Name: biomechanical testing of murine tendons
Uploaded: 2019-10-15T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Biomechanical Testing of Murine Tendons at JoVE.com

Çalışma NIH / NIAMS (R01 AR055580, R01 AR057836) tarafından desteklenmiştir.

Hayvan çalışmaları Columbia Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi tarafından onaylanmıştır. Bu çalışmada kullanılan fareler C57BL/6J arka plan vardı ve Jackson Laboratuvarı (Bar Harbor, ME, ABD) satın alındı. Onlar patojen içermeyen bariyer koşullarında barındırılanın ve yiyecek ve su reklam libitum verildi.
1. Kavrama kemik için özel uygun 3D baskılı armatürlerin geliştirilmesi
<ol><li>Kemik görüntü edinimi ve 3D kemik modeli yapımı<ol...

<ol>
	<li>Girish, N., Ramachandra, K., Arun, G. M., Asha, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevalence+of+Musculoskeletal+Disorders+Among+Cashew+Factory+Workers.">Prevalence of Musculoskeletal Disorders Among Cashew Factory Workers.</a> Archives of Environmental &amp; Occupational Health. 67, 37-42 (2012).</li><li>Thomopoulos, S., Parks, W. C., Rifkin, D. B., Derwin, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+tendon+injury+and+repair.">Mechanisms of tendon injury and repair.</a> Journal of Orthopaedic Research. 33, 832-839 (2016).</li><li>Scott, A., Ashe, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Common+Tendinopathies+in+the+Upper+and+Lower+Extremities.">Common Tendinopathies in the Upper and Lower Extremities.</a> Current Sports Medicine Reports. 5, 233-241 (2006).</li><li>Praemer, A., Furner, S., Rice, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Musculoskeletal+Conditions+in+the+United+States.">Musculoskeletal Conditions in the United States.</a> American Academy of Orthopaedic Surgeons. , (1992).</li><li>Nourissat, G., Berenbaum, F., Duprez, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tendon+injury:+From+biology+to+tendon+repair.">Tendon injury: From biology to tendon repair.</a> Nature Reviews Rheumatology. 11, 223-233 (2015).</li><li>Galatz, L. M., Ball, C. M., Teefey, S. A., Middleton, W. D., Yamaguchi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+outcome+and+repair+integrity+of+completely+arthroscopically+repaired+large+and+massive+rotator+cuff+tears.">The outcome and repair integrity of completely arthroscopically repaired large and massive rotator cuff tears.</a> The Journal of Bone and Joint Surgery. 86, 219-224 (2004).</li><li>Sher, J. S., Uribe, J. W., Posada, A., Murphy, B. J., Zlatkin, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abnormal+findings+on+magnetic+resonance+images+of+asymptomatic+shoulders.">Abnormal findings on magnetic resonance images of asymptomatic shoulders.</a> The Journal of Bone and Joint Surgery. 77, 10-15 (1995).</li><li>Ker, R. F., Wang, X. T., Pike, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fatigue+quality+of+mammalian+tendons.">Fatigue quality of mammalian tendons.</a> The Journal of Experimental Biology. 203, 1317-1327 (2000).</li><li>Wilson, J. J., Best, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Common+overuse+tendon+problems:+A+review+and+recommendations+for+treatment.">Common overuse tendon problems: A review and recommendations for treatment.</a> American Family Physician. 72, 811-818 (2005).</li><li>Fleischer, J., 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=Biomechanical+strength+and+failure+mechanism+of+different+tubercula+refixation+methods+within+the+framework+of+an+arthroplasty+for+shoulder+fracture.">Biomechanical strength and failure mechanism of different tubercula refixation methods within the framework of an arthroplasty for shoulder fracture.</a> Orthopaedics &amp; Traumatology: Surgery &amp; Research. 103, 165-169 (2017).</li><li>West, J. R., Juncosa, N., Galloway, M. T., Boivin, G. P., Butler, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+in+vivo+Achilles+tendon+forces+in+rabbits+during+treadmill+locomotion+at+varying+speeds+and+inclinations.">Characterization of in vivo Achilles tendon forces in rabbits during treadmill locomotion at varying speeds and inclinations.</a> Journal of Biomechanics. 37, 1647-1653 (2004).</li><li>Cavinatto, L., 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=Early+versus+late+repair+of+rotator+cuff+tears+in+rats.">Early versus late repair of rotator cuff tears in rats.</a> Journal of Shoulder and Elbow Surgery. 27, 606-613 (2018).</li><li>Potter, R., Havlioglu, N., Thomopoulos, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+developing+shoulder+has+a+limited+capacity+to+recover+after+a+short+duration+of+neonatal+paralysis.">The developing shoulder has a limited capacity to recover after a short duration of neonatal paralysis.</a> Journal of Biomechanics. 47, 2314-2320 (2014).</li><li>Connizzo, B. K., Sarver, J. J., Iozzo, R. V., Birk, D. E., Soslowsky, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+Age+and+Proteoglycan+Deficiency+on+Collagen+Fiber+Re-Alignment+and+Mechanical+Properties+in+Mouse+Supraspinatus+Tendon.">Effect of Age and Proteoglycan Deficiency on Collagen Fiber Re-Alignment and Mechanical Properties in Mouse Supraspinatus Tendon.