מאמר שיטה

ייצור והשתלה של מדדי מתח סיליקון מעודנים למעקב ארוך טווח אחר תנועתיות הקיבה בעכברים הנעים בחופשיות

129 צפיות

⸱

DOI:

10.3791/72488

⸱

4 באוגוסט 2026

 ,  ,  ,  , 
1Institute of Acupuncture and Moxibustion, China Academy of Chinese Medical Sciences

במאמר זה

סיכום

פרוטוקול זה מתאר את הייצור וההשתלה הכירורגית של מדדי מתח סיליקון גמישים וביו-תואמים לניטור רציף של תנועתיות קיבה בעכברי C57BL/6J נעים בחופשיות. השיטה מספקת הקלטות יציבות לטווח ארוך באמצעות עטיפת סיליקון משופרת וקיבוע מחבר ראשי מאובטח.

תקציר

פרוטוקול זה מתאר את הייצור וההשתלה הניתוחית של מדדי מתח סיליקון גמישים וביו-תואמים לניטור ארוך טווח של תנועתיות קיבה בעכברי C57BL/6J הנעים בחופשיות. הערכה מתמשכת של פעילות מוטורית קיבה בבעלי חיים מודעים נותרת מאתגרת טכנית, שכן הרדמה והליכים פולשניים יכולים לשנות את הפיזיולוגיה התקינה של מערכת העיכול. כדי להתמודד עם אתגרים אלו, פרוטוקול זה משלב עיטום סיליקון משופר של מד המתח עם קיבוע מחבר ראשי מאובטח, כדי לשפר את יציבות המכשיר במהלך הקלטות ארוכות טווח תוך הגנה על המעגלים החשמליים מנזק מכני הקשור לפעילות בעלי חיים רגילה. ההליך מאפשר השתלה אמינה ורישום רציף של פעילות התכווצות קיבה במשך 15 יום לאחר הניתוח. רשומות מייצגות מראות דפוסי תנועתיות קיבה מובחנים במהלך ההרדמה, קו הבסיס ער, החלמה לאחר הניתוח והתאמות המושרות על ידי האכלה. הערכה היסטולוגית מצביעה על תגובות רקמתיות מקומיות קלות בלבד סביב אתר ההשתלה, התומכות בתאימות ביוקומפית של המכשיר בתנאים שנבדקו. פרוטוקול זה מספק גישה ניתנת לשחזור לקבלת רישום יציב וארוך טווח של תנועתיות קיבה בעכברים מודעים ועשוי להקל על חקירות פיזיולוגיה ומחלות מערכת העיכול, כולל מחקרים המשתמשים במודלים של עכברים מהונדסים גנטית.

מבוא

ניטור מדויק של פעילות פיזיולוגית במחקר ביו-רפואי, במיוחד במחקרים על תנועתיות מערכת העיכול, הוא קריטי להבנת מנגנוני העיכול ופתולוגיות מחלות 1,2. עם זאת, השיטות הנוכחיות לניטור תנועתיות קיבה בבעלי חיים חופשיים סובלות ממגבלות משמעותיות. טכניקות הדמיה מוגבלות לעיתים קרובות על ידי מורכבות תפעולית, דרישות ציוד גבוהות וחשיפה אפשרית לקרינה 3,4. שיטות מבוססות בלון, אף שהן שימושיות, בדרך כלל אינן יכולות לנטר את תנועתיות הקיבה בבעלי חיים שנעים בחופשיות לאורך תקופות ממושכות ולעיתים מוגבלות למצבים מרדימים5. גישות זעיר-פולשניות, כמו סונומיקרומטריה, אינן מסוגלות לתעד תנועתיות קיבה בבעלי חיים מודעים6. באופן דומה, שיטות מנומטריות ישימות בעיקר לעכברים מורדים 7,8,9. חלופה נוספת היא תיעוד אלקטרופיזיולוגי של גלי קיבה איטיים באמצעות אלקטרודות סרוזליות פותחה כגישה ישירה ללכידת פעילות המיואלקטרית של קוצב הלב שמניעה את התכווצויות הקיבה10,11. למרות שאלקטרודות סרוזליות יעילות מאוד בזיהוי קצבים חשמליים ודיסריתמיות, הן אינן מודדות ישירות את הכוח המכני הנוצר. יתרה מזאת, גלים איטיים שנרשמו חוץ-תאית המתקבלים ב-vivo עשויים שלא תמיד לשקף באופן נאמן גלים איטיים תוך-תאיאמיתיים 12, ואותות חשמליים שנקלטים מאלקטרודות שטחיות או סרוזליות יכולים להיות מושפעים משמעותית מפעילות עצבית מקומית, כלומר הם אינם בהכרח מייצגים התכווצויות מכניות פאזיותאמיתיות 13,14.

לעומת זאת, מדדי מאוות סיליקון ממירים שינויים בתנועה המכנית לאותות חשמליים, ומאפשרים הקלטה ממושכת של דפוסי תנועתיות באיברים ויסרליים חלולים כמו הקיבה והמעיים בתנאים פיזיולוגיים ופתולוגיים 15,16,17. המטרה הכוללת של פרוטוקול זה היא לתאר את הייצור וההשתלה הכירורגית של מדדי מאוות סיליקון מזוקקים לצורך ניטור ארוך טווח של תנועתיות קיבה בעכברי C57BL/6J נעים בחופשיות, הרקע הגנטי הנפוץ ביותר למודלים טרנסגניים בגסטרואנטרולוגיה. בהתבסס על מתודולוגיות מדידת מאוות18 שתוארו קודם, פרוטוקול זה משלב פרופיל חיישן דק במיוחד (0.2 מ"מ) עם עטיפת סיליקון 704 קלה וביוקומוניטיבית כדי להפחית את העומס המכני על דופן הקיבה של העכברו בהשוואה לעיצובים קודמים. בנוסף, אסטרטגיית ניתוב מחבר מודולרית המותקנת על ראש ממזערת את מתיחות הכבל לאחר ניתוח ואת הנזק הקשור ללעיסה, ובכך משפרת את יציבות המכשיר במהלך הקלטות ארוכות טווח. הפרוטוקול מיועד לחוקרים המחפשים מדידות ישירות וארוכות טווח של פעילות מכנית קיבה בעכברים מודעים במהלך מצבים פיזיולוגיים שונים, כולל החלמה לאחר הניתוח והאכלה. הירידה המדווחת בהידבקות הרקמה ובהפרעה תפקודית מינימלית יש לפרש במסגרת נתוני האימות שהוצגו, והערכה כמותית נוספת של פרמטרים אלו נותרת כיוון חשוב למחקרים עתידיים.

פרוטוקול

מחקר זה נערך בהתאם לחוות הדעת המנחות על טיפול בבעלי חיים ניסיוניים שפרסם משרד המדע והטכנולוגיה. כל הניסויים אושרו על ידי הוועדה לאתיקה של ניסויים בבעלי חיים באקדמיה הסינית למדעי הרפואה הסינית (מס' D2024-01-26-07).

1. הכנת בעלי חיים

  1. קבלו עכברים זכרים בריאים מסוג בר C57BL/6J בני 8 שבועות ומשקלם 25 ± 3 גרם.
  2. שמרו על העכברים בתנאים מסוימים ללא פתוגנים (SPF) בטמפרטורה של 22°C ±-1°C, לחות יחסית של 55% ± 5%, ומחזור אור/חושך של 12 שעות. קבוצתי לא יותר מחמישה עכברים בכל כלוב.
  3. ספק אוכל סטנדרטי ומים בחופשיות. אפשרו לעכברים גישה חופשית למזון ומים עד לאינסטזיה כדי לשמור על מתח מתאים בדופן הקיבה במהלך הניתוח.
  4. אפשר לבעלי החיים להסתגל למעבדה למשך 7 ימים לפני תחילת הניסויים ביום השמיני.
  5. הקצו באקראי את העכברים שהסתגלו לקבוצות הניסוי כדי למזער את הטיית הבחירה האפשרית.
  6. בצע הערכת בריאות קלינית לכל עכבר 24 שעות לפני הניתוח על ידי הערכת מראה פיזי, התנהגות ומשקל גוף. החריגו בעלי חיים שמראים סימני מחלה, פציעה או ירידה במשקל של יותר מ-10%.
  7. מדדו את משקל הגוף של כל עכבר מיד לפני ההרדמה. חשב את נפח ההזרקה ב-20 מ"ל/ק"ג, התואם למינון של 250 מ"ג לקילוגרם של טריברומואתנול.

