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의 응용 프로그램 생체 조직 평가를위한 쥐 앞정 전방의 기능 테스트는 골격근 수리 엔지니어링
의 응용 프로그램 생체 조직 평가를위한 쥐 앞정 전방의 기능 테스트는 골격근 수리 엔지니어링
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JoVE Journal Bioengineering
Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

의 응용 프로그램 생체 조직 평가를위한 쥐 앞정 전방의 기능 테스트는 골격근 수리 엔지니어링

Full Text
14,828 Views
07:13 min
October 7, 2016

DOI: 10.3791/54487-v

Ellen L. Mintz1, Juliana A. Passipieri2, Daniel Y. Lovell2, George J. Christ2,3

1Department of Pathology,University of Virginia, 2Department of Biomedical Engineering,University of Virginia, 3Department of Orthopaedic Surgery,University of Virginia

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Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This article presents an in vivo protocol for measuring dorsiflexion of the foot in rats following peroneal nerve stimulation. This method is crucial for assessing muscle pathology and evaluating tissue engineering strategies for muscle repair.

Key Study Components

Area of Science

  • Neuroscience
  • Muscle Physiology
  • Regenerative Medicine

Background

  • In vivo muscle function testing assesses the functional status of muscles.
  • This method is essential for understanding muscle repair mechanisms.
  • Repeated measures on the same animal enhance experimental reliability.
  • Accurate assessment is vital for developing novel therapeutics.

Purpose of Study

  • To evaluate muscle function in response to stimulation.
  • To understand the effects of injuries and treatments on muscle recovery.
  • To provide a protocol for researchers in muscle physiology.

Methods Used

  • Electrode placement for nerve stimulation.
  • Measurement of muscle force output during stimulation.
  • Monitoring of tetanic curves to assess muscle function.
  • Use of Lewis rats for experimental consistency.

Main Results

  • Successful measurement of dorsiflexion in response to stimulation.
  • Identification of optimal electrode placement for accurate readings.
  • Establishment of a correlation between muscle mass and force.
  • Development of a reliable protocol for future studies.

Conclusions

  • This technique allows for effective evaluation of muscle function.
  • It aids in understanding the impact of injuries on muscle recovery.
  • Future studies can build on this methodology for muscle regeneration research.

Frequently Asked Questions

What is the main goal of this protocol?
To measure dorsiflexion of the foot in rats following nerve stimulation.
Why is accurate electrode placement important?
It ensures maximum recruitment of muscle fibers for reliable force measurements.
What animal model is used in this study?
11-week-old Lewis rats are recommended for this protocol.
How does this method contribute to muscle regeneration research?
It provides a reliable assessment of muscle function critical for evaluating therapeutic approaches.
What are the implications of this technique?
It aids in the development and evaluation of novel therapeutics for muscle repair.
How long does the procedure take once mastered?
The technique can be performed in approximately 30 minutes if executed properly.

우리는 비골 신경의 자극과 쥐 뒷다리의 앞쪽 가랑이 구획의 수축에 따라 발의 배측 굴곡을 측정하기 위한 생체 내 프로토콜을 설명합니다. 이러한 측정은 근육 복구 및 재생에 대한 골격근 병리학 및 조직 공학 접근 방식을 평가하는 데 필수적인 번역 도구입니다.

생체 내 근육 기능 검사의 목표는 노화, 질병, 부상 및 회복 치료의 영향을 연구하기 위해 관심 근육의 기능 상태에 대한 정확한 평가를 제공하는 것입니다. 이 방법은 다양한 맥락에서 골격근 복구 및 재생을 담당하는 시간 경과 및 메커니즘을 더 잘 이해하는 데 필요한 다학제 연구의 핵심 구성 요소입니다. 이 기술의 가장 큰 장점은 시간이 지남에 따라 동일한 동물의 근육 기능을 반복적으로 측정할 수 있다는 것입니다.

이는 최적화된 생리학적 환경에서 근육 손상과 회복을 평가하기 위한 강력한 실험 패러다임을 제공합니다. 근육 재생을 위한 새로운 치료법의 개발 및 평가에는 기능적 근육 회복 정도에 대한 정확한 평가가 중요하기 때문에 이 기술이 손상된 근육 치료에 미치는 영향. 일반적으로 이 방법을 처음 접하는 개인은 전극 배치가 동물마다 확장 가능하게 다양하고 절차의 성공에 매우 중요하기 때문에 어려움을 겪을 것입니다.

이러한 실험에는 11주 된 루이스 쥐를 사용하는 것이 좋습니다. 어쨌든 근육량과 힘 사이에는 선형 상관 관계가 있으므로 쥐의 크기에 유의하십시오. 쥐를 마취 한 후 발목과 골반 사이의 실험을 위해 계획된 다리 측면의 털을 완전히 제거합니다.

