Summary

अति प्रयोग प्रेरित टेंडिनोपैथी के विवो मॉडल के लिए एक निष्क्रिय टखने डोरसिफ्लेक्सियन परीक्षण प्रणाली

Published: March 01, 2024
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Summary

यह प्रोटोकॉल एक परीक्षण प्रणाली प्रस्तुत करता है जिसका उपयोग अति प्रयोग-प्रेरित टेंडिनोपैथी के इन-विवो मॉडल के लिए चूहे अकिलीज़ कण्डरा में मात्रात्मक और नियंत्रित थकान चोटों को प्रेरित करने के लिए किया जाता है। प्रक्रिया में चूहे के टखने को एक संयुक्त एक्ट्यूएटर से सुरक्षित करना होता है जो कस्टम-लिखित MATLAB स्क्रिप्ट के साथ निष्क्रिय टखने के डॉर्सिफ्लेक्सियन का प्रदर्शन करता है।

Abstract

टेंडिनोपैथी एक पुरानी कण्डरा स्थिति है जिसके परिणामस्वरूप दर्द और कार्य की हानि होती है और यह कण्डरा के बार-बार अधिभार और सीमित वसूली समय के कारण होता है। यह प्रोटोकॉल एक परीक्षण प्रणाली का वर्णन करता है जो चक्रीय रूप से चूहे अकिलीज़ कण्डरा के लिए निष्क्रिय डॉर्सिफ्लेक्सियन के माध्यम से यांत्रिक भार लागू करता है। कस्टम-लिखित कोड में फीडबैक कंट्रोल-आधारित चक्रीय थकान लोडिंग रेजिमेंट के साथ लोडिंग प्रोटोकॉल के प्रभावों का आकलन करने के लिए पूर्व और बाद के चक्रीय लोडिंग माप शामिल हैं।

हमने इस अध्ययन के लिए 25 स्प्रैग-डॉली चूहों का इस्तेमाल किया, जिसमें प्रति समूह 5 चूहों को 500, 1,000, 2,000, 3,600, या थकान भार के 7,200 चक्र प्राप्त हुए। हिस्टैरिसीस, पीक स्ट्रेस और लोडिंग और अनलोडिंग मॉड्यूली के पूर्व और बाद के चक्रीय लोडिंग माप के बीच प्रतिशत अंतर की गणना की गई थी। परिणाम दर्शाते हैं कि सिस्टम लागू भार की संख्या के आधार पर अकिलीज़ कण्डरा को नुकसान की अलग-अलग डिग्री को प्रेरित कर सकता है। यह प्रणाली थकान-प्रेरित अति प्रयोग कण्डरा चोट के इन विवो मॉडल के लिए अकिलीज़ कण्डरा के लिए चक्रीय भार की मात्रात्मक और शारीरिक भिन्न डिग्री लागू करने के लिए एक अभिनव दृष्टिकोण प्रदान करती है।

Introduction

चूंकि टेंडन मांसपेशियों को हड्डी से जोड़ते हैं और अपने पूरे जीवनकाल में दैनिक दोहराव वाली गति का अनुभव करते हैं, वे अत्यधिक चोटों के लिए प्रवण होते हैं जो दर्दनाक और सीमित होते हैं और परिणामस्वरूप बिगड़ा हुआ यांत्रिक कार्य होता है, जो 30-50% आबादी को प्रभावित करता है1. टेंडिनोपैथी पुरानी स्थितियां हैं जिन्हें दोहराए जाने वाले थकान गतियों और पूर्व-चोट के स्तर के लिए अपर्याप्त उपचार के कारण अत्यधिक उपयोग की चोटें माना जाता है। ऊपरी और निचले दोनों छोर आमतौर पर प्रभावित होते हैं, जिनमें रोटेटर कफ, कोहनी, अकिलीज़ कण्डरा और पटेलर कण्डरा 2,3,4,5 शामिल हैं। दौड़ने और कूदने से जुड़ी गतिविधियों में अकिलीज़ टेंडिनोपैथी आम है, विशेष रूप से ट्रैक और फील्ड, मध्य और लंबी दूरी की दौड़, टेनिस और अन्य गेंद के खेल में शामिल एथलीट, 7-9% धावकों को प्रभावित करते हैं 6,7. दौड़ने और कूदने से लगने वाली चोटें भी सीमित टखने के डॉर्सिफ्लेक्सियन का कारण बन सकती हैं, जो अकिलीज़ और पेटेलर टेंडिनोपैथियों 8,9,10 के लिए एक जोखिम कारक है। इस प्रकार, टेंडिनोपैथी के बेहतर मूल्यांकन और लक्षण वर्णन की आवश्यकता है, जो यह अध्ययन अति प्रयोग अकिलीज़ कण्डरा चोटों के लिए निष्क्रिय टखने के डोरसिफ्लेक्सियन के चूहे के मॉडल के रूप में प्रदान कर सकता है।