2. הכנת מד מתיחה18

  1. יש להשיג מד מתיחה של 350 Ω עם גודל בסיס של 3.6 מ"מ × 3.0 מ"מ, גודל רשת של 2.0 מ"מ × 1.0 מ"מ, ועובי של 0.06 מ"מ. השתמש במד מתיחה עם מקדם רגישות של 2.0% ± 1% (דיוק דרגה A) שמחובר מראש לחוטים כפולים מצופים אמייל (קוטר 0.15 מ"מ, אורך 100 מ"מ).
  2. מרחו שכבת גומי סיליקון אחידה משני צידי מד המתח עד שהמכשיר המכוסה במלואו מגיע לעובי של כ-0.2 מ"מ. ודא שכל המשטחים מכוסים לחלוטין ללא אזורים חשופים.
  3. מרחו טיפה נוספת של גומי סיליקון על נקודת ההלחמה ומרחו אותה באופן שווה עם מטלית כותנה עד שמד המתח ייכסה לחלוטין. ודאו שממדי המכשיר הסופיים הם בערך 6.0 מ"מ × 8.0 מ"מ.
  4. ודאו את הכיסוי המלא על ידי הבטחת שציפוי הסיליקון חלק וללא בועות אוויר או פערים, ושהמכשיר הסופי תואם את מידות היעד.
  5. קבשו את מד המתח הסגור למשך לפחות 48 שעות בטמפרטורת החדר (22°C ±-1°C) ולחות יחסית של 60%–70% בסביבה מאווררת היטב וללא אבק.
  6. רתכו את המחבר המותקן בראש לחוט האמייל באמצעות מלחם, הלחמה וזרם הלחמה ללא חומצה.
  7. בדוק את שלמות מפרקי ההלחמה על ידי משיכה עדינה של החוטים המצופים אמייל עם מלקחיים מפוצלים קשתית. וודא שהחיבורים נשארים בטוחים ללא ניתוק חוטים.
  8. חבר את מד העיוות המורכב למגבר גשר דרך קופסת חיישן מד מאפס.
  9. איזון המעגל על ידי חיבור מד המתח המורכב לתיבת 350 Ω מותאמת אישית עם הגדרה אפס ולמגבר הגשר כדי לבטל הסטת קו בסיס שנגרמת מהתנגדות חוטים ולמקסם את טווח האות הזמין. לאחר השלמת כל החיבורים, כופפו בעדינות את מד המתח המכוסה עם מלקחיים באוויר וב-0.9% מלח תוך ניטור גל הפלט בתוכנת הרכישה. אשר את תפקוד המכשיר התקין על ידי אימות סטיית גל ברורה, המצביע על קישוריות חשמלית מספקת, איטום ורגישות חיישנים.

3. הליך כירורגי להשתלת מד מתיחה

  1. חטא את כל כלי הניתוח עם 75% אתנול. השרו את רכיבי מדידת המינון המוכנים ב-75% אתנול למשך 15 דקות, ולאחר מכן טבלו בתמיסת נתרן כלוריד של 0.9% למשך 15 דקות.
  2. הסר את רכיבי מד המתח מתמיסת נתרן כלוריד של 0.9% והמשך מיד בהשתלה כירורגית ללא ייבוש או שטיפה באוויר נוסף.
  3. הרדמו את העכבר בהזרקה תוך-פריטונלית של תמיסת טריברומואתנול 1.25% (20 מ"ל/ק"ג).
  4. השתמש בתמיסת טריברומואתנול 1.25% מסחרית ללא דילול נוסף. אחסן את התמיסה בטמפרטורה של 4°C בבקבוק ענבר מוגן מאור והשתמש בו בתוך תאריך התפוגה של היצרן.
  5. עקבו אחרי החיה כל 10 דקות במהלך הניתוח כדי להבטיח נשימה סדירה והיעדר תנועה בתגובה לגירוי מישושי. אשר מישור ניתוחי מתאים של הרדמה על ידי אימות אובדן הרפלקס המתיישר והיעדר רפלקס הגמילה של צביטת האצבע.
  6. לא נדרשה הרדמה משלימה כי המינון הראשוני סיפק מישור ניתוחי מספק לאורך כל ההליך.
  7. שמרו על טמפרטורת הליבה של בעל החיים ב-37.0°C ±-0.5°C באמצעות שמיכת חימום מבוקרת משוב. מרחו משחה עינית פטרולטום לאורך כל הניתוח כדי למנוע ייבוש בקרנית.
  8. הסר את השיער מהבטן ומהגולגולת באמצעות מכונת תספורת של חיות קטנות. חיטוי את העור החשוף בתמיסת פובידון-יוד של 1% ואחריה 75% אתנול (איור 1A–C).
  9. כסו את הבטן בכיסוי ניתוחי סטרילי (איור 1D).
  10. כסו את שדה הניתוח במגבת גזה כירורגית סטרילית. צור חתך אמצע גחוני באורך של כ-1.5–3.0 ס"מ, המתפרש בזנב מתהליך הזיפואיד דרך העור ושרירי הבטן. צור חתך אורכי שני באורך של כ-5.0–8.0 מ"מ לאורך התפר הסגיטלי בקצה הגולגולת (איור 1E,J).
  11. בחר את אורך החתך בהתאם לגודל גוף בעל החיים כדי לספק חשיפה מספקת לאנטרום הקיבה לתפירה, תוך הפחתת טראומה ברקמה והקלה על סגירת הפצע.
  12. הוציא בעדינות את הבטן החוצה עם מטוש כותנה. הפרדו את האומנטום הגדול ושמרו על הידרציה רקמית לאורך כל ההליך באמצעות כדורי כותנה טבולים במי מלח פיזיולוגיים של 0.9% (איור 1F).
  13. הפרדו את האומנטום הגדול מדופן הקיבה באמצעות כריתה עדינה וקהה באמצעות מטוש כותנה לח או מלקחיים קהים, תוך שמירה על נזק לכלי הדם הסמוכים ולרקמות הסובבות.
  14. מרחו סליין חמים (37.0°C± 0.5°C) סטרילי של 0.9% על הקיבה החשופה כל 3–5 דקות, או בכל פעם שמשטח הרקמה מתחיל להתייבש, כדי לשמור על הידרציה של הרקמה.
  15. הפרדו בעדינות את העור מהשרירים התחתונים באמצעות מטוש כותנה וניתוח מלקחיים ליצירת מנהרה תת-עורית רציפה בין החתכים בגולגולת לבטן. העבר את מכלול מד המתח דרך המנהרה, מקם את המחבר המותקן על הראש על המצח, ומניח את מד המתח מעל אזור הבטן (איור 1G,J).
  16. נתב את החוט דרך המנהרה התת-עורית מהחתך הבטני לאורך דופן הגוף הצידי השמאלית, מתחת לגפה הקדמית השמאלית, ומעל הצוואר הגבי אל החתך הגולגולתי.
  17. תפרו את מד המתח על פני השטח הסרוזלי של האנטרום הקיבתי באמצעות תפרים 7-0 שאינם נספגים (איור 1H). מיקום מחדש של האומנטום הגדול מעל מד העיוות והגביל את שטח התפירה הפונקציונלי לכ-5.0 מ"מ ×-5.0 מ"מ.
  18. הניחו את מד המתח על פני השטח הסרוזלי של האנטרום הקיביתי עם הציר הארוך והחוטים המחוברים במקביל לסיבי השריר האורכיים המתארכים מהקרדיה אל הפילורוס. כיוון את חיבורי ההלחמה לכיוון דופן הבטן, כאשר הקצה המולחם מופנה לכיוון הראש והקצה הנגדי לכיוון הפילורוס (איור 1H).
  19. אבטח את מד המתיחה לסרוזה הקיבה באמצעות תפר רציף עם שלוש נקודות קיבוע רציפות. מניחים תפר אחד בקצה הזנב (הפילורי) ושני תפרים עוקבים בקצה הגולגולת (הלב), ואז אבטחו את המערכת בקשר יחיד בקו האמצע העליון (איור 1H).
  20. החזירו את הקיבה וכל שאר איברי הבטן למיקומם האנטומי הרגיל. אבטח את החוט המצופה אמייל לשרירי הבטן כדי למזער תנועה קדמית-אחורית.
  21. אבטח את החוטים המצופים אמייל לשרירי הבטן על ידי הנחת קשר ראשוני בשריר עם התפיר, עטיפת התפר סביב שני החוטים מספר פעמים, וקשירת קשר סופי לעיגון היטב של החוטים.
  22. סגרו את שרירי הבטן ואחריהם את העור באמצעות תפרים סופגים של 6-0 (איור 1I).
  23. הסר את הפריוסטאום באמצעות מי חמצן של 3% כדי לחשוף את הפונטנלה הקדמית (איור 1J).
    אזהרה: מי חמצן הוא חומר מגרה. לבשו ציוד מגן אישי מתאים והימנעו ממגע עם העיניים והעור.
  24. מרחו 3% מי חמצן על הגולגולת החשופה למשך כ-10 שניות כדי להסיר את הפריוסטאום ולשלוט בדימום קל. הסר מיד את התמיסה עם מטלית כותנה סטרילית, שטוף היטב עם מי מלח סטריליים, וייבש את המשטח לחלוטין לפני מריחת שרף הבסיס.
  25. מערבבים ומרחים את שרף הבסיס על הגולגולת. לחץ את המחבר המותקן על הראש על השרף עד שהוא מתקשה באופן טבעי. תפר את הקרקפת סביב המחבר המאובטח תוך השארת הפתח העגול של המחבר המותקן על הראש חשוף (איור 1K).
  26. תן לשרף הבסיס לפולימר ללא הפרעה למשך כ-5 דקות. אשר את ההתקשות המלאה על ידי נגיעה עדינה במשטח השרף עם קצה זוג מלקחיים.
  27. ייצוב את המחבר המותקן בראש עם מלקחיים במהלך שלב ההתקשות הראשוני עד שהשרף מתקשה מספיק כדי לשמור על המחבר במקומו ללא תמיכה.
  28. מרחו תמיסת פובידון-יוד סביב הפצע הניתוחי. מתן מלוקסיקאם (0.2 מ"ג/ק"ג, תת-עורית) לטיפול בהקלה על כאבים לאחר ניתוח וטיפול אנטי-דלקתי.
  29. לאחר ההחלמה מההרדמה, החזירו את העכבר לכלוב הבית. מתן מלוקסיקאם (0.2 מ"ג/ק"ג, תוך-פריטוני) פעם ביום במשך יומיים רצופים.
  30. החזיר את העכבר לכלוב הבית שלו רק לאחר שהוא השיב את רפלקס ההזדקנות, מציג נשימה סדירה ויציבה, ויכול לנוע כרגיל.
  31. עקבו אחר העכברים מדי יום לפחות בשני הימים הראשונים לאחר הניתוח ולפחות פעמיים בשבוע לאחר מכן. המתת חסד לבעלי חיים שמראים ירידה מתמשכת במשקל גוף בליווי ירידה בפעילות תנועה בהתאם לקריטריונים שהוגדרו מראש.

