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 JoVE Biology

腱の生体外で機械的負荷

1, 2

1Department of Bioengineering, University of California, Berkeley, 2Department of Bioengineering, University of California, Berkeley; Division of Occupational Medicine, University of California, San Francisco

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    Summary

    同時に文化の4つの腱をロードするためのin vitroでの新しいシステムが記載されている。

    Date Published: 5/28/2007, Issue 4; doi: 10.3791/209

    Cite this Article

    Asundi, K., Rempel, D. Ex vivo Mechanical Loading of Tendon. J. Vis. Exp. (4), e209, doi:10.3791/209 (2007).

    Abstract

    酷使による腱の損傷(例えば、手首の腱炎、epicondyltisは)スポーツ活動と職場で共通です。ほとんどが反復的な、高い力の手の活動に関連付けられています。周期的負荷による細胞性および構造上の損傷のメカニズムはよく知られていない。このビデオの目的は、同時に組織培養の4つの腱を読み込むことができる新しいシステムを提示することである。ビデオは、無菌組織の収穫の方法を説明し、どのように腱が続いてメディアに浸漬し、37℃で維持されているクランプシステム℃までにロードされていますもう一つはリニアアクチュエータで移動させながら一つクランプは固定されています。腱の張力は、モバイルクランプと直列にロードセルで監視されます。アクチュエータは、LabVIEWプログラムで制御されています。 four腱は、繰り返し荷重、繰り返し率、積載率、および継続時間の異なるパターンをロードすることができます。ローディングは、48時間まで数分間継続することができます。ロードの終了時に、腱が削除され、半ば物質は、生化学的解析のために抽出した。このシステムは、遺伝子発現や腱の構造変化のパターンを読み込んでの効果の調査を行うことが可能。最終的に、酷使による損傷のメカニズムは、治療と予防に適用される調査結果と研究することができます。

    Protocol

    1. ウシ胎児血清、L -グルタミン、抗生物質、およびアスコルビン酸とメディアCO 2 -独立系メディアを補完する
    2. 50 mlの遠心チューブに分注して40ミリリットル(各腱1)
    3. 15 mlの遠心チューブに分注して10ミリリットル(各腱1)
    4. オートクレーブでの手術器具、オートクレーブシート、ピンセットとトルクレンチを滅菌
    5. 一晩70%エタノールに浸漬することによってクランプと力のマイクロチップを滅菌
    6. ウサギの後部足から収穫の腱。ウサギは3回以上の時間前に安楽死されている必要があります。
    7. 15 ml遠心チューブに場所の腱は、メディアでいっぱい
    8. 滅菌フィールドを確立するために滅菌オートクレーブのシートをレイアウト
    9. 腱の断面積を測定
      1. マイクロメータ上に置いてマイクロメータのヒント、適切に整列させる
      2. 両端でグリップの腱
      3. 溝の最薄腱部を適合
      4. アシスタント場所50グラムの重量を持っている
      5. 、30秒待ってから、厚さを読んで(CSA =厚さ× 1.3)
    10. 15 ml遠心チューブに戻す腱を配置
    11. ロードする各腱を繰り返す
    12. ベースからアクチュエータを削除する
    13. それぞれの腱のための滅菌ガーゼから5mm部分で3ミリメートル40ミリメートルストリップとで2つの15mmにカット
    14. しっかりと各ストリップをロールバックし、遠位クランプの溝の間に置く
    15. クランプ、近クランプの遠位クランプと腱の線維軟骨領域上腱の遠位端に遠心管から腱と場所を削除します。
    16. 腱の遠位端の上に3X5ガーゼ片を配置し、クランプを固定する
    17. セキュリティで保護された近位クランプ、腱を確保することはクランプ間とクランプが締まっている時に張力下ではないことを十分なたるみと整列のまま。 1N - mにクランプを締めて
    18. ベースのメ​​ディアを50ミリリットルの遠心管を配置
    19. ベースにアクチュエータを配置
    20. ロードする各腱を繰り返す
    21. 水浴上の拠点を置き、
    22. ローディングプロトコル
      1. 前提条件の腱
      2. 0.5Nの負荷、測定腱の長さを(これはゲージの長さです)を適用
      3. 繰返し荷重を適用する
    23. ベースからアクチュエータを削除する
    24. クランプからリリース腱
    25. プロセスの腱

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    Discussion

    ビデオでは、組織培養における4つのライブ腱までの同時ローディングのための新しいシステムを紹介。典型的な負荷の継続時間は2〜48時間です。ロード後に、腱が遺伝子発現のために削除され、処理されます。システムは、腱の退行性変化に関連する遺伝子の変化への負荷パターンの影響の調査を行うことが可能。これらの実験は、繰り返し荷重に関連した傷害のメカニズムの洞察を提供することができます。彼らはまた、組織の損傷を引き起こす可能性負荷への洞察を提供する。最終的に、結果は、腱や靭帯に過剰使用の傷害の予防と治療に使用することができます。

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    Disclosures

    References

    1. Asundi, K., Kursa, K., Lotz, J. C., Rempel, D. In vitro system for applying cyclic loads to connective tissues under displacement or force control. Ann Biomed Eng. 35, 1188-1195 (2007).
    2. Asundi, K. R., Rempel, D. M. Cyclic loading inhibits expression of MMP-3 but not MMP-1 in an in vitro rabbit flexor tendon model. Clin Biomech. In Press Forthcoming.
    3. Asundi, K. R., Rempel, D. M. MMP-1, IL-1β and COX-2 mRNA Expression is Modulated by Static Load in Rabbit Flexor Tendon. Ann Biomed Eng. In Press Forthcoming.

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