Abstract
Den perkutan biopsi tekniken gör det möjligt för forskare och kliniker för att samla skelettmuskelvävnadsprover. Tekniken är säkert och mycket effektivt. Denna video beskriver perkutan biopsiteknik som använder en modifierad Bergström nål för att få skelettmuskelvävnadsprover från vastus lateralis av människor. Den Bergström nålen består av en yttre kanyl med en liten öppning ("fönster") vid sidan av spetsen och en inre trokaren med ett skärblad vid den distala änden. Under lokalbedövning och aseptiska förhållanden, är nålen framåt in i skelettmuskeln genom ett snitt i huden, subkutan vävnad och fascia. Härnäst sugning anbringas på inre trokaren är den yttre trokaren dras tillbaka, skelettmuskelvävnaden dras in i fönstret i den yttre kanylen genom sugning och den inre trokaren är snabbt stängd, således skärning eller klippning av vävnadsprov skelettmuskel . Nålen är roterad 90 °60, och en annan snitt görs. Denna process kan upprepas ytterligare tre gånger. Denna flersågningsteknik ger oftast ett urval av 100-200 mg eller mer hos friska försökspersoner och kan göras omedelbart före, under och efter en släng av motion eller annat ingripande. Efter post-biopsi dressing av snittstället, ämnen återupptas vanligtvis sina dagliga aktiviteter på en gång och kan delta fullt ut i kraftig fysisk aktivitet inom 48-72 timmar. Ämnen bör undvika tunga motstånd motion för 48 timmar för att minska risken för bråckbildning av muskeln genom incisionen i fascian.
Introduction
Den perkutan eller "halvöppna" biopsi teknik används för att få skelettmuskelvävnadsprover från mänskliga patienter och försökspersoner. Duchenne (1806-1875) krediteras som den första att konstruera en nål med en troakar att få skelettmuskel från levande individer genom perkutan biopsi 1. På 1960-talet introducerade Bergström en perkutan biopsi nål liknande det som beskrivs av Duchennes 2-4. Tjugo år senare, et al. Evans 5 ändrat tekniken genom att applicera sug genom skär troakar av Bergström nålen. Denna modifiering kan öka utbytet av vävnad 3 till 5 gånger 6,7 och är anställd i kliniska och biomedicinska forskningsmiljöer. Denna teknik har och kommer att fortsätta att främja diagnos av myopatier och vår förståelse av struktur och funktion i skelettmuskulaturen.
Den perkutana muskelbiopsi teknik är straightforward. När du gjort korrekt, med strikt följsamhet till aseptisk teknik, de associerade riskerna är minimala. Den muskelbiopsi förfarande betraktas som ett prövnings verktyg för forskningsprojekt. Vissa akademiska institutioner tillåter utbildade lärare forskare med doktorsexamen, med direkt läkare tillsyn, för att få muskelbiopsier och andra kräver en styrelse-certifierad läkare att utföra tekniken. ASU biopsi teamet har framgångsrikt utfört över 1.600 muskelbiopsier under de senaste 13 åren 8-15. Syftet med videon är att beskriva den modifierade Bergström nål perkutan muskelbiopsi teknik 5 för att få skelettmuskelvävnadsprover från vastus lateralis av människor.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Skelettmuskulaturen enligt anvisningarna följer riktlinjerna i Appalachian State University Institutional Review Board.
OBS: Teamet består av en operatör (doktorsexamen eller MD utbildas i biopsiteknik), och minst en, men helst tre eller flera tekniker. Operatören är ansvarig för att leda och övervaka alla aspekter av skelettmuskelbiopsi förfarande. En tekniker (tekniker # 1) är direkt ansvarig för att bistå föraren med alla aspekter av muskel extraktion. Detta innefattar att de "icke-sterila händer" och försiktig sugning med en steril spruta. En andra tekniker (tekniker # 2) bedriver samtal med ämne och massage motivets motsatta benet under proceduren för att minimera patientens ångest. Den tredje tekniker (tekniker # 3) ansvarar för hantering och bearbetning av skelettmuskelprov. Downstream analytiska åtgärder diktera hur många tillsatser av växtional tekniker behövs för bearbetning / förbereda skelettmuskelprov.
1 Ämne Förberedelser
- Samla, förbereda och organisera de material som anges för muskelbiopsi förfarandet (tabell 1). Sanera och sterilisera Bergström nål (yttre kanyl och inre trokaren) och kolven enligt gällande praxis 16.
- Granska medgivande med ämnet. Skelettmuskelbiopsi del av Samtycke till deltagande formulär som används vid Appalachian State University finns i online-tillägg 1.
- Prata med ämnet om de allmänna aspekterna av muskelbiopsi förfarande med fokus på eventuella risker med förfarandet, förberedelse, tillämpning av narkos huden, typiska sensationer. Instruera förutsättning att noga läsa Samtycke till Delta formuläret och underteckna det för att bekräfta att studiedesign och rutiner förstås.
