Name: Badania biomechaniczne ścięgien myszy (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-10-15T14:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 9 s
Description: Poznaj metodę testowania biomechanicznego ścięgien myszy przy użyciu niestandardowych uchwytów drukowanych 3D. Protokół eliminuje artefakty chwytania i skraca czas przygotowania próbek z godzin do minut.

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

Badanie było wspierane przez NIH / NIAMS (R01 AR055580, R01 AR057836).

<ol><li>Girish, N., Ramachandra, K., Arun, G. M., Asha, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prevalence+of+Musculoskeletal+Disorders+Among+Cashew+Factory+Workers%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Environmental+%26+Occupational+Health%22%5BJournal%5D)">Prevalence of Musculoskeletal Disorders Among Cashew Factory Workers.</a> Archives of Environmental & Occupational Health. 67, 37-42 (2012).</li>
<li>Thomopoulos, S., Parks, W. C., Rifkin, D. B., Derwin, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+tendon+injury+and+repair%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Research%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of tendon injury and repair.</a> Journal of Orthopaedic Research. 33, 832-839 (2016).</li>
<li>Scott, A., Ashe, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Common+Tendinopathies+in+the+Upper+and+Lower+Extremities%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Sports+Medicine+Reports%22%5BJournal%5D)">Common Tendinopathies in the Upper and Lower Extremities.</a> Current Sports Medicine Reports. 5, 233-241 (2006).</li>
<li>Praemer, A., Furner, S., Rice, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Musculoskeletal+Conditions+in+the+United+States%5BTitle%5D)+AND+%22American+Academy+of+Orthopaedic+Surgeons%22%5BJournal%5D)">Musculoskeletal Conditions in the United States.</a> American Academy of Orthopaedic Surgeons. , (1992).</li>
<li>Nourissat, G., Berenbaum, F., Duprez, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tendon+injury%3A+From+biology+to+tendon+repair%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Rheumatology%22%5BJournal%5D)">Tendon injury: From biology to tendon repair.</a> Nature Reviews Rheumatology. 11, 223-233 (2015).</li>
<li>Galatz, L. M., Ball, C. M., Teefey, S. A., Middleton, W. D., Yamaguchi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+outcome+and+repair+integrity+of+completely+arthroscopically+repaired+large+and+massive+rotator+cuff+tears%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Bone+and+Joint+Surgery%22%5BJournal%5D)">The outcome and repair integrity of completely arthroscopically repaired large and massive rotator cuff tears.</a> The Journal of Bone and Joint Surgery. 86, 219-224 (2004).</li>
<li>Sher, J. S., Uribe, J. W., Posada, A., Murphy, B. J., Zlatkin, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Abnormal+findings+on+magnetic+resonance+images+of+asymptomatic+shoulders%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Bone+and+Joint+Surgery%22%5BJournal%5D)">Abnormal findings on magnetic resonance images of asymptomatic shoulders.</a> The Journal of Bone and Joint Surgery. 77, 10-15 (1995).</li>
<li>Ker, R. F., Wang, X. T., Pike, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fatigue+quality+of+mammalian+tendons%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Experimental+Biology%22%5BJournal%5D)">Fatigue quality of mammalian tendons.</a> The Journal of Experimental Biology. 203, 1317-1327 (2000).</li>
<li>Wilson, J. J., Best, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Common+overuse+tendon+problems%3A+A+review+and+recommendations+for+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22American+Family+Physician%22%5BJournal%5D)">Common overuse tendon problems: A review and recommendations for treatment.</a> American Family Physician. 72, 811-818 (2005).</li>
<li>Fleischer, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanical+strength+and+failure+mechanism+of+different+tubercula+refixation+methods+within+the+framework+of+an+arthroplasty+for+shoulder+fracture%5BTitle%5D)+AND+%22Orthopaedics+%26+Traumatology%3A+Surgery+%26+Research%22%5BJournal%5D)">Biomechanical strength and failure mechanism of different tubercula refixation methods within the framework of an arthroplasty for shoulder fracture.</a> Orthopaedics & Traumatology: Surgery & Research. 103, 165-169 (2017).</li>
