Tamara Zeric bu kağıt multiphoton görüntü elde etmek için yardım ettiğin için. Beyin ve davranış, Parkinson ve JPB Vakıflar, R01 MH108186 ve R01 DA07418 tarafından desteklenen. F31 bursu 1F31MH109293-01A1 S c

Tüm yordamlar içeren hayvanlar standartlara göre gerçekleştirilen Columbia Üniversitesi Tıp Merkezi Kurumsal hayvan bakım ve kullanım Komitesi (IACUC) tarafından ayarlayın. Ötenazi ketamin ile anestezi altında servikal çıkığı üzerinden gerçekleştirilen 100 mg/kg ve xylazine 10 mg/kg intraperitoneally enjekte. Tüm cerrahi işlemler steril bir şekilde gerçekleştirilmiştir (cerrah baş kap, yüz maskesi, steril eldiven ve temiz tek kullanımlık önlük giymişti) ve cerrahi araçlar arasındaki her kullanım autoclaved.
1. presurgical adımları
<ol><li>Otoklav kısırlık emin olmak için tüm cerrahi aletler.</li>
	<li>C57bl6 fareler isoflurane (indüksiyon için % 4 ve ameliyat için % 1.5-2) ile anestezi. Arka ayak her 10 min uygun anestezi derinliği sağlamak için çimdik. Eğer konser veya arka bacak retraksiyon anestezi artırın.</li>
	<li>Veteriner göz yağ kurutma önlemek için gözler için geçerlidir.</li>
	<li>Saç saç temizleme jeli veya tıraş Tıraş ile 3 dk uygulama ile kafa derisi üzerinde kaldırın.</li>
	<li>Yer bir Isıtma yastığı veya battaniye seti 38 ° C'ye recirculating kalibre edilmiş su stereotaksik çerçeve içinde fare</li>
	<li>Subkutan presurgical analjezi sağlamak için buprenorfin (0.1 mg/kg) yönetmek için.</li>
	<li>Klorheksidin veya betadin ve % 70 etanol aplikatör uçlu bir pamuk kullanarak üç alternatif uygulamaları ile kafa derisi dezenfekte.</li>
	<li>Serum lokal anestezi sağlamak için kafa derisi altında seyreltilmiş bupivacaine %50 100 mL enjekte.</li>
</ol>2. piezoelektrik kafatası pencere cerrahi
<ol><li>Autoclaved steril cerrahi aletler kullanarak, kafa derisi 1 cm çemberi bir dairesel düzende Cerrahi makas ile kesme tarafından kafatası kaldırın. Kafa derisi kapaklarini doku kemik üzerinde açığa kafatası kapalı kaldırın.</li>
	<li>Pens ucu maruz kalan herhangi bir kapaklarini dokusunun açık kemik kazımak için kullanın. Bu diş çimento daha sonra düşmeyecek sağlamak önemlidir.</li>
	<li>En düşük ayarda titreşimle piezoelektrik cerrahi birimini ayarlayın. Daha yüksek ayarları yoğun titreşim nedeniyle kan damarlarının break unutmayın.</li>
	<li>Düzeltmek için el prob steril Dairesel ucu. Not: 4 mm Dairesel ucu ameliyatları için uygundur. Pencerenin tümünü aynı anda inceltilerek gibi büyük uç boyutu ameliyat hız için katkıda bulunur.</li>
	<li>Bir 10 mL şırınga buz soğuk yapay serebrospinal sıvı ile (ACSF) doldurmak ve el piezoelektrik el probu tutarak değil tutun.</li>
	<li>Alternatif olarak ACSF üzerine 1 mL/dk. hızında kafatası şırıngadan damlama tarafından kafatası sulamak, kafatası üzerinde konumlandırılmış bir Peristaltik pompa diğer el kullanımı ücretsiz için kullanın. Not: Sulama soğuk ACSF ile gelen yüksek frekanslı titreşimleri sürtünme nedeniyle aşırı ısınmayı önlemek önemlidir.</li>
	<li>Kafatası ile hafif dairesel hareketlerle hafifçe titreşimli cerrahi uç uygulamak (3 daire başına 1 s) ve ince ince kafatası hazırlık (5-10 dk) gerçekleştirmek için istenen derinlik kemiğe. Not: Burada, bunun için 20 µm inceltilerek 4 mm windows yapılmıştır. Ancak, pencerenin boyutunu cerrahi uç boyutu ile değişir. Kemik kalınlığı için harcanan süre kafatası için belgili tanımlık uç uygulama göre istenen derinlik ayarlanabilir.</li>
	<li>Yavaşça el prob açısı ayarlamak ve kafatası düzgün ince için kafatası basıncı uygulanırken ucu açısını değiştirmek.</li>
	<li>Herhangi bir ince kemik geride bırakmadan tam kemik kaldırma işlemini gerçekleştirmek için kemik ince çatlaklar pencere alanının görünür hale gelene kadar. İnce kemik kalan pul Forseps ile alttaki dura zarar vermeden kaldırmak.</li>
	<li>1 mm biteviye-in Kan durdurucu sargı kollajen köpük soğuk ACSF emmek. Islak köpük Forseps ile tutun ve ince kafatasında yerleştirin. Yaklaşık 30 için ince kafatası oturmak izin herhangi bir mikro durdurmak için s kanamaları gelişmekte olan.</li>
	<li>Forseps kemiğin içine inceltilerek penceresi üzerinde 4 mm cam coverslip yanal eklemenizi sağlar.</li>
	<li>Küçük bir plastik veya ahşap pamuklu aplikatör uçlu arka pencere tutmak için kafatasının yaklaşık 100 µL diş akrilik uygulamak için kullanın.</li>
</ol>3. sonrası cerrahi bakım
<ol><li>Fare cerrahi cihaz kaldır ve kurtarma için ısıtmalı bir kafeste yerleştirin. Monitör sürekli kadar (normal hareketlilik, yürüyüş ve davranış tarafından değerlendirildi) tam bilinci yerine geldi.</li>
