설치류 척수에 광전자 장치 이식

모든 절차는 캐나다 동물 보호 위원회(Canadian Council for Animal Care)의 지침에 따라 수행되었으며 브리티시 컬럼비아 대학교 동물 보호 위원회(University of British Columbia Animal Care Committee)의 감독을 받았습니다. 체중 350-450g, 생후 6-8개월의 암컷 Long-Evans 쥐는 집단 수용(21 °C; 12 h:12 h light cycle)하고 수술 전후에 표준 설치류 식단에 대한 임시 접근 권한을 부여받았습니다. 이 연구에 사용된 시약 및 장비의 세부 사항은 재료 표에 나열되어 있습니다. 1. 수술 전 준비 오토클레이브를 사용하여 모든 수술 도구를 멸균합니다. 1L/min의 유속으로 산소로 전달되는 이소플루란(유도의 경우 5%, 유지의 경우 2%)으로 동물을 마취합니다. 동물을 유도 챔버에서 가열 패드로 옮기고 즉시 이소플루란 노즈 콘을 연결합니다. 동물이 양쪽 다리의 발가락 꼬집기 반사가 완전히 소실되도록 하여 마취 수술 하에 있는지 확인합니다. 그림 2A와 같이 귀 밑에서 시작하여 쥐의 등을 면도합니다. 멸균 안연고를 넉넉하게 바르고 부프레노르핀(0.03mg/kg으로 희석)과 10mL의 젖산 링거를 피하(체온으로 따뜻하게)합니다. 면도 부위를 소독용 수술용 스크럽(클로르헥시딘)으로 닦은 다음 이소프로필 알코올을 면도 부위의 중심에서 시작하여 원 지름을 넓히면서 원을 그리며 닦습니다. 비누/알코올 과정을 두 번 더 반복합니다. 동물을 입체 프레임에 고정하고 안정성을 위해 윤활 처리된 이어 바를 사용하여 머리를 배치합니다(그림 2A).알림: 전체 절차 동안 일관되게 열 지원을 제공하고, 발가락 꼬집기 반사를 통해 마취 깊이를 확인하고, 활력 징후를 모니터링합니다. 동물 위에 멸균 수술 드레이프를 놓습니다. 2. 경추 척수 노출 멸균 겸자를 사용하여 두개골의 기저부를 촉진하는 것으로 시작합니다. 두개골 기저 근처에서 rostrocaudally 확장되는 눈에 띄는 가시 돌기를 느껴보십시오. 이것은 C214 입니다(그림 1B 및 그림 2B). C2에 대한 촉진을 진행하여 T215 로 식별되는 눈에 띄게 날카롭고 뾰족한 가시돌기를 찾습니다(그림 1B 및 그림 2C). 메스를 사용하여 C2에서 시작하여 꼬리 쪽으로 약 1.5cm 동안 피부를 절개합니다(그림 2D).참고: 절개 크기는 크기에 따라 동물에 따라 다를 수 있습니다. 해부학적 랜드마크를 미리 식별하고 그에 따라 진행하십시오. 메스로 피하 지방층을 조심스럽게 잘라 아래에 있는 온전한 등쪽 근육 조직을 노출시킵니다. 등쪽 근육이 노출되면 두 개의 Adson 겸자를 사용하여 정중선에서 떼어내어 둔한 절개를 수행합니다(그림 2E).참고: 출혈을 최소화하기 위해 근육을 자르는 것보다 둔기 절개(근육 섬유를 잡아당기는 것)를 수행하는 것이 중요합니다. 등쪽 근육이 적절하게 노출되면 공 모양의 근육이 드러납니다(그림 2G). 이 근육은 C2를 완전히 덮고 C3를 부분적으로 덮습니다. 롱거와 멸균 겸자를 사용하여 절개 부위의 꼬리 피부 플랩을 즉시 들어 올립니다. rongeurs를 사용하여 작은 피하 주머니를 만듭니다 – 이것이 장치의 위치입니다 (그림 2F).알림: 피하 포켓은 장치 자체보다 커야 합니다. 외과의는 피하 주머니를 열 때 통제력과 가시성을 향상시키기 위해 동물을 앞쪽으로 향하도록 위치를 변경하는 것이 좋습니다. 견인기를 놓아 척추를 노출시킵니다(그림 2G). 롱거를 사용하여 척추뼈를 덮고 있는 남아 있는 근육이나 조직을 제거하고 척수 분절을 식별하기 시작합니다. 공 모양의 근육의 바로 꼬리는 C4이고 그 다음은 C5와 C6입니다(그림 2G-I). 완료되면 수술 부위를 멸균 식염수로 헹구고 멸균 거즈로 건조시킵니다.알림: 공 모양의 근육은 C2를 완전히 감싸고 부분적으로 C3 위로 뻗어 있습니다. 척수 분절은 최소한의 접촉으로 직접 꼬리 부분에 있으며 C4로 지정됩니다. 프로브의 의도된 목적에 따라 박판 절제술을 수행합니다.라미나 아래의 프로브의 경우 C5 및 C6에서 측면 후궁 절제술을 수행하여 향후 프로브 배치를 위해 라미나에 측면화된 개구부를 만듭니다(그림 2H, 보충 그림 1A). 라미나 위에 프로브를 배치하기 위해 C5의 내측 후궁 절제술을 수행하여 가시돌기의 측면 측면을 제거하지 않고 프로브 배치를 위한 내측 경로만 노출하도록 합니다(그림 2I, 보충 그림 1B). 후궁 절제술 후 멸균 식염수로 해당 부위를 헹구고 멸균 거즈로 건조시켜 뼈 부스러기를 제거합니다.