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Artigo de método

Um Instrumento de Acupuntura Mecânica para Estimulação Vibratória Reprodutível de Pontos de Acupuntura em Ratos

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DOI:

10.3791/72266

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25 de agosto de 2026

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
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

Neste artigo

Resumo

Este protocolo descreve um método padronizado de acupuntura mecânica utilizando um dispositivo de estimulação vibratória que fornece estímulo reprodutível com agulha no ponto de acupuntura HT7 em ratos. Validado em um modelo de atividade locomotora induzida por cocaína, este método fornece uma plataforma quantitativa e reprodutível para investigar os mecanismos neurofisiológicos periféricos e centrais subjacentes aos efeitos mediados pela acupuntura.

Resumo

Embora a acupuntura manual seja amplamente utilizada em pesquisas experimentais e clínicas, sua aplicação é limitada pela baixa reprodutibilidade decorrente da variabilidade dependente do praticante na manipulação da agulha. Para superar essa limitação, um instrumento mecânico de acupuntura (IMA) foi desenvolvido para fornecer estímulo vibratório controlado por meio de uma agulha de acupuntura inserida, sem o uso de corrente elétrica. Este artigo apresenta um protocolo padronizado para aplicação da estimulação com IMA no ponto de acupuntura HT7 em ratos, incluindo preparo do animal, localização do ponto de acupuntura, inserção da agulha, configuração dos parâmetros de estimulação e avaliação comportamental. Estudos representativos de validação mostraram que a estimulação com IMA no HT7 reduziu a atividade locomotora induzida pela cocaína e ativou preferencialmente as vias de fibras A associadas a mecanorreceptores. Estudos adicionais confirmaram o envolvimento dos aferentes periféricos ulnares, da via do cordão dorsal e da circuitaria de recompensa mesolímbica na mediação desses efeitos. Os resultados representativos apresentados neste artigo baseiam-se em estudos de validação previamente publicados que utilizaram a plataforma de IMA. Este protocolo fornece um método reprodutível e quantitativo para investigar os mecanismos neurofisiológicos da estimulação de acupuntura em modelos animais experimentais.

Introdução

A acupuntura manual é um método tradicional de estimulação baseado em agulhas que fornece entrada mecânica dinâmica aos tecidos periféricos por meio da manipulação direta da agulha e tem sido amplamente utilizada em ambientes clínicos e experimentais1,2. Diferentemente da eletroacupuntura (EA), a acupuntura manual gera uma estimulação mecânica complexa, incluindo deformação tecidual e ativação de mecanorreceptores periféricos, por meio da manipulação física da agulha inserida2. Considera-se que esses componentes mecânicos contribuem significativamente para os efeitos fisiológicos característicos da acupuntura e acredita-se que eles ativam as vias aferentes somatossensoriais de maneira distinta da estimulação elétrica3,4.

Apesar de sua relevância fisiológica e uso amplo, a aplicação experimental da acupuntura manual permanece limitada pela baixa reprodutibilidade2. Os efeitos terapêuticos da acupuntura manual dependem em grande parte de fatores dependentes do operador, incluindo técnicas de manipulação da agulha, intensidade, frequência e duração da estimulação, os quais podem variar substancialmente entre profissionais e condições experimentais1. Essa variabilidade representa um grande obstáculo para estudos mecanicistas que tentam estabelecer relações causais entre a estimulação da acupuntura e os resultados neurofisiológicos.

Para superar essas limitações, a EA tem sido frequentemente adotada como um método alternativo, pois permite controle preciso dos parâmetros de estimulação, como frequência, amplitude e duração. No entanto, a EA introduz uma entrada elétrica que pode recrutar vias neurais distintas daquelas ativadas pela punção manual5. Consequentemente, ainda é difícil isolar e avaliar a contribuição específica da estimulação mecânica, que representa um componente fundamental da acupuntura manual tradicional. Portanto, é necessário um método reprodutível capaz de fornecer estimulação mecânica controlada, sem interferências elétricas, para pesquisas mecanicistas em acupuntura.

