생쥐 또는 어린 쥐를 위한 대량 전기 침술 수술

요약

여기에서는 3차원(3D) 프린팅 홀더를 사용하여 생쥐 또는 어린 쥐의 효율적이고 신속한 전기 침술(EA)을 위한 프로토콜을 제시합니다. 이 기술을 사용하면 여러 동물에서 동시에 작업할 수 있어 시간을 절약하고 실험 효율성을 높일 수 있습니다.

초록

전기 침술(EA)은 다양한 건강 상태를 치료하는 데 널리 사용됩니다. 그러나 EA 치료의 근본적인 메커니즘은 여전히 불분명하여 홍보를 방해하고 있습니다. 기계론적 연구에서는 이 문제를 해결하기 위해 생쥐 또는 쥐 모델이 필요합니다. 그러나 이 동물들은 시간이 많이 걸리는 실험 과정에 복종하지 않습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 EA는 3D 프린팅된 소동물 체형 벌크 고정기를 설계하여 EA의 동물 실험의 효율성을 높였습니다. 이 비디오는 고정기를 사용하여 생쥐 또는 어린 쥐에 대한 대량 EA를 수행하는 방법을 자세히 보여줍니다. 경혈 선정을 위해 정점 측두(MS6 머리)와 천수점(ST25 배)의 전방 경사선을 선택하여 엎드린 자세와 앙와위 자세로 고정 장치의 효과를 확인했습니다. 3D 프린팅된 작은 동물 홀더를 사용하면 여러 설치류를 동시에 고정하고 치료할 수 있어 실험에 필요한 시간과 자원을 줄일 수 있습니다. 이 기술은 다양한 크기의 3D 프린팅을 통해 다른 동물 모델에 적용할 수 있으며 잠재적으로 다양한 고정 조건에 사용될 수 있습니다. 이 장치는 EA의 실험 과학 연구를 촉진하는 데 유용합니다.

서문

전기 침술(EA) 요법은 침을 두피에 삽입하고 전기 기계에 연결하여 특정 지점을 자극하는 독특한 방법입니다¹. 수동 자극과 달리 EA는 특정 주파수와 파형을 안정화하여 최적의 치료 효과를 달성함으로써 자극을 더 잘 제어할 수 있습니다². 한 조사에 따르면 중국 의료기관의 81.2%가 뇌성마비, 신경통, 안면마비 등의 질환을 치료하기 위해 EA 또는 수침술을 사용하고 있습니다. 그것의 인기에도 불구하고, EA의 효험의 구체적인 기전은 아직도 알려져 있지 않다, 신경 질환의 재활 치료에 있는 그것의 승진 그리고 응용을 방해했다 ^1,2,3. EA의 효과 메커니즘을 완전히 이해하고 신경 질환의 재활 치료에 EA의 사용을 촉진하기 위해서는 추가 연구가 필요합니다.

침술의 영향이 전 세계적으로 확대됨에 따라, 많은 연구에서 이미 쥐 또는 생쥐 모델 ^1,2,3과 같은 설치류 모델에 대한 EA의 메커니즘을 조사했습니다. EA의 설치류 실험에서 몇 가지 문제가 자주 발생합니다. 첫 번째는 마취 없이 설치류를 고정시키는 방법인데, 깨어 있는 피험자에게 수행되는 침술은 임상 실습을 더 잘 반영하기 때문입니다. 또한, 일부 실험에서는 치료 효과를 관찰하기 위해 동물이 깨어 있어야 합니다 ^2,3. 또 다른 과제는 인간의 경혈에 해당하는 생쥐나 쥐의 경혈을 정확하게 찾는 것입니다. 실험용 설치류에서 경혈의 정확한 국소화는 현재 많은 학자들에 의해 연구되고 있다 ^4,5. 이 프로토콜에서는 MS6 및 ST25가 선택되었으며, 이는 인체 해부학적 국소화의 변형에 의해 설치류에서 명확하게 정의되었습니다. MS6는 일반적으로 파^킨슨병6과 같은 일부 뇌 질환의 치료에 사용됩니다. ST25는 일반적으로 설사와 같은 위장 문제를 치료하는 데 사용됩니다⁷. 이 두 가지 경혈은 주로 설치류가 누운 자세와 엎드린 자세 모두에서 효과적으로 고정될 수 있는 방법을 보여주기 위해 선택되었습니다. 더욱이, 이러한 경혈은 광범위하게 연구되어 연구 목적에 대한 중요한 통찰력을 제공합니다 ^6,7.