figure-protocol-1
איור 1. תהליך ההשתלה הכירורגי והגדרת רישום תנועתיות קיבה. (א) הסרת שיער מהבטן. (ב) חיטוי בתמיסת פובידון-יוד. (ג) ניקוי עם 75% אתנול. (ד) הצבת וילון ניתוחי סטרילי על הבטן. (ה) חתך בטן וחתך בקרקפת במרכז הקו. (ו) חשיפת הקיבה. (ז) מעבר תת-עורי של מכלול מד המאמץ ומיקום החיישן על האנטרום הקיבה. (ח) תפירת מד המתח לשכבת הסרוזל של האנטרום הקיבתי, הממוקמת אנטומית בין אינסיסורה אנגולוריס לפילורוס. (I) סגירה רציפה של שרירי הבטן והעור. (J) חשיפה של הפונטנל הקדמי לאחר הסרת הפריוסטאום באמצעות 3% מי חמצן. (K) קיבוע המחבר המותקן בראש וסגירת הקרקפת סביב פתח המחבר. (L) התקן מד מתיחה מותאם אישית מוצג לצד סרגל. (M) סכמטי של מערכת הקלטת תנועתיות קיבה חופשית בתנועה, כולל תא ההקלטה, הקומוטטור הסיבובי, מחבר ראש מחובר, מגבר גשר, מערכת איסוף נתונים, מחשב ותוכנת ניתוח אותות. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

4. הקלטת תנועתיות קיבה

  1. מקמו את תא ההקלטה המעגלי החופשי המותאם מתחת למצלמת פוקוס אוטומטי 2K כדי לאפשר ניטור התנהגותי מסונכרן רציף של העכבר.
  2. בנה את תא ההקלטה באמצעות מיכל פלקסיגלס גלילי שקוף (קוטר 35 ס"מ × גובה 45 ס"מ).
    1. התקן לוח תלייה מותאם אישית (39.5 ס"מ × 10.0 ס"מ) מעל התא כדי לתמוך בכבל המחבר המותקן בראש.
    2. תמכו בפלטת התלויה באמצעות שני עמדות אנכיות הממוקמות בצדדים מנוגדים של החדר. כוון את הגובה (עד 15.5 ס"מ) כדי לשמור על מתיחות הכבל הנכונה במהלך ההקלטה.
  3. הנח את העכבר בתא ההקלטה. חבר את שקע הנקבה המותקן בראש לכבל ההקלטה הגמיש הרב-ערוצי התלוי בקומוטטור הסיבובי. ודאו שהכבל מאפשר תנועה, סיבוב והאכלה ללא הגבלה.
  4. התרגל עכברים לתא ההקלטה למשך 60 דקות ביום במשך 3 ימים רצופים לפני הניתוח. לאחר ההשתלה, יש להניח את העכבר המורדם בתא למשך 30 דקות כדי לאפשר ייצוב פיזיולוגי לפני תחילת ההקלטה הרציפה.
  5. חבר את הקצה הנגדי של הכבל הגמיש למגבר הגשר וחבר את המגבר למערכת איסוף הנתונים PowerLab 8/35.
  6. בדוק את איזון מגבר הגשר ואפס מד המתח כפי שמתואר בשלב 2.9. עקב אחרי האות החי לפחות 2 דקות והתחל להקליט רק אחרי שאישרת קו בסיס יציב עם סטייה זניחה.
  7. הגדר את הגדרות החומרה בתוכנת רכישת הנתונים LabChart (גרסה 8.0) עם תדר דגימה של 10 kHz והגברת 10× עבור ערוץ האות הקיבה הגולמי.
  8. הגדר את מערכת הרכישה עם טווח מתח קלט של ±5 וולט, מתח גירוי גשר של 5 וולט, ומסנן חומרה למעבר נמוך מוגדר ל-100 הרץ כדי למזער רעש בתדר גבוה תוך שמירה על נאמנות האות.
  9. הפעל את מצלמת המיקוד האוטומטי 2K והפעל בו זמנית את תוכנת איסוף הנתונים במחשב ההקלטה.
  10. רכוש נתונים באמצעות תוכנת רכישת הנתונים עם תבנית רכישה ייעודית. הגדר ערוץ אנלוגי אחד לאות מד המאמץ הגולמי של הקיבה וערוץ וידאו מסונכרן אחד ממצלמת האוטופוקוס 2K. שמור את כל ההקלטות בפורמט התוכנה המקורי לרכישה (*.adicht).
  11. בצע סשנים של הקלטה במהלך ההחלמה לאחר הניתוח, המעבר מהרדמה למצב ערות, ומבחן התנהגותי של 6 דקות הכולל קו בסיס לפני הארוחה של 2 דקות, שלב האכלה של 2 דקות, ושלב 2 דקות לאחר הארוחות.
  12. בצע הקלטות בין 09:00 ל-15:00 בימים שלאחר הניתוח (PODs) 1, 3, 5, 7, 10 ו-15. התחל בהקלטה מיד לאחר הכנסת החיה לתא והשתמש בנתונים שנאספו מ-10 דקות ואילך לניתוח כדי להבטיח ייצוב פיזיולוגי.
  13. עכברים מהירים במשך 12 שעות לפני ניסוי האכלה. תעד תנועתיות קיבה רציפה במשך 6 דקות, כולל קו בסיס של 2 דקות לפני האכלה, תקופת האכלה של 2 דקות שמתחילה בבעל החיים באכילה, ו-2 דקות לאחר האכלה.
  14. יש להוציא הקלטות מהניתוח אם הן עומדות באחד מהקריטריונים הבאים: (i) אובדן אות הנגרם מכשל מחבר או שבירת חוט; (ii) ארטיפקטים חמורים בתנועה הנובעים מטיפוח או הרצה החורגים מטווח הקלט של המגבר; או (iii) אותות לא יציבים או סטייה בסיסית העולה על 20% מהמשרעת הבסיסית במהלך סשן הקלטה יחיד.