Para superar essa limitação, um instrumento de acupuntura mecânica (MAI) foi desenvolvido em 2013 para reproduzir a estimulação mecânica baseada em vibração, ao mesmo tempo que permite o controle quantitativo dos parâmetros de estimulação3,5. Esse dispositivo fornece uma estimulação vibratória controlada diretamente a uma agulha de acupuntura inserida, padronizando assim a entrada mecânica aplicada ao tecido. Com essa abordagem, estudos anteriores demonstraram que a acupuntura mecânica modula circuitos neurais somatossensoriais, relacionados à recompensa e autônomos, em diversos modelos experimentais4,6,7,8. Por exemplo, a estimulação mecânica nos pontos de acupuntura HT7 atenuou respostas comportamentais induzidas pela cocaína e a dependência alcoólica por meio da modulação da circuitaria dopaminérgica mesolímbica, das vias opioides endógenas e dos circuitos de retransmissão somatossensorial6,7. Além disso, a estimulação combinada mecânica e elétrica aplicada em pontos neurogênicos suprimiu a hipertensão por meio de mecanismos mediados por opioides em regiões autônomas centrais5. Em conjunto, cerca de 30 estudos utilizando essa plataforma contribuíram para a compreensão mecanicista da acupuntura em dependência, regulação autônoma e outras condições experimentais.

Diferentemente dos sistemas gerais de estimulação apenas por vibração, este protocolo fornece um fluxo de trabalho integrado para acupuntura mecânica, acoplada a agulha e não elétrica, em ratos acordados. Ele combina montagem do dispositivo, acoplamento da agulha ao motor, padronização da profundidade de inserção, calibração baseada em acelerômetro, localização de pontos de acupuntura e validação comportamental representativa utilizando a estimulação do ponto HT7 em um modelo de atividade locomotora induzida por cocaína em ratos. Assim, este artigo fornece um protocolo experimental reprodutível para estimulação controlada de acupuntura mecânica, em vez de apresentar um novo dispositivo terapêutico.

A saída padronizada e controlada quantitativamente do MAI também pode fornecer uma plataforma útil para a futura integração com abordagens analíticas baseadas em dados. Como parâmetros de estimulação, tais como frequência de vibração, aceleração, profundidade de inserção e duração da estimulação, podem ser precisamente definidos e reproduzidos, essas variáveis podem servir como entradas estruturadas para modelagem computacional. Estudos recentes mostraram que abordagens de aprendizado de máquina, aprendizado profundo e aprendizado por transferência podem melhorar a extração de características, classificação de sinais, reconhecimento de padrões e otimização em imagens biomédicas complexas e conjuntos de dados de sinais baseados em vibração9,10,11,12. Abordagens semelhantes poderiam potencialmente ser aplicadas à pesquisa acupuntural baseada em MAI, integrando parâmetros de estimulação com dados comportamentais, neurofisiológicos e de saída de vibração, para apoiar a análise de sinais, classificação comportamental, otimização de parâmetros de estimulação e predição de respostas relacionadas à acupuntura. Assim, estudos futuros que combinem estimulação baseada em MAI com metodologias de aprendizado de máquina podem aprimorar ainda mais a precisão, reprodutibilidade e interpretação mecanicista da pesquisa em acupuntura.

É importante destacar que os dados representativos de validação apresentados neste artigo são reproduzidos, adaptados ou resumidos de estudos previamente publicados que utilizam a plataforma MAI. O objetivo principal deste artigo não é relatar novas descobertas experimentais, mas sim fornecer um protocolo detalhado, passo a passo, para a aplicação reprodutível de estímulos padronizados de acupuntura mecânica em modelos animais experimentais.

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Protocolo

Todos os protocolos com animais descritos neste artigo foram aprovados pelos Comitês Institucionais de Cuidado e Uso de Animais (IACUCs) da Daegu Haany University (DHU2012-008, DHU2022-12) e da Yonsei University College of Medicine (# 2023-0006) e foram conduzidos de acordo com o Guia dos Institutos Nacionais de Saúde para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório.

