ALZET微渗透泵植入小鼠耳蜗实现慢性药物递送：一种改良腹侧入路手术方案

《Scientific Reports》：ALZET pump implantation in mice for chronic drug delivery to the cochlea

本研究针对小鼠耳蜗慢性药物递送技术缺乏详细操作指南的现状，开发了一种通过ALZET微渗透泵进行长达四周持续给药的改良腹侧手术入路。研究人员采用CO2激光精准制作耳蜗开窗，通过显微CT和病理学验证导管定位准确性，成功实现药物靶向递送。该技术为研究噪声性听力损失防护机制提供了关键方法学支撑，对耳科疾病治疗研究具有重要推进作用。

　　

在听觉研究领域，小鼠模型已成为探索听力损伤机制和药物防护作用的黄金标准。然而，如何实现药物在耳蜗内的长期、精准递送，一直是困扰研究人员的技术瓶颈。急性给药方式虽能短期起效，但无法满足慢性疾病模型的研究需求；而现有的大鼠、豚鼠等大型动物的耳蜗给药方案，又难以直接应用于更小的啮齿类动物模型。特别是在需要连续数周给药的噪声性听力保护研究中，缺乏可靠的小鼠慢性耳蜗给药方案严重制约了相关机制的深入探索。

针对这一技术空白，西北大学费恩伯格医学院的Frederic Depreux、Donna Whitlon和Claus-Peter Richter研究团队在《Scientific Reports》上发表了创新性研究方法。他们开发了一种通过ALZET微渗透泵进行小鼠耳蜗慢性药物递送的改良手术方案，成功实现了长达四周的持续给药，为听力保护研究提供了重要的技术支撑。

研究人员采用几个关键技术方法开展研究：使用ALZET 1004型微渗透泵（流速0.11μL/h）通过定制导管进行药物输送；建立改良腹侧手术入路，以前后二腹肌为解剖标志定位耳蜗；采用CO₂激光（5W功率，100ms脉冲）进行鼓室造口和耳蜗开窗（7W功率）；通过显微CT成像验证导管在前庭阶或鼓阶的精准定位；使用CBA/CaJ品系雄性小鼠（杰克逊实验室来源）进行手术验证。

手术入路与解剖定位

研究团队采用腹侧入路替代传统的背侧入路，以前后二腹肌为关键解剖标志，通过钝性分离颌下腺，暴露后腹肌下方的鼓室部位。这种方法相比背侧入路能更好地保护面神经，并提供更直接的手术视野。术中使用定制牵开器维持术野暴露，避免了对周围组织的过度损伤。

激光辅助耳蜗开窗技术

与传统钻头相比，CO₂激光在制作耳蜗开窗时展现出显著优势。激光能在保持良好视野控制的同时，制作出直径约150μm的精准开窗，而钻头往往因遮挡视野导致开窗过大。研究参考前期豚鼠实验数据，证实激光开窗引起的复合动作电位(CAP)阈值升高较小（4W功率时<10dB），而钻头开窗可能导致高频听力显著损伤。

泵体植入与导管固定

研究人员开发了系统的泵体组装和植入流程。定制导管由聚酰亚胺管（外径130μm，内径100μm）与Tygon管连接而成，接口用医用级弹性体密封。泵体植入肩胛骨区域的皮下口袋，导管经胸锁乳突肌下隧道引至耳蜗，通过精细镊弯曲后插入耳蜗开窗。导管开口方向决定了药物流向——朝向耳蜗基底部的放置易影响前庭系统，而朝向耳蜗顶部的放置更针对耳蜗结构。

术后验证与安全性评估

通过显微CT成像证实导管尖端准确定位于前庭阶或鼓阶，纤维组织密封开窗部位。组织学分析显示，多数植入耳蜗的基底膜、柯蒂氏器、血管纹等关键结构保持完整，仅少数样本出现上皮细胞增生。术后动物在平均6分52秒内恢复自主活动，泵体植入不影响小鼠正常行为。

手术并发症与处理

研究记录了术中并发症及处理方案。8.9%的小鼠出现呼吸抑制（<50次/分钟），通过临时降低异氟烷浓度至0.5%得以纠正；13.3%的案例发生颈静脉出血，通过棉签压迫止血；6.7%的耳蜗开窗过程中损伤镫骨动脉导致出血。值得注意的是，42.2%的植入小鼠（19/45）出现前庭症状，且均与导管朝向耳蜗基底部放置相关，其中两例因体重减轻超过25%而实施安乐死。

研究结论与讨论部分强调，这种改良腹侧入路为小鼠耳蜗长期药物递送提供了可靠方案。技术的灵活性允许根据研究需求调整开窗位置，适用于递送药物、核酸、化合物或病毒等不同物质。特别值得注意的是，导管朝向耳蜗顶部的放置方式能有效减少前庭并发症，而通过耳蜗导水管的药物扩散可能实现对侧耳的保护效应。

该研究的创新性在于将激光技术与精密导管植入相结合，解决了小鼠耳蜗慢性给药的技术难题。虽然植入耳会因术后纤维化和导管存在出现一定听力阈值升高，但这一技术为研究噪声性听力损失、耳毒性防护等提供了关键平台。未来可进一步优化导管材料和密封技术，减少组织反应，推动耳科疾病治疗研究的深入发展。