5. עיבוד אותות וניתוח סטטיסטי

  1. להקים את חיבור החומרה המלא וליישם את תהליך הסינון של החומרה והתוכנה לעיבוד האותות הביולוגיים הגולמיים ולבודד גלי תנועתיות קיבה מחלקי תנועה.
    1. נתב את האותות הביולוגיים דרך מסנן מעבר נמוך אנלוגי מובנה של מגבר הגשר ומערכת איסוף הנתונים. הגדר את תדר החיתוך של מסנן מעבר נמוך אנלוגי ל-100 הרץ כדי להפחית רעש אלקטרומגנטי בתדר גבוה והפרעות קווי חשמל וליצור את ערוץ הנתונים הגולמי הבסיסי (איור S1).
    2. אין להחיל מסנני חומרה נוספים, כגון מסנני highpass, notch או anti-aliasing, במהלך איסוף הנתונים.
    3. יצר ערוץ ניתוח חלק באמצעות מודול ההחלקה בתוכנת הרכישה (איור S2). בחר החלקה מתפריט הנפתח של הערוץ, בחר משולש (Bartlett) כסוג החלקה, והגדר את רוחב החלון ל-10 שניות (איור S3).
      הערה: חלון המשולש של 10 שניות פועל כמסנן דיגיטלי אדפטיבי למעבר נמוך, שמפחית ארטיפקטים נשימתיים ותנועתיים תוך שמירה על המשרעת והקצב של גל האיטי בקיבה של העכברים הבסיסיים (~5 מחזורים לדקה; ~0.083 הרץ).
    4. אין להחיל שלבי קדם-עיבוד דיגיטליים נוספים, כולל תיקון קו בסיס, הדחת מגמה, דגימה מחדש, התאמת הסטת ערוץ או נרמול אותות.
    5. שמור את צורת הגל המוחלק כערוץ ניתוח חדש (ערוץ 2) יחד עם האות הגולמי (ערוץ 1) באותו קובץ תוכנה רכישה מקורי (*.adicht) ללא המרה חיצונית (איורים S3 ו-S4).
  2. הוצאו את אותות תנועתיות הקיבה המוחלקים לניתוח. בחר חלונות הקלטה יציבים ומייצגים רציפים של 2 דקות לכל מצב ניסוי, תוך מזעור ארטיפקטים הקשורים לתנועה ולהתנהגות (איור S4).
    1. בחר באקראי חלון הקלטה רציף של 2 דקות באמצעות הקלטת וידאו מסונכרנת. כלול רק קטעים עם קו בסיס יציב וללא ארטיפקטים של תנועה, התנהגות טיפוח או פעילות תנועה.
    2. יש להוציא קטע הקלטה רציף של 2 דקות מכל POD מסומן 1–15. השווה את צורות הגלי תנועתיות בקיבה שנרשמו בהרדמה עמוקה לאלו שתועדו במצב מודע מלא.
    3. תקן את כל ההקלטות בין 09:00 ל-15:00, כפי שמתואר בשלב 4.12, כדי למזער את השפעת השינויים הצירקדיים על תנועתיות הקיבה.
    4. נתחו הקלטה רציפה של 6 דקות מניסוי ההאכלה על ידי חלוקת ההקלטה לשלוש תקופות רצופות של 2 דקות המייצגות את קו הבסיס לפני הארוחות, האכלה הפעילה והשלבי שלאחר הארוחה.
    5. זהה את תחילת האכילה מתוך הקלטת וידאו מסונכרנת כאשר החיה מתחילה לעיסה מתמשכת. הגדר את שלב ההזנה כמרווח של 2 דקות והחריג הקלטות שבהן האכילה נמשכת רק כמה שניות.
  3. כמת את התדירות המחזורית הממוצעת (מחזורים/דקה), המשרעת המחזורית (μV), והשטח מתחת לעקומה (AUC; mV·s·min−1) מתוך צורות הגל המוחלקות. קבעו את תדירות ההתכווצות באמצעות ניתוח מרווחי שיא לשיא וחישבו את ה-AUC על ידי אינטגרציה של אות ההתכווצות המתוקן לאורך מרווח ההקלטה שנבחר (איור S5).
    1. בצע זיהוי שיא אוטומטית באמצעות מודול מדידות מחזוריות בפלטפורמת איסוף הנתונים כדי לחשב את התדירות המחזורית הממוצעת לכל קטע הקלטה שנבחר (איור S5).
    2. הגדר את קו הבסיס כמתח האות המינימלי בתוך מרווח ההקלטה שנבחר. חשב אוטומטית את ה-AUC באמצעות פונקציית האינטגרל ביחס למינימום במודול משטח הנתונים (איור S5).
    3. מדוד את משרעת ההתכווצות אוטומטית כגובה מחזורי ממוצע באמצעות מודול Data Pad, שמחשב את גובה השיא לשפל הממוצע לכל קטע הקלטה של 2 דקות (איור S5).
  4. לסכם ולנתח באופן גרפי את נתוני התדירות, המשרעת וה-AUC בכל תנאי הניסוי.
    1. השווה את פרמטרי תנועתיות הקיבה בין ההרדמה העמוקה לתנאים מודעים לחלוטין.
    2. העריך שינויים לאורך זמן בתנועתיות הקיבה מ-POD 1 ועד POD 15.
    3. השוו את פרמטרי תנועתיות הקיבה בשלב האכילה הפעילה לאלו שבשלבים שלפני האכילה ואחריה.
    4. כלול את כל הנתונים העומדים בקריטריוני איכות ההקלטה שהוגדרו מראש בניתוח הסטטיסטי. אין לבצע זיהוי חריגים סטטיסטי או להוציא תצפיות המבוססות על קריטריונים סטטיסטיים.
  5. הערכת נורמליות הנתונים והומוגניות של השונות לפני ניתוח סטטיסטי. נתח נתונים מבוזרים באופן תקין באמצעות ניתוח סטיות חד-כיווני רגיל (ANOVA) או מבחן t לא מזווג. לנתח נתונים שאינם מבוזרים נורמלית באמצעות מבחן קרוסקל–ווליס או מבחן מאן–וויטני U .
    1. הערכת נורמליות הנתונים באמצעות מבחן שפירו–וילק והומוגניות של שונות באמצעות מבחן בראון–פורסיית'. ניתוח נתונים מבוזרים תקינה עם שונות שוות באמצעות ANOVA חד-כיווני וניתוח נתונים או נתונים שאינם מבוזרים נורמלית עם שונות לא שוות באמצעות מבחן קרוסקל–ווליס.
    2. בצע בדיקות השוואה מרובות לאחר הוק באמצעות מבחן טוקי לאחר בדיקת אנובה חד-כיוונית או בדיקת דאן לאחר מבחן קרוסקל–ווליס, לפי הצורך.
  6. נתח את כל הנתונים באמצעות GraphPad Prism גרסה 10.0. דווח על הנתונים כממוצע ± שגיאת תקן (SE). נחשוב על p < 0.05 כמובהק סטטיסטית.
    1. בצע את כל הניתוחים הסטטיסטיים כמבחנים דו-זנביים. נחשוב על p < 0.05 כמובהק סטטיסטית.
    2. עיוור את החוקר האחראי על סינון הנתונים והפקת פרמטרים לקבוצות הניסוי והטיפולים. אנונימיזציה ותקודד את כל מערכי הנתונים לפני הניתוח.
    3. ארכוב את כל צורות הגל הגולמיות, האותות המעובדים והמטא-דאטה הנלווים בפורמט קובץ תוכנת רכישה מקורי (*.adicht). שמרו את הקבצים והגיליונות הייצואים הללו במאגר מרכזי כדי לאפשר אימות עצמאי. העמידו את מערכי הנתונים הרלוונטיים וקבצי הניתוח הסטטיסטי לפי בקשה אקדמית סבירה.

