Procedimientos de biopsia de músculo esquelético humano utilizando la técnica de Bergström Modificado

Resumen

The purpose of this video is to present the modified Bergström skeletal muscle biopsy technique on human subjects.

Resumen

La técnica de biopsia percutánea permite a los investigadores y los clínicos para recolectar muestras de tejido músculo esquelético. La técnica es segura y altamente eficaz. Este video describe la técnica de biopsia percutánea usando una aguja de Bergström modificado para obtener muestras de tejido de músculo esquelético de los vasto lateral de sujetos humanos. La aguja Bergström consiste en una cánula externa con una pequeña abertura ("ventana") en el lado de la punta y un trocar interior con una cuchilla de corte en el extremo distal. Bajo anestesia y asépticas condiciones locales, la aguja se hace avanzar en el músculo esquelético a través de una incisión en la piel, tejido subcutáneo, y fascia. A continuación, se aplica succión a la interno de trocar, el trocar exterior se tira hacia atrás, el tejido muscular esquelético se introduce en la ventana de la cánula exterior por la succión, y el trocar interior se cierra rápidamente, reduciendo así el recorte o la muestra de tejido del músculo esquelético . La aguja se gira 90 °60, y otro corte, se hace. Este proceso puede repetirse tres veces más. Esta técnica de corte múltiple típicamente produce una muestra de 100 a 200 mg o más en sujetos sanos y se puede hacer inmediatamente antes, durante, y después de una sesión de ejercicio u otra intervención. Después de vestirse post-biopsia de la zona de la incisión, los sujetos reanudan sus actividades de la vida diaria de inmediato y puedan participar plenamente en la actividad física vigorosa en 48-72 horas. Los sujetos deben evitar el ejercicio intenso durante 48 horas para reducir el riesgo de herniación del músculo a través de la incisión en la fascia.

Introducción

La técnica de biopsia percutánea o "semi-abierto" se utiliza para obtener muestras de tejido músculo esquelético de pacientes humanos y sujetos de investigación. Duchenne (1806-1875) es reconocido como el primero en construir una aguja con un trocar para obtener el músculo esquelético de sujetos que viven a través de la biopsia percutánea ^1. En la década de 1960, Bergström introdujo una aguja de biopsia percutánea similar a la descrita por Duchenne ^2-4. Veinte años más tarde, Evans et al. ⁵ modificado la técnica mediante la aplicación de succión a través del trocar de corte de la aguja Bergström. Esta modificación puede mejorar el rendimiento de tejido de 3 a 5 veces ^6,7 y se emplea en entornos de investigación clínica y biomédica. Esta técnica tiene y seguirá fomentando el diagnóstico de las miopatías y nuestra comprensión de la estructura y función de los músculos esqueléticos.

La técnica de biopsia muscular percutánea es straightforward. Cuando se hace correctamente, con estricto apego a la técnica aséptica, los riesgos asociados son mínimos. El procedimiento de biopsia muscular se considera como una herramienta de investigación para proyectos de investigación. Algunas instituciones académicas permiten profesores investigadores entrenados con un doctorado, con la supervisión directa del médico, para obtener biopsias de músculo y otros requieren de un médico certificado por el consejo para realizar la técnica. El equipo de biopsia ASU ha realizado con éxito más de 1.600 biopsias musculares durante los últimos 13 años ^8-15. El propósito de este video es para describir la aguja Bergström modificado muscular percutánea técnica de biopsia ⁵ para obtener muestras de tejido de músculo esquelético de las vasto lateral de sujetos humanos.

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Protocolo

El procedimiento de músculo esquelético como se describe sigue las directrices de la Junta de Revisión Institucional de la Universidad Estatal de los Apalaches.

