Mevcut protokol, fareler gibi küçük hayvanlarda gerçekleştirilen hassas rehabilitasyon çalışmalarına dahil edilebilen dozaj ayarlı direnç eğitimi (DART) adı verilen benzersiz bir tekniği tanımlamaktadır.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Mevcut protokol, fareler gibi küçük hayvanlarda gerçekleştirilen hassas rehabilitasyon çalışmalarına dahil edilebilen dozaj ayarlı direnç eğitimi (DART) adı verilen benzersiz bir tekniği tanımlamaktadır.
Giderek daha büyük dış yüklere karşı kas kasılmaları gerçekleştirmeyi içeren ilerleyici direnç eğitimi (PRT), sağlıklı bireylerde ve hasta popülasyonlarında kas kütlesini ve gücünü artırabilir. Küçük ve büyük hayvan modelleri üzerinde yapılan klinik öncesi çalışmalarda kas kütlesini ve gücünü korumak ve / veya geri kazanmak için İİT'nin güvenliğini ve etkinliğini test etmek için hassas rehabilitasyon araçlarına ihtiyaç vardır. Bu makalede açıklanan PRT metodolojisi ve cihazı, dozaj ayarlı direnç eğitimi (DART) gerçekleştirmek için kullanılabilir. DART cihazı, farelerde ayak bileği dorsifleksörleri tarafından üretilen konsantrik kontraktil torku objektif olarak değerlendirmek için bağımsız bir dinamometre olarak kullanılabilir veya önceden var olan bir izokinetik dinamometri sistemine eklenebilir. DART cihazı, bu çalışmada sağlanan talimatlara ve açık kaynaklı 3D baskı dosyalarına dayanan standart bir 3D yazıcı ile üretilebilir. Makale ayrıca, tek bir DART nöbetinin neden olduğu kasılmaya bağlı kas hasarını, uzuv-kuşak kas distrofisi tip 2B / R2'nin (BLAJ fareleri) bir fare modelinde karşılaştırılabilir bir izometrik kasılma nöbetinin (ISOM) neden olduğu kas hasarı ile karşılaştırmak için bir çalışmanın iş akışını da açıklamaktadır. Sekiz BLAJ faresinden elde edilen veriler (her durum için dört hayvan), tibialis anterior (TA) kasının % 10'undan azının tek bir DART veya ISO nöbetinden zarar gördüğünü ve DART'ın ISOM'dan daha az zararlı olduğunu göstermektedir.
Egzersiz, iskelet kası üzerinde çok sayıda sağlık yararı sağlar (Vina ve ark.1'de gözden geçirilmiştir). Spesifik olarak, giderek daha büyük dış yüklere (örneğin, halterler, dambıllar, kablo kasnak ağırlık devreleri) karşı kas kasılmaları gerçekleştirmeyi içeren ilerleyici direnç eğitiminin (PRT), hem sağlıklı bireylerde hem de hasta popülasyonlarında kas kütlesini ve gücünü artırmaya yardımcı olduğu bilinmektedir (önceki yayınlarda gözden geçirilmiştir 2,3 ). PRT, kasın giderek daha büyük dış yüklere karşı büzüldüğü zaman, fizyolojik kesit alanını ve kuvvet üretme kapasitesini artırarak adapte olduğunu belirten aşırı yük prensibine dayanmaktadır4. Kemirgenlerde mevcut İİT modelleri arasında kuyruğa uygulanan dirençle merdiven tırmanma, agonist kasların antagonistlerden gelen dirence karşı birlikte kasılması, ağırlıklı bir koşum takımı ile koşma, elektrik çarpması sonucu ortaya çıkan bir çömelme egzersizi ve dirençli tekerlek çalıştırma 5,6,7,8,9,10 (önceki yayınlarda gözden geçirilmiştir 11,12 ). Bununla birlikte, şu anda farelerde tam olarak kas hedefli, dozaj ayarlı PRT'yi gerçekleştirmek için insan klinik araştırmalarında ve uygulamalarında kullanılan PRT yöntemlerine ve cihazlarına çok benzeyen hiçbir araştırma aracı yoktur12,13. Bu, araştırmacıların farelerde temel ve klinik öncesi çalışmalarda tam olarak dozlanmış PRT'nin güvenliğini ve etkinliğini inceleme yeteneğini sınırlar.
