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Artículo de método

Un instrumento de acupuntura mecánica para la estimulación vibratoria reproducible de puntos de acupuntura en ratas

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DOI:

10.3791/72266

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25 de agosto de 2026

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1KM Science Research Division, Korea Institute of Oriental Medicine, 2Department of Acupuncture, Moxibustion and Acupoint, College of Korean Medicine, Daegu Haany University, Daegu, 3Department of Physiology, Yonsei University College of Medicine

* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

Este protocolo describe un método estandarizado de acupuntura mecánica que utiliza un dispositivo de estimulación vibratoria para aplicar una estimulación con aguja reproducible en el punto de acupuntura HT7 en ratas. Validado en un modelo de actividad locomotora inducida por cocaína, este método proporciona una plataforma cuantitativa y reproducible para investigar los mecanismos neurofisiológicos periféricos y centrales que subyacen a los efectos mediados por la acupuntura.

Resumen

Aunque la acupuntura manual se utiliza ampliamente en la investigación experimental y clínica, su aplicación está limitada por una baja reproducibilidad derivada de la variabilidad dependiente del practicante en la manipulación de la aguja. Para superar esta limitación, se desarrolló un instrumento mecánico de acupuntura (MAI) para aplicar una estimulación vibratoria controlada a través de una aguja de acupuntura insertada, sin utilizar corriente eléctrica. Este artículo presenta un protocolo estandarizado para aplicar la estimulación con MAI en el punto de acupuntura HT7 en ratas, incluyendo la preparación del animal, la localización del punto de acupuntura, la inserción de la aguja, la configuración de los parámetros de estimulación y la evaluación conductual. Estudios representativos de validación mostraron que la estimulación con MAI en HT7 redujo la actividad locomotora inducida por cocaína y activó preferentemente las vías de fibras A asociadas a mecanorreceptores. Estudios adicionales confirmaron la participación de aferentes periféricos del nervio cubital, la vía del cordón dorsal y la circuitría de recompensa mesolímbica en la mediación de estos efectos. Los resultados representativos presentados en este artículo se basan en estudios de validación publicados previamente que utilizaron la plataforma MAI. Este protocolo proporciona un método reproducible y cuantitativo para investigar los mecanismos neurofisiológicos de la estimulación de acupuntura en modelos animales experimentales.

Introducción

La acupuntura manual es un método tradicional de estimulación basado en agujas que proporciona una entrada mecánica dinámica a los tejidos periféricos mediante la manipulación directa de la aguja, y se ha utilizado ampliamente tanto en entornos clínicos como experimentales1,2. A diferencia de la electroacupuntura (EA), la acupuntura manual genera una estimulación mecánica compleja, que incluye la deformación del tejido y la activación de mecanorreceptores periféricos, mediante la manipulación física de la aguja insertada2. Se considera que estos componentes mecánicos contribuyen significativamente a los efectos fisiológicos característicos de la acupuntura y se cree que activan las vías aferentes somatosensoriales de manera diferente a la estimulación eléctrica3,4.

A pesar de su relevancia fisiológica y uso amplio, la aplicación experimental de la acupuntura manual sigue limitada por una baja reproducibilidad2. Los efectos terapéuticos de la acupuntura manual dependen en gran medida de factores dependientes del operador, como las técnicas de manipulación de la aguja, la intensidad, frecuencia y duración de la estimulación, los cuales pueden variar considerablemente entre practicantes y condiciones experimentales1. Esta variabilidad representa un obstáculo importante para los estudios mecanicistas que intentan establecer relaciones causales entre la estimulación de acupuntura y los resultados neurofisiológicos.