- Kontrollera att sm inte annat följer inte är allergisk mot "___ Caine" -typ mediciner (t.ex. lidokain).
- Instruera ämnet att ligga på rygg på en vadderad bord med låret exponeras. Placera två absorberande engångs underpads med plast stöd under patientens ben. Placera benet på ett avslappnat sätt med en liten handduksrullen under hälen, så att knäet är helt utsträckt (förhöjd ~ 1 cm), vilket ställer vastus lateralis i en förkortad position.
- Har operatören instruerar föremål för tillfälligt kontrakt den exponerade lårmuskeln så att biopsi webbplats kan visualiseras. Obs: vastus later biopsi webbplats är bara anterior till fascia lata (illiotibial band), cirka en tredjedel av avståndet mellan toppen av knäskålen och trochanter major 7.
- Har operatören märket strax under (~ 0,5 cm) snittstället med en fin spets märkpenna.
- Har operatören bestämma den ungefärliga hudveckstjocklek från PINChing den skinfold.
- Har operatören och tekniker tvätta händerna med tvål och varmt vatten och don engångshandskar.
- Har operatören ta bort hår från en region ~ 15 cm x 15 cm runt biopsi webbplats (via Clippers). Notera: klippning håret från biopsi webbplats förhindrar håret från att komma in i snittet under förfarandet och vid stängning, och hårborttagning ger bättre kontakt mellan nedläggningar bandet och huden (se 3.4).
- Har operatören sterilisera området med kompresser fuktad med en aktuell antiseptisk, (såsom povidon-jod eller klorhexidin glukonat för patienter som är allergiska mot jod / skaldjur). Börja i mitten och arbeta i koncentriska cirklar mot den yttre kanten av det klippta området. På ett minimum, upprepa två gånger till med en ny fuktad bomullstopp varje gång.
2. Biopsi Procedur
- Har operatören tar bort engångshandskar, tvätta händerna med tvål och varmt vatten, och don sterila kirurgiska glOves med aseptisk teknik.
- Har teknikern # 1 före den sterila fenestrerat drapering till operatören. Har operatören, med användning av aseptisk teknik, placera täckduken över biopsi webbplats för att upprätthålla ett sterilt område.
- Har teknikern # 1 före föraren en 5 ml spruta med en 21 G nål bibehållen aseptisk teknik. Rengör toppen av lidokain flaska med en alkoholbomullstopp.
- Har operatören omedelbart återkalla 5 ml lidokain. Ta bort 21 G nål från sprutan och kassera nålen i en avfallsbehållare.
- Har teknikern # 1 före operatören med en 1-½ tum 25 G nål bibehållen aseptisk teknik. Har operatören placera 1-½ tum nålen på sprutan och evakuera luftbubblor från sprutan.
- Har teknikern # 1 sprut etylklorid på snittet webbplatsen (~ 0,5 cm ovanför outplånligt bläck märke på huden) tills huden verkar "blanchera."
- Have operatören in nålen ungefär horisontellt på huden i dermis, aspirera nålen och sedan infiltrera med ~ 100 l av lidokain för att producera en "Bleb" 2-4 mm i diameter.
- Har operatören aspirera nålen (något återkalla kolven i sprutan) för att bekräfta att nålen inte har placerats i ett blodkärl. Om du ser blod i sprutan, ta ut nålen, kasta i en avfallsbehållare, och börjar igen vid 2.3.
- Har operatören förväg nålen i den subkutana vävnaden, aspirera nålen och sedan infiltrera vävnaden med ~ 1 ml lidokain för att bilda en Bleb. När bubblan har lagt sig, sätt i 1-½ tum nålen på lidokain belastade sprutan lodrätt i snittet platsen, stoppa ytliga till fascia. Obs: Ämnet kan känna en lätt tillfällig stickande känsla vid den första injektionen av lidokain (liknande ett bi sting).
- Se till att operateller inte infiltrera muskeln med lidocoine eftersom det är myotoxic 17-19.
- Har operatören aspirera nålen och sedan långsamt injicera de återstående 4 ml lidokain medan nålen dras ut från lår. Placera steril gasbinda över injektionsstället och låta motivet att slappna av medan lokalbedövning träder i kraft.
- Have operatören in nålen ungefär horisontellt på huden i dermis, aspirera nålen och sedan infiltrera med ~ 100 l av lidokain för att producera en "Bleb" 2-4 mm i diameter.
- Efter 2-3 minuter, har tekniker # 1 före operatören en skalpell bibehållen aseptisk teknik.
- Har operatören lätt sondera biopsi platsen med spetsen på skalpellen för att bekräfta att området bedövas. Om det behövs, injicera ytterligare 3-4 ml lidokain i snittet platsen, se 2.4.1.2.
- Har operatören gör en rak 1-cm snitt genom huden och subkutan vävnad (~ 2-3 mm ovanför bläckmärke) parallellt med lårbenet.