	<li>Hayvanlar günde iki kez ameliyat sonrası ağrı azalmış aktivite, damat, yiyecek ve su tüketimi, davranış (aksakörneğin veya bir Kambur duruş) koruma veya saldırganlık artar da dahil olmak üzere belirtileri için üç gündür değerlendirmek. Tamamen iyileşmiş kadar hayvan diğer hayvanlar şirkete iade etmeyin.</li>
	<li>Buprenorfin yönetmek (0,05-0,1 mg/kg) subkutan olarak bir analjezik 8 – 12 h ameliyattan 3 gün sonra. Yakından takip ameliyat yırtılması, inflamasyon ve Enfeksiyon belirtileri için pencerenin alanını izleyin. Hayvan besleme ve davranışları damat taban çizgisine döndürmezse, olası müdahaleler veya ötenazi ile ilgili bir veteriner danışın.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Holtmaat, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term,+high-resolution+imaging+in+the+mouse+neocortex+through+a+chronic+cranial+window.">Long-term, high-resolution imaging in the mouse neocortex through a chronic cranial window.</a> Nat Protoc. 4, 1128-1144 (2009).</li><li>Yang, G., Pan, F., Parkhurst, C. N., Grutzendler, J., Gan, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thinned-skull+cranial+window+technique+for+long+term+imaging+of+the+cortex+in+live+mice.">Thinned-skull cranial window technique for long term imaging of the cortex in live mice.</a> Nat protoc. 12, 213-220 (2010).</li><li>Dorand, D. R., Barkauskas, D. S., Evans, T. A., Petrosiute, A., Huang, A. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+intravital+thinned+skull+and+cranial+window+approaches+to+study+CNS+immunobiology+in+the+mouse+cortex.">Comparison of intravital thinned skull and cranial window approaches to study CNS immunobiology in the mouse cortex.</a> Intravital. 3, e29728-1-e29728-8 (2014).</li><li>Drew, P. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+optical+access+through+a+polished+and+reinforced+thinned+skull.">Chronic optical access through a polished and reinforced thinned skull.</a> Nat Methods. 7, 981-984 (2010).</li><li>Wang, J., Zhang, Y., Xu, T. H., Luo, Q. M., Zhu, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+innovative+transparent+cranial+window+based+on+skull+optical+clearing.">An innovative transparent cranial window based on skull optical clearing.</a> Laser Physics Letters. 9, (2012).</li><li>Yang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skull+Optical+Clearing+Solution+for+Enhancing+Ultrasonic+and+Photoacoustic+Imaging.">Skull Optical Clearing Solution for Enhancing Ultrasonic and Photoacoustic Imaging.</a> IEEE Trans Med Imaging. 35, (2016).</li><li>Vercellotti, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Piezoelectric+surgery+in+implantology:+a+case+report--a+new+piezoelectric+ridge+expansion+technique.">Piezoelectric surgery in implantology: a case report--a new piezoelectric ridge expansion technique.</a> Int J Periodontics Restorative Dent. 4, 358-365 (2000).</li><li>Vercellotti, T., De Paoli, S., Nevins, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+piezoelectric+bony+window+osteotomy+and+sinus+membrane+elevation:+introduction+of+a+new+technique+for+simplification+of+the+sinus+augmentation+procedure.">The piezoelectric bony window osteotomy and sinus membrane elevation: introduction of a new technique for simplification of the sinus augmentation procedure.</a> Int J Periodontics Restorative Dent. 6, 561-567 (2001).</li><li>Vercellotti, T., Podesta, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orthodontic+microsurgery:+a+new+surgically+guided+technique+for+dental+movement.">Orthodontic microsurgery: a new surgically guided technique for dental movement.</a> Int J Periodontics Restorative Dent. 4, 325-331 (2007).</li><li>Stubinger, S., Stricker, A., Berg, B. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Piezoelectric+surgery+in+implant+dentistry.">Piezoelectric surgery in implant dentistry.</a> Clin Cosmet Investig Dent. 7, 115-124 (2015).</li><li>Basheer, S. A., Govind, R. J., Daniel, A., Sam, G., Adarsh, V. J., Rao, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+Study+of+Piezoelectric+and+Rotary+Osteotomy+Technique+for+Third+Molar+Impaction.">Comparative Study of Piezoelectric and Rotary Osteotomy Technique for Third Molar Impaction.</a> J Contemp Dent Pract. 18, 60-64 (2017).</li><li>Pavlikova, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Piezoelectric+surgery+prevents+brain+tissue+damage:+an+experimental+study+on+a+new+rat+model.">Piezoelectric surgery prevents brain tissue damage: an experimental study on a new rat model.</a> Int J Oral Maxillofac Surg. 40, 840-844 (2011).</li></ol>