Para superar estas limitaciones, la EA se ha adoptado frecuentemente como un método alternativo porque permite un control preciso de los parámetros de estimulación, como la frecuencia, la amplitud y la duración. Sin embargo, la EA introduce una entrada eléctrica que puede reclutar vías neuronales distintas de aquellas activadas por la punción manual5. En consecuencia, sigue siendo difícil aislar y evaluar la contribución específica de la estimulación mecánica, que representa un componente fundamental de la acupuntura manual tradicional. Por lo tanto, se necesita un método reproducible capaz de proporcionar estimulación mecánica controlada sin interferencias eléctricas para la investigación mecanicista de la acupuntura.

Para abordar esta limitación, se desarrolló en 2013 un instrumento de acupuntura mecánica (MAI) para reproducir la estimulación mecánica basada en vibraciones, permitiendo al mismo tiempo un control cuantitativo de los parámetros de estimulación3,5. Este dispositivo aplica una estimulación vibratoria controlada directamente a una aguja de acupuntura insertada, estandarizando así la entrada mecánica aplicada al tejido. Mediante este enfoque, estudios previos han demostrado que la acupuntura mecánica modula circuitos neuronales somatosensoriales, relacionados con la recompensa y autónomos en múltiples modelos experimentales4,6,7,8. Por ejemplo, la estimulación mecánica en los puntos de acupuntura HT7 redujo las respuestas conductuales inducidas por la cocaína y la dependencia del alcohol mediante la modulación de la red dopaminérgica mesolímbica, las vías opioides endógenas y los circuitos de relevo somatosensorial6,7. Además, la estimulación combinada mecánica y eléctrica aplicada en puntos neurogénicos suprimió la hipertensión mediante mecanismos mediados por opioides en regiones autónomas centrales5. En conjunto, aproximadamente 30 estudios que han utilizado esta plataforma han contribuido al entendimiento mecanicista de la acupuntura en la adicción, la regulación autónoma y otras condiciones experimentales.

A diferencia de los sistemas generales de estimulación únicamente con vibración, este protocolo proporciona un flujo de trabajo integrado para la acupuntura mecánica basada en vibración, acoplada a aguja y sin uso de electricidad, en ratas despiertas. Este enfoque combina el ensamblaje del dispositivo, el acoplamiento entre la aguja y el motor, la estandarización de la profundidad de inserción, la calibración basada en acelerómetro, la localización de puntos de acupuntura y una validación conductual representativa mediante la estimulación del punto HT7 en un modelo de actividad locomotora inducida por cocaína en ratas. Por lo tanto, este artículo ofrece un protocolo experimental reproducible para la estimulación controlada de acupuntura mecánica, en lugar de presentar un nuevo dispositivo terapéutico.

La salida estandarizada y controlada cuantitativamente del MAI también podría proporcionar una plataforma útil para la futura integración con enfoques analíticos basados en datos. Dado que los parámetros de estimulación, como la frecuencia de vibración, la aceleración, la profundidad de inserción y la duración de la estimulación, pueden definirse y reproducirse con precisión, estas variables podrían servir como entradas estructuradas para modelos computacionales. Estudios recientes han demostrado que los enfoques de aprendizaje automático, aprendizaje profundo y aprendizaje por transferencia pueden mejorar la extracción de características, la clasificación de señales, el reconocimiento de patrones y la optimización en imágenes biomédicas complejas y conjuntos de datos de señales basados en vibraciones9,10,11,12. Enfoques similares podrían aplicarse potencialmente a la investigación de acupuntura basada en MAI mediante la integración de parámetros de estimulación con datos conductuales, neurofisiológicos y de salida de vibración para apoyar el análisis de señales, la clasificación conductual, la optimización de parámetros de estimulación y la predicción de respuestas relacionadas con la acupuntura. Por lo tanto, estudios futuros que combinen la estimulación basada en MAI con metodologías de aprendizaje automático podrían mejorar aún más la precisión, la reproducibilidad y la interpretación mecanicista de la investigación en acupuntura.

Es importante destacar que los datos representativos de validación presentados en este artículo se reproducen, adaptan o resumen a partir de estudios previamente publicados que utilizaron la plataforma MAI. El objetivo principal de este artículo no es informar hallazgos experimentales nuevos, sino proporcionar un protocolo detallado, paso a paso, para la aplicación reproducible de la estimulación estandarizada de acupuntura mecánica en modelos animales experimentales.