תוצאות

תנועתיות קיבה תחת הרדמה ומצבים ערניים

כדי להעריך את ההשפעה הפוטנציאלית של הרדמה על תנועתיות הקיבה, הושוו פרמטרים של תנועתיות קיבה בין עכברים מורדמים לעכברים מודעים (n = 6; איור 2A,B). לא נצפה הבדל מובהק בתדירות בין מצבי ההרדמה למצב המודע (5.38 ± 0.13 לעומת 5.48 ± 0.10 מחזורים min−1 [cpm], בהתאמה; בדיקת t לא זוגית: t = 0.4053, p = 0.6874). באופן דומה, גם המשרעת (73.88 ± 10.79 לעומת 60.79 ± 3.96 מיקרו-וולט; מבחן מאן–וויטני U: U = 68.5, p = 0.1620) ולא השטח מתחת לעקומה (AUC) (6.83 ± 1.26 לעומת 7.47 ± 0.84 mV·s·min−1; מבחן מאן–וויטני U: U = 102, p = 0.8437) היה שונה משמעותית בין שני התנאים. ההקלטות המייצגות הללו מראות פרמטרים דומים של תנועתיות קיבה תחת התנאים המורדמים והמודעים שנבדקו.

figure-results-1
איור 2. תיעוד תנועתיות קיבה ייצוגי, ניתוח כמותי והיסטולוגיה של הקיבה לאחר השתלת מד מאמץ. (א,ב) עקבות תנועתיות קיבה ייצוגיות שנרשמו מיד לאחר הניתוח תחת הרדמה (A) ובמצב ער ער (B) (n = 6 עכברים). (C–H) עקבות תנועתיות קיבה מייצגות שנרשמו במהלך ההחלמה לאחר הניתוח ביום שלאחר הניתוח (POD) 1 (C), POD 3 (D), POD 5 (E), POD 7 (F), POD 10 (G) ו-POD 15 (H). מוט הסקאלה ב-H חל על לוחות A–H: 50 מיקרו-וולט, 15 שניות. (I–K) כימות תדירות תנועתיות קיבה (I; ניתוח שונות של בראון-פורסיית' וולש עם השוואות מרובות, F = 0.3898, p = 0.8762), אמפליטודה (J; מבחן H של קרוסקל–ווליס, H = 3.989, p = 0.6782), ושטח מתחת לעקומה (AUC) (K; מבחן H של קרוסקל–ווליס, H = 0.8218, p = 0.9915) לאורך נקודות זמן אורך (n = 6 עכברים). (L) עקבות תנועתיות קיבה ייצוגיות שנרשמו לפני, במהלך ואחרי האכלה מרצון. האזור המוצל מציין את תקופת ההאכלה של 2 דקות. פס סולם: 100 מיקרו-וולט, 30 שניות (M–O) כימות תדירות תנועתיות הקיבה (M; ניתוח חד-כיווני רגיל של שונות, F = 5.490, p = 0.0138), אמפליטודה (N; מבחן H של קרוסקל–ווליס, H = 0.3639, p = 0.8451), ו-AUC (O; ניתוח חד-כיווני רגיל של שונות, F = 4.954, p = 0.0193) לפני, במהלך ואחרי האכלה (n = 7 עכברים). (P–S) קטעי קיבה מוכתמים בהמטוקסילין ואאוזין מעכברי ביקורת תקינים (P) ועכברים מושתלים ב-POD 7 (Q), POD 10 (R) ו-POD 15 (S). בפאנל P, a מציין את השריר, b מציין את התת-רירית, ו-c מציין את הרירית. פס הקנה מידה 100 מיקרון המוצג בפאנל S חל על כל לוחות ההיסטולוגיה (P–S). הנתונים מוצגים כממוצע ± שגיאת תקן. *עמוד < 0.05. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

שינויים בתנועתיות הקיבה לאחר ניתוח לאורך זמן

תנועתיות קיבה נבדקה בעכברים שנעים בחופשיות מ-POD 1 ועד POD 15 להערכת יציבות לאחר הניתוח (n = 6; איור 2C–K). במהלך שלב הפוסט-ניתוח המוקדם (POD 1–3), התדירות לא הייתה שונה משמעותית מהמדידה הבסיסית (5.76 ± 0.27 לעומת 5.38 ± 0.14 cpm; ניתוח שונות של בראון-פורסיית' וולש [ANOVA] עם השוואות מרובות, p = 0.9670). באופן דומה, לא נצפו הבדלים משמעותיים במשרעת (60.41 ± 3.41 לעומת 56.43 ± 4.78 מיקרו-וולט; מבחן קרוסקל–ווליס עם השוואות מרובות, עמוד > 0.9999) או AUC (6.34 ± 0.79 לעומת 6.42 ± 0.92 mV·s·min−1; מבחן קרוסקל–ווליס עם השוואות מרובות, עמוד > 0.9999).

במהלך השלב הביניים לאחר הניתוח (POD 5–7), הפרמטרים שנמדדו נשארו יציבים, ללא הבדלים משמעותיים בתדירות (5.49 ± 0.23 לעומת 5.31 ± 0.22 cpm; p > 0.9999), משרעת (58.96 ± 5.40 לעומת 63.29 ± 8.01 מיקרו-וולט; p > 0.9999), או AUC (7.52 ± 1.59 לעומת 5.78 ± 0.69 mV·s·min−1; p > 0.9999) ביחס לערכי הבסיס המתאימים.

בשלב הפוסט-ניתוחי המאוחר (PODs 10–15), לא נצפו שינויים משמעותיים בתדירות (5.55 ± 0.42 לעומת 5.41 ± 0.10 מחזורים לדקה; p > 0.9999), משרעת (69.33 ± 21.04 לעומת 56.33 ± 7.95 מיקרו-וולט; p > 0.9999), או שטח מתחת לעקומה (AUC; 9.74 ± 3.87 לעומת 9.00 ± 2.71 mV·s·min−1; p > 0.9999) בהשוואה לערכי הבסיס המתאימים. ביחד, הנתונים המייצגים הללו מראים כי פרמטרי תנועתיות הקיבה שנמדדו נשארו יציבים לאורך כל תקופת התצפית שלאחר הניתוח תחת התנאים שנבדקו.

תנועתיות קיבה במהלך צריכת המזון

הושגו רישומים ייצוגיים של תנועתיות קיבה במהלך צריכת מזון מוצק מרצון כדי לאפיין שינויים תלויי פאזה בתנועתיות הקיבה (n = 7; איור 2L–O). במהלך האכלה פעילה, התדירות ירדה משמעותית מהבסיס שלפני האכילה (5.78 ± 0.30 ל-4.44 ± 0.42 cpm; אנובא חד-כיווני רגיל עם השוואות מרובות, p = 0.0301). לעומת זאת, המשרעת לא הייתה שונה משמעותית בין שלב הקדם-אכילה ושלב האכילה (62.73 ± 3.31 לעומת 77.33 ± 15.32 מיקרו-וולט; מבחן קרוסקל–ווליס עם השוואות מרובות, עמוד > 0.9999). למרות שה-AUC ירד מ-7.50 ± 0.61 ל-4.92 ± 0.78 mV·s·min⁻1 במהלך האכלה, ההבדל לא הגיע למובקות סטטיסטית (ANOVA חד-כיווני רגיל עם השוואות מרובות, p = 0.0611).

