Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Science Education
Biomedical Engineering

A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 20 seconds.

הדמיה של ניוון מפרק הברך לאחר פציעת ACL לא פולשנית בחולדות
 
Click here for the English version

הדמיה של ניוון מפרק הברך לאחר פציעת ACL לא פולשנית בחולדות

Overview

מקור: לינדסי ק. לפלי1,2,סטיבן מ. דאבי1,טימותי א. באטרפילד3,4 וסינה שהבזמוהמדי5,

1 המחלקה לקינסיולוגיה, אוניברסיטת קונטיקט, סטורים, CT; 2 המחלקה לכירורגיה אורתופדית, מרכז הבריאות של אוניברסיטת קונטיקט, פרמינגטון, CT; 3 המחלקה למדעי השיקום, אוניברסיטת קנטאקי, לקסינגטון, KY; 4 המרכז לביולוגיה של שרירים, המחלקה לפיזיולוגיה, אוניברסיטת קנטאקי, לקסינגטון, KY; 5 המחלקה להנדסה ביו-רפואית, אוניברסיטת קונטיקט, סטורים, CT

פגיעה ברצועה הצולבת (ACL) של הברך מגבירה באופן דרמטי את הסיכון לדלקת מפרקים ניוונית פוסט טראומטית (PTOA), שכן כשליש מהאנשים יפגינו PTOA רדיוגרפי בעשור הראשון לאחר פציעת ACL. למרות ששחזור ACL (ACLR) משחזר בהצלחה את יציבות מפרק הברך, ACLR וטכניקות השיקום הנוכחיות אינן מונעות את תחילת PTOA. לכן, פגיעת ACL מייצגת את המודל האידיאלי ללמוד את התפתחות PTOA לאחר פגיעה משותפת טראומטית.

מודלים חולדה שימשו בהרחבה כדי לחקור את ההשפעה וההשפעה של פגיעת ACL על PTOA. המודל הנפוץ ביותר של פגיעת ACL הוא טרנספרקציה ACL, שהוא מודל אקוטי המערער בניתוח את המפרק. למרות מעשי, מודל זה אינו מחקה בנאמנות פגיעה אנושית ACL עקב הליכי פגיעה פולשניים ולא פיזיולוגיים להסוות את התגובה הביולוגית המקומית לפציעה. כדי לשפר את התרגום הקליני של התוצאות שלנו, פיתחנו לאחרונה מודל חדשני לא פולשני של פגיעת ACL שבו ACL נקרע באמצעות עומס אחד של דחיסת טיבי. פציעה זו משכפלת מקרוב את תנאי הפציעה הרלוונטיים לבני אדם והיא ניתנת לשחזור רב.

הדמיה של ניוון מפרקים באמצעות טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת (μCT) מספקת מספר התפתחויות משמעותיות על פני טכניקות הכתמת OA מסורתיות, כולל הדמיה תלת-ממדית מהירה, ברזולוציה גבוהה ולא הרסנית של ניוון מפרקים שלם. מטרת הדגמה זו היא להציג את פציעת ACL הלא פולשנית במודל מכרסמים ולהשתמש ב- μCT כדי לכמת ניוון מפרק הברך.

Principles

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

ה- ACL הוא מבנה דמוי רצועה של רקמת חיבור צפופה הנובעת מהמרחב הבין-יבשתי הקדמי של השוקה ומשתרעת בצורה מעולה ורחבה להיבט האחורי של העריץ הרוחבי של עצם הירך. מבחינה מבנית, ACL משמש הן מייצב פסיבי של הברך, עובד בתיאום עם רצועות אחרות, כמו גם שרירים בירך כדי לעזור לשלוט במפרק במהלך תנועה דינמית. ה- ACL הוא האיפוק העיקרי לעקירת טיביות מקדימה וממלא תפקיד חיוני בשמירה על יציבות מפרק הברך. מעבר לתמיכה מבנית, ACL משמש גם כמסלול למידע עצבי בין מפרק הברך לבין מערכת העצבים המרכזית. הלחץ הגדול ביותר על ACL מתרחש כאשר הברך קרובה להארכה, וזה במהלך תקופה זו כי ACL נמצא בסיכון הגבוה ביותר לפציעה.

