באמצעות Arthrometer של הברך כדי להעריך את תרומתה רקמות ספציפיות הברך הקופסית כיפוף בחולדה
9 בנובמבר 2018
המטרה של הפרוטוקול היא למדוד את הרחבת טווח התנועה של הברך חולדה. ניתן לכמת את ההשפעות של מחלות שונות, להגדיל את הנוקשות של הברך משותף ואת האפקטיביות של טיפולים.
שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום השלד והשרירים, כגון ההשפעה של התערבות על טווח התנועה של מפרק הברך באמצעות מודל חולדה. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא מספקת שיטה מדויקת, ניתנת לשחזור, עצמאית למשתמש למדידת הארכת מפרק הברך של חולדה. התחל על ידי שימוש במספריים ומדפים כדי deglove את החלק התחתון של החולדה המתת לחץ ולהסיר את העור מן facia הבסיסית.
לאחר מכן, למקם את הגוף על צידו עם הרגל הניסיונית פונה כלפי מעלה. מניחים את עצם הירך במהדק המתכת החריץ המשולב בשלב ההרכבה של מד הירך. אבטח את עצם הירך על-ידי ניקוב חורים דרך השריר באמצעות המברג המדויק כדי למקם את דיסטל המהדק לטרוקנטר הגדול יותר.
לאחר מכן, להתאים את קונדיל הירך בצד על מרכז הסיבוב של מד הירך. מקם את הזרוע המטלטלת עם שתי עמדות זקוף מאחורי הרגל, רק קרוב ל calcaneus לדחוף את הברך לתוך הרחבה פסיבית לאחר המנוע החשמלי מופעל. השתמש במפתח הקסדציפי כדי להדק את מהדק עצם הירך בבסיסו עד שהוא מאובטח.
ודא שהמצלמה מותקנת כראוי על מד המשדר באמצעות מברג. בדוק שהמצלמה נמצאת בפוקוס ידני, ומקד את המצלמה על קונדיל הירך. הגדר את הכיוון של מד פרקים בכיוון השעון או נגד כיוון השעון בהתאם לכיוון טווח הברך של התנועה נבדק ואת המיקום של החולדה.
הפעל את מנוע מד המרחק על ידי לחיצה בו זמנית על כפתורי ההפעלה והחשמל. מנוע מד הברגים ינוע במהירות של 6.6 סל"ד ולאחר מכן יעצור למשך 2.1 שניות עם הגעתו לממנט הראשון. כאשר יושג הנורה הראשונה, ה-LED המתאים יידליק והמצלמה הדיגיטלית תצלם את הברך באופן אוטומטי.
לאחר צילום התמונה, מד המרחק ימשיך למומנט הגבוה יותר הבא. ברגע שארבעת ההיווצויות יוחלו, מד המרחק ייפסק. לאחר החולדה ממוקמת על מד פרקים ובדיקות הוא יזם, הזמן הכולל לבדיקת ברך אחת הוא כ 18.8 שניות.
כדי לבודד את המרכיב ארתרוגניים או לא שריריים של התכווצות, לאפס את רצף ההסקה כדי לשחרר את הכוח להחיל על הרגל, ולאחר מכן לבצע מיוטומיה השרירים הטרנסארטיים האחוריים. לנתח את השריר proximal מספיק מפרק הברך כדי להבטיח כי הקפסולה לא נחתך. לאחר בדיקת שתי הרגליים לפני ואחרי מיוטומיה, ולפתוח את כל הרקמות הנדרשות, להיפטר פגר בעלי חיים וכל החומרים biohazardous בעקבות פרוטוקול מוסדי לנקות את מד המרחק.
פתח את הקובץ המכיל את התמונה הדיגיטלית שצולמה על ידי המצלמה המותקנת על מד הדם בתמונה J.The האדם המבצע את הניתוח צריך להיות עיוור לקיבוץ הניסיוני של החיה. בחר את כלי הזווית מסרגל הכלים הראשי ועקוב אחר זווית הירך-טיביאלית על-ידי ציור קו הירך מאמצע מהדק עצם הירך אל התרבולה האצלדית, ואת קו הטיביאלי מהקונדיל הירך האצלדי אל המאלולוס הלידי. השתמש בכלי המדידה על-ידי לחיצה על נתח ולאחר מכן למדוד כדי להציג את הזווית המחושבת המיוצרת על-ידי שני הקווים שצוירו לעיל.
השתמש במוסכמה של אפס מעלות כדי להיות הרחבה מלאה. נתון זה מראה הארכת ברך מקסימלית לאחר 16 שבועות של קיבוע עבור שבעה חולדות בהשוואה לאיבר הנוגדני הלא משותק. עבור הברך משותקת, היכולת להארכה מקסימלית הופחתה לעומת contralateral.
לאחר מיוטומיה, יכולת ההרחבה המקסימלית של הברך הניסיונית וההפוכה גדלה, עם זאת, הברך הניסיונית ממשיכה להפגין התכווצות כיפוף. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לוודא כי מהדק הירך מאובטח היטב על מנת למנוע תנועה של הברך במהלך הבדיקה. בעקבות הליך זה, שיטות אחרות כמו ניתוח היסטולוגי של הברך, מבנה מפרקים יכול להתבצע כדי לענות על שאלות נוספות הנוגעות הרקמה ושינויים הסלולר המתרחשים במפרק הברך כדי להשפיע על טווח התנועה שלה.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
פרוטוקול זה נועד למדוד את טווח תנועת הפשיטה של ברך החולדה, ובכך לאפשר כימות של השפעותיהן של מחלות המגבירות את נוקשות מפרק הברך ואת יעילותם של טיפולים.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מדע
- מחקר של מערכת השלד והשרירים
- מכניקה של מפרק הברך
- מודלים של בעלי חיים במחקר ביו-רפואי
רקע
- הבנת טווח התנועה של מפרק הברך חיונית להערכת הבריאות השריר-שלדית.
- מחלות שונות עשויות להשפיע על נוקשות הברך ועל הניידות.
- מדידת פשיטת המפרק יכולה לסייע בהערכת יעילות הטיפול.
- שיטה זו מספקת גישה הניתנת לשחזור לחקר המכניקה של הברך.
מטרת המחקר
- לכימות פשיטת מפרק הברך במודלים של חולדות.
- להערכת ההשפעה של התערבויות על ניידות הברך.
- לספק שיטה סטנדרטית למחקרים עתידיים.
שיטות ששימשו
- ביצוע דגלובינג (Degloving) לגפה התחתונה של החולדה שהורדמה.
- הסרת העור כדי לחשוף את הפציה שמתחתיו.
- מיקום החולדה לצורך מדידה.
- שימוש בארתרומטר (arthrometer) מדויק למדידה מדויקת של פשיטת המפרק.
תוצאות עיקריות
- השיטה מאפשרת מדידה מדויקת של פשיטת מפרק הברך.
- היא אינה תלויה במשתמש והיא ניתנת לשחזור.
- יכולה להדגים ביעילות את השפעתם של טיפולים שונים.
- מספקת נתונים בעלי ערך להבנת המכניקה של מפרק הברך.
מסקנות
- פרוטוקול זה מהווה כלי בעל ערך למחקר בתחום השריר-שלד.
- הוא משפר את ההבנה של הדינמיקה של מפרק הברך.
- הוא מקל על הערכת התערבויות טיפוליות.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למקבלי החלטות
כימות התרומות הספציפיות של רקמות שונות להתקצרות מפרקית מאפשר הפחתת סיכונים מנגנונית בתהליך תיקוף של מטרות שריר-שלד. שיטה זו תומכת בביטחון חיזוי על ידי בידוד רכיבים ארתרוגניים לעומת רכיבים שריריים של התקצרות בכיפוף במודל חולדה הרלוונטי למחלה. היא מספקת בדיקה סטנדרטית וניתנת לשחזור להערכת התערבויות המשפיעות על טווח התנועה של הברך, ובכך מסייעת בקבלת החלטות מוקדמות של המשך או הפסקה (go/no-go) בתוכניות פרה-קליניות.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מאפשר בחינה של השערות טיפוליות באמצעות מדידת תרומות ספציפיות של רקמות לנוקשות המפרק.
- ערך תפעולי: מספק שיטה מדויקת שאינה תלויה במשתמש להערכה הדירה של טווח התנועה בין קבוצות ניסוי.
