مقالة منهجية

استخدام أرثروميتير ركبة تقييم المساهمات الخاصة بالانسجة إلى انكماش انثناء الركبة في الفئران

DOI:

10.3791/58084

⸱

نوفمبر 9, 2018

 ,  ,  ,  ,  , 
1Elizabeth Bruyère Hospital, 2The Bone and Joint Research Laboratory, University of Ottawa, 3Department of Medicine, University of Ottawa, 4The Ottawa Hospital Rehabilitation Centre, 5Department of Biology, University of Ottawa

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وهدف البروتوكول قياس مدى امتداد الحركة في الركبة الفئران. آثار مختلف الأمراض التي تزيد من تصلب الركبة وفعالية العلاجات يمكن قياسها كمياً.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

مجموعة الركبة طبيعية من الحركة (ROM) أمر بالغ الأهمية لرفاه ويسمح أحد لأداء الأنشطة الأساسية مثل المشي وصعود السلالم والجلوس. ROM خسر ما يسمى انكماش مشتركة ويؤدي إلى زيادة معدلات الاعتلال. نظراً لصعوبة عكس الركبة الراسخة انكماشات، الكشف المبكر عن أمر مهم، ومن الضروري ومن ثم معرفة عوامل الخطر لتنميتها. الفئران ويمثل نموذجا جيدا التي يمكن دراستها أثر التدخل نظراً للتشابه بين تشريح الركبة الفئران إلى البشر والفئران القدرة على تحمل فترات طويلة من تجميد الركبة في الانحناء، ونظرا لأن البيانات الميكانيكية التي يمكن يرتبط بتحليل أنسجة الركبة النسجية والبيوكيميائية.

باستخدام أرثروميتير الآلي، علينا أن نظهر طريقة تم التحقق من صحتها، دقيقة، واستنساخه، مستقلة عن المستخدم لقياس ROM تمديد الركبة الفئران في العزوم محددة. يمكن استخدام هذا أرثروميتير لتحديد آثار التدخلات في الركبة المشتركة مدمج في الفئران.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وجود مجموعة كاملة من الحركة (ROM) في المفاصل حاسم بالنسبة ل صحة ورفاه1. خسارة في ROM السلبي المشترك يسمى انكماش2. انكماشات المشتركة قد تنشأ عن ظروف عديدة، بما في ذلك bedrest المطول والشلل وتقويم مفاصل مشتركة، بيرنز، والعدوى وظروف عصبية1،3،،من45. يمكن تعطيل تقفع الركبة كما أنه يسرع انحطاط المشتركة ويزيد من خطر السقوط وضاراً يؤثر على قدرة الشخص أداء المهام الوظيفية الأساسية بما في ذلك المشي والجلوس، وتسلق السلالم6، 7.

وبمجرد إنشاء، انكماشات في الركبة يصعب علاجه، وثم تحديد أي من المرضى يتعرضون للخطر أعلى من وضع هذا الشرط ضروري لمنع وتجنب الإصابة بالأمراض المرتبطة بانكماش8. تجارب مصممة لتقييم ظروف 1) تسبب أو التأثير على الركبة انكماشات المشتركة، 2) شدة انكماشات، 3) التقدم الزماني، 4) الأنسجة المعنية في انكماش، 5) على عكس، فضلا عن 6) فائدة المشتركة لمختلف التدخلات الوقائية والعلاجية في الركبة مدمج. لجميع هذه التجارب، طريقة صحيحة وموضوعية ودقيقة واستنساخه لقياس ROM الحرجة. التدابير التكميلية الأخرى (نفقات الطاقة، هيستومورفوميتري، ومحتوى البروتين والتعبير الجيني) علامات مفيدة لفهم الفسيولوجيا المرضية انكماشات المشتركة، ولكن الحد الميكانيكية ما يحد المريض ويؤدي إلى العجز. بعض التحديات في هذا المجال من البحوث يتضمن الأساليب غير المتجانسة التي الركبة مدمج يمكن اختبار تجريبيا، فضلا عن الافتقار إلى البيانات الكمية9. استخدام مجموعة متنوعة من أساليب تجريبية مختلفة تؤدي إلى نتائج غير قابلة للمقارنة من المختبر إلى المختبر. وادي ذلك إلى الجدل بشأن الشروط التي تسبب انكماشات المشترك10(مثل تقويم مفاصل التثبيت أو مشترك). ولذلك يلزم أسلوب الآلي تجريبيا قياس مدمج مشترك بعد تدخل.