Hiçbir açıklamalar vardır.

Ameliyat cerrahi uç tarafından değiştirilebilir. El probu için uygulanabilir uç çok farklı boyutları vardır. Boyutunu veya şeklini uç değiştirme farklı ölçekli pencerelerde neden olur. 4 mm ipucu ek olarak Ayrıca güvenilir 3 mm uç ve aynı zamanda iyi çalıştı bulundu. Hatta ile sulama buz ile soğuk ACSF, biz çok (yaklaşık 0,25 mm) konsantre titreşimler neden çok fazla ısı ve zarar için alttaki dura önde gelen kemik yakma nedeniyle dar olduğunu ipuçları ile iyi sonuçlar elde etmek mümkün değildi. Biz-si olmak değil güvenilir kullanılabilir diğer ipuçları çok sayıda ve biz diğer labs yeni uygulamalar için farklı ipuçlarını bulabilirsiniz bekliyorlar. Ameliyat nispeten basit olmakla birlikte, sorun giderme gerekebilir birkaç adım vardır bulundu. Titreşimli ipucu bir sürü görünürlüğü azalır ve kemik derinlik adım cerrahinin inceltme kemik sırasında ascertaining zorluk üreten ACSF, türbülans üretir ilkidir. Ne kadar ince kemik olduğunu görmek, kafatası ve pencere kemik kenarına bir steril pamuklu çubukla uygulayarak kuru bir mola çok zor geldiğinde önerilir. Pütürlü yüzeyi ince kemiğe zarar beri pamuklu çubukla doğrudan penceresine, geçerli değildir. Derinliği kontrol sonra ACSF yeniden uygulayın ve cerrahi ile devam edin. Ayrıca beyin zarı hasar varsa, bu genellikle ucunda çok fazla baskı cerrah nedeniyle olduğunu bulduk. Büyük olasılıkla daha nazikçe el probu holding ve daha az kuvvet uygulayarak bu sorunu çözecektir. Cerrah zorla kemik ucunda kazıma, ince kemik bir ara neden ve kafatası zarar. Kemik inceltme sonra alttaki dura çürük görüntülenirse, son olarak, bu titreşimler aşırı ısı nedeniyle muhtemeldir. ACSF akış oranı artan bu sorunu çözecektir.
Ana FAZÖR el probu kemik ince, ancak tüm kemik üzerinde dura kaldıramazsınız kısıtlamasıdır. Elmas kaplamalı ucu küçük kaba diken diken vardır. Kafatası ince için gerekli sürtünme dura aşındırmak ve tüm kemik kaldırmak için kullanıldıysa kanamaya neden. Böylece, forseps kullanımına kalan ince bir tabaka kaldırmak için gereklidir. Görüntüleme ince bir kafatası ile daha az inflamasyon ve microglia ve reaktif astrocytes daha az yaygın üretir devam eden tartışmalar sırasında bazı durumlarda hiçbir kemik kalan bir pencere Örneğin,3 görüntüleme daha büyük bir derinlik sağlamak için tercih edilen, .
Kafatası pencere hazırlık farelerde multiphoton görüntüleme için optimize edilmiş. FAZÖR, bilgimizi, kemirgen kafatası pencere ameliyat optik görüntüleme için ilk uygulamaya piezoelektrik tekniği var. Farelerde piezoelektrik cerrahi kullanımı artan hız avantajları paylaşır ve insanlar7,8,9,10' da bildirilen advers azalmıştır bul. Piezoelektrik cihaz kullanımı daha hızlı ameliyat (şekil 2A) sonuçlandı ve yüksek hızlı bir rotary karşılaştırıldığında kanama daha az olumsuz olayları (şekil 2B) matkap. Ayrıca, laboratuarımızın içinde FAZÖR kafatası pencere cerrahi geleneksel yaklaşımlar daha öğrenmek yeni cerrahlar için daha kolay bulduk. Avantajları hız ve kullanım kolaylığı cerrahlar arasında farklılık muhtemeldir. İnce kafatası hazırlıklar genellikle 30-45 dk FAZÖR yaklaşım genellikle az 10 dk gerektirir iken kemik matkap ve neşter2, ince gerektirir.
Windows FAZÖR ile hazırlanan biz kalsiyum göstergesi JRGECO1a kodlama ilişkili adeno virüs ile transfected motor korteks katman 4 piramidal nöronların kalsiyum geçişler resim bulduk (AAV9. Syn.NES-jRGECO1a.WPRE.SV40). bu, ayrıca bulduk bir döner matkap ve neşter ile hazırlanan bir ince kafatası kafatası pencere karşılaştırıldığında, görüntüleme bölge döner bir matkapla hazırlanmış ince bir kafatası ise daha büyük ise ve neşter 20 µm çapı2 bir görüntüleme penceresi . FAZÖR ile hızlı bir şekilde 3-4 mm bir alan ince başardık. Bu bağlantı noktaları4ile rapor görüntüleme penceresi benzer. Bu büyük pencere hızlı görüntüleme için bir diş matkap ve neşter ile hazırlanmış ince kafatası windows rapor parası korur. Ayrıca, FAZÖR ile hazırlanan pencere hemen görüntüsü, geleneksel kemik kaldırma karşı3hafta önce pencerenin en iyi şekilde olabilir iyileşmek için gerektirebilir windows görüntüsü.
Bu teknik, beyin zarı altında damarlarında kan akımı değişiklikleri incelemek için uygulanabilir. Önemli bir gelecekteki çalışma FAZÖR immunoreactivity kafatası penceresinin diğer yöntemlerle karşılaştırmaktır. Bu FAZÖR varolan yöntemleri ile karşılaştırıldığında daha az iltihap üretir eğer belirlemek önemli olacaktır. Biz burada belgelenmiş piezoelektrik cerrahi tekniğin kafatası windows gerçekleştirmek ve başarılı bir şekilde multiphoton içinde vivogörüntüleme kullanmak daha fazla labs sağlayacak umuyoruz.
El probu en düşük ayarda titreşimle ayarlanır ve ACSF sabit bir oranda sulu olduğunu doğrulayın. ACSF sürekli uygulanması gereken buz soğuk veya bu kadar ısı ve beyin zarı zarar. Bulduğumuz ACSF en az 1 mL/her iki kullanım bir şırınga elinde tutulan veya yerleşik sulama yerine Peristaltik pompa el probu içinde kullanın dk. oranında uygulanması gerekir. El probu sulama sisteminde de zorla ACSF çıkarır ve görünürlüğünü önemli ölçüde zarar çok fazla türbülans üretir.

