चूहे के मॉडल में कम तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके रक्त-रीढ़ की हड्डी की बाधा का विघटन
Summary
रक्त-रीढ़ की हड्डी की बाधा (बीएससीबी) का विघटन माइक्रोबबल के अंतःशिरा प्रशासन और कम तीव्रता वाले केंद्रित अल्ट्रासाउंड (एलआईएफयू) के आवेदन के साथ सफलतापूर्वक प्राप्त किया जा सकता है। यह प्रोटोकॉल एक कृंतक मॉडल में एलआईएफयू का उपयोग करके बीएससीबी के उद्घाटन का विवरण देता है, जिसमें उपकरण सेटअप, माइक्रोबबल इंजेक्शन, लक्ष्य स्थानीयकरण और बीएससीबी व्यवधान विज़ुअलाइज़ेशन शामिल हैं।
Abstract
कम तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड (एलआईएफयू) अल्ट्रासाउंड की तुलना में कम तीव्रता पर अल्ट्रासोनिक स्पंदन का उपयोग करता है और इसे प्रतिवर्ती और सटीक न्यूरोमोडुलेटरी तकनीक के रूप में परीक्षण किया जा रहा है। यद्यपि एलआईएफयू-मध्यस्थता रक्त-मस्तिष्क बाधा (बीबीबी) खोलने का विस्तार से पता लगाया गया है, रक्त-रीढ़ की हड्डी की बाधा (बीएससीबी) खोलने के लिए कोई मानकीकृत तकनीक आज तक स्थापित नहीं की गई है। इसलिए, यह प्रोटोकॉल एक चूहे के मॉडल में एलआईएफयू सोनिकेशन का उपयोग करके सफल बीएससीबी व्यवधान के लिए एक विधि प्रस्तुत करता है, जिसमें पशु तैयारी, माइक्रोबबल प्रशासन, लक्ष्य चयन और स्थानीयकरण के विवरण के साथ-साथ बीएससीबी व्यवधान विज़ुअलाइज़ेशन और पुष्टि शामिल है। यहां बताया गया दृष्टिकोण उन शोधकर्ताओं के लिए विशेष रूप से उपयोगी है, जिन्हें एक केंद्रित अल्ट्रासाउंड ट्रांसड्यूसर के साथ एक छोटे से पशु मॉडल में लक्ष्य स्थानीयकरण और सटीक बीएससीबी व्यवधान का परीक्षण और पुष्टि करने के लिए एक तेज़ और लागत प्रभावी विधि की आवश्यकता होती है, सोनिकेशन मापदंडों की बीएससीबी प्रभावकारिता का मूल्यांकन करें, या रीढ़ की हड्डी में एलआईएफयू के लिए अनुप्रयोगों का पता लगाएं, जैसे कि दवा वितरण, इम्यूनोमॉड्यूलेशन, और न्यूरोमॉड्यूलेशन। व्यक्तिगत उपयोग के लिए इस प्रोटोकॉल को अनुकूलित करने की सिफारिश की जाती है, विशेष रूप से भविष्य के प्रीक्लिनिकल, नैदानिक और अनुवाद कार्य को आगे बढ़ाने के लिए।
Introduction
रक्त-मस्तिष्क बाधा (बीबीबी) के समान, रक्त-रीढ़ की हड्डी की बाधा (बीएससीबी) रीढ़ की हड्डी के पैरेन्काइमा1 में परिसंचारी विलेय, कोशिकाओं और प्लाज्मा घटकों की गति को नियंत्रित करती है। यह सुरक्षात्मक विशेषता रीढ़ की हड्डी केकेशिकाओं को अस्तर करने वाली कसकर बंधी, गैर-फेनेस्टेड एंडोथेलियल कोशिकाओं की एक विशेष प्रणाली का परिणाम है। आमतौर पर, सकारात्मक चार्ज के साथ केवल कम वजन वाले, लिपोफिलिक अणु दोनों बाधाओं को पार कर सकतेहैं। अध्ययनों के बावजूद जो सुझाव देते हैं कि बीएससीबी में बीबीबी की तुलना में थोड़ी अधिक पारगम्यता है, दोनों बाधाएं केंद्रीयतंत्रिका तंत्र 4 में चिकित्सीय वितरण को सीमित करती हैं। बीएससीबी में दवाओं के परिवहन को बढ़ाने के लिए कई रणनीतियों को विकसित किया गया है, जिसमें रीढ़ की हड्डी के केशिकाओं में आसमाटिक दबाव बढ़ाने की तकनीक, दवाओं का विकास जो ब्रैडीकिनिन रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करते हैं, और कार्यात्मक नैनोकणों का निर्माण5।
