Summary

쥐에 무릎 굴곡 Contracture 조직 관련 기여를 평가 하는 무릎 Arthrometer를 사용 하 여

Published: November 09, 2018
doi:

Summary

프로토콜의 목표 쥐 무릎의 움직임의 확장 범위를 측정 하는 것입니다. 무릎 관절의 경직과 치료의 효율성을 증가 하는 다양 한 질병의 효과 측정할 수 있습니다.

Abstract

정상적인 무릎 범위 모션 (ROM)의 복지에 중요 한 이며 하나 걷고, 계단을 오르는 앉아 등 기본적인 작업을 수행할 수 있습니다. 분실 된 ROM 공동 contracture 불리고 증가 병 적 결과. 역전 설립된 무릎의 어려움으로 인해 contractures, 조기 발견이 중요, 그리고 그러므로, 그들의 개발을 위한 위험 요소를 알고 필수적 이다. 쥐 나타냅니다 있는 개입의 효과 인간, 쥐의 굴곡, 동원 정지 무릎의 긴 기간을 참을 수의 쥐 무릎 해부학의 유사성으로 인해 공부 될 수 있다 좋은 모델 및 기계 데이터 수 있기 때문에 조직학 및 생화학 분석 무릎 조직의 상관.

자동화 된 arthrometer를 사용 하 여 특정 토크에 공동 쥐 무릎의 확장 ROM 측정의 검증, 정확한, 재현성, 사용자 독립적인 방법을 보여 줍니다. 이 arthrometer는 무릎에 개입의 효과 결정 하기 위해 사용할 수 있는 쥐에 ROM을 공동.

Introduction

관절의 운동 (ROM)의 전체 범위를가지고 하는 것은 건강 및 복지1중요 합니다. 공동 수동 ROM에 손실 contracture2라고 합니다. 공동 contractures 장기간된 침대, 마비, 관절 관절 교체, 화상, 감염, 및 신경학 상 조건1,3,,45를 포함 하 여 수많은 조건에서 발생할 수 있습니다. 무릎의 contracture 공동 변성을 가속화, 폭포의 위험을 증가 하 고 해롭게 걷고 앉아서 등산 계단6, 를 포함 하 여 기본적인 기능 작업을 수행 하는 사람의 능력에 영향을 미치는 비활성화 될 수 있습니다. 7.

무릎의 contractures는 치료, 어렵다, 고 예방과 contracture 관련 사망률8의 소지를 없애기 위해 필수적 이다 따라서 어떤 환자 들은이 조건 개발의 높은 위험에 결정. 실험 1) 조건이 발생 하거나 무릎 관절 contractures, 2) contractures의 심각도, 3) 그들의 시간 진행, 4) 6) 유용성 뿐만 아니라는 contracture, 5) 그들의 반전 기능에 관련 된 조직에 영향을 미치는 평가 하도록 설계 되었습니다. 무릎에 다양 한 예방 및 치료 개입의 공동 rom에 있습니다. 이러한 실험의 모든에 대 한 ROM을 측정 하기 위한 유효한, 객관적인, 정확 하 고 재현 방법을 중요 합니다. 다른 보조 측정값 (에너지 비용, histomorphometry, 유전자 표현과 단백질 콘텐츠) 유용한 마커 공동 contractures 이상 이해를 하지만 기계적 한계는 어떤 환자를 제한 하 고 장애를 리드. 연구의이 분야에서도 전에는 무릎 ROM 수 있습니다 테스트 실험적, 정량적 데이터9의 부족 뿐만 아니라 이기종 메서드를 포함 합니다. 다양 한 다른 실험 방법 사용 하지 않은 비교 연구소에서 실험실 결과 이끌어 낸다. 이 공동 contractures10를 일으키는 원인이 되는 조건 (예: 동원 정지 또는 관절 관절 교체)에 관한 논쟁을 주도하 고 있다. 실험적으로 측정 하는 개입을 다음 공동 ROM의 자동화 된 방법은 따라서 필요 합니다.

여기, 우리가 쥐 무릎 무릎 ROM 확장에 정확 하 게 측정 하는 디지털 카메라에 연결 된 사용자 arthrometer를 사용 하 여 ROM을 평가 하기 위한 사용자 독립, 유효한, 정확 하 고 재현 가능한 프로토콜을 설명 합니다. 우리 무릎 롬에 동원 정지의 다양 한 기간의 효과 테스트 그 결과 디지털 이미지 고정된 뼈 랜드마크를 사용 하 여 미리 지정 된 토크에서 ROM을 측정 하기 위한 방법을 설명 합니다. 전반적으로, 이러한 메서드는 안정적으로 쥐 무릎 ROM을 측정 하 고 정량적 데이터를 제공.

Protocol

사용 되는 쥐 무릎 immobilization 모델 오타와 동물 관리 및 수의학 서비스 및 로컬 윤리 위원회의 대학에 의해 승인 되었습니다. 1. 동물 준비 미리 결정 된 동원 정지 기간의 끝에, 이산화탄소의 행정에 의해 쥐를 안락사.참고: 여기 우리가 사용 immobilization 모델 한 접시와 함께 하 고 2 나사 (1 근 위 대 퇴 골 및 다른 원심 경골에 삽입), 모든 무릎의 위반을 방지 구…

Representative Results

무릎 확장 부동의 다양 한 기간에 대 한 결정의 금액 기간 부동의 증가 대 한 요약 하 고 더 심각한 contractures 동원 정지의 증가 길이 따라 생산 했다. ImageJ를 사용 하 여 대표 결과 그림 3에 나와 있습니다. 쥐 무릎의 최대 확장 데이터에서 편견을 감소 시키는 유효한, 정확 하 게 재현, 사용자 독립적인 방?…

Discussion

쥐 무릎 arthrometer reproducibly 하 고 확실 하 게 결정 개입 다음 쥐 무릎의 최대 확장 개발 되었다. 이 장치의 장점 일정 팔 길이 확장 힘으로 공동 무릎에 걸쳐 토크의 일관 된 생성을 포함합니다. 또 다른 장점은 무릎 ROM, 근육, 캡슐, 또는 인 대와 같은 다른 관절 구조의 영향을 평가 하기 위해 동일한 합동에 테스트 반복 수 있는 수준에서 토크를 설정 하는 기능을 포함 합니다. 예를 들어 다음 완전히…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

저자는 이미지 분석 방법 개발에 Khaoula Louati와 그의 기술 지원에 대 한 호 토마스를 감사 하 고 싶습니다.

Materials

Arthrometer The Ottawa Hospital Rehabilitation Centre – Rehabilitation Engineering  N/A
Camera Canon EOS-500D Commonly known as EOS Rebel T1i
ImageJ National Institutes of Health Version 1.45s
Absotbent Underpads VWR 820202-845
Dissection Kit Fisher 08-855 Kit Includes:  Forceps: medium points, nickel-plated
 Scissors: 1.5 in. (40mm) blades, stainless steel
 Dissecting knife handle: nickel-plated
 Knife blades: stainless steel, pack of 3
 Dropping pipet: glass
 Bent dissecting needle: stainless steel with plastic handle
 Straight dissecting needle: stainless steel with plastic handle
Vinylite Ruler 6 in. (15cm)
Precision Screw Driver Mastercraft 057-3505-8
Scalpel Blades – #10 Fine Science Tools 10010-00
Screwdriver Stanley 057-3558-2
Hex Keys Mastercraft 058-9684-2
Universal AC to DC powder adapter RCA 108004951

References

  1. Clavet, H., Hébert, P. C., Fergusson, D., Doucette, S., Trudel, G. Joint contracture following prolonged stay in the intensive care unit. Canadian Medical Association Journal. 178 (6), 691-697 (2008).
  2. Campbell, T. M., Dudek, N., Trudel, G., Silver, J. K., Frontera, W. R., Rizzo, T. D. . Essentials of Physical Medicine and Rehabilitation: musculoskeletal disorders, pain, and rehabilitation. , (2015).
  3. Dehail, P., et al. Acquired deforming hypertonia and contractures in elderly subjects: definition and prevalence in geriatric institutions (ADH survey). Annals of Physical and Rehabilitation Medicine. 57 (3), 11-23 (2014).
  4. Korp, K., Richard, R., Hawkins, D. Refining the idiom "functional range of motion" related to burn recovery. Journal of Burn Care and Research. 36 (3), 136-145 (2015).
  5. Elliott, L., Walker, L. Rehabilitation interventions for vegetative and minimally conscious patients. Neuropsychological Rehabilitation. 15 (3-4), 480-493 (2005).
  6. Campbell, T. M., Reilly, K., Laneuville, O., Uhthoff, H., Trudel, G. Bone replaces articular cartilage in the rat knee joint after prolonged immobilization. Bone. 106, 42-51 (2017).
  7. Trudel, G., et al. Mechanical alterations of rabbit Achilles’ tendon after immobilization correlate with bone mineral density but not with magnetic resonance or ultrasound imaging. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 88 (12), 1720-1726 (2007).
  8. Harvey, L. A., et al. Stretch for the treatment and prevention of contractures. Cochrane Database of Systematic Reviews. 1, Cd007455 (2017).
  9. Trudel, G., Himori, K., Uhthoff, H. K. Contrasting alterations of apposed and unapposed articular cartilage during joint contracture formation. Archives of Physical Medicine Rehabilitation. 86 (1), 90-97 (2005).
  10. Trudel, G., Uhthoff, H. K., Goudreau, L., Laneuville, O. Quantitative analysis of the reversibility of knee flexion contractures with time: an experimental study using the rat model. BMC Musculoskeletal Disorders. 15, 338 (2014).
  11. Trudel, G., Uhthoff, H. K. Contractures secondary to immobility: is the restriction articular or muscular? An experimental longitudinal study in the rat knee. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 81 (1), 6-13 (2000).
  12. Chimoto, E., Hagiwara, Y., Ando, A., Itoi, E. Progression of an arthrogenic motion restriction after immobilization in a rat experimental knee model. Upsala Journal of Medical Sciences. 112 (3), 347-355 (2007).
  13. Ando, A., et al. Remobilization does not restore immobilization-induced adhesion of capsule and restricted joint motion in rat knee joints. Tohoku Journal of Experimental Medicine. 227 (1), 13-22 (2012).
  14. Abdel, M. P., et al. Effects of joint contracture on the contralateral unoperated limb in a rabbit knee contracture model: a biomechanical and genetic study. Journal of Orthopaedic Research. 30 (10), 1581-1585 (2012).
  15. Hildebrand, K. A., Sutherland, C., Zhang, M. Rabbit knee model of post-traumatic joint contractures: the long-term natural history of motion loss and myofibroblasts. Journal of Orthopaedic Research . 22 (2), 313-320 (2004).
  16. Klein, L., Player, J. S., Heiple, K. G., Bahniuk, E., Goldberg, V. M. Isotopic evidence for resorption of soft tissues and bone in immobilized dogs. Journal of Bone and Joint Surgery. American Volume. 64 (2), 225-230 (1982).
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Citer Cet Article
Campbell, T. M., Reilly, K., Goudreau, L., Laneuville, O., Uhthoff, H., Trudel, G. Using a Knee Arthrometer to Evaluate Tissue-specific Contributions to Knee Flexion Contracture in the Rat. J. Vis. Exp. (141), e58084, doi:10.3791/58084 (2018).

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