छोटे पशु मॉडल का उपयोग करके पिछला काम टेंडिनोपैथी के विकास और मार्करों का अध्ययन करने के उद्देश्य से किया गया है। इनमें ट्रेडमिल व्यायाम, दोहराव पहुंच, प्रत्यक्ष कण्डरा लोडिंग, कोलेजनेज इंजेक्शन, सर्जरी और इन विट्रो अध्ययन 11,12,13,14,15,16 शामिल हैं। यद्यपि साहित्य को इन टेंडिनोपैथी मॉडल को नियोजित करने से क्षति मार्करों की पहचान से लाभ हुआ है, सीमाओं में गैर-शारीरिक रूप से प्रासंगिक संयुक्त गतियों में कण्डरा को लोड करना शामिल है, जैसा कि कण्डरा के प्रत्यक्ष लोडिंग के मामले में, सीधे लागू भार को मापने के लिए नहीं, जैसे ट्रेडमिल अध्ययन के लिए, और शारीरिक अति प्रयोग का उपयोग नहीं करना, जैसा कि कोलेजनेज इंजेक्शन के मामले में है, दूसरों के बीच में। उस अंत तक, इस अध्ययन का उद्देश्य एक ऐसी प्रणाली विकसित करना है जो टेंडिनोपैथी के लिए पहले से विकसित छोटे पशु मॉडल में अंतराल को भरने के लिए अति प्रयोग-प्रेरित टेंडिनोपैथी अध्ययन के लिए आवेदन के साथ एच्लीस कण्डरा को मात्रात्मक भार लागू करता है। हमने यह प्रदर्शित करने के लिए एक पायलट अध्ययन किया कि सिस्टम लोडिंग चक्रों की एक श्रृंखला पर यांत्रिक गुणों में प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य परिवर्तनों को प्रेरित करता है। यह प्रणाली शारीरिक रूप से प्रासंगिक गति और लोडिंग को अति प्रयोग को प्रेरित करने में सक्षम बनाती है, साथ ही लोडिंग आहार के दौरान कण्डरा द्वारा लागू और अनुभव किए गए बलों को मापती है और मापती है।

Protocol

यह अध्ययन बेथ इज़राइल डेकोनेस मेडिकल सेंटर में संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (आईएसीयूसी) अनुमोदन के अनुसार आयोजित किया गया था। जानवरों को प्रेरण के लिए 5% आइसोफ्लुरेन और रखरखाव के लिए 2.5% का उपयोग क?…

Representative Results

लागू चक्रों की बढ़ती संख्या के साथ, विवो कण्डरा यांत्रिक गुणों में अधिक कमी आई थी। 3,600 और 7,200 चक्र समूहों (पी < 0.05) (चित्रा 2) की तुलना में 500-चक्र समूह के लिए हिस्टैरिसीस और लोडिंग और अनलोडिंग मॉड?…

Discussion

यह अध्ययन एक इन-विवो अति प्रयोग-प्रेरित टेंडिनोपैथी मॉडल के लिए एक निष्क्रिय टखने डोरसिफ्लेक्सियन सिस्टम के साथ चूहे अकिलीज़ कण्डरा को चक्रीय रूप से लोड करने के लिए एक विधि प्रस्तुत करता है। सिस्?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

हम अपने फंडिंग सपोर्ट को स्वीकार करना चाहते हैं: जो फॉलन रिसर्च फंड, डॉ. लुइस मीक्स बीआईडीएमसी स्पोर्ट्स मेडिसिन ट्रेनी रिसर्च फंड, और एक इंट्राम्यूरल ग्रांट (एएन), सभी बीआईडीएमसी ऑर्थोपेडिक्स से, नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ (2T32AR055885 (PMW)) के समर्थन के साथ।

Materials

1/32'' Aluminum beads
2.5% isoflurane
3D digitizing pen Polhemus, Vermont, NH, USA
3D electromagnetic positioning and orientation sensor Polhemus, Vermont, NH, USA
5% isoflurane
Customized device: 1) Assembly, sensors, 3D printed animal bed and ankle mount actuator Assembled as described in manuscript
MATLAB code MATLAB, Natick, MA, USA
Microcontroller Ivrea, Italy Arduino UNO, Rev3 
Nose cone
Scalpel and scalpel holder No. 11 scalpel
Sprague-Dawley rats Charles River Laboratories, Wilmington, MA, USA 11-13 weeks old
Stepper driver SparkFun Electronics, Niwot, CO 80503 DM542T
Stepper motor SparkFun Electronics, Niwot, CO 80503 23HE30-2804S
Straight forceps
Torque sensor assembly Futek Inc., Irvine, CA, USA  FSH03985, FSH04473, FSH03927
Water heating pad

References

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Cite This Article
Chainani, P. H., Williamson, P. M., Yeritsyan, D., Momenzadeh, K., Kheir, N., DeAngelis, J. P., Ramappa, A. J., Nazarian, A. A Passive Ankle Dorsiflexion Testing System for an In Vivo Model of Overuse-induced Tendinopathy. J. Vis. Exp. (205), e65803, doi:10.3791/65803 (2024).

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