<li>West, J. R., Juncosa, N., Galloway, M. T., Boivin, G. P., Butler, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+in+vivo+Achilles+tendon+forces+in+rabbits+during+treadmill+locomotion+at+varying+speeds+and+inclinations%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">Characterization of in vivo Achilles tendon forces in rabbits during treadmill locomotion at varying speeds and inclinations.</a> Journal of Biomechanics. 37, 1647-1653 (2004).</li>
<li>Cavinatto, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+versus+late+repair+of+rotator+cuff+tears+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Shoulder+and+Elbow+Surgery%22%5BJournal%5D)">Early versus late repair of rotator cuff tears in rats.</a> Journal of Shoulder and Elbow Surgery. 27, 606-613 (2018).</li>
<li>Potter, R., Havlioglu, N., Thomopoulos, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+developing+shoulder+has+a+limited+capacity+to+recover+after+a+short+duration+of+neonatal+paralysis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">The developing shoulder has a limited capacity to recover after a short duration of neonatal paralysis.</a> Journal of Biomechanics. 47, 2314-2320 (2014).</li>
<li>Connizzo, B. K., Sarver, J. J., Iozzo, R. V., Birk, D. E., Soslowsky, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+Age+and+Proteoglycan+Deficiency+on+Collagen+Fiber+Re-Alignment+and+Mechanical+Properties+in+Mouse+Supraspinatus+Tendon%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Effect of Age and Proteoglycan Deficiency on Collagen Fiber Re-Alignment and Mechanical Properties in Mouse Supraspinatus Tendon.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 135, 021019(2013).</li>
<li>Beason, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypercholesterolemia+increases+supraspinatus+tendon+stiffness+and+elastic+modulus+across+multiple+species%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Shoulder+and+Elbow+Surgery%22%5BJournal%5D)">Hypercholesterolemia increases supraspinatus tendon stiffness and elastic modulus across multiple species.</a> Journal of Shoulder and Elbow Surgery. 22, 681-686 (2013).</li>
<li>Miller, K. S., Connizzo, B. K., Soslowsky, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collagen+fiber+re-alignment+in+a+neonatal+developmental+mouse+supraspinatus+tendon+model%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Collagen fiber re-alignment in a neonatal developmental mouse supraspinatus tendon model.</a> Annals of Biomedical Engineering. 40, 1102-1110 (2012).</li>
<li>Cong, G. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluating+the+role+of+subacromial+impingement+in+rotator+cuff+tendinopathy%3A+Development+and+analysis+of+a+novel+murine+model%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Research%22%5BJournal%5D)">Evaluating the role of subacromial impingement in rotator cuff tendinopathy: Development and analysis of a novel murine model.</a> Journal of Orthopaedic Research. 36, 2780-2788 (2018).</li>
<li>Thomopoulos, S., Birman, V., Genin, G. M. Structural Interfaces and Attachments in Biology. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aThomopoulos%2C+S+%22Infection+and+Immunity%22">Infection and Immunity</a>. 35, Springer. (2013).</li>
<li>Boivin, G. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanical+properties+and+histology+of+db%2Fdb+diabetic+mouse+Achilles+tendon%5BTitle%5D)+AND+%22Muscles%2C+Ligaments+and+Tendons+Journal%22%5BJournal%5D)">Biomechanical properties and histology of db/db diabetic mouse Achilles tendon.</a> Muscles, Ligaments and Tendons Journal. 4, 280-284 (2014).</li>
<li>Ansorge, H. L., Adams, S., Birk, D. E., Soslowsky, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical%2C+Compositional%2C+and+Structural+Properties+of+the+Post-natal+Mouse+Achilles+Tendon%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Mechanical, Compositional, and Structural Properties of the Post-natal Mouse Achilles Tendon.</a> Annals of Biomedical Engineering. 39, 1904-1913 (2011).</li>
<li>Shu, C. C., Smith, M. M., Appleyard, R. C., Little, C. B., Melrose, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Achilles+and+tail+tendons+of+perlecan+exon+3+null+heparan+sulphate+deficient+mice+display+surprising+improvement+in+tendon+tensile+properties+and+altered+collagen+fibril+organisation+compared+to+C57BL%2F6+wild+type+mice%5BTitle%5D)+AND+%22PeerJ%22%5BJournal%5D)">Achilles and tail tendons of perlecan exon 3 null heparan sulphate deficient mice display surprising improvement in tendon tensile properties and altered collagen fibril organisation compared to C57BL/6 wild type mice.</a> PeerJ. 6, 5120(2018).</li>
