方法文章

采用改良式 Bergström 技术的人类骨骼肌活检操作规程

DOI：

10.3791/51812

⸱

2014年9月10日

 ,  ,  ,  ,  , 
1Human Performance Laboratory, North Carolina Research Campus, Appalacian State University, 2College of Health Sciences, Appalachian State University, 3Department of Emergency Medicine, Carolinas Medical Center NorthEast

本文内容

摘要

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本视频旨在介绍在人体受试者上应用的改良式 Bergström 骨骼肌活检技术。

摘要

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经皮活检技术使研究人员和临床医生能够采集骨骼肌组织样本。该技术安全且高效。本视频介绍了使用改良的 Bergström 针从受试者股外侧肌获取骨骼肌组织样本的经皮活检技术。Bergström 针由一个外 cannula 构成，其针尖侧面有一个小开口（“窗口”），以及一个带有远端切割刃的内芯针（内 trocar）。在局部麻醉和无菌条件下，将针头通过皮肤、皮下组织和筋膜的切口插入骨骼肌内。随后，对内芯针施加负压，回撤外 cannula，骨骼肌组织在负压作用下被吸入外 cannula 的窗口内，然后迅速闭合内芯针，从而切断或钳取骨骼肌组织样本。将针头旋转 90° 后进行第二次切割。此过程可再重复三次。这种多次切割技术通常可在健康受试者中获得 100–200 mg 甚至更多的组织样本，并可在运动或其他干预措施之前、期间或之后立即进行。活检切口部位处理包扎后，受试者通常可立即恢复日常活动，并可在 48–72 小时内完全参与剧烈体力活动。为降低肌肉通过筋膜切口发生疝出的风险，受试者应在 48 小时内避免进行大负荷抗阻训练。

引言

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经皮或“半开放”活检技术用于从人类患者和研究对象中获取骨骼肌组织样本。杜兴（Duchenne, 1806–1875）被认为是首位设计带套管针以通过经皮活检从活体受试者获取骨骼肌组织的学者1。20世纪60年代，Bergström 引入了一种类似于杜兴所描述的经皮活检针2–4。二十年后，Evans 等5通过在 Bergström 活检针的切割套管针中施加负压对这一技术进行了改进。该改进可使组织获取量提高3至5倍6,7，并已广泛应用于临床及生物医学研究领域。该技术过去推动、未来也将继续推动对肌病的诊断以及对骨骼肌结构与功能的理解。

经皮肌肉活检技术操作简便。若严格遵循无菌技术规范进行操作，其相关风险极低。肌肉活检 procedure 被视为科研项目中的一种研究工具。部分学术机构允许具有博士学位并经过培训的教职研究人员在医师直接监督下开展肌肉活检，而其他机构则要求由经认证的执业医师执行该技术。亚利桑那州立大学（ASU）活检团队在过去13年中已成功完成了超过1,600例肌肉活检8-15。本视频的目的是介绍改良的 Bergström 针经皮肌肉活检技术5，以从受试者股外侧肌中获取骨骼肌组织样本。

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方案

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所述骨骼肌操作程序遵循阿巴拉契亚州立大学机构审查委员会的指南。

注意：团队由一名操作员（接受过活检技术培训的博士或医学博士）和至少一名、理想情况下三名或以上技术人员组成。操作员负责实施并监督骨骼肌活检过程的各个方面。其中一名技术人员（技术员 #1）直接协助操作员完成肌肉提取的所有步骤，包括作为“非无菌操作手”并使用无菌注射器进行抽吸。第二名技术人员（技术员 #2）在操作过程中与受试者交谈，并按摩其对侧腿部，以尽量减少受试者的焦虑。第三名技术人员（技术员 #3）负责处理和加工骨骼肌样本。后续分析的具体要求将决定处理和准备骨骼肌样本所需的额外技术人员数量。

1. 受试者准备

  1. 准备并整理肌肉活检手术所需的材料（表1）。根据标准操作规程对 Bergström 针（外 cannula 和内 trocar）及推杆进行去污和灭菌16。
  2. 与受试者共同审阅知情同意书。阿巴拉契亚州立大学所使用的《参与研究知情同意书》中关于骨骼肌活检部分的内容见在线补充材料1。
    1. 向受试者说明肌肉活检手术的一般情况，重点介绍可能存在的风险、皮肤准备、麻醉剂使用以及可能出现的典型感觉。指导受试者仔细阅读《参与研究知情同意书》，并在理解研究设计和操作流程后签字确认。
  3. 确认受试者对“___cain....

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结果

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如上所述的肌肉活检操作可使研究人员快速且一致地采集骨骼肌组织样本。在健康、 athletic 受试者中，通常一次操作（3-4次钳取）可获得200 mg或更多的组织。整个过程耗时15-20分钟，其中大部分时间用于切口前的准备工作。在基于运动的研究中，通常在运动前和运动后采集肌肉样本，并在恢复期间再采集一至两次样本。采用这种设计时，可在准备运动前大腿部位的同时，对运动后（对侧）大腿的毛发进行剃除，并用细头永久性记号笔预先标记切口位置。这样可在长时间运动过程中20或运动结束后8-10分钟内完成肌肉活检。 alternatively，当研究较短时间的运动（例如，30分钟或更短）时，可在运动前预先做好切口，用无菌敷料覆盖并以手术胶带固定，从而在运动结束后迅速（10秒21至4分钟22）采集活检样本。该操作的相对快速性使研究人员能够在一次运动前后及过程中捕捉细胞和分子事件，并检验营养干预的交互效应。

亚利桑那州立大学人类表现实验室已发表多篇基于肌肉组织活检样本数据的运动营养学研究论文。该研究团队取得的重要科学发现.......

