Preparação de Eletrodos de Estimulação Nervosa Periférica para Implantação Crônica em Ratos

Summary

Abordagens existentes para a construção de eletrodos de manguito nervoso periférico cronicamente implantáveis para uso em pequenos roedores muitas vezes requerem equipamentos especializados e/ou pessoal altamente treinado. Neste protocolo, demonstramos uma abordagem simples e de baixo custo para a fabricação de eletrodos de manguitos cronicamente implantáveis, e demonstramos sua eficácia para a estimulação do nervo vago (VNS) em ratos.

Abstract

Eletrodos de manguito nervoso periférico têm sido usados há muito tempo nas neurociências e campos relacionados para estimulação de, por exemplo, vagus ou nervos ciáticos. Vários estudos recentes demonstraram a eficácia do VNS crônico no aumento da plasticidade do sistema nervoso central para melhorar a reabilitação motora, a aprendizagem da extinção e a discriminação sensorial. A construção de dispositivos cronicamente implantáveis para uso em tais estudos é desafiadora devido ao pequeno tamanho dos ratos, e protocolos típicos exigem treinamento extensivo de pessoal e métodos de microfabricação demorados. Alternativamente, eletrodos de punho implantáveis disponíveis comercialmente podem ser comprados a um custo significativamente maior. Neste protocolo, apresentamos um método simples e de baixo custo para a construção de eletrodos de punho nervoso periférico pequenos e cronicamente implantáveis para uso em ratos. Validamos a confiabilidade a curto e longo prazo de nossos eletrodos de punho, demonstrando que vns em ratos anestesizados cetamina/xilazina produz reduções na taxa de respiração consistente com a ativação do reflexo Hering-Breuer, tanto no momento da implantação quanto até 10 semanas após a implantação do dispositivo. Demonstramos ainda a adequação dos eletrodos de punho para uso em estudos de estimulação crônica, emparelhando VNS com desempenho de prensa de alavanca qualificada para induzir plasticidade do mapa cortical motor.

Introduction

Recentemente, cresceu a demanda por eletrodos de manguitos cronicamente implantáveis para estimulação de nervos periféricos, pois estudos demonstram cada vez mais a utilidade pré-clínica dessa técnica para o tratamento de inúmeras doenças inflamatórias^1,,2,3 e distúrbios neurológicos^{4,,5,,6,,7,8,,9,,10,,11,....}

Protocol

Todos os procedimentos descritos neste protocolo são realizados de acordo com o Guia nih para o cuidado e uso de animais de laboratório e foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais da Universidade do Texas em Dallas.

1. Estimulando a fabricação de eletrodos de manguito

1. Prepare a tubulação de algemas.
   1. Usando uma lâmina de barbear, corte um pedaço de tubo de polímero de 2,5 mm de comprimento. Insira pontas de fórceps ou um clipe de papel através da tubulação e use a lâmina para fazer uma fenda longitudinalmente através da parede do tubo de um lado da braçadeira.
   2. Remova as fórceps da tub....

Results

Eletrodos de punho e tampas de cabeça foram cronicamente implantados em ratos de acordo com procedimentos cirúrgicos publicados anteriormente^{17,19,20,21,22}. Antes da implantação, a impedância de 1 kHz foi medida através dos condutores de punho com o tubo de punho submerso em soro fisiológico (impedância = 1,2 ± 0,17 kΩ [média ± dst]; N = 9). Apenas algemas com.......

Discussion

Aqui descrevemos uma abordagem simples e de baixo custo para a montagem de eletrodos de punho estimulantes cronicamente implantáveis para uso em roedores, facilitando investigações pré-clínicas desta terapia emergente. Este método simplificado não requer treinamento ou equipamento especializado, e utiliza um pequeno número de ferramentas e suprimentos que são facilmente acessíveis à maioria dos laboratórios de pesquisa, reduzindo tanto os custos monetários quanto trabalhistas da fabricação de dispositivos em comparação c.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Tubo de polímero à base de poliuretano biocompatível, 0,080" OD x 0,040" ID	Braintree Scientific	MRE080 36 FT
	AM Scopes	#SM-6T-FRL
Tesouras serrilhadas finas, retas, borda de corte de 22mm	Ferramentas de ciência fina	#14058-09	para corte de fio Pt/Ir e pinça de fio de sutura
, pinça #5 Dumont, reta, 11 cm, 0,1 x 0,06 mm ponta	Fine Science Tools	#11626-11
Fórceps, pinça com ponta de cerâmica, pontas de 0,3 mm x 30 mm	da Scientific Microscopy Sciences	#78127-71
, Soquete de Encaixe de Pressão	PCB Mill-Max	#1001-0-15-15-30-27-04-0	ou pequenos pinos semelhantes para conectar os cabos do manguito à tampa da cabeça
Isqueiro de isobutano	BIC	#LCP21-AST	para desisolar o fio
Pt/IrConector de micro tira com trava, 4 pinos	Omnetics	A24002-004 / PS1-04-SS-LT
Ponta de pipeta, 10 uL	VWR	89079-464
Fio de platina-irídio (90/10%), 0,001" (diâmetro) x 9 fios, isolado com PTFE	Lâmina de barbear Sigmund Cohn	10IR9/49T
, borda única, aço carbono cirúrgico nº 9	VWR	#55411-050	para cortar tubos MicroRenathane
Agulha de costura, ca. 4,0 cm de comprimento x 0,7 mm de diâmetro (tamanho 6-7)	Singer	00276	Agulha menor para enfiar fio Pt/Ir
Agulha de costura, ca. 4,5 cm de comprimento x 0,8 mm de diâmetro (tamanho 2-3)	Singer	00276	Agulha maior para prender o manguito durante a montagem e para enfiar a sutura
Placa de espuma pequena	Juvo+/Amazon	B07C9637SJ	para plataforma de fabricação; nossas dimensões são ca. 2.5" x 3.5" x 1" (L x W x H)
Solda, multicore sem chumbo, diâmetro de 0.38mm	Loctite/Multicore	#796037
Estação de solda	Weller	WES51	ou ferro de solda similar compatível com pontas cônicas longas (esta peça foi descontinuada)
Ponta de solda, longa cônica, 0.01" / 0.4 mm	Weller	1UNF8
Sutura, seda trançada não absorvível, tamanho 6/0	Ferramentas de Belas Ciências	#18020-60
UV (405 nm) luz de spot	Henkel/Loctite	#2182207
Adesivo de Cura por Luz UV 25 ml	Henkel/Loctite	AA 3106	ou adesivo de cura UV biocompatível similar
Fio de enrolamento, 30 AWG	Digikey	K396-ND