Kemirgenler multiphoton vivo içinde görüntüleme için hazırlamak için kafatası pencere ameliyat nörolojik önemli bir teknik haline gelmiştir. Kaldırma ya da kemiğin inceltme fare optik görüntüleme için multiphoton mikroskopla hazırlamak gereklidir. Bu ameliyat kemik alttaki dura1ortaya çıkarmak için bir bölümünü tamamen kaldırarak veya kemik dura2tam kaldırma olmadan bölge inceltme gerçekleştirilir. İnce kafatası yaklaşım daha az inflamasyon ve microglia3 aktivasyonu oluşturabilir ancak görüntüleme, daha küçük bir resim pencere boyutu (200 µm) ve sınırlı bir süre sırasında pencerenin kemik büyütme2 nedeniyle görüntüsü bir sığ derinlik sağlar . Cilalı ve güçlendirilmiş cam pencere (bağlantı noktaları) eklenmesi görüntüleme boyutunu ve görüntüleme süresini artırabilir ama4gerçekleştirmek zordur.
Geçerli her iki cerrahi bir yüksek hızlı döner tatbikat ince veya kafatasından kemik kaldırmak için kullanın. İnce kafatası tekniği bir neşter matkap sonra ilave ince kemik2için de kullanır. Bağlantı noktaları teknik yüksek hızlı kum4ile parlatma fazladan adım gerektirir. Yüksek bir hızda döner matkap, bir güç hava türbini veya elektrik motoru matkap yüksek bir hızda dönmeye neden olur. Döner matkaplar bölüm kemik ve yumuşak doku gibi beyin zarı zarar ve kan damarları temel riski vardır. Ameliyat başarısı cerrah yeteneklerinize bağlıdır. Mekanik cerrahi yöntemlerle hazırlanan bu windows ek olarak gelişmiş5,6optik farklı çözümler ile kafatası açıklığın kimyasal bir yöntem olmuştur. Piezoelektrik cerrahi cerrahi mekanik bir yöntemdir, ancak, bizim karşılaştırma diğer mekanik yöntemler sınırlı olabilir.
Piezoelektrik cerrahi cihazlar ultrasonik titreşimler mineralize kemik zarar verici temel yumuşak doku olmadan yıkmak için kullanmak ve böylece hızla kemik geniş bir alanda ince bir yaklaşım sunuyoruz. Piezoelektrik bir cerrahi el probu, türbin seramik diskler yığını tarafından değiştirilir ve akım uygulandığında, diskler ultrasonik frekansları titreşimle. Titreşimleri probundan olmadan zarar yumuşak doku, kemik doku türleri arasında ayırımcılık değil döner matkaplar üzerinde bir avantaj ile kesmek için kaplamalı ipuçları elmas için transfer edilir. Piezoelektrik cerrahi aslında insan olarak kullanılmak üzere Tomaso Vercellotti tarafından geliştirildi ve diş gelişmeler ve Kraniyo-maxilofacial ameliyat7,8,9,10,11 yol açmıştır .
Piezoelektrik cerrahi bir osteotomi de, Wistar fareler oluşturmak için kullanılan ve manyetik rezonans görüntüleme (MRG) ve geleneksel diş matkap12' den önemli ölçüde daha az hasar üretmek için Histoloji tarafından bulundu. Yazarlar piezoelektrik ameliyat kemik yumuşak beyin dokusu yakınındaki kaldırmak için güvenli olduğu sonucuna vardı. Fareler, ancak, daha kolay zarar görmüş bir ince dura var ve bu çalışma windows kronik optik görüntüleme için hazırlamak değildi. Kronik görüntüleme kan damarları zarar görmediğinden ve kan pıhtıları pencerenin altındaki oluşturmaz gerektirir. Beyin zarı zarar yol açar penceresi bulut inflamasyon ve microglia ve reaktif astrocytes yayılması etkinleştirir. Burada piezoelektrik ameliyat fareler ince kafatası ve tam kemik kaldırma kafatası windows kronik görüntüleme için uygun oluşturmak için optimize edilmiş. Biz bir yüksek hızlı döner matkap ile hazırlanan kafatası pencere ameliyatları bu cerrahi tekniğe göre.

<table><tbody><tr><td>Piezosurgery Touch</td><td>Mectron</td><td>5120062</td><td>Piezosurgery GP model has the same settings</td></tr><tr><td>Circular 4mm flat piezosurgery tip (# OT11)</td><td>Mectron</td><td>3370019</td><td>This tip was ideal for our windows but there are many other tips of different sizes availible.</td></tr><tr><td>Stereotax frame</td><td>Kopf</td><td>963</td><td></td></tr><tr><td>Mouse adaptor</td><td>Stoelting</td><td>51625</td><td></td></tr><tr><td>Peristaltic pump for irrigation.</td><td>Cole-Parmer</td><td>WU-77120-42</td><td>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.</td></tr><tr><td>Avitene Ultrafoam</td><td>Bard-Davol</td><td>1050020</td><td>Important to stop any minor bleeding instantly.</td></tr><tr><td>C&amp;amp;B Metabond</td><td>Parkell</td><td>S380</td><td>Much stronger than regular dental acrylic.</td></tr><tr><td>Artificial cerebro spinal fluid (ACSF)</td><td>Tocris</td><td>3525</td><td></td></tr><tr><td>Puralube opthalmic ointment</td><td>Dechra</td><td>17033-211-38</td><td></td></tr><tr><td>Mice</td><td>JAX</td><td>664</td><td></td></tr><tr><td>Prairie Ultima multiphoton microscope</td><td>Bruker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>JRGECO1a (AAV9.Syn.NES-jRGECO1a.WPRE.SV40)</td><td>UPENN Vector Core</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

piezo high accuracy surgical osteal removal (phasor): a technique for improved cranial window surgery in mice

Multiphoton mikroskobu nöronlar vivo içindegörüntüleme için yaygın olarak adapte edilmiş. Tekrarlanan görüntüleme implantasyon kafatası bir pencerenin veya tekrarlanan kafatası inceltme gerektirir. Kafatası pencere cerrahi genellikle yüksek hızlı döner matkap ile gerçekleştirilir ve birçok müfettişler matkap hassas dura ve kan damarları zarar önlemek için zor bulmak. Kapsamlı bir eğitim ve uygulama kemik alttaki dokuya zarar vermeden kaldırmak için gereklidir ve böylece kafatası pencere cerrahi zor, zaman alıcı ve doku hasarı üretmek. Çene ve diş cerrahi için yaygın olarak kullanılır, piezoelektrik ameliyat kemik yumuşak dokulara zarar vermeden kaldırmak için ultrasonik titreşimler kullanır. Kafatası pencere ameliyat multiphoton görüntüleme için hazırlık farelerde geliştirmek için Piezoelektrik cerrahi uygulama bir yöntem geliştirdik. Karşılaştırmalar laboratuarımızın içinde yöntemi daha az ameliyat süresi gerektirir ve daha düşük bir ortalama oranı dural kafatası pencere ameliyat döner bir matkapla kanama nedeniyle komplikasyonların vardır bulmak.

