ניתוח פיזואלקטריים הוביל שיפורים האנושי ניתוח שיניים פה ולסת. פיתחנו פרוטוקול כדי למטב את הניתוח פיזואלקטריים לניתוח חלון הגולגולת בעכברים.
מיקרוסקופ multiphoton כבר מותאם באופן נרחב דימות נוירונים ויוו. הדמיה חוזרות דורש השרשה של חלון גולגולתי או דליל חוזרות ונשנות של הגולגולת. חלון הגולגולת הניתוח מתבצע בדרך כלל עם מקדח רוטרי במהירות גבוהה, חוקרים רבים למצוא זה מאתגר כדי למנוע את ההליך פגיעה דורא עדין וכלי הדם. אימון מקיף נדרש להסיר את העצם ללא נזק רקמות הבסיסית, ובכך חלון הגולגולת הניתוח יכול להיות קשה, זמן רב, לייצר נזק לרקמות. ניתוח פיזואלקטריים, אשר משמש בהרחבה עבור ניתוח שיניים פה ולסת, מנצל אולטרה סאונד ויברציות להסרת העצם ללא פגיעה ברקמות רכות. פיתחנו שיטה החלת ניתוח פיזואלקטריים כדי לשפר את חלון הגולגולת ניתוח בעכברים כהכנה הדמיה multiphoton. השוואות במרחק המעבדה שלנו מצא כי השיטה דורשת פחות זמן ניתוח, יש קצב ממוצע נמוך יותר של סיבוכים בשל דימום חתכתי חלון הגולגולת מניתוח עם תרגיל רוטרי.
חלון הגולגולת ניתוחים כדי להתכונן מכרסמים multiphoton דימות in vivo הפכה שיטת חשוב במדעי המוח. הסרת או דילול של העצם יש צורך להכין את העכבר עבור הדמיה אופטית עם מיקרוסקופ multiphoton. ניתוח זה מבוצע על-ידי לחלוטין הסרת שטח של העצם כדי לחשוף את דורא כבסיס1, או על ידי דילול אזור של העצם ללא הסרה מלאה דורא2. הגישה גולגולת דקה יכולות להפיק פחות דלקת והפעלה של מיקרוגלייה3 אך מספק לעומק רדודים של הדמיה, גודל החלון הדמיה (200 מיקרומטר) קטן יותר, תקופת זמן מוגבלת שבמהלכו החלון יכול לדימות בשל עצם לצמיחה מחודשת2 . התוספת של חלון זכוכית מחוזקת סאנסי (יציאות) יכול להגדיל את גודל הדמיה ואת תקופת הדמיה אך קשה לבצע4.
שני ניתוחים הנוכחי השתמש תרגיל רוטרי במהירות גבוהה דק או להסיר העצם מהגולגולת. הטכניקה גולגולת דקה גם משתמש אזמל לאחר התרגיל עוד יותר דק את עצם2. הטכניקה יציאות דורש צעד נוסף במהירות גבוהה ליטוש עם חצץ4. במהירות גבוהה התרגיל סיבוביים, טורבינת אוויר המופעל או מנוע חשמלי גורם של המקדחה לסובב במהירות גבוהה. כמו מקדחה רוטרי סעיף עצם ורקמה רכה, יש סיכון של פגיעה השכבה הקשה של המוח, המשמש כבסיס כלי הדם. ההצלחה של הניתוח תלוי במיומנות של המנתח. בנוסף לחלונות אלה המוכנים שיטות ניתוח מכני, שיטה כימית של שטיחות הבהרת את הגולגולת עם פתרונות שונים כבר מפותחת5,6. עם זאת, מאז הניתוח פיזואלקטריים הוא שיטת ניתוח מכני, השוואות שלנו כאן תהיה מוגבלת כדי שיטות מכניות אחרות.
פיזואלקטריים מכשירים כירורגיים לנצל אולטרה סאונד ויברציות לשבור על בסיס מינרלים מן העצם ללא נזק רקמות רכות הבסיסית, ובכך מציעים גישה במהירות דק על שטח גדול של העצם. מכשיר כירורגי, פיזואלקטריים הטורבינה מוחלף על ידי ערימת דיסקים קרמיים, בעת הנוכחית, הדיסקים רטט בתדרים אולטראסוניות. התנודות מועברות באמצעות handpiece כדי יהלום מצופה טיפים כדי לחתוך עצם בלי לגרום לו נזק רקמות רכות, יתרון על תרגילים רוטרי לא להפלות בין סוגי רקמות. ניתוח פיזואלקטריים פותחה במקור על ידי Vercellotti תומאזו לשימוש האדם, הוביל שיפורים בשיניים, קרניו-maxilofacial ניתוח7,8,9,10,11 .
