Summary
Hier presenteren we een protocol voor efficiënte en snelle elektro-acupunctuur (EA) bij muizen of jonge ratten met behulp van een driedimensionale (3D) geprinte houder. Deze techniek maakt gelijktijdige bediening op meerdere dieren mogelijk, waardoor tijd wordt bespaard en de efficiëntie van de experimenten wordt verhoogd.
Abstract
Elektro-acupunctuur (EA) wordt veel gebruikt om verschillende gezondheidsproblemen te behandelen. Het onderliggende mechanisme van EA-behandeling blijft echter onduidelijk, wat de promotie ervan belemmert. De mechanistische studie vereist muis- of rattenmodellen om dit probleem aan te pakken. Deze dieren zijn echter niet gehoorzaam aan het experimentele proces, dat tijdrovend is. Om deze problemen op te lossen, hebben we een 3D-geprinte bulkfixator voor kleine dieren ontworpen om de efficiëntie van EA's dierproeven te verbeteren. Deze video laat in detail zien hoe je de fixator kunt gebruiken om bulk EA uit te voeren op muizen of jonge ratten. Voor de selectie van acupunten werd de voorste schuine lijn van vertex temporal (MS6-kop) en Tianshu-punt (ST25-buik) gekozen om het effect van het fixatieapparaat met buikligging en rugligging te verifiëren. Door gebruik te maken van de 3D-geprinte houder voor kleine dieren kunnen meerdere knaagdieren tegelijkertijd worden geïmmobiliseerd en behandeld, waardoor de tijd en middelen die nodig zijn voor het experiment worden verminderd. Deze techniek kan worden toegepast op andere diermodellen door verschillende formaten te 3D-printen en kan mogelijk worden gebruikt voor verschillende bevestigingsomstandigheden. Het apparaat is gunstig voor de bevordering van experimenteel wetenschappelijk onderzoek in EA.
Introduction
Elektro-acupunctuur (EA) therapie is een unieke methode waarbij acupunctuurnaalden in de hoofdhuid worden ingebracht en verbonden met een elektromachine om specifieke punten te stimuleren1. In tegenstelling tot handmatige stimulatie maakt EA een betere controle van de stimulatie mogelijk door specifieke frequenties en golfvormen te stabiliseren om optimale therapeutische effecten te bereiken2. Volgens een enquête gebruikt 81.2% van de medische instellingen in China EA of manuele acupunctuur om hersenverlamming, neuralgie, aangezichtsverlamming en andere aandoeningen te behandelen. Ondanks zijn populariteit is het specifieke werkingsmechanisme van EA nog onbekend, wat de promotie en toepassing ervan bij de revalidatiebehandeling van neurologische aandoeningen heeft belemmerd 1,2,3. Verder onderzoek is nodig om het mechanisme van de effectiviteit van EA volledig te begrijpen en het gebruik ervan bij de revalidatiebehandeling van neurologische aandoeningen te bevorderen.
Naarmate de invloed van acupunctuur zich wereldwijd uitbreidt, hebben veel onderzoeken al de mechanismen van EA onderzocht die zijn uitgevoerd op knaagdiermodellen, zoals ratten- of muismodellen 1,2,3. Verschillende problemen komen vaak voor bij de knaagdierexperimenten van EA. De eerste is hoe knaagdieren zonder verdoving kunnen worden geïmmobiliseerd, aangezien acupunctuur die wordt uitgevoerd op wakkere proefpersonen meer een afspiegeling is van de klinische praktijk. Bovendien vereisen sommige experimenten dat dieren wakker zijn om behandelingseffecten te observeren 2,3. Een andere uitdaging is het nauwkeurig lokaliseren van de acupunten bij muizen of ratten die overeenkomen met die bij mensen. De precieze lokalisatie van acupunten bij experimentele knaagdieren wordt momenteel door veel wetenschappers bestudeerd 4,5. In dit protocol werden MS6 en ST25 geselecteerd, die duidelijk zijn gedefinieerd bij knaagdieren door de transformatie van menselijke anatomische lokalisatie. MS6 wordt vaak gebruikt voor de behandeling van sommige hersenziekten, zoalsde ziekte van Parkinson6. ST25 wordt meestal gebruikt om gastro-intestinale problemen, zoals diarree, tebehandelen7. Deze twee acupunten werden in de eerste plaats gekozen om te laten zien hoe knaagdieren effectief kunnen worden geïmmobiliseerd in zowel rugligging als buikligging. Bovendien zijn deze acupunten uitgebreid bestudeerd en bieden ze belangrijke inzichten voor onderzoeksdoeleinden 6,7.
