Summary
Hier stellen wir ein Protokoll für eine effiziente und schnelle Elektroakupunktur (EA) bei Mäusen oder jungen Ratten unter Verwendung eines dreidimensionalen (3D) gedruckten Halters vor. Diese Technik ermöglicht den gleichzeitigen Betrieb an mehreren Tieren, spart Zeit und erhöht die experimentelle Effizienz.
Abstract
Elektroakupunktur (EA) wird häufig zur Behandlung verschiedener Gesundheitszustände eingesetzt. Der zugrunde liegende Mechanismus der EA-Behandlung bleibt jedoch unklar und behindert ihre Förderung. Die mechanistische Studie erfordert Maus- oder Rattenmodelle, um dieses Problem zu lösen. Diese Tiere sind jedoch nicht gehorsam gegenüber dem Versuchsprozess, der zeitaufwändig ist. Um diese Probleme zu lösen, haben wir einen 3D-gedruckten Kleintier-Körper-Bulk-Fixator entwickelt, um die Effizienz der Tierversuche von EA zu verbessern. Dieses Video zeigt im Detail, wie man den Fixateur verwendet, um Massen-EA an Mäusen oder jungen Ratten durchzuführen. Für die Auswahl der Akupunkturpunkte wurde die vordere schräge Linie des Scheitelpunkts temporal (MS6-Kopf) und des Tianshu-Punktes (ST25-Bauch) gewählt, um die Wirkung der Fixationsvorrichtung bei Bauchlage und Rückenlage zu überprüfen. Mit dem 3D-gedruckten Kleintierhalter können mehrere Nagetiere gleichzeitig immobilisiert und behandelt werden, wodurch der Zeit- und Ressourcenaufwand für das Experiment reduziert wird. Diese Technik könnte durch den 3D-Druck unterschiedlicher Größen auf andere Tiermodelle angewendet werden und könnte möglicherweise für verschiedene Befestigungsbedingungen verwendet werden. Das Gerät ist vorteilhaft für die Förderung der experimentellen wissenschaftlichen Forschung in EA.
Introduction
Die Elektroakupunkturtherapie (EA) ist eine einzigartige Methode, bei der Akupunkturnadeln in die Kopfhaut eingeführt und mit einer Elektromaschine verbunden werden, um bestimmte Punktezu stimulieren 1. Im Gegensatz zur manuellen Stimulation ermöglicht EA eine bessere Kontrolle der Stimulation, indem bestimmte Frequenzen und Wellenformen stabilisiert werden, um optimale therapeutische Effekte zu erzielen2. Laut einer Umfrage verwenden 81,2 % der medizinischen Einrichtungen in China EA oder manuelle Akupunktur zur Behandlung von Zerebralparese, Neuralgie, Gesichtslähmung und anderen Erkrankungen. Trotz seiner Popularität ist der spezifische Wirksamkeitsmechanismus von EA noch unbekannt, was seine Förderung und Anwendung in der Rehabilitationsbehandlung neurologischer Erkrankungen behindert hat 1,2,3. Weitere Forschung ist erforderlich, um den Mechanismus der Wirksamkeit von EA vollständig zu verstehen und seine Verwendung in der Rehabilitationsbehandlung neurologischer Erkrankungen zu fördern.
Da sich der Einfluss der Akupunktur weltweit ausbreitet, haben viele Studien bereits die Mechanismen der EA untersucht, die an Nagetiermodellen wie Ratten- oder Mausmodellen durchgeführt wurden 1,2,3. Bei den Nagetierexperimenten von EA treten häufig mehrere Probleme auf. Die erste ist, wie Nagetiere ohne Betäubung immobilisiert werden können, da die Akupunktur bei wachen Probanden die klinische Praxis besser widerspiegelt. Darüber hinaus erfordern einige Experimente, dass die Tiere wach sind, um Behandlungseffekte zu beobachten 2,3. Eine weitere Herausforderung besteht darin, die Akupunkturpunkte bei Mäusen oder Ratten genau zu lokalisieren, die denen beim Menschen entsprechen. Die genaue Lokalisierung von Akupunkturpunkten bei experimentellen Nagetieren wird derzeit von vielen Wissenschaftlern untersucht 4,5. In diesem Protokoll wurden MS6 und ST25 ausgewählt, die bei Nagetieren durch die Transformation der menschlichen anatomischen Lokalisation klar definiert wurden. MS6 wird häufig zur Behandlung einiger Hirnerkrankungen wie der Parkinson-Krankheit6 eingesetzt. ST25 wird normalerweise zur Behandlung von Magen-Darm-Problemen wie Durchfalleingesetzt 7. Diese beiden Akupunkturpunkte wurden in erster Linie ausgewählt, um zu demonstrieren, wie Nagetiere sowohl in Rückenlage als auch in Bauchlage effektiv immobilisiert werden können. Darüber hinaus wurden diese Akupunkturpunkte ausführlich untersucht und bieten wichtige Erkenntnisse für Forschungszwecke 6,7.