बीएससीबी व्यवधान को माइक्रोबबल्स (एमबी) के अंतःशिरा प्रशासन के माध्यम से भी प्राप्त किया जा सकता है, जिसके बाद कम तीव्रता वाले केंद्रित अल्ट्रासाउंड (एलआईएफयू) सोनिकेशन6 होते हैं। अल्ट्रासाउंड ट्रांसड्यूसर द्वारा उत्पन्न ध्वनिक क्षेत्र एमबी दोलनों का कारण बनता है, जो बदले में एंडोथेलियल दीवार के खिलाफ तनाव लागू करता है और तंग जंक्शनोंको ढीला करता है। तंग जंक्शन ढीलापन केशिकाओं में क्षणिक अंतराल बनाता है, जिससे चिकित्सीय रीढ़ की हड्डी के पैरेन्काइमा में प्रवेश करने की अनुमति मिलती है (चित्रा 1)। यह प्रक्रिया ट्रांसेंडोथेलियल फेनेस्ट्रेशन भी बना सकती है, ट्रांसकाइटोसिस को बढ़ा सकती है, और एटीपी-बाइंडिंग कैसेट ट्रांसपोर्टर्स, जैसे पी-ग्लाइकोप्रोटीन 8,9 को डाउनरेगुलेट कर सकती है। इस तकनीक का एक महत्वपूर्ण लाभ रीढ़ की हड्डी में रुचि के स्थान पर सोनिकेशन के फोकल क्षेत्र को निर्देशित करके ऑफ-टारगेट प्रभावों को कम करने की क्षमता है। कई नैदानिक परीक्षणों ने केंद्रीय तंत्रिका तंत्र विकृति के उपचार के लिए एलआईएफयू-मध्यस्थता बीबीबी खोलने की प्रभावकारिता की जांच की है, जिसमें ग्लियोमास, एमियोट्रोफिक लेटरल स्केलेरोसिस, अल्जाइमर रोग और पार्किंसंस रोग शामिल हैं। यद्यपि एलआईएफयू-मध्यस्थता बीएससीबी व्यवधान को एलआईएफयू-मध्यस्थता बीबीबी व्यवधान के रूप में बड़े पैमाने पर विशेषता नहीं है, कई समूहों ने कृंतक, खरगोश और पोर्सिन मॉडल10,11,12 में सफल बीएससीबी व्यवधान की सूचना दी है। कुल मिलाकर, तकनीक में रुचि तेजी से बढ़ रही है, खासकर दवा वितरण के लिए एक व्यवहार्य एवेन्यू के रूप में।
इस प्रोटोकॉल में, एक चूहे के मॉडल में एलआईएफयू-मध्यस्थता बीएससीबी व्यवधान के लिए एक तकनीक का वर्णन किया गया है। प्रक्रिया में पशु तैयारी, एलआईएफयू उपकरण सेटअप, एमबी प्रशासन, लक्ष्य स्थानीयकरण और रीढ़ की हड्डी निष्कर्षण का विस्तृत विवरण शामिल है। लक्ष्य स्थानीयकरण और बीएससीबी व्यवधान की पुष्टि का मूल्यांकन रीढ़ की हड्डी में इवांस ब्लू डाई (ईबीडी) के विस्तार के माध्यम से किया जाता है। ईबीडी एक गैर विषैले यौगिक है जो सीरम एल्बुमिन को बांधता है और माइक्रोस्कोपी13 के तहत इसके समृद्ध नीले रंग नेत्रहीन और लाल ऑटोफ्लोरेसेंस द्वारा पहचाना जा सकता है।
