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 JoVE Biology

Ex vivo Chargement mécanique du tendon

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

    Un nouveau système in vitro pour charger simultanément quatre tendons dans la culture est décrite.

    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

    Blessures au tendon (par exemple, la tendinite du poignet, epicondyltis) en raison de la surutilisation sont communes dans les activités sportives et le lieu de travail. La plupart sont associés à répétition, des activités à forte main vigueur. Les mécanismes de dommages cellulaires et structurelles dues aux charges cycliques ne sont pas bien connus. Le but de cette vidéo est de présenter un nouveau système qui peut télécharger simultanément quatre tendons en culture de tissus. La vidéo décrit les méthodes de récolte des tissus stériles et comment les tendons sont chargés sur un système de serrage qui est ensuite immergé dans les médias et maintenue à 37 ° C. Une pince est fixe tandis que l'autre est déplacé avec un actionneur linéaire. Force de traction des tendons est surveillé avec une cellule de charge en série avec la pince mobile. Les actionneurs sont contrôlés par un programme LabView. Les quatre tendons peuvent être chargés de façon répétitive avec des motifs différents de chargement, taux de redoublement, taux de chargement et la durée. Le chargement peut durer quelques minutes à 48 heures. A la fin du chargement, les tendons sont enlevées et le milieu des substances extraites des analyses biochimiques. Ce système permet de l'enquête sur les effets du chargement des motifs sur l'expression des gènes et des changements structurels dans le tendon. Finalement, les mécanismes de blessures dues à la surutilisation peuvent être des études avec les conclusions appliquées au traitement et la prévention.

    Protocol

    1. Supplément médias CO 2-médiatiques indépendants avec sérum de veau fœtal, la L-glutamine, des antibiotiques et l'acide ascorbique
    2. Aliquoter 40 ml dans des tubes de 50 ml par centrifugation (1 pour chaque tendon)
    3. Aliquote de 10 ml dans des tubes de 15 ml par centrifugation (1 pour chaque tendon)
    4. Stériliser des instruments chirurgicaux, draps autoclave, une pince à épiler et une clé dynamométrique en autoclave
    5. Stériliser colliers et des conseils micrométrique vigueur par trempage dans de l'éthanol 70% pendant une nuit
    6. Récolte des tendons de la patte arrière du lapin. Lapin aurait dû être euthanasiés pas plus de 2 heures.
    7. Tendons lieu dans 15 ml remplie tube à centrifuger avec les médias
    8. Disposez une feuille autoclave stérilisée pour établir un champ stérile
    9. Mesure section transversale du tendon
      1. Conseils micrométrique lieu le micromètre, aligner correctement
      2. Tendon Grip par les extrémités
      3. Fit section du tendon mince dans la rainure
      4. Ont un poids de 50g lieu assistante
      5. Attendez 30 secondes, lisez épaisseur (CSA = épaisseur x 1,3)
    10. Retour tendon lieu dans 15 ml tube à centrifuger
    11. Répétez l'opération avec chaque tendon d'être chargé
    12. Retirer actionneur de la base
    13. Coupez deux bandes de 15mm par 40mm et un 3mm par pièce 5mm de gaze stérile pour chaque tendon
    14. Rouler chaque bande hermétiquement et placer entre les rainures de la pince distale
    15. Retirer tendon de tube de centrifugeuse et le lieu sur la pince, l'extrémité distale du tendon sur la pince distale et la région fibrocartilage du tendon sur la pince proximale
    16. Placez morceau de gaze 3x5 sur le dessus de l'extrémité distale du tendon, et fixer la pince
    17. Fixez clamp proximal, assurant tendon reste alignée entre les pinces et avec suffisamment de mou qu'il n'est pas sous tension lorsque les pinces sont serrées. Serrer les colliers à 1N-m
    18. Tube à centrifuger 50ml place avec les médias dans la base
    19. Placer le servomoteur dans la base
    20. Répétez l'opération avec chaque tendon d'être chargé
    21. Placer la base sur bain d'eau
    22. Chargement Protocole
      1. Condition tendons
      2. Appliquer 0,5 N de charge, la longueur du tendon mesure (c'est la longueur de jauge)
      3. Appliquer chargement cyclique
    23. Retirer actionneur de la base
    24. Libération de tendon de pinces
    25. Processus tendon

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    Discussion

    La vidéo présente un nouveau système pour le chargement simultané de jusqu'à quatre tendons vivons dans une culture tissulaire. Durées de chargement typiques sont de 2 à 48 heures. Après le chargement, les tendons sont enlevées et traitées pour l'expression des gènes. Le système permet à l'enquête de l'effet de schéma de chargement sur les changements dans les gènes associés à des changements dégénératifs dans le tendon. Ces expériences peuvent fournir un aperçu des mécanismes de blessure associés au chargement répétitif. Ils fournissent également un aperçu des charges qui peuvent endommager les tissus. Finalement, les résultats peuvent être utilisés pour prévenir et traiter blessures dues au surmenage des tendons et des ligaments.

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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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