NOTA: El equipo se compone de un operador (Ph.D. o MD entrenado en la técnica de la biopsia), y al menos uno, pero idealmente, tres o más técnicos. El operador es responsable de conducir y supervisar todos los aspectos del procedimiento de biopsia del músculo esquelético. Un técnico (técnico # 1) es inmediatamente responsable de asistir al operador con todos los aspectos de la extracción del músculo. Esto incluye ser las "manos no estériles" y la aplicación de succión con una jeringa estéril. Un segundo técnico (técnico # 2) se involucra en la conversación con el sujeto y masajes en las piernas enfrente del sujeto durante el procedimiento para minimizar la ansiedad del sujeto. El tercer técnico (técnico 3 #) es responsable de la manipulación y el procesamiento de la muestra de músculo esquelético. Medidas analíticas Downstream dictan cuántas additSe requieren técnicos ional para el procesamiento / preparación de la muestra de músculo esquelético.

1. Asunto Preparación

1. Recopilar, preparar y organizar los materiales especificados para el procedimiento de la biopsia muscular (Tabla 1). Descontaminar y esterilizar la aguja Bergström (cánula exterior y de trocar interior) y el émbolo según la práctica estándar ^16.
2. Revise la forma de consentimiento con el tema. La porción de la biopsia del músculo esquelético del Consentimiento para Participar forma utilizada en la Universidad Estatal de los Apalaches se ofrece en el suplemento en línea 1.
   1. Hable con el tema sobre los aspectos generales del procedimiento de biopsia muscular con un enfoque en los posibles riesgos del procedimiento, preparación de la piel, la aplicación de la anestesia, las sensaciones típicas. Indique al sujeto que lean atentamente el consentimiento para participar formulario y firmarlo para confirmar que el diseño y los procedimientos de estudio se entienden.
3. Confirme que los sujeto no es alérgica a "___ caína" medicamentos de tipo (por ejemplo, lidocaína).
4. Indique al sujeto que mentir supina sobre una mesa acolchada con el muslo expuesto. Coloque dos empapadores absorbentes desechables con forro de plástico debajo de la pierna del sujeto. Coloque la pierna de una manera relajada, con una pequeña toalla enrollada debajo del talón, de tal manera que la rodilla está completamente extendida (elevado ~ 1 cm), colocando así el vasto lateral en una posición acortada.
5. Haga que el operador instrucciones a la sujeta a contrato momentáneamente el músculo del muslo expuesto de modo que la zona de la biopsia puede ser visualizado. Nota: El vasto lateral sitio de la biopsia se justo anterior a la fascia lata (banda illiotibial), aproximadamente un tercio de la distancia entre la parte superior de la rótula y el trocánter mayor ^7.
6. Tener la marca del operador justo debajo (~ 0,5 cm) del sitio de la incisión con un marcador permanente de punta fina.
7. Haga que el operador determinar el espesor del pliegue cutáneo aproximado por pincHing el pliegue cutáneo.
8. Tener el operador y técnicos se laven las manos con agua tibia y jabón y ponerse guantes desechables.
9. Tienes el operador retire el cabello de una región ~ 15 cm x 15 cm alrededor del sitio de la biopsia (por medio de máquinas de cortar). Nota: recorte el pelo de la zona de la biopsia evita que el pelo se metan en la incisión durante el procedimiento y durante el cierre, y la depilación permite un mejor contacto entre los cierres de cinta y la piel (ver 3.4).
10. Haga que el operador de esterilizar la zona con hisopos pre-empapado con un antiséptico tópico, (como povidona yodada o gluconato de clorhexidina para sujetos alérgicos al yodo / mariscos). Comience en el centro y trabajar en círculos concéntricos hacia el borde exterior de la zona rasurada. Como mínimo, repetir dos veces más con un hisopo nuevo pre-empapado cada vez.

2. procedimiento de biopsia

1. Haga que el operador retire guantes desechables, lavarse las manos con agua tibia y jabón, y Don gl quirúrgico estérilOves utilizando una técnica aséptica.
2. Tener técnico # 1 presente el paño fenestrado estéril para el operador. Tener el operador, utilizando una técnica aséptica, colocar el paño sobre la zona de la biopsia para mantener un campo estéril.
3. Tener técnico # 1 presente al operador una jeringa de 5 ml, equipado con una aguja de 21 mientras se mantiene una técnica aséptica. Limpie la parte superior del vial lidocaína con un algodón empapado en alcohol.
   1. Haga que el operador retire inmediatamente 5 ml de lidocaína. Retire la aguja 21G de la jeringa y desechar la aguja en un contenedor de objetos punzantes.
   2. Tener técnico # 1 presente el operador con una aguja de 1 ½ pulgadas de 25, mientras que el mantenimiento de una técnica aséptica. Haga que el operador de la pulgada aguja de 1 ½ a la jeringa y evacuar a las burbujas de aire de la jeringa.
4. Tener técnico # 1 spray de cloruro de etilo en el sitio de la incisión (~ 0.5 cm por encima de la marca de tinta indeleble en la piel) hasta que la piel parece "blanquear".
   1. Hahan el operador inserte la aguja aproximadamente horizontal a la piel en la dermis, aspirar la aguja, y luego infiltrarse con ~ 100 l de lidocaína para producir una "ampolla" 2-4 mm de diámetro.
      1. Tener el aspirado operador de la aguja (retirar ligeramente el émbolo de la jeringa) para confirmar que la aguja no se ha colocado en un vaso sanguíneo. Si aparece sangre en la jeringa, retire la aguja, deseche en un contenedor de objetos punzantes, y comenzar de nuevo en el 2,3.
      2. Tener el avance operador de la aguja en el tejido subcutáneo, aspirar la aguja, y luego infiltrarse en el tejido con ~ 1 ml de lidocaína para formar una ampolla. Una vez que la ampolla se ha desplomado, insertar la aguja de 1 ½ pulgadas de la jeringa lidocaína-cargado verticalmente en el sitio de la incisión, parando superficial a la fascia. Nota: El sujeto puede sentir una ligera sensación de picadura momentánea de la inyección inicial de la lidocaína (similar a una picadura de abeja).
   2. Asegúrese de que la operaco no se infiltra el músculo con lidocoine porque es miotóxico ^17-19.
   3. Tener el aspirado operador de la aguja y luego inyectar lentamente los restantes 4 ml de lidocaína mientras se retira la aguja del muslo. Coloque una gasa estéril sobre el lugar de inyección y permitir que el sujeto se relaje mientras que el anestésico local entre en vigor.
5. Después de 2-3 minutos, tener técnico # 1 presente el operador de un bisturí mientras se mantiene una técnica aséptica.
   1. Tener el operador ligeramente sondear el sitio de la biopsia con la punta del escalpelo para confirmar que el área se anestesia. Si es necesario, inyectar otros 3-4 ml de lidocaína en el sitio de la incisión, véase 2.4.1.2.
6. Haga que el operador haga una recta de 1 cm de la incisión a través de la piel y los tejidos subcutáneos (~ 2-3 mm por encima de la marca de tinta) paralela al fémur.
   1. Haga que el operador inserte el bisturí más profundo para hacer una incisión a través de la fascia en el músculo. Haga esto una vez en cada dirección . Nota: El sujeto puede sentir una punzada o presión con el corte más profundo si la hoja corta bisturí en el músculo.
   2. Tener técnico # 2 involucrar el tema en la conversación y masajear la pierna opuesta.
7. Haga que el operador de una generosa cantidad de gasa estéril sobre el lugar de la incisión y la biopsia y aplicar presión directa sobre la incisión para reducir el sangrado.
   1. Tener técnico # 1 conecte la llave de paso del metal de 3 vías a la jeringa desechable de 60 ml y el tubo de extensión de 30 cm (Figura 1).
   2. Tienes técnico # 1 conecte un extremo del conector cónico tubo de plástico en el extremo libre del tubo de extensión y inserte firmemente el otro extremo del conector cónico tubo de plástico en la gran final de una punta de pipeta de 200 l con ~ 15-18 mm de la punta cortada.

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Figura 1. La aguja Bergström. (A) La aguja Bergström (5 mm) se compone de (a) la cánula externa y (b) interno de trocar, los componentes asociados incluyen (c) del émbolo, (d) la punta de pipeta 200 l con ~ 15-18 mm cortó , (e) ahusada conector de plástico, (f) de 3 vías llave de paso de metal, (g) tubo de extensión 30 cm, y (h) de la jeringa desechable de 60 ml. (B) La aguja Bergström (5 mm) y los componentes asociados montado. ( C) El trocar interior de la aguja Bergström (5 mm) retirado aproximadamente 1 cm se abre la ventana de la cánula exterior.

9. Después de que el sangrado haya disminuido, tienen técnico # 1 Abra la bolsa de autoclave esteriliza y se presenta el 5 mm aguja de biopsia y trocar interior (Figura 1) para el operador mientras se mantiene una técnica aséptica.
   1. Haga que el operador de montar la aguja (cánula exterior y trocar interior), comprobar la alineación y la acción de deslizamiento.
   2. Tener el operador sujetar firmemente el conjunto de aguja (cánula exterior y de trocar interior) con las dos manos para evitar que el trocar interior gire. Ha técnico # 1 inserte firmemente la punta de corte de la pipeta en la parte superior de la porción trocar interior de la aguja de la biopsia con un ligero movimiento a la baja torsión. Asegúrese de que técnico # 1 no toca el operador o la aguja de biopsia, sólo la punta de la pipeta.
   3. Haga que el operador introduce la aguja de biopsia en el tejido a través de la incisión. Localizar la incisión en la fascia (un "sensación" adquirida) con la punta de la aguja de biopsia. Avance la aguja un poco más allá del ángulo de la fascia y luego la aguja hacia abajo, hacia el suelo cuando la aguja se introduce en el músculo. Nota: Los sujetos pueden experimentar una leve molestia (por ejemplo, "la presión profunda", o sensación de calambre leve) como la incisión a través de la fascia se encuentra con la punta de la aguja de biopsia y la aguja se introduce en el músculo.
      1. Tienes técnico # 2 instruir el tema para estar "relajado" y no se contraiga sus músculos del muslo, mientras que el operador está avanzando la aguja en el músculo.
   4. Una vez que la aguja de biopsia está en posición, tener la señal de operador técnico # 1 para abrir la jeringa desechable de 60 ml.
      1. Tienes técnico # 1, tire rápidamente la jeringuilla disponible 60 ml abierto a la marca de 40-50 cc para crear succión dentro de la aguja de la biopsia.
      2. Tienes el operador tire del trocar interno hacia fuera aproximadamente 1 cm para abrir la ventana de la cánula exterior mientras se mantiene la posición de la externo de trocar dentro del músculo. Haga que el operador de cerrar rápidamente el trocar interior para cortar (clip) y recoger la muestra de músculo. Tener la señal del operador técnico # 1 para liberar la succión.
      3. Tienes técnico # 1 abre la llave de paso a la sala para liberar la succión.
      4. Tener el operador girar la aguja de biopsia 90 ° y repita el proceso. Si es necesario, haga que el operador REPEAt el procedimiento de rotación de hasta 3 veces (para un total de 4 clips).
   5. Haga que el operador aplica contra-presión directa en el sitio de la incisión con una gasa estéril mientras se quita la aguja de biopsia en el muslo, con cuidado de no coger fascia o de la piel. Si siente resistencia significativa, vuelva a cortar mientras se aplica un movimiento de torsión al trocar interior.
   6. Tras la retirada de la aguja de biopsia del muslo, tiene el operador tire de la parte posterior interno de trocar 1 cm para inspeccionar visualmente el lumen de la cánula exterior para estimar si se recogió una cantidad adecuada de tejido.
      1. Tener la mano del operador de la aguja de la biopsia al técnico # 1. Para mantener una técnica aséptica asegurar que técnico # 1 sólo toca la aguja, no el operador. Tener técnico # 1 mano la aguja de biopsia al técnico # 3.
   7. Tener técnico # 3 Retire el tejido de la aguja de la biopsia.
      1. Tener técnico # 3 uso del émbolo (Figura 1) y un par de pinzas de punta finapara asegurar que todo el tejido muscular se elimina de la interno de trocar y la cánula externa.
      2. Tener técnico # 3 pesan rápidamente la muestra a confirmar que se recogió una cantidad adecuada de tejido muscular y colocar las muestras en un bloque de disección en frío de hielo.
   8. Tienes técnico # 3 diseccionar cuidadosamente tejido conectivo visible y la grasa de las muestras de músculo. Ha técnico # 3 preparar las muestras de músculo para el almacenamiento de acuerdo con los análisis posteriores. Por ejemplo, colocar inmediatamente las muestras en un criovial y congelamiento rápido en nitrógeno líquido, montar y congelar por histología, o lugar en una criovial con inhibidor de RNasa, etc
   9. Si es necesario, repita el procedimiento con una segunda aguja de biopsia esterilizada mientras se mantiene una técnica aséptica.

   3. Clausura

   1. Haga que el operador aplique presión directa en lugar de la biopsia con una gasa estéril y una bolsa de hielo durante 10-15 minutos.
   2. Una vez lograda la hemostasia, tener la pr consumo de alcohol operadoralmohadillas ep para eliminar la sangre seca de la zona alrededor de la incisión.
   3. Tener técnico # 1 presente un tubo de adhesivo quirúrgico tópico y el aplicador para el operador. Tienes el operador montar el tubo de adhesivo quirúrgico y aplicador sin tocar la punta del aplicador o la parte superior del tubo.
   4. Tienes el operador tire de la incisión se cerró con una mano mientras se aplica una sola capa de adhesivo quirúrgico en la parte superior de la incisión seca con la otra mano. Después el adhesivo se cura (~ 90 seg), aplicar closuresperpendicular cinta a la incisión. Alternativamente, cerrará la incisión con dos 4-0 suturas estériles.
   5. Haga que el operador aplica presión directa mediante la colocación de 3 a 4 febrero "x 2" gasas no estériles en el sitio de la incisión y seguro con una envoltura adhesiva autoadhesiva.
   6. Haga que el operador proporcione el tema verbal y las instrucciones escritas sobre el cuidado de las heridas, reacciones normales y anormales, y las pautas de actividad para los siguientes 1 a 4 días (ver línea Dopplement 2).

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Resultados

El procedimiento de biopsia muscular como se describió anteriormente permite al investigador para recoger rápidamente y consistentemente muestras de tejido de músculo esquelético. El rendimiento típico en sujetos sanos, atléticos es de 200 mg o más en una sola pasada con 3-4 clips. El procedimiento tarda 15-20 minutos, la mayor parte de los cuales se gasta en preparación para la incisión. En los estudios basados ​​en el ejercicio, muestras de músculo a menudo se toman antes y después del ejercicio, con un...

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Discusión

Este video ofrece un resumen paso a paso del procedimiento de biopsia de músculo esquelético utilizado en el Laboratorio de Rendimiento Humano de la ASU. Este procedimiento, con pequeñas modificaciones, se ha utilizado para recoger aproximadamente 1.600 biopsias musculares durante los últimos 13 años. Las muestras de biopsia muscular han proporcionado datos importantes en las investigaciones basadas en nutrición deportiva, dando lugar a importantes descubrimientos de la investigación.

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Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
Bergström biopsy needle, 5 x 100 mm	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	30 cc vial
Ethyl chloride spray	Dealmed	386020	3.5 fl. Oz. bottle
5 ml syringe w/ 21 G needle	Fisher	14-827-48	case of 100
25 G 5/8" needle	Fisher	14-826AA	case of 100
25 G 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 50 ft
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 (5 m 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