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 135, 021019 (2013).</li><li>Beason, D. 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=Hypercholesterolemia+increases+supraspinatus+tendon+stiffness+and+elastic+modulus+across+multiple+species.">Hypercholesterolemia increases supraspinatus tendon stiffness and elastic modulus across multiple species.</a> Journal of Shoulder and Elbow Surgery. 22, 681-686 (2013).</li><li>Miller, K. S., Connizzo, B. K., Soslowsky, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Collagen+fiber+re-alignment+in+a+neonatal+developmental+mouse+supraspinatus+tendon+model.">Collagen fiber re-alignment in a neonatal developmental mouse supraspinatus tendon model.</a> Annals of Biomedical Engineering. 40, 1102-1110 (2012).</li><li>Cong, G. T., 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=Evaluating+the+role+of+subacromial+impingement+in+rotator+cuff+tendinopathy:+Development+and+analysis+of+a+novel+murine+model.">Evaluating the role of subacromial impingement in rotator cuff tendinopathy: Development and analysis of a novel murine model.</a> Journal of Orthopaedic Research. 36, 2780-2788 (2018).</li><li>Thomopoulos, S., Birman, V., Genin, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+Interfaces+and+Attachments+in+Biology.">Structural Interfaces and Attachments in Biology.</a> Infection and Immunity. 35, (2013).</li><li>Boivin, G. 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=Biomechanical+properties+and+histology+of+db/db+diabetic+mouse+Achilles+tendon.">Biomechanical properties and histology of db/db diabetic mouse Achilles tendon.</a> Muscles, Ligaments and Tendons Journal. 4, 280-284 (2014).</li><li>Ansorge, H. L., Adams, S., Birk, D. E., Soslowsky, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical,+Compositional,+and+Structural+Properties+of+the+Post-natal+Mouse+Achilles+Tendon.">Mechanical, Compositional, and Structural Properties of the Post-natal Mouse Achilles Tendon.</a> Annals of Biomedical Engineering. 39, 1904-1913 (2011).</li><li>Shu, C. C., Smith, M. M., Appleyard, R. C., Little, C. B., Melrose, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Achilles+and+tail+tendons+of+perlecan+exon+3+null+heparan+sulphate+deficient+mice+display+surprising+improvement+in+tendon+tensile+properties+and+altered+collagen+fibril+organisation+compared+to+C57BL/6+wild+type+mice.">Achilles and tail tendons of perlecan exon 3 null heparan sulphate deficient mice display surprising improvement in tendon tensile properties and altered collagen fibril organisation compared to C57BL/6 wild type mice.</a> PeerJ. 6, 5120 (2018).</li><li>Probst, 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=A+new+clamping+technique+for+biomechanical+testing+of+tendons+in+small+animals.">A new clamping technique for biomechanical testing of tendons in small animals.</a> Journal of Investigative Surgery. 13, 313-318 (2000).</li><li>Talan, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Body+temperature+of+C57BL/6J+mice+with+age.">Body temperature of C57BL/6J mice with age.</a> Experimental Gerontology. 19, 25-29 (1984).</li><li>Newton, M. D., 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=The+influence+of+testing+angle+on+the+biomechanical+properties+of+the+rat+supraspinatus+tendon.">The influence of testing angle on the biomechanical properties of the rat supraspinatus tendon.</a> Journal of Biomechanics. 49, 4159-4163 (2016).</li><li>Schwartz, A. G., Lipner, J. H., Pasteris, J. D., Genin, G. M., Thomopoulos, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+loading+is+necessary+for+the+formation+of+a+functional+tendon+enthesis.">Muscle loading is necessary for the formation of a functional tendon enthesis.</a> Bone. 55, 44-51 (2014).</li><li>Gimbel, J. A., Van Kleunen, J. P., Williams, G. R., Thomopoulos, S., Soslowsky, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long+durations+of+immobilization+in+the+rat+result+in+enhanced+mechanical+properties+of+the+healing+supraspinatus+tendon.">Long durations of immobilization in the rat result in enhanced mechanical properties of the healing supraspinatus tendon.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 129, 400-404 (2006).</li><li>Freedman, B. R., Sarver, J. J., Buckley, M. R., Voleti, P. B., Soslowsky, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomechanical+and+structural+response+of+healing+Achilles+tendon+to+fatigue+loading+following+acute+injury.">Biomechanical and structural response of healing Achilles tendon to fatigue loading following acute injury.</a> Journal of Biomechanics. 47, 2028-2034 (2014).</li><li>Deymier, A. C., 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=The+multiscale+structural+and+mechanical+effects+of+mouse+supraspinatus+muscle+unloading+on+the+mature+enthesis.">The multiscale structural and mechanical effects of mouse supraspinatus muscle unloading on the mature enthesis.