ACL הוא הרצועה הברך הפצועה הנפוצה ביותר במהלך פעילויות ספורט ועבודה. פציעות ACL ללא מגע מהוות כמעט 70% מכלל פציעות ה- ACL, והן מתרחשות כאשר אדם מייצר מספיק כוחות ו / או רגעים בברך שמוביל לטעינה מופרזת של ACL. למרות המנגנון של פגיעה ACL ללא מגע נחקר באמצעות מגוון מודלים מחקר (פוטנציאלי, רטרוספקטיבי, תצפיתי, in vivo ו במבחנה), קביעה ישירה של איך פציעה מתרחשת נשאר חמקמק. שחזור ACL מבוצע לעתים קרובות על ידי החדרה כירורגית של חלק של מיתר הברך או גיד פיקת הברך לאזור של ACL. מטרת השיקום הכירורגי היא למקסם את יציבות הברך ואת היכולת התפקודית שאבדו בעקבות הפציעה. שחזור כירורגי מאפשר חזרה בטוחה לספורט ומקדם בריאות מפרק הברך לטווח ארוך. עם זאת, למרות המאמצים הטובים ביותר של רופאים וחוקרים, כמעט שני שלישים מהחולים עם ACL משוחזר חולים משוחזרים אינם חוזרים לפעילות ב 12 חודשים לאחר השחזור ויותר מ 50% של ברכיים משוחזרות ACL יש סימנים רדיוגרפיים של PTOA 5-14 שנים לאחר הפציעה.

מודלים של בעלי חיים מספקים הן דרך מעשית והן רלוונטית מבחינה קלינית ללמוד את ההיסטוריה הטבעית ואת התגובה של הטיפול לבריאות המפרקים. חשוב לציין שלברך של חולדה יש אנטומיה ותפקוד דומים לברכיים בבני אדם, מה שהופך את ברך החולדה למודל שימושי לחקר PTOA לאחר פציעת ACL. כדי לשפר את התרגום הקליני של התוצאות שלנו, פיתחנו לאחרונה מודל חדשני לא פולשני של פגיעת ACL, שבו ACL נקרע באמצעות עומס אחד של דחיסת טיבי. פציעה זו משכפלת מקרוב את תנאי הפציעה הרלוונטיים לבני אדם והיא ניתנת לשחזור רב.

התקן הטעינה מורכב משתי פלטפורמות טעינה מותאמות אישית (איור 1); שלב הברך העליון מותקן בקשיחות למפעיל ליניארי (מפעיל ליניארי DC L16-63-12-P, Phidgets, אלברטה, CA) שממקם את החלק האחורי הימני ב 30°1-3 של דורסיפלקסיון ו 100 °1 של כיפוף הברך תוך מתן מקום לתת-שפל חיצוני של השוקה ביחס עצם הירך; השלב התחתון מחזיק את הברך הכפופה ומותקן ישירות מעל תא עומס (HDM Inc., PW6D, סאות'פילד, MI). במהלך הפציעה, חולדות הם מרדים ולאחר מכן האחורי הימני נתון עומס יחיד של דחיסת טיבי במהירות של 8 מ"מ / s.1 פגיעת ACL הוא ציין על ידי שחרור של כוח דחיסה במהלך פציעה כי הוא פיקוח באמצעות תוכנית מותאמת אישית (LabVIEW, מכשירים לאומיים, אוסטין, TX). לאחר פציעה, קרע ACL מאושר קלינית על ידי הבדיקה של לכמן, שם עצם הירך מאובטחת בעוד כוח חיצוני מוחל על השוקה. תרגום טיבי מוגזם של טיבאל מצביע על מחסור ב- ACL. לאחר מכן ניתן להאריך ולאבטח את ה- ACL בהתקן מודפס בתלת-ממד מותאם אישית כדי לדמיין ניוון מפרק הברך. תמונות נרכשות כדי לאפיין שינויים במבנה trabecular הקשורים לפיתוח PTOA. 4

Figure 1
איור 1: עומס דחיסה טיבי גורם לפגיעת ACL מבודדת לא פולשנית.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Procedure