De vorige methode om een enkele rat te immobiliseren voor experimenten is niet alleen tijdrovend, maar ook moeilijk te hanteren door één persoon8. Bovendien is het slagingspercentage in de praktijk relatief laag door het niet meewerken van dieren. Daarom is het van cruciaal belang om een gemakkelijk vast te stellen diermodel met stabiele kenmerken te creëren om de efficiëntie van het experiment te verbeteren. In dit artikel werd een 3D-geprinte houder voor kleine dieren geïntroduceerd die gemakkelijk meerdere knaagdieren kon immobiliseren, wat leidde tot motorische beperking. Het doel van dit artikel is om EA-behandelingen toe te dienen aan een groep jonge ratten of muizen, met de nadruk op de strategieën voor bulkbeperking van muizen, identificatie en stimulatie van MS6- en ST25-acupunten.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
De experimenten in deze studie voldoen aan het "3V's"-principe van dierethiek en zijn goedgekeurd door het Laboratory Animal Welfare and Ethnic Committee van de Army Medical University (AMUWEC20234543).
1. Voorbereiding van een fixatieapparaat voor knaagdierlichamen
- Ontwerp een houder voor kleine dieren op basis van het Chinese gebruiksmodel patent9.
- Produceer het apparaat door middel van 3D-printtechnologie.
- Maak een touw van 2 m lang en verdeel het in 6 touwen. Rijg deze 6 touwen door de gaten in de fixator. Gebruik de veerbelaste gesp om de uiteinden van het touw vast te maken, waardoor de lusmaat gemakkelijker kan worden aangepast.
OPMERKING: De fixator kan worden vervaardigd door elk bedrijf dat is uitgerust met 3D-printtechnologie op basis van een ontwerptekening. De ontwerptekening van het apparaat wordt weergegeven in afbeelding 1. De fixator die in dit onderzoek werd gebruikt, werd geproduceerd door een 3D-printer door middel van een printmethode die fused deposition modeling (FDM) wordt genoemd, ook bekend als fused filament fabrication (FFF)10. Deze additive manufacturing-methode print de onderdelen van het ontwerp laag voor laag door het materiaal selectief in de gesmolten vorm in een vooraf bepaald pad te deponeren. Het proces maakt gebruik van thermoplastische polymeren die in filamenten worden geleverd om de uiteindelijke fysieke structuur te creëren. Het immobilisatieapparaat dat in dit onderzoek wordt gebruikt, kan drie dieren tegelijk vastzetten, waarvoor zes touwen nodig zijn, waarbij elk dier een paar touwen nodig heeft: één voor de nek en één voor de romp.
2. Bereiding van knaagdieren
- Koop 3 Sprague-Dawley-ratten (10-40 g, 7-45 dagen oud) en 3 C57 BL/C-muizen (5-40 g).
- Fok dieren in een ruimte met een dag/nacht-cyclus van 12 uur, een omgevingstemperatuur van 21-23 °C en een luchtvochtigheid van 45%-60%. Desinfecteer en ventileer de voeromgeving regelmatig en laat de dieren vrij eten en drinken.
3. Knaagdieren aan de fixator bevestigen (buikligging)
- Plaats de kop van het knaagdier in het U-vormige gat voor de fixator, met het knaagdier in buikligging. Haal het lichaam van het knaagdier door twee touwlussen.
- Maak de touwen rond de nek en buik van het knaagdier vast en zorg ervoor dat het niet kan ontsnappen, maar niet zo strak dat het ademnood en de dood veroorzaakt.
- De belangrijkste stap is om de nek op zijn plaats te fixeren. Laat een opening van 2-5 mm tussen de nek van het knaagdier en het touw. Zorg ervoor dat het touw niet te strak is voor de dieren om te wurgen of te los om te ontsnappen.
- Bevestig de andere knaagdieren op dezelfde manier in het apparaat.
