लघु सुअर: कॉक्लियर इम्प्लांट अनुसंधान के लिए एक बड़ा पशु मॉडल
Summary
लघु सूअर (मिनी-सूअर) कॉक्लियर प्रत्यारोपण में अनुसंधान के लिए एक आदर्श बड़े पशु मॉडल हैं। मिनी-सूअरों में कॉक्लियर इम्प्लांटेशन सर्जरी का उपयोग मनुष्यों के समान एक जीवित प्रणाली में नए इलेक्ट्रोड सरणियों और सर्जिकल दृष्टिकोणों की सुरक्षा और संभावित प्रदर्शन के प्रारंभिक प्रमाण प्रदान करने के लिए किया जा सकता है।
Abstract
कॉक्लियर इम्प्लांट (सीआई) गंभीर-से-गहन सेंसरिन्यूरल श्रवण हानि वाले लोगों के इलाज के लिए सबसे प्रभावी तरीका है। यद्यपि सीआई का उपयोग दुनिया भर में किया जाता है, सीआई के साथ रोगियों या पशु मॉडल में इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी और हिस्टोपैथोलॉजी की जांच के लिए या इलेक्ट्रोड सरणियों के नए मॉडल का मूल्यांकन करने के लिए कोई मानक मॉडल मौजूद नहीं है। मनुष्यों के समान कोक्लेया विशेषताओं के साथ एक बड़ा पशु मॉडल मनुष्यों में उनके उपयोग से पहले उन्नत और संशोधित सरणियों के लिए एक शोध और मूल्यांकन मंच प्रदान कर सकता है।
इसके लिए, हमने बामा मिनी-सूअरों के साथ मानक सीआई विधियों की स्थापना की, जिनके आंतरिक कान शरीर रचना मनुष्यों के समान है। मानव उपयोग के लिए डिज़ाइन किए गए सरणी को एक गोल खिड़की झिल्ली के माध्यम से मिनी पिग कोक्लेया में प्रत्यारोपित किया गया था, और एक सर्जिकल दृष्टिकोण का पालन किया गया था जो मानव सीआई प्राप्तकर्ताओं के लिए उपयोग किया जाता था। श्रवण तंत्रिका के कार्य का मूल्यांकन करने के लिए सरणी सम्मिलन के बाद यौगिक क्रिया क्षमता (ईसीएपी) माप उत्पन्न किया गया था। यह अध्ययन पशु की तैयारी, सर्जिकल चरणों, सरणी सम्मिलन और इंट्राऑपरेटिव इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल माप का वर्णन करता है।
परिणामों ने संकेत दिया कि मनुष्यों के लिए उपयोग किए जाने वाले एक ही सीआई को एक मानकीकृत शल्य चिकित्सा दृष्टिकोण के माध्यम से मिनी-सूअरों में आसानी से प्रत्यारोपित किया जा सकता है और मानव सीआई प्राप्तकर्ताओं में मापा गया समान इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल परिणाम प्राप्त होते हैं। मिनी-सूअर एक मूल्यवान पशु मॉडल हो सकता है जो मनुष्यों पर लागू करने से पहले नए इलेक्ट्रोड सरणियों और सर्जिकल दृष्टिकोणों की सुरक्षा और संभावित प्रदर्शन के प्रारंभिक प्रमाण प्रदान करता है।
Introduction
विश्व स्वास्थ्य संगठन (डब्ल्यूएचओ) के अनुसार, विश्व स्तर पर 1 बिलियन से अधिक लोगों को सुनवाई हानि का खतरा है, और यह अनुमान लगाया गया है कि, 2050 तक, चार में से एक व्यक्ति को सुनवाईहानि का सामना करना पड़ेगा। पिछले 2 दशकों में, सीआई स्थायी गंभीर और गहन सेंसरिन्यूरल हियरिंग लॉस (एसएनएचएल) वाले लोगों के लिए सबसे प्रभावी हस्तक्षेप रहा है। एक सीआई ध्वनि के भौतिक संकेतों को बायोइलेक्ट्रिकल संकेतों में परिवर्तित करता है जो बाल कोशिकाओं को दरकिनार करते हुए सर्पिल गैंग्लियन न्यूरॉन्स (एसजीएन) को उत्तेजित करते हैं। समय के साथ, सीआई के संकेतों को व्यापक बनाया गया है ताकि अब उनमें अवशिष्ट सुनवाई, एकतरफा सुनवाई हानि और बहुत पुराने या युवा लोग 2,3,4 वाले लोग शामिल हों। इस बीच, पूरी तरह से प्रत्यारोपण योग्य सीआई और उन्नतसरणी विकसित किए गए हैं। हालांकि, सीआई के साथ आंतरिक कान के इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी और हिस्टोपैथोलॉजी की जांच के लिए कोई आर्थिक रूप से व्यवहार्य बड़ा पशु मॉडल नहीं है। एक बड़े पशु मॉडल की यह कमी सीआई में सुधार करने और आंतरिक कान पर सीआईएस के इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल प्रभाव में अंतर्दृष्टि प्राप्त करने की मांग करने वाले अनुसंधान को सीमित करती है।