Bu engeli aşmak için bu çalışmada, modern spor salonlarında direnç antrenman ekipmanlarında kullanılan kablo-kasnak-ağırlık devresi tasarımlarına dayanan bir İİT metodolojisi ve cihazı geliştirilmiştir14,15,16. Bu PRT yöntemi, dozaj ayarlı direnç eğitimi (DART) olarak adlandırılır ve cihaza DART cihazı denir. Hassas bir rehabilitasyon eğitim aracı olarak işlevselliğine ek olarak, DART cihazı, bir faredeki tibialis anterior (TA) kası tarafından üretilebilecek maksimum eşmerkezli kontraktil torku objektif olarak değerlendirmek için bağımsız bir araç olarak da kullanılabilir, tıpkı tek tekrarlı maksimumun (1RM, iyi formu korurken sadece bir kez başarılı bir şekilde kaldırılabilen / taşınabilen / basılabilen / çömelebilen maksimum yük) insanlarda nasıl değerlendirildiğine benzer17, 18. DART cihazı ayrıca, bir faredeki TA kası tarafından üretilen tepe izometrik tetanik kuvvetini ölçmek için özel yapım veya ticari bir izokinetik dinamometre ile birleştirilebilir (insanlarda maksimum gönüllü kasılma [MVC] ile karşılaştırılabilir) ve daha sonra pik tetanik kuvvete (örneğin, tepe kuvvetinin% 50'si) dayanan bir dirençle dozaj ayarlı PRT gerçekleştirebilir.
Bu makalede, DART cihazının yapısı açıklanmakta ve kontraktil torku değerlendirmek ve DART'ı gerçekleştirmek için önceki yayınlar 19,20,21,22'de açıklanan özel yapım bir dinamometre ile nasıl birleştirilebileceği açıklanmaktadır. Çalışma ayrıca, DART cihazının, tek bir DART nöbetinin (% 50 1RM ile 10 konsantrik önyargılı kasılmanın 4 seti) neden olduğu egzersize bağlı kas hasarını, uzuv-kuşak kas distrofisi tip 2B'nin bir fare modelinde (LGMD2B, veya LGMDR2)23,24. İncelenen fare modeli, iskelet kasını zararlı eksantrik kasılmaların ardından gecikmiş başlangıçlı kas hasarına karşı korumada önemli bir rol oynayan disferlin adı verilen bir proteinden yoksundur 22,25,26,27,28,29,30 . Ayrıca, disferlin eksikliği olan erkek farelerde, konsantrik olarak önyargılı zorla egzersizin, eksantrik olarak önyargılı zorla egzersiz kadar zararlı olmadığı ve konsantrik olarak önyargılı eğitime daha önce maruz kalmanın, sonraki eksantrik önyargılı kasılmalardan kaynaklanan yaralanmalara karşı koruma sağladığı gösterilmiştir22. Mevcut çalışma, mevcut DART metodolojisinin ve cihazının dozaj ayarlı, konsantrik olarak önyargılı direnç eğitimi gerçekleştirmedeki fizibilitesini test etmek için yapıldığından, DART cihazından elde edilen yeni verileri önceki verilerle karşılaştırmak için araştırma için erkek disferlin eksikliği olan fareler seçilmiştir. Gelecekteki çalışmalarda, cinsiyetin DART'a verilen yanıtla ilgili biyolojik bir değişken olarak etkisini incelemek için dişi BLAJ fareleri dahil edilecektir. ~ 1.5 yaşında olan fareler, birçok kas grubunda zaten distrofik değişikliklere sahip oldukları için incelenmiştir ve bu nedenle, kas zayıflığı ve israfı olan ve kas kütlesini ve gücünü korumak için rehabilite edici bakım arayan hastalarda kasların olabileceği patofizyolojik durumu modellemektedir26.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu makalede açıklanan deneyler, Wayne State Üniversitesi, Detroit, Michigan, ABD'deki Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi (IACUC) tarafından, Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu (1996, National Academy Press tarafından yayınlanmıştır, 2101 Constitution Ave. NW, Washington, DC 20055, ABD) uyarınca onaylanmıştır. B6. Bu çalışmada LGMD2B/R2 modelini model alan A-Dysfprmd/GeneJ fareleri (diğer adıyla BLAJ fareleri, erkekler, ~1,5 yaş) kullanılmıştır. Fareler ticari bir kaynaktan elde edilmiştir (bakınız Malzeme Tablosu).
