最大等轴泰塔尼奇力测量大鼠的蒂比亚利斯前肌肉
June 26th, 2021
运动恢复评估仍然是实验外周神经研究的基准结果衡量标准。对大鼠前肌的等分测量是评估坐骨神经缺陷重建后功能结果的宝贵工具。本文详细介绍了方法和细微差别。
本视频的总体目标是提供一个分步指导，如何测量大鼠前肌肉的等轴测泰塔尼奇力，这是评估坐骨神经损伤或重建后功能恢复的可重复和验证的方法。大鼠坐骨神经缺陷模型常用于评估外周神经损伤的实验治疗方案。为了复制大鼠段神经缺陷的黄金标准治疗，通常将坐骨神经的10毫米段作为插位自动移植物倒置。
在实验治疗中，神经间隙可以使用其他技术重建，如神经同位素或导流器。对于这些实验技术的临床翻译，测量目标肌肉运动功能恢复的程度非常重要。在这个视频中，我们将描述如何通过刺激常见的腹神经来为头骨前肌肉做到这一点。
通过校准力传感器开始程序。将测试平台放置在程序桌上，其中包含两个木块。确保计算机连接到数据采集设备，而数据采集设备应连接到强制传感器。
使用真空基座将力传感器垂直连接到测试平台上。将环固定到夹子上以获得校准重量。打开软件并运行用于等轴测量泰太子力测量的虚拟仪器，并选择新的校准。
校准从循环上的零重量开始。连续，用10，20，30和50克的重量，并收集数据之间的每个重量测量。收集所有五个重量测量后选择过程。
如果校准成功，图形应描绘正线性曲线，接受继续的值。从夹子上取下环和重量，并在测试平台上水平重新定位力传感器。选择零以完成校准过程。
使用异氟素室诱导麻醉后，剃下后肢，将鼠放在37度的加热垫上。通过注射氯胺酮和木兰辛鸡尾酒对大鼠进行深度麻醉，并按皮下施用五至六毫升盐水，在整个过程中保持足够的水化状态。将老鼠放在一边，并创建一个2至3厘米的后大腿切口，与股骨平行。
为了暴露坐骨神经的腹膜神经分支，通过解剖这些肌肉之间的面部平面，将二头肌股骨质肌肉与臀部和大块的横向肌肉分开。将收缩器放在分离的肌肉之间，以便更好地进入坐骨神经。识别坐骨神经进入腹膜神经、头骨神经和听觉神经的三叉。
使用弯曲的钳子解剖周围组织的腹神经分支。在不确定的情况下，轻轻捏紧神经，观察运动反应是否是后爪的背动。要暴露头骨前肌肉，将鼠放在他的背上，并弯曲下肢的前侧，从膝盖关节开始，下降到爪子的平庸侧。
将分离的头骨前肌腱从周围的组织中分离出来。使用蚊钳直截了当地解剖肌腱，直截了当地进行插入，并在插入点切开肌腱。等轴测泰顿力测量过程的第一步是优化肌肉长度，也称为参数测试。
将大鼠与加热垫一起转移到测试平台，使用两根 1 毫米 k 线将后肢固定到木块上。钻第一根 K 线穿过股骨，第二根穿过脚踝。将子电极的支架连接到测试平台上，并将夹子放置在腹神经的位置周围。
将地面电缆插入周围的肌肉，并将缩回缩回，以便进入腹腔神经。将双极电极电缆连接到子极中，并使用弯曲的钳子将电极钩绕在腹神经周围。使用夹子固定支架的位置。
将前肌腱夹在紧贴在力传感器上的夹子上。为了进行精确测量，力传感器的位置必须与头骨前肌肉的路线平行。确保鼠参考电缆放置在子电极和黑色主动电极电缆附近。
将这些电缆和地面电缆连接到双极刺激器设备。为了优化肌肉长度，将双极刺激器的设置调整为延迟两毫秒，持续时间为 0.4 毫秒，刺激强度为 2 伏特。一旦一切都连接良好，将软件设置为参数测试并按触发器集合。
通过移动连接到力传感器的杠杆臂来增加肌肉长度（也称为预加载）。预加载是屏幕上图形顶部的大套件。从 10 克预加载开始，通过向下按下双极模拟器上的刺激按钮，提供两个单抽搐。
输出将在图上显示为两个峰值输出力，并且大鼠应显示爪子的后缀。再次按触发集合以测量这两个峰值。通常，程序会自动检测峰值。
在这种情况下，媒体接受继续。但是，如果软件无法识别峰值，请单击"下降"并手动选择峰值。两个输出力将平均达到平均峰值输出力，该输出力将呈现在图的右侧。
然后，可以通过从此平均峰值输出力中减去预加载来计算活动肌肉力。使用 10 克预加载的增量，直到确定导致最大活动肌肉力量的预加载。每次预加载测量应以同样的方式进行，按下双极模拟器上的刺激按钮两次向下。
为了使这个过程更容易，写下每个预加载的活跃肌肉力量，并停止增加预加载，只要活动肌肉力下降。在此示例中，最大活动肌肉力在预加载 20 克时切换。预加载产生最高的活动肌肉力量，换句话说，最佳的肌肉长度，将用于测量等轴测的泰塔尼奇力。
释放肌肉的张力，用加热盐水滋润肌肉。等待五分钟，然后开始测量等轴测的泰塔尼奇力。在等待时，将刺激强度调整为 10 伏特，使持续时间延长 0.4 毫秒，延迟 2 毫秒。
等轴测泰塔尼奇力将使用增加的频率来测量，从30赫兹开始。从参数测试切换到软件上的频率测试，并将力传感器移动到预先确定的最佳肌肉长度。现在通过向上按下双极模拟器上的刺激按钮最多五秒钟或直到清晰观察到力峰值来诱导泰塔尼奇刺激。
最佳的泰太尼曲线急剧增加，然后有一个缓慢下降的高原阶段，然后急剧下降。记录每个刺激频率的力峰值。让肌肉在零预装时休息五分钟，并在每次测量之间用加热盐水滋润肌肉。
使用增量 30 赫兹和分辨率 10 赫兹，直到观察到最大力高原。这将是等轴泰塔尼奇的力量。使用主食或缝合物关闭皮肤，并重复整个过程到反向后肢。
在反面完成测量后，对动物进行安乐死。观看完这段视频后，您应该对如何可重复测量经过坐骨神经重建的老鼠的等轴测泰塔尼奇肌肉力量有很好的了解。
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概述
本文概述了一种逐步测量大鼠胫前肌等长性痉挛力的方法。这种经过验证的方法对于评估坐骨神经损伤或重建后的运动功能恢复至关重要。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 周围神经损伤
- 功能恢复评估
背景
- 该研究使用了坐骨神经缺损的大鼠模型。
- 等长性痉挛力测量技术被描述为评估神经修复的重要工具。
- 讨论了重建神经间隙的各种方法。
- 目标肌肉的运动功能恢复必须量化，以便转化为临床应用。
研究目的
- 提供详细的协议，用于测量肌肉力量作为评估功能恢复的一部分。
- 标准化神经损伤后运动结果的测量。
- 促进对周围神经损伤治疗干预的理解。
使用的方法
- 主要平台利用了校准的力传感器设置，用于精确测量等长力。
- 大鼠模型特别针对胫前肌，用于评估坐骨神经重建后的功能恢复。
- 关键步骤包括力传感器的校准和大鼠的正确定位。
- 麻醉和腓总神经的外科暴露技术是至关重要的准备步骤。
- 详细的电刺激协议用于力量测量。
主要结果
- 该方法能够量化术后肌肉力量输出。
- 技术的验证确保了评估运动恢复的可靠测量。
- 可以使用所概述的方法记录反映恢复的电生理反应。
- 强调数据处理和分析步骤以确保准确的结果评估。
结论
- 本研究展示了一种有效的方法来量化大鼠坐骨神经损伤后的运动恢复。
- 该方法为评估神经修复的实验治疗结果提供了关键见解。
- 了解这些恢复指标有助于指导周围神经损伤的临床治疗开发。
常见问题
Executive Industry Relevance
