The authors would like to thank Dr. Hannah Baker for her extensive work in optimizing this procedure.

كانت جميع الحيوانات معاملة إنسانية وتمت الموافقة على جميع البروتوكولات من جامعة فرجينيا IACUC. 1. إعداد المعدات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التأكد من أن جميع آلات متصلة بشكل صحيح. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قم بتشغيل الكمبيوتر، تليها عالية الطاقة المرحلة ثنائية مشجعا ونظام رافعة وضع مزدوج. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في هذا الوقت، وضع الحيوانات في غرفة التخدير المتوفرة مع 2٪ الأيزوفلورين، وبدوره على عنصر التدفئة بحيث منصة يسخن إلى 37 درجة مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع أقطاب كهربائية في الايثانول 70٪ بحيث يتم المغمورة تترافلوروإيثيلين (PTFE) المغلفة نصائح وسيتم تطهيرها أثناء إعداد الأجهزة والبرامج. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وافتحه البرنامج ذراع التحكم النظام على سطح المكتب. ملاحظة: ستكون هذه هي البرامج المطلوبة لأداء الاختبار الوظيفي. </li></ol> الإعداد 2. البرمجيات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بمجرد فتح البرنامج (الشكل 1A)، تغيير المعلمةالصورة لSTIM الفوري ضمن القائمة الإعداد إلى القيم المطلوبة. ملاحظة: في هذا البروتوكول، تظل جميع المعلمات على المستويات المحددة مسبقا باستثناء &quot;وقت تشغيل (ق)&quot;، والذي تغير إلى 180 ثانية (الشكل 1B). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إنشاء مجلد الحفظ التلقائي ضمن القائمة الإعداد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حدد موقع نافذة من نوع قادرا المسمى &quot;قاعدة الحفظ التلقائي&quot;. إدخال اسم العينة، على سبيل المثال &quot;Rat1-تاريخ-timepoint&quot;. مباشرة على يسار النافذة نوع قادرا &quot;الحفظ التلقائي قاعدة&quot;، انقر على مربع &quot;تمكين الحفظ التلقائي.&quot; </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في الجزء العلوي من الشاشة التحكم، حدد &quot;التسلسل&quot;. سيتم فتح نافذة جديدة. في الجزء السفلي من النافذة الجديدة، حدد &quot;تسلسل فتح&quot;. سيتم فتح نافذة جديدة. تحديد تسلسل ولم يضف ثم انقر فوق موافق. وهناك قائمة بروتوكول مع المعلمات تسلسل بما في ذلك تردد، ومدة المحفزات، وبقية الوقت تتطور في الإطار المسمى: محرر تسلسل (الشكل 1C). انقر على &quot;تسلسل تحميل&quot; -&gt; &amp; #34؛ إغلاق النافذة &quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لمعرفة الوقت الحقيقي الحالي والتحفيز، حدد &quot;ملف&quot; -&gt; &quot;داتا مونيتور لايف&quot;. سيتم فتح نافذة جديدة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في نافذة بيانات حية جديدة، وشاشة شكل للاختبار باستخدام الدالة autoscale، أو يدويا دخول الأقصى والحد الأدنى من قيم y-المعروضة على الشاشة. </li></ol> 3. الحيوان مجموعة المتابعة ملاحظة: جميع القياسات القوة هي تلك الفئران لويس القديم الأسبوع-11. هناك علاقة خطية بين كتلة العضلات وإنتاج قوة (في نيوتن). ولذلك، وعمر زيادات الفئران، وقيم القوة التي تنتجها المحطة أن تزيد أيضا. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تأكد من أن الحيوان هو في الطائرة المناسبة للتخدير قبل إزالته من غرفة التخدير. تماما إزالة جميع الشعر على الجانب الوحشي بين الكاحل والحوض من المحطة التجريبية باستخدام المقص الشعر الكهربائية. ملاحظة: يتم تحقيق الطائرة المناسبة للتخدير عند ط الحيوانق غير استجابة لقرصة أخمص قدميه. من الضروري اتباع المبادئ التوجيهية التي وضعتها لجنة رعاية الحيوان واستخدام كل مؤسسة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع الحيوان في موقف ضعيف، وضمان الأنف من الحيوان هو آمن في مخروط الأنف التخدير لذا فإنها لا تزال في عمق كاف من التخدير. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنظيم موقف الجهاز دواسة ثلاثة مقابض المستقلة (الشكل 2). استخدام المقابض (A و B) لضبط دواسة القدم، ووضع جهاز دواسة في موقفها من اليسار المتطرف وأدنى، على التوالي. وسيمكن هذا الموضع الصحيح القدم الحيوان في حين يترك مجالا للتلاعب في وقت لاحق. في هذا الموقف، استخدم مقبض الباب على يسار الطريق الصحيح لتحريك الجهاز إما نحو أو بعيدا عن المجرب بحيث يكمن ساق الحيوان في طائرة على التوالي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنظيف الساق مع ثلاثة تغييرات من اليود والكحول. وينبغي أن تظل اليود في المحطة لمدة 30 ثانية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط الحيوان أو منصة(الشكل 2A، D) بحيث يضمن الساق موسعة الاتصال الكامل بين باطن القدم ودواسة القدم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام الشريط الطبية، وتأمين القدم للحيوان ضد لوحة القدم (الشكل 2D). ومن الأهمية بمكان أن كعب هو مطاردة ضد الجزء السفلي من دواسة وقدم كامل مسطح ولن طرد من لوحة أثناء الاختبار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد آلية لقط لتحقيق الاستقرار في الساق. دفع دبوس استقرار في بعيدا بما فيه الكفاية للحد من حركة الساق وقفله في مكان من خلال تحويل وجع ألين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في هذا الموقف، استخدم مقبض C لتحريك الجهاز إما نحو أو بعيدا عن المجرب حتى الكاحل، الساق، وتكمن عظمة الفخذ في خط مستقيم (الشكل 2C). تأكد من أن الساق موازية مع دواسة القدم. إجراء تعديلات على مسار والمقابض الجميلة الموجودة في الجزء الخلفي من الجهاز، إلى التحرك ببطء الكاحل حتى القدم والساق هي في موقف 90 درجة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Continuه لتحريك الساق حتى عظم الفخذ والساق هي في 90 درجة زاوية عمودية (الشكل 2B). في هذه المرحلة، والحيوان جاهز للالأقطاب. </li></ol> 4. التنسيب من الأقطاب الكهربائية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تفعيل &quot;STIM الفوري&quot; عن طريق النقر على الزر البرتقالي المسمى &quot;STIM الفوري&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع كل من الأقطاب الكهربائية بشكل سطحي على نهاية القريبة من الأمامية الظنبوبي ونقل نصائح القطب حولها حتى ينظر المسامير على الشاشة مباشرة. من الناحية المثالية، ينبغي أن تكون المسامير حول 0.4 ن. ملاحظة: يجب أن توضع الأقطاب الكهربائية المجاورة ومتعامد لطائرة من العصب الشظوية، والذي بدوره يدير أفقيا من الركبة وعمودي على الساق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ادخال ابرة واحدة بعيدا بما فيه الكفاية لالأدمة بيرس، وبالكاد في الطبقة العضلية. نقل القطب الآخر حولها حتى ينظر المسامير على الشاشة الحية حول 0.6 ن إدراج الإبر والمشبك لهم في مكانها باستخدام المشبك هواية أو الشريط الطبي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اdjust التعديلات الخشنة وغرامة لإيجاد الناتج القوة القصوى. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> على الطاقة العالية في المرحلة ثنائية مشجعا، سوف يكون هناك اثنين من المقابض في المركز. وصفت واحدة &quot;RANGE&quot; والآخر .. &quot;تعديل&quot;. تحويل &quot;RANGE&quot; مقبض الباب إلى أقصى التيار المطلوب. ملاحظة: سوف قمم تزيد ببطء في الحجم، ويتم تحديد الحد الأقصى لقوة تيار كهربائي وذلك لأن المستوى الذي الثلاثة التحفيز متتالية تؤدي إلى استجابات مقلص متطابقة. مقاومة تحويل التيار أعلى من اللازم. سيحفز أقصى قوة تيار كهربائي كامل العضلات التعاقد، ولكن أي تيار العالي يؤدي إلى توظيف العضلات المجاورة ويحتمل أن تكون مضادات كذلك. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدوره .. &quot;تعديل&quot; مقبض الباب لتعيين النسبة المئوية لل&quot;RANGE&quot; التي سيتم استخدامها لتحفيز العضلات. عند هذه النقطة، يجب قراءة قوة حول 1.0 ن وهذا قد يتطلب زيادة أو نقصان في التيار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعادة فحص الأقطاب للتأكد من أنها آمنة. توقفSTIM لحظة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> على نافذة &quot;بيانات لايف&quot;، انقر فوق &quot;ابدأ تسلسل.&quot; </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مواصلة رصد منحنيات من خلال العودة إلى شاشة التحكم، والنقر على زر &quot;تحليل&quot; الموجود فوق البرتقالي &quot;STIM الفوري&quot; زر. منحنى كزازي ينبغي أن تبدأ في التبلور حول التحفيز 60 هرتز. </li></ol> 5. التشطيب تحفيز وتنظيف <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد الانتهاء من تسلسل، وإزالة الأقطاب الكهربائية ومسح نظيفة مع الكحول 70٪. وضع أقطاب كهربائية في الأغطية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> افتحي المشبك الركبة وإيقاف التخدير. إزالة الحيوان من الغاز التخدير ووضع الحيوان في وضعية الانبطاح، لا يزال على وسادة التدفئة. الحفاظ على الفئران في O 2 100٪ لبضع دقائق بعد أن تم تشغيل الغاز الأيزوفلورين خارج للحفاظ على الفئران بالأوكسجين. قد نقل الحيوانات في البداية، ولكن لا يعود الحيوان إلى القفص حتى يستعيد الحيوان وعيه. إذا لاحظت وجع العضلاتبعد شفائهم، ينبغي إعطاء جرعة من الأدوية المضادة للالتهاب كما هو محدد من قبل لجنة رعاية الحيوان. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إيقاف جميع المعدات المذكورة في الخطوة 1.2، أغلق البرنامج، والاستمرار في تحليل البيانات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مسح أسفل المنصة ودواسة القدم. </li></ol> تحليل 6. البيانات يتم تنفيذ تحليل البيانات لتتناسب مع سلسلة من تصميم هذا المختبر وفقا لبروتوكولات المختبر: ملاحظة. وقيم تحليل، نقاط البيانات من أهمية، وغيرها من جوانب إجراء تغيير تبعا للنية من قبل المستخدم. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فتح البرنامج تحليل البيانات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انقر على القائمة إنتاجية عالية لتمكين تحليل عدة ملفات البيانات (عينات) في وقت واحد. حدد &quot;تردد قوة&quot; تحليل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انقر على زر &quot;اختيار الملفات&quot; وفتح العديد من ملفات البيانات المحفوظة كما تريد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حدد &quot;يدوي&quot; في مربع المؤشر الموضع الطريقة. ملاحظة: هذا سوف تسمح للمستخدم لتحليل كل من داتوضمن الطابع الزمني المطلوب، على عكس البرنامج تلقائيا تحديد موقع تحليل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تغيير قيمة الطابع الزمني النهاية المؤشر إلى 2. انقر على &quot;تحليل&quot; زر (الشكل 1D). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لحفظ الجدول وتحليل البيانات باستخدام جداول البيانات، اضغط على &quot;حفظ جدول لACSII زر. هذا سيتم حفظ الملف، ويمكن فتحه مع جدول بيانات في وقت لاحق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فتح ملف البيانات المحفوظة في جدول بيانات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إنشاء عمود إضافي المسمى &quot;مطلق الحد الأقصى&quot;، وتحديد الفرق بين خط الأساس والقيم القصوى لكل عينة. هذا وسوف توفر أقصى قدر من القوة الإجمالية المنتجة في كل تردد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لتحديد عزم الدوران، ومضاعفة كل قيمة قوة من طول ذراع الرافعة. ملاحظة: في هذه الحالة، التي من شأنها أن تكون ممثلة طول القدم للحيوان. يستخدم هذا البروتوكول المعدل قيمة تجريبيا من 30 ملم. قرر المستخدم الآن قيم أماهعزم الدوران ximum المنتجة في كل تردد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الرسم البياني هذه القيم كما منحنى تردد عزم الدوران، أو الحد الأقصى لعزم الدوران التي تنتجها الحيوانات في جميع الترددات التحفيز. ملاحظة: يمكن التعرف على هذا وتستخدم نقطة واحدة للمقارنة بين العينات. </li></ol>

