マウス・ラットの足関節に定量的な運動負荷をかけたり、骨格筋損傷を起こしたりする装置です!

ラット・マウス足関節用筋機能評価運動装置



本装置はステッピングモーターに接続されたアーム上にトルクセンサーを配置し、その時々の回転軸にかかるトルクを制御しながらモーターを回転させることができます。もしくは、モーターの回転速度を制御しながら、その時々の回転軸にかかるトルクを記録することができます。
これによりマウス・ラットの足関節に高精度で定量的なトルク負荷をかけながら受動的な屈伸運動をさせることができます(ストレッチング)。また、等速度運動下で微少なトルクから筋線維を破壊するまでの大きなトルクまで記録することができます(筋力測定)。


機構

実験の諸条件は全てデジタル制御のタッチパネルで設定します。
例えばストレッチングモードでは、スティッピングモーターの回転速度(UP・DOWN)、負荷するトルク値、 負荷する時間、繰り返し回数等を設定できます。トルクセンサーからのフィードバックにより、設定した負荷するトルク値が維持されるようモーターの回転が調整されるため、動物をセットすれば実験終了まですべて自動でストレッチが行われます。
筋力測定モードでは、スティッピングモーターの回転運動の方向(静止含む)、角速度、回数、時間の設定ができます。コントローラーは電気刺激装置との同期が可能で、電気刺激による動物の骨格筋収縮とモーターの回転等のコンビネーションが可能です。
トルクセンサーは10 mN・m、100mN・mフルスケールまで互換性のあるセンサーを装着することができ(選択)、ラットの粗大な筋力・関節抵抗からマウスの繊細な筋力・関節抵抗まで幅広い実験目的に対応しています(設置後のセンサーの変更も可能)。



特長

1) 定量的な刺激が可能
  • 他動的足関節運動(いわゆるストレッチング)
    • 本装置では従来の装置で可能だった定角度性の関節運動に加え、トルク
      フィードバック機構により定トルク性の関節運動が可能です。
  • 遠心性収縮による骨格筋損傷
    • 電気刺激装置(別売)による筋収縮とステッピングモーターの回転による定角度性の運動を同期させることにより安定した遠心性(伸張性)収縮による筋損傷モデルを作成できます。
 
2) 定量的な評価が可能
  • 筋力測定
    • 電気刺激装置(別売)により筋収縮を起こすことで、その際軸に加わるトルクを筋力として測定することができます。ステッピングモーターとの同期により等尺性、求心性、遠心性収縮時の筋力を測定できます。

文献

T Mori et al. (2014) Physiological Reports 2(11) e12213
T Mori et al. (2017) J Physiol Sci; doi.org/10.1007/s12576-017-0553-9


本装置は大分大学福祉健康科学部、河上敬介氏の基本構想の基、名古屋学院大学リハビリテー
ション学部伊東研究室において実験データを蓄積し、確立しました。

測定項目に対する最適なトルクセンサー

  • ラット(ストレッチ・遠心性収縮・筋力測定等)用:100 mN・mフル
  • ラット(ストレッチ等)・マウス(遠心性収縮等)用:50 mN・mフル
  • マウス(ストレッチ・筋力測定等)用:10 or 20 mN・mフル  *1
 
*1 参考)マウス足関節底屈最大発揮トルクの目安 
アウトブレッドマウス(ICR等) 8~12週齢(40 gBW前後) :10~14 mN・m
インブレッドマウス(C57BL/6等) 8~12週齢(30 gBW前後) :7~10 mN・m
インブレッドマウス(C57BL/6等) 4~7週齢(25 gBW前後) :5~7 mN・m

トルクセンサー仕様





100 mN・mフル 1 mN・m~100 mN・m (最小分解能 0.01 mN・m=0.1 gf・cm)
50 mN・mフル 0.5 mN・m~50 mN・m (最小分解能 0.005 mN・m=0.05 gf・cm)
20 mN・mフル 0.2 mN・m~20 mN・m (最小分解能 0.002 mN・m=0.02 gf・cm)
10 mN・mフル 0.1 mN・m~10 mN・m (最小分解能 0.001 mN・m=0.01 gf・cm)
測定トルク精度 1% (ラット・マウスの催眠性による)
直線性 0.3%
繰り返し性 0.3%

関節運動負荷仕様
回転角 0~180°
回転速度 180°/0.1秒~10秒(テスト時間・回数等はユーザー側で自由にプログラム可能)
寸法(トルク負荷メカ部) 250(W)x250x(D)x300(H)
寸法(コントローラー) 320(W)x400(D)x180(H)
電源 AC100V5A(50/60HZ)


型式 品名
ODF-1 ラット・マウス足関節用筋機能評価運動装置(データロガー付)
EK-1510SUS マウス用表面電極(ゴールドピン)  *
mBED マウス固定用ベッド  *
  電気刺激装置、アイソレータ
* マウス使用時は必須

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