Name: using a knee arthrometer to evaluate tissue-specific contributions to knee flexion contracture in the rat
Uploaded: 2018-11-09T13:00:00
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Gli autori vorrei ringraziare Joao Tomas per la sua assistenza tecnica con il dispositivo e Khaoula Louati per assistenza nello sviluppo di metodi di analisi di immagine.

Modello di immobilizzazione del ginocchio ratto utilizzato è stato approvato dall'Università di Ottawa Animal Care, servizio veterinario e il comitato etico locale.
1. animale preparazione
<ol><li>Alla fine del periodo di immobilizzazione predeterminato, eutanasia i ratti con la somministrazione di anidride carbonica. Nota: Qui abbiamo usato un modello di immobilizzazione con un piatto e 2 viti (quello inserito nel femore prossimale e l'altra nella tibia distale), che evita la v...

<ol>
	<li>Clavet, H., H&#233;bert, P. C., Fergusson, D., Doucette, S., Trudel, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Joint+contracture+following+prolonged+stay+in+the+intensive+care+unit.">Joint contracture following prolonged stay in the intensive care unit.</a> Canadian Medical Association Journal. 178 (6), 691-697 (2008).</li><li>Campbell, T. M., Dudek, N., Trudel, G., Silver, J. K., Frontera, W. R., Rizzo, T. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Essentials of Physical Medicine and Rehabilitation: musculoskeletal disorders, pain, and rehabilitation. , (2015).</li><li>Dehail, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acquired+deforming+hypertonia+and+contractures+in+elderly+subjects:+definition+and+prevalence+in+geriatric+institutions+(ADH+survey).">Acquired deforming hypertonia and contractures in elderly subjects: definition and prevalence in geriatric institutions (ADH survey).</a> Annals of Physical and Rehabilitation Medicine. 57 (3), 11-23 (2014).</li><li>Korp, K., Richard, R., Hawkins, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Refining+the+idiom+&amp;#34;functional+range+of+motion&amp;#34;+related+to+burn+recovery.">Refining the idiom &amp;#34;functional range of motion&amp;#34; related to burn recovery.</a> Journal of Burn Care and Research. 36 (3), 136-145 (2015).</li><li>Elliott, L., Walker, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rehabilitation+interventions+for+vegetative+and+minimally+conscious+patients.">Rehabilitation interventions for vegetative and minimally conscious patients.</a> Neuropsychological Rehabilitation. 15 (3-4), 480-493 (2005).</li><li>Campbell, T. M., Reilly, K., Laneuville, O., Uhthoff, H., Trudel, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bone+replaces+articular+cartilage+in+the+rat+knee+joint+after+prolonged+immobilization.">Bone replaces articular cartilage in the rat knee joint after prolonged immobilization.</a> Bone. 106, 42-51 (2017).</li><li>Trudel, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+alterations+of+rabbit+Achilles'+tendon+after+immobilization+correlate+with+bone+mineral+density+but+not+with+magnetic+resonance+or+ultrasound+imaging.">Mechanical alterations of rabbit Achilles' tendon after immobilization correlate with bone mineral density but not with magnetic resonance or ultrasound imaging.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 88 (12), 1720-1726 (2007).</li><li>Harvey, L. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stretch+for+the+treatment+and+prevention+of+contractures.">Stretch for the treatment and prevention of contractures.</a> Cochrane Database of Systematic Reviews. 1, Cd007455 (2017).</li><li>Trudel, G., Himori, K., Uhthoff, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contrasting+alterations+of+apposed+and+unapposed+articular+cartilage+during+joint+contracture+formation.">Contrasting alterations of apposed and unapposed articular cartilage during joint contracture formation.</a> Archives of Physical Medicine Rehabilitation. 86 (1), 90-97 (2005).</li><li>Trudel, G., Uhthoff, H. K., Goudreau, L., Laneuville, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+analysis+of+the+reversibility+of+knee+flexion+contractures+with+time:+an+experimental+study+using+the+rat+model.">Quantitative analysis of the reversibility of knee flexion contractures with time: an experimental study using the rat model.</a> BMC Musculoskeletal Disorders. 15, 338 (2014).</li><li>Trudel, G., Uhthoff, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contractures+secondary+to+immobility:+is+the+restriction+articular+or+muscular?+An+experimental+longitudinal+study+in+the+rat+knee.">Contractures secondary to immobility: is the restriction articular or muscular? An experimental longitudinal study in the rat knee.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 81 (1), 6-13 (2000).</li><li>Chimoto, E., Hagiwara, Y., Ando, A., Itoi, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progression+of+an+arthrogenic+motion+restriction+after+immobilization+in+a+rat+experimental+knee+model.">Progression of an arthrogenic motion restriction after immobilization in a rat experimental knee model.</a> Upsala Journal of Medical Sciences. 112 (3), 347-355 (2007).</li><li>Ando, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Remobilization+does+not+restore+immobilization-induced+adhesion+of+capsule+and+restricted+joint+motion+in+rat+knee+joints.">Remobilization does not restore immobilization-induced adhesion of capsule and restricted joint motion in rat knee joints.</a> Tohoku Journal of Experimental Medicine. 227 (1), 13-22 (2012).</li><li>Abdel, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+joint+contracture+on+the+contralateral+unoperated+limb+in+a+rabbit+knee+contracture+model:+a+biomechanical+and+genetic+study.">Effects of joint contracture on the contralateral unoperated limb in a rabbit knee contracture model: a biomechanical and genetic study.</a> Journal of Orthopaedic Research. 30 (10), 1581-1585 (2012).</li><li>Hildebrand, K. A., Sutherland, C., Zhang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rabbit+knee+model+of+post-traumatic+joint+contractures:+the+long-term+natural+history+of+motion+loss+and+myofibroblasts.">Rabbit knee model of post-traumatic joint contractures: the long-term natural history of motion loss and myofibroblasts.</a> Journal of Orthopaedic Research . 22 (2), 313-320 (2004).</li><li>Klein, L., Player, J. S., Heiple, K. G., Bahniuk, E., Goldberg, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isotopic+evidence+for+resorption+of+soft+tissues+and+bone+in+immobilized+dogs.">Isotopic evidence for resorption of soft tissues and bone in immobilized dogs.</a> Journal of Bone and Joint Surgery. American Volume. 64 (2), 225-230 (1982).</li></ol>

