Ex Carregando vivo mecânica do tendão

Meu nome é David Rempel. Sou professor do Departamento de Bioengenharia na u da Universidade da Califórnia em Berkeley. O experimento que você vai ver envolve o alongamento de tendões e, na verdade, o objetivo é tentar evidenciar, compreender o mecanismo subjacente aos distúrbios tendinosos no punho e no cotovelo.

Esses distúrbios tendíneos são comuns entre atletas e trabalhadores que realizam trabalho repetitivo com as mãos. Krish Sundi, um dos estudantes de doutorado em nosso laboratório, demonstrará várias características do sistema, especificamente a medição da área da seção transversal do tendão. Ele carregará os tendões nos atuadores.

Ele demonstrará o sistema carregando o tendão ciclicamente durante um período de 24 horas e, em seguida, removerá o tendão do sistema. Ok, este é o sistema de carregamento que projetamos e construímos. Como você pode ver, ele consiste em seis atuadores.

Esses são atuadores de alta precisão, capazes de aplicar um deslocamento de um micrômetro. Em série com o atuador, há uma célula de carga para registrar as forças aplicadas aos tendões. Em série com a célula de carga estão essas pinças, que se estendem o suficiente para poderem ser submersas no meio, a fim de manter os tendões viáveis. Todo esse sistema seria então colocado em um banho-maria para manter o meio a 37 graus Celsius.

O que vou mostrar a você agora é como eu colocaria um tendão neste sistema. O primeiro passo que precisamos fazer é medir a área da seção transversal do tendão para que possamos aplicar as tensões apropriadas. Você pode me passar o tubo com o tendão?

Agora, esses tendões foram coletados de um coelho branco da Nova Zelândia. Eles foram recentemente obtidos, portanto ainda estão frescos, em menos de duas horas após a eutanásia do coelho. Uma porção do tendão, cuja área da seção transversal que estou medindo, encontra-se na parte mais fina do tendão.

Isso ocorre porque este é o ponto onde as maiores tensões ocorrerão, devido à menor área da seção transversal. Você pode agora colocar o peso sobre o pistão? Agora aguardamos 30 segundos para realizar a leitura, cuja espessura indica 1,3.

Você consegue levantar o pistão e reposicionar o tendão de volta no meio? E agora vou desmontar o atuador, no qual vou carregar o tendão. Então, agora vou montar um tendão nas presilhas.

Aqui podemos ter uma visão ampliada do atuador. É possível ver o próprio atuador, a célula de carga e os grampos, que se estendem para fora. Esses são os pads. Eu cortaria com largura aproximada de meio polegada a três quartos de polegada e comprimento aproximado de uma polegada e meia.

Em seguida, pegue essas compressas e mergulhe-as no meio para umedecê-las. Isso facilita o processo de enrolamento. Coloque essas tiras de gaze enroladas nas ranhuras desses grampos serpentinados. Agora vou retirar o tendão do meio.

Esta extremidade é o local de inserção do tendão flexor na extremidade do dígito do coelho. Esta região aqui é uma região de cartilagem fibrosa. O tendão é posicionado de tal forma que a região de cartilagem fibrosa fica presa dentro da garra proximal.

O tendão é então fixado com braçadeira, e novamente as parafusos são apertados com um torque de um newton metro. Em seguida, o tendão em excesso é cortado, de modo que agora o atuador fica fixado na estrutura e todo o conjunto de tendão e braçadeiras é submerso. Em meio modificado, o mesmo procedimento seria utilizado para montar tendões em atuadores subsequentes.

Como é possível observar, temos um total de seis, portanto podemos realizar isso com seis tendões individuais. Todo esse sistema é então levantado e colocado em um banho-maria para manter o meio a 37 graus. Agora vamos aplicar uma carga cíclica ao tendão entre 0,5 e cinco megapascal.

O software que utilizamos é o LabVIEW e foi desenvolvido sob medida. A primeira coisa que fazemos é pré-condicionar o tendão. Aplicamos 20 ciclos de carga cíclica entre 0,5 megapascal e dois megapascals.

No que diz respeito à espessura medida, utilize-a com os quatro micrômetros fornecidos para inserir esse valor. O programa calculará automaticamente a área da seção transversal. Em seguida, o programa instruirá o atuador a aumentar o deslocamento até que uma carga de dois megapascal seja aplicada ao tendão.

Aqui, estamos acompanhando o traçado roxo. Após aplicar uma carga de dois megapascal ao tendão, o programa aplicará então uma carga de 0,5 megapascal ao tendão. E uma vez que essas duas cargas sejam atingidas, o programa fará ciclos entre essas duas cargas, atualizando continuamente a posição entre essas duas cargas desejadas.

Este carregamento está sendo realizado a 10 megapascals por segundo, com uma frequência de 0,5 hertz. Após termos pré-condicionado o tendão, procuramos então uma carga de 0,5 newton. Definimos o comprimento do tendão sob uma carga de 0,5 newton como o comprimento de referência do tendão.

Uma vez que o programa tenha encontrado essa carga, lemos a posição do atuador e essa posição, que atualmente indica seis mil oitocentos e vinte e cinco, corresponde ao comprimento útil do tendão. Após registrarmos o comprimento útil do tendão, retornamos então ao programa de carregamento cíclico, inserimos nossos valores desejados de cinco megapascals e 0,5 megapascal, inserimos o número total de ciclos aos quais desejamos submeter o material e, novamente, executamos o mesmo programa para carregar ciclicamente o tendão entre 0,5 e cinco megapascals. Novamente, esse carregamento é realizado a 10 megapascals por segundo, com uma frequência de 0,5 hertz.

Após ser submetido a cargas cíclicas, normalmente por 24 horas, o atuador é então removido do sistema e, a partir daí, o tendão pode ser cortado e processado conforme desejado. Bem, você acabou de ver os nossos tendões que foram colhidos esterilamente de coelhos. O processo que você viu foi um processo semiesteril, mas que resultou em uma carga cíclica dos tendões ao longo de um período de 24 horas.

Os tendões são subsequentemente analisados por meio de R-T-P-C-R para expressão gênica. Também estamos analisando os tendões quanto a outras alterações, mudanças estruturais e outros marcadores histológicos. Em última instância, o objetivo deste experimento é determinar qual efeito diferentes padrões de carga têm sobre os mecanismos subjacentes de lesão nos tendões, que podem estar associados às tendinopatias e à tendinite.