改进后的动物行为学痛觉测试方法及其应用与流

本发明涉及动物行为学痛觉测试方法领域技术，尤其是指一种改进后的动物行为学痛觉测试方法及其应用。背景技术：1、膝骨关节炎(knee osteoarthritis，koa)多发于中老年人群，症状表现为膝关节出现骨质增生，关节软骨退化，韧带钙化等特征伴随着无菌性炎症发生，给患者带来疼痛的同时造成关节畸形，极大地影响了人们的日常生活。koa作为慢性骨质病变，其发展可分为早、中、晚期。早期膝关节炎的病理改变为：关节软骨表面失去光泽和弹性，软骨细胞减少、胶原纤维断裂，新生的血管向软骨迁移，关节滑膜充血肿胀、滑液增多；中期膝关节炎的病理表现为：关节软骨脱落，软骨下骨质外露且骨密度增加呈象牙质改变；后期表现为：周边软骨受损，血管大量增生通过软骨内化成骨形成骨赘，滑膜发炎关节液减少、增殖的滑膜被纤维组织所形成的条索状物替代呈绒毛状，患肢肌肉出现失用性萎缩、时而因疼痛产生保护性痉挛，最终出现关节屈曲或内翻畸形，阻碍关节活动。使用动物模型结合行为学进行模拟分析可以加深人们对于koa的了解，大鼠造模仍是目前最主要用来研究koa发生和治疗方案的手段之一。2、koa的动物模型大致可以分为手术造模和药物造模两种。前者是通过手术离断动物单侧膝关节前后交叉韧带并加以跑步机训练，在多次的脱臼和运动之后膝关节头相互碰撞磨损从而诱导出严重的骨质损伤和炎症反应；后者则是通过向膝关节腔中注射胶原酶或碘乙酸等药物来分解关节表层软骨诱发炎症反应。动物造模的优势在于：1、组织样本来源丰富；2、避免了人体实验所带来的风险；3、对于特定种类的疾病能够通过实验的方法定向复制出来；4、模式生物快速的生命周期使得很多慢性疾病能够在很短的时间跨度内被完整地观察。3、申请号为201810029810.8的中国发明专利公开了一种动物疼痛指数判断方法、装置及存储介质；目前骨关节炎相关的研究大多通过测量造模前后膝关节肿胀程度来预测炎症的轻重，但卡尺对软组织机械性地挤压会引入较大的误差；为了避免上述情况的发生，有学者将疼痛阈值作为评价指标引入实验当中。然而，而每只动物对疼痛的感知不同，这使得疼痛阈值并不适合进行组与组之间的比较，同时也无法提供出一个具体的标准来说明哪些动物算是koa造模成功的个体。因此，传统的检测方法收集到的数据准确性低，无法甄别出造模成功和造模失败的个体，从而大大限制了koa造模的成功率且增大了实验成本。4、因此，如何客观地辨别出造模成功的动物、提高实验效率是应对上述问题的关键，也是目前医学亟待解决的技术问题。技术实现思路1、有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种改进后的动物行为学痛觉测试方法及其应用，其通过采用本技术提供的一种改进后的动物行为学痛觉测试方法使得：评估指标更加客观准确；消除了个体差异的影响；操作简便、伦理合规；高效筛选，降低实验成本；为治疗评估提供参考，有利于制定更加合理的治疗方案。2、为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：3、一种改进后的动物行为学痛觉测试方法，包括如下步骤：4、s1、实验准备：选择健康成年大鼠，随机分为造模组和对照组；准备测力装置及压力传感器；5、s2、基线数据采集：分别测量大鼠造模组的同侧后肢膝关节疼痛阈值为a和对侧后肢膝关节疼痛阈值为b；根据a和b计算疼痛分数c，记录基线水平；6、s3、造模与评估：诱导大鼠膝骨关节炎模型；重复步骤s2，定期采集造模后的疼痛分数数据；将造模组和对照组数据进行统计分析；造模组疼痛分数高于对照组均值+1个标准差的大鼠，认定为造模成功；其余大鼠认定为造模失败，予以剔除；7、s4、观察与分析：对造模成功的大鼠进行治疗，持续监测疼痛分数变化；使用microct对大鼠膝关节进行成像，量化骨损伤程度，分析疼痛分数与肿胀程度、骨损伤程度的相关性。