- Har operatören för in skalpell djupare för att göra ett snitt genom fascia in i muskeln. Gör detta en gång i varje riktning . Obs: Ämnet kan känna ett styng eller tryck med djupare snitt om skalpell bladet skär in i muskeln.
- Har teknikern # 2 engagera ämnet i samtal och massera det motsatta benet.
- Har operatören platsen en liberal mängd steril gasbinda över snittet och biopsi plats och applicera direkt tryck på snittet för att minska blödningen.
- Har teknikern # 1 Anslut 3-vägsmetallkranen till engångs 60 ml spruta och 30 cm förlängningsslangen (Figur 1).
- Har teknikern # 1 Anslut ena änden av den avsmalnande plaströr connecter till den fria änden av förlängningsslangen och sätt in den andra änden av den avsmalnande plaströr connecter in den stora änden av en 200 l pipettspets med ~ 15-18 mm spetsen avskuren.
jpg "width =" 500 "/>
Figur 1. Bergström nål. (A) Den Bergström nål (5 mm) består av (a) yttre kanylen och (b) inner troakar, tillhörande komponenter inkluderar (c) kolv, (d) 200 l pipettspets med ~ 15-18 mm avskurna , (e) avsmalnande plastkontakt, (f) av metall 3-vägs kran, (g) 30 cm förlängnings slangar och (h) engångs 60 ml spruta. (B) Den Bergström nål (5 mm) och tillhörande komponenter monterade. ( C) Den inre trokaren av Bergström nål (5 mm) dras tillbaka ca 1 cm öppnar fönstret för den yttre kanylen.
- När blödningen har lagt sig, har tekniker # 1 öppnar steriliserade autoklav påsen och presentera 5 mm biopsi nål och inre trokaren (Figur 1) till operatören bibehållen aseptisk teknik.
- Har operatören montera nålen (yttre kanylen och inre trokaren), kontrollera anpassningen och glidande åtgärder. </ Ol>
- Har operatören håller kvar nålen enheten (yttre kanyl och inre trokaren) med båda händerna för att undvika att inner trokaren från att rotera. Har tekniker # ett stadigt sätt i snitt pipettspetsen in i toppen av den inre trokaren partiet av biopsinål med en lätt nedåtgående vridrörelse. Se till att teknikern # 1 berör inte operatören eller biopsi nål, endast pipettspetsen.
- Har operatören fastställa biopsin nålen i vävnaden genom snittet. Lokalisera incision i fascia (en förvärvad "känsla") med spetsen på den biopsinål. Advance nålen bara förbi fascia och sedan vinkla nålen nedåt mot golvet som nålen förs in i muskeln. Obs: Ämnen kan uppleva några lindriga besvär (t.ex. "djupt tryck," eller mild kramp känsla) som snittet genom fascian ligger med spetsen på biopsi nål och nålen förs in i muskeln.
- <li> Ha tekniker # 2 instruera motivet att bo "avslappnad" och inte att dra ihop sina lårmuskler medan operatören går framåt nålen i muskeln.
- Har teknikern # 1 snabbt dra engångs 60 ml spruta öppna för 40-50 cc märket för att skapa sug i biopsinål.
- Har operatören drar inre trokaren ut ca 1 cm för att öppna fönstret för den yttre kanylen samtidigt som läget för den yttre trokaren i muskeln. Har operatören stänger snabbt den inre trokaren att klippa (klipp) och samla muskelprovet. Har operatören signalteknikern # 1 för att frigöra sug.
- Har teknikern # 1 öppna kranen till rummet för att frigöra sug.
- Har operatören rotera biopsinål 90 ° och upprepa processen. Om det behövs, har operatören repeat rotationsförfarandet upp till 3x (för totalt 4 clips).
- Har operatören sidan biopsinål till tekniker # 1. För att bibehålla aseptisk teknik så att teknikern # 1 bara vidrör nålen, inte föraren. Har teknikern # 1 sidan biopsinål till tekniker # 3.
- Har teknikern # 3 använda kolven (Figur 1) och ett par fina spets pincettatt säkerställa att all muskelvävnad avlägsnas från den inre trokaren och den yttre kanylen.
- Har teknikern # 3 snabbt väga provet för att bekräfta att en tillräcklig mängd muskelvävnad samlades och placera proverna på en iskall dissektion blocket.
3 Stängning
- Har verksamhetsutövaren tillämpa direkt tryck på biopsi webbplats med steril gasbinda och en kylklamp i 10-15 min.
- När hemostas uppnåtts, har operatören använder alkohol prep dynor för att avlägsna torkat blod från området runt snittet.
- Har teknikern # 1 före ett rör av topikala kirurgiska lim och applikator för operatören. Har operatören montera röret av kirurgiska vidhäftningsmedlet och applikatorn utan att vidröra applikatorspetsen eller toppen av röret.
- Har operatören dra snittet stängas med en hand samtidigt som ett enda skikt av kirurgisk adhesiv över toppen av den torra snitt med den andra handen. Efter limmet härdar (~ 90 sek), applicera tejp closuresperpendicular till snittet. Alternativt stänger snittet med två sterila 4-0 suturer.
- Har verksamhetsutövaren tillämpa direkta påtryckningar genom att placera 3-4 FEBRUARI "x 2" osterila gaskuddar på snittet webbplatsen och säkra med självhäftande klister wrap.
- Har operatören tillhandahålla föremål verbala och skriftliga instruktioner om korrekt sårvård, normala och onormala reaktioner och riktlinjer aktivitet för följande 1 till 4 dagar (se online supplement 2).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Den muskelbiopsi förfarande som beskrivits ovan tillåter forskaren att snabbt och konsekvent samla skelettmuskelvävnadsprover. Den typiska avkastningen hos friska, atletiska individer är 200 mg eller mer i ett svep med 3-4 clips. Proceduren tar 15-20 min, varav de flesta går åt för att förbereda snittet. I motion baserade studier, är muskelprover ofta tas före och efter träning, med ett eller två prover som tagits under återhämtning. Med denna design, håret på post-övning (kontra) lår är klippt och snittet webbplatsen är pre-märkt med en fin spets permanent markör medan pre-tränings låret förbereds för förfarandet. Gör det tillåter muskelbiopsi som skall vidtas i 8-10 min under 20 eller efter en bout av långvarig träning. Alternativt vid utredning kortare träning (t ex 30 min eller mindre) kan göras ett snitt (s) före träning, täckt med sterilt förband och fästed med kirurgtejp, alltså, vilket gör att biopsiprovet tas snabbt (10 sek 21-4 min 22) efter att ha avslutat en släng av motion. Den relativa snabbhet i förfarandet gör det möjligt för forskare att fånga cellulära och molekylära händelser före, under och efter en släng av motion och att testa samspelet effekten av en närings intervention.
ASU Human Performance Laboratory har publicerat flera idrottare baserade papper som använder data från muskelvävnadsbiopsiprover. Viktiga vetenskapliga upptäckter som gjorts från ASU forskargrupp är:
Gene expression av IL-1β, IL-6, IL-8 och TNF-α ökas i skelettmuskelvävnaden erhållen från erfarna uthållighet idrottare efter 3 h av löpning. Kolhydratintag (60 gram / timme) försvagade IL-6 och IL-8 mRNA-nivåer trots att ingen effekt på skelettmuskel glykogen utarmning 8 (Figur 2).
= "Jove_content"> A 2-tim intensiv styrketräning bout ökade muskelvävnad cytokin mRNA för IL-1β, IL-6, IL-8 och TNF-α i 30 erfarna tyngdlyftare (dvs samma cytokiner såsom förhöjda efter löpning) . Ökningarna i muskelvävnad mRNA-uttryck var stora, men utan motsvarande ökning av plasma cytokinnivåer. Kolhydratintag påverkade inte hur förändringarna i muskulatur cytokin mRNA-uttryck 9.
Kolhydrater intag med 15 utbildade cyklister dämpade plasma IL-6 jämfört med placebo, men hade ingen effekt på muskelvävnaden glykogen utarmning eller IL-6, IL-8, TNF-α mRNA-uttryck efter 2,5 timmar av cykling 11.
Quercetin (1000 mg / dag i 3 veckor) förtäring av 40 utbildade cyklister ändrade inte motion-inducerade ökningar i muskelvävnaden NF-kB, COX-2, IL-1β, IL-6, IL-8 eller TNF-α-mRNA uttryck jämfört med placebo 15.
jove_content "> I motsats till vad som fanns i möss 23, 1000 mg / dag quercetin i 2 veckor hade blygsamma, men obetydliga effekter på markörer för mitokondriell biogenes i 26 otränade mänskliga ämnen 13.
Figur 2 Data som erhållits från humana skelettmuskel vävnadsbiopsier. I en randomiserad, placebokontrollerad, crossover-studie manliga uthållighetsidrottare (n = 16) sprang på löpband i 3 timmar vid 70% VO2max och konsumeras en 6% kolhydratdryck eller placebo dryck vid en hastighet av 1 liter / timme 8. Skelettmuskulatur vävnad biopsier togs före och efter träning, placerades omedelbart på en iskall dissektion blocket, och synlig bindväv och fett avlägsnades försiktigt. Biopsi Provet placerades sedan i en köldkärlet, frystes i flytande kväve och lagrades vid -8 0 ° C fram till analys. (A) Kolhydrat intagande påverkade inte skelettmuskelglykogen utarmning (p = 0,246, interaktionseffekt). Emellertid kolhydrat intag tenderade att dämpa ökningen i (B) skelettmuskelvävnad interleukin (IL) -6 mRNA-nivåer, och (C) skelettmuskelvävnad IL-8-mRNA-nivåer (p = 0,071 respektive p = 0,063, interaktionseffekt, respektive ) 8.