- Herhaal de bovenstaande fixatiestappen (3.1-3.2) gedurende 3 dagen om de mogelijke stressreactie veroorzaakt door de fixatieprocedure tot een minimum te beperken. Herhaal de fixatieprocedure gedurende 3 opeenvolgende dagen, waarbij elke sessie 5 minuten per dag duurt.
OPMERKING: Om ervoor te zorgen dat knaagdieren niet overbelast raakten tijdens de fixatieprocedure, herhaalden we de procedure gedurende 3 opeenvolgende dagen. Elke sessie duurde 5 minuten per dag, waardoor muizen of ratten voldoende tijd hadden om aan de procedure te acclimatiseren en mogelijk ongemak tot een minimum te beperken. - Strat EA vanaf dag 4.
- Om de verspreiding van ziekten te voorkomen, dompelt u een steriel wattenstaafje of bolletje onder in 75% alcohol en veegt u de houder grondig schoon en desinfecteert u deze voor en na elk gebruik grondig. Gebruik handschoenen en andere beschermende uitrusting om mogelijke gezondheidsrisico's bij het hanteren van knaagdieren te voorkomen.
4. EA uitvoeren bij muizen of jonge ratten (MS6)
- Kies voor steriele acupunctuurnaalden van 0,25 mm x 13 mm.
- Zoek de acupunten op anatomische locatie en bevestig de insteekdiepte op het acupunt.
OPMERKING: MS6 bevindt zich aan de zijkant van het hoofd. Dit gebied in het hoofd gaat door de verbinding tussen Shencong (Ex-hn1) en Xuanli (GB6), ook bekend als het anterieure pariëtale (Du21). MS6 komt overeen met de expressie van de precentrale gyrus van de hersenschors op de hoofdhuid. Ex-hn1 bevindt zich 0,5 cm achter het middelpunt van de voorste-achterste middellijn van het hoofd. GB6 bevindt zich in het midden van de voorkant van het oor en de eindhoek van het oog. De superieure supratrochleaire zenuw, supraorbitale zenuw, occipitale zenuw en auriculotemporale zenuw zijn erin verdeeld. MS6 wordt voornamelijk gebruikt voor de behandeling van beroertes en encefalopathie, zoals motorische stoornissen. - Draai en steek langzaam steriele naalden bilateraal in MS6 op een diepte van 3/5 van de voorste Shenchong (Exhn1) tot de Xuanli (GB6) langs het onderhuidse bij respectievelijk 3 knaagdieren.
- Sluit één kant van de aansluitkabel aan op het EA-instrument.
- Sluit een andere kant van de aansluitkabel met de positieve en negatieve EA-clips aan op de acupunctuurnaaldschachten aan de linker- en rechterkant MS6.
- Schakel het EA-instrument in.
- Draai aan de knop (Functie/Kies schakelaar) om de frequentie en functiemodus in te stellen.
- Stel de frequentie in op 10 Hz en kies een continue golfmodus .
- Draai aan de bijbehorende knop (Intensiteit aanpassen) om de intensiteit in te stellen. Elke knop voor het aanpassen van de intensiteit regelt de stroomsterkte van de knaagdieren van de draad die eronder is aangesloten. Pas de stroomintensiteit aan op het acceptabele bereik van knaagdieren, meestal 1-2 mA, gedurende 5 minuten.
NOTITIE: Het is belangrijk om de ademhaling en het gedrag van de knaagdieren tijdens de procedure in de gaten te houden om er zeker van te zijn dat ze geen angst of ongemak ervaren. Als de rat het moeilijk lijkt te hebben of pijn heeft, moet de procedure onmiddellijk worden stopgezet.
5. Knaagdieren aan de fixator bevestigen (rugligging)
- Plaats de koppen van het knaagdier in het U-vormige gat voor de fixator, met het knaagdier in buikligging. Haal het lichaam van het knaagdier door twee touwlussen.
- Maak het touw vast om de nek en buik van het knaagdier en zorg ervoor dat het niet kan ontsnappen, maar niet zo strak dat het ademnood en de dood veroorzaakt.
OPMERKING: De punten die tijdens de fixatie in acht moeten worden genomen, zijn dezelfde als in stap 3.2. - Bevestig de andere knaagdieren op dezelfde manier.
- Herhaal net als in stap 3.4 de bovenstaande fixatiestappen gedurende 3 dagen om de stressreactie van knaagdieren te verminderen.