यहां सूचीबद्ध चरण पारंपरिक अल्ट्रासाउंड (यूएस) या चुंबकीय अनुनाद (एमआर) -निर्देशित एलआईएफयू सिस्टम के लिए एक तेज़ और सस्ता विकल्प प्रदान करते हैं। नतीजतन, यह विधि अतिरिक्त उपकरण और सामग्री प्राप्त करने या रीढ़ की हड्डी में एलआईएफयू अनुप्रयोगों का पीछा करने से पहले अपने एलआईएफयू ट्रांसड्यूसर के लक्ष्यीकरण और बीएससीबी व्यवधान क्षमताओं का जल्दी से परीक्षण और पुष्टि करने में रुचि रखने वाले शोधकर्ताओं के लिए उपयोगी है, जैसे कि दवा वितरण, इम्यूनोमॉड्यूलेशन और न्यूरोमॉड्यूलेशन।
Protocol
Representative Results
Discussion
यहां, माइक्रोबबल (एमबी) प्रशासन के साथ संयुक्त कम तीव्रता वाले केंद्रित अल्ट्रासाउंड (एलआईएफयू) का उपयोग करके प्रभावी और लक्षित बीएससीबी व्यवधान के लिए आवश्यक उपकरण और कदम वर्णित हैं। यह प्रोटोकॉल लचीला है और अलग-अलग विनिर्देशों के ट्रांसड्यूसर के साथ व्यक्तिगत उपयोग के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। एलआईएफयू-मध्यस्थता बीएससीबी व्यवधान के लिए अन्य तकनीकें लक्ष्य स्थानीयकरण के लिए चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) -निर्देशित प्रणालियों के उपयोग पर निर्भर करती हैं, जो एक महंगा संसाधनहै। यहां प्रस्तुत तकनीक के फायदे बीएससीबी व्यवधान की त्वरित वास्तविक समय दृश्य पुष्टि और प्रक्रिया की खुली प्रकृति के कारण लक्ष्यीकरण में आसानी में निहित हैं। इसके अलावा, लेजर उपकरण का उपयोग और निर्माण करना सरल है, और पूरक अनुभाग में एक सीएडी फ़ाइल शामिल है। नतीजतन, एक छोटे से पशु मॉडल में अपने एलआईएफयू ट्रांसड्यूसर की लक्ष्यीकरण क्षमताओं पर प्रारंभिक परीक्षण करने में रुचि रखने वाले शोधकर्ता इस प्रोटोकॉल का उपयोग रुचि के स्थान पर फोकल ज़ोन पोजिशनिंग की जल्दी से पुष्टि करने के लिए एक उपकरण के रूप में कर सकते हैं। इस तकनीक का उपयोग प्रयोगशालाओं द्वारा भी किया जा सकता है, जो यूएस या एमआर सिस्टम जैसे अधिक जटिल मार्गदर्शन तौर-तरीकों में निवेश करने से पहले एलआईएफयू के नैदानिक अनुप्रयोगों का अध्ययन करना शुरू करते हैं, जैसे कि दवा वितरण। वर्तमान में, यूएस-निर्देशित तौर-तरीके एमआर सिस्टम की तुलना में अधिक आशाजनक और लागत प्रभावी पथ प्रस्तुत करते हैं, हालांकि बाद में साहित्य में अधिक बार देखा जाता है।
इस प्रक्रिया में कई महत्वपूर्ण कदम हैं जिन्हें सफल बीएससीबी व्यवधान सुनिश्चित करने के लिए सावधानीपूर्वक निष्पादित किया जाना चाहिए। सर्जिकल लैमिनेक्टॉमी के दौरान रीढ़ की हड्डी पर अनावश्यक दबाव डालने से बचना अनिवार्य है। कॉर्ड के बहुत अधिक शारीरिक हेरफेर से बीएससीबी को नुकसान की संभावना बढ़ जाती है। रक्तस्राव और बढ़े हुए ईबीडी बहिर्वाह के कारण निष्कर्षण के बाद कॉर्ड के अंदर गहरे भूरे रंग के स्थान के रूप में क्षति दिखाई देती है। इसके अलावा, ट्रांसड्यूसर और उजागर रीढ़ की हड्डी के बीच अधिकतम युग्मन सुनिश्चित किया जाना चाहिए। नतीजतन, पानी के शंकु और अल्ट्रासाउंड जेल से बुलबुले को हटाने के लिए देखभाल की जानी चाहिए। ध्वनिक तरंग के पूर्ण संचरण को सुनिश्चित करने के लिए पानी के शंकु और कॉर्ड के तल के बीच कोई अंतराल नहीं होना चाहिए। पूंछ की नस कैथीटेराइजेशन के दौरान, हेपरिनाइज्ड खारा, ईबीडी या एमबी समाधान के साथ गलती से हवा गुजरने से बचना चाहिए। हवा के इंजेक्शन से फुफ्फुसीय अन्त: शल्यता की संभावना बहुत बढ़ जाती है जिसके परिणामस्वरूप प्रक्रियाके समापन से पहले कृंतक की मृत्यु हो जाती है।
