Chirurgischer Ablauf

Für die Implantation wurden die Tiere in einen speziell angefertigten Kopfhalter eingespannt. Ein Hautschnitt kaudoventral des linken Ohrknorpels wurde gesetzt und ein Zugang zur Bulla freipräpariert. Eine ca. 1,2 mm große Öffnung wurde in die Bulla gebohrt, ein Zugang zum Runden Fenster gelegt und durch einen Einschnitt in die Membran des Runden Fensters die Scala tympani eröffnet. Nach Implantation des CI in die Scala tympani, etwa 7 mm tief, wurde der EC-Zylinder inseriert und zur Positions- und Funktionskontrolle der Elektrode eine eABR- sowie im weiteren Verlauf mehrere Impedanz-Messungen vorgenommen. Anschließend wurde der Elektrodenträger mit einem Seidenfaden und Gewebekleber (Histoacryl, B. Braun) am Bulla-Defekt fixiert, welcher mit Knochenzement (RelyX Unicem 2 Automatix, 3M Espe, später ersetzt durch den Ultra-Violett (UV)-Zement Tetric Evoflow, Ivoclar vivadent, in Verbindung mit dem Haftvermittler iBond Total etch, Heraeus Kulzer) verschlossen wurde. Auf die Fixierung mittels Seidenfaden wurde in den späteren Implantationen verzichtet, um die Lagerung flexibler zu gestalten. Der Elektrodenträger wurde zwischen linkem Ohr und Schädelbereich unter der Muskulatur verlegt. Etwa 2 cm rostral der Crista und links der Medianen wurde der Elektrodenträger durch einen Silikontunnel (1 - 2 cm) geführt, dessen Silikon-Netz-Flügel mittels chirurgischer Schraube (1,4 x 3 mm) und Knochenzement am Schädel fixiert wurden. Zwischen dem Schädelbereich und dem Schulterblatt wurde der Elektrodenträger subkutan verlegt. Die Ball-Referenz-Elektrode kam subkutan kaudal der Fixierung am Kopf zu liegen. Für die Befestigung der Spule wurde kaudolateral der Schulterblätter ein Hautschnitt vorgenommen und subkutan stumpf eine Tasche freipräpariert, in die die Spule hineingelegt wurde. Der Elektrodenträger wurde im Nackenbereich in eine Schleife gelegt, damit es beim Wachstum der Katze nicht zu Zugkräften auf das Implantat kam.

Alle Wunden wurden anschließend schichtweise vernäht (Muskulatur: Vicryl, Ehticon, später mit Polydioxanon (PDS), Ehticon; Haut: Seralon, Serag Wiessner). Zur Gewebeversiegelung wurden vorher resorbierbare Gelatine-Schwämme (Gelita-Spon, Asid Bonz, einmal zur Probe ersetzt durch TachoSil, Nycomed, keine bessere Funktion) in die OP-Wunden am Ohr, am Kopf und am Rücken eingelegt. Zum Schluss wurden, zur Verifizierung der erfolgreichen Implantation, Röntgenaufnahmen

(latero-lateral und dorso-ventral, Abb. 16) angefertigt sowie die eABR-Schwelle und Impedanz der CI-Elektrode bestimmt.

Um die Entwicklung eines postoperativ auftretenden Seroms um die Spule zu vermeiden, wurde ventral der Spule ein Hautschnitt gesetzt, eine Drainage (Drainageschlauch, Sili-Drain 6 mm, Medimex GmbH) gelegt und mit einem Haut-Heft fixiert. Dies ermöglichte den ungehinderten Abfluss von Flüssigkeit. Die Drainage wurde ca. 14 Tage post OP gezogen.

Abb. 16 - Röntgenbild einer Katze mit implantiertem Cochlea-Implantat, dorso-ventrale Ansicht

3.2.5 Elektrische Stimulation

Die elektrische Stimulation startete zwei Wochen nach der Implantation und erfolgte arbeitstäglich für vier Stunden bei den Tieren der Versuchsgruppe +GDNF/+ES. Für die Stimulation wurde ein batteriebetriebener Prozessor mit einem Mikrophon sowie einer magnetischen Senderspule verbunden, wobei letztere den Kontakt zur subkutan auf dem Rücken der Tiere liegenden Empfängerspule herstellte. Zur Fixation der Elektronik auf dem Rücken diente ein Verband, an dessen Tragen die Tiere in der Habituationsphase gewöhnt wurden. Zur elektrischen Stimulation waren die Tiere einer normalen Raumakustik ausgesetzt; zur Bereicherung der Stimulation lief ein Radioprogramm. Zusätzlich wurden die Tiere auf einen auditorischen Reiz trainiert.