<li>Probst, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+clamping+technique+for+biomechanical+testing+of+tendons+in+small+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Investigative+Surgery%22%5BJournal%5D)">A new clamping technique for biomechanical testing of tendons in small animals.</a> Journal of Investigative Surgery. 13, 313-318 (2000).</li>
<li>Talan, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Body+temperature+of+C57BL%2F6J+mice+with+age%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Gerontology%22%5BJournal%5D)">Body temperature of C57BL/6J mice with age.</a> Experimental Gerontology. 19, 25-29 (1984).</li>
<li>Newton, M. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+influence+of+testing+angle+on+the+biomechanical+properties+of+the+rat+supraspinatus+tendon%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">The influence of testing angle on the biomechanical properties of the rat supraspinatus tendon.</a> Journal of Biomechanics. 49, 4159-4163 (2016).</li>
<li>Schwartz, A. G., Lipner, J. H., Pasteris, J. D., Genin, G. M., Thomopoulos, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Muscle+loading+is+necessary+for+the+formation+of+a+functional+tendon+enthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">Muscle loading is necessary for the formation of a functional tendon enthesis.</a> Bone. 55, 44-51 (2014).</li>
<li>Gimbel, J. A., Van Kleunen, J. P., Williams, G. R., Thomopoulos, S., Soslowsky, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long+durations+of+immobilization+in+the+rat+result+in+enhanced+mechanical+properties+of+the+healing+supraspinatus+tendon%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Long durations of immobilization in the rat result in enhanced mechanical properties of the healing supraspinatus tendon.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 129, 400-404 (2006).</li>
<li>Freedman, B. R., Sarver, J. J., Buckley, M. R., Voleti, P. B., Soslowsky, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanical+and+structural+response+of+healing+Achilles+tendon+to+fatigue+loading+following+acute+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">Biomechanical and structural response of healing Achilles tendon to fatigue loading following acute injury.</a> Journal of Biomechanics. 47, 2028-2034 (2014).</li>
<li>Deymier, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+multiscale+structural+and+mechanical+effects+of+mouse+supraspinatus+muscle+unloading+on+the+mature+enthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomaterialia%22%5BJournal%5D)">The multiscale structural and mechanical effects of mouse supraspinatus muscle unloading on the mature enthesis.</a> Acta Biomaterialia. 83, 302-313 (2019).</li>
<li>Killian, M. L., Thomopoulos, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scleraxis+is+required+for+the+development+of+a+functional+tendon+enthesis%5BTitle%5D)+AND+%22FASEB+Journal%22%5BJournal%5D)">Scleraxis is required for the development of a functional tendon enthesis.</a> FASEB Journal. 30, 301-311 (2016).</li>
<li>Schwartz, A. G., Long, F., Thomopoulos, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enthesis+fibrocartilage+cells+originate+from+a+population+of+Hedgehog-responsive+cells+modulated+by+the+loading+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Development%22%5BJournal%5D)">Enthesis fibrocartilage cells originate from a population of Hedgehog-responsive cells modulated by the loading environment.</a> Development. 142, 196-206 (2015).</li>
<li>Bell, R., Taub, P., Cagle, P., Flatow, E. L., Andarawis-Puri, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+mouse+model+of+supraspinatus+tendon+insertion+site+healing%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Research%22%5BJournal%5D)">Development of a mouse model of supraspinatus tendon insertion site healing.</a> Journal of Orthopaedic Research. 33, 25-32 (2014).</li>
<li>Connizzo, B. K., Bhatt, P. R., Liechty, K. W., Soslowsky, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diabetes+Alters+Mechanical+Properties+and+Collagen+Fiber+Re-Alignment+in+Multiple+Mouse+Tendons%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Diabetes Alters Mechanical Properties and Collagen Fiber Re-Alignment in Multiple Mouse Tendons.</a> Annals of Biomedical Engineering. 42, 1880-1888 (2014).</li>