इस प्रक्रिया के दौरान आने वाला एक सामान्य मुद्दा सफल ईबीडी इंजेक्शन की विफलता है। पूंछ शिरा कैथीटेराइजेशन में न्यूनतम अनुभव वाले व्यक्तियों के लिए, पशु लैमिनेक्टोमी, पोजिशनिंग या लक्ष्यीकरण से पहले इस चरण को करने से समय की बचत होगी। सोनिकेशन को प्रभावित किए बिना एमबी इंजेक्शन से पहले ईबीडी को भी इंजेक्ट किया जा सकता है। इस प्रोटोकॉल में सुझाए गए टॉर्निकेट और गर्म पानी के स्नान का उपयोग करने से पूंछ की नसों को पतला करने और सफलता दर बढ़ाने में मदद मिलेगी। इसके अलावा, चूहे निर्जलीकरण सही कैथेटर प्लेसमेंट की संभावना को कम करता है। पूंछ की नस कैथीटेराइजेशन से 10-15 मिनट पहले एक इंट्रापरिटोनियल सलाइन इंजेक्शन मदद कर सकता है। कैथीटेराइजेशन के दौरान, किसी को पूंछ के अंत से 2 इंच ऊपर शुरू करना चाहिए और पुच्छल से कपाल दिशा में जाना चाहिए। विपरीत दिशा में आगे बढ़ने से संभावित नस ढहने या रक्तस्राव के कारण सफलता की संभावना कम हो जाती है।
एक और आम चुनौती में सोनिकेशन के बावजूद ईबीडी एक्स्ट्रावेसन की कमी शामिल है। यह इंगित कर सकता है कि सोनिकेशन के लिए उपयोग किए जा रहे पैरामीटर बीएससीबी व्यवधान के लिए अपर्याप्त हैं। उदाहरण के लिए, यदि सोनिकेशन आवृत्ति को एक ऐसे मान पर सेट किया जाता है जो ट्रांसड्यूसर की केंद्रीय आवृत्ति से बहुत भिन्न होता है, तो सोनिकेशन पावर एमबी को दोलित करने और तंग जंक्शन ढीला होने का कारण बनने के लिए बहुत कम होगी। इसके अलावा, ट्रांसड्यूसर और कॉर्ड (जैसे, पानी के शंकु, झिल्ली, जेल, पानी / जेल में हवा के बुलबुले) के बीच जितना अधिक इंटरफेस होगा, लक्ष्य पर वास्तविक सोनिकेशन तीव्रता उतनी ही कम होगी। इन इंटरफेस को कम करना, जैसे कि डिगैस्ड जेल का उपयोग करके और शंकु के अंदर बुलबुले को अच्छी तरह से हटाकर, सोनिकेशन की पूरी क्षमता को प्रसारित करने में मदद मिलेगी। प्रोटोकॉल सोनिकेशन और छिड़काव के बीच समय बढ़ाने को भी प्रोत्साहित करता है ताकि रीढ़ की हड्डी के पैरेन्काइमा में ईबीडी एक्स्ट्रावेसन के लिए अधिक समय मिल सके। यद्यपि बीएससीबी व्यवधान एक क्षणिक प्रक्रिया है, लेकिन अंतराल बंद होने से पहले कई घंटों तक मौजूद रहते हैं। एक लंबा इंतजार समय आइसोफ्लुरेन के संपर्क को बढ़ाता है, लेकिन इसके परिणामस्वरूप कॉर्ड में अधिक ईबीडी एक्स्ट्रावेसन भी होता है। वैकल्पिक रूप से, एलआईएफयू के साथ कोई सोनिकेशन नहीं होने के बावजूद ईबीडी एक्स्ट्रावेसन मौजूद हो सकता है। इस समस्या का निवारण करने के लिए, बीएससीबी को किसी भी आकस्मिक