Ex vivo Carga mecánica del tendón

Published 5/28/2007
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Biology

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Summary

Un nuevo sistema in vitro para la carga al mismo tiempo cuatro tendones en la cultura se describe.

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

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Abstract

Las lesiones en el tendón (por ejemplo, tendinitis de muñeca, epicondyltis) debido al uso excesivo son comunes en las actividades deportivas y lugares de trabajo. La mayoría están asociadas con actividades repetitivas, de alta fuerza de la mano. Los mecanismos de daño celular y estructural debido a una carga cíclica no se conocen bien. El propósito de este video es para presentar un nuevo sistema que a la vez puede cargar cuatro tendones en cultivo de tejidos. El video describe los métodos de cosecha de tejido estéril y cómo los tendones se cargan en un sistema de sujeción que posteriormente se sumerge en los medios de comunicación y se mantiene a 37 ° C. Una pinza es fijo, mientras que el otro se mueve con un actuador lineal. Fuerza de tracción del tendón se controla con una célula de carga en serie con la pinza móvil. Los accionadores están controlados con un programa de LabVIEW. Los cuatro tendones puede ser repetitiva cargados con diferentes patrones de carga, frecuencia de repetición, la velocidad de carga y duración. Carga puede continuar durante unos minutos a 48 horas. Al final de la carga, los tendones se eliminan y la mitad de sustancia extraída de los análisis bioquímicos. Este sistema permite la investigación de los efectos de la carga de los patrones de expresión génica y cambios estructurales en el tendón. En última instancia, los mecanismos de lesión debido al uso excesivo puede ser estudios con los hallazgos se aplican al tratamiento y prevención.

Protocol

  1. Suplemento media de CO 2-medios de comunicación independientes con suero fetal bovino, L-glutamina, antibióticos, y el ácido ascórbico
  2. Alícuota de 40 ml en tubos de 50 ml centrífuga (1 por cada tendón)
  3. Alícuota de 10 ml en tubos de 15 ml centrífuga (1 por cada tendón)
  4. Esterilizar instrumentos quirúrgicos, las hojas de autoclave, pinzas y una llave de par en autoclave
  5. Esterilizar pinzas y puntas de fuerza micrómetro por inmersión en etanol al 70% durante la noche
  6. Los tendones de la cosecha de las patas traseras del conejo. Conejo debería haber sido sacrificados más de 2 horas.
  7. Tendones en 15 ml tubo de centrífuga llena de medios de comunicación
  8. Coloque una hoja de autoclave esteriliza para establecer un campo estéril
  9. Medir el área transversal del tendón
    1. Consejos lugar micrómetro en micrómetro, alinear correctamente
    2. Adherencia del tendón por los extremos
    3. Ajustar la sección del tendón más delgado en la ranura
    4. Tienen un peso asistente lugar 50g
    5. Espere 30 segundos, lea espesor (CSA = espesor x 1.3)
  10. Vuelva a colocar los tendones en 15 ml tubo de centrífuga
  11. Repita el procedimiento con cada tendón se va a cargar
  12. Retire el actuador de la base
  13. Corta dos tiras de 15 mm por 40 mm y 3 mm de una pieza de 5 mm de gasa estéril para cada tendón
  14. Rollo de cada tira con fuerza y ​​entre las ranuras de la pinza distal
  15. Retire del tendón de tubo de centrífuga y el lugar de la abrazadera, el extremo distal del tendón en la pinza distal y la región del fibrocartílago del tendón en la pinza proximal
  16. Lugar pieza de gasa de 3x5 en la parte superior del extremo distal del tendón, y asegurar la abrazadera
  17. Clamp proximal segura, garantizando tendón permanece alineado entre las pinzas y con suficiente soltura que no está bajo tensión cuando se aprietan las abrazaderas. Apriete las abrazaderas para 1N-m
  18. Coloque 50 ml de tubo de centrífuga con los medios de comunicación en la base
  19. Coloque el actuador en la base
  20. Repita el procedimiento con cada tendón se va a cargar
  21. Coloque la base sobre baño de agua
  22. Protocolo de carga
    1. Tendones condición previa
    2. Aplicar la carga a 0,5 N de longitud, tendón medida (esta es la longitud de referencia)
    3. Aplicar una carga cíclica
  23. Retire el actuador de la base
  24. La liberación del tendón de abrazaderas
  25. Proceso de tendón

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Discussion

El video presenta un nuevo sistema para la carga simultánea de hasta cuatro tendones en vivo en cultivo de tejidos. Duración típica de carga es de 2 a 48 horas. Después de cargar, los tendones se retiran y se procesaron para la expresión génica. El sistema permite la investigación del efecto de los patrones de carga sobre los cambios en los genes asociados con cambios degenerativos en el tendón. Estos experimentos pueden proporcionar alguna información sobre los mecanismos de lesión asociados con cargas repetitivas. Ellos ofrecen una descripción de las cargas que pueden causar daño a los tejidos. En última instancia, los resultados pueden ser utilizados para prevenir y tratar las lesiones por uso excesivo de los tendones y ligamentos.

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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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