Tuina-interventie in konijnenmodel van knieartrose
Summary
Het protocol beschrijft een methode voor Tuina-interventie in een konijnenmodel van knieartrose.
Abstract
Artrose van de knie (KOA) wordt voornamelijk gekenmerkt door degeneratieve veranderingen in het kraakbeen van het kniegewricht en de omliggende zachte weefsels. De werkzaamheid van Tuina bij de behandeling van KOA is bevestigd, maar het onderliggende mechanisme moet worden onderzocht. Deze studie heeft tot doel een wetenschappelijk haalbaar KOA-konijnenmodel op te stellen dat is behandeld met Tuina om de onderliggende mechanismen bloot te leggen. Hiervoor werden 18 mannelijke Nieuw-Zeelandse konijnen van 6 maanden oud willekeurig verdeeld in schijn-, model- en Tuina-groepen, met 6 konijnen in elke groep. Het KOA-model is tot stand gekomen door 4% papaïne-oplossing in de holte van het kniegewricht te injecteren. De Tuina-groep werd gedurende 4 weken geïntervenieerd met Tuina in combinatie met de kniegewricht-rotatiecorrectiemethode. Alleen het standaard grijpen en fixeren werd uitgevoerd in schijn- en modelgroepen. Aan het einde van de interventie van 1 week werd het bewegingsbereik (ROM) van het kniegewricht waargenomen en werd kraakbeen hematoxylin-eosine (HE) kleuring uitgevoerd. De studie toont aan dat Tuina de apoptose van chondrocyten kan remmen, kraakbeenweefsel kan herstellen en ROM van het kniegewricht kan herstellen. Concluderend toont deze studie de wetenschappelijke haalbaarheid aan van Tuina-behandeling voor KOA-modelkonijnen, waarbij de potentiële toepassing ervan in de studie van KOA en soortgelijke kniegewrichtgerelateerde aandoeningen wordt benadrukt.
Introduction
Artrose van de knie (KOA) is een degeneratieve ziekte van het kniegewricht, die zich voornamelijk manifesteert door kniepijn, zwelling, vervorming en bewegingsbeperking, met een hoog invaliditeitspercentage en een hogere prevalentie bij vrouwen, met 527,81 miljoen patiënten met artrose wereldwijd in 2019 en de wereldwijde prevalentie ervan is goed voor 60,6% van de totale wereldwijde prevalentie van artrose1. Klinisch wordt de behandeling van KOA meestal onderverdeeld in niet-chirurgische en chirurgische therapieën. Niet-chirurgische therapieën omvatten fysiotherapie, farmacotherapie en bloedplaatjesrijke plasma-injectietherapie 2,3. Tuina is een veelvoorkomende, veilige, betrouwbare en effectieve behandelmethode in de Chinese geneeskunde. Deze studie maakt gebruik van Tuina in combinatie met de roterende correctiemethode van het kniegewricht om KOA te behandelen. Tuina-technieken zoals de roterende kneed- en persmethode kunnen spierweefsel in evenwicht brengen, pijn verminderen, ontstekingsfactorniveaus aanpassen, het weefselmetabolisme verbeteren en gewrichtskraakbeendegeneratie remmen 4,5. De roterende correctiemethode van het kniegewricht kan de uitlijning van de botten en gewrichten van de onderste ledematen aanpassen, de opening van het kniegewricht verbeteren, de normale krachtlijn herstellen en de biomechanica van de onderste ledematen in evenwicht brengen 6,7,8,9. Weerstandsoefeningen kunnen de spiermassa en -kracht vergroten en de vernieuwing van kraakbeenweefsel bevorderen10,11. Een voorlopige studie wees uit dat dit Tuina-protocol significant effectiever is dan orale glucosaminesulfaatcapsules bij de behandeling van KOA, met een sneller begin van de werking en een significante remming van chondrocytendegeneratie en herstel van beschadigd kraakbeenweefsel12. Bij de behandeling van KOA hebben niet-steroïde anti-inflammatoire geneesmiddelen, in vergelijking met Tuina-therapie, bijwerkingen en een onbevredigende werkzaamheid op lange termijn, relatief hoge chirurgische risico’s en kosten, en vereisen ze bepaalde indicaties voor chirurgische behandeling, met postoperatieve problemen en periprothetische complicaties13,14,15. In vergelijking met medicamenteuze therapie en chirurgie biedt de behandeling van Tuina voor KOA verschillende voordelen, waaronder minder bijwerkingen, lager risico, verbeterde veiligheid, kosteneffectiviteit en langdurige werkzaamheid. Bovendien kan het effectief pijn in het kniegewricht, zwelling, knallen en bewegingsbeperking verlichten 6,13,16,17.
