Mäuse gemütlich halten: Eine 3D-gedruckte Lösung
Ein neues Wiegen-Design hilft, Mäuse während der Anästhesie in der Forschung warm zu halten.
Romain Gaudin, Jeremy Bernard, Melissa Glatigny, Davide Boido
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Inhaltsverzeichnis
In der Welt der Tierversuche ist es ganz schön herausfordernd, unsere kleinen Freunde während der Experimente warm zu halten. Stell dir mal eine Maus vor, klein und zart, die wegen kalter Temperaturen plötzlich zu einem Eis am Stiel wird. Das passiert oft während der Narkose, wenn diese winzigen Geschöpfe für verschiedene Tests in einen Tiefschlaf versetzt werden. Forscher wissen schon lange, dass es ernsthafte Probleme gibt, wenn Mäuse zu kalt werden, wie eine verlangsamte Herzfrequenz und sogar Schwierigkeiten, aus der Narkose aufzuwachen. Zum Glück haben Wissenschaftler eine neue und verbesserte Methode entwickelt, um Mäuse während ihrer nötigen Checks gemütlich zu halten.
Das Problem mit kalten Mäusen
Wenn eine Maus unter Narkose steht, kann ihre Körpertemperatur schnell sinken, besonders weil diese Tiere im Verhältnis zu ihrem Volumen eine grosse Oberfläche haben. Einfach gesagt, sie verlieren Wärme schneller als grössere Tiere. Wenn sie zu kalt werden, kann das negative Auswirkungen auf ihre Gesundheit und die Genauigkeit der Experimente haben. Kalte Mäuse sind wie Computer, die einfrieren; sie funktionieren nicht richtig. Das heisst, die Forscher bekommen keine zuverlässigen Daten, wenn ihre Probanden im Labor zittern.
Viele Heizsysteme, die dafür gemacht sind, Mäuse während der Narkose warm zu halten, gibt's schon, aber da gibt's einen Haken: die meisten sind nicht kompatibel mit der Magnetresonanztomographie (MRT). Die gängigen Methoden, um Mäuse warm zu halten, beinhalten Wasserzirkulationsmatten oder Decken, aber diese Systeme haben oft nur einen kleinen Kontaktbereich mit der Maus. Um die Maus warm genug zu halten, müssen die Heizgeräte auf hohe Temperaturen eingestellt werden, was zu Verbrennungen führen kann. Aua!
Die gemütliche Lösung: Eine 3D-gedruckte Wiege
Hier kommt der Held unserer Geschichte: eine 3D-gedruckte Wiege, die perfekt in die MRT-Maschine passt. Diese Wiege ist nicht einfach irgendeine Wiege; sie hat ein integriertes Heizsystem, das die Maus fast vollständig umschliesst. Denk daran wie an eine warme Umarmung für unsere felligen Freunde, wenn sie sich ein bisschen zu entspannt fühlen. Indem die Kontaktfläche zwischen der Maus und dem Heizsystem maximiert wird, hilft die Wiege, eine stabile Temperatur zu halten, ohne Überhitzungsrisiko. Es ist, als hätten die Forscher gesagt: „Lasst uns unseren Mäusen eine schöne, warme Decke geben, ohne Angst zu haben, sie zu verbrennen!“
Designstart
Diese Wiege zu erstellen, war kein kleines Unterfangen. Das Design erforderte eine schicke Software namens SolidWorks, die es den Forschern ermöglichte, detaillierte Pläne zu machen. Als diese Pläne bereit waren, wurden sie in Dateien umgewandelt, die mit einem 3D-Drucker ausgedruckt werden konnten. Diese Wiege besteht aus einem speziellen Harz, das sie stark und dennoch anpassbar macht. In der Welt der kleinen Tierwiegen ist Anpassung entscheidend, weil jedes Forschungsprojekt spezifische Eigenschaften benötigen kann.
Mäuse warm und glücklich halten
Um diese Wiege auf die Probe zu stellen, wurden weibliche Mäuse für die Experimente verwendet. Diese charmanten kleinen C57BL/6-Mäuse bekamen zuerst eine ordentliche Dosis Narkose über ein Gas. Sobald sie fest schliefen, wurden sie in die gemütliche Wiege gelegt, wo ihre Temperatur überwacht wurde. Clevererweise wurden zwei Temperatursonden verwendet: eine im Rektum der Maus, um die Kerntemperatur zu messen, und die andere zwischen der Wiege und der Maus, um zu überprüfen, wie warm die Wiege wurde.
Die Forscher stellten sicher, dass die Narkose gut wirkte, indem sie darauf achteten, wie schnell die Mäuse atmeten. Während die Tiere bequem ruhten, wurde die Wiege dann für 30 Minuten in die MRT-Maschine gestellt, um Messungen durchzuführen. Wenn irgendeine Maus zu kalt oder zu heiss wurde, wurde das Experiment schneller gestoppt, als du „Eis am Stiel“ sagen kannst.
Die Wissenschaft hinter der Wärme
Indem sie Wasser in einem Bad erhitzten, konnte das Heizsystem der Wiege die Temperaturen unter Kontrolle halten. Mit sorgfältiger Planung bestimmten die Forscher die optimale Wassertemperatur für das Bad, um sicherzustellen, dass die Oberfläche der Wiege sicher und warm blieb, ohne unerwünschte Nebenwirkungen zu verursachen. Sie fanden heraus, dass sie das Wasserbad auf 45°C einstellen konnten, um eine Oberflächentemperatur von etwa 36°C zu halten, die der Körpertemperatur der Maus nahekommt.
Und rate mal? Selbst mit den langen Rohren, die alles verbinden, blieb die Temperatur stabil. Das bedeutete, dass sich die Forscher auf ihre eigentliche Arbeit konzentrieren konnten, ohne ständig die Nickerchen ihrer kleinen Probanden im Auge behalten zu müssen.
Wiegen vergleichen: Neu vs. Alt
Wenn man sich den aktuellen Markt anschaut, sind viele kleine Tierwiegen für die MRT aus Teflon gemacht. Auch wenn diese Wiegen funktionieren, können sie teuer sein und es fehlt ihnen an Flexibilität im Design. Die neue 3D-gedruckte Version besteht aus einem Harz, das viel günstiger in der Produktion ist und viel Anpassungsmöglichkeiten bietet. Für etwa 50 € pro Wiege können Forscher eine Heizlösung bekommen, die genauso gut funktioniert wie die schicken Teflon-Modelle, aber mit einem persönlichen Touch.
Teilen ist fürsorglich
Ein grosser Teil der Forschung besteht darin, seine Erkenntnisse zu teilen und anderen im Feld zu helfen. Indem sie ihre Designs und Prozesse teilen, hoffen die Wissenschaftler hinter dieser gemütlichen Wiege, andere zu inspirieren. Sie ermutigen andere Forscher, die Designs zu modifizieren, um ihren eigenen Bedürfnissen gerecht zu werden, egal ob das bedeutet, mehr Funktionen zur Stimulation hinzuzufügen oder die Wiegengrösse anzupassen, um verschiedenen Experimenten gerecht zu werden.
Wenn du ein Kollege bist, der eine kuschelige Lösung für deine eigenen Mausversuche braucht, hast du Glück! Alle Designs und Dateien, die nötig sind, um diese warmen Wiegen zu erstellen, sind für Wissenschaftler zugänglich und nutzbar.
Fazit
Mäuse während der Narkose warm zu halten, ist ein echtes Anliegen in der präklinischen Forschung. Kalte Temperaturen können zu Komplikationen führen und die Qualität der gesammelten Daten von diesen kleinen Kreaturen beeinträchtigen. Zum Glück haben Forscher mit der Einführung einer neuen 3D-gedruckten Wiege nun eine effektive Möglichkeit, ihre Probanden bequem zu halten, ohne sie zu verbrennen.
Dieses innovative Design öffnet die Tür für eine breite Palette von Anpassungsmöglichkeiten und bietet eine kostengünstige Lösung für ein altbekanntes Problem. Wissenschaftler können sich jetzt mehr auf ihre wichtige Arbeit konzentrieren und den Stress, ihre Mäuse warm zu halten, hinter sich lassen. Schliesslich machen glückliche Mäuse glückliche Forscher!
Originalquelle
Titel: A 3D-printed cradle for mouse preclinical MRI with an integrated water heating system
Zusammenfassung: Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) of small animals is mainly performed under sedation or anesthesia to avoid movement, which is detrimental to image quality. Heating systems to warm the animals usually rely on airflow or heating blankets or pads with circulating water to comply with MR compatibility requirements. However, these solutions are often suboptimal for small animals like mice scanned at ultra-high magnetic fields with long-bore MR scanners. We designed and built an MR cradle with an integrated water chamber, maximizing the contact surface with the mouses body. This large contact surface helps maintain body temperature without overheating the animal, thus reducing the risk of burns and hyperthermia. Our cradle keeps the mouses body temperature stable within the physiological range during an MRI session and fits the bore of a Bruker 17.2T scanner. We share the 3D drawings and all the information needed to replicate the cradle. Our design can be adapted to work on preclinical scanners with similar bore sizes and customized to add stimulation devices.
Autoren: Romain Gaudin, Jeremy Bernard, Melissa Glatigny, Davide Boido
Letzte Aktualisierung: 2024-12-30 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.29.630663
Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.29.630663.full.pdf
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.
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