Piezoelektrik cerrahi ile devam etmeden önce herhangi bir kalıntı kapaklarini kafatasından kaldırın. Kafatası opak ve pürüzsüz bir kez (Şekil 1a), cerrah piezoelektrik cerrahi başlayabilir. Kemik titreşimli piezo ucu kaldırırken, bu kafatası buz ile sulamak için önemlidir soğuk ACSF. Alt uç 1 mm ACSF (Şekil 1b) batık zaman uygun sulama elde edilir. Uygun sulama kemik ısınmak ve beyin zarar. Kafatası cerrah tarafından seçilen istenen derinliğe inceltilerek sonra olabilir kan kemik bulunan gemiler artık bir kanama. Hızla tüm kanamayı durdurma, kollajen köpük bir küçük 1 mm parça uygulamak için alanı penceresi içinde ACSF batırılmış. Kollajen yaklaşık 30 için kafatası oturmak izin s (şekil 1 c). Kollajen köpük kaldırıldıktan sonra pencereyi yarı saydam, kan damarlarının açık görselleştirme dura içinde izin görünür. Beyin zarı önemli morarma olmadan olduğu gibi olacak. (Şekil 1 d). Beyin zarı kırmızı ve iltihaplı görüntülenirse, kırık kan damarları üzerinden ucuna kadar ameliyat sırasında uygulanan çok fazla baskı nedeniyle muhtemeldir. Yeni pencere korumak ve kronik görüntüleme için hazırlamak için bir cam coverslip alanın üzerinde yerleştirilmelidir. Düzgün uygulamalı cam coverslip yavaşça pencerenin üstüne oturur ve alanına herhangi bir zarar değil. Cam coverslip tüm pencereyi kapatmalı. Cam coverslip düzgün kafatası uygulanırsa, pencere saydam cam altında kalacaktır. Beyin zarı tüm kan damarlarının görülebilir (şekil 1e) olmaya devam eder. Diş akrilik kafatası yüzeye kalıcı olarak bağlı kalmak için cam coverslip etrafında uygulanması gerekir. Cam coverslip kenarlarını da diş akrilik (şekil 1f) kaplı olmalıdır.
Piezoelektrik cerrahi genellikle geleneksel bir kafatası penceresinden daha çok daha hızlı ameliyat (şekil 2A) yaklaşık 10-12 dk alarak bulundu. Ayrıca daha az komplikasyonlar nedeniyle morarma ve göz (2B rakam) tarafından gözlemlediği gibi kanama dura olduğunu bulduk. Düzgün hazırlanmış bir pencere floresan göstergelerin multiphoton görüntüleme kortikal nöronlar içinde vivoiçinde sağlayacaktır. Katman 4 kortikal nöronların hücre organlarında kırmızı kalsiyum göstergesi JRGECO1a görüntü seçtik (şekil 3A-3B). Bu hücre organları pencereden FAZÖR kullanılarak hazırlanan kalsiyum geçişler gözlemlemek.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56172/56172fig1.jpg"> Şekil 1: piezoelektrik ameliyat. (bir) düzgün FAZÖR için hazırlanmış olup sonra kafatası. Düzgün ve temiz bir yüzey bırakarak periosteal doku kaldırıldı. (b) FAZÖR temsilcisi bir görüntü devam ediyor. Alt cerrahi uç buzun içinde sular altında titreşimli, 1 mm soğuk ACSF. Sıvı 1 mL/dk hızında kafatası uygulanır. Hafif dairesel hareketlerle kafatası uygulanır ve kemik yolu ile ultrasonik titreşimler inceltilerek. (kafatası inceltilerek sonrac), 1 mm dairesel biteviye-in kolajen köpük soğuk ACSF kemik üzerinden herhangi bir mikro kanamaları durdurmak için pencerenin üzerinde dinlenmek için izin batırılmış. (d) A başarılı pencere saydam dura ile olduğu gibi kan damarlarının görüntüler. Görünür bir hasar veya beyin yüzeyine morarma var. (e) bir cam coverslip beyin yüzeyini korumak için penceresi üzerinde yer alıyor. (f) diş akrilik cam coverslip penceresi üzerinde kalıcı olarak düzeltmek için kafatasını uygulanır. Ölçek 1 mm tüm resimler bar.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56172/56172fig2.jpg"> Şekil 2. Başarı oranı eğitim FAZÖR veya diş karşılaştırılması cerrahi matkap. (A)cerrahi başına ortalama saat diş matkap ameliyatları FAZÖR için alt (p < 0,05, iki kuyruklu t Testi) n = grubu başına 30 ameliyatları ve 10 ameliyat cerrah başına ortalama. (B) başarılı ameliyatlar (dura hasar yok kanama veya görünür olarak 350 X zoom ayarlamak amacı cerrahın gözünden tarafından gözlenen olarak tanımlanan) yüzdesi diş matkap ameliyatları FAZÖR için daha yüksek (n = 30 ameliyat her grup için bir kuyruklu z testi). SD hata çubuklarını göster
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56172/56172fig3.jpg"> Şekil 3. Vivo kafatası bir pencereden görüntüleme multiphoton FAZÖR ile inceltilerek. (A)kalsiyum kırmızı kalsiyum göstergesiyle JRGECO1a gözlenen geçişler içinde fare motor korteks içinde vivokatman 4 piramidal nöronların görüntüsü. Ölçek çubuğu = 100 µm. (B) aynı pencerede ancak katman 4 motor korteksin farklı bölge. Headfixed fare FAZÖR ile hazırlanan 3 mm pencere ile. Ölçek çubuğu = 30 µm. yansıma multiphoton mikroskop ile 40 X amaç, 1040 nm uyarma dalga boyu.