1. Çalışma tasarımı
2. DART cihazının imalatı
3. DART veya ISOM için farelerin hazırlanması
4. DART veya ISOM eğitimi
5. Fareler için prosedür sonrası bakım
6. Doku toplama
7. Kas dokusu üzerine histolojik çalışmalar
8. İstatistiksel analizler
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
~ 1.5 yaşında olan BLAJ erkek fareleri incelendi. BLAJ fareleri, insan kas hastalığını modellemektedir, LGMD2B / R2. Bu fareler, eksantrik kas kasılmalarının tek bir nöbetinden kaynaklanan gecikmiş başlangıçlı kas hasarına karşı özellikle hassastır22,29. Bu nedenle, BLAJ fareleri, TA kasının konsantrik olarak önyargılı bir şekilde çalışması gereken direnci tam olarak ayarlayarak DART'ın zarar verici olmayan bir şekilde gerçekleştirilip gerçekleştirilemeyeceğini ö...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu makalede, dozaj ayarlı direnç eğitimi (DART) adı verilen bir tür hassas rehabilitasyon eğitimi gerçekleştirmek için bir cihazın nasıl oluşturulacağına ilişkin adım adım talimatlar sunulmaktadır. Çalışma ayrıca, DART cihazının ve metodolojisinin, tek bir DART (DART grubu) nöbetinden 3 gün sonra kas hasarını, karşılaştırılabilir bir izometrik eğitim (ISOM grubu) döneminden 3 gün sonra hasarla karşılaştırmak için bir eğitim çalışmasında uygulanmasını da açıklamaktadır.
Protokoldeki kritik adım...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların rekabet eden finansal çıkarları yoktur.
Bu çalışma, Jain Foundation Inc., NICHD'den R03HD091648, NIH P2CHD086843 kapsamında AR3T'den bir Pilot Hibe, Wayne State Üniversitesi'nde EACPHS'den bir FRAP Ödülü, Wayne State Üniversitesi'nden bir Fakülte Başlangıç Paketi ve 1R01AR079884-01'den (Peter L. Jones PI) JAR'a bir taşeron tarafından finanse edilmiştir. Bu çalışma aynı zamanda JMB, MEP ve JAR'a Amerikan Fizik Tedavi Derneği - Michigan (APTA-MI) araştırma hibesi tarafından finanse edildi. Yazarlar, Dr. Renuka Roche'a (Doçent, Eastern Michigan University, MI) makaleyi eleştirel olarak okuduğu ve geri bildirim sağladığı için teşekkür eder. Yazarlar, 3D baskı konusunda tavsiye için Bay Anselm D. Motha'ya teşekkür ediyor. Yazarlar, hikayelerini https://www.jain-foundation.org/patient-physician-resources/patient-stories'daki Jain Vakfı web sitesinde paylaşan disferlinopatili hastalara, özellikle de egzersizle ilgili deneyimlerini teşekkür ediyor.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| AnMiao Star 608 Seramik Bilyalı Rulman | Anmiao Star (N/A) | AMS127 | Yüksek hassasiyetli, düşük sürtünmeli tekerlek yatağı. Marka ve model ticari olarak mevcut değilse, 608 düşük sürtünmeli tekerlek rulmanının, 8 mm delik çapının alternatif bir versiyonu, 22 mm dış çap, 420 paslanmaz çelik gövde içinde silisyum nitrür seramik bilyeler yeterli olacaktır. Tekerlek yatağındaki aşırı sürtünme, DART cihazının performansını olumsuz yönde etkileyecek ve kas kasılmalarına karşı genel direnci artıracaktır. |
