在小鼠中模拟高强度重复低级别爆炸暴露

我们的研究聚焦于低强度重复性爆炸暴露对小鼠的长期影响。我们的目标是确定此类暴露在军事训练期间产生的长期效应。在动物研究中，低强度爆炸的影响较为细微，研究团队通常会采用电子显微镜等技术来检测爆炸组与假暴露组小鼠之间的差异。

我们的研究表明，增加冲击波重复次数可使这些差异更容易通过更易获取的显微技术检测到。目前关于低强度冲击暴露（也称为低强度爆炸）及其在多天内重复使用的模型的研究文献非常有限。我们设计的实验方案包含了在多天内进行多次低强度冲击暴露，以弥补这些研究空白。

首先进行安全检查，确保氦气供应和总电源已关闭。为准备低强度爆破用的膜，将一张塑料保鲜膜裁剪成 5.5 英寸 × 5.5 英寸的正方形。同时，将一张标准的 8.5 英寸 × 11 英寸复印纸裁剪为 5.5 英寸 × 11 英寸，并将此纸对折形成一个正方形。

取一片厚度为125微米的500 G聚酯薄膜膜。然后取一块方形保鲜膜和一块方形折叠纸，将其平铺在平坦表面上。将折叠纸放在保鲜膜上方，并使两者对齐。

将聚酯薄膜卷成小管状，插入驱动器与卷轴之间。松开薄膜，使其紧贴橡胶密封圈缠绕，从而将驱动器与卷轴隔开。推动卷轴靠近驱动器，以固定聚酯薄膜的位置。

这将使线轴与激波管的驱动段分离。将手指放在保鲜膜的上半部分下方，小心地将保鲜膜和纸张一起卷起。将膜堆插入激波管的线轴与驱动段之间。

让膜堆自然展开，使塑料密封面朝向卷轴，纸面朝向导管的驱动段。关闭卷轴组件并拧紧螺栓，以固定驱动端的卷轴冲击管组件。将冲击管加压至 500 磅每平方英寸。

首先通过检查-耳缘穿孔对小鼠进行编号识别，并将其鼻子放入鼻罩中以维持麻醉状态。使用实验室胶带将小鼠四肢固定在手术台上。用金属丝扎带缠绕每只肢体，并拧紧，将小鼠的手腕和脚踝部位牢固固定于手术台上。

用一根较大的金属丝扎带绕住胸部，松松地绑住。提起小鼠的尾巴，并将其置于左脚下方，以防止被夹伤。然后，打开冲击管的动物暴露部分，调整小鼠方向，使其面向即将到达的冲击波。

将推车固定在动物暴露区域，然后紧紧关闭舱门，确保舱门不会夹住麻醉气体导管。将麻醉气体浓度调整为每分钟1升氧气中含2.5%至3%异氟烷。

接下来，打开系统电源。连接压缩氦气的供气管路。离开爆破室，进入相邻房间的操作控制台。

从控制台启动采集软件以记录爆炸事件。解除任何安全锁，关闭两个气体排放口，对阀轴进行被动加压。持续充气，直至膜片在目标压力下破裂。

关闭填充装置，然后记录动物位置处的峰值压力、正压相持续时间和冲量。返回冲击管，断开氦气供气管路，并关闭爆炸控制电路的电源。

若需对同一动物重复进行LLB暴露，打开卷轴，取出并更换卷轴膜堆。完成LLB暴露后，将动物从冲击管中取出，保持麻醉状态。在麻醉下解开动物束缚，将其仰卧放置于加热的水垫上。

记录小鼠翻转至腹侧所需的时间，作为翻正时间。恢复后，将小鼠放回其原饲养笼中。用于研究爆炸冲击对小鼠影响的实验通过压力随时间变化的分析进行评估，成功的实验表现为具有陡峭压力上升和可预测下降的可控波形。

在低强度爆炸实验中，即使经过多次爆炸，也未观察到明显的损伤。对翻正时间的分析表明，与对照组相比，重复低强度爆炸暴露导致爆炸组小鼠恢复更快，提示其神经行为觉醒状态发生变化。此外，通过将压力-时间曲线与生物学反应进行关联分析，有助于建立因果关系，支持在暴露后长达六个月的时间内开展纵向研究，且无需因动物损耗而中断研究。