| Föremål | Kvantitet per biopsi |
| Handskar, icke-sterila | 3 |
| Durasorb blå dyna | 2 |
| 1 | |
| Prep rakhyvel, engångs | 1 |
| Rakning kräm | partiell burk |
| Permanent markör / outplånligt markör | återanvändbar |
| Betadine Swabsticks (3-pack) | 1 |
| Sterila operationshandskar (storleksberoende) | 1 |
| Fenestrated handduk drapera | 1 |
| Etylklorid sprut | 0,1 |
| Lidokain (1% w / o Epi) | 5 cm ^ |
| 1 | |
| 25 G 5/8 "nål | 1 |
| 25 G 1 1/2 "nål | 1 |
| Engångsskalp w / # 11 blade | 1 |
| Sterila 4 x 4 gaskuddar | 4 |
| Förpackad steriliserad Bergström biopsinål | 1 |
| 60 ml spruta | 1 |
| Förlängnings slangar | ~ 75 cm |
| Metall kranen | 1 |
| 1 | |
| Skär gul (1-200 l) pipettspets | 1 |
| Alkoholtorkar | 5-10 |
| Octylseal, flytande suturer | 1 |
| Steri-strip halv "x 4" | 1 |
| Bandage | 1 |
| Icke-sterila 2 x 2 (eller 4 x 4) gaskuddar | 2 (eller 1) |
| Självhäftande bandage (5 m rulle) | 0,25 |
| Papper tejp för att fästa självhäftande bandage | ~ 30 cm |
Tabell 1 muskelbiopsi Materials List.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Den här videon ger en steg-för-steg-sammanfattning av skelettmuskelbiopsi förfarande som används vid ASU Human Performance Laboratory. Detta förfarande, med små ändringar, har använts för att samla in cirka 1.600 muskelbiopsier under de senaste 13 åren. De muskelbiopsiprover har gett viktiga data i idrottare baserade undersökningar, vilket leder till viktiga forsknings upptäckter.
Det finns många viktiga tekniker för att vara medveten om när du utför den modifierade Bergström skelettmuskelbiopsi teknik. Först och främst måste biopsi laget hålla strikt aseptisk teknik under alla faser av förfarandet. Vid placering snittet webbplatsen [1,4] är det viktigt att notera att vastus lateralis, när kontrakte är mer främre och proximal än vad som skulle vara i avslappnat tillstånd under biopsi. Om studieförfaranden kräver ytterligare biopsier från samma lår bör den initiala incisionsstället vara något distal för en tredjedel punkt [1,4]; varje efterföljande biopsi är 2-3 cm proximalt den föregående. Den mätning den ungefärliga hudveckstjocklek [1,6] hjälper operatören att uppskatta mängden vävnad ytligt på rampen, en viktig bestämnings för steg 2.3.2, 2.4.1, 2.6, 2.6.1 och 2.11.The operatören måste lära sig att känna av förändringen i resistans mellan den subkutana vävnaden och fascian [2.4.1]. Vid administrering lokalbedövning, kommer denna mening kvalitetssäkra muskelbiopsi genom att göra det möjligt för operatören att på ett adekvat infiltrera den subkutana vävnaden samtidigt minimera direkt exponering av skelettmuskelvävnaden att myotoxic 17-19 lokalbedövning [2.4.2]. Vid skärning genom den subkutana vävnaden, kommer en känsla av denna förändring i resistans ger föraren en indikation på djupet av fascia [2,6]. Operatören bör göra en mental anteckning om hur djupt skalpellen är relativt huden och den relativa positionen av snitteti fascia [2.6.1]. Detta kommer att minska den tid som spenderas av operatören sondera för fascian snittet och hjälpa operatören att avgöra om fönstret på biopsi nålen är helt i muskeln. Hela fönstret i den yttre kanylen (figur 1) måste vara inom muskeln fascia. Med mycket magra individer detta lätt bekräftas genom visuell inspektion, är detta dock svårare att se hos personer med betydande subkutana vävnaden. Tekniker # 1 måste lära sig att mäta graden av sug tillämpas när sprutan dras öppna [2.12.1]. Låg sug kan tyda på en svag fackförening på pipettspetsen-biopsinål korsning eller ofullständig inträngning av biopsi nålen i muskeln. Båda scenarierna ökar sannolikheten för att en upprepning biopsi kommer att vara nödvändig för att uppnå en tillräcklig mängd av muskelvävnad. Med erfarenhet, bör tekniker # 1 också uppskatta mängden vävnad klippt baserat på graden av motstånd kände när sug är bEing tillämpas. Denna information ska förmedlas till operatören. På samma sätt kan verksamhetsutövaren uppskatta mängden vävnad klippt