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

פציעת ACL לא פולשנית

  1. ללבוש ציוד הגנה אישי מתאים. אתה יכול להשתמש במסכת נשימה, אבל זה לא חובה עבור פרוטוקול זה.
  2. להרדים את החולדות באמצעות תא אינדוקציה עם 5% איזופלוראן וחמצן 1 L / min. לשמור על זרימת ההרדמה באמצעות חרוט האף עם 1 - 3% איזופלוראן ו 500 מ"ל / דקה של חמצן. אם המנגנון אינו מוגדר על שולחן חבטה אחורית או מטה, ודא שגז פסולת מנוקד באמצעות מערכת שולחן ומסנני פחם.
  3. בצע קמצוץ בוהן כדי להבטיח הגעה לעומק הרדמה הולם. שים לב כי אין צורך להחיל חומר סיכה לעיניים הפרוטוקול מבוצע במהירות (< 3 דקות) ויש סיכון מינימלי של יובש בקרנית.
  4. מקם את החלק האחורי הימני ב-30 מעלות של גב-עצם ו-100 מעלות של כיפוף הברך תוך מתן מקום לתת-חלוקה אחורית של השוקה ביחס לירך הירך.
  5. הרכבה נוקשה על במת הברך העליונה למפעיל ליניארי.
  6. מקם את הברך הכפופפת על השלב התחתון, אשר מותקן ישירות מעל תא עומס.
  7. לגרום לפגיעת ACL באמצעות עומס יחיד של דחיסת טיבי במהירות של 8 מ"מ/s.
  8. פגיעת ACL נרשמת על ידי שחרור של כוח דחיסה. זה מנוטר באמצעות תוכנית מותאמת אישית.
  9. לאחר הפציעה, בזמן שבעל החיים עדיין נמצא במישור ההרדמה, בצעו בדיקה של לחמן כדי לאשר קלינית קרע ACL התרחש. בדיקה של לחמן היא בדיקה קלינית המשמשת להערכת שלמות ה- ACL על ידי הערכת יציבות תוכנית קשתית. בעת ייצוב עצם הירך, למשוך את השוקה קדימה (בכיוון קדמי) כדי להעריך את כמות התנועה. ACL שלם יפיק "תחושה קצה מוצקה" שבו החוקר לא יוכל לתרגם את השוקה קדימה. ACL פצוע יפיק "תחושה רכה או רכה קצה," המעיד על ACL קרוע.
  10. למשיך את עצם הירך ואת השוקה כדי לזהות כל נזק חמור לעצמות. אם לא מזוהות התוויות נגד, העבר את החיה לכלוב שלו ואפשר לה להתאושש. במהלך תקופה זו, נטר את החיה כדי להבטיח שהוא לא מראה סימנים של כאב, כגון חוסר רצון לזוז, ווקאליזציה או פוזה חריגה.

הדמיית μCT של ניוון מפרקים

תמונות דו-ממדיות מתקבלות באמצעות הגדרות סורק של 70 kV, הנוכחי 85.5 μA (איור 2B). הנתונים נאספים כל שלב סיבוב של 0.6° ברזולוציה של 11.5 מיקרומטר עד 180° שלם. תמונות חתך משוחזרות באמצעות אלגוריתם החלקה של הקרנה אחורית ובערימה של תמונות משוחזרות(איור 2C). מבנה Trabecular מנותח לאחר מכן על ידי פילוח בתוכנה, לפיה כדור 1.53 מ"מ מרוכז בלוח האפיפיסאלי של הרמות המהופליות וה לרוחב טיביאל עצם הירך כדי לקבוע עובי trabecular (מיקרומטר), הפרדה trabecular (מיקרומטר) ומספר trabecular (1/מ"מ). 5,6