알림: 후궁 절제술을 수행할 때 탯줄의 손상을 방지하기 위해 롱거를 뼈에 대고 아래로 움직이지 않도록 하는 것이 중요합니다. 3. 장치의 경막외 배치 플라스틱 팁 멸균 겸자(그림 3A)로 멸균 장치를 잡고 2.9단계 이전에 만든 피하 개구부 안으로 밀어 넣습니다.알림: 장치 멸균 상태를 유지하기 위해 멸균되지 않은 장갑/도구로 장치를 만지지 않는 것이 중요합니다. 장치 배치 및 피부 아래의 위치를 위해 지정된 멸균 겸자를 사용하십시오. 장치를 인접 근육 층에 봉합하거나 붙여서 안전하게 보관합니다(그림 3B).알림: 장치를 근육에 봉합하는 경우 흡수되지 않는 봉합사를 사용하십시오. 그렇지 않으면 장치가 신체에서 봉합사 흡수 후 움직이기 쉽습니다. 접착제를 사용하는 경우 접착제/접착제의 장기적인 안정성과 생체 적합성을 확인하십시오. 신뢰할 수 있는 고정 지점을 보장하기 위해 장치를 피하 지방/지방층에 고정하지 마십시오.이 단계를 진행하기 전에 장치 본체 위치를 계획합니다. 장치는 영구적으로 고정되기 때문에 장치가 척수에서 원하는 높이에서 너무 가깝거나 너무 멀리 있는 경우 프로브 배치(3.4단계)에 문제가 발생할 수 있습니다. 견인기를 척수 주위에 놓고 적절한 창을 열어 척수에 프로브를 놓습니다. 프로브 배치:라미나 아래의 프로브 배치: 5 및 C6 라미 아래에 플라스틱 팁 집게를 사용하여 프로브를 2.9.1단계에서 만든 측면 채널을 통해 밀어 넣어 조심스럽게 삽입합니다(그림 3D). 척수 위의 프로브 배치:플라스틱 팁 집게를 사용하여 프로브를 조정하여 프로브 팁을 5단계에서 2.9.2단계에서 만든 내측 창 위에 정렬하고 배치합니다(그림 3C). 멸균되고 작으며 바람직하게는 세라믹 용기에 치과용 시멘트 분말 1스쿱, 하이테크 그리스 3방울, 촉매 1방울을 혼합하여 시멘트를 준비합니다. 점성이 있는 농도가 될 때까지 멸균 이쑤시개와 섞습니다.알림: 수술을 수행하지 않는 한 사람이 시멘트를 준비하여 외과의가 프로브를 제자리에 고정하고 시멘트를 적용하기 직전에 원하는 부위를 건조시킬 수 있도록 하는 것이 좋습니다. 이 단계는 시간에 민감합니다. 외과의가 시멘트를 준비하기 전에 프로브의 위치를 지정했는지 확인하십시오. 일단 촉매가 적용되면 지연이 있을 경우 시멘트가 너무 두꺼워져 뼈와 효과적으로 결합할 수 없습니다. 프로브/뼈에 시멘트를 놓기 전에 적절한 일관성을 얻기 위해 수술 전에 시멘트로 연습하십시오. 척추뼈의 의도된 접합 부위를 완전히 건조시켜 신뢰할 수 있는 앵커 포인트를 만듭니다. 프로브 끝에 치과용 시멘트 1-2방울을 바르고 의도한 척추 수준(이 경우 C4) 위에 놓아야 합니다(그림 3C,D).알림: 접합하기 전에 척추뼈를 가능한 한 건조시키는 것이 중요합니다. 그렇지 않으면 시멘트가 부착되지 않고 프로브가 고정되지 않습니다. 30초 동안 일시 중지하고 시멘트를 부드럽게 만져 경화되었는지 확인합니다. 시멘트가 완전히 경화되지 않으면 20초 더 기다렸다가 프로브가 뼈에 단단히 고정될 때까지 갓 만든 시멘트를 다시 바릅니다.알림: 시멘트는 만졌을 때 딱딱하고 뻣뻣해지면 제대로 접착된 것입니다.주의: 시멘트가 너무 액체일 때 바르면 척추뼈 사이의 척수 조직으로 스며들 수 있습니다. 이 경우 시멘트가 껌과 같은 농도로 두꺼워질 때까지 약 10초 동안 기다렸다가 집게를 사용하여 척수와 접촉한 시멘트를 부드럽게 제거합니다. 4. 수술 후 절차 수술이 완료되면 5-0 vicryl 봉합사를 사용하여 절개 부위를 봉합합니다. 동물을 입체 장치에서 부드럽게 제거하고 가열된 회수 챔버로 옮깁니다. 수술 후 처음 3-5일 동안은 동물에게 부드럽고 촉촉한 차우, 간식 및 하이드로겔 물을 제공하십시오. 수술 후 첫 주에는 하루에 두 번 동물을 철저히 모니터링하십시오. 부프레노르핀과 따뜻하게 된 젖산 링거 주사를 다음 2일 동안 매일 두 번 투여하거나 통증 징후가 지속되는 경우 더 오래 투여합니다. 동물이 임상적 건강 문제를 보이지 않을 때까지 매일 검사를 계속하십시오. 그 후, 적어도 일주일에 한 번은 동물을 확인하십시오. (선택 사항) 수술 후 피부의 장치 둘레를 윤곽을 그리고 절개 봉합 후 신체의 장치 위치를 시각적으로 표시합니다(그림 4A).알림: 이 단계는 안테나 커플링이 중요한 외부 송신기를 통해 무선으로 전원을 공급해야 하는 장치 또는 스킨16,17,18을 통해 다시 채워야 하는 약물 전달 펌프와 같이 장치에 외부 액세스가 필요한 경우에 특히 유용합니다.