Il protocollo descrive metodi di test biomeccanici tesi efficienti e riproducibili per i tendini murini attraverso l'uso di apparecchi stampati in 3D personalizzati.
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Articolo metodologico
Test biomeccanici di Murine Tendons
In questo articolo
Sommario
Abstract
I disturbi del tendone sono comuni, colpiscono persone di tutte le età e sono spesso debilitanti. I trattamenti standard, come i farmaci antinfiammatori, la riabilitazione e la riparazione chirurgica, spesso falliscono. Al fine di definire la funzione del tendine e dimostrare l'efficacia di nuovi trattamenti, le proprietà meccaniche dei tendini dei modelli animali devono essere determinate con precisione. I modelli animali Murine sono ora ampiamente utilizzati per studiare disturbi del tendine e valutare nuovi trattamenti per le tendinopatie; tuttavia, determinare le proprietà meccaniche dei tendini del topo è stato difficile. In questo studio è stato sviluppato un nuovo sistema per i test meccanici tendini che include apparecchi stampati in 3D che corrispondono esattamente alle anatomie dell'omero e del calcano per testare meccanicamente i tendini supraspinati e i tendini di Achille, rispettivamente. Questi apparecchi sono stati sviluppati utilizzando ricostruzioni 3D di anatomia ossea nativa, modellazione solida e produzione additiva. Il nuovo approccio ha eliminato i fallimenti di presa reali (ad esempio, il fallimento al guasto della piastra di crescita piuttosto che nel tendine), ha ridotto i tempi complessivi di test e ha aumentato la riproducibilità. Inoltre, questo nuovo metodo è facilmente adattabile per testare altri tendini murini e tendini di altri animali.
Introduzione
I disturbi del tendone sono comuni e altamente diffusi tra le popolazioni anziane, atletiche e attive1,2,3. Negli Stati Uniti, ognianno vengono segnalate 16,4 milioni di lesioni ai visibili connettivi e rappresentano il 30% di tutte le visite all'ufficio medico correlate alle lesioni3,5,6,7, 8. I siti più comunemente colpiti includono la cuffia dei rotatori, il tendine di Achille e il tendi....
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Protocollo
Gli studi sugli animali sono stati approvati dal Comitato istituzionale per la cura e l'uso degli animali della Columbia University. I topi utilizzati in questo studio erano di sfondo C57BL/6J e sono stati acquistati dal Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME, USA). Essi sono stati alloggiati in condizioni di barriera senza agenti patogeni e sono stati forniti cibo e acqua al libitum.
1. Sviluppo di apparecchi stampati in 3D personalizzati per afferrare l'osso
- Acquisizione di immagini ossee e costruzione di modelli ossei 3D
- sezionare l'osso di interesse nella preparazione per la creazione di modelli 3D e la stampa della presa o....
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Risultati
Gli apparecchi stampati in 3D sono stati utilizzati per testare i tendini di murine supraspinatus e Achille di 8 settimane. Tutti i campioni testati meccanicamente hanno avuto esito negativo durante l'ittesi, come caratterizzato da scansioni microCT, ispezione visiva e analisi video dopo test di tensile. Un confronto uno-a-uno dei metodi precedenti e correnti per il test del tendine supraspinatus nel nostro laboratorio è mostrato Figura 3. Nel metodo precedente28.......
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Discussione
I modelli animali Murine sono comunemente usati per studiare i disturbi del tendine, ma la caratterizzazione delle loro proprietà meccaniche è impegnativa e non comune nella letteratura. Lo scopo di questo protocollo è quello di descrivere un metodo efficiente e riproducibile nel tempo per il test della tensione dei tendini murini. I nuovi metodi hanno ridotto il tempo necessario per testare un campione da ore a minuti ed eliminato un elemento di presa importante che era un problema comune nei metodi precedenti.
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Lo studio è stato sostenuto dal NIH / NIAMS (R01 AR055580, R01 AR057836).
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Agarosio | Fisher Scientific | BP160-100 | Dissovle 1g in 100 ml di acqua ultrapura per fare l'1% di agarosio |
| Bruker microCT | Bruker BioSpin Corp | Skyscan 1272 | Utilizzato dagli autori |
| ElectroForce | TA Instruments | 3200 | Piattaforma di prova |
| Etanolo 200 Proof | Fisher Scientific | A4094 | Diluire al 70% e utilizzare come suggerito nel protocollo |
| Dispositivo per fissare le impugnature Realizzato | su misura | Utilizzato dagli autori | |
| Kimwipes | Kimberly-Clark | S-8115 | Come suggerito nel protocollo |
| MicroCT CT-Analyser (Ctan) | Bruker BioSpin Corp | Utilizzato dagli autori per la visualizzazione e l'analisi delle scansioni micro-CT. | |
| Acqua MilliQ (Acqua ultrapura) | Millipore Sigma | QGARD00R1 (o relativo depuratore) | 100 ml |
| Meshmixer | Autodesk | http://www.meshmixer.com/ | Software di ingegneria gratuito utilizzato dagli autori per perfezionare la mesh |
| Objet EDEN 260VS | Stratasys LTD | Precision Prototyping | |
| Objet Studio | Stratasys LTD | Utilizzato dagli autori con stampante 3D | |
| PBS - Soluzione salina tamponata con fosfato | ThermoFisher Scientific | 10010031 | 2,5 L di PBS al 10% |
| S& T Forceps | Fine Science Tools | 00108-11 | Utilizzato dagli autori |
| Scalpel Blade - #11 | Fine Science Tools | 10011-00 | Utilizzato dagli autori |
| Scalpel Handle - #3 | Fine Science Tools | 10003-12 | Utilizzato dagli autori |
| SkyScan 1272 | Bruker BioSpin Corp | Utilizzato dagli autori per la visualizzazione e l'analisi delle scansioni micro-CT | |
| Skyscan CT-Vox | Bruker BioSpin Corp | Utilizzato dagli autori per la visualizzazione e l'analisi delle scansioni micro-CT. | |
| SkyScan NRecon | Bruker BioSpin Corp | Utilizzato dagli autori per la visualizzazione e l'analisi di scansioni micro-CT | |
| Sistema SolidWorks CAD | Dassault mes | SolidWorks Research Subsription | Modellazione solida progettazione assistita da computer utilizzata dagli autori |
| SuperGlue | Loctite | 234790 | Come suggerito nel protocollo |
| Bagno di prova | Realizzato | Utilizzato dagli autori | |
| Impugnature a film sottile | Fatto su | Utilizzato dagli autori | |
| VeroWhitePlus | Stratasys LTD | NA | Materiale di stampa 3D utilizzato dagli autori |
| WinTest | Software | Utilizzato dagli autori per raccogliere dati |
Riferimenti
- Girish, N., Ramachandra, K., Arun, G. M., Asha, K. Prevalence of Musculoskeletal Disorders Among Cashew Factory Workers. Archives of Environmental & Occupational Health. 67, 37-42 (2012).
- Thomopoulos, S., Parks, W. C., Rifkin, D. B., Derwin, K. A. Mechani....
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Ristampe e permessi