Watch this Scientific Journal Video about Piezo High Accuracy Surgical Osteal Removal PHASOR: A Technique for Improved Cranial Window Surgery in Mice at JoVE.com

Piezo High Accuracy Surgical Osteal Removal PHASOR: A Technique for Improved Cranial Window Surgery in Mice

Piezoelektrik cerrahi insan çene ve diş cerrahi gelişmeler yol açmıştır. Piezoelektrik ameliyat farelerde beyin pencere ameliyatı için en iyi duruma getirmek için bir protokol geliştirdik.

Piezo yüksek doğruluk cerrahi Osteal kaldırma (FAZÖR): Farelerde geliştirilmiş kafatası pencere ameliyat için bir teknik

Multiphoton microscopy has been widely adapted for imaging neurons in vivo. Repeated imaging requires implantation of a cranial window or repeated ...

piezo-high-accuracy-surgical-osteal-removal-phasor-technique-for

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Piezo High Accuracy Surgical Osteal Removal (PHASOR): A Technique for Improved Cranial Window Surgery in Mice

10.6K Görüntüleme.  Columbia University Medical Campus. Piezoelektrik cerrahi insan çene ve diş cerrahi gelişmeler yol açmıştır. Piezoelektrik ameliyat farelerde beyin pencere ameliyatı için en iyi duruma getirmek için bir protokol geliştirdik.

Video: Piezo High Accuracy Surgical Osteal Removal PHASOR: A Technique for Improved Cranial Window Surgery in Mice

Imaging Glioma Initiation In Vivo Through a Polished and Reinforced Thin-skull Cranial Window

Glioma is the one of the most lethal forms of human cancer. The most effective glioma therapy to date-surgery followed by radiation treatment-offers patients only modest benefits, as most patients do not survive more than five years following diagnosis due to glioma relapse 1,2. The discovery of cancer stem cells in human brain tumors holds promise for having an enormous impact on the development of novel therapeutic strategies for glioma 3. Cancer stem cells are defined by their ability both to self-renew and to differentiate, and are thought to be the only cells in a tumor that have the capacity to initiate new tumors 4. Glioma relapse following radiation therapy is thought to arise from resistance of glioma stem cells (GSCs) to therapy 5-10. In vivo, GSCs are shown to reside in a perivascular niche that is important for maintaining their stem cell-like characteristics 11-14. Central to the organization of the GSC niche are vascular endothelial cells 12. Existing evidence suggests that GSCs and their interaction with the vascular endothelial cells are important for tumor development, and identify GSCs and their interaction with endothelial cells as important therapeutic targets for glioma. The presence of GSCs is determined experimentally by their capability to initiate new tumors upon orthotopic transplantation 15. This is typically achieved by injecting a specific number of GBM cells isolated from human tumors into the brains of severely immuno-deficient mice, or of mouse GBM cells into the brains of congenic host mice. Assays for tumor growth are then performed following sufficient time to allow GSCs among the injected GBM cells to give rise to new tumors-typically several weeks or months. Hence, existing assays do not allow examination of the important pathological process of tumor initiation from single GSCs in vivo. Consequently, essential insights into the specific roles of GSCs and their interaction with the vascular endothelial cells in the early stages of tumor initiation are lacking. Such insights are critical for developing novel therapeutic strategies for glioma, and will have great implications for preventing glioma relapse in patients. Here we have adapted the PoRTS cranial window procedure 16and in vivo two-photon microscopy to allow visualization of tumor initiation from injected GBM cells in the brain of a live mouse. Our technique will pave the way for future efforts to elucidate the key signaling mechanisms between GSCs and vascular endothelial cells during glioma initiation.

Imaging Glioma Initiation In Vivo Through a Polished and Reinforced Thin-skull Cranial Window

By combining a polished and reinforced thin-skull (PoRTS) cranial window and glioblastoma (GBM) cell injection, we can observe glioma initiation and growth from injected GBM cells in the brain of a live mouse longitudinally.

Görüntüleme Glioma Başlatma<em&gt; In Vivo</em&gt; Bir Parlak ve Takviyeli İnce kafatası Kranial Pencere arkası

Glioma is the one of the most lethal forms of human cancer. The most effective glioma therapy to date-surgery followed by radiation treatment-offers ...

Tıp

Thinned-skull Cortical Window Technique for In Vivo Optical Coherence Tomography Imaging

Optical coherence tomography (OCT) is a biomedical imaging technique with high spatial-temporal resolution. With its minimally invasive approach OCT has been used extensively in ophthalmology, dermatology, and gastroenterology1-3. Using a thinned-skull cortical window (TSCW), we employ spectral-domain OCT (SD-OCT) modality as a tool to image the cortex in vivo. Commonly, an opened-skull has been used for neuro-imaging as it provides more versatility, however, a TSCW approach is less invasive and is an effective mean for long term imaging in neuropathology studies. Here, we present a method of creating a TSCW in a mouse model for in vivo OCT imaging of the cerebral cortex.

Thinned-skull Cortical Window Technique for In Vivo Optical Coherence Tomography Imaging

We present a method of creating a thinned-skull cortical window (TSCW) in a mouse model for in vivo OCT imaging of the cerebral cortex.

Için inceltilmiş-kafatası Kortikal Pencere Tekniği<em&gt; In Vivo</em&gt; Optik Koherens Tomografi Görüntüleme

Optical coherence tomography (OCT) is a biomedical imaging technique  with high spatial-temporal resolution. With its minimally invasive approach OCT  has ...