هنا، يمكننا وصف بروتوكول مستقل عن المستخدم، وصحيحة ودقيقة واستنساخه لتقييم الركبة الفئران مدمج باستخدام أرثروميتير المواصفات المرتبطة بكاميرا رقمية لقياس دقة الركبة مدمج في ملحق. وقمنا باختبار تأثير فترات مختلفة من التثبيت في الركبة مدمج. ثم يصف لنا أساليب لقياس مدمج في العزوم المحددة سلفا في الصور الرقمية الناتجة باستخدام معالم عظمى الثابتة. عموما، هذه الأساليب موثوق بها قياس الركبة الفئران مدمج وتوفير البيانات الكمية.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

نموذج التثبيت الركبة الفئران المستخدمة قد أقرها في جامعة أوتاوا الرعاية الحيوانية والخدمات البيطرية ولجنة الأخلاقيات المحلية.

1-إعداد الحيوان

  1. في نهاية فترة التثبيت محددة سلفا، euthanize على الفئران بالإدارة من ثاني أكسيد الكربون.
    ملاحظة: هنا استخدمنا نموذج التثبيت مع لوحة ومسامير 2 (واحد بإدراجه في عظم الفخذ الدانية، والآخر في الساق البعيدة)، الذي يتجنب انتهاك أي الركبة مشتركة بين الهياكل، ويحافظ على الركبة استعرضوا موقفا من 135° كما هو موضح سابقا6 . على مدى فترة من الزمن، ينتج هذا انكماش انثناء ركبة11.
  2. وتغطي المنطقة على حد سواء في وحول السطح التي سيتم وضعها في أرثروميتير عليها مع منصات ماصة، مقاوم للماء وحماية. ارتداء القفازات ومعطف مختبر، وحماية العين، بينما تستكمل التجربة.
  3. استخدام مشرط، تقسيم الجلد لتكشف عن لوحة ومسامير (راجع الملاحظة بعد الخطوة 1، 1)؛ إدراج المسمار الدانية أكثر في عظم الفخذ الدانية وإدراج المسمار القاصي أكثر في الساق البعيدة. جس لموقع المسامير. مجرد رؤساء المسمار موجوداً، قم بإزالة المسمار باستخدام مفك براغي.
    ملاحظة: خلال فترة التثبيت، قد تصبح المشمولة رؤساء المسامير بالانسجة الرخوة. في حالة حدوث ذلك، استخدم دون مشرط لإزالة الأنسجة بلطف والكشف عن رؤساء المسمار.
  4. حالما تتم إزالة المسامير، إزالة اللوحة يدوياً أو باستخدام الملقط من أدوات تشريح.
  5. باستخدام المقص والملقط، ديجلوفي أقصى انخفاض لإزالة الجلد من اللفافة الكامنة.

2-تحديد المواقع في أرثروميتير المحركات الحيوان

ملاحظة: جميع التجارب ينبغي إجراء في درجة حرارة الغرفة. هنا أرثروميتير بواسطة "الخامس 120 أمريكا الشمالية" القياسية الإدخال. إخراج المحول هو 12 V و 500 mA.

