Name: 텐든의 전 생체내 기계 중 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-05-28T00:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 36 s
Description: 배우세요 토끼 힘줄을 이용한 생체외 다중 힘줄 하중 시스템으로 손목 및 팔꿈치 힘줄 질환의 기전을 연구하는 방법입니다. 이 기술은 정확한 기계적 특성 측정과 재현 가능한 결과를 제공하여 재활 치료 개발에 기여합니다.

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<ol><li> 태아 소 혈청, 난 - 글루타민, 항생제 및 아스코르비 산과 보충 미디어 CO 2 - 독립 미디어 </li><li> 50 ML 원심 분리기 튜브로 나누어지는 40 ML (각 힘줄 1) </li><li> 15 ML의 원심 분리기 튜브로 나누어지는 10 ML (각 힘줄 1) </li><li> 수술 도구, 압력솥 시트, 핀셋과 압력솥의 토크 렌치를 소독 </li><li> 숙박 70 % 에탄올에 몸을 담글 수에 의해 클램프 및 강제 마이크로 미터 도움말을 소독 </li><li> 토끼의 후면 발톱에서 수확 힘줄. 토끼는 더 이상 2보다 시간 전 euthanized되어 있어야합니다. </li><li> 15 ML의 원심 관에 넣어 힘줄 미디어로 가득 </li><li> 멸균 분야를 확립하기 위해 소독 압력솥 시트를 배치 </li><li> 힘줄의 단면적을 측정 <ol style="margin-top: 0in"><li> 마이크로 미터의 장소 마이크로 미터 팁, 제대로 정렬 </li><li> 종료로 그립 힘줄 </li><li> 홈에 얇은 힘줄이 부분을 맞춤 </li><li> 조교 장소 50g 무게를 가지고 </li><li> 30 초 정도 기다려 (CSA = X 두께 1.3) 두께를 읽어 </li></ol></li><li> 15 ML의 원심 분리기 튜브의 장소 힘줄 위로 </li><li> 읽어 각 힘줄로 반복 </li><li> 베이스에서 액추에이터를 제거 </li><li> 각각의 힘줄에 대한 멸균 거즈에서 5mm 조각으로 3mm 40mm 스트립 한하여 두 15mm 컷 </li><li> 말초 클램프의 홈 사이에 각 단단히 스트립과 장소를 롤 </li><li> 클램프, 근위 클램프의 말초 클램프와 힘줄의 fibrocartilage 지역에있는 힘줄의 말초 끝에 원심 분리기 튜브의 힘줄과 장소를 제거 </li><li> 플레이스 3x5 거즈 힘줄의 말초 끝에 위에 조각하고, 클램프를 확보 </li><li> 보안 근위 클램프, 힘줄을 보장하는 것은 클램프가 강화되면 그것이 긴장감 아래 아니라는 것을 클램프 사이에 충분한 이완에 부합 남아있다. 1N - M으로 클램프를 조여 </li><li> 플레이스 50ml 원심 튜브베이스에 미디어 </li><li> 자료 플레이스 액추에이터 </li><li> 읽어 각 힘줄로 반복 </li><li> 물 목욕을 통해 플레이스 기지 </li><li> 로딩 프로토콜 <ol style="margin-top: 0in"><li> 조건 힘줄 </li><li> 0.5N 부하 측정 힘줄의 길이를 (이것은 게이지의 길이)을 적용 </li><li> 주기적 로딩을 적용 </li></ol></li><li> 베이스에서 액추에이터를 제거 </li><li> 클램프의 릴리스 힘줄 </li><li> 프로세스 힘줄 </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>

동영상은 조직 문화에서 네번이나 살고 힘줄 최대 동시 로딩을위한 새로운 시스템을 제공합니다. 일반 로딩 기간이이 2~48시간 있습니다. 로딩 후, 힘줄을 제거하고 유전자 발현을위한 처리. 시스템은 힘줄의 퇴행성 변화와 관련된 유전자의 변화에​​ 로딩 패턴의 효과의 조사 수 있습니다. 이러한 실험은 반복 하중과 관련된 부상 메커니즘에 몇 가지 통찰력을 제공할 수 있습니다. 또한 조직의 손상을 일으킬 수 하중에 대한 통찰력을 제공합니다. 궁극적으로, 그 결과는 힘줄과 인대에 남용의 부상을 예방하고 치료하는 데 사용할 수 있습니다.