</a> Acta Biomaterialia. 83, 302-313 (2019).</li><li>Killian, M. L., Thomopoulos, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scleraxis+is+required+for+the+development+of+a+functional+tendon+enthesis.">Scleraxis is required for the development of a functional tendon enthesis.</a> FASEB Journal. 30, 301-311 (2016).</li><li>Schwartz, A. G., Long, F., Thomopoulos, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enthesis+fibrocartilage+cells+originate+from+a+population+of+Hedgehog-responsive+cells+modulated+by+the+loading+environment.">Enthesis fibrocartilage cells originate from a population of Hedgehog-responsive cells modulated by the loading environment.</a> Development. 142, 196-206 (2015).</li><li>Bell, R., Taub, P., Cagle, P., Flatow, E. L., Andarawis-Puri, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+mouse+model+of+supraspinatus+tendon+insertion+site+healing.">Development of a mouse model of supraspinatus tendon insertion site healing.</a> Journal of Orthopaedic Research. 33, 25-32 (2014).</li><li>Connizzo, B. K., Bhatt, P. R., Liechty, K. W., Soslowsky, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diabetes+Alters+Mechanical+Properties+and+Collagen+Fiber+Re-Alignment+in+Multiple+Mouse+Tendons.">Diabetes Alters Mechanical Properties and Collagen Fiber Re-Alignment in Multiple Mouse Tendons.</a> Annals of Biomedical Engineering. 42, 1880-1888 (2014).</li><li>Eekhoff, J. D., 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=Functionally+Distinct+Tendons+From+Elastin+Haploinsufficient+Mice+Exhibit+Mild+Stiffening+and+Tendon-Specific+Structural+Alteration.">Functionally Distinct Tendons From Elastin Haploinsufficient Mice Exhibit Mild Stiffening and Tendon-Specific Structural Alteration.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 139, 111003 (2017).</li><li>Mikic, B., Bierwert, L., Tsou, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Achilles+tendon+characterization+in+GDF-7+deficient+mice.">Achilles tendon characterization in GDF-7 deficient mice.</a> Journal of Orthopaedic Research. 24, 831-841 (2006).</li><li>Sikes, K. J., 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=Knockout+of+hyaluronan+synthase+1,+but+not+3,+impairs+formation+of+the+retrocalcaneal+bursa.">Knockout of hyaluronan synthase 1, but not 3, impairs formation of the retrocalcaneal bursa.</a> Journal of Orthopaedic Research. 36, 2622-2632 (2018).</li><li>Wang, V. M., Banack, T. M., Tsai, C. W., Flatow, E. L., Jepsen, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variability+in+tendon+and+knee+joint+biomechanics+among+inbred+mouse+strains.">Variability in tendon and knee joint biomechanics among inbred mouse strains.</a> Journal of Orthopaedic Research. 24, 1200-1207 (2006).</li><li>Wang, V. M., 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=Murine+tendon+function+is+adversely+affected+by+aggrecan+accumulation+due+to+the+knockout+of+ADAMTS5.">Murine tendon function is adversely affected by aggrecan accumulation due to the knockout of ADAMTS5.</a> Journal of Orthopaedic Research. 30, 620-626 (2011).</li><li>Zhang, K., 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=Tendon+mineralization+is+progressive+and+associated+with+deterioration+of+tendon+biomechanical+properties,+and+requires+BMP-Smad+signaling+in+the+mouse+Achilles+tendon+injury+model.">Tendon mineralization is progressive and associated with deterioration of tendon biomechanical properties, and requires BMP-Smad signaling in the mouse Achilles tendon injury model.</a> Matrix Biology. 52-54, 315-324 (2016).</li><li>Rooney, S. I., 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=Ibuprofen+differentially+affects+supraspinatus+muscle+and+tendon+adaptations+to+exercise+in+a+rat+model.">Ibuprofen differentially affects supraspinatus muscle and tendon adaptations to exercise in a rat model.</a> American Journal of Sports Medicine. 44, 2237-2245 (2016).</li><li>Galasso, O., 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=Quality+of+Life+and+Functional+Results+of+Arthroscopic+Partial+Repair+of+Irreparable+Rotator+Cuff+Tears.">Quality of Life and Functional Results of Arthroscopic Partial Repair of Irreparable Rotator Cuff Tears.</a> Arthroscopy - Journal of Arthroscopic and Related Surgery. 33, 261-268 (2017).</li><li>Sarver, D. C., 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=Sex+differences+in+tendon+structure+and+function.">Sex differences in tendon structure and function.</a> Journal of Orthopaedic Research. 35, 2117-2126 (2017).</li><li>Razmjou, H., 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=Disability+and+satisfaction+after+Rotator+Cuff+decompression+or+repair:+A+sex+and+gender+analysis.">Disability and satisfaction after Rotator Cuff decompression or repair: A sex and gender analysis.</a> BMC Musculoskeletal Disorders. 12, 66 (2011).</li></ol>

