Name: Ex vivo טוען מכני של גיד (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-05-28T00:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 36 s
Description: למדו מערכת ex vivo לטעינה מכנית של ארבעה גידים בו-זמנית בתרבית. השיטה מאפשרת למדוד תכונות מכניות ולהבין מנגנוני פגיעה בגידים בפרקי היד והמרפק.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מוסף התקשורת CO 2-מדיה עצמאית עם סרום שור עוברית, L-גלוטמין, אנטיביוטיקה, חומצה אסקורבית </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 40 מ&quot;ל Aliquot לתוך צינורות 50 צנטריפוגות מ&quot;ל (1 עבור כל גיד) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Aliquot 10 מ&quot;ל ל -15 מ&quot;ל צינורות צנטריפוגה (1 עבור כל גיד) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעקר כלי ניתוח, סדינים החיטוי, פינצטה ו ברגים מומנט ב החיטוי </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעקר מהדק ו מיקרומטר טיפים בכוח על ידי השריית באתנול 70% בין לילה </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קציר הגידים מן הכפות האחורי של הארנב. הארנב צריך להיות מורדמים לא יותר מ 2 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גידים מקום בצינור 15 צנטריפוגות מ&quot;ל מלא עם התקשורת </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פריסת סדין החיטוי מעוקרים להקים בשטח הסטרילי </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדידת חתך באזור של גיד <ol style="margin-top: 0in;text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מיקרומטר פלייס טיפים על מיקרומטר, ליישר כראוי </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גריפ גיד ידי הקצוות </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Fit סעיף הגיד הדק בחריץ </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש מקום עוזר משקל 50 גרם </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המתן 30 שניות, לקרוא עובי (CSA = עובי x 1.3) </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גיד המקום בחזרה שפופרת 15 מ&quot;ל צנטריפוגות </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור עם גיד אחד להיות טעון </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר מפעיל מבסיס </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחתוך שתי רצועות 40mm 15mm ידי אחד 3mm 5mm על ידי פיסת גזה סטרילית מ עבור כל גיד </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מרדדים כל רצועה בחוזקה מקום בין החריצים של מהדק דיסטלי </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר גיד מהצינור צנטריפוגות ומניחים על מלחציים, סוף דיסטלי של גיד על מהדק דיסטלי והאזור fibrocartilage של הגיד על clamp הפרוקסימלית </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גזה 3x5 פלייס חתיכה על גבי סוף דיסטלי של גיד, ולאבטח את מהדק </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Clamp הפרוקסימלית מאובטח, להבטיח גיד נשאר מיושר בין מהדק ועם רפוי מספיק שזה לא תחת מתח כאשר מלחציים הם התהדקו. הדקו מהדק את 1N-m </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 50 מ&quot;ל מקום צנטריפוגות צינור עם התקשורת בבסיס </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המקום מפעיל בבסיס </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור עם גיד אחד להיות טעון </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים בסיס מעל אמבט מים </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טוען פרוטוקול <ol style="margin-top: 0in;text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תנאי מוקדם גידים </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל לטעון 0.5N, למדוד אורך גיד (זהו אורך מד) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל העמסה מחזורית </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר מפעיל מבסיס </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שחרור גיד מ מלחציים </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תהליך גיד </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>

הסרטון מציג שיטה חדשה לטעינת סימולטני של עד ארבעה גידים חיים בתרבות רקמות. משך טעינת אופיינית הם 2 עד 48 שעות. לאחר הטעינה, גידים מוסרים ומעובד על ביטוי גנים. המערכת מאפשרת לחקירת ההשפעה של דפוס העמסה על שינויים בגנים הקשורים לשינויים ניווניים של הגיד. ניסויים אלה יכול לספק כמה תובנות מנגנוני פציעה הקשורים טעינה חוזרת. הם גם מספקים תובנה עומסים שיכולים לגרום נזק לרקמות. בסופו של דבר, התוצאות עשויות להיות בשימוש כדי למנוע ולטפל פציעות שימוש יתר על הגידים והרצועות.