לאחר הפסקת האכלה, התדירות עלתה משמעותית בהשוואה לשלב האכילה (5.84 ± 0.27 cpm; p = 0.0230). באופן דומה, ה-AUC עלה משמעותית מ-4.92 ± 0.78 ל-8.01 ± 0.82 mV·s·min−1 (p = 0.0228). לא נצפה הבדל משמעותי בעוצמה בין שלב האכילה לשלב שלאחר הארוחה (77.33 ± 15.32 לעומת 64.17 ± 5.65 מיקרו-וולט; עמ' > 0.9999). כאשר השוו את שלב הפוסט-פרנדיאל לקו הבסיס שלפני האכילה לא זוהו הבדלים משמעותיים בתדירות (p = 0.9908), משרעת (p > 0.9999) או AUC (p = 0.8784), מה שמעיד שפרמטרי התנועתיות שנמדדו חזרו לרמות הבסיס במהלך תקופת התצפית.

שינויים היסטולוגיים בקיבה

בדיקה היסטולוגית של רקמת קיבה שנאספה על PODs 7–15 הראתה שינויים דלקתיים מקומיים סמוכים למד הזן המושתל, כולל חדירה קלה לתאי דלקת, ארכיטקטורה תאית מבולגנת וחריגות גרעיניות (איור 2P–S). לא נצפו דלקת חמורה או נזק נרחב לרקמות בחלקים שנבדקו. ממצאים היסטולוגיים מייצגים אלו מצביעים על תגובות רקמתיות מקומיות באתר ההשתלה בתנאים שנבדקו.

איור S1. הקמת ערוץ רישום תנועתיות קיבה גולמית בסיסית. צילום מסך מייצג של אות תנועתיות הקיבה הגולמי שנרכש בתוכנת איסוף הנתונים לאחר סינון חומרה אנלוגי עם מסנן מעבר נמוך במהירות 100 הרץ. ערוץ ההקלטה הבסיסי הזה משמש כקלט לעיבוד וניתוח אותות דיגיטליים נוספים. אנא לחצו כאן להורדת הקובץ הזה.

איור S2. יצירת ערוץ הניתוח החלק בתוכנת רכישת הנתונים. צילום מסך מייצג המדגים יצירת ערוץ ניתוח חדש באמצעות פונקציית Smoothing בתוכנת רכישת הנתונים. הערוץ החלק נוצר מהקלטת תנועתיות קיבה גולמית לניתוח כמותי לאחר מכן. אנא לחצו כאן להורדת הקובץ הזה.

איור S3. קונפיגורציה של פרמטרי החלקה בתוכנת רכישת הנתונים. צילומי מסך מייצגים המציגים את הגדרות ההחלקה של תוכנת רכישת הנתונים המשמשות לעיבוד אותות דיגיטלי. חלון ההחלקה המשולש (Bartlett) נבחר עם רוחב חלון של 10 שניות כדי להחליש תופעות נשימתיות ותנועתיות תוך שמירה על קצב הגלים האיטיים הפיזיולוגי של הקיבה. אנא לחצו כאן להורדת הקובץ הזה.

איור S4. בחירת חלונות הקלטה מייצגים לניתוח כמותי. דוגמה מייצגת המדגימה בחירת קטע רישום רציף יציב בן 2 דקות (אזור מוצל באפור) מתוך עקבות תנועתיות קיבה חלקות לניתוח כמותי. חלונות הקלטה נבחרו כדי למזער ארטיפקטים הקשורים לתנועה ולהתנהגות לפני חישוב פרמטרי תנועתיות הקיבה. אנא לחצו כאן להורדת הקובץ הזה.

איור S5. כימות פרמטרי תנועתיות קיבה מתוך צורת הגל המוחלקת. צילומי מסך מייצגים של תוכנת רכישת הנתונים, משטח הנתונים וממשק הניתוח המשמשים לכימות פרמטרי תנועתיות קיבה ראשוניים. תדירות מחזורית ממוצעת (מחזורים/דקה), משרעת מחזורית ממוצעת (μV), ושטח אינטגרלי מתחת לעקומה (AUC; mV·s·min⁻1) חושבו מקטעי ההקלטה החלקים שנבחרו. אנא לחצו כאן להורדת הקובץ הזה.

דיון

פרוטוקול משופר זה מספק גישה יציבה, ביותואמית וניתנת לשחזור לרישום תנועתיות קיבה ארוכת טווח בעכברים הנעים בחופשיות. שלב קריטי הוא ייצור מד סיליקון18, שמניב התקן אופטימלי (מידות כוללות: ~6.0 מ"מ × 8.0 מ"מ; שטח פונקציונלי: ~5.0 מ"מ × 5.0 מ"מ) המתאים לאנטרום הקיבה של העכברים תוך מזעור ההפרעות לפילורוס ולקרן19. בהשוואה למכשירים קשיחים קונבנציונליים, עטיפה עם גומי סיליקון 704 מספקת גמישות מכנית וגמישות גבוהה יותר (הארכה בשבירה ≥ 140%), ומאפשרת לחיישן להכיל את התפשטות הקיבה במהלך האכלה פיזיולוגית תוך הפחתת הסיכוי לשבר או הגבלת תנועה במכשיר. יתרה מזאת, הכיסוי החלק של הסיליקון צפוי להפחית את ההידבקות הרקמה סביב השתל, ובכך לסייע בשמירה על איכות האות במהלך הקלטות אורך. למרות שהערכה כמותית שיטתית של יצירת הידבקות לאחר ניתוח וביצועים מכניים ארוכי טווח הייתה מעבר להיקף מחקר זה, ההקלטות הכרוניות הראו איכות אות יציבה ורגישות חיישנים מתמשכת עד 15 ימים לאחר ההשתלה. הציפוי הדק והחלק של הסיליקון משמש גם כמחסום מגן שעשוי לסייע בהפחתת הידבקות יתר של הרקמות. עם זאת, אימות ארוך טווח נוסף באמצעות ניקוד הידבקות כמותי ובדיקות ביצועים מכניות ייעודיות יהיו חשובים לאפיון מלא של ביצועי המכשירים הכרוניים. לבסוף, שילוב מחבר ראש עם מד המתח הסיליקוני מפחית את סיבוב הכבל ונזקים הקשורים ללעיסה, ובכך מאפשר רישום תנועתיות קיבה לטווח ארוך בבעלי חיים נעים בחופשיות.

שינוי מרכזי בפרוטוקול זה הוא שעכברים שומרים על גישה חופשית למזון עד להכשרת הרדמה. בניגוד לפרוטוקולים כירורגיים קונבנציונליים במערכת העיכול, צום לפני הניתוח מושמט משום שנפיחות קיבה הנובעת מצריכת מזון תקינה מקלה על המחשת פני השטח הסרוזליים של הקיבה ועשויה להפחית את הסיכון לחדירה לא מכוונת של רירית במהלך הנחת תפרי הסרוזל7-0 16,19. לעומת זאת, קריסת קיבה הנגרמת מצום ממושך מעלה את היתירות הרקמה, מה שעלול להקשות על מיקום התפרים המדויק. עם זאת, למפגשי רישום תנועתיות מאוחרים יותר, מיושמת תקופת צום סטנדרטית של 12 שעות לפני הקלטות בסיסיות כדי למזער שונות לאחר הארוחה16,19.

