Collezione di biopsie muscolari scheletriche dal compartimento superiore del musolo umano Tibialis Anterior per la valutazione meccanica

Benvenuti alla Ruhr-University Bochum, Facoltà di Scienze Dello Sport. Oggi dimostreremo la collezione di biopsie muscolari scheletriche dal compartimento superiore del muscolo umano tibialis anteriore. Mentre le tecniche di biopsia sono efficaci nella raccolta del tessuto muscolare, le fibre sono spesso strutturalmente danneggiate in modo tale da valutare la meccanica delle fibre è difficile.

Presentiamo una variante di una tecnica Bergstrom modificata che limita i danni alle fibre e massimizza la lunghezza delle fibre in modo da poter condurre la valutazione meccanica delle fibre umane. La dimostrazione sarà condotta dal medico del team, dal Dr. Markus de Marees e dai ricercatori Daniel Hahn e Anthony Hessel. Il partecipante e il medico si incontrano prima per rivedere e discutere la procedura.

Se soddisfatto, il partecipante firma il contratto di consenso informato volontario. Istruisci il soggetto a posare supina e mantenere il loro arto il più rilassato possibile. Dorsiflex il piede del partecipante in modo che il tibialis anteriore sia allentato.

Utilizzare una sonda ad ultrasuoni per visualizzare il piano trasversale del compartimento superficiale all’interno della pancia muscolare anteriore della tibialis, identificare un’area di biopsia senza arterie o nervi principali. Infine, registrare la profondità dell’aponeurosi centrale in modo che l’ago di raccolta non sia mai superato questo punto. Ruotare la sonda ad ultrasuoni per accedere al piano sagittale dell’area di destinazione identificata.

Salvare un’immagine del volume muscolare con i fascicoli visibili. Gli strumenti chirurgici vengono sterilizzati e preparati prima della procedura e sono descritti completamente all’interno del protocollo scritto. L’ago Bergstrom ha una finestra vicino alla punta.

All’interno di questo ago c’è un trocar cavo più piccolo, che si muove su e giù per l’albero e taglia il muscolo quando passa sopra la finestra dell’ago. All’interno del trocar c’è un ramrod più piccolo che viene utilizzato per spingere la biopsia fuori dal trocar. Per tirare il muscolo nella finestra dell’ago, un tubo di aspirazione è attaccato alla parte superiore dell’ago che aspira l’aria dall’ago e tira il muscolo attraverso la finestra dell’ago da pressione negativa.

Istruisci il partecipante a posare supina sul tavolo della procedura e rilassare i muscoli delle gambe. Replicare la leggera dorsiflessione della caviglia utilizzata durante l’imaging ad ultrasuoni, quindi fissare l’articolazione della caviglia per ridurre al minimo la rotazione durante la procedura. Radere e disinfettare l’area di incisione del bersaglio.

Successivamente somministrare un’iniezione superficiale di 1,5 C del 2%xilocitina con epinefrina. Questo funziona come un anestetico locale e un costrittore di navi. Il tempo di influenza è da 20 a 30 minuti.

Rimuovere la linea di vista del paziente nella posizione della biopsia con uno schermo. Nel sito di biopsia precedentemente contrassegnato fare un centimetro prossimale all’incisione distale con un bisturi sterile che taglia la pelle e la fascia, esponendo il tessuto muscolare sottostante. Posizionare l’ago della biopsia sull’incisione e orientarlo perpendicolarmente alla pelle.

Spingere l’ago della biopsia da metà a un centimetro nel muscolo. Ci può essere una leggera resistenza al movimento dell’ago, ma qualsiasi resistenza extra è anormale e spesso indica un’incisione inapt. Quindi orientare l’ago verso una posizione distale a prossimale, spingere l’ago da uno a due centimetri nel muscolo.

L’orientamento esatto e la profondità di viaggio dell’ago saranno specifici del partecipante. E quindi basato sull’esame ecografico. Attaccare il tubo della siringa all’ago della biopsia e creare una pressione negativa nell’ago.

Questo disegnerà il tessuto muscolare attraverso la finestra dell’ago. Spingere con forza il trocar sopra la finestra dell’ago per asportare il muscolo. Rimuovere l’ago dalla gamba e passare a un tecnico per l’elaborazione dei tessuti.

Utilizzare nastro adesivo o nastro adesivo per chiudere principalmente la ferita e applicare medicazioni per proteggere la ferita da infezioni o abrasioni meccaniche. Istruisi il partecipante a alzarsi e andare in giro. Saranno dolorante, ma in grado di andare in giro immediatamente.

Per rimuovere il tessuto dalla finestra della biopsia, prima esporre il tessuto, quindi immergere la punta dell’ago in una vile piena di tampone fisiologico e spostare vigorosamente l’ago fino a quando il muscolo galleggia fuori dall’ago nella soluzione. Elaborare il tessuto muscolare per la valutazione meccanica utilizzando metodi standard. Di recente abbiamo raccolto 22 biopsie dai partecipanti utilizzando questo protocollo.

La resa media di raccolta era da 100 a 200 milligrammi di tessuto muscolare utilizzabile. Ogni biopsia ha prodotto da 150 a 300 fibre non danneggiate di lunghezza da tre a cinque millimetri. I fasci di fibre sono stati skinati chimicamente con glicerolo e quindi attivati in una soluzione di calcio elevato ad una lunghezza media del sarcomero di 2,7 micron.

Le biopsie che vengono correttamente conservate sono praticabili per i test meccanici per diversi mesi. Questa procedura di biopsia richiede un’ora. Le complicazioni da biopsie sono molto rare, ma molto probabilmente è un’infezione del sito di incisione.

Una sfida importante nella fisiologia muscolare umana e nella biomeccanica è distinguere tra i vari adattamenti delle prestazioni muscolari all’esercizio fisico e alle malattie. Per identificare in modo appropriato gli adattamenti a livello di fibra all’esercizio fisico o alla malattia, le biopsie sono una tecnica appropriata. Tuttavia, bisogna fare attenzione a proteggere dai danni muscolari durante l’estrazione dei tessuti.

Il protocollo qui dimostrato fornisce un alto rendimento del tessuto muscolare per questi scopi.