화성 Hindlimb 내리기와 쥐에 베어링 부분 무게를 사용 하 여 우주 임무를 흉내 낸
Summary
혁신적인 지상 기반 아날로그 모델을 사용 하 여 우리 쥐에 여행 (0g)과 화성 (0.38 g)에 숙박을 포함 한 우주 임무를 시뮬레이션할 수 있습니다. 이 모델은 미션의 두 포-중력 단계 동안 발생 하는 생리 적 변화에의 경도 평가 대 한 수 있습니다.
Abstract
설치류 지상 기반 모델 널리 공간의 생리 적인 결과 생리 시스템에 비행 하 고 1979 년부터 정기적으로 고용 되어 뒷 다리의 개발 사지 언로드 (HLU)를 이해 하는 데 사용 됩니다. 그러나, 이제 우주 탐사의 다음 단계 중력 지구의 중력의 38%가 화성에 여행을 포함. 어떤 인간도 부분적인 중력의이 수준을 경험 했다, 이후 지속 가능한 지상 기반 모델은 어떻게이 부분 부하에 microgravity에 소요 된 시간에 의해 이미 손상, 신체 반응 조사 하는 데 필요한. 여기, 우리는 짧은 임무를 모방 하 여 순차적으로 적용 하는 감소 된 중력의 2 개의 다른 수준에 의해 유도 된 뒷 다리 근육에 생리 적 장애를 평가 하기 위해 화성에 우리의 혁신적인 부분 체중 부하 (PWB) 모델을 사용. 이 중력 변화에 musculoskeletal 적응을 공부 하 고 우주 비행사의 건강 및 기능을 유지 하기 위해 효과적인 대책을 수립 하는 안전 하 고, 지상-기반의 모델을 제공할 수 있습니다.
Introduction
달과 화성 등 외계 목표는 인간의 우주 탐사의 미래를 대표 하지만 모두 지구 보다 상당히 약한 중력. Musculoskeletal 시스템에 무중력의 결과 우주 비행사1,2,3,,45 와 설치류6, 에서 광범위 하 게 공부는 하는 동안 7 , 8 , 9, 후자의 기초가 hindlimb 언로드 (HLU) 모델10, 덕분에 아주 작은 부분 중력의 효과 대 한 알려져 있다. 화성 중력 지구의의 38% 이며이 행성 장기 탐사11;의 초점이 되었다 따라서,이 설정에서 발생할 수 있는 근육 변경 이해 결정적 이다. 이렇게 하려면, 우리는 쥐12, 쥐6,13, 근육과 뼈의 결과 사용 하 여 유효성이 검사 된이 이전 작업에 따라 부분 체중 베어링 (PWB) 시스템을 개발. 그러나, 화성 탐사 microgravity, 우리의 앞에서 설명한 모델12에서 해결 되지 않은의 연장된 기간 선행 될 것 이다. 따라서, 본이 연구에서는 우리 화성 여행 모방을 우리의 모델을 변경, 총 hindlimb 내리기의 첫 번째 단계 그리고 구성 부분 체중 베어링 일반 로드의 40%에서의 두 번째 단계 바로 뒤에.
대부분 HLU 모델과 달리 우리 하기로 골반 하네스 (게 외.9에서 설명 하는 것에 기반)를 사용 하 여 꼬리 현 탁 액 개선 동물의 편안 하 고 원활 하 게 이동할 수을 대신 하 고 여유롭게 PWB에 HLU에서 몇 분만. 함께, 우리는 감 금 소 및 서 스 펜 션 장치 이전 개발 하 고 광범위 하 게12설명 우리가 사용. 신뢰할 수 있는 일관 된 데이터를 제공 하, 우리는 또한 이전 막대의 중심에 서 스 펜 션 시스템의 고정된 첨부 점을 이동, 정리, 수 유, 또는 마시는 동물을 방지 하지 않았다 설명 했다. 이 문서에서 (모두 완전히 그리고 부분적으로) 동물의 뒷 다리 사지를 언로 드, 힘 및 젖은 근육 질량 결과 근육 변경 그립을 사용 하 여 기능적으로 평가 하는 방법으로, 뿐만 아니라 그들의 달성된 중력 레벨을 확인 하는 방법을 설명 합니다. 이 모델은 연구원은 이미 손상 된 근육 골격 체계에 부분적인 중력 (인공 또는 여분-지상파)의 결과 조사 하고자 되므로 생물에 적응 하는 방법을 조사 하기 위해 그들에 매우 유용할 것 이다 부분 로드 해, 그리고 인간 spaceflight 전후 동안 건강을 유지 하기 위해 개발 될 수 있는 대책의 발달을 위해.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 모델 연속 기계 역 수준 조사를 개발 첫 번째 지상 기반 아날로그를 선물 하 고 화성에 여행을 모방 하는 것을 목표로.
이 프로토콜의 여러 단계는 그것의 성공을 보장 하 고 밀접 하 게 검사 하는 데 필요한 중요 합니다. 첫째, 그것은 중요 한 동물의 복지를 모니터 하 고 그들은 어디에 그들은 상대적으로 정상 유지 PWB 상태 중 특히 정상 동작 (즉, 식사, 휴식, 탐험 등 작업 ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 국가 항 공학 및 공간 행정에 의해 지원 되었다 (NASA: NNX16AL36G). 저자 카슨 Semple이이 원고에 포함 된 그림을 제공 하는 것을 감사 하 고 싶습니다.
Materials
| 10G Insulated Solid Copper Wire | Grainger | 4WYY8 | 100 ft solid building wire with THHN wire type and 10 AWG wire size, black |
| 2 Custom design plexiglass walls | P&K Custom Acrylics Inc. | N/A | 2 clear plexiglass custom wall 3/16" tick, width 12 3/16", height 18 13/16", 1 rounded slot 0.25 in of diameter located at the center top of the wall |
| 3M Transpore Surgical Tape | Fisher Scientific | 18-999-380 | Transpore Surgical Tape |
| Accessory Grasping Bar Rat | Harvard Apparatus | 76-0479 | Accessory grasping bar rat, front or hind paws |
| Analytical Scale | Fisher Scientific | 01-920-251 | OHAUS Adventurer Analytic Balance |
| Animal Scale | ZIEIS by Amazon | N/A | 70 lb capacity digital scale big top 11.5" x 9.3" dura platform z-seal 110V adapter 0.5 ounce accuracy |
| Back Bra Extenders | Luzen by Amazon | N/A | 17 pcs 2 hook 3 rows assorted random color women spacing bra clip extender strap |
| Digital Force Gage | Wagner Instruments | DFE2-010 | 50 N Capacity Digital Grip Force Meter Chatillon DFE II |
| Gauze | Fisher Scientific | 13-761-52 | Non-sterile Cotton Gauze Sponges |
| Key rings and swivel claps | Paxcoo Direct by Amazon | N/A | PaxCoo 100 pcs metal swivel lanyard snap hook with key rings |
| Lobster Claps | Panda Jewelry International Limited by Amazon | N/A | Pandahall 100 pcs grade A stainless steel lobster claw clasps 13x8mm |
| Rat Tether Jacket – Large | Braintree Scientific | RJ L | Rodent Jacket |
| Rat Tether Jacket – Medium | Braintree Scientific | RJ M | Rodent Jacket |
| Silicone tubing | Versilon St Gobain Ceramics and Plastics | ABX00011 | SPX-50 Silicone Tubing |
| Stainless Steel Chains | Super Lover by Amazon | N/A | 4.5m 15FT stainless steel cable chain link in bulk 6x8mm |
References
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