| Axio Scope.A1 mikroskobu | Carl Zeiss (Peabody, MA) | Ürün #Axio Scope.A1 | Işık ve floresan mikroskobu |
| B6. A-Dysfprmd/GeneJ (diğer adıyla BLAJ fareleri) | Jackson Laboratuvarı (Bar Harbor, ME). Disferlin üzerinde çalışan işbirlikçiler için The Jain Foundation Inc. tarafından sürdürülen özel koloni. | Stok #012767 | İnsan uzuv kuşağı kas distrofisi tip 2B / R2'yi modelleyen Dysferlin eksikliği olan fareler. |
| Bipolar, transkutanöz, nöromüsküler elektriksel stimülasyon (NMES) elektrot | Harvard Aparatı, Holliston, MA | BS4 50 – NMES için 6824 | Elektrot. Bu elektrot ticari olarak mevcut değilse, alternatifler için lütfen ilgili yazarla iletişime geçin. |
| Coplin Boyama Kabı | ThermoFisher (Waltham, MA) | Katalog No. S17495 | Hematoksilen ve eozin için boyama kabı/kavanozu (H& E) |
| Cura 4.4.1 bölümlerinin boyanması. Yazılım | Ultimaker, Utrecht, Hollanda | Ultimaker Cura 4.4.1. | Stereolitografi dosyalarını G-CODE dosyalarına dönüştürmek için dilimleme yazılımı |
| Deltafaz izotermal jel ısıtma yastığı | Braintree Scientific (Braintree, MA) | Öğe #39DP | Anestezi altındayken hayvanlara termal destek sağlamak için ısıtma yastığı |
| Eosin Y | Millipore Sigma (Burlington, MA) | HT110132-1L | Pembe sitoplazmik leke |
| Gorilla Super Glue | The Gorilla Glue Company (Cincinnati, OH) | Gorilla Super Glue | PLA bileşenlerini yapıştırmak için Micro Precise Siyanoakrilat yapıştırıcı |
| Hematoksilen çözeltisi, Solungaç No.3 | Millipore Sigma (Burlington, MA) | GHS332-1L | Nükleus HM525NX kriyostat için koyu mavi leke |
| ThermoFisher (Waltham, MA) | Mendillerinin donmuş bölümlerini yapmak için Kriyostat | Kataloğu | |
| #HM525NX. Kimberly-Clark Professional Kimtech Science Kimwipes Hassas Görev Silecekleri, 1 Katlı | ThermoFisher (Waltham, MA) | Katalog No. 06-666. Üretici # 34120 | Laboratuvar mendilleri, ani dondurmadan önce ve başka amaçlar için kas dokusundan mineral yağı lekelemek için. |
| Labview 2014 | National Instruments, Austin, Texas, ABD | Labview 2014 | Dinamometreyi çalıştıran ve NMES stimülatörünü tetikleyen özel olarak yazılmış programlar/rutinler için yazılım. |
| Sıvı nitrojen HDPE Dewar Şişeleri | ThermoFisher (Waltham, MA) | S34074B. Thermo Scientific 41502000 / EMD | Şişesi, kasları veya diğer dokuları dondurmak için sıvı nitrojen tutmak için |
| Sihirli tüy dökücü krem | Softsheen Carson (New York, NY) | N/A | Jiletsiz tüy dökücü krem |