- Strat EA vanaf dag 4.
NOTITIE: Desinfectie wordt uitgevoerd zoals vermeld in stap 3.6.
6. EA uitvoeren (ST25)
- Kies voor steriele acupunctuurnaalden van 0,25 mm x 13 mm.
- Zoek de acupunten op anatomische locatie en bevestig de insteekdiepte op het acupunt.
OPMERKING: ST25 bevindt zich ter hoogte van de navel. Om dit punt bij knaagdieren te positioneren, moet eerst de lengte van de poot van het knaagdier worden gemeten. ST25 bevindt zich op 2/3 van de lengte van de poot naast de navel. Als de gemeten poot van het knaagdier bijvoorbeeld 0,6 cm is, bevindt ST25 zich 0,4 cm rechts en links van de navel. - Draai en penetreer steriele naalden langzaam in ST25 bilateraal op een diepte van 4-8 mm op respectievelijk 3 knaagdieren.
- Sluit één kant van de aansluitkabel aan op het EA-instrument.
- Sluit een andere kant van de aansluitkabel met de positieve en negatieve EA-clips aan op de acupunctuurnaaldschachten aan de linker- en rechterkant ST25.
- Schakel het EA-instrument in.
- Draai aan de knop (Functie/Kies schakelaar) om de frequentie en functiemodus in te stellen.
- Stel de frequentie in op 10 Hz en kies Continuous Wave Mode.
- Draai aan de bijbehorende knop (Intensiteit aanpassen) om de intensiteit in te stellen. Elke knop voor het aanpassen van de intensiteit regelt de stroomsterkte van de rat van de draad die eronder is aangesloten. Pas de stroomintensiteit aan op het acceptabele bereik van knaagdieren, meestal 1-2 mA, gedurende 5 minuten.
OPMERKING: De waarnemingen waren dezelfde als in stap 4.6.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
De plattegrond van de door ons ontworpen fixator voor dierenlichamen is weergegeven in figuur 1. Daarnaast werd een grafisch 3D-model van deze fixator ingediend om een volledig beeld te geven van het ontwerp (aanvullend dossier 1). Dit is een apparaat waarmee 3 knaagdieren kunnen worden geïmmobiliseerd en tegelijkertijd EA kunnen uitvoeren. Ratten en muizen werden beperkt tot de fixator in wakkere toestand, en zowel buikligging als rugligging konden stevig worden gefixeerd zonder de knaagdieren te verwonden (Figuur 2 en Figuur 3). Met behulp van de fixator werden de MS6- en ST25-acupunten met succes gelokaliseerd en geprikt bij knaagdieren (Figuur 4 en Figuur 5).
Om variabelen te controleren en de effectiviteit van deze fixatiebenadering te valideren, immobiliseerde een onderzoeker 3 ratten (video 1) of 3 muizen voor drie opeenvolgende proeven in een vergelijkende studie (tabel 1). De bevinding toonde aan dat de gemiddelde tijd voor immobilisatie van 3 ratten in buikligging en rugligging met behulp van dit hulpmiddel respectievelijk 77,1 s ± 7,8 s en 74,9 s ± 8,6 s was (gemiddelde ± SD). Wat 3 muizen betreft, was de gemiddelde immobilisatietijd in buikligging en rugligging met behulp van deze fixator respectievelijk 72,0 s ± 10,5 s en 62,3 ± 4,2 s (gemiddelde ± SD). Beide groepen ratten en muizen werden met succes geïmmobiliseerd op het apparaat en ontsnapten niet tijdens de EA-behandeling van 5 minuten (Figuur 2 en Figuur 3). Bij een EA-intensiteit van 1-2 mA voelden muizen en ratten zich op hun gemak en worstelden ze niet gewelddadig. De ademhaling bij muizen en ratten was stabiel en er traden geen plotselinge sterfgevallen op bij dieren. Na de behandeling bleven de muizen en ratten gezond en overleefden.
