تطويع التكنولوجيا مجموعة ميكروليكترودي لدراسة السمية العصبية الناجمة عن التخدير في الدماغ سليمة خنزير صغير

الهدف العام من هذا الإجراء التجريبي هو الاستفادة من تطبيق جديد لتقنية مصفوفة الأقطاب الكهربائية الدقيقة القائمة على الإنزيم لقياس الناقلات العصبية في الخنازير حديثي الولادة. في هذا المثال ، يتم فحص نشاط الغلوتامات في الجسم الحي لدراسة السمية العصبية التي يسببها التخدير. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها يمكن أن تقيس في الجسم الحي نشاط الناقل العصبي بدقة مكانية وزمانية استثنائية في نموذج حيواني ذي صلة سريريا للسمية العصبية الناجمة عن التخدير.

على الرغم من أن هذه الطريقة يمكن أن توفر نظرة ثاقبة لآليات السمية العصبية الناجمة عن التخدير ، إلا أنه يمكن تطبيقها أيضا على الحالات المرضية الأخرى ، مثل صدمات دماغ الأطفال والصرع والسكتة الدماغية. بشكل عام ، سيكافح الأفراد الجدد في هذه الطريقة لأن استخدام نموذج الخنزير الصغير يتطلب خبرة وممارسة في التنفيذ. بالإضافة إلى ذلك ، يتطلب استخدام مصفوفات الأقطاب الكهربائية الدقيقة مجموعة مهارات متخصصة.

العرض المرئي لهذه الطريقة أمرا بالغ الأهمية ، حيث يصعب تعلم الخطوات الجراحية ووضع القطب الكهربائي الدقيق ، بسبب طبيعتها الحساسة. في هذه التجربة ، استخدم الخنازير خلال ذروة نمو الدماغ ، عندما يبلغ عمرها من ثلاثة إلى خمسة أيام. اسمح لهم بالتأقلم لمدة 24 ساعة على الأقل قبل التجربة.

يجب على الموظفين المدربين رعاية الخنازير. يجب تزويدهم بإمكانية الوصول إلى التغذية والبطانيات وبعض الألعاب للمنبهات. قبل ثلاث ساعات على الأقل من التخدير ، قم بإزالة بديل الحليب من القفص للتأكد من أن معدة الخنزير الصغير فارغة.

اتبع إرشادات ARRIVE للتخلص من أي إرباك محتمل قائم على الجنس. في وقت لاحق ، في محطة عمل التخدير المجهزة بجهاز التنفس الصناعي للأطفال وأجهزة المراقبة المناسبة ، قم بتنبيب الخنزير وتهويته ميكانيكيا. بعد ذلك، قم بتطبيق تخدير سيفوفلوران عند 1 MAC لمدة 3.5 ساعات من التخدير.

الآن ، استخدم قرصة إصبع القدم للتأكد من عمق التخدير الكافي ، ثم قم بتأمين الخنزير الصغير في إطار تجسيمي خاص بخنزير صغير يحتوي على حشوة مناسبة. ضع أسنان الفك العلوي فوق قضيب السن. بعد ذلك ، قم بإصلاح وشد قضيبي الأذن المخترقين مع توسيط الخنزير الصغير في خط الوسط.

أدخل قضبان الأذن بإحكام بما يكفي لسماع فرقعة الأغشية الطبلية. ابدأ جرعة تحميل الروكورونيوم والتسريب لمنع الحركات أثناء تثبيت الخنزير الصغير في الإطار. من الضروري أن يظل الخنزير الصغير دافئا وأن تتم مراقبة علاماته الحيوية.

استخدم مصباحا حراريا و / أو بطانية للحفاظ على الحرارة الطبيعية. تأكد من أن المصباح الحراري ليس قريبا جدا بحيث يحترق. إذا كان البقاء على قيد الحياة خنزير صغير مطلوبا ، فخذ استعدادات إضافية للحفاظ على المجال الجراحي معقما.

الآن ، تابع زرع مجموعة الأقطاب الكهربائية الدقيقة. للبدء ، قم بإنشاء شق خط الوسط من أربعة إلى ستة سنتيمترات على طول الجمجمة ، مع توخي الحذر لتجنب تسجيل الجمجمة بالمشرط. بمجرد إجراء الشق ، استخدم التراجع اللطيف والتشريح الحاد لرفع فروة الرأس من الجمجمة.

بعد ذلك ، افرك الجمجمة برفق باستخدام وسادة شاش لإزالة أي نسيج ضام وفضح خطوط الخياطة. ثم حدد الموقع المقصود لبضع القحف. إذا ظل مجال الاهتمام محجوبا ، فقم بعكس فروة الرأس.