<li>Eekhoff, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functionally+Distinct+Tendons+From+Elastin+Haploinsufficient+Mice+Exhibit+Mild+Stiffening+and+Tendon-Specific+Structural+Alteration%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Functionally Distinct Tendons From Elastin Haploinsufficient Mice Exhibit Mild Stiffening and Tendon-Specific Structural Alteration.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 139, 111003(2017).</li>
<li>Mikic, B., Bierwert, L., Tsou, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Achilles+tendon+characterization+in+GDF-7+deficient+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Research%22%5BJournal%5D)">Achilles tendon characterization in GDF-7 deficient mice.</a> Journal of Orthopaedic Research. 24, 831-841 (2006).</li>
<li>Sikes, K. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Knockout+of+hyaluronan+synthase+1%2C+but+not+3%2C+impairs+formation+of+the+retrocalcaneal+bursa%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Research%22%5BJournal%5D)">Knockout of hyaluronan synthase 1, but not 3, impairs formation of the retrocalcaneal bursa.</a> Journal of Orthopaedic Research. 36, 2622-2632 (2018).</li>
<li>Wang, V. M., Banack, T. M., Tsai, C. W., Flatow, E. L., Jepsen, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Variability+in+tendon+and+knee+joint+biomechanics+among+inbred+mouse+strains%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Research%22%5BJournal%5D)">Variability in tendon and knee joint biomechanics among inbred mouse strains.</a> Journal of Orthopaedic Research. 24, 1200-1207 (2006).</li>
<li>Wang, V. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Murine+tendon+function+is+adversely+affected+by+aggrecan+accumulation+due+to+the+knockout+of+ADAMTS5%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Research%22%5BJournal%5D)">Murine tendon function is adversely affected by aggrecan accumulation due to the knockout of ADAMTS5.</a> Journal of Orthopaedic Research. 30, 620-626 (2011).</li>
<li>Zhang, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tendon+mineralization+is+progressive+and+associated+with+deterioration+of+tendon+biomechanical+properties%2C+and+requires+BMP-Smad+signaling+in+the+mouse+Achilles+tendon+injury+model%5BTitle%5D)+AND+%22Matrix+Biology%22%5BJournal%5D)">Tendon mineralization is progressive and associated with deterioration of tendon biomechanical properties, and requires BMP-Smad signaling in the mouse Achilles tendon injury model.</a> Matrix Biology. 52-54, 315-324 (2016).</li>
<li>Rooney, S. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ibuprofen+differentially+affects+supraspinatus+muscle+and+tendon+adaptations+to+exercise+in+a+rat+model%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Sports+Medicine%22%5BJournal%5D)">Ibuprofen differentially affects supraspinatus muscle and tendon adaptations to exercise in a rat model.</a> American Journal of Sports Medicine. 44, 2237-2245 (2016).</li>
<li>Galasso, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quality+of+Life+and+Functional+Results+of+Arthroscopic+Partial+Repair+of+Irreparable+Rotator+Cuff+Tears%5BTitle%5D)+AND+%22Arthroscopy+-+Journal+of+Arthroscopic+and+Related+Surgery%22%5BJournal%5D)">Quality of Life and Functional Results of Arthroscopic Partial Repair of Irreparable Rotator Cuff Tears.</a> Arthroscopy - Journal of Arthroscopic and Related Surgery. 33, 261-268 (2017).</li>
<li>Sarver, D. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sex+differences+in+tendon+structure+and+function%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Research%22%5BJournal%5D)">Sex differences in tendon structure and function.</a> Journal of Orthopaedic Research. 35, 2117-2126 (2017).</li>
<li>Razmjou, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Disability+and+satisfaction+after+Rotator+Cuff+decompression+or+repair%3A+A+sex+and+gender+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Musculoskeletal+Disorders%22%5BJournal%5D)">Disability and satisfaction after Rotator Cuff decompression or repair: A sex and gender analysis.</a> BMC Musculoskeletal Disorders. 12, 66(2011).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Mysie modele zwierzęce są powszechnie używane do badania zaburzeń ścięgien, ale charakterystyka ich właściwości mechanicznych jest trudna i rzadka w literaturze. Celem niniejszego protokołu jest opisanie efektywnej czasowo i powtarzalnej metody badania rozciągania ścięgien myszy. Nowe metody skróciły czas potrzebny na przetestowanie próbki z godzin do minut i wyeliminowały główny artefakt chwytania, który był częstym problemem w poprzednich metodach.
Kilka kroków opisanych w tym protokole ma k...