Figuur 1. Batch knaagdier fixator plattegrond. (1) Knaagdierhouder, verdeeld in drie delen. (2,3) Zuilen: gebruikt om de ledematen van muizen of jonge ratten te fixeren. (4) Grot: gebruikt om het hoofd te bevestigen. (5) Gat: wordt gebruikt om de nek van de jonge ratten vast te zetten. (6) Gat: gebruikt om het lichaam te bevestigen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: Vaste jonge ratten in buikligging en rugligging. (A-C) EA-behandeling op MS6-acupunt. (D-F) EA-behandeling op ST25-acupunt. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3: Vaste muizen in buikligging en rugligging. (A-C) EA-behandeling op MS6-acupunt. (D-F) EA-behandeling op ST25-acupunt. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4: MS6 in het cerebrale gebied. MS6 bevindt zich aan de laterale zijde van het hoofd en bevindt zich op het verbindingspunt tussen Shencong (Ex-hn1) en Xuanli (GB6), ook bekend als het voorste pariëtale (Du21) gebied. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 5: bilateraal ST25-punt in rood. ST25 bevindt zich ter hoogte van de navel. Om dit punt bij een knaagdier te positioneren, moet eerst de lengte van de poot van het knaagdier worden gemeten. ST25 bevindt zich op 2/3 van de lengte van de poot naast de navel. Als de meetpoot van het knaagdier bijvoorbeeld 0,6 cm is, dan is de ST25 0,4 rechts en links van de navel. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
| Proeven | Ratten | Muizen | ||
| Buikligging | Rugligging | Buikligging | Rugligging | |
| (tijd in seconden) | (tijd in seconden) | (tijd in seconden) | (tijd in seconden) | |
| Proef 1 | 75.5 | 65.1 | 60.2 | 62.3 |
| Proef 2 | 70.2 | 80.3 | 80.1 | 70.6 |
| Proef 3 | 85.5 | 79.5 | 75.7 | 65.9 |
| Gemiddelde tijd (gemiddelde ± SD) | 77,1 ± 7,8 | 74,9 ± 8,6 | 72,0 ± 10,5 | 62,3 ± 4,2 |
Tabel 1: Tijd besteed aan het fixeren van ratten en muizen met buikligging en rugligging. De gegevens (tijd in seconden) werden verkregen door een onderzoeker die respectievelijk 3 ratten en 3 muizen immobiliseerde voor 3 opeenvolgende proeven. De gemiddelde benodigde tijd werd bepaald door het gemiddelde en de standaarddeviatie van de tijd die nodig was voor de 3 proeven te berekenen.
Aanvullend bestand 1: 3D-geprint ontwerpbestand voor badknaagdierfixatoren. Dit 3D-model kan worden versleept om een volledig 360°-beeld van het ontwerp te krijgen. Klik hier om dit bestand te downloaden.
Video 1: Filmpje van buikligging en rugligging fixatie van jonge SD ratten, zoals in detail beschreven in de Figuur 2 legenda. Deze video toont een onderzoeker die 3 ratten in bedwang houdt in zowel rugligging als buikligging. Klik hier om deze video te downloaden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Elektro-acupunctuur (EA) is een vorm van acupunctuur waarbij elektrische stimulatie op acupunctuurnaalden wordt gebruikt11. Deze techniek omvat het gebruik van micropulsstromen van specifieke intensiteit en frequentie om acupunctuurpunten te stimuleren en verbeterde therapeutische effecten te bereiken3. Het mechanisme van EA voor genezing is echter beperkt en vereist uitgebreid fundamenteel onderzoek om 1,2,3 te bewijzen. Knaagdiermodellen worden vaak gebruikt in basale EA-onderzoeken 8,12,13, en we streven ernaar een snelle en efficiënte methode te bieden voor het uitvoeren van deze experimenten bij ratten en muizen.
