マウスまたは若齢ラットに対するバルク電気鍼治療手術

要約

ここでは、3次元(3D)プリントホルダーを使用して、マウスまたは若いラットに効率的かつ迅速な電気鍼治療(EA)を行うためのプロトコルを紹介します。この技術により、複数の動物を同時に操作できるため、時間が節約され、実験効率が向上します。

要約

電気鍼治療(EA)は、さまざまな健康状態の治療に広く使用されています。しかし、EA治療の根底にあるメカニズムは不明のままであり、その推進を妨げています。メカニズム研究では、この問題に対処するためにマウスまたはラットモデルが必要です。しかし、これらの動物は実験プロセスに従わないため、時間がかかります。これらの問題を解決するために、EAの動物実験の効率を向上させるために、3Dプリントされた小動物の体バルク固定器を設計しました。このビデオでは、固定具を使用してマウスまたは若いラットにバルクEAを実行する方法を詳しく説明します。ツボの選定にあたっては、側頭頂点の前斜線(MS6頭部)と天書点(ST25腹部)を選定し、伏臥位と仰臥位による固定装置の効果を検証した。3Dプリントされた小動物ホルダーを使用すると、複数のげっ歯類を同時に固定して処理できるため、実験に必要な時間とリソースを削減できます。この技術は、さまざまなサイズの3Dプリントによって他の動物モデルに適用でき、さまざまな固定条件に使用できる可能性があります。このデバイスは、EAでの実験的科学研究の促進に役立ちます。

概要

電気鍼治療(EA)は、鍼を頭皮に挿入し、電気機械に接続して特定のツボを刺激するユニークな方法です¹。手動刺激とは異なり、EAは特定の周波数と波形を安定させることで刺激をより適切に制御し、最適な^{治療効果を得ることができます}2。調査によると、中国の医療機関の81.2%が、脳性麻痺、神経痛、顔面神経麻痺などの治療にEAまたは手鍼治療を使用しています。その人気にもかかわらず、EAの有効性の特定のメカニズムはまだ不明であり、神経疾患のリハビリテーション治療におけるその促進と応用を妨げています^1,2,3。EAの有効性メカニズムを十分に理解し、神経疾患のリハビリテーション治療への応用を促進するためには、さらなる研究が必要です。

鍼治療の影響が世界的に拡大するにつれて、ラットやマウスのモデルなどのげっ歯類モデルで実施されるEAのメカニズムはすでに多くの研究で調査されています^1,2,3。EAのげっ歯類の実験では、いくつかの問題がしばしば発生します。1つ目は、覚醒している被験者に行われる鍼治療が臨床診療をより反映しているため、麻酔なしでげっ歯類を固定する方法です。さらに、一部の実験では、治療効果を観察するために動物を目覚めさせる必要があります^2,3。また、マウスやラットのツボをヒトのツボと正確に一致させることも課題です。実験的なげっ歯類における経穴の正確な局在は、現在多くの学者によって研究されています^4,5。このプロトコルでは、MS6とST25が選択され、ヒトの解剖学的局在化の変換によってげっ歯類で明確に定義されています。MS6は、パーキン^ソン病6などの脳疾患の治療に一般的に使用されています。ST25は通常、下痢などの胃腸の問題の治療^{に使用されます7。}これらの2つのツボは、主にげっ歯類を仰臥位と腹臥位の両方で効果的に固定する方法を示すために選択されました。さらに、これらのツボは広く研究されており、研究目的に重要な洞察を提供しています^6,7。

実験のために1匹のラットを固定する従来の方法は、時間がかかるだけでなく、^{1人で扱う}のも困難でした8。さらに、動物が非協力的であるため、実際の成功率は比較的低いです。そのため、実験の効率化のためには、安定な特性を持つ簡便なモデル動物を作製することが急務となっています。この記事では、複数のげっ歯類を簡単に固定でき、運動制限につながる小動物用の3Dプリントホルダーを紹介しました。この論文の目的は、マウスのバルク制限、MS6およびST25経穴の同定、および刺激の戦略に焦点を当てて、若いラットまたはマウスのバッチにEA治療を投与することです。