  1. ב 4 שבועות לאחר פציעת ACL, להרדים את החולדה עם חשיפה ממושכת CO2 בתא האינדוקציה.
  2. הרחבה ואבטחה של ACL שנפצעה בהתקן מותאם אישית המודפס בתלת-ממד(איור 2A).
  3. השג תמונות באמצעות μCT.
  4. השיגו רדיוגרפיות מישוריות פרונטליות כדי לקבוע את המרחב המשותף. היצרות (בין קונדיל הירך לרמת טיבי [נמדד במ"מ]) לעומת הגפה שאינה פצועה.
  5. השג תמונות דו-ממדיות באמצעות הגדרות הסורק הבאות: 70 kV ו- 85.5 μA הנוכחי.
  6. אסוף את הנתונים בכל שלב סיבוב של 0.6° בגודל פיקסל של 11.5 מיקרומטר עד 180° שלם.
  7. שחזרו תמונות חתך באמצעות אלגוריתם החלקה של הקרנה אחורית בערימה של תמונות משוחזרות.
  8. כדי להבטיח אזור עקבי של עניין נמדד, למקם כדור 1.53 מ"מ בצלחת האפיפיסאלי של מישורי טיביאלי מדיאלי לרוחב עצם הירך כדי לקבוע עובי trabecular (מיקרומטר), הפרדה trabecular (מיקרומטר), ומספר trabecular (1/מ"מ).

Figure 2
איור 2: A) התקן מודפס מותאם אישית להחזקת μCT, B) תמונות דו-ממדיות ו- C) μCT תלת-ממדי.

אחת הפציעות הנפוצות ביותר בברך היא קרע או קרע של הרצועה הצולבת הזעירה, המכונה גם ACL, עם כמעט שליש מפציעות ACL וכתוצאה מכך דלקת מפרקים ניוונית פוסט טראומטית, או PTOA, בתוך עשור.

מודלים חולדה שימשו בהרחבה כדי לחקור את ההשפעה של פגיעת ACL על PTOA, כמו מפרק הברך חולדה הוא מודל קרוב למפרק הברך האנושית. המודל הנפוץ ביותר של פגיעת ACL הוא טרנספרקציה ACL, שבו המפרק הוא מתערער בניתוח. עם זאת, מודל זה אינו משכפל במדויק תנאי פגיעה ACL בבני אדם.

בסרטון זה נדון במודל פציעה חדשני ולא פולשני של עכברוש ACL, נדגים את הפציעה והדמיה של מפרק פצוע, ולבסוף נסקור מחקר בתחום ההנדסה הביו-רפואית על תיקון הרצועה.

הברך מורכבת משלוש עצמות, עצם הירך, פיקת הברך והשוקה. הרצועה הצולבת הקדמית, או ACL, היא מבנה דמוי רצועה של רקמת חיבור צפופה העולה מהמרחב הבין-יבשתי הקדמי של השוקה ומשתרעת בצורה מעולה ורחבה להיבט האחורי של הקונטיל הרוחבי של עצם הירך.

הרצועות האחרות בברך כוללות את הרצועה הצולבת האחורית, הרצועה המשנית לרוחב והרצועה המשנית המשיונית. מבחינה מבנית, כל הרצועות, במיוחד ACL, משמשים מייצבים פסיביים של הברך יחד עם שריר הירך כדי לעזור לשלוט במפרק במהלך תנועה דינמית.

הלחץ הגדול ביותר על ACL מתרחש כאשר הברך קרובה להארכה, וזה במהלך תקופה זו כי ACL נמצא בסיכון הגבוה ביותר לפציעה. מודלים של בעלי חיים מספקים דרך מעשית ורלוונטית מבחינה קלינית לחקור פגיעה משותפת וטיפול. מודל הברך של החולדה במיוחד נמצא בשימוש נרחב לחקר פציעה בברך, שכן ברך החולדה דומה מאוד לברך האנושית. כדי לדגמן פגיעת ACL רלוונטית קלינית בבני אדם, מטען יחיד של דחיסת טיבי מוחל. כאשר נעשה כראוי, זה גורם לקרע מלא של ACL.

לאחר מכן ניתן לדמיין גפיים אחוריות פגועות ACL באמצעות טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת, או מיקרו CT, כדי לדמיין פגיעה במפרקים וניוון. Micro CT היא טכניקת הדמיה המשתמשת בצילומי רנטגן כדי ליצור תמונות של אובייקט, כמו מפרק. חתך זה נמדד על-פני האובייקט, ומשולבים ליצירת שחזור תלת-ממדי. לקבלת מידע נוסף על מיקרו CT, אנא צפה בסרטון באוסף זה.

עכשיו כשדיברנו על מודל הפציעות של עכברוש לא פולשני של עכברוש ACL, בואו נסתכל על איך הפציעה נעשית, ואחריה הדמיית מיקרו CT של המפרק.