| Metal timsah klipsi | JINSHANGTOPK (web tabanlı iş) | 24 Adet 51mm Metal Timsah Klipsi Yaylı Kelepçeler | Tibial pimi tutmak için yaylı kelepçe |
| Mikroskop slaytları | Globe Scientific (Mahwah, NJ) | 1354W. Elmas Beyaz Cam Slaytlar | Şarjlı mikroskop slaytları |
| Mineral Yağ | ThermoFisher (Waltham, MA) | BP26291 | Ani dondurmadan önce kas dokusunu kriyoproteksiyonla korumak için mineral yağ |
| Monoprice Premium 3D Yazıcı Filament PLA | Monoprice (Rancho Cucamonga, CA) | #11778 | Premium 3D Yazıcı Filament PLA 1.75mm 1 kg/makara, Gri. Bu, cihaz bileşenlerini 3D yazdırmak için kullanılan malzemedir. |
| Monoprice Select Mini V2 3D yazıcı | Monoprice (Rancho Cucamonga, CA) | bileşenlerinin bilgisayar destekli imalatı için Mini V2 3D 3D yazıcı. | |
| NIH Image yazılımı | National Instritues of Health (NIH, Bethesda, MD) | NIH Image for Windows Kas | hasarı alanını ölçmek için kullanılan görüntü işleme ve analiz yazılımı. NIH Görüntüsü, Görüntü J olarak da bilinir. |
| Photoshop CS4 | Adobe (San Jose, CA) | Creative Suite (CS4). Windows için 64 bit sürüm | Bireysel örtüşen alanların görüntülerinden tüm kas kesitinin döşenmiş/dikişli görüntülerini oluşturmak için kullanılan görüntü işleme ve analiz yazılımı |
| PSIU6 stimülasyon izolasyon ünitesi | Grass Instruments (West Warwick, RI) | PSIU6 izolasyon ünitesi | NMES için izolasyon ünitesi. 'den Model 4100 gibi stimülatörler, yerleşik bir stimülasyon izoloasyon ünitesi ile birlikte gelir |
| Roboz 4-0 ipek siyah örgülü sütür malzemesi | Roboz Cerrahi (Gaithersburg, MD) | Roboz Cerrahi SUT152 | DART cihazı ayak plakasını dinamometre ayak plakasına veya direnç eğitimi için dirence bağlamak için dikiş malzemesi |
| S48 kare nabız stimülatörü | Çim Aletleri (West Warwick, RI) | S48 Stimülatörü | NMES için laboratuvar elektrik stimülatörü . Bu stimülatör ticari olarak mevcut değilse, A-M sistemlerinden Model 4100 İzole Yüksek Güçlü Stimülatör bir alternatif olabilir. Daha fazla bilgi için lütfen ortak yazar Jones ile iletişime geçin. |
| Hüseyin' s mavileştirme reaktifi | Ricca Chemical Company (Arlington, TX) | 6697-32 | Hematoksilen nükleer lekelenmesini yoğunlaştıran mavileştirme çözümü |
| SigmaStat sürüm 3.5 | Systat Yazılımı (San Jose, CA) | SigmaStat sürüm 3.5 | İstatistiksel analizler için istatistiksel yazılım paketi |
| Masa üstü izofluran buharlaştırıcı | VetEquip (Livermore, CA) | Ürün #901801 | Solunan masa üstü anestezi sistemi |
| Üçlü antibiyotik ilk yardım merhemi | Global Health Products (çarşamba merkezli iş) | Globe Üçlü Antibiyotik İlk Yardım Merhemi, 1 oz (2'li Paket) İlk Yardım Antibiyotik Merhem | İşlem sonrası bakımın bir parçası olarak tibial pime uygulanan antibiyotik merhem |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.