Method Article
כאן, אנו מציגים פרוטוקול לדיקור אלקטרואקופונקטורה יעיל ומהיר (EA) בעכברים או חולדות צעירות באמצעות מחזיק מודפס תלת מימדי (3D). טכניקה זו מאפשרת הפעלה בו זמנית על בעלי חיים מרובים, חיסכון בזמן והגברת יעילות הניסוי.
אלקטרואקופונקטורה (EA) נמצאת בשימוש נרחב לטיפול במצבים בריאותיים שונים. עם זאת, המנגנון הבסיסי של טיפול EA נותר לא ברור, מה שמעכב את קידומו. המחקר המכניסטי דורש מודלים של עכברים או חולדות כדי לטפל בבעיה זו. עם זאת, בעלי חיים אלה אינם מצייתים לתהליך הניסוי, אשר גוזל זמן. כדי לפתור בעיות אלה, תכננו מקבע בתפזורת של גוף בעל חיים קטן המודפס בתלת-ממד כדי לשפר את יעילות הניסויים של EA בבעלי חיים. סרטון זה מראה בפירוט כיצד להשתמש בקיבוע כדי לבצע EA בתפזורת על עכברים או חולדות צעירות. לבחירת נקודות דיקור, הקו האלכסוני הקדמי של קודקוד טמפורלי (MS6 ראש) ונקודת טיאנשו (בטן ST25) נבחרו כדי לאמת את השפעת מכשיר הקיבוע עם מיקום נוטה ומיקום שכיבה. שימוש במחזיק בעלי חיים קטנים המודפס בתלת-ממד מאפשר לשתק מכרסמים מרובים ולטפל בהם בו זמנית, ובכך להפחית את הזמן והמשאבים הדרושים לניסוי. טכניקה זו יכולה להיות מיושמת על מודלים אחרים של בעלי חיים על ידי הדפסה תלת ממדית בגדלים שונים ויכולה לשמש פוטנציאלית לתנאי תיקון שונים. המכשיר מועיל לקידום מחקר מדעי ניסיוני ב- EA.
טיפול באלקטרואקופונקטורה (EA) הוא שיטה ייחודית שבה מחטי דיקור מוחדרות לקרקפת ומחוברות למכונה חשמלית כדי לעורר נקודות ספציפיות1. שלא כמו גירוי ידני, EA מאפשר שליטה טובה יותר על גירוי על ידי ייצוב תדרים ספציפיים וצורות גל כדי להשיג השפעות טיפוליות אופטימליות2. על פי סקר, 81.2% מהמוסדות הרפואיים בסין משתמשים ב- EA או בדיקור ידני לטיפול בשיתוק מוחין, נוירולגיה, שיתוק פנים ומצבים אחרים. למרות הפופולריות שלה, מנגנון היעילות הספציפי של EA עדיין לא ידוע, אשר הפריע לקידום שלה ויישומה בטיפול שיקומי של מחלות נוירולוגיות 1,2,3. יש צורך במחקר נוסף כדי להבין באופן מלא את מנגנון היעילות של EA ולקדם את השימוש בו בטיפול שיקומי במחלות נוירולוגיות.
ככל שהשפעת הדיקור מתרחבת ברחבי העולם, מחקרים רבים כבר חקרו את מנגנוני EA המבוצעים על מודלים של מכרסמים, כגון מודלים של חולדות או עכברים 1,2,3. מספר בעיות נתקלות לעתים קרובות בניסויי המכרסמים של EA. הראשון הוא כיצד לשתק מכרסמים ללא הרדמה, שכן דיקור סיני המבוצע על נבדקים ערים משקף יותר את הפרקטיקה הקלינית. בנוסף, ניסויים מסוימים דורשים מבעלי חיים להיות ערים כדי לצפות בהשפעות הטיפול 2,3. אתגר נוסף הוא איתור מדויק של נקודות הדיקור בעכברים או בחולדות התואמות את אלה שבבני אדם. הלוקליזציה המדויקת של נקודות דיקור במכרסמים ניסיוניים נחקרת כיום על ידי חוקרים רבים 4,5. בפרוטוקול זה נבחרו MS6 ו- ST25, שהוגדרו בבירור במכרסמים על ידי טרנספורמציה של לוקליזציה אנטומית אנושית. MS6 משמש בדרך כלל לטיפול במחלות מוח מסוימות, כגון מחלת פרקינסון6. ST25 משמש בדרך כלל לטיפול בבעיות במערכת העיכול, כגון שלשולים7. שתי נקודות דיקור אלה נבחרו בעיקר כדי להדגים כיצד ניתן לשתק מכרסמים ביעילות הן במצב שכיבה והן במצב נוטה. יתר על כן, נקודות דיקור אלה נחקרו בהרחבה ומציעות תובנות משמעותיות למטרות מחקר 6,7.