실험을 위해 쥐 한 마리를 움직이지 못하게 하는 이전 방법은 시간이 많이 걸릴 뿐만 아니라 한 사람이 다루기 어렵다⁸. 또한 동물의 비협조로 인해 실제로는 성공률이 상대적으로 낮습니다. 따라서 실험 효율성을 높이기 위해 안정적인 특성을 가진 쉽게 확립된 동물 모델을 만들 필요가 있습니다. 이 기사에서는 여러 설치류를 쉽게 고정시켜 운동 제한을 유발할 수 있는 작은 동물용 3D 프린팅 홀더를 소개했습니다. 이 논문의 목적은 MS6 및 ST25 경혈의 대량 제한, 식별 및 자극을 위한 전략에 중점을 두고 어린 쥐 또는 생쥐 배치에 EA 치료를 투여하는 것입니다.

프로토콜

본 연구의 실험은 동물윤리의 '3R' 원칙에 부합하며, 육군의과대학(AMUWEC20234543)의 실험동물복지민족위원회의 승인을 받았다.

1. 설치류 본체 고정 장치의 준비

1. 중국 실용신안 특허를 기반으로 작은 동물 홀더를 디자인합니다⁹.
2. 3D 프린팅 기술을 통해 장치를 생산합니다.
3. 2m 길이의 로프를 준비하여 6 개의 로프로 나눕니다. 고정 장치의 구멍에 이 6개의 로프를 끼우십시오. 스프링이 장착된 버클을 사용하여 로프 끝을 고정하여 루프 크기를 쉽게 조정할 수 있습니다.
   알림: 고정기는 설계 도면을 기반으로 3D 프린팅 기술을 갖춘 모든 회사에서 제조할 수 있습니다. 장치의 설계 도면은 그림 1에 나와 있습니다. 이 연구에 사용된 고정기는 용융 필라멘트 제조(FFF)라고도 하는 FDM(Fused Deposition Modeling)이라는 프린팅 방법으로 3D 프린터로 생산되었습니다¹⁰. 이 적층 제조 방법은 미리 결정된 경로에서 용융된 형태의 재료를 선택적으로 증착하여 설계 부품을 층별로 인쇄합니다. 이 공정은 필라멘트로 제공되는 열가소성 폴리머를 사용하여 최종 물리적 구조를 만듭니다. 이 연구에서 사용된 고정 장치는 3마리의 동물을 동시에 고정할 수 있어 6개의 밧줄이 필요하며, 각 동물은 목과 몸통에 각각 한 쌍의 밧줄이 필요합니다.

2. 설치류의 준비

1. Sprague-Dawley 쥐 3마리(10-40g, 생후 7-45일)와 C57 BL/C 쥐 3마리(5-40g)를 구입합니다.
2. 낮/밤 주기가 12시간, 주변 온도가 21-23°C, 습도가 45%-60%인 방에서 동물을 사육합니다. 먹이 환경을 정기적으로 소독 및 환기하고 동물이 자유롭게 먹고 마실 수 있도록 하십시오.

