October 7th, 2016
私たちは、腓骨神経の刺激とラットの後肢の前腓コンパートメントの収縮に続く足の背屈を測定するためのin vivoプロトコルを記述します。このような測定は、骨格筋の病理学や筋肉の修復と再生に対する組織工学的アプローチを評価するために不可欠なトランスレーショナルツールです。
in vivo筋機能試験の目標は、年齢、疾患、損傷、および修復治療の影響を研究するために、関心のある筋肉の機能状態を正確に評価することです。この方法は、さまざまな状況で骨格筋の修復と再生に関与する時間経過とメカニズムをよりよく理解するために必要な学際的な研究の重要な要素です。この技術の主な利点は、同じ動物で筋肉機能を経時的に繰り返し測定できることです。
これにより、最適化された生理学的環境で筋肉の損傷と回復を評価するための強力な実験的パラダイムが提供されます。この技術の影響は、機能的な筋肉の回復の程度を正確に評価することが、筋肉再生のための新しい治療法の開発と評価に重要であるため、損傷した筋肉の治療にまで及びます。一般に、この方法に不慣れな個人は、電極の配置が動物ごとにスケーラブルに異なり、手順の成功に重要であるため、苦労します。
これらの実験では、11週齢のルイスラットを使用することを検討してください。いずれにせよ、筋肉量と力の間には線形の相関関係があるので、ラットのサイズに注意してください。ラットに麻酔をかけた後、足首と骨盤の間の実験のために計画された脚の外側の毛を完全に取り除きます。
次に、ペダル装置を配置します。2つのコントロールを使用して、フットペダルを装置が許可する左端と最低の位置に調整します。この位置から、第3の制御は、ペダルの適切な位置決めのために必要に応じて装置を動かします。
次に、ヨウ素とアルコールを3回交換して脚を清掃します。ヨウ素の各塗布の長さは約30秒である必要があります。次に、脚を伸ばしたときに足の裏がフットペダルに完全に接触するように、動物の位置を調整します。
次に、医療用テープを使用して足をペダルに固定します。かかとがペダルに対してぴったりと密着し、足全体が平らになっていることが重要です。また、足がしっかりと取り付けられていることも重要です。
脚を安定させるには、調整可能なピンを使用して脚を所定の位置にロックします。次に、脚をフットペダルと平行にします。まず、粗調整ノブと微調整ノブを使用して、足と脛骨が90度の位置になるまで足首をゆっくりと動かします。
次に、大腿骨と脛骨が90度の垂直角度になるまで脚を動かし続けます。この時点で、動物は電極の準備ができています。電極制御ソフトウェアでは、明確にラベル付けされたオレンジ色のボタンをクリックして、インスタントスティムをアクティブにします。
次に、最初の刺激電極を膝蓋骨のすぐ後ろ、脛骨のすぐ外側に配置して、膝から横方向に走り、脛骨に垂直な会陰神経の平野に隣接して直交するようにします。0.4ニュートン付近にスパイクが見られるまで、表面的な位置を調整し続けます。次に、2本目の針を前脛骨筋の境界と腓腹筋に非常に表面的に挿入して、筋肉層にほとんど入らないようにします。
電極が0.6ニュートン近くのスパイクを読み取るまで位置を調整します。調整したら、ホビークランプ鉱石医療用テープを使用して電極を所定の位置に固定します。次に、調整を微調整して、脚の最大力出力を見つけます。
ハイパワーバイフェーズスティミュレーターで、範囲を見つけてノブを調整します。まず、レンジノブを調整して、目的の最大アンペア数を取得します。最大アンペア数は、3つ以上の連続した刺激が同一の収縮反応をもたらすレベルです。
次に、調整ノブを回して、筋肉を刺激するために必要な範囲のパーセンテージを回します。筋肉の力が約1.0ニュートンになるまで調整します。先に進む前に、電極がまだ固定されていることを確認してください。
ソフトウェアで、インスタントスティムを停止し、ライブデータウィンドウに移動して[シーケンスの開始]をクリックします。コントロール画面に戻り、オレンジ色のInstant Stimボタンの上にあるAnalysisボタンをクリックして、カーブの監視を続けます。破傷風曲線は、60ヘルツの刺激の周りで形を取り始めるはずです。
破傷風曲線を使用して、最適な結果と最適でない結果を区別することができます。この曲線は通常、60ヘルツの周波数付近で形成され始め、100ヘルツで完全に形成され、100ヘルツを超える周波数で完全に形成され続けます。理想的な曲線は、刺激時に途切れることのない急激な垂直方向の上昇を示し、その後、発振が最小限の平坦なプラトー相と、刺激の終了時に途切れることのない急激な垂直方向の減少期間を持つ必要があります。
良い結果を得るための鍵は、破傷風の間、筋肉を最大の力で刺激し、その力を維持する能力です。理想的な曲線からの正常な偏差は、筋肉が疲労していることを示している可能性があります。不完全な曲線をもたらす偏差は、通常、電極の配置が正しくないため、刺激中に筋線維の最大動員が失敗し、したがって最大収縮よりも小さくなります。
このビデオを見た後、さまざまな損傷や状態が筋肉機能に与える影響をよりよく理解し、潜在的な修復治療の影響を評価するために、in vivo筋肉テストを専門的に行う方法を十分に理解しているはずです。このテクニックを習得すると、適切に実行すれば30分で完了します。この手順に続いて、組織学的分析や遺伝子発現研究などの他の方法を実行して、筋形成、筋線維、マトリックス形成をよりよく理解し、筋肉の修復と再生の分子メカニズムを特定することができます。
この記事では、腓腹神経刺激後のラットの足の背屈を測定するためのin vivoプロトコルを紹介します。この方法は、筋肉病理を評価し、筋肉修復のための組織工学戦略を評価するために重要です。