Name: تسليط الضوء على المؤلف: دمج التحليل الميكانيكي والبيولوجي في أبحاث اعتلال الأوتار
Uploaded: 2024-03-01T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Integrating Mechanical and Biological Analysis in Tendinopathy Research at JoVE.com

نود أن نعترف بدعمنا التمويلي: صندوق أبحاث جو فالون ، وصندوق أبحاث الدكتور لويس ميكس BIDMC للطب الرياضي ، ومنحة داخلية (AN) ، وكلها من BIDMC Orthopaedics ، إلى جانب دعم من المعاهد الوطنية للصحة (2T32AR055885 (PMW)).

أجريت هذه الدراسة وفقا لموافقة اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام (IACUC) في مركز بيث إسرائيل ديكونيس الطبي. تم تخدير باستخدام 5٪ إيزوفلوران للتحريض و 2.5٪ للصيانة ، وتم توخي الحذر لتجنب انخفاض حرارة الجسم.
1. إعداد نظام الاختبار
<ol><li>تحكم في دوران الكاحل السلبي بواسطة مح?...

التحميل الميكانيكي الدوري لإحداث اعتلال الأوتار في وتر أخيل الفئران

<ol>
	<li>Kaux, J. F., Forthomme, B., Goff, C. L., Crielaard, J. M., Croisier, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+opinions+on+tendinopathy.">Current opinions on tendinopathy.</a> J Sports Sci Med. 10 (2), 238-253 (2011).</li><li>Maffulli, N., Longo, U. G., Kadakia, A., Spiezia, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Achilles+tendinopathy.">Achilles tendinopathy.</a> Foot Ankle Surg. 26 (3), 240-249 (2020).</li><li>Teunis, T., Lubberts, B., Reilly, B. T., Ring, 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+systematic+review+and+pooled+analysis+of+the+prevalence+of+rotator+cuff+disease+with+increasing+age.">A systematic review and pooled analysis of the prevalence of rotator cuff disease with increasing age.</a> J Shoulder Elbow Surg. 23 (12), 1913-1921 (2014).</li><li>von Rickenbach, K. J., Borgstrom, H., Tenforde, A., Borg-Stein, J., McInnis, K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Achilles+tendinopathy:+evaluation,+rehabilitation,+and+prevention.">Achilles tendinopathy: evaluation, rehabilitation, and prevention.</a> Curr Sports Med Rep. 20 (6), 327-334 (2021).</li><li>Aicale, R., Oliviero, A., Maffulli, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Management+of+Achilles+and+patellar+tendinopathy:+what+we+know,+what+we+can+do.">Management of Achilles and patellar tendinopathy: what we know, what we can do.</a> J Foot Ankle Res. 13 (1), 59 (2020).</li><li>Jarvinen, T. 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=Achilles+tendon+injuries.">Achilles tendon injuries.</a> Curr Opin Rheumatol. 13 (2), 150-155 (2001).</li><li>Silbernagel, K. G., Hanlon, S., Sprague, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+clinical+concepts:+conservative+management+of+Achilles+tendinopathy.">Current clinical concepts: conservative management of Achilles tendinopathy.</a> J Athl Train. 55 (5), 438-447 (2020).</li><li>Tayfur, 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=Are+landing+patterns+in+jumping+athletes+associated+with+patellar+tendinopathy?+A+systematic+review+with+evidence+gap+map+and+meta-analysis.">Are landing patterns in jumping athletes associated with patellar tendinopathy? A systematic review with evidence gap map and meta-analysis.</a> Sports Med. 52 (1), 123-137 (2022).</li><li>Malliaras, P., Cook, J. L., Kent, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduced+ankle+dorsiflexion+range+may+increase+the+risk+of+patellar+tendon+injury+among+volleyball+players.">Reduced ankle dorsiflexion range may increase the risk of patellar tendon injury among volleyball players.</a> J Sci Med Sport. 9 (4), 304-309 (2006).</li><li>Backman, L. J., Danielson, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low+range+of+ankle+dorsiflexion+predisposes+for+patellar+tendinopathy+in+junior+elite+basketball+players:+a+1-year+prospective+study.">Low range of ankle dorsiflexion predisposes for patellar tendinopathy in junior elite basketball players: a 1-year prospective study.</a> Am J Sports Med. 39 (12), 2626-2633 (2011).</li><li>Glazebrook, M. A., Wright, J. R., Langman, M., Stanish, W. D., Lee, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Histological+analysis+of+achilles+tendons+in+an+overuse+rat+model.">Histological analysis of achilles tendons in an overuse rat model.</a> J Orthop Res. 26 (6), 840-846 (2008).</li><li>Carpenter, J. E., Flanagan, C. L., Thomopoulos, S., Yian, E. H., 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=The+effects+of+overuse+combined+with+intrinsic+or+extrinsic+alterations+in+an+animal+model+of+rotator+cuff+tendinosis.">The effects of overuse combined with intrinsic or extrinsic alterations in an animal model of rotator cuff tendinosis.</a> Am J Sports Med. 26 (6), 801-807 (1998).</li><li>Gao, H. 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=Increased+serum+and+musculotendinous+fibrogenic+proteins+following+persistent+low-grade+inflammation+in+a+rat+model+of+long-term+upper+extremity+overuse.">Increased serum and musculotendinous fibrogenic proteins following persistent low-grade inflammation in a rat model of long-term upper extremity overuse.</a> PLoS One. 8 (8), e71875 (2013).</li><li>Fung, 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=Early+response+to+tendon+fatigue+damage+accumulation+in+a+novel+in+vivo+model.">Early response to tendon fatigue damage accumulation in a novel in vivo model.</a> J Biomech. 43 (2), 274-279 (2010).</li><li>Ueda, Y., 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=Molecular+changes+to+tendons+after+collagenase-induced+acute+tendon+injury+in+a+senescence-accelerated+mouse+model.">Molecular changes to tendons after collagenase-induced acute tendon injury in a senescence-accelerated mouse model.</a> BMC Musculoskelet Disord. 20 (1), 120 (2019).</li><li>Bloom, E., 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=Overload+in+a+rat+in+vivo+model+of+synergist+ablation+induces+tendon+multi-scale+structural+and+functional+degeneration.">Overload in a rat in vivo model of synergist ablation induces tendon multi-scale structural and functional degeneration.</a> J Biomech Eng. 145 (8), 081003 (2023).</li><li>Williamson, P. 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=A+passive+ankle+dorsiflexion+testing+system+to+assess+mechanobiological+and+structural+response+to+cyclic+loading+in+rat+Achilles+tendon.">A passive ankle dorsiflexion testing system to assess mechanobiological and structural response to cyclic loading in rat Achilles tendon.</a> J Biomech. 156, 111664 (2023).</li><li>Oliveira, L. F., Peixinho, C. C., Silva, G. A., Menegaldo, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+passive+mechanical+properties+estimation+of+Achilles+tendon+using+ultrasound.">In vivo passive mechanical properties estimation of Achilles tendon using ultrasound.</a> J Biomech. 49 (4), 507-513 (2016).</li></ol>

تقدم هذه الدراسة طريقة لتحميل وتر أخيل الفئران دوريا بنظام انثناء ظهر الكاحل السلبي لنموذج اعتلال الأوتار الناجم عن الإفراط في الاستخدام في الجسم الحي . تكمن أهمية النظام في قدرته على عزل وتر العرقوب ، وتطبيق أحمال قابلة للقياس الكمي دون الوصول جراحيا إلى الوتر ، وقياس خصائص الوتر ...

نظرا لأن الأوتار تربط العضلات بالعظام وتعاني من حركات متكررة يومية طوال حياتها ، فهي معرضة بشدة لإصابات الإفراط في الاستخدام المؤلمة والمحدودة وتؤدي إلى ضعف الوظيفة الميكانيكية ، مما يؤثر على 30-50٪ من السكان1. اعتلال الأوتار هي حالات مزمنة تعتبر إصابات الإفراط في الاستخدام بسبب حركات التعب المتكررة وعدم كفاية الشفاء لمستويات ما قبل الإصابة. يتأثر كل من الأطراف العلوية والسفلية بشكل شائع ، بما في ذلك الكفة المدورة والكوع ووتر العرقوب والوتر الرضفي2،3،4،5. اعتلال وتر العرقوب شائع في الأنشطة التي تنطوي على الجري والقفز ، وخاصة الرياضيين المشاركين في سباقات المضمار والميدان ، والجري لمسافات متوسطة وطويلة ، والتنس ، ورياضات الكرة الأخرى ، مما يؤثر على 7-9٪ من العدائين 6,7. قد تتسبب الإصابات الناتجة عن الجري والقفز أيضا في انثناء ظهر الكاحل المحدود ، وهو عامل خطر لاعتلال العرقوب واعتلال الأوتار الرضفي8،9،10. وبالتالي ، هناك حاجة إلى تقييم وتوصيف أفضل لاعتلال الأوتار ، والذي يمكن أن توفره هذه الدراسة كنموذج للفئران من الانثناء الظهري السلبي للكاحل للإفراط في إصابات وتر العرقوب.
كان العمل السابق باستخدام نماذج الصغيرة يهدف إلى دراسة تطور وعلامات اعتلال الأوتار. وتشمل هذه التمارين جهاز المشي ، والوصول المتكرر ، وتحميل الأوتار المباشر ، وحقن الكولاجيناز ، والجراحة ، والدراسات في المختبر 11،12،13،14،15،16. على الرغم من أن الأدبيات قد استفادت من تحديد علامات الضرر من استخدام نماذج اعتلال الأوتار هذه ، إلا أن القيود تشمل تحميل الوتر في حركات مشتركة غير ذات صلة من الناحية الفسيولوجية ، كما في حالة التحميل المباشر للوتر ، وليس قياس الأحمال المطبقة مباشرة ، مثل دراسات جهاز المشي ، وعدم استخدام الإفراط الفسيولوجي ، كما هو الحال بالنسبة لحقن الكولاجيناز ، من بين أمور أخرى. تحقيقا لهذه الغاية ، تهدف هذه الدراسة إلى تطوير نظام يطبق الأحمال الكمية غير الغازية على وتر العرقوب مع تطبيق دراسات اعتلال الأوتار الناجم عن الإفراط في الاستخدام لسد الفجوات في النماذج الحيوانية الصغيرة المطورة سابقا لاعتلال الأوتار. أجرينا دراسة تجريبية لإثبات أن النظام يحفز تغييرات قابلة للتكرار في الخواص الميكانيكية على مدى مجموعة من دورات التحميل. يتيح هذا النظام الحركة والتحميل المناسبين من الناحية الفسيولوجية للحث على الإفراط في الاستخدام مع تحديد وقياس القوى المطبقة على الوتر وتجربتها أثناء نظام التحميل في نفس الوقت.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1/32&#39;&#39; Aluminum beads</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2.5% isoflurane</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D digitizing pen</td>
			<td>Polhemus, Vermont, NH, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D electromagnetic positioning and orientation sensor</td>
			<td>Polhemus, Vermont, NH, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5% isoflurane</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Customized device: 1) Assembly, sensors, 3D printed animal bed and ankle mount actuator</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Assembled as described in manuscript</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB code</td>
			<td>MATLAB, Natick, MA, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcontroller</td>
			<td>Ivrea, Italy</td>
			<td>Arduino UNO, Rev3&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nose cone</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel and scalpel holder</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>No. 11 scalpel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sprague-Dawley rats</td>
			<td>Charles River Laboratories, Wilmington, MA, USA</td>
			<td></td>
			<td>11-13 weeks old</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stepper driver</td>
			<td>SparkFun Electronics, Niwot, CO 80503</td>
			<td>DM542T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stepper motor</td>
			<td>SparkFun Electronics, Niwot, CO 80503</td>
			<td>23HE30-2804S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Straight forceps</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Torque sensor assembly</td>
			<td>Futek Inc., Irvine, CA, USA&#160;</td>
			<td>FSH03985, FSH04473, FSH03927</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water heating pad</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a passive ankle dorsiflexion testing system for an in vivo model of overuse-induced tendinopathy

اعتلال الأوتار هو حالة وترية مزمنة تؤدي إلى الألم وفقدان الوظيفة وتنتج عن الحمل الزائد المتكرر للوتر ووقت الشفاء المحدود. يصف هذا البروتوكول نظام اختبار يطبق دوريا الأحمال الميكانيكية عبر الانثناء الظهري السلبي على وتر أخيل الفئران. يتكون الكود المكتوب خصيصا من قياسات التحميل قبل وبعد التحميل الدوري لتقييم تأثيرات بروتوكول التحميل جنبا إلى جنب مع نظام تحميل التعب الدوري القائم على التحكم في التغذية المرتدة. 
استخدمنا 25 فأرا من Sprague-Dawley لهذه الدراسة ، مع 5 فئران لكل مجموعة تتلقى إما 500 أو 1,000 أو 2,000 أو 3,600 أو 7,200 دورة من أحمال التعب. تم حساب النسبة المئوية للفروق بين قياسات التحميل قبل وبعد الدورة الدورية للتباطؤ ، وإجهاد الذروة ، ووحدات التحميل والتفريغ. توضح النتائج أن النظام يمكن أن يحدث درجات متفاوتة من الضرر لوتر العرقوب بناء على عدد الأحمال المطبقة. يقدم هذا النظام نهجا مبتكرا لتطبيق درجات متفاوتة من الأحمال الدورية الكمية والفسيولوجية على وتر العرقوب للحصول على نموذج في الجسم الحي لإصابة وتر الإفراط في الاستخدام الناجم عن التعب.

As tendons connect muscle to bone and experience daily repetitive motions throughout their lifetime, they are highly prone to overuse injuries that are painful and limiting and result in impaired mechanical function, affecting 30-50% of the population1. Tendinopathies are chronic conditions considered overuse injuries due to repetitive fatigue motions and inadequate healing to pre-injury levels. Both upper and lower extremities are commonly affected, including the rotator cuff, elbow, Achilles tendon, and patellar tendon2,3,4,5. Achilles tendinopathy is common in activities involving running and jumping, especially athletes involved in track and field, middle- and long-distance running, tennis, and other ball sports, affecting 7-9% of runners6,7. Injuries from running and jumping may also cause limited ankle dorsiflexion, which is a risk factor for Achilles and patellar tendinopathies8,9,10. Thus, there is a need for a better assessment and characterization of tendinopathy, which this study can provide as a rat model of passive ankle dorsiflexion for overuse Achilles tendon injuries.
Previous work using small animal models has been aimed at studying the development and markers of tendinopathy. These include treadmill exercise, repetitive reaching, direct tendon loading, collagenase injections, surgery, and in vitro studies11,12,13,14,15,16. Although the literature has benefited from the identification of damage markers from employing these tendinopathy models, limitations include loading the tendon in non-physiologically relevant joint motions, as in the case of direct loading of the tendon, not directly measuring applied loads, such as for treadmill studies, and not using physiological overuse, as in the case for collagenase injections, among others. To that end, this study aimed to develop a system that noninvasively applies quantified loads to the Achilles tendon with the application for overuse-induced tendinopathy studies to fill the gaps in previously developed small animal models for tendinopathy. We performed a pilot study to demonstrate that the system induces reproducible changes in mechanical properties over a range of loading cycles. This system enables physiologically relevant motion and loading to induce overuse while simultaneously quantifying and measuring the forces applied to and experienced by the tendon during the loading regimen.

تسليط الضوء على المؤلف: دمج التحليل الميكانيكي والبيولوجي في أبحاث اعتلال الأوتار 

نظام اختبار انثناء ظهر الكاحل السلبي لنموذج في الجسم الحي لاعتلال الأوتار الناجم عن الإفراط في الاستخدام

Our work addresses the mechano biological factors involved in the initiation and progression of overuse induced tendinopathy. The questions we are trying to answer include what factors of exercise, such as frequency, magnitude, and duration of load affect the tendon's response to injury. Current tools such as mechanical measures, histology, and biological assays to evaluate outcome measures are centered and limited to end stage tissue harvesting.With this model, we can explore in vivo continuous measurements with tools such as ultrasound and MRI In the field, in vivo models load the tendon and physiologically relevant manners, while ex vivo models allow for the measurement of biological responses to injuries. Our protocol combines these two measures for direct measurement of tendon stresses and strains during injuries and the associated biological changes. We've established an adaptive system to induce tendon injuries, which allows for simultaneous exploration of mechanical and biological factors.Having established this model, future directions include assessing different parameters, therapeutic avenues, and rehabilitation measures.