Zaburzenia ścięgien są powszechne i bardzo rozpowszechnione wśród starzejących się, wysportowanych i aktywnych populacji1,2,3. W Stanach Zjednoczonych każdego roku zgłaszanych jest 16,4 miliona urazów tkanki łącznej4 i stanowią one 30% wszystkich wizyt w gabinecie lekarskim związanych z urazami3,5,6,7,8. Do najczęściej dotkniętych miejsc należą stożek rotatorów, ścięgno Achillesa i ścięgno rzepki9. Chociaż zbadano różne metody leczenia nieoperacyjnego i operacyjnego, w tym leki przeciwzapalne, rehabilitację i naprawę chirurgiczną, wyniki pozostają słabe, z ograniczonym powrotem do funkcji i wysokimi wskaźnikami niepowodzeń5,6. Te słabe wyniki kliniczne zmotywowały do badań podstawowych i translacyjnych mających na celu zrozumienie tendinopatii i opracowanie nowych metod leczenia.
Właściwości biomechaniczne przy rozciąganiu są podstawowymi wynikami ilościowymi definiującymi funkcję ścięgien. Dlatego laboratoryjna charakterystyka tendinopatii i skuteczności leczenia musi obejmować rygorystyczne badania właściwości rozciągania ścięgien. W licznych badaniach opisano metody określania właściwości biomechanicznych ścięgien z modeli zwierzęcych, takich jak szczury, owce, psy i króliki10,11,12. Jednak niewiele badań testowało właściwości biomechaniczne ścięgien mysich, głównie ze względu na trudności w chwytaniu małych tkanek do próby rozciągania. Ponieważ modele mysie mają wiele zalet w mechanistycznym badaniu tendinopatii, w tym manipulację genetyczną, szerokie opcje odczynników i niskie koszty, konieczne jest opracowanie dokładnych i wydajnych metod biomechanicznego badania tkanek myszy.
Aby prawidłowo przetestować właściwości mechaniczne ścięgien, tkanka musi być skutecznie uchwycona, bez poślizgu lub sztucznego rozdarcia na styku uchwytu lub złamania płytki wzrostu. W wielu przypadkach, szczególnie w przypadku krótkich ścięgien, kość jest chwytana na jednym końcu, a ścięgno jest chwytane na drugim końcu. Kości są zazwyczaj zabezpieczane poprzez osadzenie ich w materiałach takich jak żywica epoksydowa 13 i polimetakrylan metylu14,15. Ścięgna są często umieszczane między dwiema warstwami papieru ściernego, sklejane cyjanoakrylanem i zabezpieczane za pomocą zacisków zaciskowych (jeśli przekrój jest płaski) lub w zamrożonym podłożu (jeśli przekrój jest duży)15,16,17. Metody te zostały zastosowane do biomechanicznego testowania ścięgien mysich, ale pojawiają się wyzwania ze względu na mały rozmiar próbek i podatność płytki wzrostowej, która nigdy nie kostnieje18. Na przykład średnica mysiej głowy kości ramiennej wynosi zaledwie kilka milimetrów, co utrudnia chwytanie kości. W szczególności próba rozciągania próbek ścięgna nadgrzebieniowego myszy od ścięgna do kości często kończy się niepowodzeniem na płytce wzrostowej, a nie na ścięgnie lub przyczepie ścięgnistej ścięgna. Podobnie wyzwaniem są badania biomechaniczne ścięgna Achillesa. Chociaż ścięgno Achillesa jest większe niż inne ścięgna myszy, kość piętowa jest mała, co utrudnia chwytanie tej kości. Kość można usunąć, a następnie chwycić za dwa końce ścięgien; Wyklucza to jednak badanie przyczepu ścięgna do kości. Inne grupy donoszą o chwytaniu kości piętowej za pomocą niestandardowych uchwytów19,20, kotwienie za pomocą zacisków21, mocowanie w samoutwardzalnym cemencie z tworzywa sztucznego22 lub przy użyciu szczeliny o kształcie stożkowym22, jednak te wcześniejsze metody pozostają ograniczone przez niską powtarzalność, wysoki wskaźnik niepowodzeń chwytania i żmudne wymagania przygotowawcze.
Celem obecnego badania było opracowanie dokładnej i efektywnej metody biomechanicznego testowania ścięgien mysich przy rozciąganiu, skupiając się na przykładach ścięgien nadgrzebieniowych i ścięgna Achillesa. Wykorzystując kombinację rekonstrukcji 3D z natywnej anatomii kości, modelowania bryłowego i wytwarzania przyrostowego, opracowano nowatorską metodę chwytania kości. Oprawy te skutecznie zabezpieczały kości, zapobiegały uszkodzeniu płytki wzrostowej, skracały czas przygotowania próbki i zwiększały powtarzalność testów. Nowa metoda jest łatwo adaptowana do testowania innych ścięgien myszy, a także ścięgien u szczurów i innych zwierząt.