<ol>
	<li>Jarvinen, T. A., Jarvinen, T. L., Kaariainen, M., Kalimo, H., Jarvinen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+injuries:+biology+and+treatment.">Muscle injuries: biology and treatment.</a> Am J Sports Med. 33, 745-764 (2005).</li><li>Ciciliot, S., Schiaffino, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regeneration+of+mammalian+skeletal+muscle.+Basic+mechanisms+and+clinical+implications.">Regeneration of mammalian skeletal muscle. Basic mechanisms and clinical implications.</a> Curr Pharm Des. 16, 906-914 (2010).</li><li>Lin Shiau, S. Y., Huang, M. C., Lee, C. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+action+of+cobra+cardiotoxin+in+the+skeletal+muscle.">Mechanism of action of cobra cardiotoxin in the skeletal muscle.</a> J Pharmacol Exp Ther. 196, 758-770 (1976).</li><li>Lepper, C., Partridge, T. A., Fan, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+absolute+requirement+for+Pax7-positive+satellite+cells+in+acute+injury-induced+skeletal+muscle+regeneration.">An absolute requirement for Pax7-positive satellite cells in acute injury-induced skeletal muscle regeneration.</a> Development. 138, 3639-3646 (2011).</li><li>Charge, S. B., Rudnicki, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+and+molecular+regulation+of+muscle+regeneration.">Cellular and molecular regulation of muscle regeneration.</a> Physiol Rev. 84, 209-238 (2004).</li><li>Couteaux, R., Mira, J. C., d'Albis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regeneration+of+muscles+after+cardiotoxin+injury+I.+Cytological+aspects.">Regeneration of muscles after cardiotoxin injury I. Cytological aspects.</a> Biol Cell. 62, 171-182 (1988).</li><li>d'Albis, A., Couteaux, R., Janmot, C., Roulet, A., Mira, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regeneration+after+cardiotoxin+injury+of+innervated+and+denervated+slow+and+fast+muscles+of+mammals.+Myosin+isoform+analysis.">Regeneration after cardiotoxin injury of innervated and denervated slow and fast muscles of mammals. Myosin isoform analysis.</a> Eur J Biochem. 174, 103-110 (1988).</li><li>Reali, M., Serafim, F. G., da Cruz-Hofling, M. A., Fontana, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurotoxic+and+myotoxic+actions+of+Naja+naja+kaouthia+venom+on+skeletal+muscle+in+vitro.">Neurotoxic and myotoxic actions of Naja naja kaouthia venom on skeletal muscle in vitro.</a> Toxicon. 41, 657-665 (2003).</li><li>Sambasivan, R., Tajbakhsh, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adult+skeletal+muscle+stem+cells.">Adult skeletal muscle stem cells.</a> Results Probl Cell Differ. 56, 191-213 (2015).</li><li>Le Grand, F., Rudnicki, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skeletal+muscle+satellite+cells+and+adult+myogenesis.">Skeletal muscle satellite cells and adult myogenesis.</a> Curr Opin Cell Biol. 19, 628-633 (2007).</li><li>Mauro, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Satellite+cell+of+skeletal+muscle+fibers.">Satellite cell of skeletal muscle fibers.</a> J Biophys Biochem Cytol. 9, 493-495 (1961).</li><li>Brack, A. S., Rando, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue-specific+stem+cells:+lessons+from+the+skeletal+muscle+satellite+cell.">Tissue-specific stem cells: lessons from the skeletal muscle satellite cell.</a> Cell Stem Cell. 10, 504-514 (2012).</li><li>Sambasivan, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pax7-expressing+satellite+cells+are+indispensable+for+adult+skeletal+muscle+regeneration.">Pax7-expressing satellite cells are indispensable for adult skeletal muscle regeneration.</a> Development. 138, 3647-3656 (2011).</li><li>Lees, S. J., Rathbone, C. R., Booth, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Age-associated+decrease+in+muscle+precursor+cell+differentiation.">Age-associated decrease in muscle precursor cell differentiation.</a> Am J Physiol Cell Physiol. 290, C609-C615 (2006).</li><li>Rotter, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Erythropoietin+improves+functional+and+histological+recovery+of+traumatized+skeletal+muscle+tissue.">Erythropoietin improves functional and histological recovery of traumatized skeletal muscle tissue.</a> J Orthop Res. 26, 1618-1626 (2008).</li><li>Rathbone, C. R., Wenke, J. C., Warren, G. L., Armstrong, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Importance+of+satellite+cells+in+the+strength+recovery+after+eccentric+contraction-induced+muscle+injury.">Importance of satellite cells in the strength recovery after eccentric contraction-induced muscle injury.</a> Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 285, R1490-R1495 (2003).</li><li>Bassel-Duby, R., Olson, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Signaling+pathways+in+skeletal+muscle+remodeling.">Signaling pathways in skeletal muscle remodeling.</a> Annu Rev Biochem. 75, 19-37 (2006).</li><li>Bentzinger, C. F., Wang, Y. X., Rudnicki, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Building+muscle:+molecular+regulation+of+myogenesis.">Building muscle: molecular regulation of myogenesis.</a> Cold Spring Harb Perspect Biol. 4, (2012).</li><li>von Maltzahn, J., Chang, N. C., Bentzinger, C. F., Rudnicki, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wnt+signaling+in+myogenesis.">Wnt signaling in myogenesis.</a> Trends Cell Biol. 22, 602-609 (2012).</li><li>Collu, G. M., Hidalgo-Sastre, A., Brennan, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wnt-Notch+signalling+crosstalk+in+development+and+disease.">Wnt-Notch signalling crosstalk in development and disease.</a> CMLS. 71, 3553-3567 (2014).</li><li>Bjornson, C. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Notch+signaling+is+necessary+to+maintain+quiescence+in+adult+muscle+stem+cells.">Notch signaling is necessary to maintain quiescence in adult muscle stem cells.</a> Stem Cells. 30, 232-242 (2012).</li><li>Vignaud, A., Hourde, C., Butler-Browne, G., Ferry, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+recovery+of+neuromuscular+function+after+nerve/muscle+injury+induced+by+crude+venom+from+Notechis+scutatus,+cardiotoxin+from+Naja+atra+and+bupivacaine+treatments+in+mice.">Differential recovery of neuromuscular function after nerve/muscle injury induced by crude venom from Notechis scutatus, cardiotoxin from Naja atra and bupivacaine treatments in mice.</a> Neurosci Res. 58, 317-323 (2007).</li><li>Grogan, B. F., Hsu, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skeletal+Trauma+Research,+C.+Volumetric+muscle+loss.">Skeletal Trauma Research, C. Volumetric muscle loss.</a> J Am Acad Orthop Surg. 19 Suppl 1, S35-S37 (2011).</li><li>Sicari, B. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+murine+model+of+volumetric+muscle+loss+and+a+regenerative+medicine+approach+for+tissue+replacement.">A murine model of volumetric muscle loss and a regenerative medicine approach for tissue replacement.</a> Tissue Eng Part A. 18, 1941-1948 (2012).</li><li>Wu, X., Corona, B. T., Chen, X., Walters, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+standardized+rat+model+of+volumetric+muscle+loss+injury+for+the+development+of+tissue+engineering+therapies.">A standardized rat model of volumetric muscle loss injury for the development of tissue engineering therapies.</a> Biores Open Access. 1, 280-290 (2012).</li><li>Armstrong, R. B., Phelps, R. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+fiber+type+composition+of+the+rat+hindlimb.">Muscle fiber type composition of the rat hindlimb.</a> Am J Anat. 171, 259-272 (1984).</li><li>Yeh, L. S., Gregory, C. R., Theriault, B. R., Hou, S. M., Lecouter, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+functional+model+for+whole+limb+transplantation+in+the+rat.">A functional model for whole limb transplantation in the rat.</a> Plast Reconstr Surg. 105, 1704-1711 (2000).</li><li>Lin, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+of+small+animal+peripheral+artery+disease+models:+recent+advancements+and+translational+potential.">Imaging of small animal peripheral artery disease models: recent advancements and translational potential.</a> Int J Mol Sci. 16, 11131-11177 (2015).</li><li>Larcher, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+dystrophin+deficient+rats:+a+new+model+for+Duchenne+muscular+dystrophy.">Characterization of dystrophin deficient rats: a new model for Duchenne muscular dystrophy.</a> PloS one. 9, e110371 (2014).</li><li>Warren, G. L., Stallone, J. L., Allen, M. R., Bloomfield, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+recovery+of+the+plantarflexor+muscle+group+after+hindlimb+unloading+in+the+rat.">Functional recovery of the plantarflexor muscle group after hindlimb unloading in the rat.</a> Eur J Appl Physiol. 93, 130-138 (2004).</li><li>Muller-Delp, J. M., Spier, S. A., Ramsey, M. W., Delp, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aging+impairs+endothelium-dependent+vasodilation+in+rat+skeletal+muscle+arterioles.">Aging impairs endothelium-dependent vasodilation in rat skeletal muscle arterioles.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 283, H1662-H1672 (2002).</li><li>Liu, M., Bose, P., Walter, G. A., Thompson, F. J., Vandenborne, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+longitudinal+study+of+skeletal+muscle+following+spinal+cord+injury+and+locomotor+training.">A longitudinal study of skeletal muscle following spinal cord injury and locomotor training.</a> Spinal Cord. 46, 488-493 (2008).</li><li>Yoshida, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+phosphodiesterase+3+inhibitor,+K-134,+improves+hindlimb+skeletal+muscle+circulation+in+rat+models+of+peripheral+arterial+disease.">A phosphodiesterase 3 inhibitor, K-134, improves hindlimb skeletal muscle circulation in rat models of peripheral arterial disease.</a> Atherosclerosis. 221, 84-90 (2012).</li><li>Regensteiner, J. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+changes+in+skeletal+muscle+histology+and+function+in+peripheral+arterial+disease.">Chronic changes in skeletal muscle histology and function in peripheral arterial disease.</a> Circulation. 87, 413-421 (1993).</li><li>Park, K. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ex+vivo+assessment+of+contractility,+fatigability+and+alternans+in+isolated+skeletal+muscles.">Ex vivo assessment of contractility, fatigability and alternans in isolated skeletal muscles.</a> J Vis Exp. , e4198 (2012).</li><li>MacIntosh, B. R., Esau, S. P., Holash, R. J., Fletcher, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Procedures+for+rat+in+situ+skeletal+muscle+contractile+properties.">Procedures for rat in situ skeletal muscle contractile properties.</a> J Vis Exp. , e3167 (2011).</li><li>Grassi, B., Gladden, L. B., Samaja, M., Stary, C. M., Hogan, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Faster+adjustment+of+O2+delivery+does+not+affect+V(O2)+on-kinetics+in+isolated+in+situ+canine+muscle.">Faster adjustment of O2 delivery does not affect V(O2) on-kinetics in isolated in situ canine muscle.</a> J Appl Physiol (1985). 85, 1394-1403 (1998).</li><li>Chiu, C. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-invasive+muscle+contraction+assay+to+study+rodent+models+of+sarcopenia.">Non-invasive muscle contraction assay to study rodent models of sarcopenia.</a> BMC Musculoskelet Disord. 12, 246 (2011).</li><li>Corona, B. T., Ward, C. L., Baker, H. B., Walters, T. J., Christ, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Implantation+of+in+vitro+tissue+engineered+muscle+repair+constructs+and+bladder+acellular+matrices+partially+restore+in+vivo+skeletal+muscle+function+in+a+rat+model+of+volumetric+muscle+loss+injury.">Implantation of in vitro tissue engineered muscle repair constructs and bladder acellular matrices partially restore in vivo skeletal muscle function in a rat model of volumetric muscle loss injury.</a> Tissue Eng Part A. 20, 705-715 (2014).</li><li>Burks, T. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Losartan+restores+skeletal+muscle+remodeling+and+protects+against+disuse+atrophy+in+sarcopenia.">Losartan restores skeletal muscle remodeling and protects against disuse atrophy in sarcopenia.</a> Sci transl med. 3, 82ra37 (2011).</li><li>Brooks, S. V., Zerba, E., Faulkner, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Injury+to+muscle+fibres+after+single+stretches+of+passive+and+maximally+stimulated+muscles+in+mice.">Injury to muscle fibres after single stretches of passive and maximally stimulated muscles in mice.</a> J Physiol. 488 (Pt 2), 459-469 (1995).</li><li>Machingal, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+tissue-engineered+muscle+repair+construct+for+functional+restoration+of+an+irrecoverable+muscle+injury+in+a+murine+model.">A tissue-engineered muscle repair construct for functional restoration of an irrecoverable muscle injury in a murine model.</a> Tissue Eng Part A. 17, 2291-2303 (2011).</li><li>Pizza, F. X., Koh, T. J., McGregor, S. J., Brooks, S. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+inflammatory+cells+after+passive+stretches,+isometric+contractions,+and+lengthening+contractions.">Muscle inflammatory cells after passive stretches, isometric contractions, and lengthening contractions.</a> J Appl Physiol (1985). 92, 1873-1878 (2002).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