Nörobilim

Real-Time Imaging of CCL5-Induced Migration of Periosteal Skeletal Stem Cells in Mice

Periosteal skeletal stem cells (P-SSCs) are essential for lifelong bone maintenance and repair, making them an ideal focus for the development of therapies to enhance fracture healing.&#160; Periosteal cells rapidly migrate to an injury to supply new chondrocytes and osteoblasts for fracture healing. Traditionally, the efficacy of a cytokine to induce cell migration has only been conducted in vitro by performing a transwell or scratch assay. With advancements in intravital microscopy using multiphoton excitation, it was recently discovered that 1) P-SSCs express the migratory gene CCR5 and 2) treatment with the CCR5 ligand known as CCL5 improves fracture healing and the migration of P-SSCs in response to CCL5. These results have been captured in real-time. Described here is a protocol to visualize P-SSC migration from the calvarial suture skeletal stem cell (SSC) niche towards an injury after treatment with CCL5. The protocol details the construction of a mouse restraint and imaging mount, surgical preparation of the mouse calvaria, induction of a calvaria defect, and acquisition of time-lapse imaging.

This protocol describes the detection of CCL5-mediated periosteal skeletal stem cell migration in real-time using live animal intravital microscopy.

Farelerde Periosteal İskelet Kök Hücrelerinin CCL5 Kaynaklı Göçünün Gerçek Zamanlı Görüntülenmesi

Periosteal skeletal stem cells (P-SSCs) are essential for lifelong bone maintenance and repair, making them an ideal focus for the development of ...

Gelişim Biyolojisi

The Mouse Round-window Approach for Ototoxic Agent Delivery: A Rapid and Reliable Technique for Inducing Cochlear Cell Degeneration

Investigators have utilized a wide array of animal models and investigative techniques to study the mammalian auditory system. Much of the basic research involving the cochlea and its associated neural pathways entails exposure of model cochleae to a variety of ototoxic agents. This allows investigators to study the effects of targeted damage to cochlear structures, and in some cases, the self-repair or regeneration of those structures. Various techniques exist for delivery of ototoxic agents to the cochlea. When selecting a particular technique, investigators must consider a number of factors, including the induction of inadvertent systemic toxicity, the amount of cochlear damage produced by the surgical procedure itself, the type of lesion desired, animal survivability, and reproducibility/reliability of results. Currently established techniques include parenteral injection, intra-peritoneal injection, trans-tympanic injection, endolymphatic sac injection, and cochleostomy with perilymphatic perfusion. Each of these methods has been successfully utilized and is well described in the literature; yet, each has various shortcomings. Here, we present a technique for topical application of ototoxic agents directly to the round window niche. This technique is non-invasive to inner ear structures, produces rapid onset of reliably targeted lesions, avoids systemic toxicity, and allows for an intra-animal control (the contra-lateral ear). Results stemming from this approach have helped deeper understanding of auditory pathophysiology, cochlear cell degeneration, and regenerative capacity in response to an acute injury. Future investigations may use this method to conduct interventional studies involving gene therapy and stem cell transplantation to combat hearing loss.

Various methods exist for introducing ototoxic agents to the cochleae of animal models. Presented is a surgical protocol for delivery of ototoxic agents to the round window niche. The procedure is reliable, creates targeted intra-cochlear lesions, and avoids mechanical damage to the microarchitecture. Examination of cochlear self-repair/regeneration is possible.

Koklear Hücre Dejenerasyonu Inducing için hızlı ve Güvenilir Teknik: Ototoksik Ajan Teslimat için Fare Yuvarlak pencere Yaklaşımı

Investigators have utilized a wide array of animal models and investigative techniques to study the mammalian auditory system. Much of the basic research ...

Craniotomy Procedure for Visualizing Neuronal Activities in Hippocampus of Behaving Mice

Imaging neuronal activities at single-cell resolution in awake behaving animals is a very powerful approach for the investigation of neural circuit functions in systems neuroscience. However, high absorbance and scattering of light in mammalian tissue limit intravital imaging mostly to superficial brain regions, leaving deep-brain areas, such as the hippocampus, out of reach for optical microscopy. In this video, we show the preparation and implantation of the custom-made imaging window to enable chronic in vivo imaging of the dorsal hippocampal CA1 region in head-fixed behaving mice. The custom-made window is supplemented with an infusion cannula that allows targeted delivery of viral vectors and drugs to the imaging area. By combining this preparation with wide-field imaging, we performed a long-term recording of neuronal activity using a fluorescent calcium indicator from large subsets of neurons in behaving mice over several weeks. We also demonstrated the applicability of this preparation for voltage imaging with single-spike resolution. High-performance genetically encoded indicators of neuronal activity and scientific CMOS cameras allowed the recurrent visualization of subcellular morphological details of single neurons at high temporal resolution. We also discuss the advantages and potential limitations of the described method and its compatibility with other imaging techniques.

This article demonstrates the preparation of a custom-made imaging window supplemented with infusion cannula and its implantation onto the CA1 region of the hippocampus in mice.

Behaving Farelerinin Hipokampusunda Nöronal Aktiviteleri Görselleştirmek için Kraniyotomi Prosedürü

Imaging neuronal activities at single-cell resolution in awake behaving animals is a very powerful approach for the investigation of neural circuit ...

Implantation of a Cranial Window for Repeated In Vivo Imaging in Awake Mice

To fully understand the cellular physiology of neurons and glia in behaving animals, it is necessary to visualize their morphology and record their activity in vivo in behaving mice. This paper describes a method for the implantation of a chronic cranial window to allow for the longitudinal imaging of brain cells in awake, head-restrained mice. In combination with genetic strategies and viral injections, it is possible to label specific cells and regions of interest with structural or physiological markers. This protocol demonstrates how to combine viral injections to label neurons in the vicinity of GCaMP6-expressing astrocytes in the cortex for simultaneous imaging of both cells through a cranial window. Multiphoton imaging of the same cells can be performed for days, weeks, or months in awake, behaving animals. This approach provides researchers with a method for viewing cellular dynamics in real time and can be applied to answer a number of questions in neuroscience.