क्षति को रोकने के लिए लैमिनेक्टॉमी के दौरान देखभाल की जानी चाहिए। संभावित समाधानों में लैमिनेट और कॉर्ड के बीच जगह की मात्रा बढ़ाने के लिए क्लैंपिंग के दौरान चूहे की रीढ़ को उठाना शामिल है, साथ ही साथ एक छोटा लैमिनेक्टॉमी भी शामिल है। एक संपूर्ण पीएफए छिड़काव रीढ़ की हड्डी के भीतर वाहिका से ईबीडी-समृद्ध रक्त को हटाकर पृष्ठभूमि धुंधला पन को भी कम करता है। ट्रांसकार्डियल छिड़काव के दौरान, हृदय के आकस्मिक टूटने को रोकने के लिए देखभाल की जानी चाहिए, जिसके परिणामस्वरूप पीबीएस या पीएफए का रिसाव हो सकता है।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यह अध्ययन LIFU-मध्यस्थता बीएससीबी व्यवधान के लिए एक एकल केंद्र अनुभव का प्रतिनिधित्व करता है। इसके अलावा, यह प्रोटोकॉल विभिन्न सोनिकेशन ऊर्जा मापदंडों और एमबी सांद्रता का परीक्षण या अनुकूलन नहीं करता है। नतीजतन, शोधकर्ताओं को अपनी विशेष शोध आवश्यकताओं के लिए लक्ष्य स्थानीयकरण और बीएससीबी व्यवधान को अनुकूलित करने के लिए इस तकनीक का प्रदर्शन करते समय विभिन्न मापदंडों और सांद्रता की जांच करने के लिए प्रोत्साहित किया जाता है, खासकर यदि प्रारंभिक परिणाम किसी भी प्रतिकूल प्रभाव का उत्पादन करते हैं। जो समूह कोई तापमान परिवर्तन नहीं देखना चाहते हैं, उदाहरण के लिए, विभिन्न मापदंडों का परीक्षण कर सकते हैं जब तक कि उन्हें एक सेट नहीं मिलता है जो इस मानदंड को पूरा करता है और पर्याप्त बीएससीबी व्यवधान प्राप्त करता है। इसके अलावा, इस तकनीक की सुरक्षा की पुष्टि करने के लिए अतिरिक्त प्रयोग किए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, नमूना आकार बढ़ाया जा सकता है, जीवित रहने की अवधि बढ़ाई जा सकती है, और इलेक्ट्रोमोग्राफी / चाल विश्लेषण अध्ययन आयोजित किए जा सकते हैं। लंबे समय तक जीवित रहने के लिए, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि कुछ अध्ययनों से पता चलता है कि ईबीडी की उच्च खुराक कभी-कभी पुरानी प्रणालीगत विषाक्तता का कारण बन सकती है, इसलिए कम खुराक विवेकपूर्ण हो सकतीहै।
इस प्रक्रिया की एक और सीमा लैमिनेक्टॉमी की आक्रामक प्रकृति है (जो किसी भी तकनीक के लिए आवश्यक है जो बीएससीबी खोलने के लिए एलआईएफयू का उपयोग करता है क्योंकि अल्ट्रासाउंड हड्डी के माध्यम से प्रवेश नहीं कर सकता है)। लैमिनेक्टॉमी की लंबाई को सीमित करके इस प्रक्रिया की आक्रामक प्रकृति को कम किया जा सकता है। ऊपरी वक्ष कशेरुकाओं में लैमिनेक्टॉमी करना, जो छोटे और पतले होते हैं, लैमिनेक्टॉमी के लिए आवश्यक समय को 10 मिनट से कम कर सकते हैं। एमबी की नाजुक प्रकृति के साथ-साथ उनके छोटे आधे जीवन के कारण, इस प्रोटोकॉल के दौरान समय सीमित है। एमबी का इंजेक्शन एलआईएफयू के साथ उपचार से 1-2 मिनट पहले होना चाहिए, और यदि कई एलआईएफयू उपचार किए जा रहे हैं तो हर सोनिकेशन से पहले नए एमबी प्रशासित किए जाने चाहिए। कई चूहों के लिए बीएससीबी व्यवधान से जुड़े प्रयोगों के लिए, कई एमबी शीशियों को तैयार करने की आवश्यकता हो सकती है। चूंकि माइक्रोबबल महंगे होते हैं, इसलिए उपयोग किए जाने वाले एमबी की संख्या को संरक्षित करने के लिए सोनिकेशन के बीच समय को कम करने के लिए सर्जिकल वर्कफ़्लो को बदलना पसंद किया जाता है।