يوضح هذا البروتوكول طريقة بسيطة نسبيا للأداء في عضلة الجسم الحي اختبار وظيفة على مقصورة الساقية الأمامية من hindlimb الفئران. أشكال أخرى من التجارب وظيفة العضلات، بما في ذلك خارج الحي وفي بروتوكولات الموقع، ويمكن أيضا تقديم معلومات مهمة عن علم وظائف الأعضاء العضلات. ومع ذلك، فإن أهمية في الجسم الحي وظيفة الاختبار تكمن في طبيعته موسع، وحقيقة أنه يلخص بدقة أكبر الآليات الذاتية لتنشيط العضلات. على حد سواء خارج الحي واختبار الموقع ووتر و / أو عضلة في والمكشوفة، وبالتالي، يجب أن تبقى رطبة أو المغمورة 41،42. وفي الجسم الحي اختبار يزيل المتغيرات التباس من الصدمة والالتهابات التي قد تكون ناجمة عن العمليات الجراحية المطلوبة لفي الموقع اختبار وظيفة العضلات. هذا أمر مهم خاصة إذا كان الهدف من التجربة هو دراسة العمليات الالتهابية والخلوية <sتصل&gt; 43. وعلاوة على ذلك، في الجسم الحي اختبار يتطلب مهارة جراحية صغيرة كما ليست معزولة العضلات عن محيطها ولا يتطلب عقدة دقيقة للحد من العضلات / وتر انزلاق (كما هو الحال بالنسبة لفي الموقع أو خارج الجسم الحي اختبار) 41. وبالإضافة إلى ذلك، مع ممارسة كافية، وسرعة وضع قطب كهربائي الصحيح والقدرة على اتخاذ بسرعة تعديلات على تحقيق إنتاج القوة القصوى للعضلات وضمان إنجاز البروتوكول هو السريع وreproducible- سواء داخل الحيوانات وعبر مختلف المستخدمين من نفس المعدات 39 . ومن المفيد أن تبدأ مع تقييم العنصر الفخذي الأمامي بأكمله كما هو موضح، قبل استئصال عضلات التآزر التي يصعب الوصول إليها (مؤسسة كهرباء لبنان وHL) لمزيد من التحقيق المباشر للعضلة TA. باستخدام هذا النهج، يمكن للمرء أن تحقيق بسرعة بدلا التمكن من التقنية. في حين أن الإجراء الموصوفة هنا يوضح ويسلط الضوء على فائدة من الاب القوةبروتوكول equency للحث على الكزاز وتحديد الحد الأقصى للقوة التي تنتجها العضلات، يجب على المستخدمين تحديد نوع (ق) من التجارب الفنية التي من شأنها أن أفضل إبلاغ تجربتهم محددة (ق) وأهداف البحث. هناك العديد من الخطوات الهامة التي يجب القيام بعناية من أجل ضمان النتائج التجريبية الأمثل وقابلة للتكرار، وهذا هو، بما يتفق إنتاج القوة القصوى من العضلات إلى مجموعة متنوعة من المعلمات التحفيز. وترد العديد من الميزات الرئيسية في الشكل (2). ومع ذلك، وضع واستقرار القطب تحفيز السليم هو شرط مطلق لتحفيز القصوى استنساخه من العصب الشظوية. وفي هذا الصدد، ينبغي أن توضع الأقطاب بشكل سطحي. وهذا هو، إذا كان وضع قطب كهربائي عميق جدا، واحد يخاطر التحفيز الكهربائي مباشرة من العضلات المتعارضة، مما يقلل من حجم الاستجابة مقلص لوحظ من المقصورة الأمامية المغبنية. علاوة على ذلك،يجب وضع قطبين على مقربة لبعضها البعض بقدر الإمكان للحد من المقاومة الكهربائية من الجلد المحيطة بها، والنسيج الضام. بشكل عام، القطب المواقع قريب من الركبة وسطي في الساق تتبع مباشرة على حافة الأمامية الظنبوبي إلى حيث يقابل الساق غالبا ما ينتج إنتاج قوة كافية. وهذا يضمن أيضا أن الأقطاب توضع المجاور ومتعامد لطائرة من العصب الشظوية، والذي بدوره يدير عمودي على الساق وأفقيا أسفل الساق من الركبة. ومع ذلك، فإن التغيرات الطبيعية في علم التشريح بين الحيوانات يتطلب يقظة دائمة لضمان الأمثل الذي وضع قطب كهربائي على أساس كل حالة على حدة. على هذا النحو، هناك مستوى معين من التجربة والخطأ المرتبط وضع قطب كهربائي أن تتقلص بشكل كبير من تجربة المستخدم. عدد مرات الأقطاب تخترق الجلد وينبغي التقليل للحد من التورم والالتهاب، مما يقلل ليإنتاج قوة asured. هذا يعتمد على حيث يتم وضع الإبر في البداية، ولكن من المستحسن لتحريك الإبر مرتين أو أقل لا سيما في محيط الركبة. وأخيرا، مرة واحدة يتم وضع أقطاب كهربائية في ساقه من الحيوان، ويمكن إجراء تعديلات طفيفة على المواقع من الساق والتيار تسليمها من خلال الأقطاب. وينبغي أن يتم هذا في حين رصد في الوقت نفسه القوة الناتجة من نشل واحد. بالإضافة إلى وضع قطب كهربائي، ويمكن أيضا إدخال تعديلات على الجهد تسليمها عبر الأقطاب. ومع ذلك، في الإعداد الموصوفة هنا، من المهم توخي الحذر عند زيادة الجهد باعتباره وسيلة لزيادة الانتاج قوة لأن زيادة الجهد وتحفيز الأعصاب التي العضلات المتعارضة يعصب. هناك ثلاثة اهتمامات التقنية الرئيسية التي يجب مراقبتها للتأكد من أن وضع قطب كهربائي يبقى الأمثل. أولا، يجب أن تكون القدم من الحيوان تخدير آمنترتكز على جهاز دواسة القدم، والذي يقيس إنتاج القوة العضلية (الشكل 2). إن لم يكن يرتكز القدم بشكل آمن، والقوة الحقيقية التي تنتجها العضلات قد تترجم بشكل غير كامل لمحول القوة. غير مستقر تثبيت القدم يدخل أيضا خطر فقدان موضع الأمثل الأقطاب كما الحركة وراء تقلص العضلات العادية (أي سفح الابتعاد عن الصفيحة القدمية) يمكن أن يسبب تشريد الأقطاب من مركزها السطحي أو طرد منها تماما. اما السيناريو يقلل من قوة محسوبة. ثانيا، يجب أن يكون جسم الحيوان مستلق تماما والانحياز في طائرة على التوالي (الشكل 2). الموضع الصحيح من الجسم الحيوانات يمنع تحركات طفيفة في الساق بسبب التنفس، وأيضا يقلل من التواء في الساق والحوض، مما يتيح أفضل التنسيب والاتصال المستمر لتحفيز كهربائي. الثالث، وتحديد المواقع الصحيحة وترسيخ للركبة هو critiكال للتأكد من أن المحطة لا تزال ثابتة، وبالتالي، يساعد على استقرار وضع الأمثل لتحفيز كهربائي للسماح تنشيط ثابت من العصب الشظوية. هناك عدد قليل من النقاط الإضافية التي ينبغي التأكيد عليها. أولا، تم تصميم نظام رافعة العضلات التجاري لأداء الاختبار على الساق اليسرى، إلا أن الإعداد يمكن تعديلها لأداء الاختبار على الساق اليمنى كذلك. ثانيا، يمكن اختيار أنظمة رافعة العضلات على أساس حجم الحيوان، لذلك يجب على المستخدمين التأكد من أن منصة المستخدمة هي كافية لقياس ودعم القوة التي تنتجها نموذج حيواني من الاختيار. تقتصر العضلات قابلة للاختبار لمنصة المعدات اللازمة لتلك التي تحفز على تمديد أخمصي أو عطف ظهري القدم. ثالثا، أن مجددا التأكيد على أن القطب وضع يمكن أن يكون تحديا ويتطلب الصبر والممارسة لإتقان هذه التقنية. كما أصبح أقطاب مملة بسرعة مع الاستخدام المنتظم، لذلك فإنه من المفيد أن لديك العديد من الصورة الغيارخدمات الاختبارات التربوية لمرة واحدة يصبح من الصعب لوخز الجلد بشكل سطحي. ثالثا، بروتوكول المبينة في هذا التقرير يستخدم متواليات التحفيز محددة وإجراءات تحليل البيانات. رافعة العضلات برنامج حاسوبي لمراقبة النظام والبيانات برامج التحليل والبيانات التي توفرها يمكن الإجابة على العديد من الأسئلة التجريبية الأخرى، وبالتالي، فائدتها تتجاوز ما هو مبين في هذه الوثيقة. على هذا النحو، ويتم تشجيع المستخدمين على استكشاف ما وراء حدود بروتوكول البرمجيات (ق) الواردة في هذه الورقة. على الرغم من هذه القيود البسيطة في الجسم الحي اختبار وظيفة العضلات هو طريقة فعالة لتحديد القدرة الصحية ومقلص من الهيكل العظمي والعضلات لأنه الغازية الحد الأدنى ويمكن القيام بها في مناسبات متعددة، على مدى فترة زمنية ممتدة، في نفس الحيوان. باختصار، هذا النوع من فائدة للخدمة يجعل النظام مهارة خاصة في اختبار تأثيرات علاجات جديدة للاصابة في العضلات والهيكل العظمي أو مرض في hindlimb الفئران.