1. Preparação do instrumento de acupuntura mecânica

  1. Monte o instrumento de acupuntura mecânica (IAM) (Figura 1).
    1. Prepare um instrumento de acupuntura mecânica (IAM) composto por uma unidade de controle personalizada e um vibrador mecânico conectado a uma agulha de acupuntura (Figura 1D). Use a unidade de controle para ajustar a intensidade da estimulação, a frequência de vibração e a duração da estimulação3,4,13.
    2. Utilize uma agulha de acupuntura estéril com diâmetro de 0,10 mm, haste de 10 mm e cabo de 10 mm. Fixe uma rolha de borracha à haste da agulha a uma distância de 3 mm da ponta da agulha para padronizar a profundidade de inserção.
    3. Conecte o motor vibratório à agulha de acupuntura usando um conector tipo clipe estável. Verifique se a agulha não escorrega durante a vibração e se a rolha permanece fixa durante a estimulação.
  2. Configure os parâmetros de estimulação.
    1. Defina a condição de estimulação como vibração contínua a 85 Hz e 1,3 m/s2 durante 20 s, o que gera formas de onda de aceleração estáveis durante a estimulação (Figura 1E).
      ​NOTA: Experimentos de validação anteriores13 mostraram que a acupuntura manual gerou frequências de vibração de aproximadamente 70–90 Hz e valores de aceleração média de cerca de 1,3 m/s2 (Figura 1A,B). Com base nessas medições, o IAM foi configurado para fornecer estímulo vibratório a 85 Hz e 1,3 m/s2, o que se aproxima bastante das características mecânicas da acupuntura manual, ao mesmo tempo que oferece saída estável e reprodutível. A duração de 20 s da estimulação foi adotada a partir de estudos publicados anteriormente sobre otimização de parâmetros13 em um modelo de atividade locomotora induzida por cocaína em ratos, nos quais diferentes durações e intensidades de aceleração da estimulação foram comparadas para identificar uma condição eficaz e bem tolerada. Neste protocolo, “frequência” refere-se ao componente de frequência dominante da vibração da ponta da agulha, medido a partir do sinal do acelerômetro. Esse valor reflete a vibração transmitida à ponta da agulha durante a manipulação manual de torção do cabo, e não o ritmo mais lento de movimentos manuais repetidos realizados pelo operador.
    2. Aplique a condição de 85 Hz e 1,3 m/s2 para gerar um padrão de vibração estável e reprodutível, comparável à manipulação manual da agulha (Figura 1E).
  3. Valide a saída de vibração.
    1. Para validar a saída estável de vibração, fixe firmemente a ponta da agulha ao acelerômetro, de modo que a vibração mecânica do motor seja transmitida diretamente da agulha ao sensor.
    2. Registre o sinal de aceleração durante o período de estimulação usando um sistema de aquisição de dados e analise o sinal com o software LabVIEW ou equivalente.
    3. Defina o valor de aceleração como a aceleração estável da ponta da agulha medida durante a fase de platô da estimulação, após a resposta transitória inicial, e calcule a frequência dominante de vibração a partir do sinal de aceleração.
    4. Realize a calibração antes de cada sessão experimental e sempre que o motor, conector, agulha ou acoplamento entre agulha e motor for substituído ou ajustado.
    5. Prossiga com os experimentos em animais somente quando a frequência dominante medida e a aceleração permanecerem estáveis durante a fase de platô e estiverem dentro de uma faixa aceitável dos parâmetros alvo de estimulação, como aproximadamente ±10% de 85 Hz e 1,3 m/s2.
      NOTA: Traços representativos de aceleração gerados durante acupuntura manual e estimulação com IAM são mostrados nas Figuras 1B,E.

2. Preparação dos animais e modelo de atividade locomotora induzida por cocaína

  1. Prepare os animais experimentais.
    1. Utilize ratos machos Sprague-Dawley pesando entre 270–320 g para experimentos de atividade locomotora induzida por cocaína3,4,5. Mantenha os animais em ciclo claro/escuro de 12 h com acesso livre a alimento e água.
    2. Atribua 6–8 animais a cada grupo experimental, salvo indicação em contrário.
  2. Habitue os animais.
    1. Habitue cada rato aos procedimentos experimentais um dia antes dos testes. Realize manipulação suave e simulação de acupuntura sem inserção de agulhas por 2–3 min.
    2. Coloque os animais na câmara de atividade locomotora por 90 min para reduzir respostas comportamentais relacionadas ao estresse durante os procedimentos de estimulação em estado de vigília.
    3. Antes do experimento de acupuntura, habitue os ratos diariamente ao manuseio com pinça e à contenção manual leve pela mesma duração do procedimento de acupuntura planejado.
    4. Durante a estimulação, segure suavemente o animal à mão para estabilizar o corpo e o membro anterior sem pressão excessiva. Contenha levemente os animais do grupo controle (sem acupuntura) da mesma forma e pela mesma duração, mas sem inserção de agulhas, para controlar os efeitos generalizados do estresse por imobilização.
      NOTA: Os operadores devem ser treinados para realizar a contenção, inserção de agulhas e estimulação de maneira consistente.
    5. Se forem observadas luta persistente, vocalização, tentativas de fuga ou outras respostas excessivas de estresse, interrompa o procedimento e forneça habituação adicional antes dos testes.
      NOTA: Realize todos os procedimentos de estimulação por acupuntura em animais acordados sob contenção manual leve.