Quantitative assessment of motor function recovery is critical for de-risking peripheral nerve repair therapies in preclinical development. Isometric tetanic force measurement of the tibialis anterior muscle provides a validated, reproducible endpoint that directly correlates with clinical translation potential. This method supports objective go/no-go decisions by enabling cross-study comparison of surgical, pharmacological, or biomaterial interventions in rat sciatic nerve defect models.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses by quantifying motor output as a functional readout of nerve regeneration.
- Operational Value: Provides a standardized, quantitative assay for pathway clarification and target engagement in peripheral nerve injury models.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates force-frequency and force-length relationships that serve as quantitative biomarkers of muscle reinnervation.
- Operational Value: Delivers high-reproducibility readouts suitable for assay standardization across laboratories and intervention types.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Bridges discovery to preclinical validation by offering a clinically relevant functional outcome measure.
- Operational Value: Supports risk-adjusted advancement decisions through consistent, longitudinal tracking of motor recovery.
Pipeline & Workflow Integration
This method fits within the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical efficacy testing, where functional recovery is a key decision point.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing by linking molecular interventions to measurable improvements in muscle force output.
- Screening: Enables assay readiness through optimized stimulation parameters and preload calibration for reliable tetanic contraction measurement.
- Analytics: Yields peak force and active force calculations that allow quantitative comparison of experimental conditions.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity by providing a functional endpoint predictive of clinical motor recovery.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for evaluating diverse nerve repair strategies across multiple therapeutic modalities.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by reducing mechanistic ambiguity in nerve regeneration studies.
- Operational Value: Ensures standardization and reproducibility through calibrated transducer setup and defined stimulation protocols.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by enabling early identification of ineffective candidates.
- Portfolio Impact: Informs risk-adjusted prioritization based on quantitative motor recovery thresholds.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent surgery, peripheral nerve dissection, and electrophysiological stimulation.
- Dependent on calibrated force transducer, bipolar stimulator, and data acquisition system.
- Necessitates cross-team agreement on preload increments, stimulus frequencies, and rest intervals.
- Involves adaptation considerations for different rat strains, muscle groups, or injury models.
- Limited by variability in individual animal response and the need for precise electrode placement on the peroneal nerve.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:09
Calibration of Force Transducer
2:39
Pre-surgical Preparation
3:14
Surgical Approach to Common Peroneal Nerve
4:37
Dissection of Tibialis Anterior Muscle Tendon
5:46
Optimization of Muscle Length
10:21
Measurement of Isometric Tetanic Force
12:04
Conclusion
