Для начала приготовьте ванну с тканевыми органами, вставив игольчатый клапан окситрубки в тканевую ванну с водяной рубашкой. Подсоедините кислородную трубку к газовому баллону и дайте 20 фунтам на квадратный дюйм заполнить ванну с водяной рубашкой. Подготовьте операционную зону, пропустив дополнительную кислородную трубку от газовой магистрали к кристаллизующей чашке, наполненной световым раствором Кребса-Хенселейта, чтобы мышца могла быть полностью погружена в воду.
Далее включается все оборудование, включая двухрежимную систему мышечных рычагов, стимулятор и сигнальный интерфейс. Для рассечения мышц EDL сначала положите мышь в правое или левое боковое лежачее положение, вытянув верхнюю заднюю конечность и касаясь пальцами ног доски для вскрытия. Зафиксируйте кожу щипцами и разрежьте от голеностопного сустава до области бедра.
Как только мышца обнажится, разрежьте вокруг лодыжки. Потяните кожу вверх, чтобы четко обнажить мышцы ног. Найдите линию фасции, которая разделяет переднюю большеберцовую кость и икроножную мышцу, и разделите их с помощью ножниц для препарирования, чтобы обнажить коленные сухожилия.
Затем поместите ножницы для рассечения между двумя обнаженными коленными сухожилиями. Тупым образом рассеките карман, оттягивая ножницы от ноги, пока ножницы не достигнут лодыжки, чтобы обнажить EDL. С помощью предварительно завязанного узла петли из шелкового хирургического шовного материала 4:0 зашнуруйте один конец шва под сухожилием, ближайшим к колену.
Завяжите двойной квадратный узел над сухожильным соединением проксимального отдела мышц, не помещая его на мышцу или не включая сухожилие. Разрежьте над узлом. Аккуратно потяните за петлю, привязанную к сухожилию, и EDL выйдет из кармана.
Прикрепите петлю к области рассечения, чтобы создать напряжение в EDL. Завяжите двойной квадратный узел с помощью другого предварительно завязанного узла петли на дистальном мышечном сухожильном соединении, не помещая его на мышцу и не включая сухожилие. Разрежьте сухожилие над узлом со стороны ближе к ноге, чтобы удалить весь EDL с мыши.
Отрежьте дополнительный шов от двойных квадратных узлов на проксимальной и дистальной сторонах мышцы и поместите мышцу в вентилируемую ванну в зоне операции. Поместите мышцу на рычаг серводвигателя, прикрепив EDL вертикально между подвешенными платиновыми электродами. Прикрепите дистальный петлевой узел к неподвижному крючку, а проксимальный петлевой узел — к крючку на рычаге сервомотора.
Затем поднимите тканевую ванночку, чтобы погрузить мышцу в аэрированный раствор Кребса-Хенселеита. Перед измерением максимальной изометрической силы мышцы EDL стимулируйте мышцу подергиванием, чтобы убедиться, что мышца не была повреждена во время операции. Затем используйте ручку длины на мышечной системе рычагов, чтобы найти длину мышцы с помощью стимуляции подергиванием при соответствующем напряжении.
Запишите начальную длину мышцы между узлами шва и вольт и миллиметров. Ввод измерений в калибровочную часть программы для начальной длины. Затем запишите длину сверхмаксимальной тетанической силы в L-образном узле и снова измерьте волокна от шовного узла до шовного узла с помощью штангенциркуля.
Найдите субмаксимальную изометрическую силу EDL на L-узле до и после эксперимента, чтобы убедиться, что не произошло усталости от протокола стимуляции. Затем настройте необходимое программное обеспечение для выполнения техники смазки аватара с использованием траекторий деформации in vivo. Определите протокол стимуляции на основе траекторий деформации и ЭМГ-активности мышц in vivo.
Загрузите в программу масштабированные изменения деформации с учетом смещенной длины. Введите начальную длину в вольтах и миллиметрах для калибровки результатов с использованием предварительно рассчитанных начала и продолжительности стимуляции. Проведите мышцу через масштабированные изменения длины с определенным отклонением длины в течение двух циклов стимуляции.
Затем сохраните данные. Стимулируйте при оптимальной длине или L-образном узле с помощью субмаксимальной активации, чтобы определить, произошла ли усталость. Затем выньте мышцу из ванны, отрежьте петлевые узлы от мышцы и промокните излишки раствора с мышцы.
Взвесьте мышцу и определите площадь физиологического поперечного сечения по стандартной формуле. Построите график зависимости силы от времени для мышц аватара и мышцы in vivo и рассчитайте коэффициент детерминации R-квадрат путем возведения в квадрат масштабированной корреляции между целевой и мышечной силой аватара. В этом исследовании мышиный EDL использовался в качестве аватара для медиальной икроножной мышцы крысы или мг.
Сравнение рабочих циклов в экспериментах in vivo на крысах mg и ex vivo avatar показало, что оптимизация протокола стимуляции улучшает соответствие силе in vivo крыс MG по сравнению с активацией на основе ЭМГ. Более того, высокий квадрат R между ex vivo силовой продукцией мышиной EDL и силовой продукцией in vivo крысиным MG указывает на хорошую репликацию. Улучшенное прогнозирование силы MG in vivo с использованием EDL мыши ex vivo на всех скоростях опорно-двигательного аппарата, таких как ходьба, рысь и галоп.
Кроме того, среднеквадратичная ошибка уменьшилась для всех скоростей после оптимизации.