פציעת ACL תבוצע באמצעות מכשיר מותאם אישית, אשר יגרום עומס יחיד של דחיסה על השוקה של חולדה מרדימה. ראשית, מניחים חולדה בתא אינדוקציה עם חמישה אחוז איזופלוריין וליטר אחד לדקה של חמצן. לאחר שהוא מרדים, העבר את החולדה למכשיר באמצעות חרוט אף כדי לשמור על זרימה של איזופלוראן אחד עד שלושה אחוזים. מקם את הגפה האחורית הימנית ב 30 מעלות של דורספלקסיון ו 100 מעלות של כיפוף הברך.

הזז את שלב הברך העליונה, המותקן למפעיל ליניארי, במילימטר אחד לשנייה. הקפד לספק מקום לתת-קרקעית של השוקה, יחסית לים הירך. לאחר מכן, מקם את הברך המכופפת על השלב התחתון, אשר רכוב מכוון מעל תא עומס. לאחר שהעכברוש ממוקם כראוי, הפעל את ההתקן המותאם אישית, פתח את תצוגת המעבדה והזן מהירות דחיסה של שמונה מילימטרים לשנייה. לאחר מכן, הפעל את הבדיקה כדי לגרום לקרע ACL באמצעות עומס יחיד של דחיסת טיבי. בעת הפעלת הבדיקה, נטר את ההליך. פציעת ACL נרשמת על ידי שחרור של כוח דחיסה.

לאחר פציעה, להסיר את החולדה מהמכשיר ולהניח אותו על משטח שטוח. לאחר מכן בצע את הבדיקה של לחמן כדי להעריך את שלמות ACL. תוך כדי ייצוב עצם הירך, למשוך את השוקה קדימה. ACL שלם מייצר נקודת קצה מוצקה, ואילו ACL פצוע מייצר תחושה של קצה רך. לאחר הבדיקה של לחמן בוצעה, להחזיר את החולדה לדיור שלה כדי לאפשר לו להתעורר מהרדמה.

עכשיו בואו נצלם את המפרק הפגום. כדי להתכונן להדמיית מיקרו CT, להרדים את החולדה בצורה הומאנית על פי הנחיות AVMA. לאחר מכן הרחיבו ואבטחו את הגפיים האחוריות שנפצעו ב-ACL באמצעות מספר אזיקונים מפלסטיק, ותמרנו אותן בזהירות לתוך המכשיר המותאם אישית. הגפה האחורית צריכה להיות מורחבת במלואה בתוך הצינור החרוט.

אבטחו את שאר גוף החולדה במיכל מתאים התואם לשלב המיקרו CT. לאחר מכן הניחו את המפרק המאובטח במכשיר המיקרו CT ורכשו תמונות דו-ממדיות של העצמות במפרק באמצעות הגדרות סורק של 70 קילו-וולט בזרם של 85.5 מיקרואנגסטרום ורזולוציה של 11.5 מיקרון ל-180 מעלות. השתמש בזמן חשיפה של חמש שניות בסיבוב של 0.6 מעלות. לאסוף תמונות דו מימדיות, סיבוב כל 0.6 מעלות לאורך כל 180 מעלות. לאחר מכן לשחזר את התמונות באמצעות אלגוריתם כדי ליצור תמונה תלת ממדית של המפרק. כדי לקבוע את מאפייני העצם trabecular, תחילה להשתמש תוסף תוכנה כדי לרכוש עיבוד נפח של המפרק.

לאחר מכן צפו בהקרנות האורתוגונליות ועברו דרך פרוסות כדי לבחור את המיקום הרצוי בין הצלחת האפיפיסלית של הרמות המהופליות והלבאליות, לבין התבלינים המתייכות והקטבים של עצם הירך. לאחר מכן, לחתוך את הברך במיקום הרצוי ולהסוות אותו עם כדור 1.53 מ"מ. השתמש בסף אינטראקטיבי כדי לתייג את העצם ולהפוך את התמונה ל binarize. עכשיו, לחשב את עובי העצם trabecular, שהוא מדידה של תחילת דלקת מפרקים ניוונית.