Die bisherige Methode, eine einzelne Ratte für Experimente zu immobilisieren, ist nicht nur zeitaufwändig, sondern auch für eine einzelne Person schwer zu handhaben8. Darüber hinaus ist die Erfolgsquote aufgrund der mangelnden Kooperation der Tiere in der Praxis relativ gering. Daher ist es dringend erforderlich, ein leicht zu etablierendes Tiermodell mit stabilen Eigenschaften zu erstellen, um die Effizienz der Experimente zu verbessern. In diesem Artikel wurde ein 3D-gedruckter Halter für Kleintiere vorgestellt, der mehrere Nagetiere leicht bewegungsunfähig machen kann, was zu einer motorischen Einschränkung führt. Das Ziel dieser Arbeit ist es, einer Charge junger Ratten oder Mäuse EA-Behandlungen zu verabreichen, wobei der Schwerpunkt auf den Strategien zur Massenbeschränkung von Mäusen, zur Identifizierung und Stimulation von MS6- und ST25-Akupunkturpunkten liegt.
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Protocol
Die Experimente in dieser Studie entsprechen dem "3R"-Prinzip der Tierethik und wurden vom Laboratory Animal Welfare and Ethnic Committee der Army Medical University (AMUWEC20234543) genehmigt.
1. Vorbereitung der Nagetierkörperfixierungsvorrichtung
- Entwerfen Sie einen Kleintierhalter auf der Grundlage des chinesischen Gebrauchsmusterpatents9.
- Produzieren Sie das Gerät durch 3D-Drucktechnologie.
- Bereiten Sie ein 2 m langes Seil vor und teilen Sie es in 6 Seile auf. Fädeln Sie diese 6 Seile durch die Löcher im Fixateur. Verwenden Sie die federbelastete Schnalle, um die Seilenden zu befestigen und die Einstellung der Schlaufengröße zu erleichtern.
HINWEIS: Der Fixateur kann von jedem Unternehmen hergestellt werden, das mit 3D-Drucktechnologie ausgestattet ist, basierend auf einer Konstruktionszeichnung. Die Konstruktionszeichnung des Geräts ist in Abbildung 1 dargestellt. Der in dieser Studie verwendete Fixateur wurde von einem 3D-Drucker mit einem Druckverfahren namens Fused Deposition Modeling (FDM) hergestellt, das auch als Fused Filament Fabrication (FFF) bekannt ist10. Bei diesem additiven Fertigungsverfahren werden die Teile des Designs Schicht für Schicht gedruckt, indem das Material selektiv in der geschmolzenen Form in einem vorgegebenen Weg abgeschieden wird. Bei dem Verfahren werden thermoplastische Polymere verwendet, die in Filamenten geliefert werden, um die endgültige physikalische Struktur zu erzeugen. Der in dieser Studie verwendete Immobilisierungsapparat kann drei Tiere gleichzeitig sichern, was sechs Seile erfordert, wobei jedes Tier ein Paar Seile benötigt: eines für den Hals und eines für den Rumpf.
2. Vorbereitung von Nagetieren
- Kaufen Sie 3 Sprague-Dawley-Ratten (10-40 g, 7-45 Tage alt) und 3 C57 BL/C-Mäuse (5-40 g).
- Tiere in einem Raum mit einem 12-stündigen Tag-Nacht-Zyklus, einer Umgebungstemperatur von 21-23 °C und einer Luftfeuchtigkeit von 45%-60% züchten. Desinfizieren und lüften Sie die Fütterungsumgebung regelmäßig und lassen Sie die Tiere frei fressen und trinken.
3. Fixieren von Nagetieren am Fixateur (Bauchlage)
- Legen Sie den Kopf des Nagetiers in das U-förmige Loch vor dem Fixateur, während sich das Nagetier in Bauchlage befindet. Führen Sie den Körper des Nagetiers durch zwei Seilschlaufen.
- Befestigen Sie die Seile um Hals und Bauch des Nagetiers und stellen Sie sicher, dass es nicht entweichen kann, aber nicht so fest, dass Atemnot und Tod verursacht werden.
- Der wichtigste Schritt besteht darin, den Hals zu fixieren. Lassen Sie einen Abstand von 2-5 mm zwischen dem Hals des Nagetiers und dem Seil. Stellen Sie sicher, dass das Seil nicht zu eng ist, damit die Tiere es erwürgen können, oder zu locker, um zu entkommen.
- Befestigen Sie die anderen Nagetiere auf die gleiche Weise im Gerät.
- Wiederholen Sie die obigen Fixierungsschritte (3.1-3.2) für 3 Tage, um die potenzielle Stressreaktion durch das Fixierungsverfahren zu minimieren. Wiederholen Sie den Fixationsvorgang an 3 aufeinanderfolgenden Tagen, wobei jede Sitzung 5 Minuten pro Tag dauert.
HINWEIS: Um sicherzustellen, dass Nagetiere während des Fixierungsvorgangs nicht überlastet wurden, wiederholten wir den Vorgang an 3 aufeinanderfolgenden Tagen. Jede Sitzung dauerte 5 Minuten pro Tag, so dass Mäuse oder Ratten ausreichend Zeit hatten, sich an das Verfahren zu gewöhnen und mögliche Beschwerden zu minimieren. - Strat EA ab Tag 4.
- Um die Ausbreitung von Krankheiten zu verhindern, tauchen Sie ein steriles Wattestäbchen oder einen sterilen Wattebausch in 75%igen Alkohol und wischen Sie den Halter gründlich ab, um ihn vor und nach jedem Gebrauch zu reinigen und zu desinfizieren. Verwenden Sie Handschuhe und andere Schutzausrüstung, um potenzielle Gesundheitsrisiken beim Umgang mit Nagetieren zu vermeiden.
4. Durchführung von EA bei Mäusen oder jungen Ratten (MS6)
- Wählen Sie sterile Einweg-Akupunkturnadeln mit den Maßen 0,25 mm x 13 mm.
- Finden Sie die Akupunkturpunkte nach anatomischer Lage und bestätigen Sie die Einstichtiefe am Akupunkturpunkt.
HINWEIS: MS6 befindet sich an der seitlichen Seite des Kopfes. Diese Region im Kopf verläuft durch die Verbindung zwischen Shencong (Ex-hn1) und Xuanli (GB6), auch bekannt als anteriores Parietal (Du21). MS6 entspricht der Expression des präzentralen Gyrus der Großhirnrinde auf der Kopfhaut. Ex-hn1 befindet sich 0,5 cm hinter dem Mittelpunkt der anterior-posterioren Mittellinie des Kopfes. GB6 befindet sich in der Mitte der Vorderseite des Ohrs und des Endwinkels des Auges. Der Nervus supratrochlearis superior, der Nervus supraorbitalis, der Nervus occipitalis und der Nervus auriculotemporalis sind darin verteilt. MS6 wird hauptsächlich zur Behandlung von Schlaganfall und Enzephalopathie, wie z. B. motorischen Störungen, eingesetzt. - Drehen Sie langsam sterile Nadeln und führen Sie sie beidseitig in MS6 in einer Tiefe von 3/5 vom vorderen Shenchong (Exhn1) bis zum Xuanli (GB6) entlang der Subkutane bei 3 Nagetieren ein.
- Verbinden Sie eine Seite des Verbindungskabels mit dem EA-Instrument.
- Verbinden Sie eine andere Seite des Anschlusskabels mit den positiven und negativen EA-Clips mit den Akupunkturnadelschäften links und rechts MS6.
- Schalten Sie das EA-Instrument ein.