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Protocolo

Todos los protocolos con animales descritos en este artículo fueron aprobados por los Comités Institucionales de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) de la Universidad Daegu Haany (DHU2012-008, DHU2022-12) y de la Facultad de Medicina de la Universidad Yonsei (# 2023-0006), y se llevaron a cabo de acuerdo con la Guía de los Institutos Nacionales de Salud para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio.

1. Preparación del instrumento de acupuntura mecánica

  1. Monte el instrumento de acupuntura mecánica (MAI) (Figura 1).
    1. Prepare un instrumento de acupuntura mecánica (MAI) compuesto por una unidad de control personalizada y un vibrador mecánico conectado a una aguja de acupuntura (Figura 1D). Utilice la unidad de control para ajustar la intensidad de la estimulación, la frecuencia de vibración y la duración de la estimulación3,4,13.
    2. Utilice una aguja de acupuntura estéril con un diámetro de 0,10 mm, un vástago de 10 mm de longitud y un mango de 10 mm. Fije un tapón de goma al vástago de la aguja a una distancia de 3 mm desde la punta para estandarizar la profundidad de inserción.
    3. Conecte el motor vibrador a la aguja de acupuntura mediante un conector estable de tipo pinza. Verifique que la aguja no se deslice durante la vibración y que el tapón permanezca fijo durante la estimulación.
  2. Configure los parámetros de estimulación.
    1. Establezca la condición de estimulación en vibración continua a 85 Hz y 1,3 m/s2 durante 20 s, lo que genera formas de onda de aceleración estables durante la estimulación (Figura 1E).
      ​NOTA: Experimentos previos de validación13 mostraron que la acupuntura manual genera frecuencias de vibración de aproximadamente 70–90 Hz y valores de aceleración promedio cercanos a 1,3 m/s2 (Figura 1A,B). Con base en estas mediciones, el MAI se configuró para proporcionar una estimulación vibratoria a 85 Hz y 1,3 m/s2, lo que se aproxima estrechamente a las características mecánicas de la acupuntura manual, al tiempo que ofrece una salida estable y reproducible. La duración de estimulación de 20 s se adoptó de estudios previos publicados sobre optimización de parámetros13 en un modelo de actividad locomotora inducida por cocaína en ratas, en los que se compararon diferentes duraciones de estimulación e intensidades de aceleración para identificar una condición de estimulación eficaz y bien tolerada. En este protocolo, el término «frecuencia» se refiere al componente de frecuencia dominante de la vibración de la punta de la aguja, medido a partir de la señal del acelerómetro. Este valor refleja la vibración transmitida a la punta de la aguja durante la manipulación manual de giro del mango, y no al ritmo más lento de los movimientos repetidos de la mano del operador.
    2. Aplique la condición de 85 Hz y 1,3 m/s2 para generar un patrón de vibración estable y reproducible comparable a la manipulación manual de la aguja (Figura 1E).
  3. Valide la salida de vibración.
    1. Para validar una salida de vibración estable, fije firmemente la punta de la aguja al acelerómetro de modo que la vibración mecánica del motor se transmita directamente desde la aguja al sensor.
    2. Registre la señal de aceleración durante el período de estimulación utilizando un sistema de adquisición de datos y analice la señal con LabVIEW o software equivalente.
    3. Defina el valor de aceleración como la aceleración estable de la punta de la aguja medida durante la fase de meseta de la estimulación, tras la respuesta transitoria inicial, y calcule la frecuencia dominante de vibración a partir de la señal de aceleración.
    4. Realice la calibración antes de cada sesión experimental y siempre que se sustituya o ajuste el motor, el conector, la aguja o el acoplamiento entre la aguja y el motor.
    5. Proceda con los experimentos en animales solo cuando la frecuencia dominante medida y la aceleración permanezcan estables durante la fase de meseta y se encuentren dentro de un rango aceptable de los parámetros objetivo de estimulación, como aproximadamente ±10% de 85 Hz y 1,3 m/s2.
      NOTA: En las Figuras 1B,E se muestran trazas representativas de aceleración generadas durante la acupuntura manual y la estimulación con MAI.