8、作为一种优选方案：所述步骤s2中疼痛分数等于对侧后肢膝关节疼痛阈值与同侧后肢膝关节疼痛阈值的差值，即c＝b-a。9、作为一种优选方案：所述步骤s2中疼痛分数等于同侧后肢膝关节疼痛阈值与对侧后肢膝关节疼痛阈值的比值，即c＝a/b或c＝b/a。10、作为一种优选方案：所述步骤s1中对造模组和对照组的大鼠均进行习惯化训练，提前一天模拟测量流程，避免应激反应；该压力传感器为装载有金属钝头的压力传感器。11、作为一种优选方案：所述步骤s2中测量大鼠造模组的同侧后肢膝关节疼痛阈值和对侧后肢膝关节疼痛阈值具体步骤为：使用装载有金属钝头的压力传感器连接测力装置分别向大鼠造模组的同侧后肢髌韧带上方股骨下端膝关节头和对侧后肢髌韧带上方股骨下端膝关节头逐步施加压力直至大鼠嘶叫或激烈反抗，期间确保金属钝头不滑动、垂直均匀施力，分别记录压力峰值a和压力峰值b。12、作为一种优选方案：所述步骤s2中测量大鼠造模组的同侧后肢膝关节疼痛阈值和对侧后肢膝关节疼痛阈值具体步骤为：使用加热或电流形式的刺激源，测量大鼠做出疼痛反应时对应的加热温度或电流强度，分别记录加热温度或电流强度峰值a和加热温度或电流强度峰值b。13、作为一种优选方案：所述步骤s2中在测量同侧后肢膝关节疼痛阈值和对侧后肢膝关节疼痛阈值过程中先确保大鼠在清醒状态下行动受到限制且视野受到遮蔽，以便实验人员操作同时防止应激反应发生。14、作为一种优选方案：所述步骤s2中测量同侧后肢膝关节疼痛阈值和对侧后肢膝关节疼痛阈值的间隔时间至少五分钟，避免痛觉适应而对结果的影响。15、作为一种优选方案：所述步骤s3中采用手术或药物方式诱导大鼠膝骨关节炎模型；将造模组和对照组数据进行统计分析时采用mean±sd的方式。16、所述的改进后的动物行为学痛觉测试方法的应用，该改进后的动物行为学痛觉测试方法用于膝骨关节炎造模评价中。17、本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，通过采用本技术提供的一种改进后的动物行为学痛觉测试方法：18、1、评估指标更加客观准确19、传统的评价方法主要依赖于测量膝关节肿胀程度，但这种方式存在较大的主观性和不确定性。本发明提出的疼痛分数概念能够较为直观地反映大鼠膝关节内部的实际损伤情况，与micro-ct成像所显示的骨质破坏程度呈高度正相关。相比之下，疼痛分数作为评价指标更加客观、可靠。20、2、消除了个体差异的影响21、每只动物对疼痛的感知程度存在一定个体差异，单纯采用单侧疼痛阈值难以有效消除这种影响。本发明方法通过测量同侧和对侧两处疼痛阈值的差值，能够较为精确地反映造模引起的变化，避免了个体差异带来的数据偏离。这种改进使得疼痛分数更适合用于组间比较分析。22、3、操作简便、伦理合规23、本方法沿用了传统疼痛阈值测试的思路，无需特殊的仪器设备，只需一个测力装置和压力传感器即可完成。测量过程对大鼠无创无害，符合实验动物伦理准则。通过预先习惯化训练和控制环境条件，能有效避免动物产生应激反应，确保数据的可靠性。24、4、高效筛选，降低实验成本25、发明方法给出了基于统计学的判据，能够快速甄别出造模成功和失败的个体。这不仅提高了实验的整体成功率，还能避免对造模失败的动物做无谓的后续观察和分析，从而节省了大量的实验经费和工作量。26、5、为治疗评估提供参考27、疼痛分数的变化能够动态反映大鼠膝关节病理状况的好转或恶化，为药物或其他干预措施的疗效评估提供了有力的量化指标，有利于制定更加合理的治疗方案。28、为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。