מותאמים אישית 4 שכבות טעינת מפעיל מערכת חימום מים באמבטיה 50 מ&quot;ל צינורות גידים (ארנב) מדיה סטרילית

ex vivo טוען מכני של גיד

Ex vivo Mechanical Loading of Tendon

פציעות גיד (למשל, דלקת גידים היד, epicondyltis) בשל שימוש יתר נפוצים בפעילויות ספורט לבין מקום העבודה. רוב המשויכים חוזרות ונשנות, פעילות יד גבוה כוח. מנגנוני הנזק הסלולר מבניים עקב העמסה מחזורית אינם ידועים. המטרה של וידאו זה היא להציג שיטה חדשה שיכולה לטעון בעת ​​ובעונה אחת four גידים בתרבית רקמה. הסרטון מתאר את השיטות של קציר רקמה סטרילית ואיך הגידים הם הועמסו על מערכת clamping כי הוא שקוע לאחר מכן לתוך התקשורת ומתוחזק על 37 ° C. אחת מהדק הוא קבוע ואילו השני הוא עבר עם מפעיל ליניארי. כוח מתיחה גיד מנוטר עם תא מטען בסדרה עם מהדק הנייד. ומפעילים נשלטים עם תוכנית LabVIEW. ארבעת הגידים ניתן לטעון שוב ושוב עם דפוסים שונים של הטעינה, שיעור החזרה, קצב העמסה, ומשך. טוען יכול להמשיך במשך כמה דקות עד 48 שעות. בסיום הטעינה, הגידים יוסרו אמצע החומר מופק עבור ניתוחים ביוכימיים. מערכת זו מאפשרת לחקירת ההשפעות של העמסה על דפוסי ביטוי גנים ושינויים מבניים הגיד. בסופו של דבר, מנגנונים של פגיעה עקב שימוש יתר יכול להיות מחקרים עם ממצאים ליישם טיפול ומניעה.

חדש במערכת במבחנה עבור טעינה בו זמנית four גידים בתרבות מתואר.

Ex vivo טוען מכני של גיד

פגיעות בגיד (למשל, דלקת גידים בשורש כף היד, אפיקונדיליטיס) כתוצאה משימוש יתר נפוצות בפעילויות ספורט ובסביבת העבודה. מרביתן קשורות ל...