2. Preparación de los animales y modelo de actividad locomotora inducida por cocaína

  1. Preparar los animales experimentales.
    1. Utilice ratas macho Sprague-Dawley que pesen entre 270 y 320 g para los experimentos de actividad locomotora inducida por cocaína3,4,5. Mantenga a los animales bajo un ciclo de 12 h de luz/12 h de oscuridad con acceso libre a alimento y agua.
    2. Asigne de 6 a 8 animales a cada grupo experimental, salvo que se indique lo contrario.
  2. Habituar a los animales.
    1. Habitúe a cada rata a los procedimientos experimentales un día antes de la prueba. Realice manipulaciones de manejo suave y acupuntura simulada sin inserción de agujas durante 2–3 min.
    2. Coloque a los animales en la cámara de actividad locomotora durante 90 min para reducir las respuestas conductuales relacionadas con el estrés durante los procedimientos de estimulación en estado de vigilia.
    3. Antes del experimento de acupuntura, habitúe a las ratas diariamente al manejo por agarre y a una restricción manual ligera durante el mismo tiempo previsto para el procedimiento de acupuntura.
    4. Durante la estimulación, sostenga suavemente al animal con la mano para estabilizar el cuerpo y la extremidad anterior sin ejercer presión excesiva. Restrinja ligeramente a los animales del grupo control (sin acupuntura) de la misma manera y durante la misma duración, pero sin inserción de agujas, para controlar los efectos generalizados del estrés por inmovilización.
      NOTA: Los operadores deben estar capacitados para realizar de forma consistente la restricción, la inserción de agujas y la estimulación.
    5. Si se observan luchas persistentes, vocalizaciones, intentos de huida u otras respuestas excesivas de estrés, suspenda el procedimiento y proporcione una habituación adicional antes de la prueba.
      NOTA: Todos los procedimientos de estimulación mediante acupuntura deben realizarse en animales despiertos bajo una restricción manual ligera.

3. Localización del punto de acupuntura

  1. Localice los puntos de acupuntura HT7 y LI5.
    1. Localice los puntos de acupuntura utilizando el método transposicional, en el cual la ubicación del punto de acupuntura humano se proyecta sobre el sitio anatómico correspondiente en el animal.
    2. Identifique el HT7 (Shenmen) en el pliegue transversal de la muñeca de la pata delantera, en posición radial respecto al tendón del músculo flexor carpiano ulnar3,4,5,8.
      ​NOTA: Esta ubicación corresponde anatómicamente a la región del túnel ulnar/canal de Guyón, cerca del nervio ulnar. En contraste, el LI5 se localiza en el extremo radial de la cara dorsal de la muñeca, entre los tendones del músculo extensor del pulgar largo y del músculo extensor del pulgar corto. El LI5 está situado en el lado opuesto al HT7 y a una distancia aproximada de 5 mm (Figura 1F). Estos puntos de referencia anatómicos se utilizaron para garantizar una localización reproducible de los puntos de acupuntura14.
  2. Localice puntos de acupuntura de control.
    1. Utilice el LI5 como punto de control cercano en la muñeca. Localice el LI5 aproximadamente a 5 mm del HT7, cerca del extremo distal del radio, entre los tendones del músculo palmar mayor y del músculo flexor carpiano radial.