Momenteel staat het EA-experiment voor veel uitdagingen. De belangrijkste uitdaging is om knaagdieren effectief te immobiliseren zonder verdoving. Stabiele immobilisatie van dieren is cruciaal en heeft een grote invloed op de uitkomst van de dierproef. Anders zijn de fysiologische functies van verdoofde dieren anders dan die van wakkere dieren en wordt klinische acupunctuurbehandeling altijd uitgevoerd bij wakkere patiënten. Daarom zijn experimentele studies met wakkere dieren praktischer voor klinische doeleinden. Voorheen had immobilisatie met een fixatieplaat de voorkeur, maar het was tijdrovend en stond alleen de operatie van een enkel knaagdier toe14. Traditionele startonderbrekers vereisten ook het vastbinden van de ledematen van het knaagdier, wat een tijdrovend proces was en vaak resulteerde in pijn vanwege de strakke sluiting. Verschillende onderzoeken hebben plakband voor muizen geïmplementeerd, maar hun vermogen om gemakkelijk te ontsnappen vormt een aanzienlijke uitdaging, vooral tijdens acupunctuurprocedures. Wanneer er meer proefpersonen zijn, is batchbewerking vaak nodig om tijd en moeite te besparen2. Daarom hebben we een 3D-geprinte batchfixator voor kleine dieren ontwikkeld die verschillende voordelen biedt ten opzichte van traditionele fixatiemethoden15: 1) het verkort de fixatietijd, waardoor de experimentele efficiëntie aanzienlijk wordt verbeterd16; 2) het is eenvoudig en gemakkelijk te gebruiken en wordt niet beïnvloed door subjectieve factoren 15,16; 3) Het leidde minder schadelijk voor knaagdieren; 4) Eenmaal gefixeerd, kan de EA-operatie op meerdere jonge ratten tegelijk worden uitgevoerd, wat tijd bespaart en gelijktijdige observatie van behandelingsresultaten mogelijk maakt.
Het gebruik van 3D-printtechnologie voor experimentele studies van EA is een waardevolle uitbreiding op het gebied van acupunctuuronderzoek. Het apparaat kan bij 3D-printen op elke grootte worden aangepast, waardoor experimentele acupunctuur effectiever kan worden uitgevoerd. Fused deposition modeling (FDM), ook bekend als fused filament fabrication (FFF), een additieve productiemethode10, wordt gebruikt voor het 3D-printen van de fixator. Dit apparaat is niet alleen geschikt voor dit experiment, maar ook voor het uitvoeren van experimenten zoals CT of MRI op knaagdieren17,18. Daarnaast kan het ook worden toegepast op elke situatie waar bulkfixatie nodig is, behalve voor EA-studies. Door de prevalentie van 3D-printtechnologie is dit apparaat gemakkelijk verkrijgbaar. Het kan worden gemaakt via een lokale 3D-printfabrikant. Bovendien kan dit bevestigingsmiddel worden aangepast en aangepast op basis van de ontwerptekening. In deze studie bestaat het bevestigingsmiddel uit drie secties, die elk in staat zijn om een enkel knaagdier te fixeren. Als er extra knaagdieren of andere dieren moeten worden opgenomen, kan het apparaat proportioneel worden geschaald om het grotere aantal te huisvesten. Het kan bijvoorbeeld worden ontworpen als een apparaat dat 5 muizen kan repareren of zelfs als een bevestigingsapparaat voor andere dieren zoals konijnen.
Een andere uitdaging is het vinden van acupunten in de knaagdieren die overeenkomen met mensen. MS6- en ST25-acupunten werden gekozen om de effecten van buik- en rugligging te onderzoeken. Bovendien zijn die twee acupunten door veel geleerden bestudeerd 6,7,19. MS6 wordt het vaakst gebruikt in onderzoek naar hersenziekten, zoals de ziekte van Parkinson, disfunctie na een herseninfarct, enz. 6,13,19. MS6 zou de neurologische functie van ratten die lijden aan ischemische beroerte kunnen verbeteren via modulatie van de JAK/STAT-signaleringsroute die wordt gemedieerd door IL-12 in een eerdere studie13. ST25 wordt meestal gebruikt voor de behandeling van het maagdarmkanaal, zoals diarree en prikkelbare darm syndroom (PDS)7,12. Een eerdere studie heeft gemeld dat EA die alleen op het ST25-punt werd toegepast, het potentieel toonde om viscerale overgevoeligheid te verlichten en tegelijkertijd de normale langzame golffrequentie en het colonritme bij IBS-ratten te herstellen. Deze twee acupunten zijn ook in staat om de effecten van rugligging en buikligging bij knaagdieren op de juiste manier aan te tonen. Ook hebben deze twee acupunten de betekenis van weergave 6,7,19. Omdat deze twee acupunten door veel geleerden zijn bestudeerd, bieden we een protocol voor het lokaliseren van deze twee acupunten bij knaagdieren. Het is nuttig voor dierproeven waarbij MS6- en ST25-onderzoeken worden uitgevoerd. De huidige studie heeft echter enkele beperkingen. De positie en insteekdiepte van de naald kunnen bijvoorbeeld niet objectief worden gemeten en kunnen variëren op basis van het ervaringsniveau van de gebruiker.