Het mechanisme van Tuina voor de behandeling van KOA moet echter worden verduidelijkt, wat de verbetering en perfectie van het behandelprotocol voor KOA beperkt. Daarom is het bestuderen van het mechanisme van Tuina-interventie in KOA door middel van dierproeven een effectieve methode. Konijnen hebben, in vergelijking met ratten, een volgzaam temperament en grotere kniegewrichten. De anatomische structuur en de biochemische indexen van het kraakbeen zijn vergelijkbaar met die van mensen, dus het is een geschikt onderwerp voor het bestuderen van het mechanisme van kniegewrichtsaandoeningen door Tuina18. Het KOA-model dat tot stand is gekomen door papaïne in de holte van het kniegewricht van konijnen te injecteren, heeft de voordelen van een korte modelleringstijd, minder trauma, een hoog slagingspercentage, een hoog overlevingspercentage en een vergelijkbaar pathologisch mechanisme als KOA19. Deze studie heeft tot doel een wetenschappelijk haalbaar dierexperimenteel protocol voor Tuina-interventie in KOA vast te stellen en het mechanisme van Tuina te onderzoeken.
Protocol
Representative Results
Discussion
Het ontwerp van het experimentele protocol is met name belangrijk om het mechanisme van Tuina bij de behandeling van KOA te onderzoeken. KOA-modellering werd uitgevoerd op konijnen door middel van injectie met papaïne in Waixiyan. Waixiyan bevindt zich in de laterale crypte van het patellaligament, dat gemakkelijk te lokaliseren is, en de gewrichtsruimte tussen het dijbeen en het scheenbeen is hier groot tijdens knieflexie, waardoor het gemakkelijk is om in de holte van het kniegewricht te injecteren en schade aan de om…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door het Shandong Provincial Traditional Chinese Medicine Science and Technology Project (2021Q080) en het Qilu School of Traditional Chinese Medicine Academic School Inheritance Project [Lu-Wei-Letter (2022) 93].
Materials
| 0.9 % sodium chloride injection | Sichuan Keren Pharmaceutical Co. | Z22121903 | |
| -20°C refrigerator | Haier | BD-328WL | |
| 4 % fixative solution | Solarbio | P1110 | |
| 4°C refrigerator | Haier | SC-315DS | |
| Anhydrous ethanol | Sinopharm | ||
| Automatic tissue dewatering machine | Dakowei (Shenzhen) Medical Equipment Co. | HP30 | |
| Blast drying oven | Shanghai Yiheng Scientific Instruments Co. | DHG-9070A | |
| Coverslip | Biyuntian | FCGF50 | |
| Electric thermostat water bath | Shanghai Yiheng Scientific Instruments Co. | HWS-26 | |
| Embedding freezing table | Changzhou Paishijie Medical Equipment Co. | BM450 | |
| Embedding machine | Changzhou Paishijie Medical Equipment Co. | BM450A | |
| Ethylenediaminetetraacetic acid decalcification solution | Servicebio | G1105-500ML | |
| Fluorescent inverted microscope | Leica | Leica DM IL LED | |
| Hematoxylin-eosin staining kit | Cisco Jet | EE0012 | |
| Hydrochloric acid | Laiyang Economic and Technological Development Zone Fine Chemical Plant | ||
| Medical joint goniometer | KOSLO | ||
| Neutral gum | Cisco Jet | EE0013 | |
| Normal-grade male New Zealand rabbit | Jinan Xilingjiao Breeding and Breeding Center | SCXK (Lu) 2020 0004 | |
| Papain(3000 U/mg) | Bioss | D10366 | |
| Pathological tissue bleaching and drying instrument | Changzhou Paishijie Medical Equipment Co. | PH60 | |
| Pet electric clippers | Codos | CP-3180 | |
| Rabbit fixing box | any brand | ||
| Rotating Slicer | Leica | 531CM-Y43 | |
| Tuina technique parameter determination instrument | Shanghai DuKang Instrument Equipment Co. Ltd. | ZTC- |
|
| Ventilator | TALY ELECTRIC | C32 | |
| Xylene | Fuyu Reagent |
References
- Long, H. B., et al. Prevalence trends of site-specific osteoarthritis from 1990 to 2019: findings from the global burden of disease study 2019. Arthritis & Rheumatology. 74 (7), 1172-1183 (2022).
