Name: maximum isometric tetanic force measurement of the tibialis anterior muscle in the rat
Uploaded: 2021-06-26T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Maximum Isometric Tetanic Force Measurement of the Tibialis Anterior Muscle in the Rat at JoVE.com

本出版物中报告的研究得到了国家卫生研究院国家神经系统疾病和中风研究所的支持，该研究所获得第1号RO1 NS 102360奖。内容完全由作者负责，不一定代表国家卫生研究院的官方观点。

所有动物程序均经机构动物护理和使用委员会（IACUC A334818）批准执行。
1. 力传感器的校准
<ol><li>确保计算机正确连接到 USB-6009 多功能 I/O 数据采集 （DAQ） 设备，该设备应连接到力传感器。 注：其他大鼠菌株和物种可能需要不同的负载细胞力转导器，因为预计更高的力为44。</li>
	<li>将定制夹子从经过修改的手术增压器制成，连接到真空基可调杆臂上的?...

该协议描述了一个先前验证的方法，以获得准确的最大ITF测量TA肌肉在老鼠模型32。实验性神经重建治疗后最大力量的恢复是临床环境的主要兴趣，因为它证明神经不仅再生，而且与目标肌肉建立工作联系。ITF可用于小神经间隙模型，如大鼠坐骨神经模型32，并且通过对协议的一些修改，它也可以用于更大的神经间隙兔子模型33。
<p class="jove_...

外周神经外伤后运动功能丧失对患者生活质量和社会经济地位有重大影响。由于4年来手术技术的改善最小，这个病人群体的预后仍然很差。直接端到端无张力硬膜外修复形成黄金标准的手术重建。然而，在神经间隙扩大的情况下，自体神经移植的插位已被证明是优越的5，6。相关的捐赠网站发病率和有限的自体神经移植物的可用性已经强制需要替代技术7，8。
实验动物模型已被用来阐明外周神经再生的机制，并评估各种重建和药理治疗方案8，9的结果。大鼠坐骨神经模型是最常用的动物模型10。它们体积小，便于处理和存放。由于其最高级的神经再生潜力，干预和评估结果之间的时间减少可能导致相对较低的成本11，12。它使用的其他优点包括形态相似于人类神经纤维和大量的比较/历史研究13。虽然应谨慎对待后者，因为研究之间各种不同的结果衡量，使得很难比较结果14、15、16、17、18。
评估神经再生结果的措施范围从电生理学到组织形态学，但这些方法意味着相关性，但不一定直接测量运动功能14，15的恢复。再生神经纤维可能无法建立适当的连接，这可能导致高估功能连接的数量14，15，19，20。最好的和临床上最相关的测量，以证明正确的重新插入末端器官仍然是评估肌肉功能21，22，23。然而，为动物模型创建运动功能评估工具具有挑战性。麦地纳塞利等人首先描述了行走轨迹分析，这是自21、24、25、26、27、28实验中用于评估功能恢复的最常用方法。行走轨迹分析根据对行走大鼠21、29的爪印的测量来量化坐骨功能指数（SFI）。行走轨迹分析的主要局限性，如脚趾收缩、自动变异、打印涂抹以及与其他重新插入措施的关联性差，因此必须使用其他参数来量化功能恢复30、31。
在此前对刘易斯大鼠32和新西兰兔子33的研究中，我们验证了对头骨前部（TA）肌肉的等量泰顿力（ITF）测量，并证明了其在不同类型的神经修复34、35、36、37、38、39后肌肉恢复评估中的有效性。 TA肌肉非常适合，因为它的体积相对较大，内向由坐骨神经的腹膜分支和良好的阐明生化特性40，41，42，43。当肌肉长度（预加载力）和电气参数得到优化时，ITF 提供 32 号大鼠和 33 号兔子的侧向变异性分别为4.4%和7.5%。
本文在大鼠坐骨神经模型中提供了ITF测量的详细方案，包括对必要的手术前规划、手术方法和普通腹股神经和解剖TA肌腱的解剖的透彻描述。使用刺激强度和持续时间的预先确定值，将定义最佳肌肉长度和刺激脉冲频率。使用这四个参数，可以随后持续准确地测量 ITF。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.9% Sodium Chloride</td>
			<td>Baxter Healthcare Corporation, Deerfield, IL, USA</td>
			<td>G130203</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 mm Kirshner wires</td>
			<td>Pfizer Howmedica, Rutherford, NJ</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adson Tissue Forceps</td>
			<td>ASSI, Westbury, NY, USA</td>
			<td>MTK-6801226</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bipolar electrode cables</td>
			<td>Grass Instrument, Quincy, MA</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bipolar stimulator device</td>
			<td>Grass SD9, Grass Instrument, Quincy, MA</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton-tip Applicators</td>
			<td>Cardinal Health, Waukegan, IL, USA</td>
			<td>C15055-006</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curved Mosquito forceps</td>
			<td>ASSI, Westbury, NY, USA</td>
			<td>MTK-1201112</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Force Transducer MDB-2.5</td>
			<td>Transducer Techniques, Temecula, CA</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gauze Sponges 4x4</td>
			<td>Covidien, Mansfield, MA, USA</td>
			<td>2733</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ground cable</td>
			<td>Grass Instrument, Quincy, MA</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane chamber</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Custom-made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine</td>
			<td>Ketalar, Par Pharmaceutical, Chestnut, NJ</td>
			<td>42023-115-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LabView Software</td>
			<td>National Instruments, Austin, TX</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Loop</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Custom-made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microsurgical curved forceps</td>
			<td>ASSI, Westbury, NY, USA</td>
			<td>JFA-5B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microsurgical scissors</td>
			<td>ASSI, Westbury, NY, USA</td>
			<td>SAS-15R-8-18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microsurgical straight forceps</td>
			<td>ASSI, Westbury, NY, USA</td>
			<td>JF-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Retractor</td>
			<td>ASSI, Westbury, NY, USA</td>
			<td>AG-124426</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel Blade No. 15</td>
			<td>Bard-Parker, Aspen Surgical, Caledonia, MI, USA</td>
			<td>371115</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Slim Body Skin Stapler</td>
			<td>Covidien, Mansfield, MA, USA</td>
			<td>8886803512</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Subminiature electrode</td>
			<td>Harvard Apparatus, Holliston, MA</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Nerve Stimulator</td>
			<td>Checkpoint Surgical LCC, Cleveland, OH, USA</td>
			<td>9094</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Terrell Isoflurane</td>
			<td>Piramal Critical Care Inc., Bethlehem, PA, USA</td>
			<td>H961J19A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Testing platform</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Custom-made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetontomy Scissors</td>
			<td>ASSI, Westbury, NY, USA</td>
			<td>ASIM-187</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Traceable Big-Digit Timer/Stopwatch</td>
			<td>Fisher Scientific, Waltham, MA, USA</td>
			<td>S407992</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>USB-6009 multifunctional I/O data acquisition (DAQ) device</td>
			<td>National Instruments, Austin, TX</td>
			<td>779026-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Base Holder</td>
			<td>Noga Engineering &#38; Technology Ltd., Shlomi, Isreal</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Attached clamp is custom-made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weight (10 g)</td>
			<td>Denver Instruments, Denver, CO, USA</td>
			<td>820010.4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weight (20 g)</td>
			<td>Denver Instruments, Denver, CO, USA</td>
			<td>820020.4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weight (50 g)</td>
			<td>Denver Instruments, Denver, CO, USA</td>
			<td>820050.4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine</td>
			<td>Xylamed, Bimeda MTC Animal Health, Cambridge, Canada</td>
			<td>1XYL002</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

maximum isometric tetanic force measurement of the tibialis anterior muscle in the rat

创伤性神经损伤导致大量功能丧失，段神经缺陷往往需要使用自体介置神经移植。由于其可用性和相关的供体侧发病率有限，神经再生领域的许多研究侧重于替代技术，以弥合部分神经间隙。为了研究手术或药理实验治疗方案的结果，大鼠坐骨神经模型经常被用作生物分析。大鼠模型中使用各种结果测量来确定神经再生的程度。目标肌肉的最大输出力仍然是实验疗法临床转化最相关的结果。对大鼠肌肉收缩的等分力测量以前被描述为一种可重复和有效的技术，用于评估大鼠和兔子模型中神经损伤或修复后的运动恢复。在这段视频中，我们将提供这个宝贵的程序的分步指导，以评估使用优化参数的老鼠坐骨神经缺陷模型中头肌前肌肉的功能恢复。除了手术方法和解剖常见的腹神经和头骨前肌腱外，我们将描述必要的手术前准备。将详细介绍了等轴测泰塔尼奇力测量技术。解释确定最佳肌肉长度和刺激脉冲频率，并测量最大的泰太尼肌肉收缩。

用于测量 ITF 测量的五个参数。这些包括肌肉张力（预加载力）、刺激强度（电压）、刺激脉冲频率、0.4毫秒的刺激持续时间和2毫秒的延迟。在测量 ITF 之前，在参数测试期间，必须使用两次强度为 2 V 的单抽搐肌肉收缩来确定最佳肌肉张力。这些刺激会导致爪子的多螺旋，并在 VI （图 5） 中的图形上产生输出信号。理想情况下，这些单抽搐曲线具有代表收缩期的快速垂直?...

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Maximum Isometric Tetanic Force Measurement of the Tibialis Anterior Muscle in the Rat

运动恢复评估仍然是实验外周神经研究的基准结果衡量标准。对大鼠前肌的等分测量是评估坐骨神经缺陷重建后功能结果的宝贵工具。本文详细介绍了方法和细微差别。

最大等轴泰塔尼奇力测量大鼠的蒂比亚利斯前肌肉

Traumatic nerve injuries result in substantial functional loss and segmental nerve defects often necessitate the use of autologous interposition nerve ...

本视频的总体目标是提供一个分步指导，如何测量大鼠前肌肉的等轴测泰塔尼奇力，这是评估坐骨神经损伤或重建后功能恢复的可重复和验证的方法。大鼠坐骨神经缺陷模型常用于评估外周神经损伤的实验治疗方案。为了复制大鼠段神经缺陷的黄金标准治疗，通常将坐骨神经的10毫米段作为插位自动移植物倒置。在实验治疗中，神经间隙可以使用其他技术重建，如神经同位素或导流器。对于这些实验技术的临床翻译，测量目标肌肉运动功能恢复的程度非常重要。在这个视频中，我们将描述如何通过刺激常见的腹神经来为头骨前肌肉做到这一点。通过校准力传感器开始程序。将测试平台放置在程序桌上，其中包含两个木块。确保计算机连接到数据采集设备，而数据采集设备应连接到强制传感器。使用真空基座将力传感器垂直连接到测试平台上。将环固定到夹子上以获得校准重量。打开软件并运行用于等轴测量泰太子力测量的虚拟仪器，并选择新的校准。校准从循环上的零重量开始。连续，用10，20，30和50克的重量，并收集数据之间的每个重量测量。收集所有五个重量测量后选择过程。如果校准成功，图形应描绘正线性曲线，接受继续的值。从夹子上取下环和重量，并在测试平台上水平重新定位力传感器。选择零以完成校准过程。使用异氟素室诱导麻醉后，剃下后肢，将鼠放在37度的加热垫上。通过注射氯胺酮和木兰辛鸡尾酒对大鼠进行深度麻醉，并按皮下施用五至六毫升盐水，在整个过程中保持足够的水化状态。将老鼠放在一边，并创建一个2至3厘米的后大腿切口，与股骨平行。为了暴露坐骨神经的腹膜神经分支，通过解剖这些肌肉之间的面部平面，将二头肌股骨质肌肉与臀部和大块的横向肌肉分开。将收缩器放在分离的肌肉之间，以便更好地进入坐骨神经。识别坐骨神经进入腹膜神经、头骨神经和听觉神经的三叉。使用弯曲的钳子解剖周围组织的腹神经分支。在不确定的情况下，轻轻捏紧神经，观察运动反应是否是后爪的背动。要暴露头骨前肌肉，将鼠放在他的背上，并弯曲下肢的前侧，从膝盖关节开始，下降到爪子的平庸侧。将分离的头骨前肌腱从周围的组织中分离出来。使用蚊钳直截了当地解剖肌腱，直截了当地进行插入，并在插入点切开肌腱。等轴测泰顿力测量过程的第一步是优化肌肉长度，也称为参数测试。将大鼠与加热垫一起转移到测试平台，使用两根 1 毫米 k 线将后肢固定到木块上。钻第一根 K 线穿过股骨，第二根穿过脚踝。将子电极的支架连接到测试平台上，并将夹子放置在腹神经的位置周围。将地面电缆插入周围的肌肉，并将缩回缩回，以便进入腹腔神经。将双极电极电缆连接到子极中，并使用弯曲的钳子将电极钩绕在腹神经周围。使用夹子固定支架的位置。将前肌腱夹在紧贴在力传感器上的夹子上。为了进行精确测量，力传感器的位置必须与头骨前肌肉的路线平行。确保鼠参考电缆放置在子电极和黑色主动电极电缆附近。将这些电缆和地面电缆连接到双极刺激器设备。为了优化肌肉长度，将双极刺激器的设置调整为延迟两毫秒，持续时间为 0.4 毫秒，刺激强度为 2 伏特。一旦一切都连接良好，将软件设置为参数测试并按触发器集合。通过移动连接到力传感器的杠杆臂来增加肌肉长度（也称为预加载）。预加载是屏幕上图形顶部的大套件。从 10 克预加载开始，通过向下按下双极模拟器上的刺激按钮，提供两个单抽搐。输出将在图上显示为两个峰值输出力，并且大鼠应显示爪子的后缀。再次按触发集合以测量这两个峰值。通常，程序会自动检测峰值。在这种情况下，媒体接受继续。但是，如果软件无法识别峰值，请单击"下降"并手动选择峰值。两个输出力将平均达到平均峰值输出力，该输出力将呈现在图的右侧。然后，可以通过从此平均峰值输出力中减去预加载来计算活动肌肉力。使用 10 克预加载的增量，直到确定导致最大活动肌肉力量的预加载。每次预加载测量应以同样的方式进行，按下双极模拟器上的刺激按钮两次向下。为了使这个过程更容易，写下每个预加载的活跃肌肉力量，并停止增加预加载，只要活动肌肉力下降。在此示例中，最大活动肌肉力在预加载 20 克时切换。预加载产生最高的活动肌肉力量，换句话说，最佳的肌肉长度，将用于测量等轴测的泰塔尼奇力。释放肌肉的张力，用加热盐水滋润肌肉。等待五分钟，然后开始测量等轴测的泰塔尼奇力。在等待时，将刺激强度调整为 10 伏特，使持续时间延长 0.4 毫秒，延迟 2 毫秒。等轴测泰塔尼奇力将使用增加的频率来测量，从30赫兹开始。从参数测试切换到软件上的频率测试，并将力传感器移动到预先确定的最佳肌肉长度。现在通过向上按下双极模拟器上的刺激按钮最多五秒钟或直到清晰观察到力峰值来诱导泰塔尼奇刺激。最佳的泰太尼曲线急剧增加，然后有一个缓慢下降的高原阶段，然后急剧下降。记录每个刺激频率的力峰值。让肌肉在零预装时休息五分钟，并在每次测量之间用加热盐水滋润肌肉。使用增量 30 赫兹和分辨率 10 赫兹，直到观察到最大力高原。这将是等轴泰塔尼奇的力量。使用主食或缝合物关闭皮肤，并重复整个过程到反向后肢。在反面完成测量后，对动物进行安乐死。观看完这段视频后，您应该对如何可重复测量经过坐骨神经重建的老鼠的等轴测泰塔尼奇肌肉力量有很好的了解。

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