论文上线截图

这项研究首次揭示了系统性高渗盐水(HTS)通过增强脊髓周动脉脑脊液(CSF)流动,显著提高腰椎鞘内给药吗啡在脊髓中的递送效率,进而增强其镇痛效果。实验中,HTS使脊髓给药部位吗啡浓度提升约2.4倍,并在多种疼痛行为测试中表现出更强的镇痛作用;此外,HTS本身也能独立诱导部分中枢镇痛效应。相比之下,HTS对皮下注射吗啡的中枢药物浓度有降低作用,但对静脉注射吗啡则短暂促进其进入脑室液。该研究表明,利用HTS诱导的高渗状态促进glymphatic系统介导的CSF流动,为提高鞘内药物尤其是镇痛药的脊髓递送提供了新策略,具有潜在的临床转化价值,值得进一步拓展至其他鞘内用药及临床试验验证。

1HTS的全身给药增加了吗啡的脊髓浓度,并改善了其抗伤害效应

系统性腹腔注射 HTS 可增强鞘内注射吗啡的镇痛作用并提高其在脊髓中的浓度。作者采用交叉设计(图1A),结果显示,无论高渗盐水(HTS)组还是 (等渗盐水)ITS 组,镇痛效应均在给药后 30 分钟达到峰值(图1B–D)。在甩尾测试中,HTS 联合吗啡在 90 分钟时产生显著更强的镇痛作用(图1B),同时在热板测试(图1C)和足压测试(图1D)中,HTS 处理显著延长反应潜伏期并提高痛阈。计算整个测量期间的镇痛效应后发现,HTS 联合给药显著增加了甩尾(图1E)、热板(图1F)及足压(图1G)测试的最大曲线下面积百分数。进一步检测药物分布发现,HTS 处理显著提高了脊髓 T13–L1(图1H)和 T6–T7(图1I)水平的吗啡浓度,而在 C7–T1 水平无显著差异(图1J),且脑上区及基底池脑脊液中的吗啡浓度极低(图1K)。综上,图1表明 HTS 可显著增强鞘内吗啡的镇痛效应并促进其在脊髓中的药物分布

图1. 同时给予全身性高渗盐水(HTS, 5.8%)可增加鞘内注射吗啡(Mo, 1.5 μg)在脊髓中的浓度,并增强其镇痛效果

2. 全身性(腹腔内)给予HTS可降低皮下注射吗啡在中枢神经系统的浓度,并独立增强热板试验和爪压试验中的抗伤害性反应,但在甩尾试验中无此效应

系统性腹腔注射 HTS 对中枢镇痛作用及药物分布的影响如图2所示。实验采用交叉设计(图2A),比较了HTS与ITS在单独或与皮下注射吗啡联合给药时对伤害性反应潜伏期的影响。结果显示,单独腹腔注射HTS对甩尾潜伏期无影响(图2B),但能显著延长热板潜伏期(图2C)和爪压潜伏期(图2D)。皮下注射吗啡联合腹腔HTS或ITS均延长甩尾潜伏期且无组间差异(图2B),但在热板测试中,仅HTS联合吗啡显著增强镇痛作用(图2C),而在爪压测试中,HTS联合吗啡的效应显著高于ITS联合吗啡(图2D)。整体镇痛效应分析显示,HTS对甩尾试验的最大曲线下面积百分数无独立影响(图2E),但显著提高了热板(图2F)和爪压(图2G)试验的最大曲线下面积百分数;联合吗啡后,HTS组的最大曲线下面积百分数在热板(图2F)和爪压(图2G)测试中均显著高于其他组。药物浓度分析结果显示,HTS联合给药使血清吗啡浓度显著降低(图2H),同时降低了脑脊液及所有检测脑区和脊髓中的吗啡浓度(图2I),但中枢神经系统/血清吗啡浓度比值无显著变化(图2J)。综上,图2表明系统性HTS可降低皮下注射吗啡在中枢神经系统中的浓度,同时独立或协同增强部分疼痛模型中的镇痛效应