שמי דייוויד רמפל. אני חבר סגל במחלקה להנדסה ביובית באוניברסיטת קליפורניה בברקלי. הניסוי שתראו כולל מתיחת גידים, ומטרתו היא לנסות להבין את המנגנון הבסיסי להפרעות בגידים בשורש כף היד ובמרפק.הפרעות גידיים אלו נפוצות בקרב ספורטאים ועובדים המבצעים פעולות חזרתיות בידיהם. קריש סונדי, אחד מדוקטורנטים במעבדה שלנו, ידגים מספר מאפיינים של המערכת, ובמיוחד את מדידת שטח החתך של הגיד. הוא יטען את הגידים אל המפעילים.הוא ידגים את טעינת הגיד במערכת באופן מחזורי לאורך תקופה של 24 שעות, ולאחר מכן יוציא את הגיד מהמערכת. אוקיי, זוהי מערכת הטעינה שעיצבנו ובנינו. כפי שניתן לראות, היא מורכבת משש אקטואטורים.אלו הם מפעילים (actuators) בעלי דיוק גבוה, המסוגלים להחיל הסטה של מיקרומטר אחד; בטור עם המפעיל מותקן תא שקילה (load cell) להקלטת העומסים המופעלים על הגידים. בטור עם תא השקילה נמצאים תופסנים המוארכים מספיק כדי שניתן יהיה לשקוע אותם בתוך מצע, וזאת על מנת לשמור על חיוניות הגידים. מערכת זו כולה תמוקם לאחר מכן באמבט מים כדי לשמור על המצע בטמפרטורה של 37 degrees Celsius.כעת אראה לכם כיצד אני ניגש לטעינת גיד למערכת זו. השלב הראשון שעלינו לבצע הוא מדידת שטח החתך של הגיד, כדי שנוכל להפעיל את המאמצים המתאימים. תוכל להעביר לי את המבחנה עם הגיד?כעת, גידים אלו נלקחו מארנב לבן מניו זילנד. הם הובאו זה עתה, ולכן הם עדיין טריים, תוך פחות משעתיים מרגע ההמתה של הארנב. חלק מהגיד שאת שטח החתך שלו אני מודד נמצא לאורך החלק הדק ביותר של הגיד.זאת משום שבנקודה זו יתרכזו המאמצים הגבוהים ביותר, כתוצאה משטח החתך הקטן ביותר. האם תוכל כעת להניח את המשקולת על גבי הבוכנה? כעת נמתין 30 שניות על מנת לקרוא את העובי, 1.3.האם תוכל להרים את הבוכנה ולהחזיר את הגיד למצע? כעת אני אפרק את המפעיל שבו אטען את הגיד. עכשיו אני אמקם גיד בתוך התפסנים.כאן ניתן לראות תגריר של המפעיל. ניתן להבחין במפעיל עצמו, בתא העומס ובמהבקי, הנשירים החוצה. את הרפידות הללו אגזור לרוחב של כחצי אינץ' עד שלושת רבעי אינץ', ולאורך של כמעמשה וחצי אינץ'.לאחר מכן, קחו את רפידות הגזה וטבלו אותן במצע על מנת להרטיב אותן. פעולה זו מקלה על תהליך הגלגול. הניחו את רצועות הגזה המגולגלות בחריצים של תפסני הסרפנטין. כעת אני אסיר את הגיד מהמצע.קצה זה הוא אתר ההחדרה של הגיד הכופל אל קצהו שלו של האצבע של הארנב. אזור זה הוא אזור של סחוס סיבי. הגיד ממוקם כך שאזור הסחוס הסיבי מהודק בתוך התפס proximal.לאחר מכן מהדקים את הגיד, ושוב, מהדקים את הברגים עד למומנט של 1 newton meter. לאחר מכן חותכים את שארית הגיד, כך שהמפעיל (actuator) מעוגן כעת בתוך הסד וכל הגיד והמהדקים טבולים בתוך מדיום משונה. אותו הליך ישמש להרכבת גידים על מפעילים נוספים.כפי שניתן לראות, יש לנו סה"כ שישה, כך שניתן לבצע זאת עם שישה גידים בודדים. לאחר מכן, כל המערכת מורמת ומונחת באמבט מים כדי לשמור על המדגם בטמפרטורה של 37 °C. כעת נחיל עומס מחזורי על הגיד בין 0.5 ל-5 megapascals.התוכנה שבה אנו משתמשים היא LabVIEW והיא נכתבה באופן מותאם אישית. השלב הראשון הוא ביצוע התנייה מוקדמת (preconditioning) לגיד. אנו מפעילים 20 מחזורי עומס מחזורי בין 0.5 megapascals ל-2 megapascals.בנוגע לעובי שנמדד, השתמשו בארבעת המיקרומטרים שסופקו כדי להזין אותו. התוכנה תחשב באופן אוטומטי את שטח החתך. לאחר מכן, התוכנית תנחה את המפעיל להגדיל את ההעתקה עד להפעלת עומס של 2 megapascal על הגיד.כאן אנו עוקבים אחר העקבה הסגולה. ברגע שיופעל עומס של 2 megapascal על הגיד, התוכנה תחיל עומס של 0.5 megapascal על הגיד. לאחר מציאת שני העומסים הללו, התוכנה תבצע מחזורים בין שני העומסים, תוך עדכון רציף של המיקום בין שני העומסים הרצויים הללו.טעינה זו מבוצעת בקצב של 10 megapascals לשנייה בתדר של 0.5 hertz. לאחר שביצענו התנייה מוקדמת לגיד, אנו שואפים להגיע לעומס של 0.5 newton. אנו מגדירים את אורך הגיד תחת עומס של 0.5 Newton כאורך המדידה (gauge length) של הגיד.ברגע שהתוכנית מזהה את העומס הזה, אנו קוראים את מיקום המפעיל (actuator), ומיקום זה, שערכו כעת שש אלף שמונה מאות עשרים וחמישה, הוא אורך המדידה (gauge length) של הגיד. לאחר שתיעדנו את אורך המדידה של הגיד, נחזור לתוכנית ההעמסה המחזורית, נזין את הערכים הרצויים של 5 megapascals ו-0.5 megapascals, נזין את מספר המחזורים הכולל שבו אנו מעוניינים להעמיס, ושוב, נריץ את אותה התוכנית כדי להעמיס את הגיד באופן מחזורי בין 0.5 ל-5 megapascals. שוב, העמסה זו מבוצעת בקצב של 10 megapascals לשנייה בתדר של 0.5 hertz.לאחר טעינה מחזורית, בדרך כלל למשך 24 שעות, מוציאים את המפעיל מהמערכת, ומנקודה זו ניתן לחתוך ולעבד את הגיד לפי הרצוי. כפי שראיתם, אלו הם הגידים שנאספו באופן סטרילי מערנבים. התהליך שראיתם היה תהליך חצי-סטרילי, אך הוא הוביל לטעינה מחזורית של הגידים לאורך תקופה של 24 שעות.לאחר מכן, הגידים מנותחים באמצעות R-T-P-C-R לבדיקת ביטוי גנים. אנו מנתחים את הגידים גם כדי לבחון שינויים אחרים, שינויים מבניים וסמנים היסטולוגיים נוספים. בסופו של דבר, מטרת ניסוי זה היא לקבוע מהי ההשפעה של דפוסי העמסה שונים על המנגנונים הבסיסיים של פגיעה בגידים, שעשויים להיות קשורים לטינדופתיה ולדלקת בגידים (tendonitis).

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

מאמר זה מתאר את הפרוצדורות המשמשים להכנת זנב גידים עכברוש ללימודי biomechanical ו mechanobiological. מספר תכונות של שלבים עיקריים בהכנת הם הפגינו, עם תחילת החילוץ, חתך מדידת שטח, שטיפה וטעינה החדרה bioreactor.

