Pruebas biomecánicas de tendones murinos

Resumen

El protocolo describe métodos de ensayo biomecánicos de tracción eficientes y reproducibles para tendones murinos mediante el uso de accesorios impresos en 3D de ajuste personalizado.

Resumen

Los trastornos del tendón son comunes, afectan a personas de todas las edades y a menudo son debilitantes. Los tratamientos estándar, como los antiinflamatorios, la rehabilitación y la reparación quirúrgica, a menudo fallan. Con el fin de definir la función del tendón y demostrar la eficacia de los nuevos tratamientos, las propiedades mecánicas de los tendones de los modelos animales deben determinarse con precisión. Los modelos animales murinos ahora se utilizan ampliamente para estudiar trastornos tendinosos y evaluar nuevos tratamientos para las tendinopatías; sin embargo, determinar las propiedades mecánicas de los tendones del ratón ha sido un reto. En este estudio, se desarrolló un nuevo sistema para pruebas mecánicas de tendones que incluye accesorios impresos en 3D que coinciden exactamente con las anatomías del húmero y el calcáneo para probar mecánicamente los tendones supraespinatus y los tendones de Aquiles, respectivamente. Estos accesorios fueron desarrollados utilizando reconstrucciones 3D de anatomía ósea nativa, modelado sólido y fabricación aditiva. El nuevo enfoque eliminó las fallas de agarre artifreales (por ejemplo, fallas en la falla de la placa de crecimiento en lugar de en el tendón), disminuyó el tiempo total de prueba y aumentó la reproducibilidad. Además, este nuevo método es fácilmente adaptable para probar otros tendones y tendones murinos de otros animales.

Introducción

Los trastornos del tendón son comunes y muy frecuentes entre las poblaciones de envejecimiento, atletismo y activa^1,2,3. En los Estados Unidos, 16,4 millones de lesiones por tejido conectivo se reportan cada año⁴ y representan el 30% de todas las visitas al consultorio médico relacionadas con lesiones^{3,5,6,7, 8}. Los sitios más comúnmente afectados incluyen el manguito rotador, tendón de Aqu....

Protocolo

Los estudios en animales fueron aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad de Columbia. Los ratones utilizados en este estudio eran de un fondo C57BL/6J y fueron comprados en the Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME, USA). Estaban alojados en condiciones de barrera libre de patógenos y se les proporcionaba alimentos y agua ad libitum.

1. Desarrollo de accesorios impresos en 3D para agarrar hueso

1. Adquisición de imagen ósea y construcción de modelos óseos 3D
   1. Diseccionar el hueso de interés en la preparación para la creación de modelos 3D y la impresión de agarre óseo 3D; el húmero y el ....

Resultados

Los accesorios impresos en 3D se utilizaron para probar el supraespinato murino de 8 semanas de edad y los tendones de Aquiles. Todas las muestras analizadas mecánicamente fallaron en la entesis, como se caracteriza por escaneos microCT, inspección visual y análisis de video después de pruebas de tracción. En la Figura 3se muestra una comparación uno a uno de los métodos anteriores y actuales para las pruebas de tendón supraespinato en nuestro laboratorio. En el método anterior

Discusión

Los modelos animales murinos se utilizan comúnmente para estudiar trastornos del tendón, pero la caracterización de sus propiedades mecánicas es desafiante y poco común en la literatura. El propósito de este protocolo es describir un método eficiente en el tiempo y reproducible para las pruebas de tracción de los tendones murinos. Los nuevos métodos redujeron el tiempo necesario para probar una muestra de horas a minutos y eliminaron un artefacto de agarre importante que era un problema común en métodos anteriores.

<.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Agarosa	Fisher Scientific	BP160-100	Dissovle 1g en 100 ml de agua ultrapura para hacer 1% de agarosa
Bruker microCT	Bruker BioSpin Corp	Skyscan 1272	Utilizado por los autores
Fuerza Eléctrica	TA Instruments	3200	Plataforma de pruebas
Etanol 200 Proof	Fisher Scientific	A4094	Diluir al 70% y usar como se sugiere en
el protocolo Accesorio para colocar agarres	Hecho		Utilizado por los autores
Kimwipes	Kimberly-Clark	S-8115	Como se sugiere en el protocolo
MicroCT CT-Analyser (Ctan)	Bruker BioSpin Corp		Utilizado por los autores para visualizar y analizar micro-CT escaneos
Agua MilliQ (Agua ultrapura)	Millipore Sigma QGARD00R1	(o purificador relacionado)	100 ml
Meshmixer	Autodesk	http://www.meshmixer.com/	Software de ingeniería gratuito utilizado por los autores para refinar la malla
Objet EDEN 260VS	Stratasys LTD		Precision Prototyping
Objet Studio	Stratasys LTD		Utilizado por autores con impresora 3D
PBS - Solución salina tamponada con fosfato	ThermoFisher Scientific		10010031 2,5 L de 10% PBS
S& Pinzas en T	Herramientas de Ciencia Fina	00108-11	Utilizadas por los autores
Hoja de bisturí - #11	Herramientas de Ciencia Fina	10011-00	Utilizadas por los autores
Mango de bisturí - #3	Herramientas de Ciencia Fina	10003-12	Utilizadas por los autores
SkyScan 1272	Bruker BioSpin Corp		Utilizadas por los autores para visualizar y analizar exploraciones de micro-TC
Skyscan CT-Vox	Bruker BioSpin Corp		Utilizado por los autores para visualizar y analizar micro-tomografías computarizadas
SkyScan NRecon	Bruker BioSpin Corp		Utilizado por los autores para visualizar y analizar micro-tomografías computarizadas
SolidWorks CAD	Dassault Systè mes	SolidWorks Research Subsription	Modelado de sólidos Diseño asistido por ordenador utilizado por los autores
SuperGlue	Loctite	234790	Como se sugiere en el protocolo
Baño de prueba	Hecho		Utilizado por los autores
Pinzas de película fina	Hecho		Utilizado por los autores
VeroWhitePlus	Stratasys LTD	NA	material de impresión 3D utilizado por los autores
WinTest	Software		Utilizado por los autores para recopilar datos

a medida a medida a medida WinTest