Murine hayvan modelleri yaygın tendon bozuklukları çalışma için kullanılır, ancak mekanik özelliklerinin karakterizasyonu zor ve literatürde nadirdir. Bu protokolün amacı, mürin tendonlarının gerilme testi için zaman etkin ve tekrarlanabilir bir yöntemi tanımlamaktır. Yeni yöntemler, bir örneği saat dakikasına test etmek için gereken süreyi azalttı ve önceki yöntemlerde yaygın bir sorun olan büyük bir tutucu yapıyı ortadan kaldırdı.
Bu protokolde açıklanan ...

Tendon bozuklukları yaygın ve son derece yaşlanma arasında yaygındır, atletik, ve aktif popülasyonlar1,2,3. Amerika Birleşik Devletleri'nde, 16.4 000.000 bağ dokusu yaralanmaları her yıl4 rapor ve tüm yaralanma ile ilgili hekim ofis ziyaretlerinin% 30 için hesap3,5,6,7, 8 . En sık etkilenen bölgeler rotator manşet, Aşil tendonu ve patellar tendon9'uiçerir. Anti-inflamatuar ilaçlar, rehabilitasyon ve cerrahi onarım da dahil olmak üzere çeşitli ameliyat dışı ve operatif tedaviler araştırılmış olmasına rağmen, sonuçlar kötü kalır, fonksiyon sınırlı dönüş ve başarısızlık yüksek oranlarıile 5, 6 . Bu kötü klinik sonuçlar, tendinopatiyi anlamaya ve yeni tedavi yaklaşımları geliştirmeye yönelik temel ve çevirisel çalışmaları motive edilmiştir.
Çekme biyomekanik özellikleri tendon fonksiyonunu tanımlayan birincil kantitatif sonuçlardır. Bu nedenle, tendinopati ve tedavi etkinliğinin laboratuvar karakterizasyonu tendon çekme özelliklerinin titiz bir test içermelidir. Çok sayıda çalışma sıçan, koyun, köpek ve tavşan10,11,12gibi hayvan modellerinden tendonları biyomekanik özelliklerini belirlemek için yöntemler tarif var. Ancak, birkaç çalışma, öncelikle çekme testi için küçük dokuların kavrama zorlukları nedeniyle, murine tendonun biyomekanik özelliklerini test ettik. Murine modelleri, genetik manipülasyon, kapsamlı reaktif seçenekleri ve düşük maliyetli, biyomekanik test murine dokuları için doğru ve verimli yöntemlerin geliştirilmesi de dahil olmak üzere, tendinopati çalışma için mekanistik çalışma için çok sayıda avantajı vardır.
Tendonların mekanik özelliklerini doğru bir şekilde test edebilmek için, doku kavrama arabiriminde kayma veya eklemyırtı veya büyüme plakasının kırılması olmadan etkili bir şekilde kavranmalıdır. Birçok durumda, özellikle kısa tendonların için, kemik bir ucunda kavradı ve tendon diğer ucunda kavradı. Kemikler genellikle epoksi reçine13 ve polimetilmetakrilat14,15gibi malzemelere yerleştirilerek sabitlenir. Tendonlar genellikle iki kat zımpara kağıdı arasına yerleştirilir, siyanoakrilat ile yapıştırılır ve sıkıştırma kelepçeleri kullanılarak (kesit düzse) veya donmuş bir ortamda (kesit büyükse)15,16,17 . Bu yöntemler biyomekanik test murine tendonu için uygulanmıştır, ancak zorlukları örneklerin küçük boyutu ve18kemiker asla büyüme plaka, uyum uşur nedeniyle ortaya çıkar. Örneğin, murine humeral başının çapı sadece birkaç milimetre, böylece kemik kavrama zor hale. Özellikle, murin supraspinatus tendon-kemik örneklerinin gerilme testi genellikle tendon veya tendon entezi yerine büyüme plakasında başarısızlıkla sonuçlanır. Benzer şekilde, Aşil tendonunun biyomekanik testi zordur. Aşil tendonu diğer murine tendonlara göre daha büyük olmasına rağmen, calcaneus küçüktür, bu kemik kavrama zor hale. Kemik çıkarılabilir, ardından iki tendon ucu tutularak; ancak bu, tendon-kemik eki testini engellemez. Diğer gruplar özel yapım armatürleri kullanarak calcaneus kemik kavrama rapor19,20, kelepçeler ile demirleme21, kendi kendine kür plastik çimento22 sabitleme veya konik şekil yuvasıkullanarak 22, henüz bu önceki yöntemler düşük tekrarlanabilirlik, yüksek kavrama başarısızlık oranları ve sıkıcı hazırlık gereksinimleri ile sınırlı kalır.
Bu çalışmanın amacı, örnek olarak supraspinatus ve Aşil tendonuna odaklanarak, mürin tendonunun gerilme biyomekanik testi için doğru ve verimli bir yöntem geliştirmektir. Yerli kemik anatomisi, katı modelleme ve katkı maddesi üretiminden elde edilen 3Boyutlu rekonstrüksiyonların bir kombinasyonu kullanılarak kemikleri kavramak için yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Bu armatürler kemikleri etkin bir şekilde emniyete aldı, büyüme plakası arızasını önledi, numune hazırlama süresini azalttı ve test tekrarlanabilirliğini artırdı. Yeni yöntem kolayca diğer murine tendonu yanı sıra sıçan ve diğer hayvanlarda tendonu test etmek için uyarlanabilir.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr >
			<td >Agarose</td>
			<td >Fisher Scientific</td>
			<td >BP160-100</td>
			<td >Dissovle 1g in 100 ml ultrapure water to make 1% agarose&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Bruker microCT&#160;</td>
			<td >Bruker BioSpin Corp</td>
			<td >Skyscan 1272&#160;</td>
			<td>Used by authors</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >ElectroForce&#160;</td>
			<td >TA Instruments</td>
			<td >3200</td>
			<td>Testing platform</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Ethanol 200 Proof</td>
			<td >Fisher Scientific</td>
			<td >A4094</td>
			<td>Dilute to 70% and use as suggested in protocol</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Fixture to attach grips</td>
			<td >Custom made</td>
			<td ></td>
			<td>Used by authors</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Kimwipes</td>
			<td >Kimberly-Clark</td>
			<td >&#160;S-8115</td>
			<td>As suggested in protocol</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >MicroCT CT-Analyser (Ctan)</td>
			<td >Bruker BioSpin Corp</td>
			<td ></td>
			<td>Used by authors for visualizing and analyzing micro-CT scans&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >MilliQ water (Ultrapure water)</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>QGARD00R1 (or related purifier)</td>
			<td>100 ml&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Meshmixer</td>
			<td >Autodesk</td>
			<td >http://www.meshmixer.com/</td>
			<td >Free engineering software used by authors to refine mesh</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Objet EDEN 260VS&#160;</td>
			<td >Stratasys LTD</td>
			<td ></td>
			<td>Precision Prototyping</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Objet Studio</td>
			<td >Stratasys LTD</td>
			<td ></td>
			<td>Used by authors with 3D printer</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >PBS - Phosphate-Buffered Saline</td>
			<td >ThermoFisher Scientific</td>
			<td >10010031</td>
			<td >2.5 L of 10% PBS&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >S&#38;T Forceps</td>
			<td >Fine Science Tools</td>
			<td >00108-11</td>
			<td>Used by authors</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Scalpel Blade - #11</td>
			<td >Fine Science Tools</td>
			<td >10011-00</td>
			<td>Used by authors</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Scalpel Handle - #3</td>
			<td >Fine Science Tools</td>
			<td >10003-12</td>
			<td>Used by authors</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >SkyScan 1272</td>
			<td >Bruker BioSpin Corp</td>
			<td ></td>
			<td>Used by authors for visualizing and analyzing micro-CT scans&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Skyscan CT-Vox</td>
			<td >Bruker BioSpin Corp</td>
			<td ></td>
			<td>Used by authors for visualizing and analyzing micro-CT scans&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >SkyScan NRecon</td>
			<td >Bruker BioSpin Corp</td>
			<td ></td>
			<td>Used by authors for visualizing and analyzing micro-CT scans&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >SolidWorks CAD</td>
			<td >Dassault Syst&#232;mes</td>
			<td >SolidWorks Research Subsription</td>
			<td>Solid modeling computer-aided design used by authors</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >SuperGlue</td>
			<td >Loctite</td>
			<td >234790</td>
			<td>As suggested in protocol</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Testing bath</td>
			<td >Custom made</td>
			<td ></td>
			<td>Used by authors</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Thin film grips&#160;</td>
			<td >Custom made</td>
			<td ></td>
			<td>Used by authors</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >VeroWhitePlus</td>
			<td >Stratasys LTD</td>
			<td >NA</td>
			<td>3D printing material used by authors</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >WinTest&#160;</td>
			<td >WinTest Software</td>
			<td ></td>
			<td>Used by authors to collect data</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