الآن ، استخدم مثقابا جراحيا لإنشاء نافذة حج القحف تبلغ مساحتها حوالي 0.25 سم مربع تغطي الهيكل محل الاهتمام. احرص على عدم إصابة الجافية أو الدماغ الأساسي. حسب الحاجة ، استخدم الأدوات الجراحية الدقيقة لاستئصال الجافية التي تغطي أنسجة المخ.

توخي الحذر الشديد لتجنب إتلاف الدماغ. تستخدم هذه التجربة مصفوفة أقطاب كهربائية دقيقة قائمة على الإنزيم موصوفة سابقا ومغلفة مسبقا بأكسيديز الغلوتامات ، ومطلية بالكهرباء باستخدام mPD. تحتوي مصفوفات الأقطاب الكهربائية الدقيقة على عمود صلب مقاس 40 ملم ، مخصص للاستخدام مع الخنازير.

قم بتثبيت الذراع المعدني في المعالج الدقيق ، ثم ضع مجموعة الأقطاب الكهربائية الدقيقة عموديا قدر الإمكان فوق البريما. بعد ذلك ، قم بخفض المصفوفة بعناية إلى أدنى مستوى ممكن دون لمس سطح الجمجمة ، مع ملاحظة إحداثيات البرجما. استخدم الآن أطلس دماغ الخنزير الصغير لتحديد الإحداثيات التجسيمية الدقيقة للهيكل محل الاهتمام ، ثم أعد وضع القطب الصغير وفقا لذلك.

بعد ذلك ، ضع القطب المرجعي الزائف تحت فروة الرأس ، مع ضمان ملامسة. الآن قم بخفض مصفوفة الأقطاب الكهربائية الدقيقة ببطء في الدماغ إلى العمق المناسب تقريبا. بالنسبة للمليمترين الأخيرين من السفر ، استخدم محركا هيدروليكيا صغيرا لخفض المصفوفة برفق إلى الهيكل ذي الأهمية مع الحد الأدنى من صدمة الأنسجة.

بعد وضع مصفوفة الأقطاب الكهربية الدقيقة ، انتظر 30 دقيقة للسماح للأقطاب الكهربائية بالوصول إلى خط الأساس. ثم خذ القياسات لمدة ثلاث ساعات تقريبا. إذا كان الخنزير الصغير سينجو من التجربة ، فأغلق الشق بعد جمع البيانات.

تم أخذ قياسات الغلوتامات في الوقت الفعلي في الجسم الحي في الحصين للخنازير الخنازير التي تتراوح أعمارها بين ثلاثة إلى أربعة أيام تحت التخدير السيفوفلوران ، كما هو موضح. تجاوزت جلسات التسجيل ثلاث ساعات. تم تسجيل قياسات قياس التضخم عند 4 هرتز ، وتم تحويلها إلى تركيز باستخدام انحدار خطي بناء على معلمات المعايرة.

لكل نقطة زمنية ، تم حساب متوسط الإشارات من الموقعين الحساسين للغلوتامات قبل طرح متوسط إشارة الخافر ، لإنتاج إشارة غلوتامات مصححة. كان متوسط تركيز الغلوتامات القاعدية حوالي 4.6 ميكرومول ، وظل مستقرا نسبيا على مدار التعرض للتخدير. تم تحديد نشاط الجلوتاماتيرجيك العابر من خلال تحليل القمم في الإشارة التي لم تكن مرتبطة بإشارة الخافرة ، وكان لها نسبة إشارة إلى ضوضاء أكبر من ثلاثة.

تم اكتشاف ما مجموعه 116 قمة عابرة خلال الفترة التجريبية. لوحظ عموما أن سعة القمم العابرة الناتجة تقع ضمن نطاق 1 ميكرومول. من أجل تحديد مدة كل عابر ، تم الحصول على الوقت المطلوب لكل قيمة ذروة قصوى لتحلل 80٪ ، ووجد أنه حوالي 4 إلى 5.5 ثانية.

بمجرد إتقانها ، يمكن القيام بهذه التقنية في أربع ساعات ، إذا تم إجراؤها بشكل منهجي وبعناية. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر تقليل أي تلف غير مقصود للأنسجة يمكن أن يربك البيانات التجريبية. باتباع هذا الإجراء ، يمكن إجراء طرق أخرى ، مثل قياس التحليلات الكهروكيميائية الأخرى ، من أجل الإجابة على أسئلة إضافية.