En ultralyd verktøy for Nerve Conduction blokkere diabetiker rotte modeller
Summary
Dette arbeidet presenterer metodikk søker høy intensitet-fokusert ultralyd for å blokkere handling potensialet av diabetiker nevropatisk nerver.
Abstract
Nerve ledning blokk med en høy intensitet-fokusert ultralyd (HIFU) svinger er utført i normal og diabetiker dyremodeller nylig. HIFU kan reversibel blokkere gjennomføring av eksterne nerver uten å skade nerver mens du bruker en passende ultralyd parameter. Midlertidig og delvis blokk med handlingen potensialet av nerver viser at HIFU har potensial til å være nyttig klinisk behandling for smertelindring. Dette arbeidet beskriver prosedyrene for å undertrykke handling potensialet av nevropatisk nerver i diabetiker rotter i vivo med en HIFU svinger. Det første trinnet er å generere voksen mannlig diabetiker nevropatisk rotter ved streptozotocin (STZ) injeksjon. Det andre trinnet er å evaluere de perifere diabetiker neuropathy i STZ-indusert diabetiker rotter ved en elektronisk von Frey sonde og en kokeplate. Det siste trinnet er å registrere i vivo ekstracellulære handling potensialer i nerve utsatt for HIFU sonication. Metoden viste her kan nytte studiet av ultralyd smertestillende programmer.
Introduction
Muntlig medisiner, akupunktur1og elektrisk nerve stimulering2 har vært brukt til behandling av smertefulle diabetiker Polynevropati. Imidlertid hemme bivirkninger av de muntlige medisiner, invasiv drift av akupunktur, og elektrisk nervestimulering den terapeutiske effekten og pasients tilslutning. Ultralyd blokk av eksterne nerver i dyremodeller har blitt undersøkt for tiår3,4,5. Gjennomføring av i vitro sciatic nerver av store grønne frosken ble hemmet reversibel etter behandling av 10-20 pulser av ultralyd eksponering for 0.4 – 1.0 s6. En faktor å blokkere nerve ledning er temperaturen stige av ultralyd7. For pasienter med Polynevropati, ble undertrykkelse av sammensatte muskel handling potensialer (CMAPs) utført i peroneal nerve utsatt for lav intensitet ultralyd for 2 min8. Full utvinningen tid var innen 5 minutter.
Nylig, Food and Drug Administration i USA godkjent HIFU som en ikke-invasiv behandling for livmor fibroid svulster9, smerte palliations av bein metastaser10og prostatakreft11. En HIFU svinger avgir akustisk bjelker utenfor kroppen og bjelker overføre i ulike vev medier og møtes på målet svulst på focus. Sonen fokal dannes umiddelbart for å generere lokaliserte effekter på målet svulster uten å skade omkringliggende vev. HIFU har også blitt brukt for å hemme nerve ledning eller forårsake nerve denervation i vivo eksperimenter normal Sprague-Dawley (SD) rotter12. Kortsiktige og langsiktige effekter av HIFU på nevropatisk nerver har i tillegg vært undersøkt13. Tidligere resultater viste at reversibel eller permanent blokken av sensoriske nerve gjennomføring kan oppnås ved HIFU med riktige parametrene. Foruten smertestillende programmer, kan HIFU brukes som et verktøy for å undersøke relative bidrag perifere og sentrale komponenter til nerve ledning blokaden for grunnleggende forskning i Nevrologi og utvikling av smerte medisinering. Derfor er en HIFU blokkering teknologiplattform gjelder perifer nerver i dyremodeller nødvendig. Formålet med denne artikkelen er å vise prosedyrer helt eller delvis blokkerer handling mulighetene for eksterne nerver i diabetiker nevropatisk rotter ved HIFU. Diabetiker rotte modeller og evaluering av eksterne nevropatisk symptomer ble etablert. En HIFU plattform og eksperimentelle prosesser bestemt for behandling av rotte sciatic nerver presenteres.
Protocol
Representative Results
Discussion
Delvis og midlertidige undertrykkelse av action potentials av nevropatisk nerver fra diabetiker rotter i vivo og umiddelbar forekomsten av blokkerer effekten etter HIFU behandling begge ble observert. Den 28-dagers oppfølgingsstudie på CMAPs viste at en sikker blokade av nerve gjennomføring kan utføres på en passende HIFU eksponering. Resultatet gir over protokollen for HIFU behandling en alternativ løsning for reversibel ledning blokken med sciatic nerver i diabetiker rotter.