  1. ضع الحيوان أن تختبر في الجانب الخاص بها مع المحطة التجريبية (فريق الخبراء لفحصها) تواجه صعودا (الشكل 2).
    1. تأمين عظم الفخذ في المشبك المعدني مخدد التي يتم دمجها في مرحلة تصاعد أرثروميتير. لكمه ثقوب من خلال العضلات باستخدام مفك دقة لوضع المشبك القاصي إلى تروتشانتير أكبر وتأمين عظم الفخذ. ضبط اللقمة الفخذ الجانبية عبر مركز دوران أرثروميتير (الشكل 1، 2).
    2. يتم تنشيط الموقف منقولة الذراع مع وظيفتين منتصبا خلف الساق، متفوقة فقط على العقبي، دفع الركبة إلى التمديد السلبي مرة المحرك الكهربائي.
    3. تشديد المشبك عظم الفخذ في قاعدتها باستخدام مفتاح الهيكس حتى أنه هو المضمون.
  2. ضمان الكاميرا هي التي شنت بشكل صحيح على أرثروميتير استخدام مفك براغي وهو في التركيز اليدوي. وتركز الكاميرا على اللقمة فخذي.
  3. حدد إعداد الاتجاه في أرثروميتير (عكس اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة) تبعاً لاتجاه الركبة ROM التي يجري اختبارها وموقف الفئران.
  4. تفعيل المحرك أرثروميتير عن طريق دفع زر الطاقة و البدء في وقت واحد.
    ملاحظة: ضرورة الضغط على زر الطاقة والبدء في وقت واحد هو ميزة أمان للجهاز، والذي يمنع التنشيط العرضي.
    1. نلاحظ أن المحرك أرثروميتير سوف تتحرك بسرعة قدرها 6.6 لفة في الدقيقة ومن ثم إيقاف 2.1 s عند الوصول إلى أول عزم الدوران المحددة مسبقاً.
    2. ملاحظة: أن المقابلة أدى عندما يتم التوصل إلى عزم الدوران الأول، سوف تضيء والكاميرا الرقمية سوف تأخذ صورة للركبة تلقائياً.
      ملاحظة: بمجرد التقاط الصورة، سوف تستمر أرثروميتير إلى المرحلة التالية، أعلى من عزم الدوران مسبقاً. متى طبقت العزوم الأربعة، سوف تتوقف أرثروميتير. حالما يتم وضع الفئران في أرثروميتير ويبدأ اختباره، من إجمالي الوقت لاختبار ركبة واحدة تقريبا 18.8 مرات س. قد تختلف بشكل طفيف اعتماداً على حالة انكماش المشتركة. الصور التي اتخذت تستخدم لقياس التمديد في كل عزم الدوران.

3-التقاط زاوية تمديد الركبة باستخدام أرثروميتير المحركات

ملاحظة: بمجرد توقف المحرك في كل عزم الدوران التطبيقية، يتم تشغيل كاميرا رقمية لالتقاط صورة. يتم وضع الكاميرا على الإطار مثل أن يكون مباشرة فوق الركبة ويجري اختبارها، وركزت على اللقمة فخذي.

  1. مواصلة التجارب مع الركبة نفس من الحيوان نفسه ولكن في حالة مختلفة، مثلاً، بعد إجراء ميوتومي في عضلات ترانسارتيكولار الخلفي لعزل المكون (غير العضلات) أرثروجينيك دوبوترين، أو مع ركبة من الحيوانات الأخرى.
    1. عند الانتهاء ميوتومي، تشريح العضلات الدانية ما يكفي للركبة التأكد من أنه لم يتم قطع الكبسولة.
      ملاحظة: فمن الأسهل لإكمال في ميوتومي عندما ساقه في التمديد، بعد تطبيق عزم الدوران الإعداد 4 (17.53 N-سم). ثم، كرر الخطوات من 2.1 من خلال 3.1.
  2. مرة واحدة تم اختبارها كلتا ساقيه في جميع الظروف (مثلاً، قبل وبعد ميوتومي) والتخلص من الذبيحة الحيوانية وجميع المواد اوتوكلاف يتبع البروتوكول المؤسسي، ونظيفة في أرثروميتير.