4. Procedimiento de estimulación mecánica

  1. Realice experimentos de actividad locomotora.
    1. Coloque la rata en la cámara de campo abierto y permita 60 min de habituación. Registre la actividad locomotora basal durante 30 min.
    2. Administre cocaína por vía intraperitoneal a una dosis de 15 mg/kg para inducir la activación locomotora3,4,5. Sujete ligeramente al animal 1 min después de la inyección de cocaína.
    3. Para estandarizar la profundidad de inserción, coloque un tapón de goma en el eje de la aguja a 3 mm de la punta (Figura 1D). Asegúrese de que el tapón esté firmemente sujeto para que permanezca estable durante la inserción y la vibración.
    4. Durante la inserción de la aguja, avance esta hasta que el tapón haga contacto suave con la superficie de la piel, evitando una compresión excesiva de la piel que podría alterar la profundidad efectiva de inserción.
  2. Aplique estimulación mecánica.
    1. Aplique una estimulación vibratoria continua a 85 Hz y 1,3 m/s2 durante 20 s, la condición de estimulación optimizada identificada en los experimentos de validación de parámetros (Figura 2A–C). Mantenga la aguja en su lugar durante 1 min después de la inserción y luego retírela.
    2. Continúe registrando la actividad locomotora hasta 60 min después de la inyección de cocaína. Analice la actividad locomotora en intervalos de 10 min o como la distancia total recorrida durante 60 min (Figura 1C).
    3. Aplique la estimulación de 20 s como condición estándar porque esta duración produjo una inhibición robusta de la actividad locomotora inducida por cocaína en experimentos previos de validación (Figura 2A–C).
      NOTA: La estimulación continua de 40 s indujo comportamientos similares al estrés, incluyendo vocalización y respuestas de evitación, y por lo tanto se excluyó de las condiciones estándar de estimulación.
  3. Realice experimentos de validación de parámetros del estímulo.
    1. Compare duraciones de estimulación de 0 s, 10 s, 20 s y 40 s, o compare diferentes ajustes de aceleración, como 0,7 y 1,3 m/s2, para validar los parámetros de estimulación (Figura 2).
    2. Aplique una estimulación de 50 Hz como una condición sesgada hacia los corpúsculos de Meissner y una estimulación de 200 Hz como una condición sesgada hacia los corpúsculos de Pacini para experimentos relacionados con mecanorreceptores, como se ha descrito previamente4,8.

5. Adquisición de datos y análisis estadístico

  1. Mida la actividad locomotora mediante un sistema de seguimiento por video desde una posición superior. Coloque los animales en una cámara cuadrada de campo abierto (40 cm × 40 cm × 45 cm) y cuantifique la distancia total recorrida utilizando software de seguimiento por video.
  2. Registre las trazas de aceleración-tiempo a partir de la salida del acelerómetro durante experimentos de calibración de vibración. Reporte la frecuencia dominante, la amplitud de aceleración y la duración de la vibración estable (Figura 1D,E).
  3. Evalúe la distribución de los datos para verificar normalidad antes del análisis estadístico paramétrico. Cuando los datos cumplieron con los supuestos de normalidad, analice las diferencias entre grupos mediante análisis de varianza unidireccional o bidireccional, seguido de comparaciones posteriores apropiadas.
  4. Realice el seguimiento y análisis del comportamiento por investigadores ciegos respecto a la asignación de los grupos experimentales, siempre que sea posible.
  5. Exprese los datos conductuales y fisiológicos como media ± EE. Analice la actividad locomotora mediante análisis de varianza unidireccional o bidireccional con medidas repetidas (ANOVA), seguido de pruebas post hoc de Tukey.
    NOTA: Los tamaños de muestra se seleccionaron en base a estudios previos que utilizaron el mismo modelo de actividad locomotora inducida por cocaína en ratas y el mismo protocolo de estimulación de acupuntura mecánica. Para garantizar un poder estadístico suficiente, se utilizaron 6–8 ratas por grupo. Los animales solo se excluyeron del análisis cuando ocurrieron problemas técnicos o procedimentales predefinidos, incluyendo localización incorrecta del punto de acupuntura, mal funcionamiento del dispositivo, salida de vibración inestable durante la calibración, o falla en el seguimiento por video.