<table><tbody><tr><td>Agaroza</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP160-100</td><td>Dissovle 1g w 100 ml ultraczystej wody, aby uzyskać 1% agarozy&nbsp;</td></tr><tr><td>Mikrotomograf komputerowy firmy Bruker&nbsp;</td><td>Bruker BioSpin Corp</td><td>Skyscan 1272&nbsp;</td><td>Wykorzystywane przez autorów</td></tr><tr><td>Siła elektryczna&nbsp;</td><td>TA Instruments</td><td>3200</td><td>Platforma testowa</td></tr><tr><td>Etanol 200 Proof</td><td>Fisher Scientific</td><td>A4094</td><td>Rozcieńczyć do 70% i użyć zgodnie z sugestią w protokole</td></tr><tr><td>Przyrząd do mocowania uchwytów</td><td>Wykonane</td><td></td> na zamówienie <td>Używane przez autorów</td></tr><tr><td>Kimwipes</td><td>Kimberly-Clark</td><td>&nbsp; S-8115</td><td>Zgodnie z sugestią w protokole</td></tr><tr><td>MicroCT CT-Analyser (Ctan)</td><td>Bruker BioSpin Corp</td><td></td><td>Używany przez autorów do wizualizacji i analizy skanów mikro-CT&nbsp;</td></tr><tr><td>Woda MilliQ (Ultraczysta woda)</td><td>Millipore Sigma</td><td>QGARD00R1 (lub pokrewny oczyszczacz)</td><td>100 ml&nbsp;</td></tr><tr><td>Meshmixer</td><td>Autodesk</td><td>http://www.meshmixer.com/</td> <td>Darmowe oprogramowanie inżynierskie używane przez autorów do udoskonalania siatki</td></tr><tr><td>Objet EDEN 260VS&nbsp;</td><td>Stratasys LTD</td><td></td><td>Precyzyjne prototypowanie</td></tr><tr><td>Objet Studio</td><td>Stratasys LTD</td><td></td><td>Używane przez autorów z drukarką 3D</td></tr><tr><td>PBS - Sól fizjologiczna buforowana fosforanami</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>10010031</td><td>2,5 l 10% PBS&nbsp;</td></tr><tr><td>S& T Kleszcze</td><td>Narzędzia Fine Science</td><td>00108-11</td><td>Używane przez autorów</td></tr><tr><td>Ostrze skalpela - #11</td><td>Narzędzia Fine Science</td><td>10011-00</td><td>Używane przez autorów</td></tr><tr><td>Rękojeść skalpela - #3</td><td>Narzędzia Fine Science</td><td>10003-12</td><td>Używane przez autorów</td></tr><tr><td>SkyScan 1272</td><td>Bruker BioSpin Corp</td><td></td><td>Używane przez autorów do wizualizacji i analizy skanów mikro-CT&nbsp;</td></tr><tr><td>Skyscan CT-Vox</td><td>Bruker BioSpin Corp</td><td></td><td>Używany przez autorów do wizualizacji i analizy skanów mikro-CT&nbsp;</td></tr><tr><td>SkyScan NRecon</td><td>Bruker BioSpin Corp</td><td></td><td>Używany przez autorów do wizualizacji i analizy skanów mikro-CT&nbsp;</td></tr><tr><td>SolidWorks CAD</td><td>Dassault Syst&egrave; mes</td><td>SolidWorks Research Subsription</td><td>Modelowanie bryłowe projektowanie wspomagane komputerowo wykorzystywane przez autorów</td></tr><tr><td>SuperGlue</td><td>Loctite</td><td>234790</td><td>Zgodnie z sugestią w protokole</td></tr><tr><td>Kąpiel testowa</td><td>Wykonane</td><td></td> na zamówienie <td>Używane przez</td></tr><tr><td>autorów Uchwyty cienkowarstwowe&nbsp;</td><td>Wykonane</td><td></td> na zamówienie <td>Używane przez autorów</td></tr><tr><td>VeroWhitePlus</td><td>Stratasys LTD</td><td>NA</td><td>Materiał do druku 3D używany przez autorów</td></tr><tr><td>WinTest&nbsp;</td><td>Oprogramowanie</td><td></td> WinTest <td>Używane przez autorów do zbierania danych</td></tr></tbody></table>