4-الركبة ROM قياس التحليل

  1. تحليل مدمج باستخدام إيماجيج.
    ملاحظة: هنا 1.45s استخدام الإصدار.
  2. افتح الملف الذي يحتوي على الصورة الرقمية اتخذتها كاميرا محمولة على أرثروميتير الفئران.
    ملاحظة: ينبغي أن يكون أعمى الشخص الذي يقوم بالتحليل لتجميع التجريبية من الحيوان (مثلاً، المعطل تداولها مقابل عنصر التحكم).
  3. حدد زاوية أداة من شريط الأدوات الرئيسي، وتتبع زاوية فيموروتيبيال برسم خط فخذي من منتصف المشبك عظم اللقمة الجانبية (محاذاة مع الفخذ diaphysis، الشكل 2)، وخط الدانية من جانبية فخذي اللقمة على الكعب الوحشي (الشكل 2).
    ملاحظة: الزاوية femoro قصبي تناظر الزاوية القصوى لتمديد الركبة التي تم التوصل إليها في كل العزم مسبقاً.
  4. استخدام أداة القياس بواسطة النقر فوق تحليل | مقياس لإظهار الزاوية المحسوبة التي تنتجها 2 الخطوط المرسومة أعلاه. استخدام الاتفاقية ° 0 يعني التمديد الكامل.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يتم تلخيص لزيادة مدد جمود مبلغ تمديد الركبة مصممة لفترات مختلفة من الجمود وإظهار أن تنتج انكماشات حادة أكثر بعد زيادة أطوال التثبيت. وترد نتائج تمثيلية باستخدام إيماجيج في الشكل 3.

القدرة على قياس تمديد الحد الأقصى من الركبتين الفئران بطريقة صحيحة، دقيقة واستنساخه، مستقلة عن المستخدم الذي يقلل من التحيز في البيانات. في المثال المقدمة، يمكننا تقييم تمديد الركبة كحد أقصى بعد 16 أسبوعا تجميد للفئران 7،...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ووضعت أرثروميتير الركبة الفئران لتكاثر وموثوق بها تحديد تمديد الحد الأقصى للركبة الفئران بعد تدخل. وتشمل مزايا هذا الجهاز توليد متسقة من عزم الدوران عبر الركبة بقوة ذراع ثابتة الطول وملحق. وهناك ميزة أخرى يتضمن القدرة على ضبط عزم الدوران عند مستوى يسمح تكرار الاختبار في نفس المشترك لتقييم تأثير مختلف الهياكل مفصلي في الركبة ROM، مثل العضلات أو كبسولة أو الرباط. على سبيل المثال، في أعقاب التجارب المشتركة سليمة تماما والركبة ترانسارتيكولار الخلفي يمكن تقسيم العضلات وأرثروميتير التجارب المتكررة من أجل تحديد مساهمة أرثروجيني...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكتاب قد لا الكشف أو تضارب المصالح، إلى إعلان.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكتاب يود أن يشكر جواو توماس لمساعدته التقنية مع الجهاز و Khaoula لواتي للمساعدة في تطوير أساليب تحليل الصورة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
مقياس المفصلمركز إعادة تأهيل مستشفى أوتاوا - هندسة إعادة التأهيل كاميرا غير
كانونEOS-500Dالمعروفة باسم EOS Rebel T1i
ImageJالمعاهد الوطنية للصحةالإصدار 1.45s
الوسادات السفلية المطلقةVWR820202-845
طقم التشريحفيشر08-855تتضمن المجموعة:  الملقط: نقاط متوسطة ، مطلية بالنيكل
  ؛ المقص: 1.5 بوصة. (40 مم) شفرات ، الفولاذ المقاوم للصدأ
  ؛ مقبض سكين التشريح: مطلي بالنيكل
  ؛ شفرات السكين: الفولاذ المقاوم للصدأ ، عبوة من 3
  ؛ إسقاط الماصة: زجاج
  ؛ إبرة تشريح عازمة: الفولاذ المقاوم للصدأ بمقبض بلاستيكي
  ؛ إبرة تشريح مستقيمة: ستانلس ستيل بمقبض بلاستيكي
مسطرة فينيليت 6 بوصات. (15 سم)
مفك برغي دقيقMastercraft057-3505-8
شفرات مشرط - # 10أدوات العلوم الدقيقة10010-00
مفك البراغيستانلي057-3558-2
مفاتيح سداسيةماستركرافت058-9684-2
محول مسحوق تيار متردد إلى تيار مستمرRCA108004951
متوفرة

