Stereotactische instrumenten voor dierlijke hersenen op basis van 3D-coördinatensystemen

Hersenstereotactische instrumenten maken gebruik van drie-dimensionale coördinatensystemen om nauwkeurig de ruimtelijke locatie van doelhersengebieden te bepalen, waardoor nauwkeurige interventies in specifieke hersenstructuren van dieren mogelijk worden.

Stereotactische chirurgie is een algemeen aanvaarde methode voor het manipuleren van de hersenen van levende dieren. Met deze techniek kunnen onderzoekers diepe hersenstructuren met hoge precisie lokaliseren met behulp van stereotactische atlassen, die de drie- coördinaten van hersengebieden ten opzichte van anatomische oriëntatiepunten op de schedel verschaffen. Na de blootstelling van de schedel worden de verdoofde dieren vastgezet op gespecialiseerde instrumenten, ook wel stereotactische frames genoemd, waardoor een nauwkeurige plaatsing van experimentele instrumenten op vooraf bepaalde coördinaten mogelijk is.

De technologie is onmisbaar voor het uitvoeren van een breed scala aan experimenten, waaronder het activeren of remmen van specifieke kernen of hersengebieden, medicijnafgifte, virale labeling en signaalverwerving. Met behulp van een stereotactisch instrument en standaard hersenatlassen kunnen onderzoekers nauwkeurig doelcoördinaten bepalen met behulp van externe schedeloriëntatiepunten (bijvoorbeeld de bregma en lambda bij knaagdieren) en nauwkeurige interventies uitvoeren op de aangewezen locaties, zelfs zonder directe visuele blootstelling.

Belang van primatenmodellen in translationeel onderzoek

Vanwege de aanzienlijke soortverschillen tussen knaagdieren en mensen slagen bevindingen uit knaagdiermodellen er vaak niet in om effectief te vertalen in klinische toepassingen. Omdat primaten de meest evolutionaire en fysiologische overeenkomsten met mensen delen, blijkt uit onderzoekniet-menselijke primaten (NHP's)biedt de meest veelbelovende route voor directe klinische vertaling. Prisys Biotech levert geavanceerde stereotactische systemen voor grote-dieren, die cruciaal zijn voor de ontwikkeling van diermodellen van menselijke neurologische ziekten.

Het stereotactische systeem werkt volgens het principe dat een 3D-coördinatensysteem elke ruimtelijke locatie kan aanwijzen. Dieren worden binnen het stereotactische frame vastgezet en hersenatlassen die specifiek zijn voor de soort worden gebruikt om doelcoördinaten voor hersengebieden of kernen te identificeren.

Belangrijkste kenmerken:

• Instrumenttypen: Inclusief klassieke mechanische, digitale, CNC (computer numerieke besturing), modellen met dubbele-armen en quad-armen.
• Ontwerp met meerdere armen: Zes operationele armen kunnen op parallelle sporen worden gemonteerd, waardoor onafhankelijk richten op één onderwerp mogelijk is.
• Verstelbaarheid: Armen worden bestuurd via geleiders met schroefdraad voor laterale en verticale beweging, en wig-vormige gewrichten voor anterieure-posterieure controle.
• Vergrendelingsmechanisme: Verbeterde vergrendelingscomponenten voorkomen wegglijden en maken fixatie onder elke hoek mogelijk, wat verticale en horizontale stabilisatie biedt.
• Vlotte bediening: Standaardinstrumenten maken gebruik van schroeven met drie-schroefdraad voor lineaire positionering, met optionele fijnafstemmingsmodules-.
• Voor NHP-onderzoeken zijn gespecialiseerde stereotactische instrumenten voorzien van dubbele linker en rechter operationele armen, parallelle geleiderails en hoofdfixatieapparaten, op maat gemaakt voor nauwkeurige interventies bij apen.

Toepassingen

• Gerichte injecties: In combinatie met injectiepompen of toedieningscanules levert het systeem medicijnen of virussen met precisie in specifieke hersengebieden.
• Optogenetica en vezelfotometrie: Vergemakkelijkt de implantatie van keramische sondes voor optogenetische manipulatie of vezelfotometrie-experimenten.
• Calcium beeldvorming: Maakt de inbedding van lenzen in doelgebieden mogelijk om intracellulaire veranderingen in calciumionen in neuronen te volgen.
• In vivo elektrofysiologie: Maakt de implantatie van elektroden mogelijk voor het registreren van neurale signalen bij actieve dieren.

Integratie van geavanceerde beeldvormingsmodaliteiten zoals MRI(MRI-Begeleide medicijntoediening voor onderzoek naar het centrale zenuwstelsel) en PET met stereotactische systemen zullen de nauwkeurigheid van het richten verbeteren en de onderzoeksmogelijkheden vergroten. Innovaties zoals machine learning-algoritmen voor geoptimaliseerde targeting en draadloze technologie om stress bij dieren te verminderen, zullen naar verwachting een revolutie teweegbrengen in het neurowetenschappelijk onderzoek.

Conclusie

Prisys Biotech is gespecialiseerd in stereotactische systemen voor grote-dieren en biedt uitgebreide services voorCZS-onderzoekengebruik van NHP’s. Met expertise in het creëren van preklinische modellen van neurologische ziekten overbruggen onze oplossingen de kloof tussen onderzoek en klinische toepassing, waardoor ongeëvenaarde ondersteuning wordt geboden aan de wereldwijde neurowetenschappelijke gemeenschap.