השיטה הקודמת של השתקת חולדה בודדת לניסויים היא לא רק גוזלת זמן אלא גם קשה לטיפול על ידי אדם יחיד8. בנוסף, בשל אי שיתוף פעולה של בעלי חיים, אחוזי ההצלחה נמוכים יחסית בפועל. לכן, יש צורך קריטי ליצור מודל בעלי חיים מבוסס בקלות עם מאפיינים יציבים כדי לשפר את יעילות הניסוי. במאמר זה הוצג מחזיק מודפס בתלת מימד לבעלי חיים קטנים שיכול בקלות לשתק מכרסמים מרובים, מה שמוביל להגבלה מוטורית. מטרת מאמר זה היא לתת טיפולי EA לקבוצה של חולדות או עכברים צעירים, תוך התמקדות באסטרטגיות להגבלה בתפזורת של עכברים, זיהוי וגירוי של נקודות דיקור MS6 ו-ST25.
הניסויים במחקר זה תואמים את עקרון "3Rs" של אתיקה של בעלי חיים ואושרו על ידי הוועדה האתנית לרווחת בעלי חיים במעבדה של האוניברסיטה הרפואית הצבאית (AMUWEC20234543).
1. הכנת מכשיר קיבוע גוף מכרסם
2. הכנת מכרסמים
3. תיקון מכרסמים לקיבוע (מצב נוטה)
4. ביצוע EA בעכברים או חולדות צעירות (MS6)
5. תיקון מכרסמים לקיבוע (מצב שכיבה)
6. ביצוע EA (ST25)
תוכנית הרצפה של מתקן קיבוע גוף החיה שעיצבנו מוצגת באיור 1. בנוסף, הוגש מודל גרפי תלת ממדי של קיבוע זה כדי לספק מבט מקיף על העיצוב (קובץ משלים 1). זהו מכשיר המאפשר 3 מכרסמים להיות משותק ולבצע EA בו זמנית. חולדות ועכברים הוגבלו לקיבוע במצב ערות, וניתן היה לקבע היטב גם את התנוחה נוטה וגם את תנוחת השכיבה מבלי לגרום לפגיעה במכרסמים (איור 2 ואיור 3). בעזרת הקיבוע, נקודות הדיקור MS6 ו-ST25 אותרו בהצלחה ומחטו במכרסמים (איור 4 ואיור 5).
כדי לשלוט במשתנים ולאמת את יעילותה של גישת קיבוע זו, נסיין אחד שיתק 3 חולדות (וידאו 1) או 3 עכברים במשך שלושה ניסויים רצופים במחקר השוואתי (טבלה 1). הממצא הראה כי הזמן הממוצע לאימוביליזציה של 3 חולדות בתנוחות שכיבה ושכיבה באמצעות כלי זה היה 77.1 שניות ± 7.8 שניות ו-74.9 שניות ±-8.6 שניות, בהתאמה (ממוצע ± SD). באשר ל -3 עכברים, זמן האימוביליזציה הממוצע בתנוחות נטייה ושכיבה באמצעות קיבוע זה היה 72.0 שניות ± 10.5 שניות ו- 62.3 ± 4.2 שניות, בהתאמה (ממוצע ± SD). שתי קבוצות החולדות והעכברים הושתקו בהצלחה במכשיר ולא ברחו במהלך טיפול EA שנמשך 5 דקות (איור 2 ואיור 3). בעוצמה של 1-2 mA EA, עכברים וחולדות הרגישו בנוח ולא נאבקו באלימות. הנשימה בעכברים ובחולדות הייתה יציבה, ולא התרחשו מקרי מוות פתאומיים בבעלי חיים. לאחר הטיפול, העכברים והחולדות נשארו בריאים ושרדו.
