Name: Ex vivo mechanische belasting van Tendon (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-05-28T00:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 36 s
Description: Leer een ex vivo belastingssysteem voor pezen kennen om gelijktijdig vier pezen te testen. Deze methode helpt onderzoekers de mechanismen van peesaandoeningen bij pols en elleboog beter te begrijpen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<ol><li> Supplement media CO 2-onafhankelijke media met Fetal Bovine serum, l-glutamine, antibiotica, en ascorbinezuur </li><li> Aliquot 40 ml in 50 ml centrifugebuis (een voor elke pees) </li><li> Aliquot 10 ml in 15 ml centrifugebuis (een voor elke pees) </li><li> Steriliseren chirurgische instrumenten, autoclaaf lakens, pincet en momentsleutel in autoclaaf </li><li> Steriliseren klemmen en kracht micrometer tips door het weken in 70% ethanol &#39;s nachts </li><li> Oogst pezen aan de achterzijde poten van het konijn. Konijn moeten zijn niet meer dan 2 uur geleden gedood. </li><li> Plaats pezen in 15 ml centrifugebuis gevuld met media </li><li> Leg een autoclaaf gesteriliseerd blad naar een steriel veld tot stand </li><li> Meet dwarsdoorsnede van de pees <ol style="margin-top: 0in"><li> Plaats micrometer tips over micrometer, sluiten goed </li><li> Grip pees door de uiteinden </li><li> Fit dunste deel van de pees in de groef </li><li> Zijn assistent plaats 50g gewicht </li><li> Wacht 30 seconden, lees dikte (CSA = dikte x 1,3) </li></ol></li><li> Plaats pees terug in 15 ml centrifugebuis </li><li> Herhaal dit met elke pees te laden </li><li> Verwijder de aandrijving van de basis </li><li> Knip twee 15mm met 40mm stroken en een 3 mm met 5 mm stuk uit steriel gaasje voor elke pees </li><li> Rol elke strip strak en plaats tussen de groeven van de distale klem </li><li> Verwijder de pees van de centrifugebuis en plaats deze op klem, het distale uiteinde van de pees op de distale klem en de fibrocartilage gebied van de pees op de proximale klem </li><li> Plaats 3x5 gaas aan de bovenkant van het distale uiteinde van de pees, en zet de klem </li><li> Veilig proximale klem, waardoor pees blijft afgestemd tussen de klemmen en met genoeg speling, dat het niet onder spanning staat wanneer klemmen zijn vastgedraaid. Draai de klemmen aan 1N-m </li><li> Plaats 50ml centrifugebuis met media in basis </li><li> Plaats actuator in basis </li><li> Herhaal dit met elke pees te laden </li><li> Plaats basis over waterbad </li><li> Het laden van Protocol <ol style="margin-top: 0in"><li> Voorwaarde pezen </li><li> Van toepassing zijn 0,5 N belasting, meten pees lengte (dit is de meter lengte) </li><li> Van toepassing zijn cyclische belasting </li></ol></li><li> Verwijder de aandrijving van de basis </li><li> Laat pees van de klemmen </li><li> Proces pees </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>

De video presenteert een nieuw systeem voor het gelijktijdig laden van maximaal vier wonen pezen in weefselkweek. Typische laden duur zijn 2 tot 48 uur. Na het laden worden de pezen verwijderd en verwerkt voor genexpressie. Het systeem maakt het mogelijk voor het onderzoek naar het effect van de laad-patroon op veranderingen in de genen geassocieerd met degeneratieve veranderingen in de pees. Deze experimenten kunnen enig inzicht verschaffen in de mechanismen van letsel in verband met repetitieve laden. Ze bieden ook inzicht in de belasting...

Maat 4 Lineair Actuator laadsysteem met warm water bad 50 ml buisjes pezen (konijn) steriele media

