Maximale isometrische tetanische krachtmeting van de Tibialis-voorste spier in de rat

Het algemene doel van deze video is om een stapsgewijze instructie te geven over het meten van de isometrische tetanische kracht van de tibialis voorste spier in de rat, een reproduceerbare en gevalideerde methode om functioneel herstel na ischiaszenuwletsel of reconstructie te beoordelen. Het model van de rattensciatische zenuwdefect wordt vaak gebruikt om experimentele behandelingsopties voor perifere zenuwbeschadiging te evalueren. Om de gouden standaardbehandeling voor segmentale zenuwdefecten bij ratten te repliceren, wordt meestal een segment van 10 millimeter van de heupzenuw omgekeerd op zijn plaats verwijderd als een interpositieautograft.

Bij experimentele behandelingen kan de zenuwspleet worden gereconstrueerd met behulp van andere technieken, zoals een zenuw allograft of conduit. Voor klinische vertaling van deze experimentele technieken is het belangrijk om de mate van motorisch functieherstel in de doelspier te meten. In deze video beschrijven we hoe je dat doet voor de tibialis voorste spier door de gemeenschappelijke peroneale zenuw te stimuleren.

Start de procedure door de krachtomvormer te kalibreren. Plaats het testplatform, dat twee houten blokken op de proceduretafel bevat. Zorg ervoor dat de computer is aangesloten op een apparaat voor gegevensverzameling, dat op zijn beurt moet worden aangesloten op de krachttransducer.

Bevestig de krachtomvormer verticaal aan het testplatform met behulp van de vacuümbasis. Bevestig de lus aan de klem voor de kalibratiegewichten. Open de software en voer het virtuele instrument voor isometrische tetanische krachtmeting uit en selecteer nieuwe kalibratie.

De kalibratie begint met nul gewicht op de lus. Achtereenvolgens, met 10, 20, 30 en 50 gram gewicht en verzamel de gegevens tussen elke gewichtsmeting. Selecteer het proces zodra alle vijf de gewichtsmetingen zijn verzameld.

In het geval van een succesvolle kalibratie moet de grafiek een positieve lineaire curve weergeven, de waarden accepteren om door te gaan. Verwijder de lus en de gewichten van de klem en plaats de krachtomvormer horizontaal op het testplatform. Selecteer nul om het kalibratieproces te voltooien.

Na het induceren van anesthesie met behulp van een isofluraankamer, scheert u een achterbeen en plaatst u de rat op een verwarmingskussen van 37 graden. Verdoofde de rat diep met een intraperitoneale injectie van een ketamine- en xylazinecocktail en serveer vijf tot zes milliliter zoutoplossing subcutaan om gedurende de hele procedure een adequate hydratatiestatus te behouden. Plaats de rat op zijn kant en maak een posterolaterale dijincisie van 2 tot 3 centimeter, parallel aan het dijbeen.

Om de peroneale zenuwtak van de ischiaszenuw bloot te leggen, scheidt u de biceps femoris-spier van de gluteus maximus- en vastus lateralis-spier door het fasciale vlak tussen deze spieren te ontleden. Plaats het oprolmechanisme tussen de gescheiden spieren om een betere toegang tot de heupzenuw te hebben. Identificeer de trifurcatie van de heupzenuw in de peroneale zenuw, de tibialiszenuw en de surale zenuw.

Gebruik een gebogen tang om de peroneale zenuwtak uit het omliggende weefsel te ontleden. In geval van onzekerheid, knijp voorzichtig de zenuw en observeer of de motorische reactie dorsiflexie van de achterpoot is. Om de tibialis voorste spier bloot te stellen, plaatst u de rat op zijn rug en ingesneden het voorste aspect van de onderste ledemaat, beginnend bij het kniegewricht en afdalend naar de middelmatige kant van de poot.

Isoleer de distale tibialis voorste spierpees van het omliggende weefsel. Gebruik een muggendop om de pees botweg helemaal tot aan het inbrengen te ontleden en snijd de pees op de invoegpositie. De eerste stap in het proces van isometrische tetanische krachtmeting is optimalisatie van de spierlengte, ook bekend als de parametertest.

Breng de rat samen met het verwarmingskussen over naar het testplatform met behulp van twee k-draden van 1 millimeter om de achterpoot aan het houten blok te bevestigen. Boor de eerste k-draad door het distale dijbeen en de tweede door de enkel. Bevestig de houder voor de subminiatuurelektrode aan het testplatform en plaats de klem rond de plaats van de peroneale zenuw.

