Bu yöntem öncelikle, non-invaziv, standartlaştırılmış, kararlı ve toplu yarı iletken bir soğutma sıcaklığı geri besleme cihazı kullanan farelerde son derece düşük sıcaklıkta bir hava stimülasyon modeli sağlar. Düşük sıcaklıklarla ilgili klinik deneyler, çeşitli hastalıkların insidansı ve prognozu ile yakın bir ilişki olduğunu doğrulamıştır. Çin'deki 272 büyük şehri kapsayan bir zaman serisi çalışması, toplam 1.826.186 kaza dışı ölüm vakası elde etti. Sıcaklık ve ölüm oranı arasındaki ilişki, sürekli olarak ters J şeklinde bir eğriyi gösterir ve soğuğa bağlı yüksek ölüm oranlarının fazı diğer sıcaklıklardan önemli ölçüde daha uzundur. Bu, düşük sıcaklıkların inme ve kardiyovasküler hastalıklar üzerindeki etkisinin soğuk faz için sınırsız olduğunu göstermektedir; Soğuk faz azaldıktan sonraki bir süre boyunca devam eden bir etki vardır.
Kaza dışı ölümlerin %14,33'ü çevresel sıcaklık faktörlerine bağlanabilirken, orta derecede soğuk (-1,4 ila 22,8 °C) ve aşırı soğuk (-6,4 ila -1,4 °C) sırasıyla %10,49 ve %1,14'tür. Ölüm nedenleri arasında %17,48 ile kardiyovasküler ve serebrovasküler hastalıklar, %18,76 ile koroner kalp hastalığı, %14,09 ile iskemik inme, %18,10 ile hemorajik inme, %10,57 ile solunum sistemi hastalıkları ve %12,57 ile kronik obstrüktif akciğer hastalığı yer almaktadır1. Çin'de, inme ile ilgili epidemiyolojik çalışmalar, kuzeyden güneyedoğru net bir gradyan olduğunu göstermektedir 2. Kuzeydoğu Çin'in soğuk ikliminde, inme prevalansı güney bölgesine göre 2.36 kat daha yüksektir3. Önemli araştırmalar, düşük sıcaklıktaki ortamların mortalite oranları ve inme insidansı üzerindeki doğrudan etkisini doğrulamıştır 4,5,6. Sonuç olarak, önemli iklim sıcaklığı farklılıkları, göz ardı edilemeyecek bir çevresel faktörü temsil etmektedir.
Düşük sıcaklıktaki ortamlar ile artan inme oranları ve kalp problemleri arasındaki ilişkiyi açıklayan etkili bilimsel akıl yürütme eksikliği bir araştırma konusu olmaya devam etmektedir. Geleneksel bilgelik, soğuk sıcaklıkların cilt tahrişi ve sempatik uyarılmayoluyla kan basıncını artırabileceğini öne sürerken7, bireyler tipik olarak kendilerini izole etmek ve soğuk koşullara tepki olarak vücut ısısı dengesini korumak için önlemler alırlar. Modern insanlar, soğuğa maruz kaldıklarında, birincil savunma mekanizması olarak cilt yerine solunum sistemlerine güvenirler. Kalın giysiler cildi dış soğuktan koruyabilirken, soğuk havanın solunum yollarına solunmasını engelleyemez, bu da trakea ve alveolleri yoğun soğuk uyarımına maruz bırakır. Düşük sıcaklık stimülasyonu için hayvan modelleri oluşturmak için mevcut yöntemler temel olarak iki yöne ayrılmıştır. İlk olarak, çok sayıda çalışma, fare derisinin düşük sıcaklık stimülasyonuna tepkisini ve düzenleyici mekanizmalarını keşfetmeye odaklanmıştır. Bir yöntem, soğuk uyaranlara yanıt olarak vücut ısısı düzenlemesinin ve kaçınma davranışının spesifik düzenleyici mekanizmalarını araştırmak için fareleri sıcaklık değişikliklerini (4-25°C) kontrol edebilen bir plakaya yerleştirmeyi içerir 8,9. Diğer çalışmalar, vücut ısısının düzenlenmesinde nöral devrelerin rolünü araştırmak için farelerin sırtına soğutma cihazları yerleştirmiştir10.
Tersine, birkaç çalışma fareleri değişken sıcaklıklara (4-30 ° C) sahip küçük odalara yerleştirmiştir. Lal ve meslektaşları ve Qian ve arkadaşları tarafından yapılan araştırmalar, soğuğa bağlı beslenme davranışının nöroendokrin kontrolünü düzenleyen nöral devreyi keşfetmek için bir fare soğuk stimülasyon modeli oluşturmak için bu yöntemi kullandılar11,12. Bununla birlikte, bahsedilen iki yöntemin sınırlamaları vardır. İlk olarak, en düşük sıcaklık 4 °C'dir ve bu, aşırı düşük sıcaklıktaki hava stimülasyonunu simüle etmek için yetersizdir. Bu yöntem, cilt ve sinir devrelerinin soğuk ortam üzerindeki düzenleyici etkilerini dışlayamaz. Birincil hava değişim bölgesi olan akciğerler aynı zamanda soğuğa duyarlı nöronların yoğunlaştığı organlardır13,14. Soğuğa duyarlı nöronların çeşitli hastalıklardaki düzenleyici rolü de birçok araştırmacı tarafından doğrulanmıştır 15,16,17. Sonuç olarak, bir solunum yolu düşük sıcaklıklı hayvan modelini istikrarlı, kitlesel ve normatif olarak inşa etmek için acilen bir yönteme ihtiyaç vardır. Aşırı düşük sıcaklıktaki hava stimülasyonu altında çeşitli kronik hastalıklarda akciğerlerin ve soğuğa duyarlı nöronların düzenleyici rolünü anlamak, soğuk bölgelerde inme, koroner kalp hastalığı ve solunum sistemi hastalıklarının önlenmesi ve tedavisi için teorik bir temel sağlamak için gereklidir. Ekibimiz, son iki yılda düşük sıcaklıklı bir cihaz inşa ederek bu kritik boşluğu ele aldı. Bu cihaz, tekrarlanabilirlik, pratiklik, basit yapı ve düşük maliyet ile karakterize edilir ve bu da onu bu tür çalışmalar için uygun hale getirir.