사용자 정의 4 선형 액츄에이터 로딩 시스템 온수 목욕 50 ML 튜브의 힘줄 (토끼) 무균 미디어에게

텐든의 전 생체내 기계 중

Ex vivo Mechanical Loading of Tendon

과용으로 인한 힘줄 (예 : 손목 tendonitis, epicondyltis)에 부상은 스포츠 활동과 직장에서 흔히 있습니다. 대부분의 반복, 높은 힘 손으로 활동과 관련 있습니다. 순환 로딩으로 인해 세포 및 구조 손상의 메커니즘은 잘 알려져 있지 않습니다. 이 비디오의 목적은 동시에 조직 문화 네 개의 힘줄을 로드할 수있는 새로운 시스템을 제시하는 것입니다. 비디오 멸균 조직 수확 방법과 어떻게 힘줄이 후 미디어에 포장되어 37에서 관리하고 있습니다 클램핑 시스템 ° C.에로드됩니다 설명 다른 하나는 선형 액추에이터로 이동하는 동안 하나의 클램프를 고정됩니다. 힘줄 인장력은 모바일 클램프 시리즈로드 셀로 감시하고 있습니다. 액추에이터는 LabView 프로그램 제어됩니다. 네 개의 힘줄이 반복 하중, 반복 속도, 로딩의 속도와 기간을 다른 패턴으로 로드할 수 있습니다. 로딩은 48 시간에 몇 분 동안 계속할 수 있습니다. 로딩의 끝 부분에서 힘줄을 제거하고 중간 물질이 생화 학적 분석을위한 추출. 이 시스템은 유전자 발현과 힘줄의 구조적 변화에 대한 패턴을 로딩의 효과 조사를위한 수 있습니다. 궁극적으로, 과용으로 인한 부상의 메커니즘은 치료 및 예방에 적용되는 결과와 함께 공부하실 수 있습니다.

동시에 문화 네 개의 힘줄을 로딩에 대한 체외 시스템에 새로운가 설명되어 있습니다.

과사용으로 인한 건 손상(예: 손목 건염, 상과염)은 스포츠 활동 및 직장에서 흔히 발생합니다. 대부분은 ...과 관련이 있습니다.

