Summary
Algoritmes het beoordelen van warmte en mechanische pijn drempels in experimenteel ontstoken huid van de menselijke proefpersonen worden weergegeven. De twee pijn het testen van paradigma's onafhankelijk van elkaar nociceptieve verwerking van onderzoeken door de twee grote perifere zenuw fiber populaties verzenden van pijn, dat wil zeggen, niet-gemyeliniseerde C-vezels en kleine gemyeliniseerde A-delta vezels.
Abstract
In een eerder artikel in het Journal of Gevisualiseerde Experimenten hebben we de huid microdialyse technieken gedemonstreerd voor het verzamelen van weefsel-specifieke nociceptieve en inflammatoire biochemicaliën bij de mens. In dit artikel zullen we laten zien pijn-testen paradigma's die vaak in combinatie gebruikt met microdialyse procedures. De combinatie van pijn tests met microdialyse biedt de kritieke schakel tussen gedrags-en biochemische data die het mogelijk maakt het identificeren van de belangrijkste biochemische stoffen die verantwoordelijk zijn voor het genereren en uitdragen van pijn.
Twee modellen te roepen pijn in de ontstoken huid van de menselijke deelnemers aan de studie worden weergegeven. Het eerste model doet denken aan pijn met behulp van warmte stimuli. Warmte opgeroepen pijn als hier beschreven wordt voornamelijk gemedieerd door kleine, niet-gemyeliniseerde perifere nociceptieve zenuwvezels (C-vezels). Het tweede model doet denken aan de pijn via doorspekt druk stimuli. Punctuated druk opgeroepen pijn wordt voornamelijk gemedieerd door kleine, gemyeliniseerde perifere nociceptieve zenuwvezels (A-delta vezels). De twee modellen zijn mechanistisch onderscheiden en onafhankelijk van elkaar nociceptieve verwerking van onderzoeken door de twee grote perifere zenuw vezel bevolkingsgroepen die betrokken zijn bij pijn signalering.
Warmte pijn wordt opgeroepen met behulp van de TSA II, een in de handel verkrijgbaar thermo-zintuiglijke analyse (Medoc Advanced Medical Systems, Durham, NC). Stimulus configuratie en levering is behandeld met behulp van specifieke software. Thermodes variëren in grootte en vorm, maar in principe bestaan uit een metalen plaat die kan worden verwarmd of gekoeld op diverse prijzen en voor verschillende periodes. Algoritmes het beoordelen van warmte opgewekte pijn zijn talrijk. In de experimenten hier getoond, worden deelnemers aan de studie gevraagd aan te geven op welk moment ze beginnen pijn, terwijl de thermode in aanraking met de huid wordt verwarmd op een vooraf bepaalde koers te beginnen bij een temperatuur die niet oproepen pijn. De thermode temperatuur waarbij een onderwerp begint het ervaren van pijn vormt de hitte pijngrens.
Mechanische pijn is opgeroepen met doorspekt sondes. Dergelijke sondes zijn verkrijgbaar bij verschillende fabrikanten (von Frey haren). Echter, de nauwkeurigheid van von Frey haren is kritiek geuit op vele onderzoekers gebruik op maat gemaakte doorspekt druk sondes. In de experimenten hier getoonde acht custom-made doorspekt probes van verschillende gewichten worden toegepast in de juiste volgorde, een procedure genaamd omhoog-omlaag-algoritme, om perceptuele afbuiging punten, dat wil zeggen, een verandering van het gevoel geen pijn te voelen van pijn of vice versa te identificeren. Het gemiddelde gewicht waardoor een perceptuele afwijking vormt de mechanische pijngrens.
Protocol
Warmte Pijn testen met behulp van de Thermostimulator TSA II
1. Introductie
- Deze procedure maakt gebruik van de TSA II, een in de handel verkrijgbaar thermo-zintuiglijke analyzer die warmte stimuli levert aan de huid met een thermode (Medoc Advanced Medical Systems, Durham, NC). Een centrale unit genereert en zendt het signaal naar de thermode. Dit signaal wordt gecontroleerd door private software meestal opgeslagen op een laptop aangesloten op de centrale unit. Ook verbonden met de centrale unit is een hand-held-besturingselement waarmee een proefpersoon om te stoppen met de verwarming van de thermode.
- Zeven sequentiële en identiek warmte stimuli worden geleverd, met inter-stimulus interval van 30s. De basale thermode temperatuur is ingesteld op een comfortabele 35 º C. De snelheid waarmee de thermode opwarmt is vastgesteld op 1 º C / s, terwijl de snelheid waarmee koelt het af is ingesteld op 10 º C / s. De maximale thermode temperatuur is ingesteld op 52 º C.
