本手術操作以大鼠(體重250-300g)為例。
1、手術環境
手術室溫度控制在21-25℃,氣溫較低時可使用加熱裝置來保證實驗動物在手術中的體溫維持在正常范圍,電熱絲加熱墊會產生較大干擾噪音,在采集信號時應將其關掉。整個操作環境盡量保持無菌狀態(可在無菌操作臺中進行)。
2主要實驗器械
止血鉗、鑷子、手術剪刀(大剪刀及小剪刀)、縫合針線、手術刀柄和刀片、顱骨鉆及鉆頭(0.8mm)、螺絲刀、電動剃、注射器等,所有的手術器械在使用前均需經過嚴格消毒處理。
3主要材料及藥品試劑
無菌生理鹽水、75%醫用酒精、碘伏、酒精棉及棉簽、脫毛膏、不銹鋼微型螺絲釘(M1*2、M1*3,使用前應使用75%酒精充分浸泡清洗),牙科水泥粉、戊巴比妥鈉溶液(1%,現配)、紅霉素眼膏、利多卡因膏、三聯抗生素、阿托品(1mg/mL)、地塞米松、卡洛芬等。
4手術操作步驟
4.1稱重
將大小約20*20*20cm的盒子置于電子秤上,去皮,把大鼠放置在盒子內(抓大鼠時需帶上防咬手套),讀數。
4.2麻醉
麻醉對整個手術至關重要,其麻醉的穩定性直接影響到手術結果的好壞。若要獲得更好的麻醉效果,建議使用異氟烷呼吸麻醉,但由于呼吸麻醉成本較高且麻煩,多數實驗室還是使用注射麻醉,因此這里以注射麻醉為例。麻醉劑采用1%戊巴比妥鈉溶液(戊巴比妥鈉比水合氯醛麻醉更穩定,但容易產痰,需要備吸管幫助吸出痰),劑量為0.5m/100g(50mg/Kg)。腹腔注射前先對大鼠用異氟烷短暫麻醉,具體操作:將大鼠放進透明盒子中,此時將蘸有異氟烷的棉球丟入盒子內,密封,待大鼠安靜不動,呼吸均勻(1次/秒)時取出。腹腔注射:將大鼠仰面朝向,提起一側后肢,在大腿根與腹中線的中間位置刺入皮下,在皮下平行于腹中線推進針頭3-5mm,再以45°角向腹腔內刺入,針尖通過腹肌后,無阻力,回抽無回流物,緩慢注入麻藥。注射麻藥后,對大鼠進行疼痛反射(掐尾端或后腳掌)和眼角膜反射來判斷麻醉效果。在15min之后還未能完全麻醉的大鼠可適當補加0.2-0.5m的1%戊巴比妥鈉溶液。若手術時間較長,應每隔1h檢查大鼠麻醉狀態,當出現疼痛反應時,應補加05m的1%戊巴比妥鈉溶液。手術中,應將大鼠舌頭從口的一側拉出,為防止大鼠在麻醉過程中呼吸道出現過多分泌物導致窒息,可在麻醉過程中注射0.5m阿托品(1mg/m)
4.3去毛
用左手將麻醉后的大鼠托住,右手手持電動剃逆著大鼠毛發的方向(從后往前)將頭頂的毛發剃除,一般剃毛范圍是兩耳之間,前至兩眼間,后至頸部始端。若要達到更好的干凈度,可涂抹少量脫毛膏,使用后需要使用生理鹽水清洗掉殘余物。
4.4固定
大鼠固定的好壞會直接影響到手術中信號采集的穩定性,甚至會影響到慢性植入后的效果。首先將一側耳桿固定,找到大鼠耳道稍向前上方的骨性凹陷處(可以用手觸摸到),將其中一側的凹陷處貼在固定的耳桿上(提前涂抹少量利多卡因藥膏可以避免耳桿對大鼠刺激),此時將另一側耳桿也插入對應的位置,調節兩側耳桿長度,使之對稱,固定緊耳桿。左右及上下輕輕移動大鼠的頭部,避免出現松動及偏斜。在固定好大鼠耳桿后,還需將大鼠的上門齒固定。具體操作:將大鼠上門齒卡進門齒桿的槽內,下頜處于門齒桿的下方,然后下調兩側的眼眶固定桿,壓緊并固定。適當調整各固定點,使得大鼠的整個顱骨面保持水平,從各個方向用力均不能移動大鼠的頭部。最后在大鼠的眼部涂抹上紅霉素眼膏或甘油,以防止手術燈的長時間照射造成眼部損傷以及保持眼睛的濕潤。另外,要用圓頭鑷子將大鼠的舌頭從口中一側拉出,防止手術中出現窒息。
4.5定位鉆孔
用干棉球(棉棒)擦除顱骨表面組織,若有皮下組織未被切開,可以用眼科剪剪開,再用干棉球(棉棒)從中間向兩側清理。用操作臂夾試針頭分別測量Bregma和Lambda是否在同一水平線,水平高度誤差在2um之內,鉆頭直徑略小于螺釘螺紋,螺釘擰入顱骨要很緊很結實,
顱鉆垂直向下,不要抖動,顱骨開孔區域要濕潤:要鉆透顱骨,且不能出血。用小號鉆頭按標記線開方窗。鉆頭在顱骨上來回打磨。逐漸深入:保持濕潤。
4.6電極植入
調節操作臂Z軸,使電極尖端碰觸腦組織表面,設為零點;開始進入腦皮層時要快入,軟腦膜會隨之凹陷然后被刺破,待電極全部穿透軟腦膜后,回退電極至零點;腦皮層會隨之復位,然后重新慢慢植入電極陣列。
5.手術結束后回籠飼養。術后4至5天開始實驗。
【END】
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