ex vivo mechanische belasting van tendon

Ex vivo Mechanical Loading of Tendon

Verwondingen aan de pees (bijv., pols tendinitis, epicondyltis) als gevolg van overbelasting komen vaak voor bij sportactiviteiten en de werkplek. De meeste worden geassocieerd met repetitieve, grote kracht de hand activiteiten. De mechanismen van cellulaire en structurele schade als gevolg van cyclische belasting zijn niet goed bekend. Het doel van deze video is te presenteren een nieuw systeem dat tegelijkertijd kan vier pezen belasting in weefselkweek. De video beschrijft de methoden van steriele oogst en hoe de pezen worden geladen op een klemsysteem, dat vervolgens wordt ondergedompeld in de media en gehandhaafd op 37 ° C. Een klem vast terwijl de andere wordt verplaatst met een lineaire actuator. Pees trekkracht is gecontroleerd met een load cell in serie met de mobiele klem. De aandrijvingen worden aangestuurd met een LabView programma. De vier pezen kan herhaaldelijk worden geladen met verschillende patronen van laden, herhalingsfrequentie, snelheid van het laden en duur. Het laden kan blijven voor een paar minuten tot 48 uur. Aan het einde van het laden, worden de pezen verwijderd en het midden van de stof gewonnen voor biochemische analyses. Dit systeem maakt voor het onderzoek van de effecten van laad-patronen op genexpressie en structurele veranderingen in de pees. Uiteindelijk kunnen de mechanismen van letsel als gevolg van overmatig gebruik zijn studies met de bevindingen toegepast op de behandeling en preventie.

Een nieuwe in vitro systeem voor het gelijktijdig laden van vier pezen in de cultuur wordt beschreven.

Ex vivo mechanische belasting van Tendon

Letsels aan de pees (bijv. peesontsteking in de pols, epicondylitis) als gevolg van overbelasting komen veel voor bij sportactiviteiten en op de werkplek. De meeste zijn geassocieerd met ...