यहां वर्णित तकनीक मुख्य रूप से एक शोध प्रोटोकॉल के रूप में उपयोग के लिए है। यद्यपि लेजर लक्ष्यीकरण उपकरण सभी नैदानिक सेटिंग्स में पारंपरिक लक्ष्यीकरण तौर-तरीकों को प्रतिस्थापित नहीं करेगा, यह अन्य स्थितियों में उपयोगी हो सकता है। नॉनइनवेसिव सर्जरी के लिए, पारंपरिक एमआरआई तौर-तरीकों को30 को लक्षित करने के लिए मज़बूती से इस्तेमाल किया जा सकता है। आक्रामक सर्जरी के लिए जिसमें लैमिनेक्टॉमी शामिल है, इस प्रोटोकॉल में वर्णित लेजर पॉइंट उपकरण का उपयोग किसी विशिष्ट क्षेत्र (उदाहरण के लिए, एक ट्यूमर या रीढ़ की हड्डी की चोट की साइट) पर सोनिकेशन के फोकल ज़ोन के केंद्र को जल्दी से स्थानीयकृत करने के लिए किया जा सकता है, जबकि किसी भी एमआर-मार्गदर्शन को पूरक करते समय दवा वितरण या इम्यूनोमॉड्यूलेटरी थेरेपी के प्रयोजनों के लिए।
कुल मिलाकर, यह प्रोटोकॉल बीएससीबी व्यवधान के लिए एक प्रभावी और सफल तकनीक का वर्णन करता है और इसमें वास्तविक समय और पोस्ट-प्रोसेसिंग दोनों में बीएससीबी खोलने की पुष्टि के लिए कई विकल्प शामिल हैं। बीएससीबी रीढ़ की हड्डी पैरेन्काइमा में प्रवेश के लिए एक बाधा के रूप में कार्य कर रहा है, बीएससीबी का विघटन चिकित्सीय वितरण में सुधार करने का एक संभावित तरीका है। उदाहरण के लिए, वेबर-एड्रियन एट अल ने ग्रीवा रीढ़6 में जीन वितरण को मध्यस्थ करने के लिए 1.114 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति और 10 एमएस की फटने की लंबाई के साथ एलआईएफयू का उपयोग किया। इसी तरह, स्मिथ एट अल ने दिखाया कि 580 किलोहर्ट्ज की आवृत्ति के साथ एलआईएफयू, 0.46 एमपीए के आसपास औसत ध्वनिक शिखर दबाव, और 10 एमएस की विस्फोट लंबाई लेप्टोमेनिंगियल मेटास्टेस10 के कृंतक मॉडल में रीढ़ की हड्डी में एक मोनोक्लोनल एंटीबॉडी, ट्रास्टुज़ुमाब के वितरण में सहायता कर सकती है। अधिकांश अध्ययनों ने एलआईएफयू का उपयोग करने पर ध्यान केंद्रित किया है, HIFU के बजाय, अंतर्निहित ऊतक को नुकसान से बचने के दौरान बीएससीबी को क्षणिक रूप से स्थिर करने की LIFU की क्षमता के कारण। आमतौर पर, LIFU 0.125-3 W /cm2 के बीच तीव्रता का उपयोग करता है, जबकि HIFU 100-10,000 W / cm2 या उच्चतर31 से तीव्रता का उपयोग करता है। नतीजतन, HIFU मुख्य रूप से हीटिंग ऊतक के माध्यम से अपना प्रभाव डालता है, जबकि LIFU, एमबी के सह-प्रशासन के साथ, यांत्रिक गुहिकायन प्रभावों के माध्यम से काम करता है। एमबी के साथ चिकित्सीय के सह-प्रशासन के परिणामस्वरूप रीढ़ की हड्डी के पैरेन्काइमा में दवा का अधिक विस्तार हो सकता है, साथ ही साथ एमबी को दवा के साथ लोड करने और लक्षित दवा वितरण के लिए अल्ट्रासाउंड के साथ एमबी को लाइज करने की क्षमता हो सकती है।
