asp?ID=179&PageBrand=STOPPERS |
Stopper borers for sipper tube bottles | Thomas Scientific | 3276G40 | Cork Borer Set that ranges from 3/16-15/16 inch http://www.thomassci.com/Supplies/Corks/_/CORK-BORER-SET-316-1516-IN?q=Humboldt |
Drinking tubes for sipper tube bottles | Ancare | TD-100 | 2 1/2” long drinking tubes with 5/16” opening, straight ball-spout http://www.ancare.com/products/watering-equipment/open-drinking-tubes/straight-tubes-ball-point |
Iohexol for making oral contrast agent solution | GE Healthcare | 350 mg iodine per ml http://www3.gehealthcare.com/en/products/categories/contrast_media/omnipaque |
|
Chocolate syrup for flavoring oral contrast agent | Herseys | ||
10 ml syringe for syringe delivery system | Becton, Dickinson and Company | 309604 | Luer lock tip syringe without needle, 100 per box http://www.bd.com/hypodermic/products/syringeswithoutneedles.asp |
Catheter tubing for syringe delivery system | Becton, Dickinson and Company | 427451 | Polyethylene Tubing (Non-Sterile) (PE 240) 100' http://www.bd.com/ds/productCenter/427451.asp |
Needle for syringe delivery system | Becton, Dickinson and Company | 427560 | 15-gauge needle, fits into PE 240 catheter tubing http://www.bd.com/ds/productCenter/427560.asp |
Delrin acetal resin rod for syringe delivery system | McMaster-Carr | 8576K15 | 1/2 inch diameter, black http://www.mcmaster.com/#catalog/120/3609/=t0wvaf |
Acrylic sheeting for scissor lift | Ponoko | Laser cut http://www.ponoko.com |
|
3D printed ABS frame | Engineering Rapid Prototyping Facility, University of Missouri | ||
Brass rods for scissor lift | Amazon | TTRB-03-12-03 | made into axles http://www.amazon.com/Brass-Seamless-Round-Tubing-Length/dp/B000FN898M |
Drawer slide for scissor lift | Richelieu | 10292G116 | Attaches to base of scissor lift http://www.lowes.com/pd_380986-93052-T35072G16_0__?productId=50041754 |
28BYJ-48 stepper motor for scissor lift | 2 each | ||
ULN2003 Darlington transistor array for scissor lift | Toshiba | ULN2003APG | Used as stepper drivers (2 each) |
ATTINY85 microcontroller for scissor lift | Atmel | ATTINY85-20PU | 2 each http://www.taydaelectronics.com/attiny85-attiny85-20pu-8-bit-20mhz-microcontroller-ic.html |
Nylon spur gear | McMaster-Carr | 57655K34 | 2 each http://www.mcmaster.com/#57655k34/=t0yaqz |
Nylon spur gear rack | McMaster-Carr | 57655K62 | 2 each http://www.mcmaster.com/#57655k62/=t0ybh9 |
4-40 nylon machine screws | McMaster-Carr | 95133A315 | Lift assembly http://www.mcmaster.com/#95133a315/=t0yd8q |
4-40 nylon hex nuts | McMaster-Carr | 94812A200 | Lift assembly http://www.mcmaster.com/#94812a200/=t0ye29 |
Buna-N O-Ring AS568A Dash No. 104 | McMaster-Carr | 9452K318 | Lift assembly http://www.mcmaster.com/#9452k318/=t0yem7 |