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Ugo Basile口面部疼痛测试仪 | 新型大小鼠口面自我赏罚实验——为临床前口面部疼痛评估提供卓越解决方案！

发布：上海玉研科学仪器有限公司

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PART1

口面部疼痛评估的难点

口面部疼痛是临床Z常见的神经疾病之一，常涉及三叉神经特有的结构和机制。目前，可用于口面部疼痛临床前研究的方法很少，大都测量的是动物非学习性行为，如退缩反射，而且没有在同一实验中合并机械或热刺激的平行测量方法。

评估啮齿类动物模型的疼痛程度是研究疼痛学的重要方法，啮齿类动物的疼痛可分为刺激诱发性疼痛与非刺激诱发性疼痛，分别对应动物行为的诱发反应与非诱发反应，如: Von Frey、冷热板、甩尾等测试方法都是经典的刺激诱发反应实验，双足平衡、跑轮等测试方法均为非刺激诱发反应实验。诱发方式包括机械刺激及热刺激，其中Von Frey测试法是经典的机械刺激诱发反应的方法，当所使用的Von Frey纤维丝刺激超过疼痛阈值后动物会出缩足、舔爪、理毛、回避等行为，研究者可通过这些行为判定疼痛事件。

但是，口面疼痛测试位置不同于常规的神经病理型疼痛的测试部位，前段所述的刺激诱发反应和非刺激诱发反应的测试部位主要为动物足部或尾部，应用到口面疼痛模型存在很大局限性，而Von Frey测试法对疼痛的评估主要依赖于研究者的操作与判断，虽然可也用于口面部机械痛阈值测量，但极易出现实验者偏倚。

Von Frey测试法应用于口面疼痛测试存在的局限性

PART2

口面部疼痛测试的专业工具

神经科学领域著名公司--意大利Ugo Basile公司针对大小鼠口面部疼痛测试难点创建了行为学测试方法--口面自我赏罚实验，通过奖赏-惩罚模式评价动物的疼痛表现。自我赏罚实验允许动物在接受奖赏或逃避伤害性刺激间做出选择，与诱发疼痛反应测试方法相比更为客观，不会出现人为干扰，更能反映动物高级中枢对伤害性刺激加工后的表现。

PART3

Ugo Basile 口面部疼痛测试仪

仪器由动物活动笼、测试单元、软件构成，测试单元包括刺激模块、食物奖励、红外探头等构成，刺激模块包含机械刺激模块和热刺激模块两类，提供口面部机械与热伤害性刺激，机械刺激模块还包含三个不同刺激强度的组件。实验过程中，当动物将口面部穿过刺激模块以获得食物奖励时会触碰刺激模块产生口面部伤害性刺激，通过分析动物忍受伤害性刺激时的舔食情况（舔食时长与舔食次数）来评估其疼痛程度，舔食时长和舔食次数也与施加的热或机械刺激的强度有关。

实验过程：活动笼内预先放置刺激模块和提供食物奖励，动物测试前先禁食数小时再放入活动笼内进行实验，动物口面穿过刺激模块获得食物奖励时需要忍受间断性机械或热刺激，这个过程可由红外探头自动检测口面穿过刺激模块并将信息传入计算机软件，得到固定时间段内的摄食水平结果数据。

PART4

产品主要特点及优势

机械痛和热痛方法互补，测试更全面

热刺激模块或机械刺激模块可安装在测试单元上，部件更换便捷。热刺激模块依靠金属环路和循环水浴，其温度可以从环境温度调节到70℃，以达到热伤害感受阈值。

三个不同刺激强度的机械刺模块所包含的金属针的数量不同，分别为（左侧+右侧）6+6、9+9、13+13根，可在动物舔食时施加不同的刺激强度。

高通量实验，软硬件同步测量

口面部疼痛测试仪可进行高通量动物实验，多通道集成组件可通过计算机与4个通道的口面部疼痛测试仪连接，系统附带的ORO软件可以同时记录多达16个笼子的数据并实时显示。

红外光自动检测，动物无需剃毛

采用先进红外光传感器，无需对动物任何处理也可精准检测其口面穿过刺激模块的行为并计时，可以Z大程度维持动物的自然生理状态。设备出厂已校准，后续使用中校准简易。

自我赏罚行为学测定可客观评价疼痛表现

口面疼痛测试仪能够评估反应高级中枢对疼痛整合行为，可用于研究三叉神经、面神经等病理性疼痛如眶下神经慢性缩窄模型、眶下神经部分结扎模型、口颌面炎性痛模型，探索行为学特点及其相关机制。自我赏罚实验能够反映高级中枢对疼痛的整合，实验人员每次测试仅需安装操作仪器，不需对实验动物反复操作，可减少实验动物恐惧、紧张等心理，实验结果稳定，重复性高。

PART5

北京大学口腔医学院应用场景

近日，北京大学口腔医学院修复科和口颌功能诊疗中心谢秋菲、曹烨课题组，在国际著名神经科学期刊《神经科学杂志》（Journal of Neuroscience）发表了题为《延髓头端腹内侧核团神经元活动变化参与了实验性咬合干扰诱发的口面痛敏形成》（Neuronal activities in the rostral ventromedial medulla associated with experimental occlusal interference-induced orofacial hyperalgesia）的研究论文。该研究深入阐释了下行调制系统的中继站——延髓头端腹内侧核团（rostral ventromedial medulla, RVM）在慢性口面疼痛不同阶段和不同转归中的作用机制，并发现了该核团ON-和OFF-神经元在口面疼痛由急性向慢性转化中的动态作用，是目前慢性口面疼痛机制研究的新进展，为临床慢性口面部疼痛的治疗提供了新思路。

课题组多年来一直致力于口面疼痛机制的研究，通过模拟临床上咬合改变引起慢性疼痛的现象建立了咬合干扰（EOI）致慢性口面痛敏大鼠模型。基于该模型，进一步通过早期和晚期去除咬合干扰（REOI），分别模拟了口面痛敏逆转和维持的两种不同转归。通过在体电生理记录、脑区给药、疼痛行为学测试等，发现在咬合干扰6天以内，RVM处于下行易化和下行抑制平衡状态；咬合干扰8天左右，RVM下行易化占主导；咬合干扰14天左右，RVM下行抑制占主导。同时研究还证实，下行抑制占主导参与早期去除咬合干扰后的痛敏逆转，RVM下行易化占主导参与晚期去除咬合干扰后的痛敏维持。研究表明，咬合干扰相关的口面疼痛的不同阶段和不同转归受到RVM的下行易化和下行抑制的适应性变化的影响，该研究也提示了对咬合干扰这一临床问题的早期干预治疗的必要性。

疼痛行为学测试工具

研究使用Ugo Basile口面部测试仪进行大鼠疼痛行为测量。大鼠被放置在带有食物奖励的活动笼中，大鼠口面部可自由穿过刺激模块来获得食物奖励（30％炼奶）。在每次适应或测试之前，大鼠经历20±1小时的禁食期。在适应过程中，大鼠被放置在测试系统中20分钟，以熟悉环境并在有或没有机械刺激的情况下获得食物奖励。经过两周4至6次术前适应训练后，每只大鼠有10分钟的时间熟悉环境，随后的10分钟允许大鼠自由舔食。当大鼠的口部接触到饮奶瓶口时，内置的红外探头自动记录时间点和时长，并由系统自带的ORO Software进行分析。

口面部测试流程

动物适应：在EOI术前7-21天，将大鼠置于测试环境中20分钟/天，以使其适应周围环境。比较了假手术组、EOI术后3天去除EOI组（REOI 3d）、EOI术后8天去除EOI组（REOI 8d）和术后不去除EOI组（PEOI）在EOI术前的第1、3、5天（基线）以及术后的第3、6、9、14天各时间点进行总舔实时间测试。

动物舔食实况

大鼠处于测试环境中，口面部穿过机械刺激模块舔食牛奶。

两组软件波形对比:两条代表性迹线显示了10分钟测试时间内，术后不去除EOI组（PEOI）单次舔食时长和总舔实时长明显小于假手术组，总舔食次数大于假手术组。Contact：舔食行为，Off：无舔食行为。

四组数据对比

假手术组、REOI 3d、REOI 8d和PEOI组不同时间点的总舔食时间（每组n = 8）。基线（BL）是通过测量EOI术前第1、3、5天测试的平均总舔食时长计算获得。所有值均以平均值±SEM表示。

结果显示

在EOI术后第3天去除EOI后口面部机械痛觉过敏发生逆转，痛觉过敏的慢性化发生时间点在EOI术后大约第8天。痛觉过敏的维持不是由持续的EOI诱发的伤害性传入驱动的，因为在EOI术后第8天去除了EOI后痛觉过敏与不去除EOI无显著差异。

拓展阅读

1. Capsoni, Simona et al. “The chemokine CXCL12 mediates the anti-amyloidogenic action of painless human nerve growth factor.” Brain : a journal of neurology vol. 140,1 (2017): 201-217. doi:10.1093/brain/aww271

2. Zhang, Yuan et al. “Neuromedin B receptor stimulation of Cav3.2 T-type Ca2+ channels in primary sensory neurons mediates peripheral pain hypersensitivity.” Theranostics vol. 11,19 9342-9357. 9 Sep. 2021, doi:10.7150/thno.62255

3. Zhang, Qian et al. “Chemokine CXCL13 mediates orofacial neuropathic pain via CXCR5/ERK pathway in the trigeminal ganglion of mice.” Journal of neuroinflammation vol. 13,1 183. 11 Jul. 2016, doi:10.1186/s12974-016-0652-1

4. De Caro, Carmen et al. “Antinociceptive effect of two novel transient receptor potential melastatin 8 antagonists in acute and chronic pain models in rat.” British journal of pharmacology vol. 175,10 (2018): 1691-1706. doi:10.1111/bph.14177

5. Mo Si-Yi et al. “Neuronal activities in the rostral ventromedial medulla associated with experimental occlusal interference-induced orofacial hyperalgesia.” The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience, vol. 42,27 5314–5329. 3 Jun. 2022, doi:10.1523/JNEUROSCI.0008-22.2022

6. Kanda, Hirosato et al. “Kv4.3 Channel Dysfunction Contributes to Trigeminal Neuropathic Pain Manifested with Orofacial Cold Hypersensitivity in Rats.” The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience vol. 41,10 (2021): 2091-2105. doi:10.1523/JNEUROSCI.2036-20.2021

7. Pineda-Farias, Jorge Baruch et al. “Mechanisms Underlying the Selective Therapeutic Efficacy of Carbamazepine for Attenuation of Trigeminal Nerve Injury Pain.” The Journal of neuroscience : the official .

意大利Ugo Basile公司

Ugo Basile公司于1963年创立，在几十年发展历程里，成长为一家为专注于神经科学领域进行开拓科学实验方法和生产全新科学仪器的创新型公司。通过将经典仪器与不断创新的新型设备相结合，旗下疼痛系列产品已经成为全球神经科学家的标杆工具并得到广泛认可。