שינוי פרוצדורלי חשוב נוסף הוא בחירת משטר ההרדמה. למרות שהרדמה בשאיפה נפוצה מאוד בניתוחי מכרסמים 20,21, ההליך הכירורגי הדו-אתרי המתואר כאן דורש שינוי מיקום חוזר של החיה וגישה חופשית לשדה הניתוח הגולגולתי למיקום המחבר המותקן על הראש. איסוף נתונים גם תלוי בכבל קל המחובר לתא הקלטה מותאם אישית (איור 1M), שעשוי להגביל את תנועת בעלי החיים בהשוואה לסביבה ביתית ללא הגבלה. מייל ואחרים פיתחו מערכת טלמטריה אלחוטית עם מד מתח המסוגלת לתעד תנועתיות מערכת העיכולבעכברים הנעים בחופשיות. עם זאת, הממדים והמשקל של מכשיר הטלמטריה אינם תואמים בקלות לעכברי C57BL/6J בוגרים, מה שמגביל את יישומו הישיר במודל זה. כתוצאה מכך, תצורת החוטים המתוארת כאן מייצגת גישה מעשית לרישום תנועתיות קיבה ארוכת טווח בעכברים תוך שמירה על קליטת אותות רציפה. בתנאים אלו, מתן תוך-פריטונאלי של 1.25% טריברומואתנול מספק גישה ניתוחית חופשית לאורך כל ההליך. השימוש ב-1.25% טריברומואתנול נתמך על ידי השראה מהירה, הרדמה כירורגית אמינה והרפיית שרירים מצוינת הנדרשת למיקרו-תפר. כדי להבטיח יציבות כימית ולמזער התדרדרות, נעשה שימוש בתמיסת עבודה מסחרית שנשמרה בטמפרטורה של 4°C מוגנת מאור. למרות שטריברומואתנול עלול לגרום לעיכוב חולף במערכת העיכול או לגירוי רקמתי אם הוא מוכן או מטופל בצורה לא נכונה, מחקרים עדכניים הוכיחו את יעילותו ובטיחותו בשימוש במסגרת נהלי בקרת איכות מתאימים23. בהתאם לדיווחים אלו, לא נצפו תופעות לוואי, כולל אילאוס או פריטוניטיס לאחר ניתוח, במהלך המחקר הנוכחי.

לפרוטוקול הנוכחי יש מספר מגבלות. ראשית, אף שהערכה היסטולוגית מייצגת הראתה שינויים מקומיים ברקמה לאחר הניתוח, המחקר הנוכחי לא כלל הערכה כמותית של תגובות דלקתיות או הידבקויות לאחר הניתוח. פרוטוקול זה פותח בעיקר כמדריך מתודולוגי לייצור מכשירים שכפולים והשתלה אנטומית מדויקת, ולא כהערכה פתולוגית מקיפה. בהתאם לכך, ניקוד היסטולוגי חצי-כמותי, הערכה פתולוגית עיוורת והערכה כמותית של הידבקויות לאחר הניתוח היו מחוץ להיקף המחקר הנוכחי. עם זאת, החתכים המייצגים המוצבעים בהמטוקסילין ובאאוזין הראו שינויים קלים ומקומיים ברקמות המוגבלים לפני השטח הסרוזלי, ללא עדות לנזק רקמתי נרחב בחתכים שנבדקו. מחקרים עתידיים שיכללו ניתוחים היסטולוגיים כמותיים וניקוד הידבקות סטנדרטי יספקו הערכה מקיפה יותר של תגובות רקמה ארוכות טווח.

לבסוף, האימות הנוכחי התמקד בעיקר ברישום תנועתיות קיבה ותצפיות היסטולוגיות. הערכות פיזיולוגיות משלימות, כולל ריקון קיבה, זמן מעבר במעי כולו ותפוקת כדורי צואה, היו מעבר להיקף מחקר האימות הראשוני הזה. למרות שמדדים אלו יספקו הערכה מקיפה יותר של תפקוד מערכת העיכול, דפוסי ההתכווצות הקיבה היציבים והקצביים שנצפו לאורך תקופת הרישום לאחר הניתוח מצביעים על כך שההליך ההשתלה שמר על רישום תנועתיות קיבה אמין בתנאים שנבדקו. עם זאת, הערכה מקיפה של תפקוד מערכת העיכול הכוללת באמצעות בדיקות פיזיולוגיות משלימות אלו נותרת כיוון חשוב לאימות עתידי של גישת התיעוד הכרונית הזו.

למרות מגבלות אלו, הפרוטוקול מרחיב את ערכת הכלים הניסיונית הזמינה להערכה ארוכת טווח של תנועתיות הקיבה בעכברים מודעים. תדרי הקיבה הבסיסיים שנצפו תואמים לערכים שדווחו קודם לכן באמצעות מתדרי כוח חוץ-אוריים19 והקלטות אלקטרופיזיולוגיות סרוזליות10, והשינויים המייצגים הקשורים להזנה תואמים לתגובות פיזיולוגיות שתוארו קודם במודלים של יונקים. עם זאת, הערכים המוחלטים של משרעת האות ו-AUC נשארים תלויים במשתנים ניסיוניים, כולל ייצור חיישנים, הגדרות הגברה ותנאי השתלה כירורגיים, ולכן יש לפרש אותם בהקשר של כל מערך ניסוי. פרוטוקול זה עשוי להיות שימושי למחקרים אורכי טווח של פיזיולוגיה ומחלות קיבה, כולל מודלים של דיספפסיה פונקציונלית, גסטרופרזיס סוכרתי ואילאוס לאחר הניתוח, ועשוי להקל על הערכת התערבויות טיפוליות בתנאי רישום מודעים.

גילויים

המחברים מצהירים כי אין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים ידועים או מערכות יחסים אישיות שיכולות להיראות כמשפיעות על העבודה המדוונת במאמר זה.

תודות

המחברים מבקשים להודות לעזרתו של ייקואן שייה מהמכון למדעי הרפואה הבסיסיים, האקדמיה הסינית למדעי הרפואה, על תרומתו להכנת מד עיוות ואופטימיזציה של הליכי הניסוי. עבודה זו נתמכה על ידי קרנות המחקר הבסיסיות של המכון המרכזי למחקר רווחת הציבור (ZZ-JQ2023002), פרויקט החדשנות המדעית והטכנולוגית של האקדמיה הסינית למדעי הרפואה הסינית (CI2026A03401), והקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (82174281 ו-82230123).