Il ratto del ginocchio KT1000 è stato sviluppato per riproducibile e affidabile determinare l'estensione massima del ginocchio del ratto dopo un intervento. Vantaggi di questo dispositivo includono la generazione costante di coppia attraverso il giunto con una forza costante braccio di lunghezza ed estensione del ginocchio. Un altro vantaggio include la possibilità di impostare la coppia ad un livello che permette ripetuto test sul giunto stesso per valutare l'influenza delle diverse strutture articolari sul ginocchio ...

Gamma completa di movimento (ROM) delle articolazioni è fondamentale per salute e benessere1. Una perdita nella ROM passivo congiunto è chiamata una contrattura2. Contratture articolari possono derivare da numerose condizioni, tra cui più bedrest prolungata, paralisi, artroprotesi, ustioni, infezioni e condizioni neurologiche1,3,4,5. Una contrattura del ginocchio può essere invalidante in quanto accelera la degenerazione articolare, aumenta il rischio di cadute e dannosamente influisce sulla capacità di una persona di eseguire attività funzionale di base tra cui camminare, seduto e arrampicata scale6, 7.
Una volta stabilito, contratture del ginocchio sono difficili da trattare, e quindi determinare quali pazienti sono a più alto rischio di sviluppare questa condizione è essenziale per prevenire ed evitare di contrattura-collegato morbosità8. Gli esperimenti sono destinati per valutare 1) le condizioni che causano o che influenzano contratture articolari del ginocchio, 2) la gravità delle contratture, 3) la loro progressione temporale, 4) i tessuti coinvolti nella contrattura, 5) la loro reversibilità, nonché 6) l'utilità di vari interventi preventivi e curativi su ginocchio congiunta ROM. Per tutti questi esperimenti, un metodo valido, obiettivo, preciso e riproducibile per la ROM di misurazione è fondamentale. Altre misure di accompagnamento (dispendio energetico, istomorfometria, contenuto della proteina e di espressione genica) sono indicatori utili per capire la patofisiologia di contratture articolari, ma la limitazione meccanica è quello che limita il paziente e conduce alla disabilità. Alcune delle sfide in questo settore di ricerca include i metodi eterogenei con cui ginocchio ROM può essere verificato sperimentalmente, come pure una mancanza di dati quantitativi9. L'uso di una varietà di metodi sperimentali porta a risultati che non sono paragonabili da laboratorio a laboratorio. Ciò ha portato a polemica per quanto riguarda le condizioni (ad esempio di immobilizzazione o joint arthroplasty) che causano contratture articolari10. Pertanto è necessario un metodo automatizzato di misurare sperimentalmente congiunta ROM in seguito ad un intervento.
Qui, descriviamo un protocollo utente indipendente, valido, preciso e riproducibile per valutare il ginocchio di ratto ROM usando un custom-built KT1000 collegato a una fotocamera digitale per misurare con precisione il ginocchio ROM in estensione. Abbiamo testato l'effetto dei vari periodi di immobilizzazione ginocchio ROM. Descriviamo quindi i metodi per la misurazione ROM pre-specificato coppie sulle immagini digitali risultante utilizzando punti di riferimento fissi ossute. Nel complesso, questi metodi in modo affidabile misurano ginocchio ratto ROM e forniscono dati quantitativi.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:741px;" width="741">
	<tbody>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:251px;">Arthrometer</td>
			<td style="width:205px;">The Ottawa Hospital Rehabilitation Centre - Rehabilitation Engineering&#160;</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:251px;">Camera</td>
			<td style="width:205px;">Canon</td>
			<td style="width:119px;">EOS-500D</td>
			<td style="width:167px;">Commonly known as EOS Rebel T1i</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:251px;">ImageJ</td>
			<td style="width:205px;">National Institutes of Health</td>