I…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Studien ble støttet av departementet for vitenskap og teknologi (Project mest 105-2221-E-400-001) og den nasjonale helse Research institutter (Project BN-105-PP-10), Taiwan.
Materials
| streptozotocin | Sigma | 85882 | |
| citric acid monohydrate | Sigma | C1909 | |
| trisodium citrate dihydrate | Sigma | W302600 | |
| glucose meters | Roche Accu-Check Active | GC | |
| electronic von Frey device | IITC Life Science | 2390 | |
| hot plate | IITC Life Science | ||
| Biopac MP36 acquisition system | Biopac Systems, Inc. | ||
| HIFU transducer | Sonic Concepts | H108 | |
| function generator | Agilent | 33250A | |
| power amplifier | Electronics & Innovation | 1040L | |
| Rats | Biolasco taiwan | Sprague-Dawley | |
| Puralube vet ointment | Dechra | ||
| isoflurane vaporizer | Parkland Scientific | V3000PS | |
| Isoflurance | Attane | ||
| Restraint bag (Decapicones) | Braintree Scientific | DC 200 |
References
- Abuaisha, B. B., Costanzi, J. B., Boulton, A. J. Acupuncture for the treatment of chronic painful peripheral diabetic neuropathy: A long-term study. Diabetes Res Clin Pract. 39 (2), 115-121 (1998).
- Hamza, M. A., et al. Percutaneous electrical nerve stimulation: A novel analgesic therapy for diabetic neuropathic pain. Diabetes Care. 23 (3), 365-370 (2000).
- Ballantine, H. T., Bell, E., Manlapaz, J. Progress and problems in the neurologic applications of focused ultrasound. J Neurosurg. 17, 858-876 (1960).
- Foley, J. L., Little, J. W., Vaezy, S. Image-guided high-intensity focused ultrasound for conduction block of peripheral nerves. Ann Biomed Eng. 35 (1), 109-119 (2007).
- Lee, Y. F., Lin, C. C., Cheng, J. S., Chen, G. S. High-intensity focused ultrasound attenuates neural responses of sciatic nerves isolated from normal or neuropathic rats. Ultrasound Med Biol. 41 (1), 132-142 (2015).
- Young, R. R., Henneman, E. Reversible block of nerve conduction by ultrasound. Arch Neurol. 4, 83-89 (1961).
- Lele, P. P. Effects of focused ultrasonic radiation on peripheral nerve, with observations on local heating. Exp Neurol. 8 (1), 47-83 (1963).
- Hong, C. Z. Reversible nerve conduction block in patients with poly- neuropathy after ultrasound thermotherapy at therapeutic dosage. Arch Phys Med Rehabil. 72 (2), 132-137 (1991).
- Okada, A., Morita, Y., Fukunishi, H., Takeichi, K., Murakami, T. Non-invasive magnetic resonance-guided focused ultrasound treatment of uterine fibroids in a large Japanese population: impact of the learning curve on patient outcome. Ultrasound Obstet Gynecol. 34 (5), 579-583 (2009).
- Huisman, M., et al. International consensus on use of focused ultrasound for painful bone metastases: current status and future directions. Int J Hyperthermia. 31 (3), 251-259 (2015).
- Dickinson, L., et al. Medium-term Outcomes after Whole-gland High-intensity Focused Ultrasound for the Treatment of Nonmetastatic Prostate Cancer from a Multicentre Registry Cohort. Eur Urol. 70 (4), 668-674 (2016).
- Foley, J. L., Little, J. W., Vaezy, S. Effects of high-intensity focused ultrasound on nerve conduction. Muscle Nerve. 37 (2), 241-250 (2008).
- Lee, Y. F., Lin, C. C., Cheng, J. S., Chen, G. S. Nerve conduction block in diabetic rats using high-intensity focused ultrasound for analgesic applications. Br J Anaesth. 114 (5), 840-846 (2015).
- Donoff, R. B. Nerve regeneration: basic and applied aspects. Crit Rev Oral Biol Med. 6 (1), 18-24 (1995).
- Fawcett, J. W., Keynes, R. J. Peripheral nerve regeneration. Annu Rev Neurosci. 13, 43-60 (1990).
- Nightingale, S. The neuropathic pain market. Nat Rev Drug Discov. 11 (2), 101-102 (2012).
- Lipton, R. B., et al. Single-pulse transcranial magnetic stimulation for acute treatment of migraine with aura: a randomised, double-blind, parallel-group, sham-controlled trial. Lancet Neurol. 9 (4), 373-380 (2010).
