Menneskelige skjelettmuskelbiopsi prosedyrer ved hjelp av endret Bergström Technique
Summary
The purpose of this video is to present the modified Bergström skeletal muscle biopsy technique on human subjects.
Abstract
Den perkutan biopsi teknikk gjør at forskere og klinikere å samle skjelettmuskel vevsprøver. Teknikken er sikker og svært effektiv. Denne videoen beskriver perkutan biopsi teknikk som bruker en modifisert Bergström nål for å få skjelettmuskel vevsprøver fra vastus lateralis av mennesker. Den Berg nål består av en ytre kanyle med en liten åpning ("window") på siden av spissen og en indre trokar med et skjæreblad ved den distale ende. Under lokalbedøvelse og aseptiske forhold, er nålen avanserte inn i skjelettmuskulatur gjennom et snitt i huden, underhud, og fascia. Deretter blir sugekraft anvendt på den indre trokar, er den ytre trokar trukket tilbake, skjelettmuskelvevet er trukket inn i vinduet av den ytre kanyle ved suging, og den indre trokar blir raskt lukket, således skjæring eller klipping skjelettmuskulatur vevsprøve . Nålen er rotert 90 °60, og et annet kutt er gjort. Denne prosessen kan bli gjentatt tre ganger til. Dette multiple sageteknikk gir vanligvis et utvalg av 100-200 mg eller mer hos friske personer og kan gjøres umiddelbart før, under og etter et anfall av trening eller andre inngrep. Etter post-biopsi dressing av innsnitt området, fagene vanligvis gjenoppta sine daglige gjøremål med en gang og kan delta fullt ut i kraftig fysisk aktivitet i løpet av 48-72 timer. Fag bør unngå tunge styrketrening i 48 timer for å redusere risikoen for prolaps av muskelen gjennom snitt i fascia.
Introduction
Den perkutan eller "semi-åpen 'biopsi teknikken brukes til å skaffe skjelettmuskel vevsprøver fra menneskelige pasienter og forskningsobjekter. Duchenne (1806-1875) er kreditert som den første til å konstruere en nål med en trokar å få skjelettmuskulatur fra levende fag gjennom perkutan biopsi en. På 1960-tallet, Berg innført en perkutan biopsinål lik den som er beskrevet av Duchenne 2-4. For tyve år senere, Evans et al. Fem modifisert teknikken ved å anvende sug gjennom skjære trokar av Berg nålen. Denne modifikasjon kan forbedre utbyttet av vev på 3 til 5-ganger 6,7 og anvendes i kliniske og biomedisinsk forskning innstillinger. Denne teknikken har og vil fortsette å utvikle diagnostisering av myopatier og vår forståelse av struktur og funksjon av skjelettmuskulatur.
Den perkutan muskelbiopsi teknikken er straightforward. Når det gjøres riktig, med streng overholdelse av aseptisk teknikk, tilhørende risikoen er minimal. Musicelbiopsiprosedyren regnes som en eksperimentell verktøy for forskningsprosjekter. Noen akademiske institusjoner tillate utdannet fakultetet forskere med doktorgrad, med direkte lege tilsyn, for å få muskelbiopsi og andre krever en bord-sertifisert lege til å utføre teknikken. ASU biopsi teamet har vellykket utført over 1600 muskelbiopsi i løpet av de siste 13 årene 8-15. Hensikten med dette er å beskrive video den modifiserte Berg nålen perkutane muskel-biopsi teknikk 5 for å få tak i skjelettmuskelen vevsprøver fra vastus lateralis fra humane individer.
Protocol
Representative Results
Discussion
Denne videoen gir en trinn-for-trinn oppsummering av skjelettmuskelbiopsi prosedyre som brukes ved ASU Human Performance Laboratory. Denne prosedyren, med små modifikasjoner, har blitt brukt til å samle inn ca 1600 muskelbiopsi i løpet av de siste 13 årene. De muskelbiopsiprøver har gitt viktige data i sports ernæring baserte undersøkelser, som fører til viktige forskningsfunn.
Det er mange kritiske teknikker for å være klar over når du utfører den modifiserte Bergström skjelett…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ingen midler til å erklære.