			<td style="width:119px;">Version 1.45s</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:251px;">Absotbent Underpads</td>
			<td style="width:205px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">820202-845</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="421">
			<td height="421" style="height:421px;width:251px;">Dissection Kit</td>
			<td style="width:205px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">08-855</td>
			<td style="width:167px;">Kit Includes:&#160; Forceps: medium points, nickel-plated 
			&#160;Scissors: 1.5 in. (40mm) blades, stainless steel 
			&#160;Dissecting knife handle: nickel-plated 
			&#160;Knife blades: stainless steel, pack of 3 
			&#160;Dropping pipet: glass 
			&#160;Bent dissecting needle: stainless steel with plastic handle 
			&#160;Straight dissecting needle: stainless steel with plastic handle 
			Vinylite Ruler 6 in. (15cm)</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:251px;">Precision Screw Driver</td>
			<td style="width:205px;">Mastercraft</td>
			<td style="width:119px;">057-3505-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:251px;">Scalpel Blades - #10</td>
			<td style="width:205px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:119px;">10010-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:251px;">Screwdriver</td>
			<td style="width:205px;">Stanley</td>
			<td style="width:119px;">057-3558-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:251px;">Hex Keys</td>
			<td style="width:205px;">Mastercraft</td>
			<td style="width:119px;">058-9684-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:18px;">Universal AC to DC powder adapter</td>
			<td>RCA</td>
			<td>108004951</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

using a knee arthrometer to evaluate tissue-specific contributions to knee flexion contracture in the rat

Ginocchio normale gamma di movimento (ROM) è fondamentale per il benessere e permette di svolgere attività di base come camminare, salire le scale e seduta. Persi ROM è chiamato una contrattura e si traduce in un aumento della morbilità. A causa della difficoltà di inversione ginocchio stabilito contratture, diagnosi precoce è importante, e quindi, conoscendo i fattori di rischio per il loro sviluppo è essenziale. Il topo rappresenta un buon modello con cui può essere studiato l'effetto di un intervento a causa della somiglianza di anatomia del ginocchio del ratto a quello degli esseri umani, la capacità del ratto di tollerare lunghi periodi di immobilizzazione del ginocchio in flessione, e perché possono essere dati meccanici correlato con l'analisi istologica e biochimica del tessuto al ginocchio.
Utilizzando un KT1000 automatizzato, dimostriamo un metodo convalidato, preciso, riproducibile, utente-indipendente di misurazione l'estensione ROM del ginocchio del ratto alle specifiche coppie di serraggio. Questo arthrometer può essere utilizzato per determinare gli effetti degli interventi sul ginocchio congiunta ROM nel ratto.

La quantità di estensione del ginocchio determinato per vari periodi di immobilità sono riassunti per aumentare le durate di immobilità e mostrare che le contratture più gravi sono state prodotte seguendo aumentante lunghezze di immobilizzazione. Risultati rappresentativi usando ImageJ sono mostrati nella Figura 3.
La capacità di misurare la massima estensione delle ginocchia di ratto in modo v...

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Using a Knee Arthrometer to Evaluate Tissue-specific Contributions to Knee Flexion Contracture in the Rat

Utilizzando un ginocchio Kt1000 per valutare tessuto-specifici contributi alla contrattura della flessione del ginocchio nel ratto

L'obiettivo del protocollo è quello di misurare la gamma di estensione di movimento del ginocchio del ratto. Gli effetti di varie malattie che aumentano la rigidità dell'articolazione del ginocchio e l'efficacia dei trattamenti possono essere quantificati.