biomechanical testing of murine tendons

Tendon bozuklukları yaygındır, her yaştan insanları etkiler ve genellikle zayıflatıcıdır. Anti-inflamatuar ilaçlar, rehabilitasyon ve cerrahi onarım gibi standart tedaviler genellikle başarısız olur. Tendon fonksiyonunu tanımlamak ve yeni tedavilerin etkinliğini göstermek için, hayvan modellerinden tendonların mekanik özellikleri doğru bir şekilde belirlenmelidir. Murine hayvan modelleri artık yaygın tendon bozuklukları çalışma ve tendinopatiiçin yeni tedavileri değerlendirmek için kullanılır; ancak fare tendonunun mekanik özelliklerini belirlemek zor olmuştur. Bu çalışmada, supraspinatus tendonu ve aşil tendonu mekanik olarak test etmek için humerus ve calcaneus atomlarına tam olarak uyan 3D baskılı armatürleri içeren tendon mekanik testleri için yeni bir sistem geliştirilmiştir. Bu armatürler yerli kemik anatomisi, katı modelleme ve katkı maddesi imalatı nın 3Boyutlu rekonstrüksiyonları kullanılarak geliştirilmiştir. Yeni yaklaşım, artifactual kavrama hatalarını (örneğin, tendon yerine büyüme plakası arızası) ortadan kaldırmıştır), genel test süresini azaltmıştır ve tekrarlanabilirliği artırmıştır. Ayrıca, bu yeni yöntem kolayca diğer hayvanların diğer murine tendonu ve tendonu test etmek için uyarlanabilir.