הכנת הגידים זנב עכברוש ללימודי biomechanical ו Mechanobiological

In vivo מכרסמים דגם של פגיעה הנגרמת על התכווצות ולא פולשנית לניטור של התאוששות

עיצבנו bioreactor טעינה מכאני רומן שניתן להחיל מאמץ מכאני uniaxial או biaxial לbiocomposite סחוס לפני ההשתלה לתוך פגם סחוס במפרק.

עיצוב של Bioreactor טוען מכונות Biaxial להנדסת רקמות

פרוטוקול הדמיה חדשני פותח באמצעות מפעיל מכני מונע מנוע מותאם אישית כדי לאפשר מדידה של תגובות בזמן אמת למתח מכני בתאים חיים. רלוונטית למכניוביולוגיה, המערכת יכולה ליישם זנים של עד 20% תוך שהיא מאפשרת הדמיה כמעט בזמן אמת עם מיקרוסקופ כוח קונפוקלי או אטומי.

הדמיה של תא חי במהלך מכאני למתוח

אנו מתארים פרוטוקול in vivo למדידת כיפוף הגב של כף הרגל בעקבות גירוי של העצב הפרונאלי והתכווצות התא האחורי הקדמי של הגפה האחורית של החולדה. מדידות כאלה הן כלי תרגומי הכרחי להערכת פתולוגיה של שרירי השלד וגישות הנדסת רקמות לתיקון והתחדשות שרירים.

יישומים של<em&gt; In vivo</em&gt; בדיקות פונקציונליות של עכברוש השוקה הקדמי להערכת רקמות מהונדסות תיקון שרירי שלד

הפרוטוקול מתאר יעיל ומלא מתיחה שיטות בדיקה ביומכנית עבור הגידים murine באמצעות שימוש מותאם אישית התאמה תלת-ממד גופי מודפס.

בדיקה ביומכנית של הגידים של מורנה

תלת-מימדי גירוי מכני מכאני מערכת ביוריאקטור הוא ביווריקטור אידיאלי עבור הבחנה מסוימת של הבידול בתאי גזע הנגזר גיד והיווצרות גיד ניאו.

החלת גירוי מכני תלת מימדי ביוריאקטור מערכת לגרום לבידול Tenogenic של תאי גזע הנגזר גיד

מאמר זה מתאר אלגוריתם מתאם תמונה דיגיטלית בקוד פתוח למדידת זני רקמות דו-ממדיים מקומיים בתוך צמחי גידים. דיוק הטכניקה אומת באמצעות טכניקות רבות, והיא זמינה לשימוש ציבורי.

מדידת זני רקמה מקומיים בגידים באמצעות מתאם תמונה דיגיטלית בקוד פתוח

אנו מציגים פלטפורמה ניסיונית מותאמת אישית ופרוטוקול תרבית רקמה המשחזר שינוי פיברוקרטילגיני המונע על ידי פגיעה בהחדרת גיד אכילס בצמחי גפיים אחוריות מורין עם כדאיות תאים מתמשכת, ומספק מודל מתאים לחקר המכנוביולוגיה של פגיעה בגידים.

מודל צמח הגפיים האחוריות של מורין לחקר המכנוביולוגיה של פגיעה בגיד אכילס

פרוטוקול זה מציג מערכת בדיקה המשמשת לגרימת פציעות עייפות ניתנות לכימות ומבוקרות בגיד אכילס של חולדה עבור מודל in-vivo של טנדינופתיה הנגרמת על ידי שימוש יתר. ההליך מורכב מהצמדת קרסול החולדה למפעיל מפרק המבצע דורסיפלקסיה פסיבית של הקרסול עם סקריפט MATLAB בהתאמה אישית.

מערכת בדיקת דורסיפלקסיה פסיבית בקרסול למודל In Vivo של טנדינופתיה הנגרמת על ידי שימוש יתר

כאן, אנו מציגים מערכת מודל אסמבלואיד המחקה את ההצלבה התאית של הגידים בין רקמת הליבה של הגיד נושא העומס לבין תא חיצוני המכיל אוכלוסיות תאים המופעלות על ידי מחלה ופציעה. כמקרה שימוש חשוב, אנו מדגימים כיצד ניתן לפרוס את המערכת כדי לחקור הפעלה רלוונטית למחלה של תאי אנדותל חיצוניים.

הנדסת מכלולי גידים לבדיקת הצלבה תאית במחלה ותיקון

למדו מערכת ex vivo לטעינה מכנית של ארבעה גידים בו-זמנית בתרבית. השיטה מאפשרת למדוד תכונות מכניות ולהבין מנגנוני פגיעה בגידים בפרקי היד והמרפק.

Ex vivo טוען מכני של גיד

גלה סרטונים נוספים