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Resultados

Validación de la estimulación mecánica reproducible

La configuración representativa del dispositivo y la validación de la salida de vibración mostradas en la Figura 1 fueron generadas para el presente manuscrito, mientras que los rangos de referencia cuantitativos para los parámetros de vibración derivados de la acupuntura manual se resumieron a partir de estudios de validación previos.

El MAI se validó comparando la sa...

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Discusión

Este estudio presenta un protocolo estandarizado para aplicar acupuntura mecánica utilizando un dispositivo de estimulación vibratoria que permite la administración reproducible de estímulos mecánicos basados en vibraciones. Al proporcionar un control cuantitativo de la frecuencia de estimulación, la intensidad de aceleración y la duración, este enfoque aborda una limitación importante de la acupuntura manual tradicional, que depende inherentemente de la técnica del practicante y es difícil de estandarizar.

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Divulgaciones

Los autores declaran que no tienen intereses financieros competitivos ni conflictos de intereses relacionados con este estudio.

Agradecimientos

Este trabajo fue apoyado por el Instituto Coreano de Medicina Oriental (KIOM) bajo la subvención núm. KSN2512011, y por el Desarrollo Tecnológico en Salud de Corea&D Project a través del Korea Health Industry Development Institute (KHIDI), financiado por el Ministerio de Salud & Bienestar, República de Corea (RS-2024-00443893) y la subvención del National Research Foundation of Korea (NRF) financiada por el gobierno de Corea (RS-2024-00349070). Deseamos expresar nuestro más sincero agradecimiento al equipo de investigación de puntos de acupuntura del Korea Institute of Oriental Medicine, al Departamento de Estudios de Meridianos y Puntos de Acupuntura de la Universidad Daegu Haany y al Departamento de Fisiología de la Facultad de Medicina de la Universidad Yonsei por su valiosa ayuda y sus discusiones profundas relacionadas con el desarrollo y la validación del instrumento mecánico de acupuntura.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
AcelerómetroPCB PiezotronicsPO-AXA-12-01Utilizado para la medición de vibraciones
Aguja de acupuntura (0.10 mm × 10 mm)Dongbang Acupuncture Inc.DB102Aguja de acupuntura estéril desechable
Conector con pinza de cocodriloN/AN/AUtilizado para conectar el vibrador a la aguja de acupuntura
Bupivacaína hidrocloruro (0.5%)Huons Pharm, KoreaHIRA Code (199502333)Utilizado en experimentos de anestesia local
Cocaína hidrocloruroMacfarlan Smith Ltd 53-21-4 Utilizado en experimentos de locomoción inducida por cocaína
Unidad de controlHecho a medidaN/AUtilizado para ajustar la frecuencia de estimulación, la intensidad de aceleración y la duración
Software de adquisición de datosLabVIEWLabVIEW 7 Express (7.0)Utilizado para el análisis de señales de vibración
Sistema de adquisición de datosNational InstrumentsDAQ-NI USB-6200Utilizado para la digitalización de señales
Instrumento de acupuntura mecánica (MAI)Hecho a medidaN/ADispositivo construido a medida que consta de una unidad de control, motor vibratorio, conector tipo pinza, aguja de acupuntura y tapón de goma
Cámara de campo abierto para análisis de locomociónHecho a medidacaja de campo abierto cuadrada
(40 cm × 40 cm× 45 cm)
hecha de acrílico negro. 		Utilizado para el análisis de actividad locomotora
Tapón de gomaN/AN/AMontado a 3 mm desde la punta de la aguja para estandarizar la profundidad de inserción
Ratas Sprague-DawleyOrient BioCrl:CD(SD)IGSMachos, 270–320 g
Motor de vibraciónMotor BankMB-0412V Utilizado para la estimulación vibratoria mecánica
Software de seguimiento por videoEthoVision XTEthovision 3.1Utilizado para el seguimiento de la locomoción

Referencias

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