इस अध्ययन में उपयोग किए जाने वाले सोनिकेशन पैरामीटर, एमबी एकाग्रता और ट्रांसड्यूसर के प्रकार को प्रयोगात्मक आवश्यकताओं के आधार पर बदला जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक छोटे फोकल क्षेत्र वाला ट्रांसड्यूसर उन प्रयोगों के लिए बेहतर हो सकता है जिनमें स्थानीयकृत लक्ष्यीकरण पर अधिक नियंत्रण की आवश्यकता होती है, जबकि उच्च शक्ति वाले ट्रांसड्यूसर का उपयोग उन प्रयोगों के लिए किया जा सकता है जिनके लिए कम समय में शक्तिशाली व्यवधान की आवश्यकता होती है। इस प्रोटोकॉल द्वारा पेश किए गए लचीलेपन के कारण, प्रीक्लिनिकल, क्लिनिकल और ट्रांसलेशनल अनुसंधान में उपयोग के लिए बड़ी संभावना है।
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
T32GM136577 (डी.आर.) द्वारा समर्थित; N660012024075 (एन.टी., एन.वी.टी., ए.एम., के.के.एल.); R01 HL139158-01A1 और R01 HL071568-15 (N.V.T.); जॉन्स हॉपकिंस आईसीटीआर क्लिनिकल रिसर्च स्कॉलर्स प्रोग्राम (केएल 2) (एएम)। BioRender.com के साथ कई आंकड़े बनाए गए।
Materials
| 0.9% Heparinized Sodium Chloride | Baxter | FKB0953G | Flush tail vein catheter with heparinized saline to prevent clotting. |
| 100 mL Luer Lock Tip Syringe (2) | Wilburn Medical | WUSA/120 | One syringe can be used to inject PBS and one for PFA (during transcardial perfusion) |
| 1x Phosphate buffered saline (PBS) | Thermo Scientific | 10010001 | For transcardial perfusion. |
| 22 G catheter | Med Vet International | 50-209-1694 | Use to place a tail vein catheter. |
| 97% Isoflurane | Thermo Scientific Chemicals | 247-897-7 | While rat is under isoflurane, be careful not to administer too much. A high dose can euthanize the rat. |
| Betadine 7.5% | Purdue Products | 4677 | |
| Class A clear threaded glass vial | Fisherbrand | 14-955-314 | Use to store spinal cord extraction. |
| Digital balance scale | Kent Scientific | SCL-4000 | |
| Electric razor | Wahl Home Products | 79449-200 | Shave fur off skin at incision site before surgery |
| Eosin-Y with Phloxine | Epredia | 71304 | |
| Evans blue dye | MP Biomedicals | 02151108-CF | Although it is non-toxic, it will stain skin blue if direct contact occurs. |
| Fixation Plate Assembly with 0.5 mm Forceps | PSI Impactors | 7001-2 | Affix the stereotactic arm to this frame |
| Gauze | Fisherbrand | 13-761-52 | |
| Heating pad | Kent Scientific | RT-0515 | |
