允许施药、细胞操纵和电生理学分析的长期头盖骨窗制造技术

技术编号:13491767 阅读:84 留言:0更新日期:2016-08-07 03:21
一种用于医学研究的具有进出口的头盖骨窗包括:片状构件,该片状构件被构造成作为头盖骨窗通过头骨中的开口安装在动物受试对象的脑外皮上,所述片状构件在该片状构件内或在整个片状构件内具有光学透明窗,以允许在所述动物受试对象的脑中进行光学成像;以及在所述片状构件中的进出口,该进出口用于允许无菌地插入并且取出具有尖锐的顶端的介入构件,所述进出口被构造成当取出所述介入构件时是自密封的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种用于医学研究的具有进出口的头盖骨窗包括:片状构件,该片状构件被构造成作为头盖骨窗通过头骨中的开口安装在动物受试对象的脑外皮上,所述片状构件在该片状构件内或在整个片状构件内具有光学透明窗,以允许在所述动物受试对象的脑中进行光学成像;以及在所述片状构件中的进出口,该进出口用于允许无菌地插入并且取出具有尖锐的顶端的介入构件,所述进出口被构造成当取出所述介入构件时是自密封的。【专利说明】允许施药、细胞操纵和电生理学分析的长期头盖骨窗
本专利技术涉及在活的有机体内针对神经错乱进行神经系统科学和药物药品测试的研究。这允许进行结合多种靶向脑操纵的长期光学成像。本申请特此通过引用方式并入2013年12月19日提交的美国临时申请N0.61/918 ,193和2014年11月在Fontiers inCel lular Neuroscience的第8卷中白勺C.J.Roome和B.Kuhn的名称为 “Chronic CranialWindow with Access Port for Repeated Cellular manipulat1ns,drug applicat1n,and electrophys1logy”的论文,该论文以下被列为第五篇非专利文献。
技术介绍
在神经系统科学和药物药品研究中,长期寻求的是用于长时间段内研究清醒动物体内的神经元和神经元活动的多用途和有成本效益的技术。特别地,长期期望的是用于研究在活的有机体内细胞级的脑疾病并且评价药品对脑疾病的效果的可靠且经济的技术。例如,已经通过小鼠的长期头盖骨窗执行了双光子显微镜检查。参见第一篇非专利文献。然而,用该技术,尽管脑保持了无菌,但无法对所关注的脑区域进行局部施药或电生理学研究。也开发了用于成像和急性药物/染料施用的各种不同类型的窗。参见第三篇非专利文献。此外,对于像是猴子和大鼠的大型动物,当前可用的是非常复杂、深奥的头盖骨窗技术。参见第四篇非专利文献。引用列表非专利文献非专利文南犬1: “Long-term,high_resolut1n imaging in the mouse neocortexthrough a chronic cranial window”,A.Holtmaat等人,(2009)Nature ProtocOls 4,1128-1144非专利文献2:M.J.Lopez_Martinez和E.M.Campo(2011),“Micro-NanoTechnologies for Cell Manipulat1n and Subcellular Monitoring,B1medicalEngineering”,From Theory to App Ii cat 1n, Reza Fazel 教授(编辑),ISBN: 978-953-307-637-9,InTech,可得自:http: //www.1ntechopen.com/books/b1medical-engineering-from-theory-toapplicat1ns/micro-nano-technologies-for-cel1-manipulat1n-and-subcellular-monitoring非专利文献3:F.Helmchen&W.Denk(2005),Nature Methods 2,932-940非专利文献4:A.Arieli等人(2002) J.Neurosc1.Meth.114,119– 133非专利文献5: C.J.Roome和B.Kuhn,“Chronic Cranial Window with AccessPort for Repeated Cellular manipulat1ns , drug applicat1n, andelectrphys1logy,,,Fontiers in Cellular Neuroscience,第8卷,2014年 11 月