- Tschopp, M., et al. A randomized trial of intra-articular injection therapy for knee osteoarthritis. Investigative Radiology. 58 (5), 355-362 (2023).
- Buchanan, W. W., Kean, C. A., Kean, W. F., Rainsford, K. D. Osteoarthritis. Inflammopharmacology. , (2023).
- Wang, W. Y., et al. A randomized, parallel control and multicenter clinical trial of evidence-based traditional Chinese medicine massage treatment VS External Diclofenac Diethylamine Emulgel for the treatment of knee osteoarthritis. Trials. 23 (1), 555 (2022).
- Wang, M. N., et al. Mechanism of traditional Chinese medicine in treating knee osteoarthritis. Journal of Pain Research. 13, 1421-1429 (2020).
- Katz, J. N., Arant, K. R., Loeser, R. F. Diagnosis and treatment of hip and knee osteoarthritis: A review. The Journal of the American Medical Association. 325 (6), 568-578 (2021).
- Chang, A., et al. The relationship between toe-out angle during gait and progression of medial tibiofemoral osteoarthritis. Annals of the Rheumatic Diseases. 66, 1271-1275 (2007).
- Jenkyn, T. R., Hunt, M. A., Jones, I. C., Giffin, J. R., Birmingham, T. B. Toe-out gait in patients with knee osteoarthritis partially transforms external knee adduction moment into flexion moment during early stance phase of gait: a tri-planar kinetic mechanism. Journal of Biomechanics. 41 (2), 276-283 (2008).
- Brouwer, G. M., et al. Association between valgus and varus alignment and the development and progression of radiographic osteoarthritis of the knee. Arthritis & Rheumatism. 56 (4), 1204-1211 (2007).
- Liao, C. D., et al. Effects of protein supplementation combined with resistance exercise training on walking speed recovery in older adults with knee osteoarthritis and sarcopenia. Nutrients. 15 (7), 1552 (2023).
- Thudium, C. S., et al. Cartilage tissue turnover increases with high-compared to low-intensity resistance training in patients with knee OA. Arthritis Research & Therapy. 25 (1), 22 (2023).
- Zheng, L. J., et al. Shutiao Jingjin massage can stabilize intracellular environment of rabbit chondrocytes following knee osteoarthritis-induced cartilage injury. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu. 27, (2023).
- Liu, K. Q., et al. Efficacy and safety of Tuina (Chinese therapeutic massage) for knee osteoarthritis: A randomized, controlled, and crossover design clinical trial. Frontiers in Medicine. 10, 997116 (2023).
- Wang, Z., et al. Systematic Review and Network Meta-analysis of Acupuncture Combined with Massage in Treating Knee Osteoarthritis. BioMed Research International. 2022, 4048550 (2022).
- Li, Y. Y., et al. Therapeutic effect of acupotomy at Sanheyang for cartilage collagen damage in moderate knee osteoarthritis: a rabbit model. Journal of Inflammation Research. 16, 2241-2254 (2023).
