Name: Ex vivo Chargement mécanique du tendon (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-05-28T00:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 36 s
Description: Découvrez un système de chargement mécanique ex vivo pour tendons permettant d'étudier simultanément quatre échantillons. Cette méthode bioingénierie aide à comprendre les mécanismes des troubles des tendons du poignet et du coude.

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<ol><li> Supplément médias CO 2-médiatiques indépendants avec sérum de veau fœtal, la L-glutamine, des antibiotiques et l&#39;acide ascorbique </li><li> Aliquoter 40 ml dans des tubes de 50 ml par centrifugation (1 pour chaque tendon) </li><li> Aliquote de 10 ml dans des tubes de 15 ml par centrifugation (1 pour chaque tendon) </li><li> Stériliser des instruments chirurgicaux, draps autoclave, une pince à épiler et une clé dynamométrique en autoclave </li><li> Stériliser colliers et des conseils micrométrique vigueur par trempage dans de l&#39;éthanol 70% pendant une nuit </li><li> Récolte des tendons de la patte arrière du lapin. Lapin aurait dû être euthanasiés pas plus de 2 heures. </li><li> Tendons lieu dans 15 ml remplie tube à centrifuger avec les médias </li><li> Disposez une feuille autoclave stérilisée pour établir un champ stérile </li><li> Mesure section transversale du tendon <ol style="margin-top: 0in"><li> Conseils micrométrique lieu le micromètre, aligner correctement </li><li> Tendon Grip par les extrémités </li><li> Fit section du tendon mince dans la rainure </li><li> Ont un poids de 50g lieu assistante </li><li> Attendez 30 secondes, lisez épaisseur (CSA = épaisseur x 1,3) </li></ol></li><li> Retour tendon lieu dans 15 ml tube à centrifuger </li><li> Répétez l&#39;opération avec chaque tendon d&#39;être chargé </li><li> Retirer actionneur de la base </li><li> Coupez deux bandes de 15mm par 40mm et un 3mm par pièce 5mm de gaze stérile pour chaque tendon </li><li> Rouler chaque bande hermétiquement et placer entre les rainures de la pince distale </li><li> Retirer tendon de tube de centrifugeuse et le lieu sur la pince, l&#39;extrémité distale du tendon sur la pince distale et la région fibrocartilage du tendon sur la pince proximale </li><li> Placez morceau de gaze 3x5 sur le dessus de l&#39;extrémité distale du tendon, et fixer la pince </li><li> Fixez clamp proximal, assurant tendon reste alignée entre les pinces et avec suffisamment de mou qu&#39;il n&#39;est pas sous tension lorsque les pinces sont serrées. Serrer les colliers à 1N-m </li><li> Tube à centrifuger 50ml place avec les médias dans la base </li><li> Placer le servomoteur dans la base </li><li> Répétez l&#39;opération avec chaque tendon d&#39;être chargé </li><li> Placer la base sur bain d&#39;eau </li><li> Chargement Protocole <ol style="margin-top: 0in"><li> Condition tendons </li><li> Appliquer 0,5 N de charge, la longueur du tendon mesure (c&#39;est la longueur de jauge) </li><li> Appliquer chargement cyclique </li></ol></li><li> Retirer actionneur de la base </li><li> Libération de tendon de pinces </li><li> Processus tendon </li></ol>

<ol><li>Asundi, K., Kursa, K., Lotz, J. C., Rempel, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+system+for+applying+cyclic+loads+to+connective+tissues+under+displacement+or+force+control%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">In vitro system for applying cyclic loads to connective tissues under displacement or force control.</a> Ann Biomed Eng. 35, 1188-1195 (2007).</li>
<li>Asundi, K. R., Rempel, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cyclic+loading+inhibits+expression+of+MMP-3+but+not+MMP-1+in+an+in+vitro+rabbit+flexor+tendon+model%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Biomech%22%5BJournal%5D)">Cyclic loading inhibits expression of MMP-3 but not MMP-1 in an in vitro rabbit flexor tendon model.</a> Clin Biomech. , In Press Forthcoming.</li>
<li>Asundi, K. R., Rempel, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MMP-1%2C+IL-1%CE%B2+and+COX-2+mRNA+Expression+is+Modulated+by+Static+Load+in+Rabbit+Flexor+Tendon%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">MMP-1, IL-1β and COX-2 mRNA Expression is Modulated by Static Load in Rabbit Flexor Tendon.</a> Ann Biomed Eng. , In Press Forthcoming.</li>
</ol>

La vidéo présente un nouveau système pour le chargement simultané de jusqu&#39;à quatre tendons vivons dans une culture tissulaire. Durées de chargement typiques sont de 2 à 48 heures. Après le chargement, les tendons sont enlevées et traitées pour l&#39;expression des gènes. Le système permet à l&#39;enquête de l&#39;effet de schéma de chargement sur les changements dans les gènes associés à des changements dégénératifs dans le tendon. Ces expériences peuvent fournir un aperçu des mécanismes de blessure associés au chargement répétitif. Il...