3. 설치류를 고정기에 고정(엎드린 자세)

1. 설치류가 엎드린 자세를 취한 상태에서 고정기 앞의 U자형 구멍에 설치류의 머리를 놓습니다. 설치류의 몸을 두 개의 로프 고리를 통과시킵니다.
2. 설치류의 목과 복부에 밧줄을 묶어 탈출할 수 없도록 하되 호흡 곤란과 사망을 유발할 정도로 꽉 조이지 않도록 합니다.
   1. 중요한 단계는 목을 제자리에 고정하는 것입니다. 설치류의 목과 밧줄 사이에 2-5mm의 간격을 두십시오. 밧줄이 너무 빡빡해서 동물이 목을 졸라 죽거나 너무 느슨해서 탈출할 수 없는지 확인하십시오.
3. 장치에서 같은 방식으로 다른 설치류를 고정하십시오.
4. 위의 고정 단계(3.1-3.2)를 3일 동안 반복하여 고정 절차로 인한 잠재적인 스트레스 반응을 최소화합니다. 고정 절차를 3일 연속으로 반복하며 각 세션은 하루에 5분 동안 지속됩니다.
   알림: 고정 절차 중에 설치류가 과도한 스트레스를 받지 않도록 3일 연속 절차를 반복했습니다. 각 세션은 하루에 5분 동안 지속되어 생쥐 또는 쥐가 절차에 적응할 수 있는 충분한 시간을 제공하고 잠재적인 불편함을 최소화했습니다.
5. 4일차부터 Strat EA.
6. 질병의 확산을 방지하기 위해 멸균 면봉이나 볼을 75% 알코올에 담그고 홀더를 철저히 닦아 매번 사용 전후에 청소 및 소독하십시오. 설치류를 다룰 때 잠재적인 건강 위험을 피하기 위해 장갑 및 기타 보호 장비를 사용하십시오.

4. 생쥐 또는 어린 쥐(MS6)에서 EA 수행

1. 0.25mm x 13mm 일회용 멸균 침술 바늘을 선택하십시오.
2. 해부학적 위치로 경혈을 찾아 경혈의 삽입 깊이를 확인합니다.
   알림: MS6은 머리의 측면에 있습니다. 머리의 이 영역은 전두정(Du21)이라고도 하는 Shencong(Ex-hn1)과 Xuanli(GB6) 사이의 연결을 통과합니다. MS6는 두피에 있는 대뇌피질의 전중심이랑의 발현에 해당합니다. Ex-hn1은 머리의 전방 후방 정중선의 중간점 0.5cm 뒤에 위치합니다. GB6는 귀 앞쪽의 중간 지점과 눈의 끝 각도에 있습니다. 상상골관(superior supratrochlear nerve), 안와상신경(supraorbital nerve), 후두신경(occipital nerve), 귀측두신경(auriculotemporal nerve)이 분포되어 있습니다. MS6는 주로 운동 장애와 같은 뇌졸중 및 뇌병증을 치료하는 데 사용됩니다.
3. 3마리의 설치류에서 각각 피하를 따라 전방 Shenchong(Exhn1)에서 Xuanli(GB6)까지 3/5 깊이의 MS6에 양측의 멸균 바늘을 천천히 비틀어 삽입합니다.
4. 연결 케이블의 한쪽을 EA 기기에 연결합니다.
5. 양극 및 음극 EA 클립이 포함된 연결 케이블의 다른 쪽을 왼쪽과 오른쪽 MS6의 침술 바늘 생크에 연결합니다.
6. EA 기기를 켭니다.
   1. 버튼(기능/스위치 선택)을 돌려 주파수와 기능 모드를 설정합니다.
   2. 주파수를 10Hz로 설정하고 연속파 모드를 선택합니다.
   3. 해당 버튼(Adjust Intensity)을 돌려 강도를 설정합니다. 각 강도 조정 버튼은 그 아래에 연결된 와이어의 설치류의 현재 강도를 제어합니다. 전류 강도를 설치류의 허용 범위(일반적으로 1-2mA)로 조정하고 5분 동안 지속합니다.
      알림: 시술 중 설치류의 호흡과 행동을 모니터링하여 고통이나 불편함을 느끼지 않도록 하는 것이 중요합니다. 쥐가 힘들어하거나 고통스러워하는 것처럼 보이면 즉시 절차를 중단해야 합니다.

