Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Биомеханическое тестирование тендонов Murine

13.5K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/60280

⸱

15 октября 2019 г.

 ,  ,  , 

В этой статье

Краткое содержание

Протокол описывает эффективные и воспроизводимые методы биомеханического тестирования на сухожилия мурин с помощью специально подходят 3D печатные светильники.

Аннотация

Тендон расстройства являются общими, влияют на людей всех возрастов, и часто изнурительных. Стандартные методы лечения, такие как противовоспалительные препараты, реабилитация и хирургический ремонт, часто терпят неудачу. Для того, чтобы определить функцию сухожилия и продемонстрировать эффективность новых методов лечения, механические свойства сухожилий из животных моделей должны быть точно определены. Модели животных Murine в настоящее время широко используются для изучения заболеваний сухожилий и оценки новых методов лечения тендинопатий; однако, определение механических свойств сухожилий мыши было сложной задачей. В этом исследовании, новая система была разработана для сухожилий механического тестирования, которая включает в себя 3D-печатные светильники, которые точно соответствуют анатомии плечевой кости и кальканеуса для механически испытания сухожилий супраспината и ахиллова сухожилия, соответственно. Эти светильники были разработаны с использованием 3D-реконструкций родной костной анатомии, твердого моделирования и аддитивного производства. Новый подход устранял сбои в работе артефактных захватов (например, сбой при сбое пластины роста, а не в сухожилии), сократил общее время тестирования и повысил воспроизводимость. Кроме того, этот новый метод легко адаптируется для тестирования других сухожилий и сухожилий морина от других животных.

Введение

Тендон расстройства являются общими и весьма распространены среди старения, спортивные, и активные группы населения1,2,3. В Соединенных Штатах, 16,4 миллиона травм соединительной ткани сообщается каждый год4 и составляют 30% всех травм, связанных с врачом офис посещает3,5,6,7, 8. Наиболее часто затронутые участки включают вращающую манжету, ахиллово сухожилие и сухожилие9.....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Исследования на животных были одобрены Комитетом по институциональному уходу и использованию животных Колумбийского университета. Мыши, используемые в этом исследовании, были фоном C57BL/6J и были приобретены в лаборатории Джексона (Bar Harbor, ME, США). Они были размещены в условиях, свободных от патогенов, и им предоставлялись продукты питания и вода.

1. Разработка пользовательских подходят 3D печатных светильников для захвата кости

  1. Приобретение изображения кости и построение 3D-модели кости
    1. Вскрыть кости интерес в подготовке к созданию 3D-модели и 3D печать костного сцепления; плечевой кости и кальканея используются в ка....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

3D-печатные светильники были использованы для тестирования 8-недельного морин супраспината и ахиллова сухожилия. Все механически испытанные образцы не сработали при энтезисе, что характерно для сканирования микрокт, визуального осмотра и видеоанализа после проведения напряженных тестов. Сравнение один на один предыдущих и текущих методов тестирования сухожилий надспинатуса в нашей лаборатории показано на рисунке 3. В предыдущем методе28,29.......

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Модели животных Murine обычно используются для изучения заболеваний сухожилий, но характеристика их механических свойств является сложной и редкой в литературе. Целью этого протокола является описание эффективного и воспроизводимого метода растяжения сухожилий мурин. Новые методы сократили время, необходимое для тестирования образца, от нескольких часов до минут и устранили крупный артефакт захвата, который был распространенной проблемой в предыдущих методах.

Несколько шагов, описанных в этом .......

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторам нечего раскрывать.

Благодарности

Исследование было поддержано NIH / NIAMS (R01 AR055580, R01 AR057836).

....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
АгарозаFisher ScientificBP160-100диссоут 1г в 100 мл ультрачистой воды для получения 1% агарозы 
Bruker microCT Bruker BioSpin CorpSkyscan 1272 Используется авторами
ElectroForce TA Instruments3200Испытательная платформа
Этанол 200 ProofFisher ScientificA4094Разбавить до 70% и использовать как предложено в протоколе
Приспособление для крепления захватов ИзготовленозаказИспользуется авторами
KimwipesKimberly-Clark  S-8115Как предложено в протоколе
MicroCT-Analyser (Ctan)Bruker BioSpin CorpИспользуется авторами для визуализации и анализа микро-КТ-сканирования 
MilliQ вода (Сверхчистая вода)Millipore SigmaQGARD00R1 (или соответствующий очиститель)100 мл 
MeshmixerAutodeskhttp://www.meshmixer.com/Бесплатное инженерное программное обеспечение, используемое авторами для доработки сетки
Objet EDEN 260VS Stratasys LTDПрецизионное прототипирование
Objet StudioStratasys LTDИспользуется авторами с 3D-принтером
PBS - фосфатно-солевой растворThermoFisher Scientific100100312,5 л 10% PBS 
S& T ЩипцыFine Science Tools00108-11Используются авторами
Лезвие скальпеля - #11Fine Science Tools10011-00Используются авторами
Ручка скальпеля - #3Fine Science Tools10003-12Используются авторами
SkyScan 1272Bruker BioSpin CorpИспользуются авторами для визуализации и анализа микрокомпьютерной томографии 
Skyscan CT-VoxBruker BioSpin CorpИспользуется авторами для визуализации и анализа микро-компьютерных томографий;
SkyScan NReconBruker BioSpin CorpИспользуется авторами для визуализации и анализа микрокомпьютерных томографий;
SolidWorks CADDassault Systè mesSolidWorks Research SubsriptionТвердотельное моделирование Компьютерное проектирование, используемое авторами
SuperGlueLoctite234790Как предложено в протоколе
Испытательная ваннаИзготовлена на заказИспользуется авторами
Тонкопленочные захваты Изготовлен на заказИспользуется авторами
VeroWhitePlusStratasys LTD NAМатериал для 3D-печати используется авторами
WinTest Программное обеспечениеИспользуется авторами для сбора данных
на WinTest

Ссылки

  1. Girish, N., Ramachandra, K., Arun, G. M., Asha, K. Prevalence of Musculoskeletal Disorders Among Cashew Factory Workers. Archives of Environmental & Occupational Health. 67, 37-42 (2012).
  2. Thomopoulos, S., Parks, W. C., Rifkin, D. B., Derwin, K. A. Mechani....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Больше статей

Сухожилия мышей3D-печатные зажимымеханические свойства сухожилиймикрокомпьютерная томографиясухожилие надостностной мышцыахиллово сухожилиезажимы индивидуального изготовленияиспытание на растяжениеразрушение зоны роста кости