제 이름은 David Rempel입니다. 저는 캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스 생체공학과 교수입니다. 여러분이 보게 될 실험은 힘줄을 신장시키는 과정이며, 실제 목적은 손목과 팔꿈치의 힘줄 질환에 대한 근본적인 기전을 이해하는 것입니다.이러한 힘줄 질환은 운동선수나 손을 이용해 반복적인 작업을 하는 노동자들에게 흔히 발생합니다. 저희 연구실의 박사 과정 학생인 Krish Sundi가 시스템의 여러 기능, 특히 힘줄의 단면적 측정 방법을 시연하겠습니다. 그는 액추에이터에 힘줄을 장착할 것입니다.그는 24시간 동안 건에 주기적인 하중을 가하는 시스템 작동 방식을 시연한 다음, 시스템에서 건을 제거할 것입니다. 자, 이것이 저희가 설계하고 제작한 하중 가해 시스템입니다. 보시다시피, 이 시스템은 6개의 액추에이터로 구성되어 있습니다.이들은 고정밀 액추에이터로, 1 µm의 변위를 가할 수 있으며, 액추에이터와 직렬로 연결된 로드셀은 건에 가해지는 하중을 기록합니다. 로드셀과 직렬로 연결된 이 클램프들은 충분히 길게 뻗어 있어, 건의 생존력을 유지하기 위해 배지에 담글 수 있습니다. 이후 이 전체 시스템을 워터배스에 넣어 배지를 37 °C로 유지합니다.지금부터 이 시스템에 건을 장착하는 방법을 보여드리겠습니다. 가장 먼저 해야 할 단계는 적절한 응력을 가할 수 있도록 건의 단면적을 측정하는 것입니다. 건이 들어있는 튜브를 건네주시겠습니까?이제, 이 힘줄들은 뉴질랜드 화이트 토끼에서 채취되었습니다. 채취 직후 바로 가져왔으므로, 토끼가 안락사된 지 2시간 미만인 신선한 상태입니다. 제가 단면적을 측정하고 있는 힘줄 부위는 힘줄의 가장 얇은 부분입니다.이는 단면적이 가장 작기 때문에 가장 큰 응력이 발생하는 지점이기 때문입니다. 이제 피스톤 위에 무게추를 올려주시겠습니까? 이제 두께 값을 1.3으로 읽기 위해 30초 동안 대기합니다.피스톤을 들어 올리고 힘줄을 다시 배양액에 넣어주시겠습니까? 이제 액추에이터를 분리하여 힘줄을 장착하겠습니다. 이제 클램프에 힘줄을 고정하겠습니다.여기서 액추에이터를 근접해서 볼 수 있습니다. 액추에이터 본체와 로드셀, 그리고 바깥쪽으로 뻗어 있는 클램프를 확인할 수 있습니다. 이 패드들은 너비가 약 1/2인치에서 3/4인치, 길이는 약 1.5인치 정도로 절단하여 만듭니다.그 다음 거즈 패드를 배지에 담가 적셔줍니다. 이렇게 하면 거즈를 마는 과정이 더 수월해집니다. 말아놓은 거즈 스트립을 서펜타인 클램프(serpentine clamps)의 홈에 배치하십시오. 이제 배지에서 힘줄을 꺼내겠습니다.이 끝부분은 토끼 손가락 끝에 굴곡건이 삽입되는 부위입니다. 이 영역은 섬유연골 영역입니다. 건을 섬유연골 영역이 근위부 클램프 내에 고정되도록 배치합니다.그런 다음 건(tendon)을 고정하고, 다시 나사를 1 newton meter로 조입니다. 이어서 남은 건 부위를 절단하면 액추에이터가 보조기에 고정되며, 건 전체와 클램프가 수정 배지에 잠기게 됩니다. 이후의 액추에이터에 건을 장착할 때도 동일한 절차를 사용합니다.보시는 바와 같이 총 6개가 있으므로, 6개의 개별 힘줄을 사용하여 진행할 수 있습니다. 그다음 이 전체 시스템을 들어 올려 37°C의 배지 온도를 유지하기 위해 항온 수조에 넣습니다. 이제 힘줄에 0.5에서 5 MPa 사이의 주기적 하중을 가하겠습니다.저희가 사용하는 소프트웨어는 LabVIEW이며, 사용자 정의로 작성되었습니다. 가장 먼저 수행하는 작업은 건(tendon)을 전처리하는 것입니다. 0.5 megapascals에서 2 megapascals 사이의 주기적 하중을 20회 가합니다.측정된 두께의 경우, 제공된 4개의 마이크로미터를 사용하여 해당 값을 입력하십시오. 그러면 단면적이 자동으로 계산됩니다. 이후 프로그램은 건(tendon)에 2 MPa의 하중이 가해질 때까지 액추에이터가 변위를 증가시키도록 지시합니다.여기서 우리가 따라가고 있는 것은 보라색 추적선입니다. 힘줄에 2 megapascal 하중이 가해지면, 프로그램은 이어서 힘줄에 0.5 megapascal 하중을 가하게 됩니다. 이 두 가지 하중 값이 설정되면, 프로그램은 이 두 하중 사이를 반복하며 두 목표 하중 사이의 위치를 지속적으로 업데이트합니다.이 하중 가함은 0.5 Hz의 주파수로 초당 10 MPa의 속도로 진행됩니다. 힘줄의 사전 처리가 완료되면, 0.5 N의 하중을 가합니다. 0.5 N 하중 하에서의 힘줄 길이를 힘줄의 표점 거리(gauge length)로 정의합니다.프로그램이 해당 하중을 찾으면 액추에이터의 위치를 읽으며, 현재 6,825로 읽히는 이 위치가 힘줄의 게이지 길이(gauge length)가 됩니다. 힘줄의 게이지 길이를 기록한 후, 다시 반복 하중 프로그램으로 돌아가 원하는 값인 5 MPa 및 0.5 MPa를 입력하고, 가하고자 하는 총 사이클 수를 입력한 뒤, 동일한 프로그램을 다시 실행하여 힘줄에 0.5 MPa에서 5 MPa 사이의 반복 하중을 가합니다. 이 하중은 10 MPa/s의 속도와 0.5 Hz의 주파수로 가해집니다.일반적으로 24시간 동안 주기적인 하중을 가한 후, 액추에이터를 시스템에서 제거하며, 이후 힘줄을 원하는 대로 절단하여 처리할 수 있습니다. 지금까지 토끼에서 무균적으로 채취한 힘줄을 살펴보았습니다. 방금 보신 과정은 준무균 공정이었으나, 이를 통해 24시간 동안 힘줄에 주기적인 하중을 가할 수 있었습니다.이후 힘줄의 유전자 발현을 분석하기 위해 R-T-P-C-R을 사용합니다. 또한 힘줄의 다른 변화, 구조적 변화 및 기타 조직학적 마커를 분석하고 있습니다. 궁극적으로 이 실험의 목적은 서로 다른 부하 패턴이 건증 및 건염과 관련된 힘줄 부상의 기본 기전에 기본적으로 어떤 영향을 미치는지 결정하는 것입니다.

Research

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

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Biomechanical 및 Mechanobiological 연구 랫 타일 힘줄의 준비

생체내에</em수축 유도 부상 및 복구의 비침습 모니터링> 쥐 모델

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배우세요 토끼 힘줄을 이용한 생체외 다중 힘줄 하중 시스템으로 손목 및 팔꿈치 힘줄 질환의 기전을 연구하는 방법입니다. 이 기술은 정확한 기계적 특성 측정과 재현 가능한 결과를 제공하여 재활 치료 개발에 기여합니다.

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