Mijn naam is David Rempel. Ik ben docent bij de afdeling Bioengineering aan de University of California, Berkeley. Het experiment dat u gaat zien betreft het rekken van pezen, waarbij het doel is om de onderliggende mechanismen van peesaandoeningen aan de pols en elleboog te begrijpen.Deze peesaandoeningen komen veel voor bij atleten en werknemers die repetitief werk met hun handen verrichten. Krish Sundi, een van de promovendi in ons laboratorium, zal verschillende functies van het systeem demonstreren, specifiek de meting van het dwarsdoorsnedeoppervlak van de pees. Hij zal de pezen in de actuatoren plaatsen.Hij zal demonstreren hoe het systeem de pees gedurende een periode van 24 uur cyclisch belast en zal vervolgens de pees uit het systeem verwijderen. Oké, dit is het belastingsysteem dat we hebben ontworpen en gebouwd. Zoals u kunt zien, bestaat het uit zes actuatoren.Dit zijn actuatoren met een hoge precisie die in staat zijn een verplaatsing van één micrometer toe te passen; in serie met de actuator bevindt zich een krachtmeter om de op de pezen uitgeoefende krachten te registreren. In serie met de krachtmeter bevinden zich deze klemmen, die ver genoeg uitsteken zodat ze kunnen worden ondergedompeld in medium om de pezen levensvatbaar te houden. Dit gehele systeem wordt vervolgens in een waterbad geplaatst om het medium op 37 °C te houden.Ik ga u nu laten zien hoe ik een pees in dit systeem zou laden. De eerste stap die we moeten nemen is het meten van het dwarsdoorsnedeoppervlak van de pees, zodat we de juiste spanningen kunnen toepassen. Kunt u mij de buis met de pees aangeven?Deze pezen zijn geoogst van een Nieuw-Zeelands wit konijn. Ze zijn zojuist binnengebracht en zijn dus nog vers, minder dan twee uur nadat het konijn is geëuthanaseerd. Het gedeelte van de pees waarvan ik de dwarsdoorsnede meet, bevindt zich langs het dunste deel van de pees.Dit komt omdat dit het punt is waar de grootste spanningen zullen optreden als gevolg van het geringe, kleinste dwarsdoorsnedeoppervlak. Kunt u nu het gewicht bovenop de zuiger plaatsen? We wachten nu 30 seconden om de dikte af te lezen, 1.3.Kunt u de zuiger optillen en de pees terug in het medium plaatsen? Ik ga de actuator demonteren, waarin ik de pees zal laden. Nu ga ik een pees in de klemmen monteren.Hier zien we een close-up van de actuator. U kunt de actuator zelf zien, de krachtopnemer en de klemmen, die naar buiten steken. Deze kussentjes moeten ongeveer een halve tot driekwart inch breed en ongeveer anderhalve inch lang zijn.Doop vervolgens deze gaasjes in het medium om ze te bevochtigen. Dit vergemakkelijkt het oprollen. Plaats deze opgerolde gaasstrips in de groeven van deze serpentineklemmen. Ik ga nu de pees uit het medium halen.Dit uiteinde is de aanhechtingsplaats van de flexortendon in het uiteinde van de vinger van het konijn. Dit gebied hier is een vezelig kraakbeengebied. De pees wordt in een positie geplaatst zodanig dat het vezelig kraakbeengebied tussen de proximale klem is vastgeklemd.De pees wordt vervolgens vastgeklemd en de schroeven worden opnieuw aangetrokken tot één newton meter. Daarna wordt het overtollige deel van de pees afgesneden, zodat de actuator nu in de brace is gefixeerd en de gehele pees inclusief klemmen is ondergedompeld in het gewijzigde medium. Dezelfde procedure kan worden gebruikt om pezen op volgende actuatoren te monteren.Zoals u kunt zien, hebben we er in totaal zes, dus we kunnen dit doen met zes individuele pezen. Dit hele systeem wordt vervolgens opgetild en in een waterbad geplaatst om het medium op 37 °C te houden. We gaan nu een cyclische belasting aanbrengen op de pees tussen 0,5 en 5 MPa.De software die we gebruiken is LabVIEW en is op maat geschreven. De eerste stap is het preconditioneren van de pees. We passen 20 cycli van cyclische belasting toe tussen 0,5 megapascals en twee megapascals.Gebruik de vier meegeleverde micrometers om de gemeten dikte in te voeren. Het programma berekent vervolgens automatisch het dwarsdoorsnede-oppervlak. Daarna zal het programma de actuator aansturen om de verplaatsing te vergroten totdat er een belasting van 2 MPa op de pees wordt uitgeoefend.Hier volgen we de paarse lijn. Zodra er een belasting van 2 megapascal op de pees wordt uitgeoefend, zal het programma vervolgens een belasting van 0,5 megapascal op de pees aanbrengen. Zodra deze twee belastingen zijn bepaald, zal het programma cyclisch wisselen tussen deze twee belastingen, waarbij de positie continu wordt bijgewerkt tussen deze twee gewenste belastingen.Deze belasting wordt uitgevoerd met 10 megapascals per seconde bij een frequentie van 0,5 hertz. Zodra de pees is voorgeconditioneerd, streven we naar een belasting van 0,5 newton. We definiëren de lengte van de pees onder een belasting van 0,5 Newton als de meetlengte van de pees.Zodra het programma deze belasting heeft gevonden, lezen we de positie van de actuator af; deze positie, die momenteel zes duizend achthonderd vijfentwintig aangeeft, is de meetlengte van de pees. Nadat we de meetlengte van de pees hebben geregistreerd, keren we terug naar het programma voor cyclische belasting, voeren we onze gewenste waarden van 5 megapascals en 0,5 megapascals in, voeren we het totale aantal cycli in waartoe we willen belasten en doorlopen we opnieuw hetzelfde programma om de pees cyclisch te belasten tussen 0,5 en 5 megapascals. Opnieuw wordt deze belasting uitgevoerd met 10 megapascals per seconde bij een frequentie van 0,5 hertz.Nadat ze cyclisch zijn belast, doorgaans gedurende 24 uur, wordt de actuator vervolgens uit het systeem verwijderd, waarna de pees kan worden doorgesneden en naar wens kan worden verwerkt. U heeft zojuist onze pezen gezien die steriel zijn geoogst van konijnen. Het proces dat u heeft gezien was een semi-steriel proces, maar het leidde tot een cyclische belasting van de pezen over een periode van 24 uur.De pezen worden vervolgens geanalyseerd met R-T-P-C-R voor genexpressie. We analyseren de pezen ook op andere veranderingen, structurele veranderingen en andere histologische markers. Uiteindelijk is het doel van dit experiment om vast te stellen welk effect verschillende belastingspatronen hebben op de onderliggende mechanismen van peesletsel die geassocieerd kunnen worden met tendinopathieën en tendinitis.

Research

JoVE Journal

Biology

Biologie

Dit artikel beschrijft de experimentele procedures gebruikt om de rattenstaart pezen voor te bereiden op biomechanische en mechanobiological studies. Verschillende functies van de belangrijkste stappen in voorbereiding worden gedemonstreerd, te beginnen met afzuiging, doorsnede meten, spoelen en laden in de bioreactor kamer.