सीआई अनुसंधान में कई कृंतक पशु मॉडल लागू किए गए हैं, जैसे माउस6, गेरबिल7, चूहा8, और गिनी पिग9; हालांकि, आकृति विज्ञान और इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल प्रतिक्रियाओं की विशेषताएं मनुष्यों में उससे अलग हैं। पारंपरिक रूप से सीआई अध्ययन के लिए उपयोग किए जाने वाले पशु मॉडल की कॉक्लियर संरचनाएं, जैसे बिल्लियों, गिनी सूअरों और अन्य जानवरों, मानव कॉक्लियरसंरचनाओं से बहुत भिन्न होती हैं। यद्यपि सरणी सम्मिलन बिल्लियों11 और खरगोश12 पर आयोजित किया गया है, क्योंकि उनके छोटे कोचले के कारण, यह सरणियों के साथ किया गया था जो मनुष्यों में उपयोग के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए थे। सीआई के लिए कई बड़े पशु मॉडल भी खोजे गए हैं। लैंब्स एट्रोमेटिक कॉक्लियर प्रत्यारोपण के लिए एक प्रशिक्षण मॉडल के रूप में अच्छी तरह से अनुकूल हैं, लेकिन कोक्लेया का छोटा आकार पूर्ण सरणी सम्मिलन को असंभव बनाता है। प्राइमेट्स सीआई अनुसंधान के लिए सबसे उपयुक्त जानवर हो सकते हैं क्योंकि मनुष्यों के साथ उनकी शारीरिक समानता14,15; हालांकि, बंदरों की यौन परिपक्वता में देरी होती है (4-5 साल), गर्भधारण की अवधि लगभग 165 दिनों तक होती है, और प्रत्येक मादा आमतौर परप्रति वर्ष केवल एक संतान पैदा करती है। ये कारण, और महंगी लागत, सीआई अनुसंधान में प्राइमेट्स के व्यापक अनुप्रयोग में बाधा डालते हैं।
इसके विपरीत, सूअर 5-8 महीने में यौन परिपक्वता तक पहुंचते हैं और ~ 114 दिनों की गर्भधारण अवधि होती है, जिससे सूअर एक बड़े पशु मॉडल 16 के रूप में सीआई अनुसंधान के लिए अधिक सुलभ होजाते हैं। बामा मिनी सूअर (मिनी-सूअर) 1985 में चीन में एक छोटे आकार के सुअर की प्रजाति से उत्पन्न हुए थे, जिनकी आनुवंशिक पृष्ठभूमि अच्छी तरह से समझी जाती है। उन्हें एक अंतर्निहित छोटे आकार, प्रारंभिक यौन परिपक्वता, तेजी से प्रजनन और प्रबंधन में आसानी की विशेषताहै। आकृति विज्ञान और इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी18 में मनुष्यों के साथ समानता के कारण मिनी-पिग ओटोलॉजी और ऑडियोलॉजी के लिए एक आदर्श मॉडल है। बामा मिनी-पिग की स्काला टाइम्पानी लंबाई 38.58 मिमी है, जो मनुष्यों में 36 मिमी लंबाईके करीब है। मिनी-पिग कोचले में 3.5 मोड़ होते हैं, जो मनुष्यों में देखे गए 2.5-3 मोड़के समान है। आकृति विज्ञान के अलावा, बामा मिनी-सूअरों की इलेक्ट्रोफिजियोलॉजीभी मनुष्यों के समान है। इसलिए, वर्तमान अध्ययन में, हमने गोल खिड़की झिल्ली के माध्यम से मिनी-पिग कोक्लेया में मानव उपयोग के लिए डिज़ाइन किए गए सरणी डाले और मानव सीआई प्राप्तकर्ताओं में उपयोग किए जाने वाले समान शल्य चिकित्सा दृष्टिकोण का पालन किया। प्रक्रिया का मूल्यांकन करने के लिए इंट्राऑपरेटिव ईकैप माप लागू किए गए थे। जिस प्रक्रिया का हम यहां वर्णन करते हैं, उसका उपयोग सीआईएस से जुड़े प्रीक्लिनिकल ट्रांसलेशनल अनुसंधान और निवासी प्रशिक्षण के लिए एक मंच के रूप में किया जा सकता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
दुनिया की लगभग 15% आबादी में कुछ हद तक सुनवाई हानि है, और 5% से अधिक में सुनवाई हानि21 को अक्षम किया गया है। सीआई प्रावधान गंभीर और गहन सेंसरिन्यूरल श्रवण हानि वाले वयस्क और बाल रोगियों दोनों के लिए ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस अध्ययन को चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (नंबर 81970890) और चोंगकिंग वैज्ञानिक अनुसंधान संस्थान प्रदर्शन प्रोत्साहन परियोजना (संख्या 19540) से अनुदान द्वारा वित्त पोषित किया गया था। हम एमईडी-ईएल कंपनी के आनंदन धनसिंह और झी शू को उनके समर्थन के लिए धन्यवाद देते हैं।
Materials
| 0.5 mm diamond burr | |||
| 1 mm diamond burr | |||
| 5 mm diamond burr | |||
| 2-0 suture silk | |||
| 3D Slicer image computing platform | 3D reconstruction of CT image | ||
| Alcohol | |||
| Bipolar cautery | |||
| Bipolar electrocoagulation | Stop bleeding | ||
| CI designed for human use (CONCERTO FLEX28) | MED-EL | Concerto F28 | |
| Dressing forceps | |||
| ECG monitor | |||
| Iodine tincture | |||
| Isoflurane | 3.6 mL/h | ||
| Laryngoscope | |||
| MAESTRO Software | MED-EL | Measure ECAP responses | |
| Micro forceps | |||
| Micro spatula | |||
| Mosquito forceps | |||
| Needle holder | |||
| Needle probe | |||
| Negative pressure suction device | |||
| Otological surgical instruments | |||
| Respiratory Anesthesia Machine | |||
| Scalpel with blade No. 15 | |||
| Scissors | |||
| Shaver | |||
| Stimulation device (MAX Programming Interface) | MED-EL | Measure ECAP responses | |
| Surgery microscope | Leica | ||
| Surgical drill | |||
| Surgical Power Device | |||
| Tiletamine and zolazepan | 10-15 mg/kg | ||
| Tissue forceps | |||
| Trachea cannula |
Referências
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