Methodenartikel

Bulk elektro-acupunctuuroperatie voor muizen of jonge ratten

DOI:

10.3791/65648

⸱

1 september 2023

 ,  ,  ,  , 
1Department of Pediatrics, Second Affiliated Hospital, Army Medical University, 2Department of Neurosurgery, Second Affiliated Hospital, Army Medical University

* These authors contributed equally

In dit artikel

Erratum-melding

Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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.

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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

  1. Ontwerp een houder voor kleine dieren op basis van het Chinese gebruiksmodel patent9.
  2. Produceer het apparaat door middel van 3D-printtechnologie.
  3. 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

  1. Koop 3 Sprague-Dawley-ratten (10-40 g, 7-45 dagen oud) en 3 C57 BL/C-muizen (5-40 g).
  2. 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)

  1. 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.
  2. 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.
    1. 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.
  3. Bevestig de andere knaagdieren op dezelfde manier in het apparaat.
  4. 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.
  5. Strat EA vanaf dag 4.
  6. 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)

  1. Kies voor steriele acupunctuurnaalden van 0,25 mm x 13 mm.
  2. 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.
  3. 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.
  4. Sluit één kant van de aansluitkabel aan op het EA-instrument.
  5. Sluit een andere kant van de aansluitkabel met de positieve en negatieve EA-clips aan op de acupunctuurnaaldschachten aan de linker- en rechterkant MS6.
  6. Schakel het EA-instrument in.
    1. Draai aan de knop (Functie/Kies schakelaar) om de frequentie en functiemodus in te stellen.
    2. Stel de frequentie in op 10 Hz en kies een continue golfmodus .
    3. 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)

  1. 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.
  2. 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.
  3. Bevestig de andere knaagdieren op dezelfde manier.
  4. Herhaal net als in stap 3.4 de bovenstaande fixatiestappen gedurende 3 dagen om de stressreactie van knaagdieren te verminderen.
  5. Strat EA vanaf dag 4.
    NOTITIE: Desinfectie wordt uitgevoerd zoals vermeld in stap 3.6.

6. EA uitvoeren (ST25)

  1. Kies voor steriele acupunctuurnaalden van 0,25 mm x 13 mm.
  2. 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.
  3. Draai en penetreer steriele naalden langzaam in ST25 bilateraal op een diepte van 4-8 mm op respectievelijk 3 knaagdieren.
  4. Sluit één kant van de aansluitkabel aan op het EA-instrument.
  5. Sluit een andere kant van de aansluitkabel met de positieve en negatieve EA-clips aan op de acupunctuurnaaldschachten aan de linker- en rechterkant ST25.
  6. Schakel het EA-instrument in.
    1. Draai aan de knop (Functie/Kies schakelaar) om de frequentie en functiemodus in te stellen.
    2. Stel de frequentie in op 10 Hz en kies Continuous Wave Mode.
    3. 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.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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 z...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs verklaarden dat er geen concurrerende belangenconflicten bestaan.

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
3D printing batch mice fixatorMESH INVENTOp maat gemaaktDe fixator geproduceerd door 3D-printer. De drukmethode heet fused deposition modeling (FDM), ook bekend als fused filament fabrication (FFF).  
Elektroacupunctuur instrumentHwato, Suzhou Medical Appliance FactorySDZ-IIIwww.Hwato-med.com
Wegneembare steriele acupuncturnaaldSuzhou Medical Appliance FactoryN/A0,25 mm x 13 mm

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. Xu, D. S., et al. A new attempt of re-mapping acupoint atlas in the rat. Acupuncture Research. 44 (1), 62-65 (2019).
  5. 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).
  6. Cao, L., et al. The effectiveness of acupuncture for Parkinson's disease: An overview of systematic reviews. Complementary Therapies in Medicine. 50, 102383(2020).
  7. 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).
  8. 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).
  9. A fixing device for mice body. China Patent. , 202220586749 (2023).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. Wu, L. Electroacupuncture for spinal cord injury: A scientific study of traditional medicine. Neurospine. 19 (3), 770-772 (2022).
  17. Gozzi, A., Zerbi, V. Modeling brain dysconnectivity in rodents. Biological Psychiatry. 93 (5), 419-429 (2023).
  18. Denic, A., Macura, S. I., Mishra, P., Gamez, J. D., Rodriguez, M., Pirko, I. MRI in rodent models of brain disorders. Neurotherapeutics. 8 (1), 3-18 (2011).
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Erratum

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Formal Correction: Erratum: Bulk Electroacupuncture Operation for Mice or Young Rats
Posted by JoVE Editors on 3/18/2025. Citeable Link.

This corrects the article 10.3791/65648

Trefwoorden

Fixator voor kleine dieren3D geprinte houdermuismodelratmodelselectie van acupunctuurpuntenimmobilisatie van dierenbuikliggingrugligging

Gerelateerde artikelen