动物科研实验-机械性疼痛的测试方法你知道几个?

动物科研实验-机械性疼痛的测试方法你知道几个?

作者:RWD
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机械性疼痛是指组织在外力作用下发生的疼痛:当组织遭受外力刺激时,会发生变形;当变形程度超出机械性伤害感受器的阈值时,伤害感受器被激活,从而使机体产生疼痛的感觉。机械性疼痛的特点是来去匆匆,即疼痛感伴随机械刺激的有无而及时地出现和消失。因为这个特点,机械性疼痛测试是目前疼痛研究中最早被使用且最广泛的研究方法之一。

为了测定机械性疼痛的阈值,科学家们脑洞大开,最早使用马的鬃毛制成不同粗细的细丝来判断动物对疼痛的耐受程度,取得了很好的效果。随着科学技术的发展,塑料纤维丝逐渐取代了动物毛发,大幅提高了测量过程中细丝的耐久度。此外一些依靠电子元件的测痛方法也趋于成熟,逐渐被科研工作者们认可。以下介绍几种比较常见的机械性疼痛测试工具和方法。

一、Vonfrey测试包


Vonfrey测试包


Vonfrey测试包实验作为一种最经典的机械性疼痛测试方法,是用多根不同粗细的Vonfery纤维丝依次刺激动物的检测部位,其中每根纤维丝都对应一个固定的施力值。检测过程中以细丝弯曲作为施力的象征,根据动物对不同纤维丝的反应情况,判断动物的机械痛承受阈值。由于该方法经典且设备便捷,直至目前仍然被认为是机械性疼痛测试的“金标准”。

Vonfrey测试包测试方法

测试方法   


Vonfery测试包的优点在于简单高效、灵活易用。而它的缺点主要在于重复性差,精确度不高。首先,细丝弯曲的程度会对施加给动物的力度大小造成一定的影响。虽然这对某个实验中的实验结果不会造成影响(默认同一个实验者每次测试时会让细丝弯曲到相同程度),但是这可能会导致不同实验者进行同一测试时得到截然不同的结果。其次,Vonfery细丝的测试结果需要借助计算公式转换为50%置信区间的疼痛阈值结果,不是完全准确的动物机械疼痛阈值。

二、电子机械痛测试仪/电子Vonfery测试仪


电子机械痛测试仪/电子Vonfery测试仪


本仪器是Vonfery测试包的电子替代版本。将一个尖端较细的探针与受力感应器连接,利用牛顿第三定律的原理,实时记录探针对测痛部位施加的力的大小。当动物产生疼痛感觉时,会出现闪躲的本能反应,导致受力感应器记录的施力数值迅速下降。借此可以更为精准的判断动物的机械疼痛阈值。

电子机械痛测试仪测试方法

测试方法   

电子Vonfery测试仪测试方法
图片测试力度变化图

作为Vonfery细丝测痛法的升级版,电子机械测痛仪在精确度,准确性上均有很大提升,此外也大幅度缩短了每只动物的测试时间。新一代的电子机械测痛仪在探针附近安装有摄像头,实验过程中只需要通过外接屏幕即可轻松观察到施力位置,极大程度上减轻了实验人员在测试时的颈椎负担。虽然价格比普通Vonfery细丝高,但是电子Vonfery仍然受到许多研究者的青睐,目前使用电子Vonfery发表的SCI文章数达到了1000+。

三、钳式压力测痛仪


钳式压力测痛仪


钳式压力测痛仪用一个类似于镊子的装置代替探针进行疼痛测试,主要用于同时测试动物脚爪双侧同时受力时的疼痛阈值,其基础原理与电子机械痛测试仪原理相同。主要用于动物脚爪整体机械痛阈值的相关研究,如脊髓/外周神经近脊髓处损伤后脚爪的痛觉恢复,血栓后脚爪的痛觉恢复等,对研究动物神经损伤后的代偿作用有一定的价值。


钳式压力测痛仪测试方法

测试方法图


钳式压力测痛仪弥补了vonfery只能测试单个点状区域疼痛的缺陷,完善了脊髓损伤后四肢以及尾部机械性疼痛的评估方式。他的缺点在于,受众较少,测试方法单一。目前使用钳式压力测痛仪发表的SCI文章数已经超过了100篇。

四、压感式测痛仪


压感式测痛仪


压感式测痛仪用一个圆柱状钝性探针来进行疼痛测试,主要用于进行一定区域范围的疼痛阈值的测量,其基础原理与电子机械痛测试仪原理相同。主要用于骨关节炎导致的疼痛,脊髓损伤后椎体疼痛,以及止痛或抗炎药物的止痛效果的测试等,对于无法确定具体疼痛位点,或者需要进行大范围疼痛阈值测试的实验有一定的价值。       

压感式测痛仪测试方法

测试方法


压感式测痛仪在关节、脊柱等骨质较多的部位测痛具有优势。通过扩大施力面积,可以更好地体现动物一整个部位的机械性疼痛的耐受情况。他的缺点和钳式压力测痛仪一致,受众较少,测试方法单一。目前使用压感式测痛仪发表的SCI文章数已经超过了100篇。

五、瑞沃德行为学整体解决方案

瑞沃德行为学整体解决方案

瑞沃德行为学解决方案的疼痛研究模块,已囊括以上的机械性疼痛的测试方法,还可提供热刺激、温度偏好等疼痛研究方法。目前瑞沃德提供完整的行为学解决方案,涵盖疼痛、学习记忆、饮水摄食、社交、情绪、奖赏成瘾等多个研究方向,可帮助研究人员更快开展整体水平探究疾病发病机制的研究,为基金申请提供坚实硬件平台;标准化体系化行为学实验室布局方案,助力实验室建设,可为工作人员创造安全、舒适、高效的实验室环境。

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