איור 1. תוכנית קומה לקיבוע מכרסמים אצווה. (1) מכשיר מחזיק מכרסמים, מחולק לשלושה חלקים. (2,3) עמודים: משמשים לקיבוע גפיים של עכברים או חולדות צעירות. (4) מערה: משמשת לקיבוע הראש. (5) חור: משמש לקיבוע צווארן של החולדות הצעירות. (6) חור: משמש לתיקון הגוף. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2: קיבוע חולדות צעירות בתנוחות שכיבה ושכיבה. (A-C) טיפול EA על נקודת דיקור MS6. (ד-ו) טיפול EA על ST25 acupoint. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 3: עכברים קבועים בתנוחות נטייה ושכיבה. (A-C) טיפול EA על MS6 acupoint. (ד-ו) טיפול EA על ST25 acupoint. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 4: MS6 באזור המוח. MS6 ממוקם בצד הצדדי של הראש וממוקם בנקודת החיבור בין Shencong (Ex-hn1) ו- Xuanli (GB6), הידוע גם כאזור הקודקוד הקדמי (Du21). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 5: ST25 נקודה דו-צדדית באדום. ST25 ממוקם ברמה של הטבור. מיקום נקודה זו במכרסם דורש תחילה מדידה של אורך כפו של המכרסם. ST25 ממוקם ב 2/3 אורך הכף ליד הטבור. לדוגמה, אם כף המדידה של המכרסם היא 0.6 ס"מ, אז ST25 הוא 0.4 מימין ומשמאל לטבור. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
ניסויים | חולדות | עכברים | ||
תנוחה נוטה | תנוחת שכיבה | תנוחה נוטה | תנוחת שכיבה | |
(זמן בשניות) | (זמן בשניות) | (זמן בשניות) | (זמן בשניות) | |
משפט 1 | 75.5 | 65.1 | 60.2 | 62.3 |
משפט 2 | 70.2 | 80.3 | 80.1 | 70.6 |
משפט 3 | 85.5 | 79.5 | 75.7 | 65.9 |
זמן ממוצע (ממוצע ± SD) | 125.0 ± 7.8 | 120.5 ± 8.6 | 116.9 ± 10.5 | 100.1 ± 4.2 |
טבלה 1: הזמן המושקע בתיקון חולדות ועכברים עם תנוחות נטייה ושכיבה. הנתונים (זמן בשניות) התקבלו על ידי נסיין אחד ששיתק 3 חולדות ו-3 עכברים במשך 3 ניסויים רצופים, בהתאמה. הזמן הממוצע הנדרש נקבע על ידי חישוב הממוצע וסטיית התקן של הזמן שנדרש עבור 3 הניסויים.
קובץ משלים 1: קובץ עיצוב עיצוב של מכרסם אמבטיה מודפס בתלת מימד. ניתן לגרור מודל תלת-ממדי זה כדי להשיג תצוגה מלאה של 360° של העיצוב. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.
סרטון 1: סרט של קיבוע תנוחת שכיבה של חולדות SD צעירות, כפי שמתואר בפירוט במקרא איור 2 . סרטון זה מדגים נסיין מרסן 3 חולדות הן במצב שכיבה והן במצב נוטה. אנא לחץ כאן כדי להוריד סרטון זה.
אלקטרואקופונקטורה (EA) היא סוג של דיקור הכולל שימוש בגירוי חשמלי על מחטי דיקור11. טכניקה זו כוללת שימוש בזרמי מיקרו-פולס בעוצמה ותדירות ספציפיים כדי לעורר נקודות דיקור ולהשיג אפקטים טיפוליים משופרים3. עם זאת, מנגנון הריפוי של EA מוגבל ודורש מחקר בסיסי נרחב כדי להוכיח 1,2,3. מודלים של מכרסמים משמשים בדרך כלל במחקרי EA בסיסיים 8,12,13, ואנו שואפים לספק שיטה מהירה ויעילה לביצוע ניסויים אלה בחולדות ובעכברים.
נכון לעכשיו, ניסוי EA מתמודד עם אתגרים רבים. האתגר העיקרי הוא לשתק ביעילות מכרסמים ללא הרדמה. אימוביליזציה יציבה של בעלי חיים היא חיונית ויש לה השפעה משמעותית על תוצאות הניסוי בבעלי חיים. אחרת, התפקודים הפיזיולוגיים של בעלי חיים מורדמים שונים מאלה של בעלי חיים ערים, וטיפול דיקור קליני מבוצע תמיד בחולים ערים. לכן, מחקרים ניסיוניים עם בעלי חיים ערים הם מעשיים יותר למטרות קליניות. בעבר, אימוביליזציה עם צלחת קיבוע הייתה השיטה המועדפת, אך היא הייתה גוזלת זמן ואפשרה רק הפעלה של מכרסם יחיד14. אימובילייזרים מסורתיים דרשו גם קשירת גפיים של המכרסם, תהליך שגרך זמן רב ולעתים קרובות גרם לכאבים עקב ההידוק ההדוק. מספר מחקרים הטמיעו סרט הדבקה לעכברים, אך יכולתם להימלט בקלות מציבה אתגרים משמעותיים, במיוחדבמהלך הליכי דיקור 8. כאשר יש יותר נבדקים ניסיוניים, פעולת אצווה נדרשת לעתים קרובות כדי לחסוך זמן ומאמץ2. לכן, פיתחנו קיבוע אצווה של גוף בעל חיים קטן המודפס בתלת-ממד ומציע מספר יתרונות על פני שיטות קיבוע מסורתיות15: 1) הוא מקצר את זמן הקיבוע, משפר מאוד את יעילות הניסוי16; 2) הוא פשוט וקל לשימוש ואינו מושפע מגורמים סובייקטיביים15,16; 3) זה הוביל פחות מזיק מכרסמים; 4) לאחר התיקון, ניתן לבצע את פעולת EA על מספר חולדות צעירות בו זמנית, לחסוך זמן ולאפשר תצפית בו זמנית על תוצאות הטיפול.