baserat på "känsla" av snittet gjorde när du stänger inre trokaren [2.12.2]. Operatören måste snabbt klipp muskeln efter teknikern # 1 skapar sug med sprutan [2.12.2]. Klippning muskelvävnaden vid punkten för maximal sug kommer att förbättra vävnads avkastning. Metoden för flera klipp med en enda passage av biopsinål hjälper till att säkerställa att en tillräcklig mängd vävnad erhålls för studier och minimerar föremål obehag genom att minska antalet gånger biopsinål sätts in i muskeln genom fascian snittet [ 2.12.4]. Operatören bör ta bort biopsinål från snittet med en långsam, vridande rörelse medan du använder sin fria hand utgöra en motvikt med steril gasbinda [2.13]. Detta kommer att bidra till att förhindra att fönstret i biopsinål från att få "hängde" på fascian och huden iCisions. En känsla av motstånd när nålen dras ut kan indikera en ofullständig snitt genom muskeln. Om man misstänker en ofullständig snitt, bör operatören slutar att ta bort biopsi nål och skäras de återstående fibrerna genom att öppna inre trokaren 4-5 mm och tillämpa en lätt vridande rörelse som den inre trokaren är stängd. Slutligen, efter avlägsnande av biopsinål, tillämpa en kall kompress på snittet plats för 10-15 min, vissa motiv kan kräva längre tid för att uppnå hemostas [3,1]. Efter hemostas har uppnåtts, noggrant rengöra området runt snittet med alkohol prep pads, och låt huden torka innan du applicerar det kirurgiska limmet [3,2-3,4]. Dessa tekniker kommer att maximera fördelarna med att använda kirurgiskt lim för att stänga huden snitt och effektiviteten hos de plåster för att fastna på huden. Den kirurgiska limmet har flera fördelar jämfört nedläggningar och suturer tejp. Ämnen kan utöva kraftigt i timmar direkt efter förfarande utan blödning från snittet. Den kirurgiska limmet ger en fysisk barriär mot potentiell smitta, behöver inte tas bort, och minimerar ärrbildning.
Muskeln biopsi förfarande är minimalt invasiv, relativt säker, och kan utföras i biomedicinska forskningsmiljöer som ett öppenvården förfarandet. De flesta patienter rapporterar liten förändring i deras förmåga att genomföra dagliga aktiviteter att leva. Ömhet och svullnad från förfarandet är helt löst inom 5 till 7 dagar. Få biverkningar har rapporterats från patienter som deltar i studier på ASU Human Performance Laboratory (ca 2 av 1600, båda var lokala hudinfektioner). Denna incidens liknar andra publicerade rapporter. Bergström rapporterade 3 en mycket låg förekomst av intramuskulärt hematom, som resorberas spontant, och endast ett fall av mer än 5.000 biopsier som kräver kirurgiska ingrepp för att stoppa blödning från en artär. Hennessey et al., med hjälp av en sug modifierad Bergström teknik, rapporterade att två biopsier av 83 ledde till ett avbrott i patientens dagliga aktiviteter på grund av smärta och obehag. En av dessa händelser berodde på en ekkymos, och båda händelserna lösas inom 7 dagar 6. Tarnopolsky et al. rapporterar en mycket låg komplikationsfrekvens med sug modifierade Bergström teknik (22 komplikationer av 13.914 biopsier hos vuxna och barn 7). Komplikationer ingår lokal hudinfektion (8 fall), arteriell blödning (2 fall), ekkymos / hematom (2 fall), smärta som kvarstår efter> 3 dagar (5 fall), och ett litet område lokal domningar distalt om biopsi (5 fall) 7.
Den modifierade Bergström muskelbiopsi teknik höjer kvaliteten på data som samlats in under en undersökning samtidigt införa minimala tidsbrist. Proceduren kan avslutas snabbt när snittet webbplatsen är beredd i förväg, en enda pass 3-4 klipp ger vanligtvis 100 till 200 mg av vävnad, och multipla biopsier kan tas från ett ämne under en enda session. Muscle prover som tagits med den här tekniken kan användas för ett brett spektrum av utfallsmått, bland annat fiber skriva, muskelskada, bränslesubstrat butiker, mitokondriell biogenes och andning, enzymaktivitet, förskjutningar i metaboliter, proteinsyntesen, genuttryck för inflammation och oxidativ stress , och många andra.