Steek de aardingskabel in de omliggende spieren en plaats het oprolmechanisme terug voor toegang tot de peroneale zenuw. Bevestig de bipolaire elektrodekabels aan de subminiatuurelektrode en haak de elektrode rond de peroneale zenuw met behulp van de gebogen tang. Gebruik de klem op de houder om de positie van de subminiatuurelektrode vast te zetten.

Klem de distale tibialis voorste spierpees vast aan de klem die aan de krachtomvormer is bevestigd. Voor nauwkeurige meting is het belangrijk dat de krachttransducer parallel aan het verloop van de tibialis voorste spier wordt geplaatst. Zorg ervoor dat de rattenreferentiekabel distaal op de subminiatuurelektrode en de zwarte actieve elektrodekabel proximaal is geplaatst.

Sluit zowel deze kabels als de aardingskabel aan op een bipolair stimulatorapparaat. Voor optimalisatie van de spierlengte, pas de instellingen van de bipolaire stimulator aan op een vertraging van twee milliseconden duur van 0,4 milliseconden en een stimulus intensiteit van 2 volt. Zodra alles goed is aangesloten, stelt u de software in op parametertest en drukt u op triggerverzameling.

Verhoog de spierlengte, ook wel een voorbelasting genoemd, door de hendelarm te bewegen die aan de krachttransducer is bevestigd. De preload is de grote kit bovenop de grafiek op het scherm. Begin bij een voorbelasting van 10 gram en geef twee enkele twitches door de stimulusknop op de bipolaire simulator naar beneden te drukken.

De output zal zichtbaar zijn op de grafiek als twee piekuitgangskrachten en de rat moet dorsiflexie van de poot laten zien. Druk nogmaals op trigger collection om deze twee pieken te meten. Meestal detecteert het programma automatisch de pieken.

In dat geval, druk op accepteren om door te gaan. Als de software de pieken echter niet herkent, klikt u op de daling en selecteert u handmatig de pieken. De twee uitgangskrachten worden gemiddeld tot een gemiddelde piekoutputkracht, die aan de rechterkant van de grafiek wordt gepresenteerd.

De actieve spierkracht kan vervolgens worden berekend door de voorbelasting af te trekken van deze gemiddelde piekoutputkracht. Gebruik stappen van 10 gram preload totdat de preload die resulteert in de maximale actieve spierkracht is geïdentificeerd. Elke voorspanningsmeting moet op dezelfde manier worden uitgevoerd door de stimulusknop op de bipolaire simulator tweemaal naar beneden te drukken.

Om dit proces gemakkelijker te maken, noteer de actieve spierkracht voor elke voorbelasting en stop met het verhogen van de voorbelasting zodra de actieve spierkracht daalt. In dit voorbeeld wordt de maximale actieve spierkracht geschakeld bij een voorbelasting van 20 gram. De voorbelasting die de hoogste actieve spierkracht oplevert, met andere woorden, de optimale spierlengte, zal worden gebruikt om de isometrische tetanische kracht te meten.

Laat de spanning op de spier los en hydrateer de spier met verwarmde zoutoplossing. Wacht vijf minuten voordat u begint met het meten van de isometrische tetanische kracht. Pas tijdens het wachten de stimulusintensiteit aan op 10 volt, leid de duur op 0,4 milliseconden en de vertraging op twee milliseconden.

De isometrische tetanische kracht wordt gemeten met behulp van toenemende frequenties, beginnend bij 30 Hertz. Schakel over van parametertest naar frequentietest op de software en verplaats de krachtomvormer naar de vooraf bepaalde optimale spierlengte. Induceer nu de tetanische stimulatie door de stimulusknop op de bipolaire simulator maximaal vijf seconden omhoog te drukken of totdat een krachtpiek duidelijk wordt waargenomen.

De optimale tetanische curve neemt sterk toe en heeft vervolgens een langzaam afnemende plateaufase gevolgd door een scherpe afname. Documenteer de krachtpiek voor elke stimulusfrequentie. Laat de spier vijf minuten rusten op nul en hydrateer de spier met verwarmde zoutoplossing tussen elke meting.

Gebruik stappen van 30 Hertz en een resolutie van 10 Hertz totdat het maximale krachtplateau wordt waargenomen. Dit zal de isometrische tetanische kracht zijn. Gebruik nietjes of hechtingen om de huid te sluiten en herhaal de hele procedure tot aan de contralaterale hindlimb.

Euthanaseer het dier na het beëindigen van de meting aan de contralaterale kant. Na het bekijken van deze video moet je een goed begrip hebben van hoe je de isometrische tetanische spierkracht reproduceerbaar kunt meten bij ratten die een ischiaszenuwreconstructie hebben ondergaan.