プロトコル

この研究の実験は、動物倫理の「3R」の原則に準拠しており、陸軍医科大学(AMUWEC20234543)の実験動物福祉および民族委員会によって承認されています。

1.げっ歯類の体固定装置の準備

1. 中国の実用新案特許⁹に基づいて小動物用ホルダーを設計します。
2. 3D印刷技術でデバイスを製造します。
3. 長さ2mのロープを用意し、6本のロープに分けます。この6本のロープを固定具の穴に通します。バネ仕掛けのバックルを利用してロープの端を固定し、ループサイズの調整を容易にします。
   注:固定具は、設計図に基づいて3D印刷技術を備えた任意の会社で製造できます。デバイスの設計図を 図1に示します。本研究で用いた固定具は、溶融堆積モデリング(FDM)、溶融フィラメント製造(FFF)とも呼ばれる印刷法により、3Dプリンターで製造された¹⁰。この積層造形法は、溶融した形状の材料を所定の経路に選択的に堆積させることにより、設計の部品を層ごとに印刷します。このプロセスでは、フィラメントに入った熱可塑性ポリマーを使用して、最終的な物理的構造を作成します。本研究で用いた固定装置は、3匹の動物を同時に固定することができ、6本のロープが必要で、各動物には首用と胴体用のロープが1本ずつ必要になります。

2.げっ歯類の準備

1. 3匹のSprague-Dawleyラット(10-40 g、7-45日齢)と3匹のC57 BL / Cマウス(5-40 g)を購入します。
2. 昼夜サイクルが12時間、周囲温度が21〜23°C、湿度が45%〜60%の部屋で動物を飼育します。定期的に給餌環境の消毒と換気を行い、動物が自由に食べたり飲んだりできるようにしてください。

3.げっ歯類を固定具に固定する(腹臥位)

1. げっ歯類の頭を固定具の前のU字型の穴に置き、げっ歯類をうつ伏せの位置にします。げっ歯類の体を2つのロープループに通します。
2. げっ歯類の首と腹部にロープを固定し、逃げられないようにしますが、呼吸困難や死を引き起こすほどきつく締め付けないでください。
   1. 重要なステップは、首を所定の位置に固定することです。げっ歯類の首とロープの間に2〜5mmの隙間を残します。ロープがきつすぎて動物が首を絞めたり、緩すぎて逃げられなかったりしないようにしてください。
3. 他のげっ歯類をデバイス内で同じ方法で固定します。
4. 上記の固定手順(3.1-3.2)を3日間繰り返して、固定手順によって引き起こされる潜在的なストレス反応を最小限に抑えます。固定手順を3日間連続して繰り返し、各セッションは1日あたり5分間続きます。
   注:固定手順中にげっ歯類に過度のストレスがかからないようにするために、手順を3日間連続して繰り返しました。各セッションは1日あたり5分間続き、マウスまたはラットが手順に慣れ、潜在的な不快感を最小限に抑えるのに十分な時間を提供しました。
5. 4日目からのストラトEA。
6. 病気の蔓延を防ぐために、滅菌綿棒またはボールを75%アルコールに浸し、ホルダーを完全に拭いて、使用する前後に清掃および消毒してください。げっ歯類を取り扱う際の潜在的な健康上のリスクを回避するために、手袋やその他の保護具を使用してください。

4. マウスまたは若齢ラットでのEAの実施(MS6)