Att få muskeln biopsiprov från vastus lateralis ger fördelar jämfört med andra kandidat muskler (t.ex. biceps brachii, deltamuskeln, gastrocnemius, tibialis anterior, triceps brachii och soleus muskler). Vastus lateralis är den vanligaste samplade muskler, och en omfattande mängd normativa histologiska, biokemiska och existerar molekylärbiologiska uppgifter för forskaren och läkaren att jämföra sina resultat och observationer. För det andra later den del av vastus där INCIsioner görs är relativt stor och inte har stora kärl eller nerver läggs över området blod. Således, under en given testperiod flera snitt i samma muskel bör göras, vardera 2-3 cm från varandra, för att förhindra trauma-inducerade förändringar i genuttryck 24. Att få flera biopsier från samma muskler genom separata snitt inte synes förändrar transkription respons av gener som svarar på stress av motion 24,25. Emellertid kan expressionen av vissa gener att påverkas när en andra biopsi tas via samma snitt flera timmar senare 24. Slutligen individer har möjlighet att engagera sig i 2-3 timmar av övning med lite obehag när muskelbiopsi erhålls från vastus lateralis. Många ämnen jämföra den post biopsi obehag för en mild kontusion. Detta medger före till efter tränings prover som skall erhållas med liten ämne börda 3,8,11,26.
I sammanfattning, en metod för attutvinna mänskliga skelettmuskelbiopsiprover med modifierade Bergström tekniken beskrevs. Denna muskel biopsi förfarande är relativt säker och ger forskaren med gott om skelettmuskelvävnaden för flera nedströms cellulära och molekylära analyser. Proceduren kan avslutas snabbt, vilket gör att forskaren för att få före, mitten, och efter träning (eller annat ingrepp) biopsiprover.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
Ingen finansiering för att deklarera.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Bergström biopsy needle, 5 x 100 mm | Stille Surgical Inc. | 119-29187-50 | 1 ea |
| Durasorb blue pad | Fisher | 22-031-340 | case of 300 |
| Prep razor disposable | Moore Medical | 89760 | 1 ea |
| Shave cream | Moore Medical | 92869 | 1 can |
| Alcohol swab | Moore Medical | 98721 | box/200 |
| Povidone-iodine swabsticks (3 pack) | Moore Medical | 90691 | pack of 50 |
| Face masks | Fisher | 19-039-690 | case of 50 |
| Sterile gloves; sz 6.5 | Moore Medical | 68128 | box of 50 pairs |
| Sterile gloves; sz 7.0 | Moore Medical | 68129 | box of 50 pairs |
| Sterile gloves; sz 8.5 | Moore Medical | 68132 | box of 50 pairs |
| Fenestrated towel drape | Moore Medical | 92712 | case of 50 |
| Lidocaine (1% HCl, w/o Epi) | Dealmed | 427902 | 30 cc vial |
| Ethyl chloride spray | Dealmed | 386020 | 3.5 fl. Oz. bottle |
| 5 ml syringe w/ 21 G needle | Fisher | 14-827-48 | case of 100 |
| 25 G 5/8" needle | Fisher | 14-826AA | case of 100 |
| 25 G 1 1/2" needle | Fisher | 14-826-49 | case of 100 |
| Single-use scalpels w/ #11 blade | Fisher | 0-8927-5B | box of 20 |
| 60 ml Syringe | Fisher | 13-689-8 | case of 40 |
| ~30 inch extension tubing | Fisher | 14-169-7A | roll of 50 ft |
| Metal stopcock | Fisher | 01-290-38 | each |
| Polypropylene tubing connector w/ tapered ends, 3.2 to 5.5 mm | Fisher | 15-315-28A | case of 100 |
| Yellow pipette tips (1-200 µl) | Fisher | 02-681-2 | cut off ~15-18 mm of the tip |
| Topical surgical adhesive | Medline | MSC091076 | case of 36 tubes |
| Topical surgical adhesive | Medline | MSC091076Z | box of 6 tubes |
| Butterfly stitches (adhesive strips) 1/2" x 4" (6 per pack) | Moore Medical | 93050 | box/300 |
| Bandadge, Strip, 3/4 x 3 in. | Fisher | 19-027-202 | pack of 100 |
| Adhesive bandage (5 m rolls) | Fisher | 19-027-768 | case of 36 |
| 1" paper surgical tape | Fisher | 19-027-761 | case of 12 |
| Sutures (4-0 reverse cutting, FS2) | Moore Medical | 82926 | box of 36 |
| 4 x 4 Sterile gauze pads | Moore Medical | 66949 | pkg/50 |
| 2 x 2 Non-sterile gauze pads | Moore Medical | 37336 | pkg/200 |
| 3 x 4 Non-adherent pads | Moore Medical | 74389 | bx/100 |
| Autoclave bags 3.5 x 9 | Moore Medical | 40390 | box of 200 |
| Autoclave bags 5.25 x 10 | Moore Medical | 40391 | box of 200 |
| Autoclave indicator tape | Moore Medical | 31608 | box of 250 |
| Lab coats—small | Fisher | 23-900-520A | 10/pk |
| Lab coats—medium | Fisher | 23-900-520B | 10/pk |
| Lab coats—large | Fisher | 23-900-520C | 10/pk |
| Germicidal Disposable Cloth Wipes | Moore Medical | 62879 | Can/160 |
References
- Duchene, G. B. A. Recherches sur la paralysie musculaire pseudohypertrophique ou paralysie myo-sclerosique. Arch Gen Med. 11 (30), (1868).