badania biomechaniczne ścięgien myszy

Biomechanical Testing of Murine Tendons

Zaburzenia ścięgien są powszechne, dotykają ludzi w każdym wieku i często są wyniszczające. Standardowe metody leczenia, takie jak leki przeciwzapalne, rehabilitacja i naprawa chirurgiczna, często kończą się niepowodzeniem. Aby określić funkcję ścięgien i wykazać skuteczność nowych metod leczenia, należy dokładnie określić właściwości mechaniczne ścięgien z modeli zwierzęcych. Mysie modele zwierzęce są obecnie szeroko stosowane do badania zaburzeń ścięgien i oceny nowych metod leczenia tendinopatii; Jednak określenie właściwości mechanicznych ścięgien myszy było wyzwaniem. W tym badaniu opracowano nowy system do testów mechanicznych ścięgien, który obejmuje wydrukowane w 3D mocowania, które dokładnie pasują do anatomii kości ramiennej i piętowej, aby mechanicznie przetestować odpowiednio ścięgna nadgrzebieniowe i ścięgna Achillesa. Oprawy te zostały opracowane przy użyciu rekonstrukcji 3D natywnej anatomii kości, modelowania bryłowego i produkcji addytywnej. Nowe podejście wyeliminowało niedoskonałości chwytu (np. awarię płytki wzrostowej, a nie ścięgna), skróciło całkowity czas testowania i zwiększyło odtwarzalność. Co więcej, ta nowa metoda jest łatwo adaptowana do testowania innych ścięgien myszy i ścięgien innych zwierząt.

Do badania ścięgien nadgrzebieniowych i ścięgien Achillesa myszy w wieku 8 tygodni wykorzystano uchwyty wydrukowane w technologii 3D. Wszystkie próbki poddane testom mechanicznym uległy przerwaniu w obrębie entezji, co potwierdzono za pomocą skanów microCT, inspekcji wizualnej oraz analizy wideo po próbach rozciągania. Porównanie jeden do jednego poprzedniej i obecnej metody badania ścięgien nadgrzebieniowych w naszym laboratorium przedstawiono na Rysunku 3. W poprzedniej metodzie<sup class=...

Protokół opisuje skuteczne i powtarzalne metody testowania biomechanicznego rozciągania ścięgien mysich za pomocą specjalnie dopasowanych uchwytów drukowanych w 3D.

Badania biomechaniczne ścięgien myszy

Tendon disorders are common, affect people of all ages, and are often debilitating. Standard treatments, such as anti-inflammatory drugs, rehabilitation, ...

Protokół opisuje wydajną i powtarzalną metodę testowania biomechanicznego ścięgien myszy za pomocą dostosowanych do potrzeb klienta uchwytów drukowanych w 3D wielokrotnego użytku. Nowe metody skracają czas potrzebny do zbadania próbki z godzin do minut i eliminują poważny artefakt chwytania, który był częstym problemem w poprzednich metodach. Ta metoda nie ogranicza się do ścięgien nadgrzebieniowych i ścięgna Achillesa.Można go łatwo przystosować do testowania innych ścięgien myszy i ścięgien większych zwierząt. Aby zapewnić odtwarzalność i skuteczność podejścia, w przypadku oprzyrządowań, które nie zostały tutaj opisane, może być konieczne przeprowadzenie wielu cykli prototypowania i walidacji projektu. Na początek wykonaj tomografię mikrokomputerową całej kości w żelu agarozowym.Po rekonstrukcji na obrazy przekrojów poprzecznych wybierz polecenie Otwórz plik, aby otworzyć zestaw danych pliku. Otwórz plik okna dialogowego Preferencje i wybierz kartę Zaawansowane. Użyj algorytmu renderowania adaptacyjnego, aby skonstruować modele 3D, które zapewniają gładsze szczegóły powierzchni.Użyj 10 jako parametru lokalności, który określa odległość w pikselach do sąsiedniego punktu używanego

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

Opisano nowy system in vitro do jednoczesnego obciążania czterech ścięgien w hodowli.

Mechaniczne obciążanie ścięgna ex vivo

Niniejszy artykuł opisuje procedury eksperymentalne stosowane w celu przygotowania ścięgien z ogonów szczurów do badań biomechanicznych i mechanobiologicznych. Przedstawiono kluczowe etapy przygotowania, zaczynając od ekstrakcji, pomiaru powierzchni przekroju poprzecznego, płukania, aż po umieszczenie próbek w komorze bioreaktora.

