في الوقت الحقيقي داخل المجهرية متعددةفوتون لتصور الموجات فوق الصوتية المركزة والعلاجات Microbubble لزيادة نفاذية حاجز الدم في الدماغ

وقد برز التعرض بالموجات فوق الصوتية في وجود microbubbles كوسيلة فعالة لزيادة عابر ومحلي نفاذية حاجز الدم في الدماغ. عادة ما يعوق حاجز الدم في الدماغ تسليم الأدوية المحتملة لعدة أمراض في الدماغ. عند سونيكيشن، تبدأ الفقاعات الدقيقة المحقونة في التذبذب وتحفز الضغط على جدار السفينة، وفتح تقاطعات ضيقة والسماح في نهاية المطاف للأدوية بعبور حاجز الدم في الدماغ في النماذج قبل السريرية، وغالبا ما تتم دراسة تأثير الموجات فوق الصوتية وعلاج الفقاعات الدقيقة عن طريق التصوير بالرنين المغناطيسي المعزز على النقيض من ذلك أو من خلال دراسة البذخ من الأصباغ ex vivo.

العيب من هذا النهج هو أن الاستجابة في الوقت الحقيقي أثناء وبعد التعرض مباشرة بالموجات فوق الصوتية لا يمكن الحصول عليها. التصوير متعدد الفوتون داخل الدماغ يعطي الفرصة لدراسة هذه الآثار في الوقت الحقيقي. في الفيديو التالي، سوف نقدم تعليمات خطوة حول كيفية وضع نافذة الجمجمة في الماوس وإجراء العلاج الموجات فوق الصوتية microbubble باستخدام محول حلقة محمولة على الجمجمة.

هذا الإجراء يتيح سونيكيشن المتزامنة وفي التصوير متعدد الفوتون في الجسم الحي. للبدء في إعداد المواد اللازمة لجراحة نافذة الجمجمة وعلاجات الفقاعات الدقيقة بالموجات فوق الصوتية. في هذا الفيديو، نعرض جراحة حادة في نافذة الجمجمة غير قابلة للشفاء.

لجراحة نافذة الجمجمة الانتعاش المزمن، والأدوات والمواد المعقمة، ومساحة جراحية معقمة، والأدوية المناسبة ضرورية. قبل الجراحة إدارة التخدير والتسكين. إزالة الفراء على رأسه.

ضع الحيوان في إطار ستيريوتاكسيك. أدخل قسطرة في الوريد الذيل لحقن الدكستران والفقاعات الدقيقة. الحفاظ على درجة حرارة الحيوان الأساسية من 37 درجة باستخدام مصدر الحرارة.

هنا نحن نستخدم قفاز مملوء بالماء الدافئ. لإزالة فروة الرأس، ارفع الجلد بين العينين باستخدام ملقط وقطع على طول خياطة القوس. إزالة periosteum تغطي السطح الخارجي للجمجمة مع مسحة القطن.

بعد ذلك وضع علامة على الموقع المطلوب من النافذة الجمجمة على الجمجمة والبدء في الحفر على طول المخطط التفصيلي. لمنع الجمجمة من ارتفاع درجة الحرارة أثناء الحفر، بالتنقيط المالحة على الجمجمة باستخدام حقنة أو تطبيق قطعة من الإسفنج الجراحي غارقة في المالحة. بالتناوب بين الحفر وتبريد الجمجمة.

تحقق من تقدم الحفر عن طريق تطبيق ضغط لطيف على جزيرة العظام. إزالة جزيرة العظام باستخدام زوج من ملقط. تأكد من أن الدماغ يبقى رطبا باستخدام قطعة من الإسفنج الجراحي الذي تم presoaked في المالحة.

لوضع نافذة الجمجمة، ضع قطرة من المالحة على جانب واحد من غطاء والمناورة على ثقب في الجمجمة. نشر طبقة من الغراء حول محيط غطاء لإرفاقه إلى الجمجمة. مرة واحدة في الغراء جافة تماما، وإيداع محلول agarose على النافذة ووضع محول على القمة.

تطبيق ضغط ثابت بحيث يكون هناك الحد الأدنى من الآغاروز بين محول ونافذة الجمجمة. عندما يبرد الآغروز إلى اتساق يشبه الهلام ، اقطع الآغاروز الزائد من محيط غطاء المحول. نشر طبقة من الغراء على طول محيط غطاء محول لتلتصق به إلى الجمجمة.

بعد أن يجف الغراء تماما ، ضع الحيوان تحت العدسة الموضوعية للمجهر. تأكد من أن الهدف لا يصطدم مع محول أو غطاء. حدد مجال الرؤية في المجهر متعدد الفوتون.

إعداد مسح التصوير من الأوعية الدموية والبدء سونيكيشن. لهذا البروتوكول، نستخدم محول حلقة التي يتم تشغيلها على تردد القيادة من 0.82 ميغاهيرتز، 10 مللي ثانية دورات فهرستها ميكانيكيا من 0.2 إلى 0.4، وترددات تكرار النبض بين واحد وأربعة هيرتز. يتم حقن الفقاعات الصغيرة سونوفيو بجرعة ملليلتر واحد للكيلوغرام الواحد.

يمكن الكشف عن علاجات الفقاعات الدقيقة الناجحة بالموجات فوق الصوتية عن طريق البذخ من الدكستران الفلوري من داخل الأوعية الدموية إلى الفضاء خارج الأوعية الدموية ، مما يشير إلى زيادة في نفاذية BBB. لتقييم الحركية من تسرب dextran كنموذج تمثيلي لتسليم المخدرات، وكثافة إشارة بين المساحات داخل وخارج الأوعية الدموية يمكن تقييمها باستخدام أدوات مثل MATLAB. لتقييم التغيرات الوعائية الناجمة عن علاجات الفقاعات الدقيقة بالموجات فوق الصوتية ، يمكن قياس قطر السفينة ذات الاهتمام قبل وأثناء وبعد علاج الفقاعات الدقيقة بالموجات فوق الصوتية.

يمكن إجراء تحليل الصور باستخدام برامج مثل ImageJ أو FIJI أو أدوات البرمجة. هنا تم استخدام Imaris لتقسيم الأوعية الدموية وتصنيفها. يوفر الفحص المجهري متعدد الفوتون داخل الدماغ جنبا إلى جنب مع محولات الحلقة طريقة لرصد الآثار الناجمة عن علاج الفقاعات الدقيقة بالموجات فوق الصوتية في الوقت الحقيقي بدقة مكانية وزمنية عالية.

ويمكن الحصول على بيانات كمية ونوعية لدراسة، على سبيل المثال، حركية البذخ والتغيرات الوعائية. يمكن تطبيق الطريقة التجريبية المعروضة هنا على العديد من نماذج البحث وعلى تطبيقات الموجات فوق الصوتية المختلفة.