이제 페달 장치를 배치하십시오. 두 개의 컨트롤을 사용하여 풋 페달을 장치가 허용하는 가장 왼쪽과 가장 낮은 위치로 조정합니다. 이 위치에서 세 번째 제어 장치는 페달의 적절한 위치에 필요한 대로 장치를 이동합니다.

이제 요오드와 알코올을 세 번 갈아주어 다리를 청소한다. 요오드를 투여할 때마다 약 30초 정도 걸립니다. 다음으로, 다리를 뻗었을 때 발바닥이 발 페달과 완전히 닿도록 동물의 위치를 조정합니다.

그런 다음 의료용 테이프를 사용하여 발을 페달에 고정합니다. 뒤꿈치가 페달과 같은 높이이고 발 전체가 평평해야 합니다. 발이 단단히 부착되는 것도 중요합니다.

다리를 고정하려면 조정 가능한 핀을 사용하여 제자리에 고정합니다. 이제 다리를 풋 페달과 평행하게 만듭니다. 먼저 거칠고 미세한 조정 손잡이를 사용하여 발과 경골이 90도 위치에 올 때까지 발목을 천천히 움직입니다.

그런 다음 대퇴골과 경골이 90도 수직 각도가 될 때까지 다리를 계속 움직입니다. 이 시점에서 동물은 전극을 사용할 준비가 된 것입니다. 전극 제어 소프트웨어에서 명확하게 표시된 주황색 버튼을 클릭하여 인스턴트 자극을 활성화합니다.

이제 첫 번째 자극 전극을 슬개골 바로 지나 경골 바로 옆에 위치시켜 무릎에서 측면으로 달리고 경골에 수직인 회음부 신경의 평원에 인접하고 직교하도록 합니다. 약 0.4뉴턴의 스파이크가 보일 때까지 표면 위치 위치를 계속 조정합니다. 그런 다음 두 번째 바늘을 경골 전방의 경계와 비복근에 매우 피상적으로 삽입하여 근육층에 거의 들어가지 않도록 합니다.

전극이 0.6뉴턴 부근의 스파이크를 읽을 때까지 위치를 조정합니다. 조정이 완료되면 취미 클램프 광석 의료 테이프를 사용하여 전극을 제자리에 고정합니다. 이제 조정을 조정하여 다리의 최대 힘 출력을 찾으십시오.

고출력 바이위상 자극기에서 범위를 찾고 노브를 조정합니다. 먼저 범위 노브를 조정하여 원하는 최대 암페어를 얻습니다. 최대 암페어는 3개 이상의 연속적인 자극이 동일한 수축 반응을 초래하는 수준입니다.

그런 다음 조정 노브를 돌려 백분율을 돌립니다.tage 근육을 자극하는 데 필요한 범위의 e. 근육의 힘이 약 1.0뉴턴이 될 때까지 조정합니다. 계속하기 전에 전극이 여전히 고정되어 있는지 확인하십시오.

이제 소프트웨어에서 인스턴트 스팀을 중지한 다음 라이브 데이터 창으로 이동하여 시퀀스 시작을 클릭합니다. 제어 화면으로 돌아가서 주황색 Instant Stim 버튼 위에 있는 Analysis(분석) 버튼을 클릭하여 곡선을 계속 모니터링합니다. 파탄 곡선은 60헤르츠 자극 부근에서 형성되기 시작해야 합니다.

테타닉 곡선은 최적의 결과와 차선의 결과를 구별하는 데 사용할 수 있습니다. 이 곡선은 일반적으로 60헤르츠의 주파수 주변에서 형성되기 시작하여 100에서 완전히 형성되며 100헤르츠 주파수 이상에서 계속 완전한 형성 상태를 유지합니다. 이상적인 곡선은 자극 시점에 중단 없이 급격한 수직 상승 곡선을 보인 다음, 진동이 최소화된 평평한 고원 단계와 자극이 종료될 때 중단 없는 급격한 수직 감소 기간이 있어야 합니다.

좋은 결과의 핵심은 근육을 최대한의 힘으로 자극하고 파상풍 중에도 그 힘을 유지하는 능력입니다. 이상적인 만곡에서 정상적인 편차는 근육이 피로하다는 것을 나타낼 수 있습니다. 불완전한 만곡을 초래하는 편차는 일반적으로 잘못된 전극 배치로 인해 자극 중 근섬유의 최대 동원에 실패하여 최대 수축보다 적기 때문입니다.

이 동영상을 시청한 후에는 다양한 부상 및 상태가 근육 기능에 미치는 영향을 더 잘 이해하고 잠재적인 회복 치료의 영향을 평가하기 위해 생체 내 근육 테스트를 전문적으로 수행하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 이 기술을 숙달하면 제대로 수행하면 30분 안에 완료할 수 있습니다. 이 절차에 따라 근육 형성, 근육 섬유 및 기질 형성을 더 잘 이해하고 근육 복구 및 재생의 분자 메커니즘을 확인하기 위해 조직학적 분석 및 유전자 발현 연구와 같은 다른 방법을 수행할 수 있습니다.

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