- ערך ניבוי: תומך במידת הביטחון במטרה על ידי כימות השפעת התערבויות על פשיטת הברך במומנטים מוגדרים.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מוכנות הבדיקה: מייצרת מדידות התארכות כמותיות התלויות במומנט פיתול, המתאימות לתהליכי סינון סטנדרטיים.
- שחזוריות: מספקת מדידות זווית עקביות מבוססות תמונה באופן עיוור, תוך שימוש בצילום דיגיטלי ובניתוח באמצעות ImageJ.
- יכולת הרחבה: מאפשרת הערכה בסבב גבוה (high-throughput) של משנים גנטיים או פרמקולוגיים של קונטרקטורה במפרק.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- רלוונטיות למחלה: מדמה קונטרקטורה של כיפוף המושרית על ידי קיבוע, מצב רלוונטי קלינית עם יכולת היפוך מוגבלת.
- המשכיות תרגומית: מגשר בין שלב הגילוי לתיקוף פרה-קליני על ידי מתן אפשרות למתאם היסטולוגי וביוכימי עם תוצאות מכניות.
- קידום מותאם סיכונים: מסייע בקבלת החלטות לגבי תיק הפיתוח על ידי הבחנה בין גורמים ארתרוגניים לקונטרקטורה לבין שינויים שריריים מפצים.
שילוב תהליכי עבודה וקווי עיבוד
השיטה משתלבת ברצף שבין הגילוי לשלב הפרה-קליני, ובכך היא תומכת בבדיקת היפותזות בשלבי גילוי מוקדמים ומאפשרת מעקב מכניסטי במחקר תרגומי.
- ביולוגיה של גילוי: תומכת בהבהרת מסלולים על ידי בידוד תרומות מכניות ספציפיות לרקמה בהתכווצות מפרקים.
- סריקה: מספקת מדדי פריסה כמותיים הניתנים לשחזור ברמות מומנט שונות לצורך סריקה של תרכובות או סריקה גנטית.
- אנליטיקה: מספקת מדידות זווית מבוססות תמונה בשיטה סמייה, המאפשרות השוואה סטטיסטית בין תנאים שונים.
- מחקר תרגומי: מקשרת בין תוצאות מכניות לשינויים ברמת הרקמה באמצעות אנליזה היסטולוגית וביוכימית לאחר הבדיקה.
- שימוש חוזר ארגוני: מבססת פלטפורמה סטנדרטית להערכה חוזרת של התערבויות המשפיעות על מכניקת המפרקים.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מפחית עמימות מכניסטית על ידי הבחנה בין רכיבים ארתרוגניים לרכיבים שריריים של קונטרקטורה.
- ערך תפעולי: מבטיח סטנדרטיזציה ויכולת שחזור באמצעות מדידה נשלטת-מומנט שאינה תלויה במשתמש.
- ערך אסטרטגי: משפר החלטות של go/no-go על ידי אספקת נתונים חזויים ברזולוציית רקמה על קשיחות המפרק.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תעדוף של מטרות מותאם-סיכון בהתבסס על השפעות מתוקפות על טווח התנועה.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות באנטומיה של מכרסמים, בדיסקציה כירורגית ובבדיקות ביו-מכניות.
- תלוי במכשור מדויק של ארתרומטר (arthrometer), במערכות דימוי דיגיטליות ובתוכנה לניתוח זוויות.
- מחייב סטנדרטיזציה בין-צוותית לצורך סינוור (blinding), פרוטוקולי מומנט (torque) ועקביות בניתוח התמונות.
- התאמה למודלים של מפרקים אחרים דורשת תיקוף של היישור, טווחי המומנט ונקודות ציון אנטומיות.
- מוגבל למדידות ex vivo; אינו יכול להעריך תפקוד מפרקי דינמי או נושא-עומס in vivo.
שאלות נפוצות בתחום הביו-פארמה
Chapters in this video
0:04
Title
0:30
Animal Positioning on the Motor-driven Arthrometer
1:51
Capturing the Angle of Knee Extension Using the Motor-driven Arthrometer
3:14
Knee ROM Measurement Analysis
3:56
Results: Immobilized and Contralateral Rat Knee Range of Motion Following 16 Week Immobilization
4:26
Conclusion
