Оптимизация методов фотонейромодуляции для оценки роли зеленых светоизлучающих диодов в лечении боли

Наше исследование сосредоточено на лечении боли без лекарств с помощью фотонейромодуляции с помощью зеленого светоизлучающего диода, подхода, который мы назвали GLED. Мы стремимся определить, как GLED модулирует болевые пути, а также определить оптимальные параметры воздействия как для доклинических, так и для клинических исследований. Область фотонейромодуляции все еще находится в зачаточном состоянии, и мы только начинаем изучать ее потенциал. Этот подход открывает много новых возможностей, особенно в понимании того, как он влияет на синаптическую пластичность и нейровоспаление.

Задачи включают оптимизацию интенсивности света и продолжительности воздействия в различных моделях боли между животными и людьми, а также обеспечение согласованности оценки боли в обоих исследованиях. Кроме того, перевод доклинических исследований на применение на людях требует дальнейшего ускорения. Мы установили, что GLED-терапия с использованием определенной длины волны 525 нанометров эффективно модулирует болевые пути. Этот неинвазивный, нефармакологический подход продемонстрировал значительный успех в облегчении как острой, так и хронической боли и таких состояний, как мигрень, фибромиалгия и послеоперационная боль.

Этот протокол устраняет пробел в несогласованных методологиях воздействия GLED в исследованиях путем стандартизации таких параметров, как интенсивность, продолжительность и настройка. Протокол обеспечивает воспроизводимость и согласованность как в доклинических, так и в клинических исследованиях.

[Рассказчик] Для начала приобретите светодиодные гибкие полоски видимого спектра для процедуры. С помощью люксметра измерьте и оптимизируйте интенсивность света и при необходимости накройте светодиоды черной лентой для достижения желаемой интенсивности. Затем закрепите светодиодные ленты на верхних краях проволочных полок в темной комнате, чтобы убедиться, что у каждой полки есть отдельный источник света. Прикрепите таймеры к светодиодным лентам, чтобы экспонировать клетки в течение восьми часов в день с 6:00 утра до 2:00 вечера. Используйте люксметр для окончательной оптимизации интенсивности света внутри клеток после закрытия или раскрытия некоторых светодиодов. Затем акклиматизируйте крысу в прозрачной коробке из плексигласа на проволочной сетке в течение часа перед испытанием в той же комнате, где присутствует экспериментатор. Измерьте пороги отведения лапы с помощью метода Диксона вверх-вниз с нитями фон Фрея на левой задней лапе. Теперь поместите крысу в прозрачную коробку из плексигласа на аппарате Харгривза на один час и измерьте базовую тепловую чувствительность с помощью теста Харгривза. Чтобы оценить предоперационные поведенческие пороги, расположите инфракрасный лазер под центром левой задней лапы животного. Запустите тепловой стимул и запишите время, которое требуется животному, чтобы отдернуть лапу в ответ на жару. После приобретения исходного сенсорного поведения поместите животное в статические клетки для воздействия света с постоянным доступом к пище и воде в течение четырех дней до операции. После того, как воздействие света завершится в 14:00, на четвертый день проведите операцию по разрезу левой задней лапы по модели Бреннана, чтобы вызвать послеоперационную боль. На пятый день проведите тесты фон Фрея и Харгривза, как было показано. Подготовьте помещение для экспозиции, убедившись, что в нем полностью отсутствуют какие-либо внешние источники света, чтобы исключить потенциальные помехи. Расположите светодиодные лампы на расстоянии от трех до шести футов от стула субъекта. Затем с помощью люксметра убедитесь, что диапазон интенсивности света составляет от 90 до 100 люкс в основной зоне, где сидит пациент. Проинструктируйте пациента оценить свою боль по шкале от нуля до 10. Для однократных измерений нанесите нить фон Фрея три раза в трех разных точках с интервалом в пять секунд. Чтобы измерить временное суммирование, прикладывайте нить накаливания один раз в секунду в общей сложности 10 раз. Затем попросите испытуемого оценить боль от финального применения. После ознакомления дайте больному сделать трехминутный перерыв. Затем нанесите нить три раза в трех разных точках на доминирующую трапециевидную мышцу с пятисекундным интервалом между применениями. Измерьте эффект временного суммирования после 10 применений на доминантной трапеции и запишите реакцию субъекта. Для оценки условной модуляции боли приготовьте ванну с холодной водой температурой 12 градусов Цельсия. Откройте программное обеспечение MEDOC для оценки CPM. Выберите опцию Algomed на главном экране и выберите устройство для его активации. После выбора подходящего пациента подберите подходящую программу обследования. Выберите сайт для устройства приложения. Для ознакомления выберите недоминантную трапециевидную мышцу из схемы тела. Сообщите пациенту, что устройство измеряет величину приложенного давления и будет использоваться для приложения давления на недоминирующую сторону трапециевидной мышцы. Проинструктируйте пациента сказать «стоп», как только он начнет чувствовать боль. Нажмите кнопку «Пуск» на системе, чтобы начать тест, который наложит пятисекундное ожидание, прежде чем приложить давление, приложить алгометр к трапециевидной мышце, увеличивая силу со скоростью 30 килопаскаль в секунду. Запишите реакцию пациента на листе регистрации. Проверьте температуру воды в ледяной водяной бане с помощью термометра, чтобы убедиться, что она составляет около 12 градусов по Цельсию, прежде чем запускать таймер на 10 секунд. Попросите участника погрузить доминирующую руку в воду до запястья, убедившись, что рука расслаблена, а пальцы растопырены. По истечении 10 секунд попросите участника оценить свою боль по шкале от нуля до 10, когда оператор скажет «сейчас». После трехминутного перерыва попросите разрешения обнажить доминирующую трапециевидную мышцу для условной модуляции боли или оценки CPM. Нажмите «Пуск» в программном обеспечении, чтобы начать и проинструктировать пациента сказать «стоп», как только он начнет чувствовать боль. Теперь приложите альгометр к трапециевидной мышце, увеличивая усилие со скоростью 30 килопаскаль в секунду. Запишите реакцию пациента на листе регистрации. Через пять минут попросите пациента погрузить недоминантную руку до запястья в ванну с ледяной водой. Приложите алгометр к трапециевидной мышце, увеличивая усилие со скоростью 30 кПа в секунду и запишите реакцию. После определения исходного уровня подвергайте пациента воздействию назначенного светодиодного света в течение 1,5 часов. После терапии экспозицией света повторите все измерения, выполненные на исходном уровне. Увеличение интенсивности зеленого светодиода значительно увеличило латентность отведения лапы у крыс в течение семи дней, при этом самый сильный антиноцицептивный эффект наблюдался при 200 люкс. Воздействие зеленого светодиода при 100 люкс эффективно обратило вспять механическую гиперчувствительность в модели боли крысы, вызванной хирургической операцией на лапах. Значительно увеличивается порог отвода лапы за два дня. Ежедневное воздействие зеленого светодиода значительно обратило вспять термическую гиперчувствительность, проявляющуюся в увеличении латентности отведения лапы после послерезовой операции у крыс. Механическая чувствительность повышалась за счет временного суммирования и снижалась за счет условной модуляции боли.