3. Localização do ponto de acupuntura

  1. Localize os pontos de acupuntura HT7 e LI5.
    1. Localize os acupontos utilizando o método transposicional, no qual a localização do acuponto humano é mapeada no sítio anatômico correspondente no animal.
    2. Identifique o HT7 (Shenmen) na prega transversal do punho da pata dianteira, na região radial ao tendão do músculo flexor ulnar do carpo3,4,5,8.
      ​NOTA: Esta localização corresponde anatomicamente à região do túnel ulnar/canal de Guyon, próxima ao nervo ulnar. Em contraste, o LI5 está localizado na extremidade radial da face dorsal do punho, entre os tendões do músculo extensor do polegar e do músculo extensor curto do polegar. O LI5 está posicionado no lado oposto ao HT7 e a cerca de 5 mm de distância (Figura 1F). Esses marcos anatômicos foram utilizados para garantir a localização reprodutível dos pontos de acupuntura14.
  2. Localize pontos de acupuntura controle.
    1. Utilize o LI5 como ponto controle próximo ao punho. Localize o LI5 a aproximadamente 5 mm do HT7, próximo à extremidade distal do rádio, entre os tendões do músculo palmar longo e do músculo flexor radial do carpo.

4. Procedimento de estimulação mecânica

  1. Realize experimentos de atividade locomotora.
    1. Coloque a rata na câmara de campo aberto e permita 60 min de habituação. Registre a atividade locomotora basal por 30 min.
    2. Administre cocaína por via intraperitoneal na dose de 15 mg/kg para induzir ativação locomotora3,4,5. Restrinja levemente o animal 1 min após a injeção de cocaína.
    3. Para padronizar a profundidade de inserção, fixe um tampão de borracha no eixo da agulha a 3 mm da ponta da agulha (Figura 1D). Certifique-se de que o tampão esteja firmemente preso para permanecer estável durante a inserção e a vibração.
    4. Durante a inserção da agulha, avance-a até que o tampão entre em contato suave com a superfície da pele, evitando compressão excessiva da pele, o que poderia alterar a profundidade efetiva de inserção.
  2. Aplique estimulação mecânica.
    1. Aplique estimulação vibratória contínua a 85 Hz e 1,3 m/s2 durante 20 s, a condição de estimulação otimizada identificada em experimentos de validação de parâmetros (Figura 2A–C). Mantenha a agulha no lugar por 1 min após a inserção, depois retire-a.
    2. Continue registrando a atividade locomotora por até 60 min após a injeção de cocaína. Analise a atividade locomotora em intervalos de 10 min ou como distância total percorrida ao longo de 60 min (Figura 1C).
    3. Aplique a estimulação de 20 s como condição padrão, pois essa duração produziu inibição acentuada da atividade locomotora induzida por cocaína em experimentos de validação anteriores (Figura 2A–C).
      NOTA: A estimulação contínua de 40 s induziu comportamentos semelhantes ao estresse, incluindo vocalização e respostas de evitação, e por isso foi excluída das condições padrão de estimulação.
  3. Realize experimentos de validação de parâmetros do estímulo.
    1. Compare durações de estimulação de 0 s, 10 s, 20 s e 40 s ou compare diferentes configurações de aceleração, como 0,7 e 1,3 m/s2, para validar os parâmetros de estimulação (Figura 2).
    2. Aplique estimulação de 50 Hz como condição com viés para corpúsculos de Meissner e estimulação de 200 Hz como condição com viés para corpúsculos de Pacini em experimentos relacionados a mecanorreceptores, conforme descrito anteriormente4,8.

5. Aquisição de dados e análise estatística

  1. Meça a atividade locomotora utilizando um sistema de rastreamento por vídeo com câmera acima. Coloque os animais em uma câmara quadrada de campo aberto (40 cm × 40 cm × 45 cm) e quantifique a distância total percorrida usando software de rastreamento de vídeo.
  2. Registre os traços de aceleração-tempo a partir da saída do acelerômetro durante experimentos de calibração de vibração. Relate a frequência dominante, a amplitude de aceleração e a duração estável da vibração (Figura 1D,E).
  3. Avalie a distribuição dos dados quanto à normalidade antes da análise estatística paramétrica. Quando os dados atenderem às premissas de normalidade, analise as diferenças entre grupos utilizando análise de variância unidirecional ou bidirecional, seguida de comparações post hoc apropriadas.
  4. Realize o rastreamento e análise comportamental por pesquisadores cegos quanto à alocação do grupo experimental sempre que possível.
  5. Expresse os dados comportamentais e fisiológicos como média ± erro padrão da média (SEM). Analise a atividade locomotora utilizando análise de variância (ANOVA) unidirecional ou bidirecional com medidas repetidas, seguida do teste post hoc de Tukey.
    NOTA: Os tamanhos das amostras foram selecionados com base em estudos anteriores que utilizaram o mesmo modelo de atividade locomotora induzida por cocaína em ratos e o mesmo protocolo de estimulação mecânica de acupuntura. Para garantir potência estatística suficiente, foram utilizados 6–8 ratos por grupo. Os animais foram excluídos da análise apenas quando ocorreram problemas técnicos ou procedimentais pré-definidos, incluindo localização incorreta do ponto de acupuntura, mau funcionamento do dispositivo, saída de vibração instável durante a calibração ou falha no rastreamento de vídeo.