Für die Erzeugung des akustischen Signals wurde eine Reintonpfeife eingesetzt. Zur Gewöhnung an das akustische Signal wurde das Tier von der Gruppe separiert und in eine reizarme Umgebung gebracht. Das akustische Signal wurde dem Tier unter Blickkontakt vorgespielt und sofort mit einer Belohnung verknüpft (Milch verdünnt mit

Wasser). Zeigte das Tier durch entsprechende Reaktionen (Positionierung in Richtung der Belohnung nach Pfeifton), dass es die Verknüpfung zwischen Pfeifton und Belohnung verstanden hatte, wurde die Belohnung nur noch gegeben, wenn das Tier die entsprechende Reaktion zeigte. Im weiteren Verlauf wurde die Entfernung zum Tier erhöht, später auch ohne Blickkontakt, und das Tier wieder in reizvollere Umgebungen ohne Separierung gebracht.

Für die Programmierung des Prozessors wurden Verhaltenshörschwellen (engl.

„electrically evoked stapedius reflex threshold“, ESRT) mit Hilfe der MAESTRO-System-Software (Version 4.1, Med-El) und der Dib-Box (Med-El) bestimmt. Dafür wurde jeder Elektrodenkontakt, dessen Funktionalität durch eine vorherige Impedanz-Messung (Berechnung aus der gemessenen Spannung bei Stimulation mit einer Stromstärke von 300 µA, Phasendauer 24 µs/Phase, Ladung pro Phase 7,3 nC) überprüft worden war, stimuliert (Pulsfolge von 500 ms, biphasischer Puls, maximal 200 pps). Zur Bestimmung einer Verhaltens-Hörschwelle wurde die Intensität (elektrische Ladung in nC) schrittweise erhöht, bis das Tier mit einer Orientierungsreaktion auf den Stimulus reagierte. Als Orientierungsreaktion wurde eine Ohrbewegung an der implantierten Seite oder eine Drehbewegung des Kopfes zur implantierten Seite gewertet. Konnte diese Reaktion bei derselben Intensität erneut provoziert werden, wurde die entsprechende Stimulus-Intensität als Verhaltenshörschwelle festgelegt. Die Stimulation (elektrische Ladung in nC) wurde auf den Bereich zwischen der Verhaltens-Hörschwellen-Intensität (im Mittel 19,2 ± 9,6 nC) und 6 dB darüber eingegrenzt, wenn nicht schon eine geringere Intensität eine aversive Reaktion des Tieres oder eine Facialis-Reizung produzierte.

Für die elektrische Stimulation (biphasisch, maximal 200 pps) wurden die Pulslänge (25 - 400 µs) und Amplitude (1 - 1200 µA) basierend auf aktuellen Impedanz-Messungen automatisch vom Programm eingestellt. Als Kodierungsstrategie wurde die HDCIS-Strategie (2.2.1), mit einer logarithmischen Zuordnung der Frequenzen (70 - 8.500 Hz) zu den aktiven Elektroden, verwendet. Die Amplituden-Wachstumsfunktion für die Übertragung des Input-Output-Signals wurde logarithmisch eingestellt, um die definierte Ladung zu generieren. Die Programmierung des

Prozessors wurde immer dann wiederholt, wenn eine Veränderung der Verhaltens-Hörschwelle detektiert wurde.

Für die Verifizierung der Funktion des CI und somit die Bestimmung der Dauer der elektrischen Stimulation (in Stunden) sowie der Länge des Stimulationszeitraumes (Anzahl Tage vom 1. bis zum letzten Tag der Stimulation, Tabelle 5), wurden die Ergebnisse der Impedanz-, ESRT- und der eABR-Messungen (3.2.6) herangezogen.

Die Impedanz-Messungen wurden arbeitstäglich, die ESRT-Messungen wöchentlich, die eABR-Messungen 14 Tage nach der OP und dann im jeweils monatlichen Abstand vorgenommen. Um eine funktionsfähige Stimulation sicher zu stellen, mussten mindestens 2 Kontakte der Elektrode einen Impedanz-Wert unter 20 kOhm anzeigen (Beispiel eines postoperativen Impedanz-Verlaufes einer CI-Elektrode, Abb. 17) sowie eine Verhaltens-Hörschwelle und eine eABR-Schwelle bestimmt werden können.

Somit ergab sich eine durchschnittliche Dauer der elektrischen Stimulation von 48,7 ± 35,9 Stunden und ein durchschnittlicher Stimulationszeitraum von 17,7 ± 12,1 Tagen. Bei dem Versuchstier 1412 zeigte sich nach dem ersten Tag ein aversives Verhalten während der elektrischen Stimulation. Daraufhin wurde in diesem Fall die Stimulation für 7 Tage unterbrochen. Anschließend wurde zunächst das Stimulations-Level um die Hörschwelle verwendet.

Abb. 17 - Beispiel einer postoperativen Impedanz-Entwicklung über die Zeit post OP (Versuchstier 1416). Angezeigt werden die Impedanzen [kOhm] des basalen (grüne Quadrate) sowie des apikalen Kontaktes der CI-Elektrode (rote Kreise).

Tabelle 5 - Übersicht über die Dauer der elektrischen Stimulation sowie den Stimulationszeitraum der Versuchsgruppe +GDNF/+ES

Versuchstier Dauer der elektrischen Stimulation [Stunden]

Stimulationszeitraum [Tage]

1404 8 3

1412 12 11

1422 32 10

1421 68 24

1415 84 29

1414 88 30