- Guo, G. X., et al. Cerebral mechanism of Tuina analgesia in management of knee osteoarthritis using multimodal MRI: study protocol for a randomised controlled trial. Trials. 23 (1), 694 (2022).
- Perlman, A., et al. Efficacy and safety of massage for osteoarthritis of the knee: a randomized clinical trial. Journal of General Internal Medicine. 34 (3), 379-386 (2019).
- Chen, B. J., et al. Aerobic exercise combined with glucosamine hydrochloride capsules inhibited the apoptosis of chondrocytes in rabbit knee osteoarthritis by affecting TRPV5 expression. Gene. 830, 146465 (2022).
- Rasheed, M. S., Ansari, S. F., Shahzadi, I. Formulation, characterization of glucosamine loaded transfersomes and in vivo evaluation using papain induced arthritis model. Scientific Reports. 12 (1), 19813 (2002).
- Li, Z. R. Experimental acupuncturology. Beijing: China Press of Traditional Chinese Medicine. 2003, 314-319 (2003).
- Hu, Y. L. Manual of practical animal acupuncture. Beijing: China Press of Agriculture. 2003, 286-298 (2014).
- Liu, J., et al. Effects of "knot-loosing" of acupotomy on motor function and morphological changes of knee joint in knee osteoarthritis rabbits. Zhen Ci Yan Jiu. 46 (2), 129-135 (2021).
- Li, Q., et al. The protective effects and mechanism of Ruyi Zhenbao Pill, a Tibetan medicinal compound, in a rat model of osteoarthritis. Journal of Ethnopharmacology. 308, 116255 (2023).
- Kwon, M., Nam, D., Kim, J. Pathological characteristics of monosodium iodoacetate-induced osteoarthritis in rats. Tissue Engineering and Regenerative Medicine. 20 (3), 435-446 (2023).
- Wang, J. G., Tang, C. L. Experimental Tuina science. Beijing: China Press of Traditional Chinese Medicine. Chinese. , (2017).
- Fang, M., Song, B. L. Tuina science. Beijing: China Press of Traditional Chinese Medicine. , (2016).
- Jin, X. Y., Yu, Y. Y., Lin, Y. Y., Yang, J. P., Chen, Z. H. Tendon-regulating and bone-setting manipulation promotes the recovery of synovial inflammation in rabbits with knee osteoarthritis via the TLR4-MyD88-NF-κB signaling pathway. Annals of Translational Medicine. 11 (6), 245 (2023).
- Wang, M., Liu, C., Xiao, W. Intra-articular injection of hyaluronic acid for the reduction in joint adhesion formation in a rabbit model of knee injury. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy: Official Journal of the ESSKA. 22 (7), 1536-1540 (2014).
- Xu, C., et al. Bacterial cellulose membranes used as artificial substitutes for dural defection in rabbits. International Journal of Molecular Sciences. 15 (6), 10855-10867 (2014).
- Leary, S., et al. AVMA guidelines for the euthanasia of animals: 2020 edition. Schaumburg: American Veterinary Medical Association. 2020, (2020).
- Amirtham, S. M., Ozbey, O., Kachroo, U., Ramasamy, B., Vinod, E. Optimization of immunohistochemical detection of collagen type II in osteochondral sections by comparing decalcification and antigen retrieval agent combinations. Clinical Anatomy. 33 (3), 343-349 (2020).
- Niazvand, F., et al. Curcumin-loaded poly lactic-co-glycolic acid nanoparticles effects on mono-iodoacetate-induced osteoarthritis in rats. Veterinary Research Forum: An International Quarterly Journal. 8 (2), 155-161 (2017).
- Liu, A., et al. Intra-articular injection of umbilical cord mesenchymal stem cells loaded with graphene oxide granular lubrication ameliorates inflammatory responses and osteoporosis of the subchondral bone in rabbits of modified papain-induced osteoarthritis. Frontiers in Endocrinology. 12, 822294 (2022).