| Hematoxylin | Epredia | 7211 | |
| Iris Scissors with Angled Blades | ProDentUSA | 12-15315 | |
| Isoflurane induction system | Kent Scientific | SOMNO-RATKIT | |
| Laser targetting apparatus | NA | custom | CAD design file provided in supplemental section. Simply place a laser inside the apparatus created from the file. |
| Lubricating eye ointment | Systane | N/A | |
| Luer Lock 3-Way Stopcock | Sigma | SAS7521-10EA | Can use to fill water cone through inlet valve |
| Lumason microbubbles kit | Bracco | 0270-7099-16 | |
| Microscope cover glass | Fisherbrand | 12-545J | |
| Microscope slides | Fisherbrand | 12-550-15 | |
| Microtome | Epredia | 23-900-671 | |
| Mounting medium with 4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) | Vector Laboratories | H-2000-2 | |
| Mylar membrane | Chemplex | 3016 | Can cut membrane to appropriate size if too large for cone |
| NeuroFUS 2.52" diameter 250 kHz transducer | Sonic Concepts | CTX-250 | Transducer system includes custom water cone and probe holder |
| NeuroFUS PRO v2.0 system | Sonic Concepts | NFS102v2 | Includes Transducer Power Output, Matching Network and associated cables |
| Offset Bone Nippers | Fine Science Tools | 16101-10 | Use to remove spinous processes and laminae for laminectomy |
| Paraffin | Polysciences | 24364-1 | Can place spinal cord sample in paraffin to slice into thin sections for histology. |
| Paraformaldehyde (4%) | Thermo Scientific | J61899-AK | For transcardial perfusion. |
| Rat Surgical Kit | Kent Scientific | INSRATKIT | Consists of tweezer #5, needle holder, McPherson-Vannas scissors, Iris scissors, ALM self-retaining retractors, Iris forceps, and blunt probe. These products should be sufficient to perform a laminectomy. |
| Razor blade | Fisherbrand | 12-640 | Use to cut spinal cord extraction to desirable length and split section down midline. |
| Rectal thermometer | Kent Scientific | RET-2 | Maintain rat temperature between 35.9–37.5 °C |
| Rubber band | Fisherbrand | 50-205-1983 | |
| Single animal vaporizer unit | Kent Scientific | SF-01 | |
| Stereotactic arm | Kopf Instruments | Model 963 | |
| Sterile absorbent pad | McKesson | 4033-CS150 | Place under rat and above heating pad and fixation plate before laminectomy |
| Ultrasound gel | Aquasonic | PLI 01-34 | Ensure gel is free of bubbles to the best of your ability. |
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