חזור על הפעולה עבור מיקומים שונים כדי לכמת מאפייני עצם trabecular אחרים. לאחר ההדמיה, ייתכן שתרצה לאשר קרע ACL על ידי בדיקה חזותית ועל ידי פתיחת הברך. כדי לעשות זאת, ראשית להסיר את העור. אתה צריך לראות hemarthrosis, מה שאומר שיש דם בכמוסה והוא אופייני של פגיעה ACL.

עכשיו, להמשיך לפתוח את המפרק כדי לחשוף את הירך הדיסטלית החלקה, פיקת הברך, ואת ACL. בצע בדיקת לוכמן כדי לפתוח את המפרק עוד יותר ולהתבונן בדם במפרק ואת הקרע הפרוקסימלי המבודד של ACL.

עכשיו, בואו נשווה את ניוון המפרקים ומבנה העצם הטראבולרית בברך חולדה עם פציעת ACL חריפה וברך חולדה ארבעה שבועות לאחר פציעת ACL. כאן, אנו רואים תמונות תלת-ממדיות משוחזרות של ברך חולדה עם פציעת ACL חריפה וב-4 שבועות לאחר פציעת ACL. עובי העצם הטראבקולרית, המספר והמרווח מחושבים בארבעה מיקומים שונים במרכז לוח האפיפיסאלי ומושווה.

מספר טרבקולרי קטן יותר, עובי טראבקולרי מופחת ומרווח טרבקולרי גדול יותר, ניכר ארבעה שבועות לאחר קרע ACL לא פולשני, לעומת ברך החולדה עם פציעת ACL חריפה. כל אלה הם מאפייני סימן ההיכר של תחילת דלקת מפרקים ניוונית פוסט טראומטית.

מודלים שונים של בעלי חיים חשובים לא רק לחקר פציעות ACL, אלא גם להערכת טיפולים חדשים. אחד הטיפולים הנוכחיים לפציעת ACL הוא שחזור הרצועה באמצעות שתל רקמה. במחקר זה, החוקרים יצרו שתל רקמה סיבי באמצעות פוליפקולקטון. השתל האסלולר הושתל אז בחולדות, והחליף את הרצועה הטבעית.

השתל הובטח למפרק הברך על ידי קידוח חורים ברמת הירך והטיביאל, ולאחר מכן העברת השתל דרך החורים ואבטחה בתפרים. לאחר 16 שבועות, הניתוח ההיסטולוגי מדגים כי מטריצת הפיגומים הסתננה על ידי פיברובלסטים וכי הפולימר היה בעיקר resorbed עם מעט ראיות לכך שנותרו. רצועות מהונדסות ניתן ללמוד גם במבחנה.

במחקר זה, תאים אנושיים היו מבודדים משרידי ACL והורחבו בתרבות. התאים היו אז בתרבית על לוחות מצופים עם עוגנים כדי ליצור מבני רצועה מהונדסים. לאחר הוספת פיברינוגן לעידוד היווצרות פיברין, הלוחות היו מתורבתים באינקובטור.

לאחר 28 ימים, הפיברין יצר רקמה ליניארית בין שני העוגנים. סוג זה של מחקר מאפשר לחוקרים להבין את התפקיד של סוגים שונים של גורמי גדילה והורמונים, לסנתז רקמה חלופית ACL, ולקבוע דרכים לעודד תיקון ACL ב vivo.

הרגע צפית בהקדמה של יובה לשימוש במודל עכברוש כדי לגרום ולדמיין פציעה של איי.סי.אל. עכשיו אתה צריך להבין איך מודל החולדה משמש ללמוד ופגיעה ברצועה תמונה ומספר יישומים של תחום זה של מחקר.

תודה שצפיתם!

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

מספר טראבקולרי קטן יותר, עובי טראבקולרי מופחת ומרווח טרבקולרי גדול יותר, כל מאפייני סימן ההיכר של תחילת PTOA, ניכרו 4 שבועות לאחר קרע ACL לא פולשני(טבלה 1 ואיור 3). תמונה של ACL ניתח של איבר בריא לעומת איבר פצוע חריף מוצגת באיור 5. המודל הלא פולשני של פציעת ACL, שבו ACL נקרע באמצעות עומס אחד של דחיסת טיבי, הצליח לייצר קרע פרוקסימלי מבודד של ACL.