الهيكل العظمي والعضلات لديها قدرة ذاتية رائعة للإصلاح في الاستجابة لإصابة أو مرض 1،2. تجريبيا، ومتانة هذا الرد التجدد تم توثيقه جيدا في النماذج الحيوانية من خلال دراسة، على سبيل المثال، وبالطبع وقت الضرر الهيكل العظمي العضلات وإصلاح وتجديد بعد تطبيق myotoxins (على سبيل المثال، cardiotoxin) 3-7. وبشكل أكثر تحديدا، بعد الناجم عن cardiotoxin تلف العضلات واسعة النطاق (38-67٪ من الألياف العضلية 8)، وتوسط تجديد خلايا الأقمار الصناعية، والخلايا الجذعية المقيمين أن تنضج لتصبح في نهاية المطاف الألياف العضلية وظيفية 4،9-13. والنتيجة هي زيادة نهاية مرحلة ما بعد الضرر تجديد وظيفية صحية، المنتجة للقوة الأنسجة العضلية 14-16. على الرغم من أن التفاصيل هي أيضا خارج نطاق هذا التقرير، فإن أساس الآلية لتجديد العضلات يعكس الأحداث مدبرة بعناية من العديد من أنواع الخلايا من الأنساب متعددة باستخدام canoniكال إشارات مسارات حرجة للتنمية الأنسجة والتشكل 5،17-21 على حد سواء. الأهم من ذلك، يتم تمكين تجديد الناجم عن myotoxin من حقيقة أن المصفوفة خارج الخلية، تعصيب العصبية ونضح الأوعية الدموية لا تزال سليمة من الناحية الهيكلية التالية التي يسببها cardiotoxin تلف العضلات 3،8،22. في تناقض صارخ، هذه الهياكل الأنسجة والمكونات الرئيسية هي، بالتعريف، غائبة تماما في سياق الإصابة VML. حيث فقدان صريحة من الأنسجة، وذلك بسبب مجموعة متنوعة من الأسباب، النتائج في عجز وظيفي والتجميل الدائمة 23-25. بغض النظر عن التحديات الإضافية المرتبطة إصلاح العضلات وتجديد بعد إصابة VML بالمقارنة مع تلف العضلات الناجم عن myotoxin، وتحسين فهم أساس الآلية لتجديد الهيكل العظمي والعضلات وإصلاح، في مجموعة متنوعة من السياقات، يمكن أن يتحقق بشكل جيد من قبل استخدام بيولوجيا النماذج الحيوانية ذات الصلة في توليفة مع طوليssessments تدابير الوظيفية ذات الصلة. كما نوقشت هنا، ودراسات hindlimb الفئران توفر نظام نموذجا ممتازا لتحقيق هذه الغاية. وبشكل أكثر تحديدا، فإن عضلات مقصورة الأمامية المغبنية (الظنبوبي الأمامي، باسطة إبهام اليد (مؤسسة كهرباء لبنان) وإبهام اليد hallicus (HL))، التي تعتبر مسؤولة عن عطف ظهري القدم، والتي تم تحديدها بسهولة والتلاعب بها. وعلاوة على ذلك، يتم تقديم من قبل الأوعية الدموية الرئيسية (الحرقفي والفروع)، ومعصب الأعصاب (الوركي والفروع، بما في ذلك الشظوية) يمتد على طول الساق 26-28. على هذا النحو، يمكن للمرء استخدام نموذج الفئران hindlimb لتقييم مباشرة الهيكل العظمي العضلات وظيفة / علم الأمراض في الجسم الحي، أو لتقييم الأثر غير المباشر من التعديلات المتعلقة أمراض في الأوعية الدموية أو الأعصاب على المقابلة وظيفة العضلات والهيكل العظمي. في أي سيناريو، وشدة المرض، فضلا عن فعالية العلاج يمكن تحديد بوصفها وظيفة من إنتاج القوة العضلية (عزم) والمقابل قدم مovement 29-34. من الناحية المثالية، ويرافق قياسات القوة من جانب الدراسات النسيجية والتعبير الجيني التحليلات لتقييم أكثر صرامة الوضع الهيكلي والجزيئي من العضلات والهيكل العظمي. الأنسجة الأساسية والمناعية، على سبيل المثال، قادرين على الإجابة عن أسئلة حول حجم العضلات، والمحاذاة الألياف العضلية، خارج الخلية تكوين مصفوفة، موقع نوى، عدد الخلايا، وتوطين البروتين. تحليل التعبير الجيني، بدوره، ضروري لتحديد الآليات الجزيئية التي قد تؤثر / تعدل نضج ألياف العضلات، والحالات المرضية، والنشاط الأيضي. بينما توفر هذه الأساليب معلومات مهمة، إلا أنها تمثل عموما النهاية الطرفية، والأهم من ذلك، فشلوا في معالجة مباشرة القدرة الوظيفية للعضلات الهيكل العظمي، وبالتالي، هي مترابط وليس المسبب للمرض. ومع ذلك، عندما يتم تقييم دراسات نسيجية والتحليلات التعبير الجيني بالتزامن مع قياس آثافة وظيفيةوفاق، ثم، آليات الإنتاج القوة والتجدد وظيفية يمكن التعرف عليها بدقة أكبر. وفي هذا الصدد، فإن القوة المنتجة للقدرات العضلات يمكن قياسها في المختبر، في الموقع، أو في الجسم الحي. جميع المقاربات الثلاث لديها مزايا وقيود. في تجربة في المختبر، على سبيل المثال، والعضلات هي معزولة تماما وإزالتها من جسم الحيوان. عن طريق إزالة التأثيرات من الأوعية الدموية والأعصاب التي تغذي العضلات، والقدرة مقلص من الأنسجة يمكن تحديد في البيئة الخارجية لرقابة مشددة (35). وفي اختبار الموقع العضلات يسمح للعضلة أن تكون معزولة، كما هو الحال مع الاستعدادات في المختبر، ولكن وتعصيب وإمدادات الدم لا تزال سليمة. صالح في الموقع النموذج التجريبي هو أنه يسمح للعضلة الفردية لدراستها في حين أن تعصيب وإمدادات الدم ومن دواعي الحد الأدنى 36. معافي التجارب المختبرية والتجارب الموقع، يمكن تطبيق العلاجات الدوائية بشكل مباشر دون الحاجة لحساب آثار أي الأنسجة المحيطة بها أو تأثير الدورة الدموية على ردود مقلص قياس 37. ومع ذلك، في الجسم الحي اختبار وظيفة، كما هو موضح هنا، هو أقل تقنية الغازية لتقييم وظيفة العضلات في بيئة موطنه الأصلي 38، ويمكن القيام بها مرارا وتكرارا على مر الزمن (أي طوليا). على هذا النحو، سيكون نقطة محورية في النقاش أدناه. وفي هذا الصدد، الأقطاب الكهربائية عن طريق الجلد إدراج بالقرب من العضلات في المصالح، أو العصب المحرك الذي يخدم هذه القضية، وتوفير إشارة كهربائية إلى العضلات. محول ثم يقيس طول أو قوة التغيرات الناتجة في عضلة تنشيط حسب توجيهات محددة سلفا، بروتوكول برامج مخصصة. من هذه البيانات، والخصائص الفيزيائية للعضلة يمكن تحديدها. وتشمل هذه لم التردد والكزاز القصوى، قوة السرعة، وصلابة، طول التوتر، والتعب. طول العضلات أو القوة يمكن أيضا أن تكون ثابتة بحيث تنقبض العضلة متساوو القياس أو isotonically. الأهم من ذلك، هذه البروتوكولات التجريبية لا يمكن أن يؤديها بسرعة، تتكرر بسهولة، وcustomized- كل حين إفقاد إحساس الحيوان ومع فترة نقاهة من ساعات إلى أيام. ويمكن للحيوان واحد يخضع في قوة الجسم الحي اختبار عدة مرات، مما يتيح دراسات طولية من نماذج المرض أو تقييم منصات / التقنيات العلاجية. كما هو موضح هنا، نظام رافعة العضلات التجاري بالتعاون مع قوة عالية، ويستخدم في المرحلة ثنائية مشجعا لأداء في الجسم الحي اختبار وظيفة العضلات لتقييم مساهمة العضلات الظنبوبي الأمامي من hindlimb الفئران إلى عطف ظهري القدم عبر تحفيز العصب الشظوي. لقد وضعت البروتوكول الذي تم تصميمه خصيصا لتقييم الطب التجديدي / منظمة الشفافية الدوليةالتقنيات الهندسية ssue لإصلاح العضلات بعد الاصابة VML المؤلمة من الفئران TA العضلات. يجب ملاحظة ذلك؛ مؤسسة كهرباء لبنان وHL تحتاج إلى تشريح خارج المقصورة الساقية الأمامية من أجل تقييم تحديدا عضلة TA (التي تشكل حوالي 15-20٪ من مجموع عزم الدوران الظنبوبي الأمامي قياس التالية تحفيز العصب الشظوي (كورونا وآخرون، 2013) ). لأن هذا النهج يوفر التحليل الطولي شامل من العضلات علم وظائف الأعضاء / وظيفة، فإنه يمكن إلقاء نظرة الميكانيكية الهامة في العديد من أنواع أخرى من التحقيقات الفسيولوجية وكذلك مجموعة متنوعة من الأمراض أو المجالات العلاجية 39. على سبيل المثال، في الجسم الحي اختبار وظيفة العضلات تنطبق على دراسات من ممارسة علم وظائف الأعضاء، نقص التروية / ضخه البحوث، اعتلال عضلي، تلف الأعصاب / الاعتلال العصبي واعتلال وعائي، sarcopenia، وضمور العضلات 40.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="515">
	<tbody>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">Isothesia</td>
			<td style="width:128px;">Henry Schein Animal Health</td>
			<td style="width:103px;">05260-04-04</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">Isoflurane Vaporizer-Funnel Fill</td>
			<td style="width:128px;">Vet Equip</td>
			<td style="width:103px;">911103</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:199px;">Inlet Adaptor for Vaporizer</td>
			<td style="width:128px;">Vet Equip</td>
			<td style="width:103px;">911124</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:199px;">Outlet Adaptor for Vaporizer</td>
			<td style="width:128px;">Vet Equip</td>
			<td style="width:103px;">911125</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">Tabletop Anaesthesia Machine</td>
			<td style="width:128px;">Vet Equip</td>
			<td style="width:103px;">901801</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:199px;">Compressed oxygen gas</td>
			<td style="width:128px;">Praxair</td>
			<td style="width:103px;">N/A</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">VaporGuard Activated Charcoal Filter</td>
			<td style="width:128px;">Vet Equip</td>
			<td style="width:103px;">931401</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="119">
			<td height="119" style="height:119px;width:199px;">T/Pump Professional water heater</td>
			<td style="width:128px;">Stryker</td>
			<td style="width:103px;">N/A</td>
			<td style="width:87px;">set on Continuous Therapy Time at 38/100 for temperature</td>
		</tr>
		<tr height="68">
			<td height="68" style="height:68px;width:199px;">Transpore Surgical Tape</td>
			<td style="width:128px;">3M</td>
			<td style="width:103px;">1527S-1</td>
			<td style="width:87px;">rip in half to make thinner strips</td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">A5 Golden animal clippers</td>
			<td style="width:128px;">Oster</td>
			<td style="width:103px;">078005-050-002</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:199px;">Povidone-Iodine Solution</td>
			<td style="width:128px;">Aplicare</td>
			<td style="width:103px;">82-227K</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:199px;">Alcohol Swabs</td>
			<td style="width:128px;"></td>
			<td style="width:103px;"></td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="68">
			<td height="68" style="height:68px;width:199px;">200 proof Ethanol</td>
			<td style="width:128px;">Decon labs</td>
			<td style="width:103px;"></td>
			<td style="width:87px;">diluted to 70% with deionized water</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:199px;">cotton tipped applicators</td>
			<td style="width:128px;">Puritan</td>
			<td style="width:103px;">836-WC</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">Teflon coated electrodes-Monopolar needle electrode</td>
			<td style="width:128px;">Chalgren Enterprises</td>
			<td style="width:103px;">111-725-24TP</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">servomotor</td>
			<td style="width:128px;">Cambridge Technology</td>
			<td style="width:103px;">Model 6650LR</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="51">
			<td height="51" style="height:51px;width:199px;">Dual Mode Lever System</td>
			<td style="width:128px;">Aurora Scientific Inc</td>
			<td style="width:103px;">Model 305C-LR-FP</td>
			<td style="width:87px;">contact manufacturer to order</td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">Signal Interface</td>
			<td style="width:128px;">Aurora Scientific Inc</td>
			<td style="width:103px;">Model 604A</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">High-Power, Bi-Phase Stimulator</td>
			<td style="width:128px;">Aurora Scientific Inc</td>
			<td style="width:103px;">Model 701C</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">Data analysis software</td>
			<td style="width:128px;">Aurora Scientific Inc</td>
			<td style="width:103px;">DMAv5.110 software</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">Muscle lever system control software</td>
			<td style="width:128px;">Aurora Scientific Inc</td>
			<td style="width:103px;">DMCv5.400 software</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

applications of in vivo functional testing of the rat tibialis anterior for evaluating tissue engineered skeletal muscle repair

وعلى الرغم من قدرة على التجدد من الهيكل العظمي والعضلات، عجز وظيفي و / أو تجميلية دائمة (على سبيل المثال، وفقدان العضلات الحجمي (VML) الناتجة عن الإصابات والأمراض ومختلف التشوهات الخلقية، الوراثية والمكتسبة شائعة جدا. هندسة الأنسجة وتقنيات الطب التجديدي لديها هائلة يمكن أن توفر حلا العلاجي. ومع ذلك، والاستفادة من النماذج الحيوانية ذات الصلة بيولوجيا في تركيبة مع تقييم طولية من التدابير الوظيفية ذات الصلة أمرا حاسما لتطوير وتحسين علاجات التجدد لعلاج إصابات VML شبيهة. وفي هذا الصدد، وهو نظام رافعة العضلات التجاري يمكن استخدامها لقياس الطول والتوتر والقوة ومؤشرات قوة الاندفاع في العضلات والهيكل العظمي. استخدمنا هذا النظام، بالتزامن مع الطاقة العالية، والمرحلة ثنائية مشجعا، لقياس في الجسم الحي إنتاج القوة ردا على تفعيل مقصورة الساقية الأمامية لل وhindlimb الفئران. لقد PREVIتستخدم ously هذه المعدات لتقييم الأثر الوظيفي للإصابة VML على عضلة الظنبوبي الأمامي (TA)، وكذلك مدى الانتعاش وظيفية بعد العلاج من عضلة TA أصيب مع شركائنا في الأنسجة المهندسة وإصلاح العضلات التكنولوجيا (TEMR). لمثل هذه الدراسات، ويرتكز على القدم اليسرى من الفئران مخدرة بشكل آمن إلى الصفيحة القدمية مرتبطة محرك مؤازر، ويتم تحفيز العصب الشظوي المشترك من قبل اثنين من أقطاب إبرة عن طريق الجلد للحصول انكماش العضلات وعطف ظهري القدم. يتم قياس peroneal العصبية التي يسببها تحفيز تقلص العضلات على مجموعة من الترددات التحفيز (1-200 هرتز)، لضمان الهضبة في نهاية المطاف في إنتاج القوة التي تسمح لتحديد دقيق للقوة كزازي الذروة. بالإضافة إلى تقييم مدى إصابة VML وكذلك درجة من الانتعاش وظيفية بعد العلاج، هذه المنهجية يمكن تطبيقها بسهولة على دراسة جوانب مختلفة من علم وظائف الأعضاء العضلات والفيزيولوجيا المرضية. مثل هذا النهج شويونيتبول مساعدة في تطوير أكثر عقلانية من تحسين علاجات لإصلاح العضلات وتجديد.

منحنى كزازي يمكن استخدامها لتمييز أفضل النتائج من نتائج دون المستوى الأمثل. وعادة ما يبدأ هذا المنحنى لتشكيل بتردد 60 هرتز. العامل الرئيسي لتحقيق نتائج جيدة هو القدرة على تحفيز العضلات بحيث ينتج قوته القصوى ويحافظ على تلك القوة خلال الكزاز. يجب أن يكون منحنى المثالي ل، حادة، وساق دون انقطاع الرأسي في وقت التحفيز، تليها مرحلة هضبة مسطحة مع الحد الأدنى من التذبذبات، ودون انقطاع، حادة فترة انخفاض العمودية في إنهاء التحفيز (الشكل 4). الانحراف عن منحنى المثالي هي مؤشرات على أن وفتور العضلات (الشكل 5D) أو أن العضلات لا يتم حفز بشكل صحيح لإنتاج القوة القصوى (الشكل 5B - C). وهذا الأخير يؤدي عموما من وضع قطب كهربائي غير صحيحة مما يؤدي إلى فشل التجنيد القصوى من الألياف العضلية خلال stimulaنشوئها. ومن السمات المميزة التي تسمح للباحث لتحديد ما إذا كان منحنى غير المثالي هو نتيجة لوضع قطب كهربائي غير صحيحة أو التغيرات المرضية لعضلة هو ما إذا كان أو لم يكن منحنى كزازي كاملة (تنصهر) أو غير كاملة (غير مدمجة). يدل على وجود أو ناقصة منحنى كزازي غير مدمجة التي ليست في محلها الأقطاب، مما أدى إلى العضلات لا تعاني من انكماش القصوى. مثال على التغيير المرضية في العضلات يمكن ملاحظتها كما انخفضت القصوى الانكماش بالمقارنة مع السيطرة، أو استجابة مقلص أن زيا بسرعة أكبر. ثلاثة أنواع مختلفة من القمم التي تم الحصول عليها على مدى هذا الإجراء تمثل مختلف القطب وساق المواقف، ويمكن مشاهدته في الشكل (3). وعلى قمم الأولى ستكون حول 0.4N وتحدث عندما يتم تحديد القطب موضع الصحيح سطحيا على الجلد (الشكل 3A). المجموعة الثانية من قمم ديه حالسعة igher، عادة حوالي 0.5-0.6N (الشكل 3B) ويحدث عندما تخترق الأقطاب من خلال الأدمة. بعد أن يتم الحصول على هذه، يتم تعديل الساق والقدم لتعظيم إنتاج قوة، والذي يتحقق عندما يزيد السعة القصوى ل1N أو أكثر تقريبا (الشكل 3C). عند هذه النقطة، STIM الفوري يمكن إيقاف ويمكن أن يبدأ التسلسل. هذه المبادئ التوجيهية ضمان نتائج دقيقة وقابلة للتكرار وهي نقاط التفتيش الرئيسية في جميع أنحاء البروتوكول. النتائج النهائية يمكن أن تكون ممثلة بطرق مختلفة اعتمادا على المعلومات التي يقوم المستخدم المستخرجة من اختبار القوة والتصميم التجريبي. في هذا البروتوكول، ويتم قياس أقصى قوة في جميع الترددات من التحفيز، قد تكون نقطة البيانات ولكن غيرها من المهم للباحث أو تطبيق معين. ومن الأمثلة على ذلك تردد من التحفيز الذي يبدأ منحنى كزازي في التبلور. تويمكن مقارنة انه البيانات إلى النتائج الأخرى التي تم الحصول عليها من تجربة سابقة أو لاحقة على نفس الحيوان، أو لإجراء مقارنات بين مجموعات العلاج المختلفة. إنتاج قوة يمكن تطبيع من قبل كتلة الجسم لحساب قوة متساوي القياس وتقديم تقييم أكثر منحازة لتأثير العمر على انكماش القصوى لوحظ. على الرغم من أن الحيوانات لاختلاف وزن الجسم والعمر سينتج قوات القصوى مختلفة، يجب أن يكون شكل منحنى كزازي متناسقة بين جميع الفئات عندما يتم تنفيذ الإجراء بشكل صحيح. <img alt="شكل 1" src="/files/ftp_upload/54487/54487fig1.jpg" /> الشكل 1: نظرة عامة على نظام مراقبة ليفر وتحليل البيانات البرمجيات لتحليل (A) لمحة عامة عن برنامج حاسوبي لمراقبة عند فتح البرنامج. (ب) معلمات ل &quot;STIM فوري.&quot; (C) تسلسل مثال لتحفيز قوة التردد. (D </stرونغ&gt;) بيانات تمثيلية من تحليل تردد قوة عالية الإنتاجية في برامج التحليل. وتجدر الإشارة إلى أن هذا الإجراء تحليل سبيل المثال تسلسل وبيانات محددة لهذا البروتوكول ولا تمثل مجموعة كاملة من تسلسل والمخرجات التي يتم توفيرها من قبل هذا البرنامج. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54487/54487fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل 2" src="/files/ftp_upload/54487/54487fig2.jpg" /> الشكل 2: الجوانب الهامة لتحديد المواقع من الجرذ وموضع قدم في جهاز (A) الفأر هو في موقف ضعيف مع القدم اليسرى بإحكام إلى الصفيحة القدمية. وحلقت الزوايا الصحيحة التي أدلى بها في القدم والساق، والفخذ. يتم تمييز (ب) زاوية التي أنشأتها في الكاحل. (ج) يجب الساق<html> تكون محاذاة في طائرة على التوالي من القدم إلى الجسم. (D) ووضع قطب كهربائي موازية ومتعامدة لطائرة من العصب الشظوية. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54487/54487fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل (3)" src="/files/ftp_upload/54487/54487fig3.jpg" /> الشكل (3): قمم التمثيلية مما يدل على أهمية تصحيح الكهربائي التنسيب لإنتاج القوة القصوى (أ) خط الأساس ذروة الردود كزازي لاحظ مع أقطاب كهربية وضعت بشكل سطحي جدا. (ب) قمم أكبر مع أقطاب إدراجها في المكان الصحيح. يتم تعديل (C) الانتقال من قمم أكبر مما يشير إلى وضع قطب كهربائي الصحيح لالأمثل قبل تسلسل ذروة السعة كما مواقف الساق والقدم على النحو الأمثل./ftp_upload/54487/54487fig3large.jpg &quot;الهدف =&quot; _ فارغة &quot;&gt; الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. <img alt="الشكل (4)" src="/files/ftp_upload/54487/54487fig4.jpg" /> الرقم 4: المنحنى كزازي الأمثل في 100 هرتز هذه الزيادات منحنى ويقلل بشكل حاد ولديه مرحلة هضبة مسطحة. يشير هذا المثال الصحيح وضع قطب كهربائي وتحفيز القوة القصوى. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54487/54487fig4large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الرقم 5" src="/files/ftp_upload/54487/54487fig5.jpg" /> الرقم 5: أمثلة نموذجية على المنحنيات كزازي الفرعية المثلى حصل على 100 هرتز (A) وبعد الاسترخاء، ينخفض هذا المنحنى تحت خط الأساس. هذا يدل على التحفيزمن الخصوم. (B - D) هذه الرسوم البيانية هي نتيجة لوضع قطب كهربائي غير لائق والتجنيد غير المتكافئ للألياف العضلات. مراحل هضبة تظهر التذبذبات الكبيرة (B)، وهو منحدر صاعد (C)، أو منحدر (D). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54487/54487fig4large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair at JoVE.com

Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

We describe an in vivo protocol to measure dorsiflexion of the foot following stimulation of the peroneal nerve and contraction of the anterior crural compartment of the rat hindlimb. Such measurements are an indispensable translational tool for evaluating skeletal muscle pathology and tissue engineering approaches to muscle repair and regeneration.

تطبيقات<em&gt; في فيفو</em&gt; التجارب الفنية من الفئران قصبة الساق الأمامية لتقييم الأنسجة المهندسة وإصلاح العضلات والهيكل العظمي

Despite the regenerative capacity of skeletal muscle, permanent functional and/or cosmetic deficits (e.g., volumetric muscle loss (VML) resulting from ...

applications-vivo-functional-testing-rat-tibialis-anterior-for

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

13.7K Views.  University of Virginia. We describe an in vivo protocol to measure dorsiflexion of the foot following stimulation of the peroneal nerve and contraction of the anterior crural compartment of the rat hindlimb. Such measurements are an indispensable translational tool for evaluating skeletal muscle pathology and tissue engineering approaches to muscle repair and regeneration. 

Video: Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

Engineering Skeletal Muscle Tissues from Murine Myoblast Progenitor Cells and Application of Electrical Stimulation

Engineered muscle tissues can be used for several different purposes, which include the production of tissues for use as a disease model in vitro, e.g. to study pressure ulcers, for regenerative medicine and as a meat alternative 1. The first reported 3D muscle constructs have been made many years ago and pioneers in the field are Vandenburgh and colleagues 2,3. Advances made in muscle tissue engineering are not only the result from the vast gain in knowledge of biochemical factors, stem cells and progenitor cells, but are in particular based on insights gained by researchers that physical factors play essential roles in the control of cell behavior and tissue development. State-of-the-art engineered muscle constructs currently consist of cell-populated hydrogel constructs. In our lab these generally consist of murine myoblast progenitor cells, isolated from murine hind limb muscles or a murine myoblast cell line C2C12, mixed with a mixture of collagen/Matrigel and plated between two anchoring points, mimicking the muscle ligaments. Other cells may be considered as well, e.g. alternative cell lines such as L6 rat myoblasts 4, neonatal muscle derived progenitor cells 5, cells derived from adult muscle tissues from other species such as human 6 or even induced pluripotent stem cells (iPS cells) 7. Cell contractility causes alignment of the cells along the long axis of the construct 8,9 and differentiation of the muscle progenitor cells after approximately one week of culture. Moreover, the application of electrical stimulation can enhance the process of differentiation to some extent 8. Because of its limited size (8 x 2 x 0.5 mm) the complete tissue can be analyzed using confocal microscopy to monitor e.g. viability, differentiation and cell alignment. Depending on the specific application the requirements for the engineered muscle tissue will vary; e.g. use for regenerative medicine requires the up scaling of tissue size and vascularization, while to serve as a meat alternative translation to other species is necessary.

Engineered muscle tissue has great potential in regenerative medicine, as disease model and also as an alternative source for meat. Here we describe the engineering of a muscle construct, in this case from mouse myoblast progenitor cells, and the stimulation by electrical pulses.

مناديل الهندسة العضلات الهيكلية من الفئران الخلايا الاصلية Myoblast وتطبيق تحفيز الكهربائية

Engineered muscle tissues can be used for several different purposes, which include the production of tissues for use as a disease model in vitro, e.g. to ...

Determination of the Transport Rate of Xenobiotics and Nanomaterials Across the Placenta using the ex vivo Human Placental Perfusion Model

Decades ago the human placenta was thought to be an impenetrable barrier between mother and unborn child. However, the discovery of thalidomide-induced birth defects and many later studies afterwards proved the opposite. Today several harmful xenobiotics like nicotine, heroin, methadone or drugs as well as environmental pollutants were described to overcome this barrier. With the growing use of nanotechnology, the placenta is likely to come into contact with novel nanoparticles either accidentally through exposure or intentionally in the case of potential nanomedical applications. Data from animal experiments cannot be extrapolated to humans because the placenta is the most species-specific mammalian organ 1. Therefore, the ex vivo dual recirculating human placental perfusion, developed by Panigel et al. in 1967 2 and continuously modified by Schneider et al. in 1972 3, can serve as an excellent model to study the transfer of xenobiotics or particles.
Here, we focus on the ex vivo dual recirculating human placental perfusion protocol and its further development to acquire reproducible results.
The placentae were obtained after informed consent of the mothers from uncomplicated term pregnancies undergoing caesarean delivery. The fetal and maternal vessels of an intact cotyledon were cannulated and perfused at least for five hours. As a model particle fluorescently labelled polystyrene particles with sizes of 80 and 500 nm in diameter were added to the maternal circuit. The 80 nm particles were able to cross the placental barrier and provide a perfect example for a substance which is transferred across the placenta to the fetus while the 500 nm particles were retained in the placental tissue or maternal circuit. The ex vivo human placental perfusion model is one of few models providing reliable information about the transport behavior of xenobiotics at an important tissue barrier which delivers predictive and clinical relevant data.

Determination of the Transport Rate of Xenobiotics and Nanomaterials Across the Placenta using the ex vivo Human Placental Perfusion Model

The ex vivo dual recirculating human placental perfusion model can be used to investigate the transfer of xenobiotics and nanoparticles across the human placenta. In this video protocol we describe the equipment and techniques required for a successful execution of a placenta perfusion.

تحديد معدل النقل من الاكسيوبيوتك والمواد النانوية عبر المشيمة باستخدام<em&gt; خارج الحي</em&gt; الإنسان المشيمة الإرواء الموديل

Decades ago the human placenta was thought to be an impenetrable barrier between mother and unborn child. However, the discovery of thalidomide-induced ...

Surgical Retrieval, Isolation and In vitro Expansion of Human Anterior Cruciate Ligament-derived Cells for Tissue Engineering Applications

Injury to the ACL is a commonly encountered problem in active individuals. Even partial tears of this intra-articular knee ligament lead to biomechanical deficiencies that impair function and stability. Current options for the treatment of partial ACL tears range from nonoperative, conservative management to multiple surgical options, such as: thermal modification, single-bundle repair, complete reconstruction, and reconstruction of the damaged portion of the native ligament. Few studies, if any, have demonstrated any single method for management to be consistently superior, and in many cases patients continue to demonstrate persistent instability and other comorbidities.
The goal of this study is to identify a potential cell source for utilization in the development of a tissue engineered patch that could be implemented in the repair of a partially torn ACL. A novel protocol was developed for the expansion of cells derived from patients undergoing ACL reconstruction. To isolate the cells, minced hACL tissue obtained during ACL reconstruction was digested in a Collagenase solution. Expansion was performed using DMEM/F12 medium supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS) and 1% penicillin/streptomycin (P/S). The cells were then stored at -80 &#186;C or in liquid nitrogen in a freezing medium consisting of DMSO, FBS and the expansion medium. After thawing, the hACL derived cells were then seeded onto a tissue engineered scaffold, PLAGA (Poly lactic-co-glycolic acid) and control Tissue culture polystyrene (TCPS). After 7 days, SEM was performed to compare cellular adhesion to the PLAGA versus the control TCPS. Cellular morphology was evaluated using immunofluorescence staining. SEM (Scanning Electron Microscope) micrographs demonstrated that cells grew and adhered on both PLAGA and TCPS surfaces and were confluent over the entire surfaces by day 7. Immunofluorescence staining showed normal, non-stressed morphological patterns on both surfaces. This technique is promising for applications in ACL regeneration and reconstruction.

Surgical Retrieval, Isolation and In vitro Expansion of Human Anterior Cruciate Ligament-derived Cells for Tissue Engineering Applications

For future applications as a patch to repair partial tears of the Anterior Cruciate Ligament (ACL), human ACL derived cells were isolated from tissue obtained during reconstructive procedures, expanded in vitro and grown on tissue engineered scaffolds. Cellular adhesion and morphology was then performed to confirm biocompatibility on scaffold surface.

استرجاع الجراحية، عزل و<em&gt; في المختبر</em&gt; توسيع الأمامي الإنسان الصليبي الخلايا المشتقة من الرباط لتطبيقات هندسة الأنسجة

Injury to the ACL is a commonly encountered problem in active individuals. Even partial tears of this intra-articular knee ligament lead to biomechanical ...

Surgical Technique for the Implantation of Tissue Engineered Vascular Grafts and Subsequent In Vivo Monitoring

The development of Tissue Engineered Vessels (TEVs) is advanced by the ability to routinely and effectively implant TEVs (4-5 mm in diameter) into a large animal model. A step by-step protocol for inter-positional placement of the TEV and real-time digital assessment of the TEV and native carotid arteries is described here. In vivo monitoring is made possible by the implantation of flow probes, catheters and ultrasonic crystals (capable of recording dynamic diameter changes of implanted TEVs and native carotid arteries) at the time of surgery. Once implanted, researchers can calculate arterial blood flow patterns, invasive blood pressure and artery diameter yielding parameters such as pulse wave velocity, augmentation index, pulse pressures and compliance. Data acquisition is accomplished using a single computer program for analysis throughout the duration of the experiment. Such invaluable data provides insight into TEV matrix remodeling, its resemblance to native/sham controls and overall TEV performance in vivo.

Surgical Technique for the Implantation of Tissue Engineered Vascular Grafts and Subsequent In Vivo Monitoring

A step-by-step protocol for the inter-positional placement of Tissue Engineered Vessels (TEVs) into the carotid artery of a sheep using end-to-end anastomosis and real-time digital assessment in vivo until animal sacrifice.

تقنية جراحية لزرع الأنسجة المهندسة الأوعية الدموية الطعوم واللاحقة<em&gt; في فيفو</em&gt; الرصد

The development of Tissue Engineered Vessels (TEVs) is advanced by the ability to routinely and effectively implant TEVs (4-5 mm in diameter) into a large ...

Athymic Rat Model for Evaluation of Engineered Anterior Cruciate Ligament Grafts

Anterior cruciate ligament (ACL) rupture is a common ligamentous injury that often requires surgery because the ACL does not heal well without intervention. Current treatment strategies include ligament reconstruction with either autograft or allograft, which each have their associated limitations. Thus, there is interest in designing a tissue-engineered graft for use in ACL reconstruction. We describe the fabrication of an electrospun polymer graft for use in ACL tissue engineering. This polycaprolactone graft is biocompatible, biodegradable, porous, and is comprised of aligned fibers. Because an animal model is necessary to evaluate such a graft, this paper describes an intra-articular athymic rat model of ACL reconstruction that can be used to evaluate engineered grafts, including those seeded with xenogeneic cells. Representative histology and biomechanical testing results at 16 weeks postoperatively are presented, with grafts tested immediately post-implantation and contralateral native ACLs serving as controls. The present study provides a reproducible animal model with which to evaluate tissue engineered ACL grafts, and demonstrates the potential of a regenerative medicine approach to treatment of ACL rupture.

Animal models are important tools for the evaluation of tissue-engineered grafts. This paper presents the protocol for preparing an electrospun biodegradable polymer graft for use in anterior cruciate ligament tissue engineering, as well as a surgical protocol for implantation in a rat model.

Athymic الجرذ نموذج لتقييم المهندسة الرباط الصليبي الأمامي الطعوم

Anterior cruciate ligament (ACL) rupture is a common ligamentous injury that often requires surgery because the ACL does not heal well without ...

Engineered Vascularized Muscle Flap

One of the main factors limiting the thickness of a tissue construct and its consequential viability and applicability in vivo, is the control of oxygen supply to the cell microenvironment, as passive diffusion is limited to a very thin layer. Although various materials have been described to restore the integrity of full-thickness defects of the abdominal wall, no material has yet proved to be optimal, due to low graft vascularization, tissue rejection, infection, or inadequate mechanical properties. This protocol describes a means of engineering a fully vascularized flap, with a thickness relevant for muscle tissue reconstruction. Cell-embedded poly L-lactic acid/poly lactic-co-glycolic acid constructs are implanted around the mouse femoral artery and vein and maintained in vivo for a period of one or two weeks. The vascularized graft is then transferred as a flap towards a full thickness defect made in the abdomen. This technique replaces the need for autologous tissue sacrifications and may enable the use of in vitro engineered vascularized flaps in many surgical applications.

To date, thick tissue defects are typically reconstructed by applying autologous tissue flaps or engineered tissues. In this protocol, we present a new method for engineering vascularized tissue flap bearing an autologous pedicle, to serve as a substitute to autologous flaps.

المهندسة أوعية دموية العضلات رفرف

One of the main factors limiting the thickness of a tissue construct and its consequential viability and applicability in vivo, is the control of oxygen ...

Melt Electrospinning Writing of Three-dimensional Poly(&#949;-caprolactone) Scaffolds with Controllable Morphologies for Tissue Engineering Applications

This tutorial reflects on the fundamental principles and guidelines for electrospinning writing with polymer melts, an additive manufacturing technology with great potential for biomedical applications. The technique facilitates the direct deposition of biocompatible polymer fibers to fabricate well-ordered scaffolds in the sub-micron to micro scale range. The establishment of a stable, viscoelastic, polymer jet between a spinneret and a collector is achieved using an applied voltage and can be direct-written. A significant benefit of a typical porous scaffold is a high surface-to-volume ratio which provides increased effective adhesion sites for cell attachment and growth. Controlling the printing process by fine-tuning the system parameters enables high reproducibility in the quality of the printed scaffolds. It also provides a flexible manufacturing platform for users to tailor the morphological structures of the scaffolds to their specific requirements. For this purpose, we present a protocol to obtain different fiber diameters using melt electrospinning writing (MEW) with a guided amendment of the parameters, including flow rate, voltage and collection speed. Furthermore, we demonstrate how to optimize the jet, discuss often experienced technical challenges, explain troubleshooting techniques and showcase a wide range of printable scaffold architectures.

This protocol serves as a comprehensive guideline to fabricate scaffolds via electrospinning with polymer melts in a direct writing mode. We systematically outline the process and define the appropriate parameter settings for achieving targeted scaffold architectures.

تذوب الكتابة اليكتروسبينينج من السقالات Poly(ε-caprolactone) ثلاثي الأبعاد مع مورفولوجيس يمكن السيطرة عليها لتطبيقات هندسة الأنسجة

This tutorial reflects on the fundamental principles and guidelines for electrospinning writing with polymer melts, an additive manufacturing technology ...

A Novel Tenorrhaphy Suture Technique with Tissue Engineered Collagen Graft to Repair Large Tendon Defects

Surgical management of large tendon defects with tendon grafts is challenging, as there are a finite number of sites where donors can be readily identified and used. Currently, this gap is filled with tendon auto-, allo-, xeno-, or artificial grafts, but clinical methods to secure them are not necessarily translatable to animals because of the scale. In order to evaluate new biomaterials or study a tendon graft made up of collagen type 1, we have developed a modified suture technique to help maintain the engineered tendon in alignment with the tendon ends. Mechanical properties of these grafts are inferior to the native tendon. To incorporate engineered tendon into clinically relevant models of loaded repair, a strategy was adopted to offload the tissue engineered tendon graft and allow for the maturation and integration of the engineered tendon in vivo until a mechanically sound neo-tendon was formed. We describe this technique using incorporation of the collagen type 1 tissue engineered tendon construct.

In this paper, we present an in vitro and in situ protocol to repair a tendon gap of up to 1.5 cm by filling it with engineered collagen graft. This was performed by developing a modified suture technique to take the mechanical load until the graft matures into the host tissue.

تقنية خياطة تينورهافي جديدة مع الأنسجة المهندسة الكولاجين الكسب غير المشروع لإصلاح عيوب وتر كبير

Surgical management of large tendon defects with tendon grafts is challenging, as there are a finite number of sites where donors can be readily ...

Seeding and Implantation of a Biosynthetic Tissue-engineered Tracheal Graft in a Mouse Model

Treatment options for congenital or secondary long segment tracheal defects have historically been limited due to an inability to replace functional tissue. Tissue engineering holds great promise as a potential solution with its ability to integrate cells and signaling molecules into a 3-dimensional scaffold. Recent work with tissue engineered tracheal grafts (TETGs) has seen some success but their translation has been limited by graft stenosis, graft collapse, and delayed epithelialization. In order to investigate the mechanisms driving these issues, we have developed a mouse model for tissue engineered tracheal graft implantation. TETGs were constructed using electrospun polymers polyethylene terephthalate (PET) and polyurethane (PU) in a mixture of PET and PU (20:80 percent weight). Scaffolds were then seeded using bone marrow mononuclear cells isolated from 6-8 week-old C57BL/6 mice by gradient centrifugation. Ten million cells per graft were seeded onto the lumen of the scaffold and allowed to incubate overnight before implantation between the third and seventh tracheal rings. These grafts were able to recapitulate the findings of stenosis and delayed epithelialization as demonstrated by histological analysis and lack of Keratin 5 and Keratin 14 basal epithelial cells on immunofluorescence. This model will serve as a tool for investigating cellular and molecular mechanisms involved in host remodeling.

Graft stenosis poses a critical obstacle in tissue engineered airway replacement. To investigate cellular mechanisms underlying stenosis, we utilize a murine model of tissue engineered tracheal replacement with seeded bone marrow mononuclear cells (BM-MNC). Here, we detail our protocol, including scaffold manufacturing, BM-MNC isolation, graft seeding, and implantation.

بذر وغرس الاختلاس الرغامى السكروز هندسة الأنسجة في طراز الماوس

Treatment options for congenital or secondary long segment tracheal defects have historically been limited due to an inability to replace functional ...

Tissue-Engineered Graft for Circumferential Esophageal Reconstruction in Rats

The use of biocompatible materials for circumferential esophageal reconstruction is a technically challenging task in rats and requires an optimal implant technique with nutritional support. Recently, there have been many attempts at esophageal tissue engineering, but the success rate has been limited due to difficulty in early epithelization in the special environment of peristalsis. Here, we developed an artificial esophagus that can improve the regeneration of the esophageal mucosa and muscle layers through a two-layered tubular scaffold, a mesenchymal stem cell-based bioreactor system, and a bypass feeding technique with modified gastrostomy. The scaffold is made of polyurethane (PU) nanofibers in a cylindrical shape with a three-dimensional (3D) printed polycaprolactone strand wrapped around the outer wall. Prior to transplantation, human-derived mesenchymal stem cells were seeded into the lumen of the scaffold, and bioreactor cultivation was performed to enhance cellular reactivity. We improved the graft survival rate by applying surgical anastomosis and covering the implanted prosthesis with a thyroid gland flap, followed by temporary nonoral gastrostomy feeding. These grafts were able to recapitulate the findings of initial epithelialization and muscle regeneration around the implanted sites, as demonstrated by histological analysis. In addition, increased elastin fibers and neovascularization were observed in the periphery of the graft. Therefore, this model presents a potential new technique for circumferential esophageal reconstruction.

Esophageal reconstruction is a challenging procedure, and development of a tissue-engineered esophagus that enables regeneration of esophageal mucosa and muscle and that can be implanted as an artificial graft is necessary. Here, we present our protocol to generate an artificial esophagus, including scaffold manufacturing, bioreactor cultivation, and various surgical techniques.

الترقيع المهندس بالأنسجة لإعادة بناء المريء المحيطي في الفئران

The use of biocompatible materials for circumferential esophageal reconstruction is a technically challenging task in rats and requires an optimal implant ...

تطبيقات

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video