- Drehen Sie die Taste (Funktion / Schalter wählen), um die Frequenz und den Funktionsmodus einzustellen.
- Stellen Sie die Frequenz auf 10 Hz ein und wählen Sie einen Dauerstrichmodus .
- Drehen Sie die entsprechende Taste (Intensität anpassen), um die Intensität einzustellen. Jede Taste zum Einstellen der Intensität steuert die Stromstärke der Nagetiere des darunter angeschlossenen Drahtes. Stellen Sie die Stromstärke auf den akzeptablen Bereich von Nagetieren ein, normalerweise 1-2 mA, und dauern Sie 5 Minuten.
HINWEIS: Es ist wichtig, die Atmung und das Verhalten der Nagetiere während des Eingriffs zu überwachen, um sicherzustellen, dass sie keine Beschwerden oder Beschwerden verspüren. Wenn die Ratte Probleme zu haben scheint oder Schmerzen hat, sollte der Eingriff sofort abgebrochen werden.
5. Fixieren von Nagetieren am Fixateur (Rückenlage)
- Legen Sie die Köpfe des Nagetiers in das U-förmige Loch vor dem Fixateur, während sich das Nagetier in Bauchlage befindet. Führen Sie den Körper des Nagetiers durch zwei Seilschlaufen.
- Befestigen Sie das Seil um Hals und Bauch des Nagetiers und stellen Sie sicher, dass es nicht entweichen kann, aber nicht so fest, dass Atemnot und Tod verursacht werden.
HINWEIS: Die Punkte, die bei der Fixierung zu beachten sind, sind die gleichen wie in Schritt 3.2. - Fixiere die anderen Nagetiere auf die gleiche Weise.
- Wiederholen Sie wie in Schritt 3.4 die obigen Fixierungsschritte 3 Tage lang, um die Stressreaktion von Nagetieren zu reduzieren.
- Strat EA ab Tag 4.
HINWEIS: Die Desinfektion erfolgt wie in Schritt 3.6 beschrieben.
6. Ausführen von EA (ST25)
- Wählen Sie sterile Einweg-Akupunkturnadeln mit den Maßen 0,25 mm x 13 mm.
- Finden Sie die Akupunkturpunkte nach anatomischer Lage und bestätigen Sie die Einstichtiefe am Akupunkturpunkt.
HINWEIS: ST25 befindet sich auf Höhe des Nabels. Um diesen Punkt bei Nagetieren zu positionieren, muss zuerst die Länge der Pfote des Nagetiers gemessen werden. ST25 befindet sich bei 2/3 der Länge der Pfote neben dem Bauchnabel. Wenn beispielsweise die gemessene Pfote des Nagetiers 0,6 cm beträgt, befindet sich ST25 0,4 cm rechts und links vom Nabel. - Sterile Nadeln langsam drehen und bei 3 Nagetieren in einer Tiefe von 4-8 mm beidseitig in ST25 eindringen.
- Verbinden Sie eine Seite des Verbindungskabels mit dem EA-Instrument.
- Verbinden Sie eine andere Seite des Anschlusskabels mit den positiven und negativen EA-Clips mit den Akupunkturnadelschäften links und rechts ST25.
- Schalten Sie das EA-Instrument ein.
- Drehen Sie die Taste (Funktion / Schalter wählen), um die Frequenz und den Funktionsmodus einzustellen.
- Stellen Sie die Frequenz auf 10 Hz ein und wählen Sie den Dauerstrichmodus.
- Drehen Sie die entsprechende Taste (Intensität anpassen), um die Intensität einzustellen. Jede Taste zum Einstellen der Intensität steuert die Stromstärke der Ratte des darunter angeschlossenen Drahtes. Stellen Sie die Stromstärke auf den akzeptablen Bereich von Nagetieren ein, normalerweise 1-2 mA, und dauern Sie 5 Minuten.
HINWEIS: Die Beobachtungen waren die gleichen wie in Schritt 4.6.
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Representative Results
Der Grundriss des von uns entworfenen Tierkörperfixateurs ist in Abbildung 1 dargestellt. Zusätzlich wurde ein grafisches 3D-Modell dieses Fixateurs eingereicht, um einen umfassenden Überblick über das Design zu geben (Ergänzungsdatei 1). Dies ist ein Gerät, mit dem 3 Nagetiere immobilisiert werden und gleichzeitig EA ausführen können. Ratten und Mäuse waren im wachen Zustand auf den Fixateur beschränkt, und sowohl die Bauch- als auch die Rückenlage konnten fest fixiert werden, ohne die Nagetiere zu verletzen (Abbildung 2 und Abbildung 3). Mit Hilfe des Fixateurs konnten die Akupunkturpunkte MS6 und ST25 erfolgreich bei Nagetieren lokalisiert und genadelt werden (Abbildung 4 und Abbildung 5).
Um Variablen zu kontrollieren und die Wirksamkeit dieses Fixierungsansatzes zu validieren, immobilisierte ein Experimentator 3 Ratten (Video 1) oder 3 Mäuse für drei aufeinanderfolgende Versuche in einer Vergleichsstudie (Tabelle 1). Die Ergebnisse zeigten, dass die durchschnittliche Zeit für die Immobilisierung von 3 Ratten in Bauch- und Rückenlage mit diesem Werkzeug 77,1 s ± 7,8 s bzw. 74,9 s ± 8,6 s betrug (mittlere ± SD). Bei 3 Mäusen betrug die durchschnittliche Immobilisierungszeit in Bauch- und Rückenlage mit diesem Fixateur 72,0 s ± 10,5 s bzw. 62,3 ± 4,2 s (mittlere ± SD). Beide Gruppen von Ratten und Mäusen wurden erfolgreich auf dem Gerät immobilisiert und entkamen während der 5-minütigen EA-Behandlung nicht (Abbildung 2 und Abbildung 3). Bei einer EA-Intensität von 1-2 mA fühlten sich Mäuse und Ratten wohl und kämpften nicht heftig. Die Atmung bei Mäusen und Ratten war stabil, und bei Tieren traten keine plötzlichen Todesfälle auf. Nach der Behandlung blieben die Mäuse und Ratten gesund und überlebten.
Abbildung 1. Grundriss des Chargen-Nagetierfixierers. (1) Nagetierhalter, in drei Teile unterteilt. (2,3) Säulen: Werden verwendet, um die Gliedmaßen von Mäusen oder jungen Ratten zu fixieren. (4) Höhle: wird verwendet, um den Kopf zu fixieren. (5) Loch: wird verwendet, um den Hals der jungen Ratten zu fixieren. (6) Loch: dient zur Befestigung des Körpers. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 2: Fixierte junge Ratten in Bauch- und Rückenlage. (A-C) EA-Behandlung mit MS6-Akupunkturpunkt. (D-F) EA-Behandlung mit ST25-Akupunkturpunkt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 3: Fixierte Mäuse in Bauch- und Rückenlage. (A-C) EA-Behandlung an MS6-Akupunkturpunkt. (D-F) EA-Behandlung mit ST25-Akupunkturpunkt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 4: MS6 in der Hirnregion. MS6 befindet sich auf der lateralen Seite des Kopfes und befindet sich an der Verbindungsstelle zwischen Shencong (Ex-hn1) und Xuanli (GB6), die auch als vordere Parietalregion (Du21) bezeichnet wird. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 5: Bilateraler Punkt ST25 in rot. ST25 befindet sich auf Höhe des Nabels. Um diesen Punkt bei Nagetieren zu positionieren, muss zuerst die Länge der Pfote des Nagetiers gemessen werden. ST25 befindet sich bei 2/3 der Länge der Pfote neben dem Bauchnabel. Wenn beispielsweise die Messpfote des Nagetiers 0,6 cm beträgt, dann ist der ST25 0,4 rechts und links vom Nabel. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
| Gerichtsverhandlung | Ratten | Mäuse | ||
| Bauchlage | Rückenlage | Bauchlage | Rückenlage | |
| (Zeit in Sekunden) | (Zeit in Sekunden) | (Zeit in Sekunden) | (Zeit in Sekunden) | |
| Versuch 1 | 75.5 | 65.1 | 60.2 | 62.3 |
| Versuch 2 | 70.2 | 80.3 | 80.1 | 70.6 |
| Versuch 3 | 85.5 | 79.5 | 75.7 | 65.9 |
| Durchschnittliche Zeit (Mittelwert ± SD) | 77,1 ± 7,8 | 74,9 ± 8,6 | 72,0 ± 10,5 | 62,3 ± 4,2 |
Tabelle 1: Zeitaufwand für die Fixierung von Ratten und Mäusen in Bauch- und Rückenlage. Die Daten (Zeit in Sekunden) wurden von einem Experimentator erhalten, der 3 Ratten bzw. 3 Mäuse für 3 aufeinanderfolgende Versuche immobilisierte. Die durchschnittlich benötigte Zeit wurde durch Berechnung des Durchschnitts und der Standardabweichung der für die 3 Versuche benötigten Zeit bestimmt.
Ergänzende Datei 1: 3D-gedruckte Designdatei für Badnagetierfixierer. Dieses 3D-Modell kann gezogen werden, um eine vollständige 360°-Ansicht des Designs zu erhalten. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.
Video 1: Film der Fixierung in Bauch- und Rückenlage junger SD-Ratten, wie in der Abbildung 2-Legende ausführlich beschrieben. Dieses Video zeigt einen Experimentator, der 3 Ratten sowohl in Rückenlage als auch in Bauchlage festhält. Bitte klicken Sie hier, um dieses Video herunterzuladen.
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Discussion
Elektroakupunktur (EA) ist eine Form der Akupunktur, bei der elektrische Stimulation auf Akupunkturnadeln verwendetwird 11. Bei dieser Technik werden Mikropulsströme mit spezifischer Intensität und Frequenz verwendet, um Akupunkturpunkte zu stimulieren und verbesserte therapeutische Effekte zu erzielen3. Der Heilungsmechanismus von EA ist jedoch begrenzt und erfordert umfangreiche Grundlagenforschung, um 1,2,3 zu beweisen. Nagetiermodelle werden häufig in grundlegenden EA-Studien verwendet 8,12,13, und wir wollen eine schnelle und effiziente Methode zur Durchführung dieser Experimente an Ratten und Mäusen bereitstellen.
Derzeit steht das EA-Experiment vor vielen Herausforderungen. Die größte Herausforderung besteht darin, Nagetiere ohne Betäubung effektiv zu immobilisieren. Die stabile Immobilisierung von Tieren ist entscheidend und hat einen erheblichen Einfluss auf das Ergebnis des Tierversuchs. Ansonsten unterscheiden sich die physiologischen Funktionen von anästhesierten Tieren von denen wacher Tiere, und die klinische Akupunkturbehandlung wird immer bei wachen Patienten durchgeführt. Daher sind experimentelle Studien mit wachen Tieren für klinische Zwecke praktischer. Bisher war die Immobilisierung mit einer Fixierplatte die bevorzugte Methode, die jedoch zeitaufwändig war und nur die Operation eines einzelnen Nagetiers ermöglichte14. Herkömmliche Wegfahrsperren erforderten auch das Abbinden der Gliedmaßen des Nagetiers, was ein zeitaufwändiger Prozess war und aufgrund der festen Befestigung oft zu Schmerzen führte. Mehrere Studien haben Klebeband für Mäuse implementiert, aber ihre Fähigkeit, leicht zu entkommen, stellt erhebliche Herausforderungen dar, insbesondere bei Akupunkturverfahren8. Wenn es mehr Versuchspersonen gibt, ist oft ein Stapelbetrieb erforderlich, um Zeit und Mühe zu sparen2. Daher haben wir einen 3D-gedruckten Batch-Fixateur für Kleintierkörper entwickelt, der mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Fixierungsmethoden bietet15: 1) Er verkürzt die Fixierungszeit und verbessert die experimentelle Effizienz erheblich16; 2) es ist einfach und leicht zu bedienen und wird nicht von subjektiven Faktoren beeinflusst 15,16; 3) Es führte weniger schädlich für Nagetiere; 4) Nach der Fixierung kann die EA-Operation an mehreren jungen Ratten gleichzeitig durchgeführt werden, was Zeit spart und die gleichzeitige Beobachtung der Behandlungsergebnisse ermöglicht.
Der Einsatz der 3D-Drucktechnologie für experimentelle Studien zur EA ist eine wertvolle Erweiterung im Bereich der Akupunkturforschung. Das Gerät kann beim 3D-Druck auf jede Größe eingestellt werden, was dazu beiträgt, dass die experimentelle Akupunktur effektiver durchgeführt werden kann. Fused Deposition Modeling (FDM), auch bekannt als Fused Filament Fabrication (FFF), eine additive Fertigungsmethode10, wird für den 3D-Druck des Fixateurs verwendet. Dieses Gerät eignet sich nicht nur für dieses Experiment, sondern auch für die Durchführung von Experimenten wie CT oder MRT an Nagetieren17,18. Darüber hinaus kann es auch auf alle Situationen angewendet werden, in denen eine Massenfixierung erforderlich ist, mit Ausnahme von EA-Studien. Aufgrund der Verbreitung der 3D-Drucktechnologie ist dieses Gerät leicht verfügbar. Es kann über einen lokalen 3D-Druckhersteller hergestellt werden. Darüber hinaus kann diese Befestigungsvorrichtung auf der Grundlage der Konstruktionszeichnung modifiziert und angepasst werden. In dieser Studie besteht die Fixiervorrichtung aus drei Abschnitten, die jeweils in der Lage sind, ein einzelnes Nagetier zu fixieren. Wenn zusätzliche Nagetiere oder andere Tiere einbezogen werden müssen, kann das Gerät proportional skaliert werden, um die größere Anzahl aufzunehmen. Es kann zum Beispiel als Gerät ausgeführt werden, das 5 Mäuse fixieren kann, oder sogar als Fixiervorrichtung für andere Tiere wie Kaninchen.
Eine weitere Herausforderung besteht darin, bei den Nagetieren Akupunkturpunkte zu finden, die dem Menschen entsprechen. MS6 und ST25 Akupunkturpunkte wurden ausgewählt, um die Auswirkungen der Fixierung in Bauchlage und Rückenlage zu untersuchen. Darüber hinaus wurden diese beiden Akupunkturpunkte von vielen Gelehrten untersucht 6,7,19. MS6 wird am häufigsten in der Erforschung von Hirnerkrankungen wie Parkinson, Funktionsstörungen nach Schlaganfall usw. eingesetzt 6,13,19. MS6 könnte die neurologische Funktion von Ratten mit ischämischem Schlaganfall durch Modulation des JAK/STAT-Signalwegs verbessern, der in einer früheren Studie durch IL-12 vermittelt wird13. ST25 wird normalerweise zur Behandlung des Magen-Darm-Trakts wie Durchfall und Reizdarmsyndrom (IBS) eingesetzt7,12. Eine frühere Studie hat berichtet, dass EA, das ausschließlich am ST25-Punkt angewendet wird, das Potenzial zeigt, viszerale Überempfindlichkeit zu lindern und gleichzeitig die normale langsame Frequenz und den normalen Dickdarmrhythmus bei IBS-Ratten wiederherzustellen12. Diese beiden Akupunkturpunkte sind auch in der Lage, die Auswirkungen der Rücken- und Bauchlage bei Nagetieren angemessen zu demonstrieren. Auch diese beiden Akupunkturpunkte haben die Bedeutung der Anzeige 6,7,19. Da diese beiden Akupunkturpunkte von vielen Wissenschaftlern untersucht wurden, stellen wir ein Protokoll zur Verfügung, wie diese beiden Akupunkturpunkte bei Nagetieren lokalisiert werden können. Es ist hilfreich für Tierversuche, bei denen MS6- und ST25-Studien durchgeführt werden. Die aktuelle Studie hat jedoch einige Einschränkungen. Beispielsweise können die Position und die Einstichtiefe der Nadel nicht objektiv gemessen werden und können je nach Erfahrung des Bedieners variieren.