1. 0.25 mm x 13 mmの使い捨て滅菌鍼をお選びください。
2. 解剖学的位置からツボを見つけ、ツボの挿入深さを確認します。
   注意: MS6はヘッドの外側にあります。頭部のこの領域は、前頭頂葉(Du21)としても知られる深空(Ex-hn1)と玄里(GB6)の間の接続を通過します。MS6は、頭皮の大脳皮質の中心前回の発現に対応します。Ex-hn1は、頭部の前後正中線の中点から0.5cm後方に位置しています。GB6は、耳の前部と目の端の角度の中間点にあります。上顎上神経、眼窩上神経、後頭神経、および耳介側頭神経が分布しています。MS6は、主に脳卒中や運動障害などの脳症の治療に使用されます。
3. 3匹のげっ歯類の皮下に沿って、前深中(Exhn1)から玄里(GB6)まで、それぞれ3/5の深さでMS6に滅菌針をゆっくりとねじり、挿入します。
4. 接続ケーブルの片側をEA機器に接続します。
5. プラスとマイナスのEAクリップを含む接続ケーブルの反対側を、左右のMS6の鍼灸シャンクに接続します。
6. EAインストゥルメントをオンにします。
   1. ボタンを回して(機能/スイッチを選択)、周波数と機能モードを設定します。
   2. [周波数] を 10 Hz に設定し、[連続波] モードを選択します。
   3. 対応するボタン(強度調整)を回して強度を設定します。各強度調整ボタンは、その下に接続されたワイヤのげっ歯類の現在の強度を制御します。電流強度をげっ歯類の許容範囲(通常は1〜2 mA、5分間持続)に調整します。
      注意: 処置中のげっ歯類の呼吸と行動を監視して、苦痛や不快感を感じていないことを確認することが重要です。ラットが苦しんでいる、または痛みを感じているように見える場合は、手順を直ちに中止する必要があります。.

5.げっ歯類を固定具に固定する(仰臥位)

1. げっ歯類の頭を固定具の前のU字型の穴に入れ、げっ歯類をうつ伏せの位置にします。げっ歯類の体を2つのロープループに通します。
2. げっ歯類の首と腹部にロープを固定し、逃げられないようにしますが、呼吸困難や死を引き起こすほどきつく締め付けないでください。
   注:固定中の注意点は、手順3.2と同じです。
3. 他のげっ歯類も同じように修正します。
4. ステップ3.4と同様に、げっ歯類のストレス反応を減らすために、上記の固定ステップを3日間繰り返します。
5. 4日目からのストラトEA。
   注意: 消毒は、手順3.6で説明したように実行されます。

6. EAの実行(ST25)

1. 0.25 mm x 13 mmの使い捨て滅菌鍼をお選びください。
2. 解剖学的位置からツボを見つけ、ツボの挿入深さを確認します。
   注:ST25は臍の高さにあります。げっ歯類にこの点を配置するには、まずげっ歯類の足の長さを測定する必要があります。ST25は、おへその隣の足の長さの2/3にあります。例えば、げっ歯類の測定された足が0.6 cmの場合、ST25は臍の左右0.4 cmに位置します。
3. 3匹のげっ歯類で、滅菌針をST25両側にゆっくりとねじり、4〜8mmの深さで貫通させます。
4. 接続ケーブルの片側をEA機器に接続します。
5. プラスとマイナスのEAクリップを含む接続ケーブルの反対側を、左右のST25の鍼灸シャンクに接続します。
6. EAインストゥルメントをオンにします。
   1. ボタンを回して(機能/スイッチを選択)、周波数と機能モードを設定します。
   2. 「周波数」を「10 Hz」に設定し、「連続波モード」を選択します。
   3. 対応するボタン(強度調整)を回して強度を設定します。各強度調整ボタンは、その下に接続されたワイヤのラットの現在の強度を制御します。電流強度をげっ歯類の許容範囲(通常は1〜2 mA、5分間持続)に調整します。
      注:観察結果はステップ4.6と同じでした。

結果

私たちが設計した動物の体固定具の間取り図を図1に示します。さらに、この固定具の3Dグラフィックモデルを提出し、設計の包括的なビューを提供しました(補足ファイル1)。3匹のげっ歯類を固定し、同時にEAを行うことができる装置です。ラットとマウスは覚醒状態で固定具に制限され、うつ伏せと仰臥位の両方をげっ歯類に損傷を与えることなくしっか?...

ディスカッション

電気鍼治療(EA)は、鍼に電気刺激を与える鍼治療の一種である¹¹。この技術では、特定の強度と周波数のマイクロパルス電流を使用して経穴を刺激し、治療効果を高めます³。しかし、EAの治癒メカニズムは限られており^、1,2,3を証明するには広範な基礎研究が必要です。げっ歯類モデルは?...

資料

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