השימוש בטכנולוגיית הדפסה תלת מימדית למחקרים ניסיוניים של EA הוא הרחבה רבת ערך בתחום מחקר הדיקור. ניתן להתאים את המכשיר לכל גודל בעת הדפסה תלת מימדית, מה שמסייע לדיקור ניסיוני להתבצע בצורה יעילה יותר. מידול תצהיר מותך (FDM), הידוע גם בשם ייצור נימה מותכת (FFF), שיטת ייצור תוספתית10, משמש להדפסה תלת ממדית של מתקן הקיבוע. מכשיר זה מתאים לא רק לניסוי זה אלא גם לביצוע ניסויים כמו CT או MRI על מכרסמים17,18. בנוסף, זה יכול להיות מיושם גם על כל מצב שבו קיבוע בתפזורת נדרש, למעט מחקרים EA. בשל השכיחות של טכנולוגיית הדפסה תלת מימדית, התקן זה זמין בקלות. זה יכול להיעשות באמצעות יצרן מקומי 3D הדפסה. יתר על כן, ניתן לשנות ולהתאים אישית מכשיר תיקון זה בהתבסס על שרטוט העיצוב. במחקר זה, מכשיר הקיבוע מורכב משלושה חלקים, שכל אחד מהם מסוגל לתקן מכרסם יחיד. אם יש צורך לכלול מכרסמים נוספים או בעלי חיים אחרים, ניתן לשנות את קנה המידה של המכשיר באופן יחסי כדי להכיל את המספר הגדול יותר. לדוגמה, זה יכול להיות מתוכנן כמכשיר שיכול לתקן 5 עכברים או אפילו כמכשיר תיקון עבור בעלי חיים אחרים כגון ארנבות.
אתגר נוסף הוא למצוא במכרסמים נקודות דיקור המתאימות לבני אדם. נקודות דיקור MS6 ו-ST25 נבחרו כדי לבחון את ההשפעות של קיבוע נוטה ושכיבה. יתר על כן, שתי נקודות דיקור אלה נחקרו על ידי חוקרים רבים 6,7,19. MS6 משמש לרוב במחקר מחלות מוח, כגון מחלת פרקינסון, תפקוד לקוי לאחר שבץ מוחי וכו'6,13,19. MS6 עשוי לשפר את התפקוד הנוירולוגי של חולדות הסובלות משבץ איסכמי באמצעות אפנון של מסלול האיתות JAK/STAT המתווך על ידי IL-12 במחקר קודם13. ST25 משמש בדרך כלל לטיפול במערכת העיכול, כגון שלשולים ותסמונת המעי הרגיז (IBS)7,12. מחקר קודם דיווח כי EA מיושם רק בנקודת ST25 הראה את הפוטנציאל להקל על רגישות יתר הקרבית תוך שחזור תדירות גל איטי נורמלי וקצב המעי הגס בחולדות IBS12. שתי נקודות דיקור אלה מסוגלות גם להדגים כראוי את ההשפעות של מיקום שכיבה ונטייה במכרסמים. כמו כן, שתי נקודות דיקור אלה יש את המשמעות של תצוגה 6,7,19. מכיוון ששתי נקודות דיקור אלה נחקרו על ידי חוקרים רבים, אנו מספקים פרוטוקול כיצד לאתר את שתי נקודות הדיקור הללו במכרסמים. הוא מועיל לניסויים בבעלי חיים שבהם נערכים מחקרי MS6 ו-ST25. עם זאת, למחקר הנוכחי יש כמה מגבלות. לדוגמה, המיקום ועומק החדרת המחט אינם ניתנים למדידה אובייקטיבית ועשויים להשתנות בהתאם לרמת הניסיון של המפעיל.