8 haftalık murin supraspinatus ve Aşil tendonu test etmek için 3D baskılı armatürler kullanıldı. Mekanik olarak test edilmiş tüm numuneler, mikroCT taramaları, görsel inceleme ve çekme testlerinden sonra video analizi ile karakterize edildiği gibi entezte başarısız oldu. Laboratuvarımızda supraspinatus tendon testi için önceki ve güncel yöntemlerin bire bir karşılaştırması Şekil 3'tegösterilmiştir. Önceki yöntemde28,<sup cla...

Watch this Scientific Journal Video about Biomechanical Testing of Murine Tendons at JoVE.com

Biomechanical Testing of Murine Tendons

Protokol, özel uyumlu 3D baskılı armatürleri kullanarak rürinten tülonlar için etkili ve tekrarlanabilir gerilebilir biyomekanik test yöntemlerini tanımlar.

Murine Tendonunun Biyomekanik Testi

Tendon disorders are common, affect people of all ages, and are often debilitating. Standard treatments, such as anti-inflammatory drugs, rehabilitation, ...

Protokol, fare tendonunun yeniden kullanılabilir özel uyumlu 3D baskılı armatürleri ile biyomekanik test için etkili ve tekrarlanabilir bir yöntemi açıklar. Yeni yöntemler, numuneyi saat dakikasına test etmek için gereken süreyi azaltır ve önceki yöntemlerde sık karşılaşılan bir sorun olan büyük bir tutucu yapıyı ortadan kaldırır. Bu yöntem supraspinatus ve Aşil tendonu ile sınırlı değildir.Kolayca büyük hayvanlardan diğer fare tendonu ve tendonu test adapte edilebilir. Yaklaşımın tekrarlanabilirliğini ve verimliliğini sağlamak için, burada tanımlanmamış demirbaşlar için birden fazla tasarım prototipleme ve doğrulama döngüsü gerekebilir. Başlamak için, agarose jel tüm kemik mikro bilgisayarlı tomografi tayini gerçekleştirin.Kesit görüntülerine yeniden yapılandırmadan sonra, dosya veri kümesini açmak için Dosya Aç komutunu seçin. İletişim dosyası Tercihleri'ni açın ve Gelişmiş sekmesini seçin. Daha düzgün yüzey ayrıntısı sağlayan 3B modelleri oluşturmak için uyarlamalı görüntüleme algoritmasını kullanın.Nesne kenarlığını bulmak için kullanılan komşu noktaya pikseller arasındaki mesafeyi tanımlayan yerellik parametresi olarak 10'u kullanın. Dosya boyutunu azaltmak için toleransı 0,1'e küçültün. İlgi düzeyini belirtmek için, seçili VOI aralığının üst ve alt bölümü olarak ayarlamak üzere iki görüntüyü el ile seçin ve ardından ikinci sayfa olan İlgi Alanı'na geçin.Tek bir kesit görüntüsünde ilgi çekici bölgeyi el ile seçin. Her 10 ila 15 kesit görüntüsü için YG'yi seçmeyi tekrarlayın. Ardından, üçüncü sayfaya, İkili Seçim'e geçin.Histogram menüsünde, veri kümesinin tüm görüntülerinden parlaklık histogram dağılımını göstermek için Dataset'ten'i tıklatın. Histogram menüsünde ayrıca 3B model dosya oluştur menüsünü tıklatın. STL dosya biçiminde kemiğin 3B modelini kaydedin.Meshmixer yazılımında, mesh'i içe aktarın ve düzenleme için Tümü'nü seçin. Araç Kümesi düzenlemesinden Üret'i seçin, ardından araç kümesinden Üçgen Bütçe'yi seçin hedef indirin. Üç sayıyı azaltın ve değişiklikleri kabul edin.İhracat As.To bir supraspinatus tendon humeral kemik tasarlayarak STL formatında yeni indirilen dosyayı yeniden kaydedin, humerus sürükleyici fikstür özel bir model oluşturmak için bir katı modelleme bilgisayar destekli tasarım programı kullanın. Humerus kemiğinin STL formatındaki dosyasını katı modelleme programında açın ve SLDPRT formatında bir parça dosyası olarak kaydedin. Ardından, sagittal, koronal ve enine gibi anatomik olarak alakalı üç düzlem oluşturmak için Bölüm dosyasını açın.Katı blok bileşen parçasını oluşturmak için Dosya Yeni'yi tıklatın. İki bileşenli bir montaj modeli oluşturmak için Dosya Yeni'yi tıklatın, katı blok ve sağ veya sol humerus kemiği. Tendon ve kemik arasındaki açının 180 derece olmasını sağlamak için blok içindeki kemiğin yönünü tanımlayın.Tüm kemik hacminin bloğun içine uyduğundan emin olun. Derleme penceresinde, bloğu seçin ve Derleme araç çubuğundan Bileşeni Edit'i tıklatın. Ekle, Özellikler, Boşluk'u tıklatın.Tekdüzen Ölçekleme'yi seçin ve her yöne ölçeklendirilecek değer olarak %0 girin. Kemik kısmını bastırın ve bir parçası olarak montaj kaydedin. Silindiri boşluk kısmıyla açın.Bir kroki oluşturun, humeral başının sadece 0,5 milimetre yukarısını bıraktığından emin olun. Özellikler'den Ekstrüzyon Kesimi'ni seçin. Sagital düzlem boyunca kemiği anteriorve posteriora uygun iki simetrik bileşen oluşturmak için kesin.Kemik anteriora ve posteriora uygun iki simetrik bileşenleri oluşturmak için sagittal düzlem boyunca montaj parçası kesin. Büyüme plakası arızasını önlemek için humeral kafanın sağlanması