2. Voorbereiding en training het gehuurde
- Ter voorbereiding onderwerpen voor de warmte-pijn-test plaats ze comfortabel in een ligstoel die voldoende steun voor het hoofd, armen en benen geeft. De stoel moet ook ruimte bieden gemakkelijk toegang tot de onderzochte lichaam sites.
- De testfaciliteit moet op een comfortabele kamer temperatuur, en zorgen voor een rustige en neutrale omgeving zonder afleiding.
- Voordat u begint met het experiment, moeten alle deelnemers goed worden getraind in alle aspecten van de warmte pijn testen. Training kan op ieder moment voor het experiment.
- Interacties tussen proefpersonen en onderzoekers moet worden beperkt tot die noodzakelijk zijn voor het verzamelen van gegevens. Grapje en een praatje te zijn ontmoedigd omdat ze data consistentie compromis. Proefpersonen worden geïnformeerd dat de interacties met opzet zal enigszins monotone en neutraal tijdens de experimenten.
- Houd de instructies duidelijk, eenvoudig en consistent. Benadruk dat pijn subjectief is, en er zijn geen goede of foute antwoorden. Het is belangrijk om consequent. Definieer de warmte pijngrens als het punt tussen het "over te pijnlijk" en "alleen maar pijnlijk werd."
- Het is cruciaal dat een onderwerp precies weet wat te verwachten tijdens een testsessie. Elke "verrassingen" kan resulteren in minder consistente gegevens, omdat confounders zoals angst kunnen worden gegenereerd. Bijvoorbeeld, als zeven warmte pijnprikkels worden gebruikt om de warmte pijngrens te bepalen, moet het onderwerp weten.
- Op elk moment, kan het onderwerp stoppen met de thermode van het krijgen van een heter door op de knop van een handzender. Being in control zal verminderen een onderwerp angst en zal de gegevens meer betrouwbaar.
- De training biedt de mogelijkheid om een studie onderwerp de prestaties te beoordelen. Het kan best aan onderwerpen trainen tijdens twee tot vier testcycli zo hun eigen pijn drempels variëren met niet meer dan 0,8 ° C, en liefst met niet meer dan 0,6 ° C tussen de laatste twee testcycli. Onderwerpen die niet op consistente wijze uit te voeren zijn meestal uitgesloten van de studie.
3. Het bepalen van de pijngrens
- Om te beginnen de pijngrens testcycli markeren de plaatsing van de thermode op de huid van het onderwerp. In dit experiment dezelfde ontstoken huid laesie gebruikt voor microdialyse zal worden getest voor pijn om te leren over biochemicaliën uitgebracht in reactie op de pijn te testen.
- Dan, de aanvang van elke cyclus door het plaatsen van de thermode op het gemarkeerde huidgebied. Overeenkomen met de positie van de thermode met de markeringen zo dicht mogelijk. Laat de temperatuur tussen de huid en de thermode in evenwicht tot 35 ° C - een temperatuur die veilig zal geen pijn veroorzaken. Dit duurt ongeveer 5 seconden en wordt aangegeven door een lezing van 35 ° C op het computerscherm.
- Voordat u begint, geven de hand-held controle om het onderwerp.
- Gebruik constante en lichte druk op het gehele oppervlak van de thermode te houden volledig in contact met de huid van het onderwerp tijdens het testen.
- Nu start de voorgeprogrammeerde toets algoritme. De thermode zal beginnen opwarmen bij 1 ° C / s. Zodra het onderwerp pijn ervaart, zullen ze op de handheld-apparaat.
- Na de druk op de knop op de hand-held-apparaat, zal de thermode temperatuur veroorzaken pijn automatisch worden geregistreerd en zal afnemen beginnen met een snelheid van 10 ° C / s tot zijn baseline temperatuur van 35 ° C.
- De temperatuur sonde zal automatisch worden bewaard bij 35 ° C gedurende 30 s voordat het begint weer te stijgen op 1 ° C / s, totdat een onderwerp opnieuw op de knop van de hand-held-apparaat duwt. Net voor de thermode temperatuur op het punt om opnieuw te verhogen, herinner het onderwerp dat dit staat te gebeuren. Dit zorgt ervoor dat het onderwerp scherpgesteld.
- Deze volgorde wordt herhaald tot zeven temperatuur opnames zijn geregistreerd. Bereken het gemiddelde van deze tempeperatuur lezingen, dit is de warmte pijngrens.
Mechanische pijn Testen met Punctuated Pressure Probes
1. Introductie
- We maken gebruik van op maat gemaakte gekalibreerde onderbroken druk sondes, omdat zij meer consistente resultaten dan de traditioneel gebruikte en commercieel verkrijgbaar von Frey haren. Probes zijn gemaakt van identieke cilindrische roestvrij staaldraad (240 micrometer diameter) gemonteerd op koperen staven van verschillende gewichten (1, 2, 4, 8, 16, 32, 49, 64, en 81 gram), die vrij kunnen bewegen binnen een breder hand- gehouden aluminium buis.
- Dezelfde algemene experimentele voorwaarden te schetsen voor warmte pijn van toepassing zijn op het testen van mechanische pijn te testen. De onderwerpen moet goed voorbereid en opgeleid. Het is vooral belangrijk om onderwerpen gerust te stellen dat de sondes botte zijn en niet doorboren van de huid. Dit zal helpen de onderwerpen om te ontspannen en zorgen voor consistente data.
2. Het bepalen van de mechanische pijngrens
- Voor het bepalen van de mechanische pijngrens, eerst van toepassing van de staaldraad punt van de lichtste sonde loodrecht op de huid in het midden van de experimenteel ontstoken laesie.
- De hand-held aluminium buis wordt dan verlaagd naar huid zonder aan te raken. Op deze manier, het hele gewicht van de koperen staaf in de aluminium buis rust op het staaldraad tip.
- De studie onderwerp geeft dan de vraag of de sonde pijn veroorzaakt door te zeggen "ja" of "nee."
- Als het onderwerp antwoorden "nee," dan ofwel dezelfde sonde of de volgende zwaardere sonde zal vervolgens worden gebruikt. Dit algoritme heet een oplopende volgorde stimulatie. Willekeurig te bepalen of de volgende sonde is zwaarder of van hetzelfde gewicht. Dit zorgt ervoor dat een onderwerp blind voor het algoritme.
- Breng de probes in oplopende volgorde totdat een onderwerp antwoorden "ja". Het gemiddelde gewicht van de laatste twee sondes in deze serie wordt opgenomen als de eerste deflectie punt.
- Nadat het onderwerp antwoorden "ja," start met een dalende stimulatie volgorde, en gebruik een lichtere probe of dezelfde sonde als voorheen. Willekeurig te bepalen of de volgende sonde is lichter of van hetzelfde gewicht. Dit zorgt ervoor dat een onderwerp blind voor het algoritme.
- Toe te passen probes in een dalende volgorde tot het onderwerp antwoorden "nee". Het gemiddelde gewicht van de laatste twee probes in deze volgorde vormen de tweede doorbuiging punt.
- Wanneer het onderwerp antwoorden "nee" terug te schakelen naar een oplopende reeks stimulatie. Afwisselend stijgende en dalende reeksen tot zeven doorbuiging punten worden geregistreerd. Het gemiddelde van deze zeven punten is de mechanische pijngrens.
Discussion
Deze video toont algoritmes voor de beoordeling van de hitte en mechanische pijngrens bij ontstoken huid van menselijke vrijwilligers. De perceptie van pijn is subjectief. Het verzamelen van adequate pijnbestrijding gegevens vereist een geschikte testfaciliteit (bijv. stil en rustgevend), gedegen training van de deelnemers aan de studie met ingebouwde data kwaliteitscontrole maatregelen (test-hertest betrouwbaarheid), een strikte naleving van een gestandaardiseerd studie protocol, en het vermijden van storende factoren (bijvoorbeeld stress, angst). Betrouwbare gegevens over subjectieve gevoeligheid voor pijn, gekoppeld aan interventies, zoals het toedienen van een pijnstillend geneesmiddel en het verzamelen van mechanistische gegevens, zoals de lokale versie van nociceptieve mediators geven waardevolle inzichten in de mechanismen van pijn, en middelen te voorkomen of verminderen het.
Materials
| Name | Type | Company | Catalog Number | Comments |
| TSA-II Neuro Sensory Analyzer | Tool | Medoc Advanced Medical Systems | ||
| Puntuated Pressure Probes | Tool | Custom Made | Alternatively, commercially available von Frey Hairs can be used. |
References
- Angst, M. S., Clark, J. D. Comment on Koltzenburg et al.: Differential sensitivity of three experimental pain models in detecting the analgesic effects of transdermal fentanyl and buprenorphine. Pain. 126, 165-174 (2006).
- Angst, M. S., Clark, J. D., Carvalho, B., Tingle, M., Schmelz, M., Yeomans, D. C. Cytokine profile in human skin in response to experimental inflammation, noxious stimulation, and administration of a COX-inhibitor: A microdialysis study. Pain. , (2008).
- Angst, M. S., Koppert, W., Pahl, I., Clark, J. D., Schmelz, M. Short-term infusion of the mu-opioid agonist remifentanil in humans causes hyperalgesia during withdrawal. Pain. 106, 49-57 (2003).
- Lotsch, J., Angst, M. S. The mu-opioid agonist remifentanil attenuates hyperalgesia evoked by blunt and punctuated stimuli with different potency: a pharmacological evaluation of the freeze lesion in humans. Pain. 102, 151-161 (2003).