הניסויים שלנו עומדים בעיקרון "3Rs" של אתיקה של בעלי חיים ואושרו על ידי הוועדה האתנית לרווחת חיות מעבדה של האוניברסיטה הרפואית הצבאית. השלב המאתגר והמכריע ביותר בניסוי זה הוא למצוא שיטה אמינה ויעילה להשתקת מכרסמים בצורה מאובטחת. הסיבה לכך היא שכל ניסיון בריחה או מוות של מכרסמים במהלך גירוי EA של 5 דקות יגרום לכישלון הניסוי. עיצוב המערה הקדמית מנצל את העדפת המכרסמים לחפירת בורות. הצבת ראש המכרסמים בתוך המערה נועדה לספק נחמה פסיכולוגית. יתר על כן, החבלים המשמשים להידוק ראשם וגופם של המכרסמים צריכים להיות מאובטחים במידה בינונית, ולא להישאר רפויים יתר על המידה או הדוקים מדי כדי למנוע את בריחת המכרסם ולמנוע מצוקה נשימתית. בעקבות גירוי חשמלי נוטרו בקפידה התנהגויות המכרסמים ותגובותיהם. באופן אידיאלי, בעת הפעלת זרם של 1-2 mA, מכרסמים לא יפגינו מאבק אגרסיבי או קולות בתגובה להתחשמלות20. הקיבוע יכול לשמש גם לקיבוע מכרסמים בתנוחות שכיבה, נוטה וסוגים אחרים של קיבוע לפי הצורך. הוא מתאים למגוון צרכים ניסיוניים, ופעולת הקיבוע קלה לביצוע21. עם זאת, הדבר הוביל למגבלה לפיה בעלי חיים בגדלים שונים זקוקים לציוד אימוביליזציה מותאם בגדלים שונים. רק בעלי חיים עם פערי גודל קלים יכולים להיות מרוסנים באמצעות אותו מכשיר. קיבוע אימוביליזציה אצווה המשמש בפרוטוקול זה ביעילות ובאמינות משתק מכרסמים בטווח משקל של 10-40 גרם. עבור בעלי חיים מחוץ לטווח משקל זה, יש צורך בקיבוע אימוביליזציה אצווה מותאם אישית כדי להתאים לדרישות הספציפיות שלהם.
בנוסף, קיבוע מכרסמים באצווה המודפס בתלת-ממד המשמש לפעולות EA בתפזורת על מכרסמים מציע בטיחות משופרת מכיוון שהוא עמיד בפני שריטות ועקיצות של מכרסמים. מחקרים על EA על מכרסמים סיפקו תובנות חשובות לגבי היתרונות הפוטנציאליים של שיטה טיפולית זו בבני אדם 1,2,3,6,7,11,14. המכשיר מועיל לקידום מחקר מדעי ניסיוני ב- EA. טכניקה זו מאפשרת לחוקרים לערוך ניסויים בבעלי חיים הדורשים אימוביליזציה של בעלי חיים. יתר על כן, הוא מציג את המיקום המדויק של ST25 ו- MS6, אשר יכול לשמש התייחסות עבור אלה לומדים שתי נקודות דיקור אלה בעתיד. בסופו של דבר, מתודולוגיה זו צפויה להוביל למודלים בעלי ערך לבעלי חיים עבור מחקר EA.
מתקן קיבוע עכברי האצווה המודפס בתלת-ממד המתואר במאמר זה מציע שיטה פשוטה ויעילה לביצוע ניסויי EA בחולדות או עכברים. העיצוב שלה שוקל את הנוחות והבטיחות של בעלי החיים, כמו גם את הצורך קיבוע מהיר ויעיל. למכשיר זה פוטנציאל לחסוך זמן ומאמץ בביצוע ניסויים בבעלי חיים, לקדם את מחקר הדיקור החשמלי ובסופו של דבר להוביל לטיפולים טובים יותר למחלות שונות.
המחברים הצהירו כי לא קיימים ניגודי עניינים מתחרים.
תודה למחלקה לנוירוכירורגיה של בית החולים המסונף השני של האוניברסיטה הרפואית הצבאית על התמיכה באתר. מימון: עבודה זו נתמכה על ידי הקרן למדעי הטבע של סין (82104696).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
3D printing batch mice fixator | MESH INVENT | Custom made | The fixator produced by 3D printer. The printing method is called fused deposition modeling (FDM), also known as fused filament fabrication (FFF). |
Electroacupuncture instrument | Hwato, Suzhou Medical Appliance Factory | SDZ-III | www.Hwato-med.com |
Disposable sterile acupuncture needle | Suzhou Medical Appliance Factory | N/A | 0.25 mm x 13 mm |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved