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Tenere i topi al caldo: una soluzione stampata in 3D

Un nuovo design per la culla aiuta a tenere i topi caldi durante l'anestesia nella ricerca.

Romain Gaudin, Jeremy Bernard, Melissa Glatigny, Davide Boido

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Nuovo lettino tiene i Nuovo lettino tiene i topi al caldo l'anestesia. il comfort del topo durante Una soluzione stampata in 3D migliora
Indice

Nel mondo della ricerca animale, tenere i nostri piccoli amici al caldo durante gli esperimenti può essere una bella sfida. Immagina un topo, piccolo e delicato, che all'improvviso si trasforma in un ghiacciolo a causa delle basse temperature. Questa situazione si verifica spesso durante l'anestesia generale, quando queste piccole creature vengono sottoposte a vari test. I ricercatori sanno da tempo che quando i topi diventano troppo freddi, può portare a problemi seri, come un battito cardiaco rallentato e persino difficoltà a svegliarsi dall'anestesia. Per fortuna, gli scienziati hanno ideato un modo nuovo e migliorato per tenere i topi comodi mentre subiscono i controlli necessari.

Il Problema dei Topi Freddi

Quando un topo è sotto anestesia, la sua Temperatura corporea può abbassarsi rapidamente, soprattutto perché questi animali hanno una grande superficie rispetto al loro volume. In termini più semplici, perdono calore più rapidamente degli animali più grandi. Se diventano troppo freddi, questo può avere effetti negativi sulla loro salute e sull'accuratezza degli esperimenti. I topi freddi sono come computer che si bloccano; non funzionano correttamente. Questo significa che i ricercatori non possono ottenere dati affidabili se i loro soggetti stanno tremando in laboratorio.

Esistono molti sistemi di riscaldamento progettati per mantenere i topi caldi durante l'anestesia, ma c'è un problema: la maggior parte di essi non è compatibile con la Risonanza Magnetica (MRI). I metodi comuni per tenere i topi al caldo comportano l'uso di cuscini o coperte con circolazione d'acqua, ma questi sistemi spesso hanno una piccola area a contatto con il topo. Per mantenere il topo caldo a sufficienza, i dispositivi di riscaldamento devono essere impostati a temperature elevate, il che può portare a scottature. Ahi!

La Soluzione Confortevole: Una Culla Stampata in 3D

Ecco il nostro eroe: una culla stampata in 3D che si adatta perfettamente alla macchina MRI. Questa culla non è una culla qualsiasi; ha un sistema di riscaldamento integrato che avvolge quasi completamente il topo. Pensala come un caldo abbraccio per i nostri amici pelosi quando si sentono un po' troppo rilassati. Massimizzando l'area di contatto tra il topo e il sistema di riscaldamento, la culla aiuta a mantenere una temperatura stabile senza il rischio di surriscaldamento. È come se i ricercatori avessero detto: "Diamo ai nostri topi una bella coperta calda senza paura di bruciarli!"

Iniziare con il Design

Creare questa culla non è stato un compito da poco. Il design ha richiesto un software astuto chiamato SolidWorks, che ha permesso ai ricercatori di realizzare progetti dettagliati. Una volta pronti questi progetti, li hanno trasformati in file che potevano essere stampati usando una stampante 3D. Questa culla è fatta di una resina unica che la rende resistente ma personalizzabile. Nel mondo delle culle per piccoli animali, la personalizzazione è fondamentale perché ogni progetto di ricerca può richiedere caratteristiche specifiche.

Tenere i Topi Caldi e Felici

Per mettere alla prova questa culla, sono stati utilizzati topi femmina per gli esperimenti. Questi affascinanti topi C57BL/6 hanno ricevuto prima una buona dose di anestesia tramite gas. Una volta addormentati, sono stati messi nella culla comoda, dove la loro temperatura è stata monitorata. In una mossa ingegnosa, sono stati utilizzati due sonde di temperatura: una nel retto del topo per misurare la temperatura centrale e l'altra tra la culla e il topo per controllare quanto si stava scaldando la culla.

I ricercatori hanno fatto attenzione che l'anestesia funzionasse bene tenendo d'occhio quanto velocemente respiravano i topi. Con gli animali comodamente stesi, la culla è stata poi messa nella macchina MRI per misurazioni per trenta minuti. Se qualche topo diventava troppo freddo o troppo caldo, quell'esperimento si sarebbe fermato più in fretta di quanto tu possa dire "ghiacciolo".

La Scienza Dietro al Calore

Scaldando l'acqua in un bagno, il sistema di riscaldamento della culla poteva mantenere le temperature sotto controllo. Con una pianificazione attenta, i ricercatori hanno determinato la temperatura ottimale del bagno d'acqua, assicurandosi che l'area superficiale della culla rimanesse sicura e calda senza causare effetti collaterali indesiderati. Hanno scoperto che impostando il bagno d'acqua a 45°C, potevano mantenere una temperatura superficiale di circa 36°C, che corrispondeva quasi alla temperatura corporea del topo.

E indovina un po'? Anche con i lunghi tubi che collegano tutto, la temperatura è rimasta stabile. Questo significava che i ricercatori potevano concentrarsi sul loro vero lavoro senza dover controllare costantemente i sonnellini dei loro piccoli soggetti.

Confronto tra Culle: Nuova vs. Vecchia

Guardando il mercato attuale, molte culle per piccoli animali usate con la MRI sono fatte di Teflon. Anche se queste culle funzionano, possono essere costose e mancano di flessibilità nel design. La nuova versione stampata in 3D è fatta di una resina che è molto più economica da produrre e consente parecchia personalizzazione. Per circa 50€ a culla, i ricercatori possono avere una soluzione riscaldante che funziona altrettanto bene dei modelli costosi in Teflon, ma con un tocco personale.

Condividere è Prendersi Cura

Una parte importante della ricerca è condividere i propri risultati e aiutare gli altri nel campo. Condividendo i loro progetti e processi, gli scienziati dietro questa culla accogliente sperano di ispirare altri. Incoraggiano i colleghi ricercatori a modificare i progetti per adattarli alle proprie necessità, che si tratti di aggiungere più caratteristiche per la stimolazione o di adattare la dimensione della culla per diversi esperimenti.

Se sei un altro scienziato in cerca di una soluzione coccolosa per i tuoi esperimenti sui topi, sei fortunato! Tutti i progetti e i file necessari per creare queste culle calde sono disponibili per gli scienziati da accedere e utilizzare.

Conclusione

Tenere i topi al caldo durante l'anestesia è una vera preoccupazione nella ricerca preclinica. Temperature basse possono portare a complicazioni e interferire con la qualità dei dati raccolti da queste piccole creature. Fortunatamente, con l'introduzione di una nuova culla stampata in 3D, i ricercatori hanno ora un modo efficace per mantenere i loro soggetti comodi senza bruciarli.

Questo design innovativo apre la porta a una vasta gamma di personalizzazioni, offrendo una soluzione economica a un problema antico. Gli scienziati possono ora concentrarsi di più sul loro lavoro importante, lasciando lo stress di tenere i loro amici topi al caldo alle spalle. Dopotutto, topi felici fanno ricercatori felici!

Fonte originale

Titolo: A 3D-printed cradle for mouse preclinical MRI with an integrated water heating system

Estratto: 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.

Autori: Romain Gaudin, Jeremy Bernard, Melissa Glatigny, Davide Boido

Ultimo aggiornamento: 2024-12-30 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.29.630663

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.29.630663.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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