ניתוח פיזואלקטריים שימש ליצירת של osteotomy בחולדות Wistar, נמצאה על ידי תהודה מגנטית (MRI), היסטולוגיה לייצר באופן משמעותי פחות נזק יותר מסורתי מקדחת שיניים12. המחברים הסיקו כי ניתוח פיזואלקטריים היה בטוח עבור הסרת העצם ליד רקמת המוח רך. עכברים, עם זאת, יש דורא דק יותר בקלות רבה יותר פגומה, המחקר הזה לא הכינו windows עבור הדמיה אופטית כרונית. הדמיה כרונית מחייבת כי הדם לא פגום כי קרישי דם לא טופס מתחת לחלון. נזק השכבה הקשה של המוח שמוביל לדלקת הגורמת החלון כדי ענן, ומפעילה מיקרוגלייה והתפשטות האסטרוציטים תגובתי. כאן אנחנו יש אופטימיזציה פיזואלקטריים לניתוח עכברים ליצירת דק הגולגולת ועצמות מלא להסרת windows הגולגולת מתאימים עבור הדמיה כרונית. אנחנו לעומת טכניקה כירורגית זו חלון הגולגולת ניתוחים שהוכנו עם תרגיל רוטרי במהירות גבוהה.
הניתוח יכול להיות שונה על-ידי שינוי הטיפ כירורגי. ישנם רבים גדלים שונים של מידע שניתן להחיל את מכשיר. שינוי הגודל או הצורה של הקצה תגרום חלונות בגדלים שונים. בנוסף הטיפ 4 מ מ, אנו גם ניסה טיפ 3 מ מ, נמצאו שגם עבד טוב. אפילו עם השקיה עם קרח חנה המבר קר, היינו מסוגלים. להגיע לתוצאות טובות עם טיפים כי היו צרים מידי (כ- 0.25 מ”מ) עקב התנודות מרוכז גורם סיכון גדול מדי וצריבה העצם מובילה לפגיעה כדי השכבה הקשה של המוח כבסיס. לא ניסינו המון טיפים נוספים הזמינים, אנו צופים כי מעבדות נוספות עשויים למצוא יישומים חדשים עבור הטיפים שונים. בזמן הניתוח הוא פשוט יחסית, מצאנו כי ישנם מספר שלבים אשר יחייבו פתרון בעיות. הראשונה היא כי הטיפ רוטטת מייצרת הרבה מערבולת של כלנית חדד, אשר מפחיתה ניראות מייצר קושי ברור עצם עומק במהלך העצם דילול שלב של הניתוח. אנו ממליצים אם זה קשה מדי לראות עד כמה דק העצם, קחי הפסקה כדי לייבש את הגולגולת ואת חלון על-ידי החלת ספוגית כותנה סטרילי לצד של העצם. אל תחיל את ניקוי אוזניים ישירות אל החלון, מאז השטח המחוספסים נחשב כמזיק עצם דק. לאחר בדיקת העומק, החלה מחדש של חנה המבר ולהמשיך עם הניתוח. מצאנו גם כי אם יש נזק השכבה הקשה של המוח, בדרך כלל עקב המנתח מפעיל לחץ רב מדי על הקצה. מחזיק את handpiece יותר בעדינות והחלת פחות כוח סביר לפתור בעיה זו. אם המנתח בכפייה משפשף את הטיפ על העצם, היא לגרום להפסקה העצם דק, נזק הגולגולת. לבסוף, אם לאחר דילול העצם, השכבה הקשה של המוח כבסיס נראה חבול, סביר עקב החום העודף מן התנודות. הגברת הקצב של תזרים המזומנים של כלנית חדד יהיה לתקן בעיה זו.
המגבלה העיקרית של פאזור היא handpiece אפשר לדלל את העצם, אבל לא ניתן להסיר כל עצם מעל השכבה הקשה של המוח. הקצה מצופה יהלומים יש בליטות קטנות קשה. שפשוף הצורך לדלל את הגולגולת תשפשפו השכבה הקשה של המוח, לגרום לדימום אם זה שימשו כדי להסיר את כל העצם. לפיכך, השימוש של מלקחיים נדרש כדי להסיר את שכבת דק הנותרים. אמנם יש ויכוח מתמשך על הדמיה באמצעות גולגולת דקה מייצרת פחות דלקות פחות התפשטות מיקרוגלייה ואת תגובתי האסטרוציטים, במקרים מסוימים חלון עם עצם לא נותרת היא המועדפת, למשל, לספק לעומק גדול יותר של הדמיה3 .
