쥐의 비침습성 ACL 손상 후 무릎 관절 퇴행 시각화

Overview

출처: 린지 K. 레플리1,2,스티븐 M. 다비1,티모시 A. 버터필드3,4, 시나 샤바즈모하마디5,

1 코네티컷 대학교, 스토스, CT, 운동학학과; 2 정형 외과학과, 코네티컷 보건 센터의 대학, 파밍턴, CT; 3 재활 과학학과, 켄터키 대학, 렉싱턴, 켄터키; 4 근육 생물학 센터, 생리학과, 켄터키 대학, 렉싱턴, 켄터키; 5 생물 의학 공학 과, 코네티컷 대학, 스토스, CT

전방 십자 인대 (ACL) 무릎부상은 극적으로 외상 후 골관절염의 위험을 증가 (PTOA), 개인의 약 1/3A는 ACL 부상 후 첫 10 년 이내에 방사선 PTOA를 시연 할 것이다. ACL 재건 (ACLR)이 성공적으로 무릎 관절 안정성을 복원하지만, ACLR 및 현재 재활 기술은 PTOA의 발병을 방지하지 않습니다. 따라서, ACL 상해는 외상성 합동 상해 후에 PTOA의 발달을 공부하는 이상적인 모형을 나타냅니다.

쥐 모델은 PTOA에 ACL 부상의 발병과 효과를 연구하기 위해 광범위하게 사용되었습니다. ACL 상해의 가장 널리 이용된 모형은 ACL 편부입니다, 외과적으로 합동을 불안정하게 하는 심각한 모형입니다. 실용적이지만,이 모델은 부상에 대한 원주민 생물학적 반응을 가리는 침습적 및 비 생리적 상해 절차로 인해 인체 ACL 부상을 충실하게 모방하지 는 않습니다. 결과의 임상 번역을 개선하기 위해, 우리는 최근에 ACL이 단 한 번의 정골 압축 부하를 통해 파열되는 ACL 상해의 새로운 비침습적 모델을 개발했습니다. 이 부상은 밀접하게 인간과 관련된 부상 조건을 복제하고 매우 재현할 수 있습니다.

마이크로 컴퓨팅 단층 촬영(μCT)을 통한 조인트 변성의 시각화는 전체 조인트 변성의 신속하고 고해상도, 비파괴3D 이미징을 포함한 기존의 OA 염색 기술에 대한 몇 가지 주요 발전을 제공합니다. 이 데모의 목적은 설치류 모델에서 비침습적 ACL 부상의 상태를 도입하고 μCT를 사용하여 무릎 관절 변성을 정량화하는 것입니다.

Procedure

비침습적 ACL 부상

  1. 적절한 개인 보호 장비를 착용하십시오. 호흡 마스크를 사용할 수 있지만 이 프로토콜에는 필수가 아닙니다.
  2. 5% 이소플루란과 1 L/min 산소를 가진 유도 챔버를 사용하여 쥐를 마취시화합니다. 1 - 3 % 이소플루란과 산소의 500 mL / 분코 콘을 통해 사용하여 마취의 흐름을 유지합니다. 장치가 백드래프트 또는 다운드래프트 테이블에 설치되지 않은 경우 탁상 시스템과 숯 필터를 사용하여 폐가스를 청소해야 합니다.
  3. 발가락 핀치를 수행하여 충분한 심도의 마취에 도달했는지 확인합니다. 프로토콜이 신속하게 수행되고 (3 분 <) 눈 윤활제를 적용 할 필요가 없으며 각막 건조의 위험이 최소화됩니다.
  4. 대퇴골에 비해 경골의 전방 잠복을위한 공간을 제공하면서 도시 플렉션의 30 ° 및 무릎 굴곡의 100 ° 오른쪽 뒷다리를 배치합니다.
  5. 상단 무릎 스테이지를 선형 액추에이터에 단단히 장착합니다.
  6. 구부러진 무릎을 로

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Results

더 작은 반경 수, 감소된 반구 두께 및 더 큰 반구 간격, PTOA 발병의 모든 특징특성은 비침습적 ACL눈물(표 1도 3)후에4주 후에 분명하게 드러났습니다. 급성 다친 사지 대 건강한 사지의 해부 된 ACL의 이미지가 도 5에도시된다. ACL이 단일 하중을 통해 파열되는 ACL 부상의 새로운 비침습적 모델은 ACL의 고립된 근접 ?...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Application and Summary

이 비디오는 선형 액추에이터를 사용하여 쥐에서 격리된 비침습적 ACL 파열을 생성하는 방법을 보여줍니다. 이 부상은 밀접하게 인간과 관련된 부상 조건을 복제하고 매우 재현할 수 있습니다. 기존의 OA 염색 기술의 몇 가지 주요 한계를 극복하기 위해 이 방법은 μCT를 사용하여 전체 관절 변성과 궤적 구조를 정량화합니다.

근골격계 재활 결과를 개선하기 위한 증거 기반 개?...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

References
  1. Maerz T, Kurdziel MD, Davidson AA, Baker KC, Anderson K, Matthew HW. Biomechanical Characterization of a Model of Noninvasive, Traumatic Anterior Cruciate Ligament Injury in the Rat. Ann Biomed Eng. 2015;43(10):2467-2476.
  2. Christiansen BA, Anderson MJ, Lee CA, Williams JC, Yik JH, Haudenschild DR. Musculoskeletal changes following non-invasive knee injury using a novel mouse model of post-traumatic osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 2012;20(7):773-782.
  3. Lockwood KA, Chu BT, Anderson MJ, Haudenschild DR, Christiansen BA. Comparison of loading rate-dependent injury modes in a murine model of post-traumatic osteoarthritis. J Orthop Res. 2014;32(1):79-88.
  4. Blair-Levy JM, Watts CE, Fiorentino NM, Dimitriadis EK, Marini JC, Lipsky PE. A type I collagen defect leads to rapidly progressive osteoarthritis in a mouse model. Arthritis Rheum. 2008;58(4):1096-1106.
  5. Mohan G, Perilli E, Kuliwaba JS, Humphries JM, Parkinson IH, Fazzalari NL. Application of in vivo micro-computed tomography in the temporal characterisation of subchondral bone architecture in a rat model of low-dose monosodium iodoacetate-induced osteoarthritis. Arthritis Res Ther. 2011;13(6):R210.
  6. Jones MD, Tran CW, Li G, Maksymowych WP, Zernicke RF, Doschak MR. In vivo microfocal computed tomography and micro-magnetic resonance imaging evaluation of antiresorptive and antiinflammatory drugs as preventive treatments of osteoarthritis in the rat. Arthritis Rheum. 2010;62(9):2726-2735.
Tags
Knee Joint DegenerationNon invasive ACL InjuryRatsAnterior Cruciate LigamentACL TearPost traumatic OsteoarthritisPTOARat ModelsACL TransectionLigament RepairBiomedical EngineeringFemurPatellaTibiaConnective TissueLigamentsKnee Stability

건너뛰기...

0:07

Overview

1:10

Principles of ACL Joint Injury

3:26

Novel Non-invasive ACL Injury

5:29

Micro-CT Imaging of Joint Degeneration

8:13

Results

9:08

Applications

10:45

Summary

이 컬렉션의 비디오:

article

Now Playing

쥐의 비침습성 ACL 손상 후 무릎 관절 퇴행 시각화

Biomedical Engineering

8.2K Views

article

광학 및 공초점 현미경을 사용한 생물학적 시료 이미징

Biomedical Engineering

35.6K Views

article

생물학적 시료의 SEM 이미징

Biomedical Engineering

23.5K Views

article

나노 약물 운반체의 생체 분포: SEM 응용

Biomedical Engineering

9.3K Views

article

복부 대동맥의 고주파 초음파 영상

Biomedical Engineering

14.4K Views

article

복부대동맥류의 정량적 변형 매핑

Biomedical Engineering

4.6K Views

article

신하 대동맥에서 혈액과 지질을 영상화하기 위한 광음향 단층 촬영

Biomedical Engineering

5.7K Views

article

심장 자기 공명 영상

Biomedical Engineering

14.7K Views

article

뇌동맥류 내 혈류의 전산 유체 역학 시뮬레이션

Biomedical Engineering

11.7K Views

article

복부 대동맥류의 근적외선 형광 영상

Biomedical Engineering

8.2K Views

article

비침습적 혈압 측정 기법

Biomedical Engineering

11.8K Views

article

ECG (심전도) 신호 수집 및 분석

Biomedical Engineering

104.3K Views

article

재흡수성 생체재료의 인장 강도

Biomedical Engineering

7.5K Views

article

쥐 척수의 마이크로 CT 영상

Biomedical Engineering

7.9K Views

article

심장 기능 시각화를 위한 SPECT 및 CT 이미징 결합

Biomedical Engineering

11.0K Views

JoVE Logo

개인 정보 보호

이용 약관

정책

연구

교육

JoVE 소개

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. 판권 소유