Materials
| Name of Material / Equipment | Company | Catalog Number | Comments / Description |
| Bergström biopsy needle, 5 x 100mm | Stille Surgical Inc. | 119-29187-50 | 1 ea |
| Durasorb blue pad | Fisher | 22-031-340 | case of 300 |
| Prep Razor Disposable | Moore Medical | 89760 | 1 ea |
| Shave Cream | Moore Medical | 92869 | 1 can |
| Alcohol Swab | Moore Medical | 98721 | box/200 |
| Povidone-iodine Swabsticks (3 pack) | Moore Medical | 90691 | pack of 50 |
| Face masks | Fisher | 19-039-690 | case of 50 |
| Sterile Gloves; sz 6.5 | Moore Medical | 68128 | box of 50 pairs |
| Sterile Gloves; sz 7.0 | Moore Medical | 68129 | box of 50 pairs |
| Sterile Gloves; sz 8.5 | Moore Medical | 68132 | box of 50 pairs |
| Fenestrated Towel Drape | Moore Medical | 92712 | case of 50 |
| Lidocaine (1% HCl, w/o Epi | Dealmed | 427902 | 30cc vial |
| Ethyl Chloride spray | Dealmed | 386020 | 3.5 fl. Oz. bottle |
| 5 mL syringe w/ 21G needle | Fisher | 14-827-48 | case of 100 |
| 25G 5/8" needle | Fisher | 14-826AA | case of 100 |
| 25G 1 1/2" needle | Fisher | 14-826-49 | case of 100 |
| Single-Use Scalpels w/ #11 blade | Fisher | 0-8927-5B | box of 20 |
| 60 mL Syringe | Fisher | 13-689-8 | case of 40 |
| ~30 inch extension tubing | Fisher | 14-169-7A | roll of 50ft |
| Metal stopcock | Fisher | 01-290-38 | each |
| Polypropylene tubing connector w/ tapered ends, 3.2 to 5.5 mm | Fisher | 15-315-28A | case of 100 |
| Yellow pipette tips (1-200 µL) | Fisher | 02-681-2 | cut off ~15-18 mm of the tip |
| Topical surgical adhesive | Medline | MSC091076 | case of 36 tubes |
| Topical surgical adhesive | Medline | MSC091076Z | box of 6 tubes |
| Butterfly stitches (adhesive strips) 1/2" x 4" (6 per pack) | Moore Medical | 93050 | box/300 |
| Bandadge, Strip, 3/4 x 3 in. | Fisher | 19-027-202 | pack of 100 |
| Adhesive bandage (5m rolls) | Fisher | 19-027-768 | case of 36 |
| 1" paper surgical tape | Fisher | 19-027-761 | case of 12 |
| Sutures (4-0 reverse cutting, FS2) | Moore Medical | 82926 | box of 36 |
| 4 x 4 sterile gauze pads | Moore Medical | 66949 | pkg/50 |
| 2 x 2 non-sterile gauze pads | Moore Medical | 37336 | pkg/200 |
| 3 x 4 Non-Adherent Pads | Moore Medical | 74389 | bx/100 |
| Autoclave bags 3.5 x 9 | Moore Medical | 40390 | box of 200 |
| Autoclave bags 5.25 x 10 | Moore Medical | 40391 | box of 200 |
| Autoclave indicator tape | Moore Medical | 31608 | box of 250 |
| Lab Coats—small | Fisher | 23-900-520A | 10/pk |
| Lab Coats—medium | Fisher | 23-900-520B | 10/pk |
| Lab Coats—large | Fisher | 23-900-520C | 10/pk |
| Germicidal Disposable Cloth Wipes | Moore Medical | 62879 | Can/160 |
References
- Duchene, G. B. A. Recherches sur la paralysie musculaire pseudohypertrophique ou paralysie myo-sclerosique. Arch Gen Med. 11 (30), (1868).
- Bergstrom, J. Muscle electrolytes in man. Determined by neutron activation analysis on needle biopsy specimens. Scand J Clin Lab Invest (England). 14, (1962).
- Bergstrom, J. Percutaneous needle biopsy of skeletal muscle in physiological and clinical research). Scand J Clin Lab Invest. 35, 609-616 (1975).
- Bergstrom, J., Hultman, E. A study of the glycogen metabolism during exercise in man. Scand J Clin Lab Invest. 19, 218-228 (1967).
- Evans, W. J., Phinney, S. D., Young, V. R. Suction applied to a muscle biopsy maximizes sample size. Med Sci Sports Exerc. 14, 101-102 (1982).
- Hennessey, J. V., Chromiak, J. A., Della Ventura, S., Guertin, J., MacLean, D. B. Increase in percutaneous muscle biopsy yield with a suction-enhancement technique. J Appl Phys. 82, 1739-1742 (1997).
- Tarnopolsky, M. A., Pearce, E., Smith, K., Lach, B. Suction-modified Bergstrom muscle biopsy technique: experience with 13,500 procedures. Muscl., & Nerve. 43, 717-725 (2011).
- Nieman, D. C., et al. Carbohydrate ingestion influences skeletal muscle cytokine mRNA and plasma cytokine levels after a 3-h run. J Appl Physiol. 94, 1917-1925 (2003).
- Nieman, D. C., et al. Influence of carbohydrate ingestion on immune changes after 2 h of intensive resistance training. J Appl Physiol. 96, 1292-1298 (2004).
- Utter, A. C., et al. Carbohydrate supplementation and perceived exertion during prolonged running. Med Sci Sports Exerc. 36, 1036-1041 (2004).
- Nieman, D. C., et al. Muscle cytokine mRNA changes after 2.5 h of cycling: influence of carbohydrate. Med Sci Sports Exerc. 37, 1283-1290 (2005).
- Nieman, D. C., et al. Effects of quercetin and EGCG on mitochondrial biogenesis and immunity. Med Sci Sports Exerc. 41, 1467-1475 (2009).
- Nieman, D. C., et al. Quercetin’s Influence on Exercise Performance and Muscle Mitochondrial Biogenesis. Med Sci Sports Exerc. 42, 338-345 (2010).
- Dumke, C. L., et al. Quercetin’s effect on cycling efficiency and substrate utilization. Appl Physiol Nut Metab. 34, 993-1000 (2009).
- Nieman, D. C., et al. Quercetin’s influence on exercise-induced changes in plasma cytokines and muscle and leukocyte cytokine mRNA. J Appl Physiol. 103, 1728-1735 (2007).
- . Guideline for Disinfection and Sterilization in Healthcare Facilities. http://www.cdc.gov/hicpac/Disinfection_Sterilization/toc.html. , (2008).
- Faria, F. E., et al. The onset and duration of mobilization affect the regeneration in the rat muscle. Histol Histopath. 23, 565-571 (2008).
- Carlson, B. M., Shepard, B., Komorowski, T. E. A histological study of local anesthetic-induced muscle degeneration and regeneration in the monkey. J Ortho Res. 8, 485-494 (1990).
- Yagiela, J. A., Benoit, P. W., Buoncristiani, R. D., Peters, M. P., Fort, N. F. Comparison of myotoxic effects of lidocaine with epinephrine in rats and humans. Anesth Analg. 60, 471-480 (1981).
- Coyle, E. F., Coggan, A. R., Hemmert, M. K., Ivy, J. L. Muscle glycogen utilization during prolonged strenuous exercise when fed carbohydrate. J Appl Physiol. 61, 165-172 (1986).
- Gibala, M. J., et al. Brief intense interval exercise activates AMPK and p38 MAPK signaling and increases the expression of PGC-1alpha in human skeletal muscle. J Appl Physiol. 106, 929-934 (1985).
- Phillips, S. M., Tipton, K. D., Ferrando, A. A., Wolfe, R. R. Resistance training reduces the acute exercise-induced increase in muscle protein turnover. Am J Physiol. 276, 118-124 (1999).
- Davis, J. M., Murphy, E. A., Carmichael, M. D., Davis, B. Quercetin increases brain and muscle mitochondrial biogenesis and exercise tolerance. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 296, 1071-1077 (2009).
- Vissing, K., Andersen, J. L., Schjerling, P. Are exercise-induced genes induced by exercise. FASEB J. 19, 94-96 (2005).
- Lundby, C., et al. Gene expression in human skeletal muscle: alternative normalization method and effect of repeated biopsies. Eur J Appl Physiol. 95, 351-360 (2005).
- Coyle, E. F., Coggan, A. R., Hemmert, M. K., Ivy, J. L. Muscle glycogen utilization during prolonged strenuous exercise when fed carbohydrate. J Appl Physiol. 61, 165-172 (1985).