- Hall, M. M. The accuracy and efficacy of palpation versus image-guided peripheral injections in sports medicine. Current Sports Medicine Reports. 12 (5), 296-303 (2013).
- Xing, L., et al. Traditional Chinese medicine ointment combined with Tuina therapy in treatment of pain and swelling after total knee arthroplasty. World Journal of Orthopedics. 13 (10), 932-939 (2022).
- Xu, H., et al. The effectiveness of Tuina in relieving pain, negative emotions, and disability in knee osteoarthritis: a randomized controlled trial. Pain Medicine. 24 (3), 244-257 (2023).
- Ding, N., et al. Mast cells are important regulator of acupoint sensitization via the secretion of tryptase, 5-hydroxytryptamine, and histamine. The Public Library of Science One. 13 (3), e0194022 (2018).
- Cai, F. H., Li, F. L., Zhang, Y. C., Li, P. Q., Xiao, B. Research on electroacupuncture parameters for knee osteoarthritis based on data mining. European Journal of Medical Research. 27 (1), 162 (2022).
- Mei, Z. G., Cheng, C. G., Zheng, J. F. Observations on curative effect of high-frequency electric sparkle and point-injection therapy on knee osteoarthritis. Journal of Traditional Chinese Medicine. 31 (4), 311-315 (2011).
- Xiao, G., et al. Effect of manipulation on cartilage in rats with knee osteoarthritis based on the Rho-associated protein kinase/LIM kinase 1/Cofilin signaling pathways. Journal of Traditional Chinese Medicine. 42 (2), 194-199 (2022).
- Wu, M. X., et al. Clinical study on the treatment of knee osteoarthritis of Shen-Sui insufficiency syndrome type by electroacupuncture. Chinese Journal of Integrative Medicine. 16 (4), 291-297 (2010).
- Richards, R. E., Andersen, M. S., Harlaar, J., van den Noort, J. C. Relationship between knee joint contact forces and external knee joint moments in patients with medial knee osteoarthritis: effects of gait modifications. Osteoarthritis Cartilage. 26 (9), 1203-1214 (2018).
- Shull, P. B., et al. Toe-in gait reduces the first peak knee adduction moment in patients with medial compartment knee osteoarthritis. Journal of Biomechanics. 46 (1), 122-128 (2013).
- Adouni, M., Shirazi-Adl, A. Partitioning of knee joint internal forces in gait is dictated by the knee adduction angle and not by the knee adduction moment. Journal of Biomechanics. 47 (7), 1696-1703 (2014).
- Kutzner, I., Trepczynski, A., Heller, M. O., Bergmann, G. Knee adduction moment and medial contact force–facts about their correlation during gait. The Public Library of Science One. 8 (12), e81036 (2013).
- Camacho-Cardenosa, A., et al. Resistance circuit training combined with hypoxia stimulates bone system of older adults: a randomized trial. Experimental Gerontology. 169, 111983 (2022).
- Babur, M. N., Siddiqi, F. A., Tassadaq, N., Arshad Tareen, M. A., Osama, M. Effects of glucosamine and chondroitin sulfate supplementation in addition to resistance exercise training and manual therapy in patients with knee osteoarthritis: A randomized controlled trial. The Journal of the Pakistan Medical Association. 72 (7), 1272-1277 (2022).
- Wang, H. N., et al. Effect of low-load resistance training with different degrees of blood flow restriction in patients with knee osteoarthritis: study protocol for a randomized trial. Trials. 23 (1), 6 (2022).
- Cheon, Y. H., et al. Relationship between decreased lower extremity muscle mass and knee pain severity in both the general population and patients with knee osteoarthritis: Findings from the KNHANES V 1-2. The Public Library of Science One. 12 (3), e0173036 (2017).
- Murton, A. J., Greenhaff, P. L. Resistance exercise and the mechanisms of muscle mass regulation in humans: acute effects on muscle protein turnover and the gaps in our understanding of chronic resistance exercise training adaptation. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. 45 (10), 2209-2214 (2013).