ve test sırasında humerusun modelden uzak durmasını önleyen sıkı bir açıklık tanımlamak çok önemlidir. Posterior bileşeni ve ön bileşeni bitirmek için el yazmasında açıklandığı gibi devam edin.Her iki bileşeni ayrı parça dosyaları olarak kaydedin. Şimdi Desen Ekle, Ayna ve karşı ekstremite için fikstür her bileşeni için 3D ayna modelleri oluşturmak için Ayna seçin. Bir ayna yüz düz olarak ön yüzü seçin.Yansıtacak gövde olarak parçayı seçin. Ayna düzlemini seçin ve tüm malzemeyi içeren bir çizim oluşturun. Özellikler'den, orijinal parçayı kaldırmak ve yalnızca aynalı parçayı tutmak için Ekstrüzyon Kesimi'ni seçin.Parçanın altına tıklayın ve bir kroki yapmak için bir düzlem olarak kullanın. Sketch Text'e tıklayın ve L veya R ekleyin.Bu, sol ve sağ tarafları ayırt etmek için armatürlerin altına bir etch ekler. 3D yazdırmaya hazırlık olarak tüm fikstür parçalarını STL standart dosya biçiminde kaydedin.Supraspinatus kas-tendon, humerus kemik örneği incelemek için, ilk eğilimli bir pozisyonda ötenazi fare pozisyon ve omuz doğru ön pençe dirsek yukarıdan deride bir kesi yapmak. Omuz kas görünür böylece künt diseksiyon ile dikkatle cilt kaldırmak için forceps kullanın. Kemik açığa çıkana kadar humerus çevreleyen doku çıkarın.Forceps ile humerus tutun ve dikkatle korakoakromial kemer ortaya çıkarmak için deltoid ve trapezius kasları kaldırın. AC eklemini tanımlayın ve köprücük kemiğini neşter bıçakla akromiondan dikkatlice ayırın. Supraspinatus tendonuna ve kemik ekine zarar vermemeye özen, bir neşter bıçak kullanarak skapular eki kas kaldırmak.Glenoid gelen humeral baş ayırmak ve eklem kapsülü ve infraspinatus subscapularis ve teres minör tendonu yırtarak. Humerusu ulna ve radius'dan ayırmak için dirsek eklemini ayırın. Humerus-supraspinatus tendon kas örneğini izole edin ve humerus ve humeral kafadaki fazla yumuşak dokuları temizleyin.Aşil tendonu, calcaneus kemik incelemek için, eğilimli bir pozisyonda bir ötenazi fare konumlandırın. Aşil tendonuna ve kemik ekine zarar vermemeye özen gösteren deri, ayak bileği ve diz eklemlerinin etrafındaki kasların açığa çıkarak künt diseksiyonla deriyi çıkarın. Aşil tendonu-calcaneus eki başlayarak, bir neşter bıçak kullanarak, dikkatle proksimal ekleri gastroknemius kas ayırmak.Calcaneus'u çeşitli bitişik kemiklerden dikkatlice ayırın ve Aşil tendonu-calcaneus örneğini izole edin ve fazla yumuşak dokuları temizleyin. Tendonun kesit alanını belirlemek için, agarose jelve tendon ve kas dışında kemik ile agarose jel ile dolu kriyotube örnek askıya almak için baş aşağı kemik yerleştirin. Mikro bilgisayarlı tomografi kullanılarak taraya alındıktan sonra, neşter bıçağı kullanarak kasları tendondan hafifçe çıkarın.Kemiği 3D baskılı fikstüre takın ve test ızgaralarına takın. Katlanmış ince bir kağıt arasında tendon takın ve yapıştırın ve ince film kulpları kullanarak kelepçeleyin. Numuneyi ve kulpları 37 santigrat derecede pbs test banyosuna yerleştirin ve mekanik bir test yapın.Bu çalışmada, kemiği kavramak için yeniden kullanılabilir 3D baskılı armatürler kullanılarak numune hazırlama süresi saatler dakikaya düşürüldü. Mevcut yöntemlerle supraspinatus tendonunun çekme testi için temsili yük deformasyon eğrileri büyüme plakası arızası gibi büyük kavrama artifası ortadan kaldırmaktadır. Supraspinatus ve Aşil tendonunun mekanik özellikleri, P değeri 0.05'ten az olan eşleşmemiş T testlerine dayalı olarak cinsiyetin önemli bir etkisini göstermektedir.Mikro CT başarıyla Aşil tendonu uzunluğu boyunca supraspinatus tendon uzunluğu boyunca kesit alanı ölçüldü. Her anatomik sitenin etkili kavrama için gerekli özel tasarım kriterlerine sahip olduğunu unutmamak önemlidir. Bu nedenle, her fikstür için tasarım buna göre uyarlanmalıdır.Bu fikstür, arıza yaslanması için çekme testine ek olarak, tendon yorgunluğu ve viskozezik özellikleri hakkında bilgi sağlayan döngüsel yükleme testleri için de kullanılabilir. Bu küçük dokuları kavramada zorluk, sıkıcı ve zaman alan numune hazırlama yöntemleri ve büyüme plakası kırıkları gibi bir takım nedenlerden dolayı literatürde mürin tendonlarının mekanik özelliklerinin karakterize imal edilebistir. Bu protokol, etkili kavrama hatalarını ortadan kaldıran ve bir günde test edilebilen numune sayısını üçkatına çıkaran fare tendonu test etmek için zaman açısından verimli ve tekrarlanabilir bir yöntem sunar.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Directed Cellular Self-Assembly to Fabricate Cell-Derived Tissue Rings for Biomechanical Analysis and Tissue Engineering