Personnalisé 4 Actuateur Linéaire système de chargement chaud l&#39;eau du bain tubes de 50 ml tendons (lapin) milieux stériles

ex vivo chargement mécanique du tendon

Ex vivo Mechanical Loading of Tendon

Blessures au tendon (par exemple, la tendinite du poignet, epicondyltis) en raison de la surutilisation sont communes dans les activités sportives et le lieu de travail. La plupart sont associés à répétition, des activités à forte main vigueur. Les mécanismes de dommages cellulaires et structurelles dues aux charges cycliques ne sont pas bien connus. Le but de cette vidéo est de présenter un nouveau système qui peut télécharger simultanément quatre tendons en culture de tissus. La vidéo décrit les méthodes de récolte des tissus stériles et comment les tendons sont chargés sur un système de serrage qui est ensuite immergé dans les médias et maintenue à 37 ° C. Une pince est fixe tandis que l&#39;autre est déplacé avec un actionneur linéaire. Force de traction des tendons est surveillé avec une cellule de charge en série avec la pince mobile. Les actionneurs sont contrôlés par un programme LabView. Les quatre tendons peuvent être chargés de façon répétitive avec des motifs différents de chargement, taux de redoublement, taux de chargement et la durée. Le chargement peut durer quelques minutes à 48 heures. A la fin du chargement, les tendons sont enlevées et le milieu des substances extraites des analyses biochimiques. Ce système permet de l&#39;enquête sur les effets du chargement des motifs sur l&#39;expression des gènes et des changements structurels dans le tendon. Finalement, les mécanismes de blessures dues à la surutilisation peuvent être des études avec les conclusions appliquées au traitement et la prévention.

Un nouveau système in vitro pour charger simultanément quatre tendons dans la culture est décrite.

Ex vivo Chargement mécanique du tendon

Les lésions tendineuses (par exemple, la tendinite du poignet, l'épicondylite) dues au surmenage sont fréquentes dans les activités sportives et en milieu professionnel. La plupart sont associées à ...

