Das übergeordnete Ziel dieses Videos ist es, eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Messung der isometrischen tetanischen Kraft des Tibialis anterior Muskels bei der Ratte zu geben, eine reproduzierbare und validierte Methode zur Beurteilung der funktionellen Erholung nach Ischiasnervenverletzung oder -rekonstruktion. Das Ischiasnervendefektmodell der Ratte wird häufig verwendet, um experimentelle Behandlungsmöglichkeiten für periphere Nervenverletzungen zu bewerten. Um die Goldstandardbehandlung für segmentale Nervendefekte bei Ratten zu replizieren, wird in der Regel ein 10-Millimeter-Segment des Ischiasnervs als Interpositionsautograft umgekehrt herausgeschnitten.
Bei experimentellen Behandlungen kann die Nervenlücke mit anderen Techniken, wie z.B. einem Nervenallotransplantat oder einer Leitung, rekonstruiert werden. Für die klinische Translation dieser experimentellen Techniken ist es wichtig, das Ausmaß der motorischen Funktionserholung im Zielmuskel zu messen. In diesem Video werden wir beschreiben, wie man das für den Tibialis anterior Muskel durch Stimulation des gemeinsamen Peronealnervs tun kann.
Starten Sie den Vorgang, indem Sie den Kraftaufnehmer kalibrieren. Positionieren Sie die Testplattform, die zwei Holzblöcke enthält, auf dem Verfahrenstisch. Stellen Sie sicher, dass der Computer an ein Datenerfassungsgerät angeschlossen ist, das wiederum an den Kraftaufnehmer angeschlossen werden sollte.
Befestigen Sie den Kraftaufnehmer mit seiner Vakuumbasis vertikal an der Prüfplattform. Befestigen Sie die Schlaufe an der Klemme für die Kalibriergewichte. Öffnen Sie die Software, führen Sie das virtuelle Instrument zur isometrischen tetanischen Kraftmessung aus und wählen Sie eine neue Kalibrierung.
Die Kalibrierung beginnt mit Null Gewicht auf der Schleife. Nacheinander, mit 10, 20, 30 und 50 Gramm Gewicht und sammeln Sie die Daten zwischen jeder Gewichtsmessung. Wählen Sie den Prozess aus, sobald alle fünf Gewichtsmessungen gesammelt wurden.
Im Falle einer erfolgreichen Kalibrierung sollte der Graph eine positive lineare Kurve darstellen und die Werte akzeptieren, um fortzufahren. Entfernen Sie die Schlaufe und die Gewichte von der Klemme und positionieren Sie den Kraftaufnehmer horizontal auf der Prüfplattform. Wählen Sie Null aus, um den Kalibrierungsvorgang abzuschließen.
Nachdem Sie die Anästhesie mit einer Isoflurankammer induziert haben, rasieren Sie eine Hinterbeine und legen Sie die Ratte auf ein 37-Grad-Heizkissen. Die Ratte wurde mit einer intraperitonealen Injektion eines Ketamin- und Xylazincocktails tief betäubt und fünf bis sechs Milliliter Kochsalzlösung subkutan verabreicht, um während des gesamten Eingriffs einen ausreichenden Hydratationsstatus aufrechtzuerhalten. Legen Sie die Ratte auf die Seite und erzeugen Sie einen 2 bis 3 Zentimeter breiten posterolateralen Oberschenkelschnitt parallel zum Femur.
Um den peronealen Nervenast des Ischiasnervs freizulegen, trennen Sie den Musculus biceps femoris vom Musculus gluteus maximus und vastus lateralis, indem Sie die Faszienebene zwischen diesen Muskeln sezieren. Platzieren Sie den Retraktor zwischen den getrennten Muskeln, um einen besseren Zugang zum Ischiasnerv zu haben. Identifizieren Sie die Trifurkation des Ischiasnervs in den Nervus peronealis, den Nervus tibialis und den Nervus suralis.
Verwenden Sie eine gekrümmte Zette, um den peronealen Nervenast aus dem umgebenden Gewebe zu sezieren. Bei Unsicherheit den Nerv vorsichtig einklemmen und beobachten, ob die motorische Reaktion eine Dorsiflexion der Hinterpfote ist. Um den vorderen Muskel Tibialis freizulegen, legen Sie die Ratte auf den Rücken und schneiden Sie den anterolateralen Aspekt der unteren Extremität, beginnend am Kniegelenk und absteigend zur mittelmäßigen Seite der Pfote.
Isolieren Sie die distale Tibialis anterior Muskelsehne vom umgebenden Gewebe. Verwenden Sie eine Mückenzette, um die Sehne bis zum Einsetzen stumpf zu sezieren und die Sehne an der Einführstelle zu schneiden. Der erste Schritt im Prozess der isometrischen tetanischen Kraftmessung ist die Optimierung der Muskellänge, auch Parametertest genannt.
Übertragen Sie die Ratte zusammen mit dem Heizkissen auf die Testplattform, verwenden Sie zwei 1 Millimeter k-Drähte, um die Hinterbeine am Holzblock zu befestigen. Bohren Sie den ersten k-Draht durch den distalen Femur und den zweiten durch den Knöchel. Befestigen Sie den Halter für die Subminiaturelektrode an der Testplattform und positionieren Sie die Klemme um die Position des Peronealnervs.
Führen Sie das Erdungskabel in die umgebenden Muskeln ein und setzen Sie den Retraktor für den Zugang zum Nervus peronealis zurück. Befestigen Sie die bipolaren Elektrodenkabel an der Subminiaturelektrode und haken Sie die Elektrode mit der gekrümmten Pinzette um den Peronealnerv. Verwenden Sie die Klemme am Halter, um die Position der Subminiaturelektrode zu fixieren.
Klemmen Sie die distale Tibialis anterior Muskelsehne an die Klemme, die am Kraftaufnehmer befestigt ist. Für eine genaue Messung ist es wichtig, dass der Kraftaufnehmer parallel zum Verlauf des Tibialis-Vordermuskels positioniert ist. Stellen Sie sicher, dass das Rattenreferenzkabel distal auf der Subminiaturelektrode und das schwarze aktive Elektrodenkabel proximal platziert ist.
Schließen Sie sowohl diese Kabel als auch das Erdungskabel an ein bipolares Stimulatorgerät an. Zur Optimierung der Muskellänge stellen Sie die Einstellungen des bipolaren Stimulators auf eine Verzögerung von zwei Millisekunden Dauer von 0,4 Millisekunden und eine Reizintensität von 2 Volt ein. Sobald alles gut verbunden ist, stellen Sie die Software auf Parametertest und drücken Sie die Triggersammlung.
Erhöhen Sie die Muskellänge, auch Bekannt als Vorspannung, indem Sie den am Kraftaufnehmer befestigten Hebelarm bewegen. Die Vorspannung ist das große Kit oben auf der Grafik auf dem Bildschirm. Beginnen Sie mit einer 10-Gramm-Vorspannung und geben Sie zwei einzelne Zuckungen, indem Sie die Stimulus-Taste am bipolaren Simulator nach unten drücken.
Die Ausgabe wird auf dem Diagramm als zwei Spitzenausgangskräfte sichtbar sein und die Ratte sollte eine Dorsiflexion der Pfote zeigen. Drücken Sie erneut die Triggersammlung, um diese beiden Spitzen zu messen. Normalerweise erkennt das Programm die Spitzen automatisch.
Drücken Sie in diesem Fall auf Akzeptieren, um fortzufahren. Wenn die Software die Peaks jedoch nicht erkennt, klicken Sie auf die Decline und wählen Sie die Peaks manuell aus. Die beiden Ausgangskräfte werden auf eine mittlere Spitzenausgangskraft gemittelt, die auf der rechten Seite des Diagramms dargestellt wird.
Die aktive Muskelkraft kann dann berechnet werden, indem die Vorspannung von dieser mittleren Spitzenausgangskraft abgezogen wird. Verwenden Sie Inkremente von 10 Gramm Vorspannung, bis die Vorspannung, die zur maximalen aktiven Muskelkraft führt, identifiziert ist. Jede Vorlastmessung sollte auf die gleiche Weise durchgeführt werden, indem die Stimulustaste am bipolaren Simulator zweimal nach unten gedrückt wird.
Um diesen Prozess zu erleichtern, notiert man die aktive Muskelkraft für jede Vorbelastung und hört auf, die Vorbelastung zu erhöhen, sobald die aktive Muskelkraft abfällt. In diesem Beispiel wird die maximale aktive Muskelkraft bei einer Vorspannung von 20 Gramm umgeschaltet. Die Vorspannung, die die höchste aktive Muskelkraft, also die optimale Muskellänge, ergibt, wird zur Messung der isometrischen Tetankraft verwendet.
Lösen Sie die Verspannungen am Muskel und befeuchten Sie den Muskel mit erhitzter Kochsalzlösung. Warten Sie fünf Minuten, bevor Sie mit der Messung der isometrischen tetanischen Kraft beginnen. Passen Sie während des Wartens die Reizintensität auf 10 Volt an, führen Sie die Dauer auf 0,4 Millisekunden und die Verzögerung auf zwei Millisekunden.
Die isometrische tetanische Kraft wird mit steigenden Frequenzen ab 30 Hertz gemessen. Wechseln Sie in der Software vom Parametertest zum Frequenztest und bewegen Sie den Kraftaufnehmer auf die vorgegebene optimale Muskellänge. Induzieren Sie nun die tetanische Stimulation, indem Sie die Reiztaste am bipolaren Simulator maximal fünf Sekunden lang nach oben drücken oder bis ein Kraftgipfel deutlich beobachtet wird.
Die optimale tetanische Kurve nimmt stark zu und hat dann eine langsam abnehmende Plateauphase, gefolgt von einer starken Abnahme. Dokumentieren Sie die Kraftspitze für jede Reizfrequenz. Lassen Sie den Muskel fünf Minuten lang bei Null Vorspannung ruhen und befeuchten Sie den Muskel mit erhitzter Kochsalzlösung zwischen jeder Messung.
Verwenden Sie Inkremente von 30 Hertz und eine Auflösung von 10 Hertz, bis das maximale Kraftplateau eingehalten wird. Dies wird die isometrische tetanische Kraft sein. Verwenden Sie Klammern oder Nähte, um die Haut zu schließen und wiederholen Sie den gesamten Vorgang bis zur kontralateralen Hinterbeine.
Euthanasiern Sie das Tier nach Abschluss der Messung auf der kontralateralen Seite. Nachdem Sie sich dieses Video angeschaut haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie die isometrische tetanische Muskelkraft bei Ratten, die sich einer Ischiasnervenrekonstruktion unterzogen haben, reproduzierbar messen können.
