Questo protocollo presenta un sistema di test utilizzato per indurre lesioni da fatica quantificabili e controllate in un tendine d'Achille di ratto per un modello in vivo di tendinopatia indotta da uso eccessivo. La procedura consiste nel fissare la caviglia del ratto a un attuatore articolare che esegue la flessione dorsale passiva della caviglia con uno script MATLAB scritto su misura.
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Articolo metodologico
Un sistema di test di flessione dorsale passiva della caviglia per un modello in vivo di tendinopatia indotta da uso eccessivo
In questo articolo
Sommario
Abstract
La tendinopatia è una condizione tendinea cronica che provoca dolore e perdita di funzionalità ed è causata da un sovraccarico ripetuto del tendine e da tempi di recupero limitati. Questo protocollo descrive un sistema di test che applica ciclicamente carichi meccanici tramite flessione dorsale passiva al tendine d'Achille del ratto. Il codice personalizzato consiste in misurazioni di carico pre e post-ciclico per valutare gli effetti del protocollo di carico insieme al regime di carico di fatica ciclico basato sul controllo di retroazione.
Per questo studio sono stati utilizzati 25 ratti Sprague-Dawley, con 5 ratti per gruppo che hanno ricevuto 500, 1.000, 2.000, 3.600 o 7.200 cicli di carichi di fatica. Sono state calcolate le differenze percentuali tra le misure di carico pre e post-ciclico dell'isteresi, della sollecitazione di picco e dei moduli di carico e scarico. I risultati dimostrano che il sistema può indurre vari gradi di danno al tendine d'Achille in base al numero di carichi applicati. Questo sistema offre un approccio innovativo per applicare diversi gradi quantificati e fisiologici di carichi ciclici al tendine d'Achille per un modello in vivo di lesione tendinea da uso eccessivo indotta dalla fatica.
Introduzione
Poiché i tendini collegano il muscolo all'osso e subiscono movimenti ripetitivi quotidiani per tutta la loro vita, sono altamente inclini a lesioni da uso eccessivo che sono dolorose e limitanti e provocano una compromissione della funzione meccanica, colpendo il 30-50% della popolazione1. Le tendinopatie sono condizioni croniche considerate lesioni da uso eccessivo a causa di movimenti di affaticamento ripetitivi e guarigione inadeguata ai livelli pre-lesione. Sia gli arti superiori che quelli inferiori sono comunemente colpiti, tra cui la cuffia dei rotatori, il gomito, il tendine d'Achille e il tendine rotuleo
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Protocollo
Questo studio è stato condotto in base all'approvazione dell'Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) presso il Beth Israel Deaconess Medical Center. Gli animali sono stati anestetizzati utilizzando isoflurano al 5% per l'induzione e al 2,5% per il mantenimento, ed è stata prestata attenzione per evitare l'ipotermia.
1. Impostazione del sistema di test
- Controlla la rotazione passiva della caviglia tramite un motore passo-passo per applicare una rotazione e una coppia costanti. Controlla il motore passo-passo con un microcontrollore. Utilizzare gli input del sistema di posizione e orientamento 3D per con....
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Risultati
Con l'aumentare del numero di cicli applicati, si è verificata una maggiore riduzione delle proprietà meccaniche dei tendini in vivo . C'è stata una riduzione significativamente inferiore dell'isteresi e dei moduli di carico e scarico per il gruppo a 500 cicli rispetto ai gruppi a 3.600 e 7.200 cicli (p < 0,05) (Figura 2). Mentre c'è stata una significativa riduzione del picco di stress per ciclo dal gruppo 500 cicli al gruppo 3.600 cicli, non c'è stata alcuna riduzione significa.......
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Discussione
Questo studio presenta un metodo per caricare ciclicamente il tendine d'Achille del ratto con un sistema di flessione dorsale passiva della caviglia per un modello di tendinopatia indotta da uso eccessivo in vivo . L'importanza del sistema risiede nella sua capacità di isolare il tendine d'Achille, applicare carichi quantificabili senza accedere chirurgicamente al tendine e misurare le proprietà del tendine in vivo .
Nel 2010, Fung et al. hanno presentato un modello di fatic.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno conflitti di interesse da dichiarare.
Ringraziamenti
Vorremmo riconoscere i nostri sostegni finanziari: il Joe Fallon Research Fund, il Dr. Louis Meeks BIDMC Sports Medicine Trainee Research Fund, e una sovvenzione intramurale (AN), tutti da BIDMC Orthopaedics, insieme al supporto del National Institutes of Health (2T32AR055885 (PMW)).
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| 1/32 '' perline | |||
| 2,5% isoflurano | |||
| penna di digitalizzazione 3D | Polhemus, Vermont, NH, USA | ||
| Sensore di posizionamento e orientamento elettromagnetico 3D | Polhemus, Vermont, NH, USA | ||
| 5% isoflurano | |||
| Dispositivo personalizzato: 1) Assemblaggio, sensori, attuatore | Assemblato come descritto nel codice MATLAB | ||
| manoscritto | MATLAB, Natick, MA, USA | ||
| Microcontroller | Ivrea, Italia | Arduino UNO, Rev3 | |
| Cono | |||
| Bisturi e supporto | n. 11 bisturi | ||
| Sprague-Dawley ratti | Charles River Laboratories, Wilmington, MA, USA | 11-13 settimane | |
| Driver passo-passo | SparkFun Electronics, Niwot, CO 80503 | DM542T | |
| Motore passo-passo | SparkFun Electronics, Niwot, CO 80503 | 23HE30-2804S | |
| Pinze | |||
| Gruppo sensore di coppia | Futek Inc., Irvine, CA, USA | FSH03985, FSH04473 FSH03927 | |
| Termoforo |
Riferimenti
- Kaux, J. F., Forthomme, B., Goff, C. L., Crielaard, J. M., Croisier, J. L. Current opinions on tendinopathy. J Sports Sci Med. 10 (2), 238-253 (2011).
- Maffulli, N., Longo, U. G., Kadakia, A., Spiezia, F. Achilles tendinopathy. Foot Ankle Surg. 26 (3), 240-249 (2020).
- Teunis, T., Lubberts, B., Reilly, B. T., Ring, D. ....
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Ristampe e permessi