Onze experimenten voldoen aan het "3V's"-principe van dierethiek en zijn goedgekeurd door het Laboratory Animal Welfare and Ethnic Committee van de Army Medical University. De meest uitdagende en cruciale stap in dit experiment is het vinden van een betrouwbare en efficiënte methode om knaagdieren veilig te immobiliseren. Dit komt omdat elke poging om te ontsnappen of de dood van de knaagdieren tijdens de EA-stimulatie van 5 minuten zal resulteren in het mislukken van het experiment. Het ontwerp van de voorste grot maakt gebruik van de voorkeur van de knaagdieren voor het graven van gaten. Het plaatsen van de kop van de knaagdieren in de grot is bedoeld om psychologisch comfort te bieden. Bovendien moeten de touwen die worden gebruikt om de kop en het lichaam van de knaagdieren vast te maken, matig veilig zijn en niet te slap of te strak blijven om te voorkomen dat het knaagdier ontsnapt en ademnood voorkomt. Na elektrische stimulatie werden het gedrag en de reacties van de knaagdieren zorgvuldig gevolgd. Idealiter zouden knaagdieren bij het toepassen van een stroom van 1-2 mA geen agressieve worstelingen of vocalisaties vertonen als reactie op een elektrische schok20. De fixator kan ook worden gebruikt om knaagdieren in rugligging, buikligging en andere soorten fixaties te fixeren als dat nodig is. Het is geschikt voor een verscheidenheid aan experimentele behoeften en de fixatiebewerking is eenvoudig uit te voeren21. Dit heeft echter geleid tot een beperking dat dieren van verschillende groottes op maat gemaakte immobilisatieapparatuur van verschillende grootte nodig hebben. Alleen dieren met kleine verschillen in grootte kunnen met hetzelfde apparaat worden vastgehouden. De batch-immobilisatiefixator die in dit protocol wordt gebruikt, immobiliseert knaagdieren efficiënt en betrouwbaar binnen het gewichtsbereik van 10-40 g. Voor dieren buiten dit gewichtsbereik zijn op maat gemaakte batch-immobilisatiefixators nodig om aan hun specifieke vereisten te voldoen.
Bovendien biedt de 3D-geprinte batch-knaagdierfixatie die wordt gebruikt voor bulk-EA-operaties op knaagdieren verbeterde veiligheid omdat deze bestand is tegen knaagdierkrassen en -beten. Studies van EA op knaagdieren hebben waardevolle inzichten opgeleverd in de potentiële voordelen van deze therapeutische modaliteit bij mensen 1,2,3,6,7,11,14. Het apparaat is gunstig voor de bevordering van experimenteel wetenschappelijk onderzoek in EA. Met deze techniek kunnen onderzoekers dierproeven uitvoeren waarbij dieren moeten worden geïmmobiliseerd. Bovendien presenteert het de exacte locatie van ST25 en MS6, die als referentie kunnen dienen voor degenen die deze twee acupunten in de toekomst bestuderen. Uiteindelijk zal deze methodologie naar verwachting leiden tot waardevolle diermodellen voor EA-onderzoek.
De 3D-geprinte batch-muizenfixator die in dit artikel wordt beschreven, biedt een eenvoudige en efficiënte methode voor het uitvoeren van EA-experimenten bij ratten of muizen. Het ontwerp houdt rekening met het comfort en de veiligheid van de dieren, evenals met de noodzaak van snelle en efficiënte fixatie. Dit apparaat heeft het potentieel om tijd en moeite te besparen bij het uitvoeren van dierproeven, de vooruitgang van elektro-acupunctuuronderzoek te bevorderen en uiteindelijk te leiden tot betere behandelingen voor verschillende ziekten.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs verklaarden dat er geen concurrerende belangenconflicten bestaan.
Acknowledgments
Met dank aan de afdeling Neurochirurgie van het Second Affiliated Hospital van de Army Medical University voor ondersteuning ter plaatse. Financiering: Dit werk werd ondersteund door de Natural Science Foundation of China (82104696).