לנו יש אופטימיזציה חלון הגולגולת הכנה הדמיה multiphoton בעכברים. פאזור היא, הידע שלנו, היישום הראשון של טכניקת פיזואלקטריים לניתוח חלון הגולגולת מכרסמים עבור הדמיה אופטית. אנו מוצאים כי השימוש פיזואלקטריים ניתוח בעכברים משתף את היתרונות של מהירות מוגברת, ירד אירועים קשים דווח גם בני אדם7,8,9,10. ניצול של המכשיר פיזואלקטריים הביא מהר יותר ניתוחים (איור 2 א) ואקדח פחות תופעות לוואי של דימום בהשוואה רוטרי במהירות גבוהה (איור 2B). מצאנו גם, במרחק המעבדה שלנו, כי פאזור היה קל יותר כירורגים חדשים ללמוד מאשר הגישות המסורתיות לניתוח חלון הגולגולת. היתרונות של מהירות וקלות השימוש נוטים להיות שונים בקרב מנתחים. ההכנות הגולגולת דק דורשים בדרך כלל 30-45 דקות דק העצם עם מקדחה ואזמל2, בעוד הגישה פאזור דורש בדרך כלל פחות מ 10 דקות.
מצאנו כי ב- windows המוכנים פאזור אנחנו יכול תמונה סידן שנחשולי בנוירונים כפירמידה שכבה 4 בקליפת מנוע זה היה כבר transfected עם וירוס adeno הקשורים קידוד מחוון סידן JRGECO1a (AAV9. Syn.NES-jRGECO1a.WPRE.SV40). מצאנו את זה, גם בהשוואה חלון הגולגולת הגולגולת רזה מוכן עם מקדחה סיבוביים, אזמל, היה האזור הדמיה גדול יותר, בעוד גולגולת רזה מוכן עם תרגיל רוטרי ויש האזמל חלון הדמיה של מיקרומטר 20 קוטר2 . עם פאזור, הצלחנו לדלל במהירות על שטח של 3-4 מ מ. זה דומה לחלון הדמיה דיווחו עם יציאות4. חלון גדול זה שומר את היתרון של הדמיה מהירה שדווחו עבור windows הגולגולת רזה מוכן עם מקדחת שיניים, ומהדקים. יתר על כן, חלון המוכנים פאזור יכול לדימות באופן מיידי, בניגוד עצם המסורתית להסרת windows שיחייבו שבועות להחלים לפני החלון יכול להיות בצורה אופטימלית עם תמונה3.
טכניקה זו ניתן להחיל ללמוד שינויים בזרימת הדם בכלי תחת השכבה הקשה של המוח. מחקר עתידי חשוב הוא להשוות בין immunoreactivity של פאזור עם שיטות אחרות של חלון הגולגולת. זה יהיה חשוב לקבוע אם פאזור מייצרת פחות דלקת לעומת שיטות קיימות. אנו מקווים כי בטכניקה כירורגית פיזואלקטריים המתועדות כאן יאפשר מעבדות לבצע windows הגולגולת ולהשתמש בהצלחה multiphoton הדמיה בתוך vivo.
ודא כי handpiece מוגדר לרטוט בדרגה הנמוכה ביותר כלנית חדד הוא להיות מושקים בקצב קבוע. הקור קרח שחנה המבר חייב להיות מיושם באופן קבוע או שזה לחמם ונזק השכבה הקשה של המוח. מצאנו כי יש להחיל חנה המבר בשיעור של פחות 1 מ”ל לדקה או שימוש מזרק להחזיקו ביד, או להשתמש משאבה סחרור, יותר מאשר ההשקייה המובנה ב- handpiece… מערכת ההשקיה ב handpiece הוצאת חנה המבר בחוזקה מדי ומייצרת מדי מערבולות, אשר באופן משמעותי יפגום ניראות.
The authors have nothing to disclose.
תמרה Zeric שעזרת כדי לקבל את התמונה multiphoton בעיתון הזה. נתמך על ידי המוח & התנהגות, פרקינסון, יסודות JPB, R01 MH108186 R01 DA07418. F31 מלגת 1F31MH109293-01A1 S. סי
Piezosurgery Touch | Mectron | 5120062 | Piezosurgery GP model has the same settings |
Circular 4mm flat piezosurgery tip (# OT11) | Mectron | 3370019 | This tip was ideal for our windows but there are many other tips of different sizes availible. |
Stereotax frame | Kopf | 963 | |
Mouse adaptor | Stoelting | 51625 | |
Peristaltic pump for irrigation. | Cole-Parmer | WU-77120-42 | Makes it easier to irrigate and frees up the other hand to provide stability. Irrigation can be performed by hand with a syringe if necessary. |
Avitene Ultrafoam | Bard-Davol | 1050020 | Important to stop any minor bleeding instantly. |
C&B Metabond | Parkell | S380 | Much stronger than regular dental acrylic. |
Artificial cerebro spinal fluid (ACSF) | Tocris | 3525 | |
Puralube opthalmic ointment | Dechra | 17033-211-38 | |
Mice | JAX | 664 | |
Prairie Ultima multiphoton microscope | Olympus | ||
JRGECO1a (AAV9.Syn.NES-jRGECO1a.WPRE.SV40) | UPENN Vector Core |