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 JoVE Biology

Ex vivo mechanische Belastung der Sehnen

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

    Ein neues in vitro-System für die gleichzeitige Laden vier Sehnen in der Kultur beschrieben wird.

    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

    Verletzungen der Sehnen (zB Handgelenk Tendinitis, epicondyltis) durch Übernutzung sind in sportlichen Aktivitäten und am Arbeitsplatz verbreitet. Die meisten sind mit gleichbleibend hohe Kraft der Hand-Aktivitäten verbunden. Die Mechanismen der zellulären und strukturellen Schäden aufgrund zyklischer Belastung sind nicht bekannt. Der Zweck dieses Videos ist es, ein neues System, das gleichzeitig geladen werden können vier Sehnen in Gewebekultur zu präsentieren. Das Video beschreibt die Methoden der sterile Gewebe Ernte und wie sich die Sehnen auf ein Spannsystem, die anschließend in Medien eingetaucht und bei 37 ° C geladen Eine Klemme befestigt ist, während der andere mit einem Linearantrieb bewegt wird. Tendon Zugkraft wird mit einer Wägezelle in Serie mit dem mobilen Klammer überwacht. Die Antriebe sind mit einem LabView Programm gesteuert. Die vier Sehnen können wiederholt mit unterschiedlichen Mustern des Ladens, Repetitionsrate, Belastungsgeschwindigkeit und Dauer geladen werden. Loading kann für ein paar Minuten bis 48 Stunden fortgesetzt werden. Am Ende der Belastung sind die Sehnen entfernt, und die Mitte der Substanz für biochemische Analysen extrahiert. Dieses System ermöglicht die Untersuchung der Auswirkungen von Be-Muster auf die Genexpression und strukturellen Veränderungen in der Sehne. Letztlich kann Mechanismen von Verletzungen durch Überbeanspruchung Studien mit den Ergebnissen angewandt zur Behandlung und Prävention sein.

    Protocol

    1. Supplement Medien CO 2-unabhängigen Medien mit fötalem Rinderserum, L-Glutamin, Antibiotika und Ascorbinsäure
    2. Aliquot 40 ml in 50 ml Zentrifugenröhrchen (1 für jede Sehne)
    3. Aliquot von 10 ml in 15 ml Zentrifugenröhrchen (1 für jede Sehne)
    4. Sterilisieren chirurgische Instrumente, Autoklaven Blatt, Pinzette und Drehmomentschlüssel in Autoklaven
    5. Sterilisieren Klemmen und Kraft Mikrometer Tipps durch Einweichen in 70% Ethanol über Nacht
    6. Ernte Sehnen aus dem hinteren Pfoten des Kaninchens. Kaninchen hätte eingeschläfert nicht mehr als 2 Stunden haben.
    7. Legen Sehnen in 15 ml Zentrifugenröhrchen mit Medien gefüllt
    8. Legen Sie eine sterilisierte Autoklaven Blatt in einen sterilen Bereich zu etablieren
    9. Messen Querschnittsfläche der Sehne
      1. Legen Sie Mikrometer Tipps Mikrometer, zum korrekten Ausrichten der
      2. Grip Sehne durch die Enden
      3. Fit dünnsten Sehne Abschnitt in Nut
      4. Haben Assistent Ort 50g Gewicht
      5. Warten Sie 30 Sekunden, lesen Dicke (CSA = Dicke x 1,3)
    10. Legen Sehne wieder in 15 ml Zentrifugenröhrchen
    11. Wiederholen Sie mit jeder Sehne geladen werden
    12. Antrieb abbauen von der Basis
    13. Schneiden Sie zwei 15mm von 40mm-Streifen und einem 3mm von 5mm Stück aus steriler Gaze für jede Sehne
    14. Roll jeden Streifen verschließen und zwischen den Rillen des distalen Klemme
    15. Entfernen Sehne vom Zentrifugenröhrchen und Ort an der Klemme, das distale Ende der Sehne am distalen Klemme und den Faserknorpel Region der Sehne am proximalen Klemme
    16. Legen Sie 3x5 Gaze Stück auf der Oberseite des distalen Ende der Sehne, und befestigen Sie die Klammer
    17. Sichere proximalen Klemme, wobei sichergestellt Sehne ausgerichtet bleibt zwischen den Klemmen und mit genügend Spielraum, dass es nicht unter Spannung, wenn Klemmen fest angezogen sind. Ziehen Sie Klammern, um 1N-m
    18. Legen Sie 50ml Zentrifugenröhrchen mit Medien in der Basis
    19. Legen Antrieb in der Basis
    20. Wiederholen Sie mit jeder Sehne geladen werden
    21. Legen Basis über Wasserbad
    22. Loading-Protokoll
      1. Voraussetzung Sehnen
      2. Übernehmen 0,5 N Last, messen Spanngliedlänge (dies ist die Messlänge)
      3. Bewerben zyklischer Belastung
    23. Antrieb abbauen von der Basis
    24. Release-Sehne vom Schellen
    25. Prozess Sehne

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    Discussion

    Das Video zeigt ein neues System für die gleichzeitige Laden von bis zu vier Live-Sehnen in Gewebekultur. Typische loading Laufzeiten sind 2 bis 48 Stunden. Nach dem Laden werden die Sehnen entfernt und verarbeitet für die Genexpression. Das System ermöglicht die Untersuchung der Wirkung von Be-Muster auf Veränderungen in Genen, die mit degenerativen Veränderungen in der Sehne verbunden sind. Diese Experimente können einen Einblick in die Mechanismen von Verletzungen mit sich wiederholenden Belastung verbundene Dienstleistungen zu erbringen. Sie bieten auch einen Einblick in Belastungen, die Gewebeschäden führen kann. Letztlich können die Ergebnisse zur Vorbeugung und Behandlung von Überlastungsschäden an Sehnen und Bänder werden.

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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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