Unsere Experimente entsprechen dem "3R"-Prinzip der Tierethik und wurden vom Laboratory Animal Welfare and Ethnic Committee der Army Medical University genehmigt. Der schwierigste und wichtigste Schritt in diesem Experiment besteht darin, eine zuverlässige und effiziente Methode zur sicheren Immobilisierung von Nagetieren zu finden. Dies liegt daran, dass jeder Fluchtversuch oder Tod der Nagetiere während der 5-minütigen EA-Stimulation zum Scheitern des Experiments führt. Das Design der vorderen Höhle macht sich die Vorliebe der Nagetiere für das Graben von Löchern zunutze. Das Platzieren des Kopfes der Nagetiere in der Höhle soll psychologischen Komfort bieten. Darüber hinaus sollten die Seile, mit denen Kopf und Körper der Nagetiere befestigt werden, mäßig sicher sein und weder übermäßig locker noch zu fest bleiben, um das Entweichen des Nagetiers zu verhindern und Atemnot zu vermeiden. Nach der elektrischen Stimulation wurden das Verhalten und die Reaktionen der Nagetiere sorgfältig überwacht. Im Idealfall würden Nagetiere beim Anlegen eines Stroms von 1-2 mA keine aggressiven Kämpfe oder Lautäußerungen als Reaktion auf einen Stromschlagzeigen 20. Der Fixateur kann auch verwendet werden, um Nagetiere in Rückenlage, Bauchlage und anderen Arten von Fixierungen nach Bedarf zu fixieren. Es eignet sich für eine Vielzahl von experimentellen Anforderungen, und der Fixierungsvorgang ist einfach durchzuführen21. Dies hat jedoch zu einer Einschränkung geführt, dass Tiere unterschiedlicher Größe maßgeschneiderte Immobilisierungsgeräte unterschiedlicher Größe benötigen. Nur Tiere mit geringen Größenunterschieden können mit demselben Gerät fixiert werden. Der in diesem Protokoll verwendete Batch-Immobilisierungsfixator immobilisiert Nagetiere effizient und zuverlässig im Gewichtsbereich von 10-40 g. Für Tiere außerhalb dieses Gewichtsbereichs sind kundenspezifische Fixatoren für die Chargenimmobilisierung erforderlich, um ihren spezifischen Anforderungen gerecht zu werden.
Darüber hinaus bietet die 3D-gedruckte Chargenfixierung von Nagetieren, die für Massen-EA-Operationen an Nagetieren verwendet wird, mehr Sicherheit, da sie resistent gegen Kratzer und Bisse von Nagetieren ist. Studien zu EA an Nagetieren haben wertvolle Einblicke in den potenziellen Nutzen dieser therapeutischen Modalität beim Menschen geliefert 1,2,3,6,7,11,14. Das Gerät ist vorteilhaft für die Förderung der experimentellen wissenschaftlichen Forschung in EA. Diese Technik ermöglicht es Forschern, Tierversuche durchzuführen, die die Immobilisierung von Tieren erfordern. Darüber hinaus zeigt es die genaue Position von ST25 und MS6, die als Referenz für diejenigen dienen kann, die diese beiden Akupunkturpunkte in Zukunft untersuchen. Letztendlich soll diese Methodik zu wertvollen Tiermodellen für die EA-Forschung führen.
Der in diesem Artikel beschriebene 3D-gedruckte Batch-Mäusefixator bietet eine einfache und effiziente Methode zur Durchführung von EA-Experimenten an Ratten oder Mäusen. Sein Design berücksichtigt den Komfort und die Sicherheit der Tiere sowie die Notwendigkeit einer schnellen und effizienten Fixierung. Dieses Gerät hat das Potenzial, Zeit und Mühe bei der Durchführung von Tierversuchen zu sparen, den Fortschritt der Elektroakupunkturforschung zu fördern und letztendlich zu besseren Behandlungen für verschiedene Krankheiten zu führen.
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Disclosures
Die Autoren erklärten, dass keine konkurrierenden Interessenkonflikte bestehen.
Acknowledgments
Vielen Dank an die Abteilung für Neurochirurgie des Second Affiliated Hospital der Army Medical University für die Unterstützung vor Ort. Finanzierung: Diese Arbeit wurde von der Natural Science Foundation of China (82104696) unterstützt.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 3D printing batch mice fixator | MESH INVENT | Custom made | The fixator produced by 3D printer. The printing method is called fused deposition modeling (FDM), also known as fused filament fabrication (FFF). |
| Electroacupuncture instrument | Hwato, Suzhou Medical Appliance Factory | SDZ-III | www.Hwato-med.com |
| Disposable sterile acupuncture needle | Suzhou Medical Appliance Factory | N/A | 0.25 mm x 13 mm |
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