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 |
References
- Lee, S., Kim, S. N. The effect of acupuncture on modulating inflammatory cytokines in rodent animal models of respiratory disease: A systematic review and meta-analysis. Frontiers in Immunology. 13, 878463 (2022).
- Xin, Y. Y., Wang, J. X., Xu, A. J. Electroacupuncture ameliorates neuroinflammation in animal models. Acupuncture in Medicine: Journal of the British Medical Acupuncture Society. 40 (5), 474-483 (2022).
- Mengzhu, S., et al. Electroacupuncture at Tianshu (ST25) and Zusanli (ST36) alleviates stress-induced irritable bowel syndrome in mice by modulating gut microbiota and corticotropin-releasing factor. Journal of traditional Chinese medicine. 42 (5), 732-740 (2022).
- Xu, D. S., et al. A new attempt of re-mapping acupoint atlas in the rat. Acupuncture Research. 44 (1), 62-65 (2019).
- Yin, C. S., et al. A proposed transpositional acupoint system in a mouse and rat model. Research in Veterinary Science. 84 (2), 159-165 (2008).
- Cao, L., et al. The effectiveness of acupuncture for Parkinson's disease: An overview of systematic reviews. Complementary Therapies in Medicine. 50, 102383 (2020).
- Yang, L., et al. Effect of warming moxibustion Tianshu (ST 25, bilateral) and Qihai (CV 6) for the treatment of diarrhea-dominant irritable bowel syndrome: a patient-blinded pilot trial with orthogonal design. Journal of Traditional Chinese Medicine. 37 (4), 538-545 (2017).
- Delcour, M., et al. Early movement restriction leads to maladaptive plasticity in the sensorimotor cortex and to movement disorders. Scientific Reports. 8 (1), 16328 (2018).
- A fixing device for mice body. China Patent. Zhifeng, W. , 202220586749 (2023).
- Ismail, K. I., Yap, T. C., Ahmed, R. 3D-printed fiber-reinforced polymer composites by fused deposition modelling (FDM): Fiber length and fiber implementation techniques. Polymers. 14 (21), 4659 (2022).
- Lu, C., et al. Efficacy of electroacupuncture with different frequencies in the treatment of chemotherapy-induced peripheral neuropathy: A study protocol for a randomized controlled trial. Frontiers in Neurology. 13, 843886 (2022).
- Zhang, L., et al. Modulation of colonic function in irritable bowel syndrome rats by electroacupuncture at ST25 and the neurobiological links between ST25 and the colon. Frontiers in Neuroscience. 16, 930489 (2022).
- Wang, J. H., et al. Anti-inflammation mechanism of electro-scalp acupuncture in treatment of ischemic stroke based on IL-12 mediated JAK/STAT signaling pathway. Chinese Acupuncture & Moxibustion. 42 (10), 1137-1144 (2022).
- Ren, D., et al. A novel design of a plate for posterolateral tibial plateau fractures through traditional anterolateral approach. Scientific Reports. 8 (1), 16418 (2018).
- Wu, L., Dong, Y., Zhu, C., Chen, Y. Effect and mechanism of acupuncture on Alzheimer's disease: A review. Frontiers in Aging Neuroscience. 15, 1035376 (2023).
- Wu, L. Electroacupuncture for spinal cord injury: A scientific study of traditional medicine. Neurospine. 19 (3), 770-772 (2022).
- Gozzi, A., Zerbi, V.
- Denic, A., Macura, S. I., Mishra, P., Gamez, J. D., Rodriguez, M., Pirko, I.
- Cong-hui, Q., et al. Efficacy observation of long-retaining scalp acupuncture plus interactive training for upper-extremity dysfunction after cerebral stroke. Journal of Acupuncture and Tuina Science. 19, 43-48 (2021).
- Kvist, L. J., Hall-Lord, M. L., Rydhstroem, H., Larsson, B. W. A randomised-controlled trial in Sweden of acupuncture and care interventions for the relief of inflammatory symptoms of the breast during lactation. Midwifery. 23 (2), 184-195 (2007).
- Boram, L., Chan-Young, K., Sun Haeng, L. Effectiveness and safety of auriculotherapy for breastfeeding: a systematic review. Journal of Traditional Chinese Medicine. 40 (5), 721-737 (2020).