Implantation of a Cranial Window for Repeated In Vivo Imaging in Awake Mice

Presented here is a protocol for the implantation of a chronic cranial window for the longitudinal imaging of brain cells in awake, head-restrained mice.

Uyanık Farelerde Tekrarlanan In Vivo Görüntüleme için Kraniyal Pencerenin İmplantasyonu

To fully understand the cellular physiology of neurons and glia in behaving animals, it is necessary to visualize their morphology and record their ...

Assessment of Thermal Damage from Robot-Drilled Craniotomy for Cranial Window Surgery in Mice

Cranial window surgery allows for the imaging of brain tissue in live mice with the use of multiphoton or other intravital imaging techniques. However, when performing any craniotomy by hand, there is often thermal damage to brain tissue, which is inherently variable surgery-to-surgery and may be dependent on individual surgeon technique. Implementing a surgical robot can standardize surgery and lead to a decrease in thermal damage associated with surgery. In this study, three methods of robotic drilling were tested to evaluate thermal damage: horizontal, point-by-point, and pulsed point-by-point. Horizontal drilling utilizes a continuous drilling schematic, while point-by-point drills several holes encompassing the cranial window. Pulsed point-by-point adds a &#34;2 s on, 2 s off&#34; drilling scheme to allow for cooling in between drilling. Fluorescent imaging of Evans Blue (EB) dye injected intravenously measures damage to brain tissue, while a thermocouple placed under the drilling site measures thermal damage. Thermocouple results indicate a significant decrease in temperature change in the pulsed point-by-point (6.90 &#176;C &#177; 1.35 &#176;C) group compared to the horizontal (16.66 &#176;C &#177; 2.08 &#176;C) and point-by-point (18.69 &#176;C &#177; 1.75 &#176;C) groups. Similarly, the pulsed point-by-point group also showed significantly less EB presence after cranial window drilling compared to the horizontal method, indicating less damage to blood vessels in the brain. Thus, a pulsed point-by-point drilling method appears to be the optimal scheme for reducing thermal damage. A robotic drill is a useful tool to help minimize training, variability, and reduce thermal damage. With the expanding use of multiphoton imaging across research labs, it is important to improve the rigor and reproducibility of results. The methods addressed here will help inform others of how to better use these surgical robots to further advance the field.

Cranial windows have become a ubiquitously implemented surgical technique to allow for intravital imaging in transgenic mice. This protocol describes the use of a surgical robot that performs semi-automated bone drilling of cranial windows and can help reduce surgeon-to-surgeon variability and partially mitigate thermal blood-brain barrier damage.

Farelerde Kraniyal Pencere Cerrahisi için Robotla Delinmiş Kraniotomiden Kaynaklanan Termal Hasarın Değerlendirilmesi

Cranial window surgery allows for the imaging of brain tissue in live mice with the use of multiphoton or other intravital imaging techniques. However, ...

Calvarial Window Generation in Mouse Model: A Surgical Procedure to Create Window in the Top Part of the Mouse Skull

Source: Geisler, J. A. et al. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/61272/modeling-brain-metastases-through-intracranial-injection-magnetic">Modeling Brain Metastases Through Intracranial Injection and Magnetic Resonance Imaging.</a> J. Vis. Exp. (2020)
In this video, we describe the surgical procedure to create a calvarial window for accessing the brain of a mouse model.

Fare Modelinde Calvarial Pencere Oluşturma: Fare Kafatasının Üst Kısmında Pencere Oluşturmak İçin Cerrahi Bir Prosedür

Source: Geisler, J. A. et al. Modeling Brain Metastases Through Intracranial Injection and Magnetic Resonance Imaging. J. Vis. Exp. (2020)
In this video, ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Kanser Araştırmaları

Sinir Sistemi Kanserleri

İn vivo çalışmalar

Installation of Optical Windows in the Brain of Transgenic Mice to Image Neural Activities

Source: Lin, X., et al. <a href="https://app-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/56297">Imaging Neural Activity in the Primary Somatosensory Cortex Using Thy1-GCaMP6s Transgenic Mice.</a> J. Vis. Exp. (2019).
This video demonstrates the brain&#39;s neural activity recording through an optical window in transgenic mice. The mice express a fluorescent protein that enables the detection of neural activities. A small portion of the skull is carefully removed to install an optical window, and the skull is then covered with black cement to block light before imaging.

Görüntü Sinirsel Aktivitelerine Transgenik Farelerin Beynine Optik Pencerelerin Yerleştirilmesi

All procedures involving animal models have been reviewed by the local institutional animal care committee and the JoVE veterinary review board.
1. ...

Neurophysiology

Imaging and Optical Techniques

Implantation of Cranial Imaging Window in Mouse Model: A Surgical Procedure to Implant Glass-based Coverslip for Stable Optical Access to Regions of Murine Brain

Source: Alieva, M. et al. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/59278/longitudinal-intravital-imaging-brain-tumor-cell-behavior-response-to">Longitudinal Intravital Imaging of Brain Tumor Cell Behavior in Response to an Invasive Surgical Biopsy.</a>&#160;J. Vis. Exp.&#160; (2019)
This video presents a surgical procedure to implant cranial window in a mouse model for stable optical access to different regions of the brain.

Fare Modelinde Kranial Görüntüleme Penceresinin İmplantasyonu: Murin Beyninin Bölgelerine Stabil Optik Erişim için Cam Tabanlı Lamel İmplante Etmek İçin Cerrahi Bir Prosedür

Source: Alieva, M. et al. Longitudinal Intravital Imaging of Brain Tumor Cell Behavior in Response to an Invasive Surgical Biopsy.&#160;J. Vis. Exp.&#160; ...

Piezo yüksek doğruluk cerrahi Osteal kaldırma (FAZÖR): Farelerde geliştirilmiş kafatası pencere ameliyat için bir teknik

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Görüntüleme Glioma Başlatma

Için inceltilmiş-kafatası Kortikal Pencere Tekniği