November 9th, 2018
Celem protokołu jest zmierzenie zakresu ruchu kolana szczura. Skutki różnych chorób, które zwiększają sztywność stawu kolanowego i skuteczność leczenia, można określić ilościowo.
Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie układu mięśniowo-szkieletowego, takie jak wpływ interwencji na zakres ruchu stawu kolanowego przy użyciu modelu szczurzego. Główną zaletą tej techniki jest to, że zapewnia precyzyjną, powtarzalną, niezależną od użytkownika metodę pomiaru wyprostu stawu kolanowego szczura. Zacznij od użycia nożyczek i kleszczy, aby usunąć dolną kończynę szczura poddanego eutanazji i usunąć skórę z leżącej poniżej twarzy.
Następnie ułóż ciało na boku z eksperymentalną nogą skierowaną do góry. Umieść kość udową w rowkowanym metalowym zacisku, który jest zintegrowany ze stopniem montażowym stawometru. Zabezpiecz kość udową, przebijając otwory przez mięsień precyzyjnym śrubokrętem, aby umieścić zacisk dystalnie do krętarza większego.
Następnie wyreguluj boczny kłykieć kości udowej nad środkiem obrotu stawomierza. Ustaw ruchome ramię z dwoma pionowymi słupkami za nogą, tuż proksymalnie do kości piętowej, aby popchnąć kolano do pasywnego wyprostu po aktywacji silnika elektrycznego. Użyj klucza imbusowego, aby dokręcić kość udową clamp u podstawy, aż zostanie zabezpieczony.
Upewnij się, że kamera jest prawidłowo zamontowana na arthometerze za pomocą śrubokręta. Sprawdź, czy aparat jest w trybie ręcznego ustawiania ostrości i ustaw ostrość aparatu na kłykciu kości udowej. Ustaw kierunek stawomierza zgodnie z ruchem wskazówek zegara lub przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, w zależności od kierunku badanego zakresu ruchu kolana i pozycji szczura.
Aktywuj silnik artrometru, naciskając jednocześnie przyciski zasilania i startu. Silnik artrometru będzie poruszał się z prędkością 6.6 obr./min, a następnie zatrzyma się na 2.1 sekundy po osiągnięciu pierwszego ustawionego momentu obrotowego. Po osiągnięciu pierwszego momentu obrotowego zaświeci się odpowiednia dioda LED, a aparat cyfrowy automatycznie zrobi zdjęcie kolana.
Po zrobieniu zdjęcia stawomierz przejdzie do następnego wyższego ustawionego momentu obrotowego. Po przyłożeniu czterech momentów obrotowych artrometr zatrzyma się. Po umieszczeniu szczura na stawometrze i rozpoczęciu badania, całkowity czas badania jednego kolana wynosi około 18,8 sekundy.
Aby wyizolować artrogenny lub niemięśniowy składnik przykurczu, zresetuj sekwencję momentu obrotowego, aby uwolnić siłę przyłożoną do nogi, a następnie wykonaj miotomię tylnych mięśni przestawowych. Wypreparuj mięsień proksymalny na tyle blisko stawu kolanowego, aby upewnić się, że torebka nie zostanie przecięta. Po zbadaniu obu nóg przed i po miotomii oraz wycięciu wszelkich wymaganych tkanek, należy usunąć tuszę zwierzęcą i wszystkie materiały niebezpieczne biologicznie zgodnie z protokołem instytucjonalnym i oczyścić stawomierz.
Otwórz plik zawierający obraz cyfrowy wykonany przez kamerę zamontowaną na stawomierzu na Rysunku J. Osoba wykonująca analizę powinna być ślepa na eksperymentalne grupowanie zwierzęcia. Wybierz narzędzie kąta z głównego paska narzędzi i prześledź kąt udowo-piszczelowy, rysując linię udową od środka zacisku kości udowej do kłykcia bocznego oraz linię piszczelową od bocznego kłykcia kości udowej do kostki bocznej. Użyj narzędzia pomiarowego, klikając Analizuj, a następnie Zmierz, aby wyświetlić obliczony kąt wytworzony przez dwie linie narysowane powyżej.
Użyj konwencji zerowych stopni, aby oznaczać pełne rozciągnięcie. Rysunek ten pokazuje maksymalny wyprost kolana po 16 tygodniach unieruchomienia dla siedmiu szczurów w porównaniu z nieunieruchomioną kończyną przeciwległą. W przypadku unieruchomionego kolana zdolność do maksymalnego wyprostu była zmniejszona w porównaniu z kolanem przeciwstawnym.
Po miotomii maksymalna zdolność wyprostu eksperymentalnego i przeciwległego kolana wzrosła, jednak eksperymentalne kolano nadal wykazuje przykurcz zgięciowy. Podczas wykonywania tej procedury ważne jest, aby upewnić się, że zacisk kości udowej jest dobrze zabezpieczony, aby uniknąć ruchu kolana podczas testu. Po tej procedurze można wykonać inne metody, takie jak analiza histologiczna kolana, struktura stawowa, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania dotyczące zmian tkankowych i komórkowych, które zachodzą w stawie kolanowym, wpływając na jego zakres ruchu.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Niniejszy protokół ma na celu pomiar zakresu ruchu rozciągającego kolana szczura, umożliwiając kwantyfikację skutków chorób zwiększających sztywność stawu kolanowego oraz skuteczność terapii.
Quantifying tissue-specific contributions to joint contracture enables mechanistic de-risking in musculoskeletal target validation. This method supports predictive confidence by isolating arthrogenic versus muscular components of flexion contracture in a disease-relevant rat model. It provides a standardized, reproducible assay for evaluating interventions that affect knee range of motion, informing early go/no-go decisions in preclinical programs.
The method fits within the discovery-to-preclinical continuum, supporting hypothesis testing in early discovery and enabling mechanistic follow-up in translational research.