Normal knee range of motion (ROM) is critical to well-being and allows one to perform basic activities such as walking, climbing stairs and sitting. Lost ...

Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo muscoloscheletricho, come l'effetto di un intervento sulla gamma di movimento dell'articolazione del ginocchio utilizzando un modello di ratto. Il principale vantaggio di questa tecnica è che fornisce un metodo preciso, riproducibile e indipendente dall'utente per misurare l'estensione dell'articolazione del ginocchio del ratto. Inizia usando forbici e forcep per deglovare gli arti inferiori del ratto eutanasiato e rimuovere la pelle dalla facia sottostante.Quindi, posizionare il corpo su un lato con la gamba sperimentale rivolta verso l'alto. Posizionare il femore nel morsetto metallico scanalato integrato nella fase di montaggio dell'artrometro. Fissare il femore punzonando i fori attraverso il muscolo con il cacciavite di precisione per posizionare il morsetto distale al trochanter maggiore.Quindi, regolare il condilo femorale laterale sopra il centro di rotazione dell'artrometro. Posizionare il braccio mobile con due montanti dietro la gamba, appena prossimale al calcaneo per spingere il ginocchio in estensione passiva una volta attivato il motore elettrico. Utilizzare una chiave esagonale per stringere il morsetto del femore alla sua base fino a quando non è fissato.Assicurarsi che la fotocamera sia montata correttamente sull'arthometer utilizzando un cacciavite. Verificare che la fotocamera sia a fuoco manuale e mettere a fuoco la fotocamera sul condilo femora. Impostare la direzione dell'artrometro in senso orario o antiorario a seconda della direzione della gamma di movimento del ginocchio in fase di test e della posizione del ratto.Attivare il motore dell'artrometro premendo contemporaneamente i pulsanti di accensione e avvio. Il motore dell'artrometro si muoverà a una velocità di 6,6 giri/min e poi si fermerà per 2,1 secondi dopo aver raggiunto la prima coppia preimpostata. Quando viene raggiunta la prima coppia, il LED corrispondente si accenderà e la fotocamera digitale scatta automaticamente una foto del ginocchio.Una volta scattata l'immagine, l'artrometro continuerà alla coppia preimpostata successiva più alta. Una volta applicate le quattro coppie, l'artrometro si fermerà. Una volta posizionato il ratto sull'artrometro e avviato il test, il tempo totale per testare un ginocchio è di circa 18,8 secondi.Per isolare la componente artrogena o non muscolare di una contrattura, ripristinare la sequenza di coppia per rilasciare la forza applicata alla gamba, quindi eseguire una miotomia dei muscoli transarticolari posteriori. Sezionare il muscolo abbastanza prossimale all'articolazione del ginocchio per assicurarsi che la capsula non sia tagliata. Dopo aver testato entrambe le gambe prima e dopo la miotomia e aver sezionato tutti i tessuti richiesti, smaltire la carcassa animale e tutti i materiali rischiosi a seguito del protocollo istituzionale e pulire l'artrometro.Aprire il file contenente l'immagine digitale scattata dalla fotocamera montata sull'artrometro nell'immagine J.La persona che esegue l'analisi deve essere accecata al raggruppamento sperimentale dell'animale. Selezionare lo strumento angolo dalla barra degli strumenti principale e tracciare l'angolo femorale-tibiale disegnando una linea femorale dal centro del morsetto del femore al condilo laterale e la linea tibiale dal condilo femorale laterale al malleolo laterale. Utilizzate lo strumento di misura facendo clic su Analizza (Analyze), quindi misura (Measure) per visualizzare l'angolo calcolato prodotto dalle due linee disegnate sopra.Utilizzare la convenzione di zero gradi per in media estensione completa. Questa cifra mostra l'estensione massima del ginocchio dopo 16 settimane di immobilizzazione per sette ratti rispetto all'arto contralaterale non immobilizzato. Per il ginocchio immobilizzato, la capacità di massima estensione è stata ridotta rispetto al contralaterale.Dopo la miotomia, la massima capacità di estensione per il ginocchio sperimentale e contralaterale è aumentata, tuttavia, il ginocchio sperimentale continua a dimostrare una contrazione della flessione. Durante il tentativo di questa procedura, è importante assicurarsi che il morsetto femorale sia ben fissato al fine di evitare il movimento del ginocchio durante i test. Seguendo questa procedura, altri metodi come l'analisi istologica del ginocchio, la struttura articolare può essere eseguita per rispondere a domande aggiuntive relative al tessuto e ai cambiamenti cellulari che si verificano nell'articolazione del ginocchio per influenzare il suo intervallo in movimento.

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