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Resultados

Validação da estimulação mecânica reproduzível

A configuração representativa do dispositivo e a validação da saída de vibração mostradas na Figura 1 foram geradas para o presente manuscrito, enquanto as faixas de referência quantitativas para os parâmetros de vibração derivados da acupuntura manual foram resumidas de estudos de validação anteriores.

O MAI foi validado comparando a saída mecânica gerada durante a manipul...

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Discussão

Este estudo apresenta um protocolo padronizado para aplicação de acupuntura mecânica utilizando um dispositivo de estimulação vibratória que permite a administração reprodutível de estímulo mecânico baseado em vibração. Ao fornecer controle quantitativo da frequência de estimulação, intensidade de aceleração e duração, esta abordagem supera uma limitação importante da acupuntura manual tradicional, que depende inerentemente da técnica do profissional e é difícil de padronizar.

Uma das principa...

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Divulgações

Os autores declaram que não possuem interesses financeiros concorrentes nem conflitos de interesse relacionados a este estudo.

Agradecimentos

Este trabalho foi apoiado pelo Korea Institute of Oriental Medicine (KIOM) sob a concessão nº KSN2512011, pela Korea Health Technology R&Projeto #38;D através do Instituto de Desenvolvimento da Indústria da Saúde da Coreia (KHIDI), financiado pelo Ministério da Saúde & Bem-Estar da República da Coreia (RS-2024-00443893) e pela concessão do National Research Foundation da Coreia (NRF) financiada pelo governo da Coreia (RS-2024-00349070). Gostaríamos de expressar nossa sincera gratidão à Equipe de Pesquisa de Pontos de Acupuntura do Instituto Coreano de Medicina Oriental, ao Departamento de Estudos de Meridianos e Pontos de Acupuntura da Universidade Daegu Haany e ao Departamento de Fisiologia da Faculdade de Medicina da Universidade Yonsei pelo apoio inestimável e pelas discussões perspicazes relacionadas ao desenvolvimento e validação do instrumento mecânico de acupuntura.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
AcelerômetroPCB PiezotronicsPO-AXA-12-01Utilizado para medição de vibração
Agulha de acupuntura (0,10 mm × 10 mm)Dongbang Acupuncture Inc.DB102Agulha de acupuntura descartável e estéril
Conector com clipe de jacaréN/AN/AUtilizado para conectar o vibrador à agulha de acupuntura
Bupivacaína hidrocloreto (0,5%)Huons Pharm, KoreaHIRA Code (199502333)Utilizado em experimentos de anestesia local
Cocaína hidrocloretoMacfarlan Smith Ltd 53-21-4 Utilizado em experimentos de locomoção induzida por cocaína
Unidade de controlePersonalizadoN/AUtilizado para ajustar a frequência de estimulação, intensidade de aceleração e duração
Software de aquisição de dadosLabVIEWLabVIEW 7 Express (7.0)Utilizado para análise de sinal de vibração
Sistema de aquisição de dadosNational InstrumentsDAQ-NI USB-6200Utilizado para digitalização do sinal
Instrumento de acupuntura mecânica (MAI)PersonalizadoN/ADispositivo construído sob medida, composto por unidade de controle, motor vibratório, conector do tipo clipe, agulha de acupuntura e rolha de borracha
Câmara de locomoção em campo abertoPersonalizadocaixa quadrada de campo aberto
(40 cm × 40 cm× 45 cm)
feita de acrílico preto. 		Utilizado para análise de atividade locomotora
Rolha de borrachaN/AN/AMontada a 3 mm da ponta da agulha para padronizar a profundidade de inserção
Ratos Sprague-DawleyOrient BioCrl:CD(SD)IGSMachos, 270–320 g
Motor vibratórioMotor BankMB-0412V Utilizado para estimulação vibratória mecânica
Software de rastreamento por vídeoEthoVision XTEthovision 3.1Utilizado para rastreamento locomotor

Referências

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