Przygotowanie ścięgien ogonowych szczura do badań biomechanicznych i mechanobiologicznych

Zmiany w kurczliwości mięśni kończyn i pasywnych właściwościach mechanicznych są ważnymi biomarkerami chorób mięśni.  W tym manuskrypcie opisano testy fizjologiczne do pomiaru tych właściwości w mysich mięśniach prostownika długiego palca długiego i piszczelowych przednich.

Ocena funkcji mięśni mięśnia prostownika długiego mięśnia ex vivo i mięśnia piszczelowego przedniego in situ u myszy

Ścięgna zginaczy w dłoni są często uszkadzane, co prowadzi do upośledzenia funkcji ręki. Jednak reakcja gojenia się tkanki bliznowatej nie jest dobrze scharakteryzowana. Przedstawiono tutaj mysi model gojenia ścięgien zginaczy. Model ten może przyczynić się do lepszego zrozumienia procesu gojenia i oceny podejść terapeutycznych w celu poprawy gojenia.

Uraz ścięgna zginacza myszy i chirurgia naprawcza

Tutaj prezentujemy technikę szwów "Q", która może być wykonywana w naprawie ścięgien i jej wpływ na tworzenie szczelin i wytrzymałość na rozciąganie naprawianych ścięgien. Wykazano, że szew Q skutecznie zwiększa wytrzymałość na rozciąganie i wytrzymałość naprawy ścięgien.

Stosowanie szwu Q w celu zwiększenia odporności na powstawanie szczelin i wytrzymałości na rozciąganie naprawionych ścięgien zginaczy

Ten artykuł opisuje algorytm korelacji obrazów cyfrowych o otwartym kodzie źródłowym do pomiaru lokalnych szczepów tkanek 2D w eksplantatach ścięgien. Dokładność tej techniki została zweryfikowana przy użyciu wielu technik i jest ona dostępna do użytku publicznego.

Pomiar lokalnych naprężeń tkanek w ścięgnach za pomocą cyfrowej korelacji obrazu o otwartym kodzie źródłowym

Prezentujemy niestandardową platformę eksperymentalną i protokół hodowli tkankowej, który odtwarza zmiany włóknisto-chrzęstne wywołane uderzeniem przyczepu ścięgna Achillesa w eksplantatach mysich kończyn tylnych o trwałej żywotności komórek, dostarczając model odpowiedni do badania mechanobiologii uderzeń ścięgien.

Mysi model eksplantatu kończyn tylnych do badania mechanobiologii uderzenia ścięgna Achillesa

Ten protokół przedstawia system testowy używany do wywoływania mierzalnych i kontrolowanych urazów zmęczeniowych u ścięgna Achillesa u szczura dla modelu in vivo tendinopatii wywołanej nadużywaniem. Procedura polega na przymocowaniu kostki szczura do siłownika stawu, który wykonuje pasywne zgięcie grzbietowe kostki za pomocą specjalnie napisanego skryptu MATLAB.

Pasywny system do testowania zgięcia grzbietowego stawu skokowego dla modelu in vivo tendinopatii wywołanej przeciążeniem

Tutaj prezentujemy system modeli assembloid, który naśladuje przesłuch komórkowy ścięgien między tkanką rdzenia ścięgna nośnego a zewnętrznym przedziałem zawierającym populacje komórek aktywowane przez chorobę i uraz. Jako ważny przypadek użycia pokazujemy, w jaki sposób system może zostać wykorzystany do badania istotnej z chorobą aktywacji zewnętrznych komórek śródbłonka.

Inżynieria asembloidów ścięgien do badania przesłuchów komórkowych w chorobach i naprawach

Niniejszy artykuł przedstawia wszechstronną metodę tworzenia pierścieni tkankowych pochodzenia komórkowego poprzez samoorganizację komórkową. Komórki mięśni gładkich zasiane w pierścieniowatych studzienkach agarozowych agregują i kurczą się, tworząc wytrzymałe tkanki trójwymiarowe (3D) w ciągu 7 dni. Pierścienie tkankowe o skali milimetrowej nadają się do testów mechanicznych i służą jako podstawowe elementy do montażu tkanek.

Kierowana samoorganizacja komórkowa w celu wytwarzania pierścieni tkankowych pochodzenia komórkowego do analiz biomechanicznych i inżynierii tkankowej

Poznaj metodę testowania biomechanicznego ścięgien myszy przy użyciu niestandardowych uchwytów drukowanych 3D. Protokół eliminuje artefakty chwytania i skraca czas przygotowania próbek z godzin do minut.

Badania biomechaniczne ścięgien myszy

Przeglądaj więcej filmów