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
1% תמיסת פובידון-יודיןJiangmen Hengjian Pharmaceutical Co., Ltd., Guangdong, סין500 מ"לחיטוי עור
תמיסת טריברומואתנול מוכנה 1.25%Nanjing Aibei Biotechnology Co., Ltd., Jiangsu, סיןM2910משתמשים ישירות ללא הכנה או דילול נוספים.
מצלמת פוקוס אוטומטי 2KShenzhen Lvlian Technology Co., Ltd., Guangdong, סיןCM717-25442ניטור התנהגותי
תמיסת מי חמצן 3%Lircon Medical Technology Co., Ltd., Shandong, סין100 מ"להכנת גולגולת
תפרי ספיגה 6-0 עם מחטJinhuan Medical Products Co., Ltd., Shanghai, סיןR611סגירת שרירי בטן ועור
תפרי 7-0 שאינם נספגיםNingbo Chenghe Microscopic Instrument Factory, Zhejiang, סין45/35קיבוע מד מתח
אתנול 75%Lircon Medical Technology Co., Ltd., Shandong, סין500 מ"לחיטוי מכשירים ומכשירים
מרחיב חשמלי ללא חומצהProkit's Industries Co., Ltd., Shanghai, סין8S005הרכבה חשמלית
מכשיר גילוח מיני Arco חשמלי לבעלי חייםAUX Group Co., Ltd., Zhejiang, סיןC6Sהסרת שיער
שרף בסיסYAMAHACHI Dental Material Co., Ltd., Jiangsu, סיןLSBR-NPSקיבוע גולגולת של המחבר המותקן על הראש
תא הקלטה חופשי מעגליBeijing Xin Hang Xing Ye Technology Trading Co., Ltd., בייג'ינג, סיןבנייה מותאמת אישיתמיכל פלקסיגלס גלילי שקוף (קוטר 35 ס"מ × גובה 45 ס"מ) המצויד בצלחת תלייה עליונה מותאמת אישית (39.5 ס"מ × 10.0 ס"מ) ושני מעמדות תמיכה מתכווננים לגובה (עד 15.5 ס"מ) לתליית כבל המחבר המותקן על הראש.
חיישן מתח מותאם אישית (350 Ω)Yiyang Heshan District Guangce Electronics Co., Ltd., Hunan, סיןמתאים אישיתבסיס: 3.6 מ"מ × 3.0 מ"מ; רשת: 2.0 מ"מ × 1.0 מ"מ; עובי: 0.06 מ"מ
מספריים עדיניםRWD Life Science Co., Ltd., Guangdong, סיןS12003-09מספריים כירורגיים
מורח חד פעמיOuwen Medical Device Technology Co., Ltd., Guangdong, סיןקטןיישום סיליקון
שמיכה חשמלית מחוממת בפידבקNanjing Xin Xiao Yuan Biotech, Jiangsu, סיןH-KWDY-IIIשמירה על טמפרטורת הגוף במהלך ניתוח
GraphPad PrismGraphPad Software, LLC, MA, ארצות הבריתגרסה 10.0ניתוח סטטיסטי
מחבר מותקן על הראשBeijing Xin Hang Xing Ye Technology Trading Co., Ltd., בייג'ינג, סיןבנייה מותאמת אישיתכותרת 2 × 3 מותאמת אישית להתקנת ראש עכבר; מרווח פינים 1.27 מ"מ, קוטר פינים 0.44 מ"מ, מרווח זנב טרמינל 4.90 ± 0.25 מ"מ; מידות: 4.88 מ"מ × 3.25 מ"מ × 5.32 מ"מ (L × W × H); גובה מבודד: 3.80 מ"מ.
מלקטת פירוק קשתיתRWD Life Science Co., Ltd., Guangdong, סיןF12006-10ניתוק רקמות
תוכנת LabChart ProfessionalADInstruments Ltd., New South Wales, אוסטרליהגרסה 8.0רכישת נתונים ועיבוד אותות
זריקת מלוקסיקםQilu Animal Health Products Co., Ltd., Shandong, סין20 מ"להרדמה לאחר הניתוח
מחזיקי מחטRWD Life Science Co., Ltd., Guangdong, סיןF31047-12תפירה כירורגית
משחת עיניים פטרולטוםDechra Pharmaceuticals PLC, Northwich, בריטניה17033-211-38הגנה על הקרנית במהלך הרדמה
PowerLab 8/35ADInstruments Ltd., New South Wales, אוסטרליהPL3508מערכת רכישת נתונים
מגבר Quad BridgeADInstruments Ltd., New South Wales, אוסטרליהFE224הגברת אותות
גומי סיליקון (704 RTV)Liyang Kangda Co., Ltd., Jiangsu, סין704 RTVכיתור חיישן מתח
תמיסת נתרן כלוריד פיזיולוגית (0.9%)BBCA Pharmaceutical Co., Ltd., Anhui, סין500 מ"לשטיפת מכשירים והידרציה של רקמות
חיצויSANKI, יפןקוטר ליבת שרף, 0.5 מ"מ, 60/40הרכבה חשמלית
מגהץ חיצויHAKKO Corp., Osaka, יפןFX888D-06BYהרכבה חשמלית
מזון רגילSPF (בייג'ינג) Biotechnology Co., Ltd., בייג'ינג, סיןSPF-F02-001תזונת בעלי חיים
ממברנת הגנה סטרילית לחתכים כירורגיים

מקורות

  1. Goyal RK, Guo Y, Mashimo H. Advances in the physiology of gastric emptying. Neurogastroenterol Motil. 2019;31(4):e13546.
  2. Febo-Rodriguez L, Chumpitazi BP, Sher AC, Shulman RJ. Gastric accommodation: Physiology, diagnostic modalities, clinical relevance, and therapies. Neurogastroenterol Motil. 2021;33(12):e14213.
  3. Servin-Vences MR, et al. PIEZO2 in somatosensory neurons controls gastrointestinal transit. Cell. 2023;186(16):3386-3399.e15.
  4. Jin M, et al. Cell membrane-functionalized bismuth oxyiodide nanodots as potential contrast agents for gastrointestinal tract imaging. Colloids Surf B Biointerfaces. 2025;245:114235.
  5. Xiao A, et al. H2S, a novel gasotransmitter, is involved in gastric accommodation. Sci Rep. 2015;5:16086.
  6. Adelson DW, et al. Coordinated gastric and sphincter motility evoked by intravenous CCK-8 as monitored by ultrasonomicrometry in rats. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2004;286(2):G321-G332.
  7. Ataka K, et al. Wood creosote prevents corticotropin-releasing factor-induced motility via 5-HT3 receptors in the proximal colon and 5-HT4 receptors in the distal colon in rats. Auton Neurosci. 2007;133(2):136-145.
  8. Chen CY, et al. Des-acyl ghrelin acts via corticotropin-releasing factor type 2 receptors to disrupt fasted stomach motility in conscious rats. Gastroenterology. 2005;129(1):8-25.
  9. Fujino K, et al. Ghrelin induces fasted motor activity of the gastrointestinal tract in conscious fed rats. J Physiol. 2003;550(Pt 1):227-240.
  10. Wang H, et al. Establishment of a radiotelemetric recording technique in mice to investigate gastric slow waves: Modulatory role of putative neurotransmitter systems. Exp Physiol. 2018;103(6):827-837.
  11. Yin J, Chen JD. Electrogastrography: Methodology, validation and applications. J Neurogastroenterol Motil. 2013;19(1):5-17.
  12. Rhee PL, et al. Analysis of pacemaker activity in the human stomach. J Physiol. 2011;589(Pt 24):6105-6118.
  13. Hasler WL, Soudah HC, Dulai G, Owyang C. Mediation of hyperglycemia-evoked gastric slow-wave dysrhythmias by endogenous prostaglandins. Gastroenterology. 1995;108(3):727-736.
  14. Coleski R, Gonlachanvit S, Owyang C, Hasler WL. Selective reversal of hyperglycemia-evoked gastric myoelectric dysrhythmias by nitrergic stimulation in healthy humans. J Pharmacol Exp Ther. 2005;312(1):103-111.
  15. Zhou L, Ke MY. Textbook of Gastrointestinal Motility: Basic and Clinical Aspects. Science Press; Beijing, China; 1991:262-278.
  16. Holmes GM, Swartz EM, McLean MS. Fabrication and implantation of miniature dual-element strain gauges for measuring in vivo gastrointestinal contractions in rodents. J Vis Exp. 2014;(91):51739.
  17. Chen QC, et al. Xiangbinfang granules enhance gastric antrum motility via intramuscular interstitial cells of Cajal in mice. World J Gastroenterol. 2021;27(7):576-591.
  18. Wang SY, Xie Y, Zhu B, Chen X; China Academy of Chinese Medical Sciences, assignee. Silicone strain gauge and physiological signal acquisition apparatus for animal hollow visceral organs. China Utility Model Patent CN221533769U. 2024.
  19. Zheng J, et al. Ghrelin regulates gastric phase III-like contractions in freely moving conscious mice. Neurogastroenterol Motil. 2009;21(1):78-84.
  20. Hüske C, et al. Towards optimized anesthesia protocols for stereotactic surgery in rats: Analgesic, stress and general health effects of injectable anesthetics. A comparison of a recommended complete reversal anesthesia with traditional chloral hydrate monoanesthesia. Brain Res. 2016;1642:364-375.
  21. Callahan LM, Ross SM, Jones ML, Musk GC. Mortality associated with using medetomidine and ketamine for general anesthesia in pregnant and nonpregnant Wistar rats. Lab Anim (N Y). 2014;43(6):208-214.
  22. Meile T, Zieker D, Königsrainer A, Glatzle J. New telemetry device for the measurement of gastrointestinal motility in rats and comparison with standard equipment. Int Surg. 2015;100(4):755-760.
  23. Black C, et al. Revisiting tribromoethanol as a safe and effective murine anesthetic for veterinary clinical and biomedical research. Vet Immunol Immunopathol. 2025;282:110909.

הדפסות חוזרות והרשאות

גלה מאמרים נוספים

הנדסת ביו-רפואיתגיליון 234גיליון 234ערך ריקגיליוןמוטיליות גסטרואינטסטנליתטכניקות היסטולוגיותניתוחיפרוצדורות כירורגיותמתמרים
צרו קשר
המליצו לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.