5. 설치류를 고정기에 고정(누운 자세)

1. 설치류가 엎드린 자세를 취한 상태에서 고정기 앞의 U자형 구멍에 설치류의 머리를 놓습니다. 설치류의 몸을 두 개의 로프 고리를 통과시킵니다.
2. 설치류의 목과 복부에 밧줄을 걸어 탈출할 수 없도록 하되 호흡 곤란과 사망을 유발할 정도로 꽉 조이지 않도록 합니다.
   알림: 고정 시 주의해야 할 사항은 3.2단계와 동일합니다.
3. 같은 방법으로 다른 설치류를 수정하십시오.
4. 3.4단계에서와 같이 설치류의 스트레스 반응을 줄이기 위해 위의 고정 단계를 3일 동안 반복합니다.
5. 4일차부터 Strat EA.
   알림: 소독은 3.6단계에서 언급한 대로 수행됩니다.

6. EA (ST25) 수행

1. 0.25mm x 13mm 일회용 멸균 침술 바늘을 선택하십시오.
2. 해부학적 위치로 경혈을 찾아 경혈의 삽입 깊이를 확인합니다.
   알림: ST25는 배꼽 높이에 있습니다. 설치류에서 이 지점을 배치하려면 먼저 설치류의 발 길이를 측정해야 합니다. ST25는 배꼽 옆 발 길이의 2/3에 위치합니다. 예를 들어, 설치류의 측정된 발이 0.6cm인 경우 ST25는 배꼽의 오른쪽과 왼쪽으로 0.4cm 떨어져 있습니다.
3. 멸균 바늘을 천천히 비틀어 3마리의 설치류에서 각각 4-8mm 깊이의 ST25 양측으로 침투시킵니다.
4. 연결 케이블의 한쪽을 EA 기기에 연결합니다.
5. 양극 및 음극 EA 클립이 포함된 연결 케이블의 다른 쪽을 왼쪽과 오른쪽 ST25의 침술 바늘 생크에 연결합니다.
6. EA 기기를 켭니다.
   1. 버튼(기능/스위치 선택)을 돌려 주파수와 기능 모드를 설정합니다.
   2. 주파수를 10Hz로 설정하고 연속파 모드를 선택합니다.
   3. 해당 버튼(Adjust Intensity)을 돌려 강도를 설정합니다. 각 강도 조정 버튼은 그 아래에 연결된 와이어의 쥐의 현재 강도를 제어합니다. 전류 강도를 설치류의 허용 범위(일반적으로 1-2mA)로 조정하고 5분 동안 지속합니다.
      참고: 관찰은 4.6단계와 동일했습니다.

결과

우리가 설계한 동물 체형 고정기의 평면도는 그림 1에 나와 있습니다. 또한 이 고정기의 3D 그래픽 모델을 제출하여 설계에 대한 포괄적인 보기를 제공했습니다(보충 파일 1). 설치류 3마리를 고정시켜 동시에 EA를 수행할 수 있는 장치입니다. 쥐와 생쥐는 깨어 있는 상태에서 고정기로 제한되었으며, 엎드린 자세와 누운 자세 모두 설치류에 부상을 입히지 않고 단...

토론

침술(Electroacupuncture, EA)은 침술의 한 형태로, 침술 바늘에 전기 자극을 가하는 침술이다¹¹. 이 기술은 특정 강도와 주파수의 마이크로 펄스 전류를 사용하여 경혈을 자극하고 향상된 치료 효과를 달성하는 것을 포함합니다³. 그러나 치유를 위한 EA의 메커니즘은 제한적이며 ^1,2,3을 증명하기 위...

자료

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