後肢とラットの部分的な荷重を使用して火星への宇宙ミッションを模倣
Summary
革新的な地上のアナログ モデルを使用して、我々 はラット (0 g) への旅行および火星 (0.38 g) の宿泊を含む宇宙ミッションをシミュレートすることができます。このモデルは、ミッションの 2 つのハイポ重力段階中に発生する生理的変化の縦断的評価のことができます。
Abstract
アンロード (HLU) 上肢の後肢の開発スペースの生理的影響の生理学的システムの飛行し 1979 年以来定期的に採用されていると理解する齧歯動物の地上ベースのモデルが活躍しています。ただし、今の宇宙探査の次のステップは、重力が地球の重力の 38% を火星への旅行を含めます。部分的な重力のこのレベルを経験している人間がいないので地上ベースの持続可能なモデルは、微小重力下での時間で既に障害身体がこの部分的な負荷に反応する方法を検討する必要。ここでは、短期のミッションを模倣し、重力で連続して適用の 2 つのレベルによる後肢筋の生理学的な障害を評価するために火星に滞在我々 の革新的な部分的な荷重 (PWB) モデルを使用しました。これは重力変化する筋骨格系の適応を検討し、宇宙飛行士の健康と機能を維持するために有効な対策を確立する安全、地上ベースのモデルを提供できます。
Introduction
月や火星を含め、地球外の対象を表す有人宇宙探査の未来が両方地球よりかなり弱い重力。宇宙飛行士1,2,3,4、5齧歯動物6, 、筋骨格系の無重量の結果は、広く研究されている中7,8,9、老舗後肢アンロード (HLU) モデル10、おかげで、後者は非常に小さな部分的な重力の影響について知られています。火星の重力は地球の 38% と長期探査11; の焦点となっているこの惑星したがって、この設定で発生する筋肉の変化を理解することが重要です。これを行うには、我々 はラット12マウス6,13筋肉と骨の両方の結果を使用して検証されましたが、前の仕事に基づく部分的な重量軸受 (PWB) システムを開発した.ただし、火星の探査前に、重力は、私たちの前述のモデル12に修正されなかった期間を延長。したがって、本研究では、火星への旅を模倣するモデルを変更我々 総後肢の最初のフェーズで構成されています、通常の読み込みの 40% で部分荷重の第 2 フェーズの直後に続きます。
ほとんどの HLU モデルとは異なりを選びました (Chowdhury ら9で説明したものに基づく) 骨盤のハーネスを使用する尾部懸垂動物の快適さを改善し、シームレスに移動することができるのではなく、難なく基板する HLU からほんの数分で。併せて、ケージとサスペンション デバイス、我々 は以前開発し、12が詳しく記載を使いました。/一貫した信頼性の高いデータを提供することに加えて我々 はまた、以前ロッドのセンターで懸濁液システムの固定アタッチメント ポイント移動、グルーミング、供給、または飲むから動物を予防しなかったを実証しました。この記事では、(完全および部分的に) 動物の後肢をアンロード、ように力とウェット グリップを使用して結果の筋肉の変化を機能的に評価する筋肉も彼らの達成された重力レベルを確認する方法について説明します。このモデルは探せ生物に適応する方法を調査することができ、既に侵害された筋骨格系の部分的な重力 (人工または地球外生物) の影響を調査するため非常に役に立つでしょう部分的な再読み込み、および対策中に、有人宇宙飛行の後に健康を維持するために開発される可能性がの開発のため。
Protocol
Representative Results
Discussion
このモデルは、最初地上アナログの連続機械荷役レベルを調査するために開発を示しへの旅行を模倣し、火星に滞在することを目的します。
このプロトコルの多くの手順は、その成功を保証し、厳密に調査する必要があります重要です。まず、動物の健康を監視し、彼らは比較的正常に保つ基板状態、特に中に通常の動作 (食事、休憩、探索などすなわち、実行タスク) ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この仕事に支えられたアメリカ航空宇宙局 (NASA: NNX16AL36G)。著者は、この原稿に含まれる図面を提供するためカーソン センプルを感謝したいです。
Materials
| 10G Insulated Solid Copper Wire | Grainger | 4WYY8 | 100 ft solid building wire with THHN wire type and 10 AWG wire size, black |
| 2 Custom design plexiglass walls | P&K Custom Acrylics Inc. | N/A | 2 clear plexiglass custom wall 3/16" tick, width 12 3/16", height 18 13/16", 1 rounded slot 0.25 in of diameter located at the center top of the wall |
| 3M Transpore Surgical Tape | Fisher Scientific | 18-999-380 | Transpore Surgical Tape |
| Accessory Grasping Bar Rat | Harvard Apparatus | 76-0479 | Accessory grasping bar rat, front or hind paws |
| Analytical Scale | Fisher Scientific | 01-920-251 | OHAUS Adventurer Analytic Balance |
| Animal Scale | ZIEIS by Amazon | N/A | 70 lb capacity digital scale big top 11.5" x 9.3" dura platform z-seal 110V adapter 0.5 ounce accuracy |
| Back Bra Extenders | Luzen by Amazon | N/A | 17 pcs 2 hook 3 rows assorted random color women spacing bra clip extender strap |
| Digital Force Gage | Wagner Instruments | DFE2-010 | 50 N Capacity Digital Grip Force Meter Chatillon DFE II |
| Gauze | Fisher Scientific | 13-761-52 | Non-sterile Cotton Gauze Sponges |
| Key rings and swivel claps | Paxcoo Direct by Amazon | N/A | PaxCoo 100 pcs metal swivel lanyard snap hook with key rings |
| Lobster Claps | Panda Jewelry International Limited by Amazon | N/A | Pandahall 100 pcs grade A stainless steel lobster claw clasps 13x8mm |
| Rat Tether Jacket – Large | Braintree Scientific | RJ L | Rodent Jacket |
| Rat Tether Jacket – Medium | Braintree Scientific | RJ M | Rodent Jacket |
| Silicone tubing | Versilon St Gobain Ceramics and Plastics | ABX00011 | SPX-50 Silicone Tubing |
| Stainless Steel Chains | Super Lover by Amazon | N/A | 4.5m 15FT stainless steel cable chain link in bulk 6x8mm |
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