Voorbereiding van de Rat Tail Pezen voor Biomechanische en Mechanobiological Studies

Een In vivo Knaagdieren Model van krimp veroorzaakte letsel en niet-invasieve monitoring van de Recovery

We ontwierpen een nieuwe mechanische belasting bioreactor die eenassige of bi-axiale mechanische spanning voorafgaand aan de transplantatie kan toepassen op een kraakbeen biocomposite in een gewrichtskraakbeendefect.

Ontwerp van een tweeassige Mechanische belasting Bioreactor voor Tissue Engineering

Er werd een nieuw beeldvormingsprotocol ontwikkeld met behulp van een op maat gemaakte motorgestuurde mechanische actuator om de meting van realtime-responsen op mechanische spanning in levende cellen mogelijk te maken. Relevant voor mechanobiologie, kan het systeem spanningen tot 20% toepassen terwijl het realtime beeldvorming met confocale of atomaire krachtmicroscopie mogelijk maakt.

Live cell imaging tijdens Mechanical Stretch

We beschrijven een in vivo protocol om dorsiflexie van de voet te meten na stimulatie van de peroneale zenuw en contractie van het anterieure crurale compartiment van de achterpoot van de rat. Dergelijke metingen zijn een onmisbaar translationeel hulpmiddel voor het evalueren van skeletspierpathologie en weefselengineeringbenaderingen voor spierreparatie en -regeneratie.

toepassingen van<em&gt; In Vivo</em&gt; Functioneel testen van de Rat tibialis anterior voor de evaluatie van Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

Het protocol beschrijft efficiënte en reproduceerbare Trek-biomechanische testmethoden voor muriene pezen door het gebruik van Custom-Fit 3D-gedrukte armaturen.

Biomechanische beproeving van Muriene pezen

Een driedimensionaal uniaxiale mechanische stimulatie bioreactorsysteem is een ideale bioreactor voor tenogeen-specifieke differentiatie van pees-afgeleide stamcellen en neo-peesvorming.

Toepassing van een drie-dimensionale uniaxiale mechanische stimulatie bioreactor systeem om tenogene differentiatie van pees-afgeleide stamcellen induceren

Dit artikel beschrijft een open-source digitaal beeldcorrelatiealgoritme voor het meten van lokale 2D-weefselspanningen in peesexplantaten. De nauwkeurigheid van de techniek is gevalideerd met behulp van meerdere technieken en is beschikbaar voor openbaar gebruik.

Het meten van lokale weefselspanningen in pezen via open-source digitale beeldcorrelatie

We presenteren een op maat gemaakt experimenteel platform en weefselkweekprotocol dat fibrokraakbeenachtige verandering nabootst die wordt aangedreven door impingement van de achillespeesinsertie in explantaten van de achterpoten van muizen met aanhoudende cellevensvatbaarheid, en biedt een model dat geschikt is voor het onderzoeken van de mechanobiologie van peesimpingement.

Muizen achterpoot explantatiemodel voor het bestuderen van de mechanobiologie van achillespees impingement

Dit protocol presenteert een testsysteem dat wordt gebruikt om kwantificeerbare en gecontroleerde vermoeidheidsblessures in een achillespees van een rat te induceren voor een in-vivo model van door overbelasting geïnduceerde tendinopathie. De procedure bestaat uit het vastzetten van de enkel van de rat aan een gewrichtsactuator die passieve enkeldorsaalflexie uitvoert met een op maat geschreven MATLAB-script.

Een passief testsysteem voor dorsaalflexie van de enkel voor een in vivo model van door overbelasting geïnduceerde tendinopathie

Hier presenteren we een assembloid-modelsysteem om peescellulaire overspraak na te bootsen tussen het dragende peeskernweefsel en een extrinsiek compartiment met celpopulaties die worden geactiveerd door ziekte en letsel. Als belangrijke use case laten we zien hoe het systeem kan worden ingezet om ziekterelevante activering van extrinsieke endotheelcellen te onderzoeken.

Engineering Tendon Assembloids om cellulaire overspraak bij ziekte en reparatie te onderzoeken

Leer een ex vivo belastingssysteem voor pezen kennen om gelijktijdig vier pezen te testen. Deze methode helpt onderzoekers de mechanismen van peesaandoeningen bij pols en elleboog beter te begrijpen.

Ex vivo mechanische belasting van Tendon

Meer video's verkennen