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讨论

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本视频逐步概述了亚利桑那州立大学人类表现实验室所采用的骨骼肌活检操作流程。过去13年中，该方法经少量修改后已用于采集约1,600例肌肉活检样本。这些肌肉活检样本为运动营养学相关研究提供了重要数据，推动了多项重要科研发现。

在进行改良的 Bergström 骨骼肌活检技术时，有许多关键的技术要点需要特别注意。首先，活检团队在整个操作过程中必须严格遵守无菌技术。在确定切口位置 [1.4] 时，需要注意股外侧肌在收缩状态下比放松状态时更靠前且更靠近近端，因此活检时应据此调整定位。如果研究方案要求从同一大腿进行多次活检，初次切口位置应略低于大腿长度的三分之一处 [1.4]；后续每次活检切口应位于前一次切口近端 2–3 cm 处。评估大致的皮褶厚度 [1.6] 有助于操作者估算筋膜表层组织的厚度，这对于步骤 2.3.2、2.4.1、2.6、2.6.1 和 2.11 的准确执行至关重要。操作者必须学会感知 皮下组织与 筋膜之间阻力的变化 [2.4.1]。在注射局部麻醉剂时，这种触感有助于确保活检质量，使操作者能够充分浸润皮下组织，同时尽量减少骨骼肌组织直接暴露于具有肌毒性<.......

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
Bergström 活检针，5 x 100 mmStille Surgical Inc.119-29187-501 个
Durasorb 蓝色敷垫Fisher22-031-340每箱 300 个
一次性备皮剃刀Moore Medical897601 个
剃须膏Moore Medical928691 罐
酒精棉片Moore Medical98721每盒 200 片
聚维酮碘棉签（3 包装）Moore Medical90691每包 50 个
口罩Fisher19-039-690每箱 50 个
无菌手套；6.5 号Moore Medical68128每盒 50 双
无菌手套；7.0 号Moore Medical68129每盒 50 双
无菌手套；8.5 号Moore Medical68132每盒 50 双
带孔洞巾Moore Medical92712每箱 50 个
利多卡因（1% 盐酸盐，不含肾上腺素）Dealmed42790230 ml 瓶装
氯乙烷喷雾Dealmed3860203.5 液盎司瓶装
5 ml 注射器配 21 G 针头Fisher14-827-48每箱 100 个
25 G 5/8" 针头Fisher14-826AA每箱 100 个
25 G 1 1/2" 针头Fisher14-826-49每箱 100 个
一次性手术刀配 #11 刀片Fisher0-8927-5B每盒 20 个
60 ml 注射器Fisher13-689-8每箱 40 个
约 30 英寸延长管Fisher14-169-7A每卷 50 英尺
金属三通阀Fisher01-290-38每个
聚丙烯管接头（锥形端，3.2 至 5.5 mm）Fisher15-315-28A每箱 100 个
黄色移液器吸头（1–200 µl）Fisher02-681-2剪去吸头末端约 15–18 mm
外用手术粘合剂MedlineMSC091076每箱 36 支
外用手术粘合剂MedlineMSC091076Z每盒 6 支
蝶形缝合胶带（粘性条带）1/2" x 4"（每包 6 条）Moore Medical93050每盒 300 条
绷带条，3/4 x 3 英寸Fisher19-027-202每包 100 条
粘性绷带（5 米卷装）Fisher19-027-768每箱 36 卷
1" 纸质手术胶带Fisher19-027-761每箱 12 卷
缝合线（4-0 反向切割，FS2）Moore Medical82926每盒 36 根
4 x 4 无菌纱布垫Moore Medical66949每包 50 片
2 x 2 非无菌纱布垫Moore Medical37336每包 200 片
3 x 4 非粘连敷料垫Moore Medical74389每箱 100 片
高压灭菌袋 3.5 x 9Moore Medical40390每箱 200 个
高压灭菌袋 5.25 x 10Moore Medical40391每箱 200 个
高压灭菌指示胶带Moore Medical31608每盒 250 卷
实验服—小号Fisher23-900-520A 每包 10 件
实验服—中号Fisher23-900-520B 每包 10 件
实验服—大号Fisher23-900-520C 每包 10 件
杀菌性一次性擦拭布Moore Medical62879每罐 160 片

参考文献

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  1. Duchene, G. B. A. Recherches sur la paralysie musculaire pseudohypertrophique ou paralysie myo-sclerosique. Arch Gen Med. 11 (30), (1868).
  2. Bergstrom, J. Muscle electrolytes in man. Determined by neutron activ....

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