Hücresel Self-Meclis Biyomekanik Analizi ve Doku Mühendisliği, Hücre-Türetilmiş Doku Yüzüklerin Üretiyor yönelik

Each year, hundreds of thousands of patients undergo coronary artery bypass surgery in the United States.1 Approximately one third of these patients do ...

Mechanical Testing of Mouse Carotid Arteries: from Newborn to Adult

Fare Karotid Arterler Mekanik Test: Yenidoğan gelen Yetişkin için

The large conducting arteries in vertebrates are composed of a specialized extracellular matrix designed to provide pulse dampening and reduce the work ...

Determination of the Transport Rate of Xenobiotics and Nanomaterials Across the Placenta using the ex vivo Human Placental Perfusion Model

Determination of the Transport Rate of Xenobiotics and Nanomaterials Across the Placenta using the ex vivo Human Placental Perfusion Model

Plasenta karşısında Ksenobiyotik ve Nanomalzemelerin Ulaştırma Hızı belirlenmesi kullanarak<em&gt; Ex vivo</em&gt; İnsan Plasental Perfüzyon Modeli

Decades ago the human placenta was thought to be an impenetrable barrier between mother and unborn child. However, the discovery of thalidomide-induced ...

Biomechanical Characterization of Human Soft Tissues Using Indentation and Tensile Testing

Girinti ve Çekme Test Kullanarak İnsan Yumuşak Doku biyomekanik Karakterizasyonu

Regenerative medicine aims to engineer materials to replace or restore damaged or diseased organs. The mechanical properties of such materials should ...

An Experimental and Finite Element Protocol to Investigate the Transport of Neutral and Charged Solutes across Articular Cartilage

Deneysel ve Sonlu Eleman Protokolü Eklem Kıkırdak genelinde Nötr ve Yüklü Çözünenlerin Ulaştırma Araştırma

Osteoarthritis (OA) is a debilitating disease that is associated with degeneration of articular cartilage and subchondral bone. Degeneration of articular ...

A Test Bed to Examine Helmet Fit and Retention and Biomechanical Measures of Head and Neck Injury in Simulated Impact

Kask uyum ve saklama ve biyomekanik önlemlerine baş ve boyun yaralanma simüle darbe incelemek için bir Test yatağı

Conventional wisdom and the language in international helmet testing and certification standards suggest that appropriate helmet fit and retention during ...

Methods for In Vivo Biomechanical Testing on Brachial Plexus in Neonatal Piglets

Methods for In Vivo Biomechanical Testing on Brachial Plexus in Neonatal Piglets

Yenidoğan Domuzcuklarda Brakiyal Pleksus Üzerinde In Vivo Biyomekanik Test Yöntemleri

Neonatal brachial plexus palsy (NBPP) is a stretch injury that occurs during the birthing process in nerve complexes located in the neck and shoulder ...

Biaxial Basal Tone and Passive Testing of the Murine Reproductive System Using a Pressure Myograph

Biaksiyel Bazal Tonu ve Basınç Miyografkullanarak Mürin üreme sisteminin pasif testi

The female reproductive organs, specifically the vagina and cervix, are composed of various cellular components and a unique extracellular matrix (ECM). ...

The Quantification of Injectability by Mechanical Testing

Mekanik Test ile Enjektabllığın Ölçülmesi

Injectable biomaterials are becoming increasingly popular for the minimally invasive delivery of drugs and cells. These materials are typically more ...

Optical Coherence Tomography Based Biomechanical Fluid-Structure Interaction Analysis of Coronary Atherosclerosis Progression

Koroner Ateroskleroz İlerlemesinin Optik Koherens Tomografi Tabanlı Biyomekanik Akışkan-Yapı Etkileşim Analizi

In this paper, we present a complete workflow for the biomechanical analysis of atherosclerotic plaque in the coronary vasculature. With atherosclerosis ...