图2. 在热板试验和爪压试验中,全身性(腹腔注射)高渗盐水(HTS, 5.8%)单用即可提高痛觉反应潜伏期,并增强皮下注射吗啡的镇痛效果

3. 腹腔注射高渗盐水可提高静脉注射20分钟后侧脑室中吗啡和甲基纳曲酮的浓度

图3A为静脉注射吗啡及甲基纳曲酮。腹腔注射高渗盐水并不影响静脉注射后吗啡、吗啡-3-葡萄糖醛酸(M3G)及甲基纳曲酮在血清中的浓度(图3B、3C)。然而,在高渗盐水组中,侧脑室内吗啡浓度在给药20分钟时即达到峰值(p < 0.0001),较等渗盐水组提前20分钟(图3D)。类似地,高渗盐水组中侧脑室内甲基纳曲酮浓度也在20分钟达到峰值(p = 0.0099),随后于40分钟时与等渗盐水组持平(图3E)。此外,高渗盐水显著提高了给药20分钟时吗啡的中枢神经系统-血清浓度比(p < 0.0001),而甲基纳曲酮在两组间无明显差异(图3F、3G)。总体而言,图3结果表明腹腔注射高渗盐水可促进吗啡和甲基纳曲酮更快速进入中枢神经系统,提高其在脑内的早期浓度峰值

图3. 静脉注射吗啡与甲基纳曲酮后,同时腹腔注射高渗盐水(HTS, 5.8%)可短暂提高侧脑室中的吗啡与甲基纳曲酮浓度。

结论

研究首次系统性地揭示,急性系统性高渗盐水(HTS)处理可显著增强鞘内(intrathecal, i.t.)注射吗啡在脊髓中的输送效率与镇痛效果。通过大鼠模型发现,HTS与i.t.吗啡联合给药后,脊髓T13–L1部位吗啡浓度较对照组提高约240%,且在甩尾、热板及足压测试中镇痛反应显著增强,其中热板和足压测试中HTS本身亦表现出独立的镇痛作用。机制上,HTS可能通过促进脊髓周动脉区脑脊液(CSF)流动,激活类似脑部“糖淋巴”系统的输送通路,从而加速药物渗透和分布。进一步研究显示,HTS可短暂提高静脉注射的吗啡和甲基纳曲酮(MNTX)在脑室CSF中的浓度,但对脑实质影响有限;而与皮下吗啡联用时虽降低中枢药物浓度,却仍增强镇痛效果,提示其可能存在独立的中枢镇痛机制。总体而言,研究证明HTS是一种安全且有效的药物输送增强策略,为提升鞘内给药药效及相关临床应用提供了新的思路与理论依据。

图4. 高渗状态诱导鞘内吗啡脊髓递送的拟议机制。全身性高渗盐水(HTS)将水分从大脑和脊髓转移至体循环。与大脑类似,脊髓中水分的流失通过穿透动脉周围脑脊液(CSF)的快速流入得以补充,从而增强鞘内吗啡的脊髓递送。

小动物双足平衡测痛仪 | 全身性高渗盐水可增强腰椎鞘内吗啡经淋巴管进入脊髓的输送

SA714   小动物双足平衡测痛仪 

双足平衡测痛仪(Incapacitance Meter)广泛应用于疼痛机制研究、镇痛药物筛选与药效学评价、炎症与神经损伤模型验证、骨关节炎及骨癌疼痛模型研究等领域。通过测量实验动物双后足的负重分布变化,可客观反映炎症、神经损伤或骨性病变引起的自发性疼痛程度,常用于评估药物镇痛效果、疾病进展及康复干预疗效,在基础医学、药理学和神经科学等研究中具有重要应用价值。

SA702   智能热板仪   

SA702智能热板仪采用精确PID控制算法,不同于普通温控仪采用的温度断点法,PID算法会不断采集温度反馈量从而控制制热,可更精确控制当前温度。该仪器能将生理性疼痛实验与病理性疼痛实验在同一台仪器上完成的设备。

该仪器主要由加热板、温控装置、计时器以及有机玻璃罩及脚踏板组成。其采用进口高性能32位微电脑控制芯片,能将热板表面温度控制在 ±0.2℃之内,温度显示精度达 0.01℃,计时精度为 0.01s,可实时锁定动物舔足的实验温度,较好地解决了传统热板仪温度控制和计时方面的问题。