Je m'appelle David Rempel. Je suis enseignant-chercheur au sein du département de génie biomédical à l'Université de Californie à Berkeley. L'expérience que vous allez voir consiste à étirer des tendons, et son objectif principal est de mettre en évidence et de comprendre les mécanismes sous-jacents aux troubles tendineux au niveau du poignet et du coude.Ces troubles tendineux sont fréquents chez les sportifs et les travailleurs qui effectuent des tâches répétitives avec les mains. Krish Sundi, l'un des étudiants au doctorat dans notre laboratoire, démontrera plusieurs caractéristiques du système, notamment la mesure de la section transversale du tendon. Il chargera les tendons dans les actionneurs.Il démontrera le chargement cyclique du tendon par le système sur une période de 24 heures, puis retirera le tendon du dispositif. Bon, voici le système de chargement que nous avons conçu et construit. Comme vous pouvez le voir, il se compose de six actionneurs.Il s'agit d'actionneurs de haute précision, capables d'appliquer un déplacement d'un micromètre. En série avec l'actionneur, on trouve une cellule de charge permettant d'enregistrer les charges appliquées aux tendons. En série avec la cellule de charge se trouvent ces pinces, suffisamment longues pour être immergées dans le milieu, afin de maintenir les tendons en état de viabilité. L'ensemble de ce système est ensuite placé dans un bain-marie pour maintenir le milieu à 37 degrés Celsius.Ce que je vais vous montrer maintenant est la manière dont je procéderais pour charger un tendon dans ce système. La première étape consiste à mesurer la section transversale du tendon afin de pouvoir appliquer les contraintes appropriées. Pouvez-vous me passer le tube contenant le tendon ?Maintenant, ces tendons ont été prélevés sur un lapin blanc de Nouvelle-Zélande. Ils viennent d'être apportés, ils sont donc encore frais, moins de deux heures s'étant écoulées depuis l'euthanasie du lapin. Une portion du tendon, dont je mesure la surface transversale, correspond à la partie la plus fine du tendon.Cela s'explique par le fait que c'est à ce niveau que les contraintes seront les plus élevées, en raison de la plus faible surface transversale. Pouvez-vous maintenant placer le poids sur le piston ? Nous attendons maintenant 30 secondes afin de lire l'épaisseur, qui est de 1,3.Pouvez-vous soulever le piston et remettre le tendon dans le milieu ? Et je vais démonter l'actionneur afin d'y charger le tendon. Maintenant, je vais monter un tendon dans les pinces.Ici, nous pouvons avoir un gros plan sur l'actionneur. Vous pouvez voir l'actionneur lui-même, la cellule de charge et les pinces, qui s'étendent vers l'extérieur. Ces patins provoquent des patins. Je découperais d'environ un demi-pouce à trois quarts de pouce de large et d'environ un pouce et demi de long.Ensuite, prenez ces compresses et immergez-les dans le milieu afin de les humidifier. Cela facilite le processus d’enroulement. Placez ensuite ces bandes de gaze enroulées dans les rainures de ces pinces sinueuses. Je vais maintenant retirer le tendon du milieu.Cette extrémité correspond au site d'insertion du tendon fléchisseur à l'extrémité du doigt du lapin. Cette région ici est une zone de cartilage fibreux. Le tendon est placé de telle manière que la région de cartilage fibreux soit serrée dans la pince proximale.Le tendon est ensuite serré, et à nouveau, les vis sont fixées à un newton mètre. Ensuite, l'excès de tendon est coupé, de sorte que l'actionneur est désormais fixé sur l'attelle et que l'ensemble du tendon et des pinces est immergé. Dans un milieu modifié, la même procédure serait utilisée pour monter des tendons sur des actionneurs ultérieurs.Comme vous pouvez le constater, nous avons un total de six, nous pouvons donc réaliser cette manipulation avec six tendons individuels. L'ensemble du système est ensuite soulevé et placé dans un bain d'eau afin de maintenir le milieu à 37 degrés. Nous allons maintenant appliquer une charge cyclique au tendon comprise entre 0,5 et cinq mégapascals.Le logiciel que nous utilisons est LabVIEW et il a été développé sur mesure. La première étape consiste à préconditionner le tendon. Nous appliquons 20 cycles de charge cyclique entre 0,5 mégapascal et 2 mégapascals.Pour l'épaisseur mesurée, utilisez les quatre micromètres fournis pour saisir cette valeur. Le programme calculera automatiquement la surface transversale. Ensuite, le logiciel commandera l'actionneur d'augmenter le déplacement jusqu'à ce qu'une charge de deux mégapascals soit appliquée au tendon.Ici, ce que nous suivons est la trace violette. Une fois une charge de deux mégapascals appliquée au tendon, le programme appliquera ensuite une charge de 0,5 mégapascal au tendon. Et une fois ces deux charges déterminées, le programme effectuera des cycles entre ces deux charges, en mettant à jour continuellement la position entre ces deux charges souhaitées.Cette mise en charge s'effectue à 10 mégapascals par seconde à une fréquence de 0,5 hertz. Une fois le tendon préconditionné, nous appliquons ensuite une charge de 0,5 newton. Nous définissons la longueur du tendon sous une charge de 0,5 newton comme étant la longueur de référence du tendon.Une fois que le programme a détecté cette charge, nous relevons la position de l'actionneur, et cette position, qui affiche actuellement six mille huit cent vingt-cinq, correspond à la longueur de référence du tendon. Après avoir enregistré la longueur de référence du tendon, nous revenons au programme de chargement cyclique, saisissons nos valeurs souhaitées de cinq mégapascals et 0,5 mégapascal, indiquons le nombre total de cycles auxquels nous voulons soumettre le tendon, puis exécutons à nouveau le même programme afin de charger cycliquement le tendon entre 0,5 et cinq mégapascals. Ce chargement est de nouveau effectué à raison de 10 mégapascals par seconde, avec une fréquence de 0,5 hertz.Après avoir été soumis à une charge cyclique, généralement pendant 24 heures, l'actuateur est ensuite retiré du système et, à partir de là, le tendon peut être sectionné et traité selon les besoins. Eh bien, vous venez de voir nos tendons prélevés stérilement sur des lapins. Le processus que vous avez observé était un processus semi stérile, mais il a permis une sollicitation cyclique des tendons sur une période de 24 heures.Les tendons sont ensuite analysés par R-T-P-C-R pour l'expression génique. Nous analysons également les tendons pour d'autres modifications, telles que des changements structurels ou d'autres marqueurs histologiques. L'objectif ultime de cette expérience est de déterminer quel effet différents schémas de charge ont sur les mécanismes sous-jacents aux lésions des tendons, qui pourraient être associés aux tendinopathies et à la tendinite.

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Biology

Biologie

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