- Bergstrom, J. Muscle electrolytes in man. Determined by neutron activation analysis on needle biopsy specimens. Scand J Clin Lab Invest (England). 14, (1962).
- Bergstrom, J. Percutaneous needle biopsy of skeletal muscle in physiological and clinical research). Scand J Clin Lab Invest. 35, 609-616 (1975).
- Bergstrom, J., Hultman, E. A study of the glycogen metabolism during exercise in man. Scand J Clin Lab Invest. 19, 218-228 (1967).
- Evans, W. J., Phinney, S. D., Young, V. R. Suction applied to a muscle biopsy maximizes sample size. Med Sci Sports Exerc. 14, 101-102 (1982).
- Hennessey, J. V., Chromiak, J. A., Della Ventura, S., Guertin, J., MacLean, D. B. Increase in percutaneous muscle biopsy yield with a suction-enhancement technique. J Appl Phys. 82, 1739-1742 (1997).
- Tarnopolsky, M. A., Pearce, E., Smith, K., Lach, B. Suction-modified Bergstrom muscle biopsy technique: experience with 13,500 procedures. Muscl., & Nerve. 43, 717-725 (2011).
- Nieman, D. C., et al. Carbohydrate ingestion influences skeletal muscle cytokine mRNA and plasma cytokine levels after a 3-h run. J Appl Physiol. 94, 1917-1925 (2003).
- Nieman, D. C., et al. Influence of carbohydrate ingestion on immune changes after 2 h of intensive resistance training. J Appl Physiol. 96, 1292-1298 (2004).
- Utter, A. C., et al. Carbohydrate supplementation and perceived exertion during prolonged running. Med Sci Sports Exerc. 36, 1036-1041 (2004).
- Nieman, D. C., et al. Muscle cytokine mRNA changes after 2.5 h of cycling: influence of carbohydrate. Med Sci Sports Exerc. 37, 1283-1290 (2005).
- Nieman, D. C., et al. Effects of quercetin and EGCG on mitochondrial biogenesis and immunity. Med Sci Sports Exerc. 41, 1467-1475 (2009).
- Nieman, D. C., et al. Quercetin's Influence on Exercise Performance and Muscle Mitochondrial Biogenesis. Med Sci Sports Exerc. 42, 338-345 (2010).
- Dumke, C. L., et al. Quercetin's effect on cycling efficiency and substrate utilization. Appl Physiol Nut Metab. 34, 993-1000 (2009).
- Nieman, D. C., et al. Quercetin's influence on exercise-induced changes in plasma cytokines and muscle and leukocyte cytokine mRNA. J Appl Physiol. 103, 1728-1735 (2007).
- Guideline for Disinfection and Sterilization in Healthcare Facilities. http://www.cdc.gov/hicpac/Disinfection_Sterilization/toc.html. , Centers for Disease Control and Prevention. (2008).
- Faria, F. E., et al. The onset and duration of mobilization affect the regeneration in the rat muscle. Histol Histopath. 23, 565-571 (2008).
- Carlson, B. M., Shepard, B., Komorowski, T. E. A histological study of local anesthetic-induced muscle degeneration and regeneration in the monkey. J Ortho Res. 8, 485-494 (1990).
- Yagiela, J. A., Benoit, P. W., Buoncristiani, R. D., Peters, M. P., Fort, N. F. Comparison of myotoxic effects of lidocaine with epinephrine in rats and humans. Anesth Analg. 60, 471-480 (1981).
- Coyle, E. F., Coggan, A. R., Hemmert, M. K., Ivy, J. L. Muscle glycogen utilization during prolonged strenuous exercise when fed carbohydrate. J Appl Physiol. 61, 165-172 (1986).
- Gibala, M. J., et al. Brief intense interval exercise activates AMPK and p38 MAPK signaling and increases the expression of PGC-1alpha in human skeletal muscle. J Appl Physiol. 106, 929-934 (1985).
- Phillips, S. M., Tipton, K. D., Ferrando, A. A., Wolfe, R. R. Resistance training reduces the acute exercise-induced increase in muscle protein turnover. Am J Physiol. 276, 118-124 (1999).
- Davis, J. M., Murphy, E. A., Carmichael, M. D., Davis, B. Quercetin increases brain and muscle mitochondrial biogenesis and exercise tolerance. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 296, 1071-1077 (2009).
- Vissing, K., Andersen, J. L., Schjerling, P. Are exercise-induced genes induced by exercise. FASEB J. 19, 94-96 (2005).
- Lundby, C., et al. Gene expression in human skeletal muscle: alternative normalization method and effect of repeated biopsies. Eur J Appl Physiol. 95, 351-360 (2005).
- Coyle, E. F., Coggan, A. R., Hemmert, M. K., Ivy, J. L. Muscle glycogen utilization during prolonged strenuous exercise when fed carbohydrate. J Appl Physiol. 61, 165-172 (1985).