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Clavet, H., Hébert, P. C., Fergusson, D., Doucette, S., Trudel, G. Joint contracture following prolonged stay in the intensive care unit. Canadian Medical Association Journal. 178 (6), 691-697 (2008).
  2. Campbell, T. M., Dudek, N., Trudel, G. Essentials of Physical Medicine and Rehabilitation: musculoskeletal disorders, pain, and rehabilitation. Silver, J. K., Frontera, W. R., Rizzo, T. D. , Saunders. Ch. 126 (2015).
  3. Dehail, P., et al. Acquired deforming hypertonia and contractures in elderly subjects: definition and prevalence in geriatric institutions (ADH survey). Annals of Physical and Rehabilitation Medicine. 57 (3), 11-23 (2014).
  4. Korp, K., Richard, R., Hawkins, D. Refining the idiom "functional range of motion" related to burn recovery. Journal of Burn Care and Research. 36 (3), 136-145 (2015).
  5. Elliott, L., Walker, L. Rehabilitation interventions for vegetative and minimally conscious patients. Neuropsychological Rehabilitation. 15 (3-4), 480-493 (2005).
  6. Campbell, T. M., Reilly, K., Laneuville, O., Uhthoff, H., Trudel, G. Bone replaces articular cartilage in the rat knee joint after prolonged immobilization. Bone. 106, 42-51 (2017).
  7. Trudel, G., et al. Mechanical alterations of rabbit Achilles' tendon after immobilization correlate with bone mineral density but not with magnetic resonance or ultrasound imaging. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 88 (12), 1720-1726 (2007).
  8. Harvey, L. A., et al. Stretch for the treatment and prevention of contractures. Cochrane Database of Systematic Reviews. 1, Cd007455(2017).
  9. Trudel, G., Himori, K., Uhthoff, H. K. Contrasting alterations of apposed and unapposed articular cartilage during joint contracture formation. Archives of Physical Medicine Rehabilitation. 86 (1), 90-97 (2005).
  10. Trudel, G., Uhthoff, H. K., Goudreau, L., Laneuville, O. Quantitative analysis of the reversibility of knee flexion contractures with time: an experimental study using the rat model. BMC Musculoskeletal Disorders. 15, 338(2014).
  11. Trudel, G., Uhthoff, H. K. Contractures secondary to immobility: is the restriction articular or muscular? An experimental longitudinal study in the rat knee. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 81 (1), 6-13 (2000).
  12. Chimoto, E., Hagiwara, Y., Ando, A., Itoi, E. Progression of an arthrogenic motion restriction after immobilization in a rat experimental knee model. Upsala Journal of Medical Sciences. 112 (3), 347-355 (2007).
  13. Ando, A., et al. Remobilization does not restore immobilization-induced adhesion of capsule and restricted joint motion in rat knee joints. Tohoku Journal of Experimental Medicine. 227 (1), 13-22 (2012).
  14. Abdel, M. P., et al. Effects of joint contracture on the contralateral unoperated limb in a rabbit knee contracture model: a biomechanical and genetic study. Journal of Orthopaedic Research. 30 (10), 1581-1585 (2012).
  15. Hildebrand, K. A., Sutherland, C., Zhang, M. Rabbit knee model of post-traumatic joint contractures: the long-term natural history of motion loss and myofibroblasts. Journal of Orthopaedic Research . 22 (2), 313-320 (2004).
  16. Klein, L., Player, J. S., Heiple, K. G., Bahniuk, E., Goldberg, V. M. Isotopic evidence for resorption of soft tissues and bone in immobilized dogs. Journal of Bone and Joint Surgery. American Volume. 64 (2), 225-230 (1982).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

Knee ArthrometerRat Knee JointRange Of MotionKnee Flexion ContracturePassive ExtensionMyotomy ProcedureImage J AnalysisFemoral Tibial AngleAutomated ArthrometerTissue Specific Contributions

مقالات ذات صلة