技术实现思路
技术问题在非专利文献4中描述的系统中,窗由许多部分制成并且需要耗时的手术,使感染的风险增加。然而,大型动物不一定可用于许多研究项目和药物研究,因为它们的价格非常高并且非常难以处理。但是这些复杂深奥的窗不适于像是小鼠的小型动物。因此,本专利技术涉及在活的有机体内针对神经错乱进行神经系统科学和药物药品测试中的研究工具。本专利技术的目的是提供允许进行结合多种靶向脑操纵的长期光学成像的系统。本专利技术的另一个目的是提供允许触及像是小鼠的小型动物的脑区域以进行成像和操纵的价格低、简单、可靠且无菌的窗。问题的解决方案为了实现这些和其他优点并且按照本专利技术的目的,如实施和广义描述的,在一个方面,本专利技术提供了一种用于医学研究或治疗的具有进出口的头盖骨窗,该头盖骨窗包括:片状构件,该片状构件被构造成作为头盖骨窗通过头骨中的开口安装在动物受试对象的脑外皮上,所述片状构件在该片状构件内或在整个片状构件内具有光学透明窗,以允许在所述动物受试对象的脑中进行光学成像;以及在所述片状构件中得进出口,所述进出口用于允许无菌地插入并且取出具有尖锐的顶端的介入构件,所述进出口被构造成当取出所述介入构件时是自密封的。在以上的方面中,所述进出口可被构造成当插入所述介入构件时,能通过所述片状构件的所述光学透明窗至少看到所述介入构件的所述顶端。在以上的方面中,所述进出口可包括由透明或不透明硅树脂制成的隔膜,所述隔膜密封所述片状构件的所述光学透明窗中形成的开口。在以上的方面中,所述开口可以是圆形孔、狭缝或半环形孔。在以上的方面中,所述介入构件可以是用于将物质注入所述脑内的吸管或者是电子探针。在以上的方面中,所述进出口可位于所述片状构件的所述光学透明窗内。本专利技术的以上方面的头盖骨窗还可包括一个或多个额外的所述进出口。本专利技术的以上方面的头盖骨窗还可包括一个或多个额外的所述进出口,额外的所述进出口均包括由透明或不透明硅树脂制成的隔膜,所述隔膜密封所述片状构件的所述光学透明窗中形成的开口。本专利技术的以上方面的头盖骨窗还可包括嵌入或安装在所述片状构件上的电子元件。所述电子元件可包括浴槽电极。在另一个方面中,本专利技术提供了一种用于医学研究或治疗的头盖骨覆盖片材,所述头盖骨覆盖片材包括:片状构件,该片状构件被构造成通过头骨中的开口安装在动物受试对象的脑外皮上;以及在所述片状构件中的进出口,该进出口用于允许无菌地插入并且取出具有尖锐得顶端的介入构件,所述进出口被构造成当取出所述介入构件时是自密封的。在以上的方面中,所述进出口可包括由透明或不透明硅树脂制成的隔膜,所述隔膜密封所述片状构件中形成的开口。以上方面的头盖骨覆盖构件还可包括嵌入或安装在所述片状构件上的电子元件。所述电子元件可包括浴槽电极。本专利技术的有利效果根据本专利技术的一个或更多个方面,在活的有机体内的脑操纵可结合光学成像重复地执行,并且现在容易以非常有成本效益的方式在较长时间段内在单个动物体内重复进行这些实验。本专利技术的各种方面可显著简化当前实验,甚至更重要地,使得可以执行与体内药品筛选相关的新实验,这在以前是不可能的。该技术特别可用于像是小鼠的小型动物,其中,通过充当脑的额外甚至再生的密封件的硬脑膜进行成像。因为窗的生物兼容性,所以动物从手术中本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于医学研究或治疗的具有进出口的头盖骨窗,该头盖骨窗包括:片状构件,该片状构件被构造成作为头盖骨窗通过头骨中的开口安装在动物受试对象的脑外皮上,所述片状构件在该片状构件内或在整个片状构件内具有光学透明窗,以允许在所述动物受试对象的脑中进行光学成像;以及在所述片状构件中的进出口,所述进出口用于允许无菌地插入并且取出具有尖锐的顶端的介入构件,所述进出口被构造成当取出所述介入构件时是自密封的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:B·库恩C·J·鲁姆
申请(专利权)人:学校法人冲绳科学技术大学院大学学园
类型:发明
国别省市:日本;JP

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