مع زيادة عدد الدورات المطبقة ، كان هناك انخفاض أكبر في الخواص الميكانيكية للوتر في الجسم الحي . كان هناك انخفاض أقل بكثير في التباطؤ ووحدات التحميل والتفريغ لمجموعة 500 دورة مقارنة بمجموعات الدورة 3600 و 7200 (p < 0.05) (الشكل 2). في حين كان هناك انخفاض كبير في ذروة الإجهاد لكل دو?...

Watch this Scientific Journal Video about Integrating Mechanical and Biological Analysis in Tendinopathy Research at JoVE.com

يقدم هذا البروتوكول نظام اختبار يستخدم للحث على إصابات التعب القابلة للقياس الكمي والخاضعة للرقابة في وتر أخيل الفئران لنموذج في الجسم الحي لاعتلال الأوتار الناجم عن الإفراط في الاستخدام. يتكون الإجراء من تثبيت كاحل الجرذ بمشغل مفصل يقوم بثني ظهر الكاحل السلبي باستخدام برنامج MATLAB مكتوب خصيصا.

Tendinopathy is a chronic tendon condition that results in pain and loss of function and is caused by repeated overload of the tendon and limited recovery ...

يتناول عملنا العوامل البيولوجية الميكانيكية المشاركة في بدء وتطور اعتلال الأوتار الناجم عن الإفراط في الاستخدام. تتضمن الأسئلة التي نحاول الإجابة عليها عوامل التمرين ، مثل تكرار الحمل وحجمه ومدته التي تؤثر على استجابة الوتر للإصابة. الأدوات الحالية مثل المقاييس الميكانيكية والأنسجة والمقايسات البيولوجية لتقييم مقاييس النتائج تتمركز وتقتصر على حصاد الأنسجة في المرحلة النهائية.باستخدام هذا النموذج ، يمكننا استكشاف القياسات المستمرة في الجسم الحي باستخدام أدوات مثل الموجات فوق الصوتية والتصوير بالرنين المغناطيسي في الميدان ، تقوم النماذج في الجسم الحي بتحميل الأوتار والأخلاق ذات الصلة من الناحية الفسيولوجية ، بينما تسمح النماذج خارج الجسم الحي بقياس الاستجابات البيولوجية للإصابات. يجمع بروتوكولنا بين هذين المقياسين للقياس المباشر لإجهادات الأوتار والإجهاد أثناء الإصابات والتغيرات البيولوجية المرتبطة بها. لقد أنشأنا نظاما تكيفيا للحث على إصابات الأوتار ، مما يسمح بالاستكشاف المتزامن للعوامل الميكانيكية والبيولوجية.بعد إنشاء هذا النموذج ، تشمل الاتجاهات المستقبلية تقييم المعلمات المختلفة والسبل العلاجية وتدابير إعادة التأهيل.

a-passive-ankle-dorsiflexion-testing-system-for-an-vivo-model-overuse

Research

JoVE Journal

Bioengineering

A Passive Ankle Dorsiflexion Testing System for an In Vivo Model of Overuse-induced Tendinopathy

Tendinopathy is a chronic tendon condition that results in pain and loss of function and is caused by repeated overload of the tendon and limited recovery time. This protocol describes a testing system that cyclically applies mechanical loads via passive dorsiflexion to the rat Achilles tendon. The custom-written code consists of pre- and post-cyclic loading measurements to assess the effects of the loading protocol along with the feedback control-based cyclic fatigue loading regimen. 
We used 25 Sprague-Dawley rats for this study, with 5 rats per group receiving either 500, 1,000, 2,000, 3,600, or 7,200 cycles of fatigue loads. The percentage differences between the pre- and post-cyclic loading measurements of the hysteresis, peak stress, and loading and unloading moduli were calculated. The results demonstrate that the system can induce varying degrees of damage to the Achilles tendon based on the number of loads applied. This system offers an innovative approach to apply quantified and physiological varying degrees of cyclic loads to the Achilles tendon for an in vivo model of fatigue-induced overuse tendon injury.

This protocol presents a testing system used to induce quantifiable and controlled fatigue injuries in a rat Achilles tendon for an in-vivo model of overuse-induced tendinopathy. The procedure consists of securing the rat's ankle to a joint actuator that performs passive ankle dorsiflexion with a custom-written MATLAB script.