Figure 4
איור 3: תמונת μCT משוחזרת תלת-ממדית של פציעת ACL חריפה (משמאל) ופציעה של 4 שבועות לאחר ACL (מימין) בחולדה.

טבלה 1: מדידות אופייניות של תחילת PTOA.

בעל חיים Tb.N
(1/מ"מ)
Tb.Th
(μמ ')
שחף.
(μמ ')
פצוע ACL חריף 3.11 168.5 217
4 wks לאחר ACL פציעה 2.63 166.7 213

Figure 5
איור 4: תמונה של ACL-איבר פצוע חריף (משמאל) ותמונה של ACL שלם ובריא (מימין).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Applications and Summary

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

וידאו זה מדגים כיצד מפעיל ליניארי יכול לשמש כדי לייצר קרע ACL מבודד לא פולשני בחולדות. פציעה זו משכפלת מקרוב את תנאי הפציעה הרלוונטיים לבני אדם והיא ניתנת לשחזור רב. כדי להתגבר על כמה מהמגבלות העיקריות של טכניקות הכתמת OA מסורתיות, שיטה זו משתמשת μCT כדי לכמת ניוון מפרק שלם ומבנה trabecular.

התערבויות מבוססות ראיות לשיפור התוצאות השיקומיות של השלד והשרירים הן תחום משמעותי ביותר שהשתנה מעט בשני העשורים האחרונים, למרות שהתקדמות משמעותית בביולוגיה בסיסית הציעה כי שינויים בפרוטוקולי השיקום הם מזמן. הבעיה היא כי מומחים לשיקום קלאסי השתמשו בדוחות אנקדוטיים כדי לעצב את הפרקטיקה הקלינית ולא מדע בסיסי כדי לספק השערות מושכלות שנבדקות באורגניזמים מודל לפני התרגום למרפאה. ההליכים המתוארים כאן מספקים למדענים שיטה לשכפל מקרוב פגיעה משותפת טראומטית הרלוונטית לבני אדם ולהשתמש ב- μCT כדי לעקוב אחר התקדמות בריאות המפרקים.

רשימת חומרים:

ציוד חברה מספר קטלוג הערות
מפעיל ליניארי פידג'ט L16-63-12-P
טען תא HDM בע"מ PW6D
μ CT זייס XRM Xradia 520

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

References

  1. Maerz T, Kurdziel MD, Davidson AA, Baker KC, Anderson K, Matthew HW. Biomechanical Characterization of a Model of Noninvasive, Traumatic Anterior Cruciate Ligament Injury in the Rat. Ann Biomed Eng. 2015;43(10):2467-2476.
  2. Christiansen BA, Anderson MJ, Lee CA, Williams JC, Yik JH, Haudenschild DR. Musculoskeletal changes following non-invasive knee injury using a novel mouse model of post-traumatic osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 2012;20(7):773-782.
  3. Lockwood KA, Chu BT, Anderson MJ, Haudenschild DR, Christiansen BA. Comparison of loading rate-dependent injury modes in a murine model of post-traumatic osteoarthritis. J Orthop Res. 2014;32(1):79-88.
  4. Blair-Levy JM, Watts CE, Fiorentino NM, Dimitriadis EK, Marini JC, Lipsky PE. A type I collagen defect leads to rapidly progressive osteoarthritis in a mouse model. Arthritis Rheum. 2008;58(4):1096-1106.
  5. Mohan G, Perilli E, Kuliwaba JS, Humphries JM, Parkinson IH, Fazzalari NL. Application of in vivo micro-computed tomography in the temporal characterisation of subchondral bone architecture in a rat model of low-dose monosodium iodoacetate-induced osteoarthritis. Arthritis Res Ther. 2011;13(6):R210.
  6. Jones MD, Tran CW, Li G, Maksymowych WP, Zernicke RF, Doschak MR. In vivo microfocal computed tomography and micro-magnetic resonance imaging evaluation of antiresorptive and antiinflammatory drugs as preventive treatments of osteoarthritis in the rat. Arthritis Rheum. 2010;62(9):2726-2735.

Transcript

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the English version.

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter