Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • Representative Results
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

Questo protocollo presenta un sistema di test utilizzato per indurre lesioni da fatica quantificabili e controllate in un tendine d'Achille di ratto per un modello in vivo di tendinopatia indotta da uso eccessivo. La procedura consiste nel fissare la caviglia del ratto a un attuatore articolare che esegue la flessione dorsale passiva della caviglia con uno script MATLAB scritto su misura.

Abstract

La tendinopatia è una condizione tendinea cronica che provoca dolore e perdita di funzionalità ed è causata da un sovraccarico ripetuto del tendine e da tempi di recupero limitati. Questo protocollo descrive un sistema di test che applica ciclicamente carichi meccanici tramite flessione dorsale passiva al tendine d'Achille del ratto. Il codice personalizzato consiste in misurazioni di carico pre e post-ciclico per valutare gli effetti del protocollo di carico insieme al regime di carico di fatica ciclico basato sul controllo di retroazione.

Per questo studio sono stati utilizzati 25 ratti Sprague-Dawley, con 5 ratti per gruppo che hanno ricevuto 500, 1.000, 2.000, 3.600 o 7.200 cicli di carichi di fatica. Sono state calcolate le differenze percentuali tra le misure di carico pre e post-ciclico dell'isteresi, della sollecitazione di picco e dei moduli di carico e scarico. I risultati dimostrano che il sistema può indurre vari gradi di danno al tendine d'Achille in base al numero di carichi applicati. Questo sistema offre un approccio innovativo per applicare diversi gradi quantificati e fisiologici di carichi ciclici al tendine d'Achille per un modello in vivo di lesione tendinea da uso eccessivo indotta dalla fatica.

Introduction

Poiché i tendini collegano il muscolo all'osso e subiscono movimenti ripetitivi quotidiani per tutta la loro vita, sono altamente inclini a lesioni da uso eccessivo che sono dolorose e limitanti e provocano una compromissione della funzione meccanica, colpendo il 30-50% della popolazione1. Le tendinopatie sono condizioni croniche considerate lesioni da uso eccessivo a causa di movimenti di affaticamento ripetitivi e guarigione inadeguata ai livelli pre-lesione. Sia gli arti superiori che quelli inferiori sono comunemente colpiti, tra cui la cuffia dei rotatori, il gomito, il tendine d'Achille e il tendine rotuleo

Protocol

Questo studio è stato condotto in base all'approvazione dell'Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) presso il Beth Israel Deaconess Medical Center. Gli animali sono stati anestetizzati utilizzando isoflurano al 5% per l'induzione e al 2,5% per il mantenimento, ed è stata prestata attenzione per evitare l'ipotermia.

1. Impostazione del sistema di test

  1. Controlla la rotazione passiva della caviglia tramite un motore passo-passo per applicare una rotazione.......

Representative Results

Con l'aumentare del numero di cicli applicati, si è verificata una maggiore riduzione delle proprietà meccaniche dei tendini in vivo . C'è stata una riduzione significativamente inferiore dell'isteresi e dei moduli di carico e scarico per il gruppo a 500 cicli rispetto ai gruppi a 3.600 e 7.200 cicli (p < 0,05) (Figura 2). Mentre c'è stata una significativa riduzione del picco di stress per ciclo dal gruppo 500 cicli al gruppo 3.600 cicli, non c'è stata alcuna riduzione signifi.......

Discussion

Questo studio presenta un metodo per caricare ciclicamente il tendine d'Achille del ratto con un sistema di flessione dorsale passiva della caviglia per un modello di tendinopatia indotta da uso eccessivo in vivo . L'importanza del sistema risiede nella sua capacità di isolare il tendine d'Achille, applicare carichi quantificabili senza accedere chirurgicamente al tendine e misurare le proprietà del tendine in vivo .

Nel 2010, Fung et al. hanno presentato un modello di fat.......

Disclosures

Gli autori non hanno conflitti di interesse da dichiarare.

Acknowledgements

Vorremmo riconoscere i nostri sostegni finanziari: il Joe Fallon Research Fund, il Dr. Louis Meeks BIDMC Sports Medicine Trainee Research Fund, e una sovvenzione intramurale (AN), tutti da BIDMC Orthopaedics, insieme al supporto del National Institutes of Health (2T32AR055885 (PMW)).

....

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
1/32'' Aluminum beads
2.5% isoflurane
3D digitizing penPolhemus, Vermont, NH, USA
3D electromagnetic positioning and orientation sensorPolhemus, Vermont, NH, USA
5% isoflurane
Customized device: 1) Assembly, sensors, 3D printed animal bed and ankle mount actuatorAssembled as described in manuscript
MATLAB codeMATLAB, Natick, MA, USA
MicrocontrollerIvrea, ItalyArduino UNO, Rev3 
Nose cone
Scalpel and scalpel holderNo. 11 scalpel
Sprague-Dawley ratsCharles River Laboratories, Wilmington, MA, USA11-13 weeks old
Stepper driverSparkFun Electronics, Niwot, CO 80503DM542T
Stepper motorSparkFun Electronics, Niwot, CO 8050323HE30-2804S
Straight forceps
Torque sensor assemblyFutek Inc., Irvine, CA, USA FSH03985, FSH04473, FSH03927
Water heating pad

References

  1. Kaux, J. F., Forthomme, B., Goff, C. L., Crielaard, J. M., Croisier, J. L. Current opinions on tendinopathy. J Sports Sci Med. 10 (2), 238-253 (2011).
  2. Maffulli, N., Longo, U. G., Kadakia, A., Spiezia, F. Achilles tendinopathy. Foot Ankle Surg. 26 (3),....

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

Questo mese in JoVEnumero 205

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved