The authors would like to thank Dr. Hannah Baker for her extensive work in optimizing this procedure.

Tutti gli animali sono stati trattati con umanità e tutti i protocolli sono stati approvati dalla University of Virginia IACUC. 1. Preparazione dell&#39;apparecchiatura <ol><li> Assicurarsi che tutte le macchine siano collegate correttamente. </li><li> Accendere il computer, seguita dalla elevata potenza bifase stimolatore e levismo dual-mode. </li><li> A questo punto, posizionare l&#39;animale nella camera di anestesia fornito con 2% isoflurano, e accendere l&#39;elemento riscaldante in modo che la piattaforma viene riscaldata a 37 ° C. </li><li> Posizionare gli elettrodi in etanolo al 70% in modo che il politetrafluoroetilene (PTFE) rivestito punte sono sommersi e saranno disinfettati durante la configurazione del dispositivo e software. </li><li> Individuare e aprire il software di controllo del sistema a leva sul desktop. NOTA: Questo sarà il software necessario per eseguire il test funzionale. </li></ol> Setup 2. Software <ol><li> Una volta che il programma viene aperto (figura 1A), modificare il parametros per Instant Stim nel menu di configurazione ai valori desiderati. NOTA: In questo protocollo, tutti i parametri rimangono a livelli preimpostati con l&#39;eccezione di &quot;Run Time (s)&quot;, che è cambiato in 180 sec (Figura 1B). </li><li> Creare una cartella Autosave nel menu di configurazione. </li><li> Individuare una finestra di tipo-grado con l&#39;etichetta &quot;salvataggio automatico Base&quot;. Inserire il nome del campione, ad esempio &quot;Rat1-date-timepoint&quot;. Direttamente a sinistra della finestra di tipo-grado &quot;salvataggio automatico Base&quot;, fare clic sulla casella &quot;Attiva salvataggio automatico.&quot; </li><li> Nella parte superiore della schermata di controllo, selezionare &quot;Sequencer&quot;. Una nuova finestra si aprirà. Sul fondo della nuova finestra, selezionare &quot;Apri Sequence&quot;. Una nuova finestra si aprirà. Selezionare la sequenza premade e fare clic su OK. Un elenco protocollo con i parametri di sequenza, comprese la frequenza, la durata di stimoli, e tempo di riposo si svilupperà nella finestra denominata: Sequence Editor (Figura 1C). Fai clic su &quot;Carica Sequence&quot; -&gt; &amp; #34; Chiudi finestra &quot;. </li><li> Per vedere corrente e la stimolazione in tempo reale, selezionare &quot;File&quot; -&gt; &quot;Live Data Monitor&quot;. Una nuova finestra si aprirà. </li><li> Nella nuova finestra Live Data, schermo formato per il test utilizzando la funzione autoscale, o inserire manualmente il massimo e valori y minimi visualizzato sullo schermo. </li></ol> 3. Animal Set-up NOTA: Tutte le misure di forza sono quelli di un bambino di 11 settimane di età ratto Lewis. Esiste una correlazione lineare tra la massa muscolare e la produzione di forza (in Newton). Pertanto, come l&#39;età degli aumenti di ratto, i valori di forza prodotta dalla gamba dovrebbero aumentare pure. <ol><li> Assicurarsi che l&#39;animale è nel corretto piano di anestesia prima di rimuoverlo dalla camera di anestesia. Rimuovere completamente tutti i capelli sul lato laterale tra la caviglia e del bacino di gamba sperimentale utilizzando un tagliacapelli elettrico. NOTA: Il corretto piano di anestesia si ottiene quando l&#39;i animales non risponde ad un pizzico dito del piede. E &#39;necessario seguire le linee guida messe avanti dal Comitato cura degli animali e Usa di ciascuna istituzione. </li><li> Posto l&#39;animale in posizione supina, garantendo il naso dell&#39;animale è saldamente nel cono anestesia naso così rimane alla profondità sufficiente di anestesia. </li><li> Regolare la posizione dell&#39;apparecchio pedale da tre manopole indipendenti (Figura 2). Usando le manopole (A e B) per regolare il pedale, posizionare l&#39;apparecchio pedale nella sua posizione più a sinistra e più bassa, rispettivamente. Ciò consentirà il corretto posizionamento del piede dell&#39;animale lasciando spazio per le manipolazioni successive. In questa posizione, utilizzare la manopola a sinistra della pista per spostare l&#39;apparecchio sia verso o lontano dalla sperimentatore in modo che la gamba animale giace in un piano rettilineo. </li><li> Pulire la gamba con tre cambi di iodio e di alcol. Lo iodio deve rimanere sulla gamba per 30 sec. </li><li> Regolare l&#39;animale o piattaforma(Figura 2A, D) in modo che la gamba estesa assicura il completo contatto tra la pianta del piede e il pedale. </li><li> Utilizzando nastro medico, fissare il piede dell&#39;animale contro la piastra del piede (Figura 2D). È fondamentale che il tallone sia a filo con la parte inferiore del pedale e l&#39;intero piede è piatto e non rimuovere dalla piastra durante il test. </li><li> Individuare il meccanismo di bloccaggio per stabilizzare la gamba. Premere il perno di stabilizzazione quanto basta per ridurre il movimento della gamba e bloccarlo ruotando la chiave a brugola. </li><li> In questa posizione, utilizzare la manopola C per spostare l&#39;apparecchio sia verso o lontano dal sperimentatore in modo che la caviglia, tibia, femore e giacciono in linea retta (Figura 2C). Assicurarsi che la gamba è parallela con il pedale. Effettuare regolazioni sul corso e manopole sottili rilevate sul retro dell&#39;apparecchio, a muoversi lentamente caviglia in modo che il piede e della tibia sono in una posizione a 90 °. </li><li> continue per spostare la gamba in modo femore e tibia sono ad un angolo di 90 gradi perpendicolare (Figura 2B). A questo punto, l&#39;animale è pronto per gli elettrodi. </li></ol> 4. posizionamento degli elettrodi <ol><li> Attivare &quot;istante Stim&quot; cliccando sul pulsante arancione con l&#39;etichetta &quot;istante Stim&quot;. </li><li> Posizionare entrambi gli elettrodi superficialmente sull&#39;estremità prossimale del tibiale anteriore e spostare le punte degli elettrodi intorno fino picchi sono visti sul monitor vivo. Idealmente, le punte dovrebbero essere di circa 0,4 N. NOTA: Gli elettrodi devono essere posizionati adiacenti e ortogonale al piano del nervo peroneo, che a sua volta, corre lateralmente dal ginocchio e perpendicolare alla tibia. </li><li> Inserire un ago abbastanza lontano per derma perforare, e appena nello strato muscolare. Spostare l&#39;altro elettrodo intorno fino a picchi sono visti sul monitor in diretta in tutto 0,6 aghi N. Inserire e bloccare in posizione con un morsetto hobby o cerotto. </li><li> UNEGOLARE regolazioni grossolane e fini per trovare l&#39;uscita forza massima. </li><li> Sulla bifase stimolatore ad alta potenza, vi saranno due manopole al centro. Uno è etichettato &quot;RANGE&quot; e l&#39;altro &quot;Regolazione&quot;. Ruotare la manopola &quot;RANGE&quot; per amperaggio massimo desiderato. NOTA: I picchi lentamente aumentare di grandezza, e l&#39;amperaggio massimo è determinato come il livello al quale tre stimolazioni consecutive si traducono in risposte contrattili identici. Resistere girando l&#39;amperaggio più elevato del necessario; l&#39;amperaggio massimo stimolerà l&#39;intero muscolo a contrarsi, ma nessuna corrente più elevata comporterà il reclutamento dei muscoli vicini e potenzialmente antagonisti pure. </li><li> Ruotare la manopola &quot;Adjust&quot; per impostare la percentuale di &quot;RANGE&quot; che verrà utilizzato per stimolare il muscolo. A questo punto, la forza dovrebbe leggere circa 1,0 N. Ciò potrebbe richiedere un aumento o una diminuzione della corrente. </li><li> Controllare nuovamente gli elettrodi per assicurarsi che essi siano sicuri. StopStim istante. </li><li> Nella finestra &quot;Live Data&quot;, cliccare su &quot;Start Sequence&quot;. </li><li> Continuare a monitorare le curve tornando alla schermata di controllo e facendo clic sul pulsante &quot;Analisi&quot; che si trova sopra il pulsante arancione &quot;istante Stim&quot;. La curva tetanica dovrebbe cominciare a prendere forma intorno alla stimolazione 60 Hz. </li></ol> 5. Finitura stimolazione e Clean Up <ol><li> Dopo la sequenza, rimuovere gli elettrodi e pulire con il 70% di alcol. Posizionare gli elettrodi nelle coperture. </li><li> Allentare il morsetto ginocchio e spegnere l&#39;anestesia. Rimuovere l&#39;animale dal gas anestesia e posizionare l&#39;animale in posizione prona, ancora sulla piastra elettrica. Mantenere il ratto su O 2 al 100% per alcuni minuti dopo che il gas isoflurano è stato spento per mantenere il ratto ossigenato. L&#39;animale può muoversi inizialmente, ma non rispedire l&#39;animale torna alla gabbia fino a quando l&#39;animale riprenda coscienza. Se il dolore muscolare è notatosu di recupero, una dose di FANS deve essere somministrata come specificato dal vostro comitato cura degli animali. </li><li> Spegnere tutte le attrezzature di cui al punto 1.2, chiudere il software, e continuano ad analisi dei dati. </li><li> Pulire il pedale della piattaforma e del piede. </li></ol> Analisi 6. Dati NOTA: L&#39;analisi dei dati viene effettuata per adattarsi una sequenza progettata da questo laboratorio e secondo protocolli di laboratorio. valori di analisi, punti di dati di importanza, e di altri aspetti della procedura cambia a seconda l&#39;intenzione dell&#39;utente. <ol><li> Aprire il software di analisi dei dati. </li><li> Fare clic sul menu High Throughput per consentire l&#39;analisi di più file di dati (campioni) alla volta. Selezionare &quot;Forza Frequenza&quot; Analisi. </li><li> Fare clic sul pulsante &quot;Scegli file&quot; e aprire tutti i file di dati salvati, se lo desideri. </li><li> Selezionare &quot;Manuale&quot; nella casella di cursore Placement metodo. NOTA: Questo permetterà all&#39;utente di analizzare tutti i datun entro un timestamp desiderata, in contrasto con il programma seleziona automaticamente la posizione di analisi. </li><li> Modificare il valore timestamp finale del cursore per 2. Fare clic sul pulsante &quot;Analizza&quot; (Figura 1D). </li><li> Per salvare la tabella e analizzare i dati utilizzando un foglio di calcolo, fare clic sul &quot;Salva tabella tasto per ASCII. Ciò salverà il file, e può essere aperto con un foglio di calcolo in un secondo momento. </li><li> Aprire il file di dati salvati in foglio di calcolo. </li><li> Creare una colonna aggiuntiva denominata &quot;massima assoluta&quot;, e determinare la differenza tra la linea di base ei valori massimi per ciascun campione. Ciò fornirà la forza massima totale prodotto ad ogni frequenza. </li><li> Per determinare la coppia, moltiplicare ogni valore di forza per la lunghezza del braccio di leva. NOTA: In questo caso, che sarebbe rappresentato dalla lunghezza del piede dell&#39;animale. Questo protocollo utilizza il valore medio determinato sperimentalmente di 30 mm. L&#39;utente ha ora determinato i valori per la macoppia ximum prodotta ad ogni frequenza. </li><li> Graph questi valori come una curva di frequenza di coppia, o la coppia massima prodotta dall&#39;animale su tutte le frequenze di stimolazione. NOTA: Questo può essere identificato e utilizzato come unico punto di confronto tra i campioni. </li></ol>

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	<li>Jarvinen, T. A., Jarvinen, T. L., Kaariainen, M., Kalimo, H., Jarvinen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+injuries:+biology+and+treatment.">Muscle injuries: biology and treatment.</a> Am J Sports Med. 33, 745-764 (2005).</li><li>Ciciliot, S., Schiaffino, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regeneration+of+mammalian+skeletal+muscle.+Basic+mechanisms+and+clinical+implications.">Regeneration of mammalian skeletal muscle. Basic mechanisms and clinical implications.</a> Curr Pharm Des. 16, 906-914 (2010).</li><li>Lin Shiau, S. Y., Huang, M. C., Lee, C. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+action+of+cobra+cardiotoxin+in+the+skeletal+muscle.">Mechanism of action of cobra cardiotoxin in the skeletal muscle.</a> J Pharmacol Exp Ther. 196, 758-770 (1976).</li><li>Lepper, C., Partridge, T. A., Fan, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+absolute+requirement+for+Pax7-positive+satellite+cells+in+acute+injury-induced+skeletal+muscle+regeneration.">An absolute requirement for Pax7-positive satellite cells in acute injury-induced skeletal muscle regeneration.</a> Development. 138, 3639-3646 (2011).</li><li>Charge, S. B., Rudnicki, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+and+molecular+regulation+of+muscle+regeneration.">Cellular and molecular regulation of muscle regeneration.</a> Physiol Rev. 84, 209-238 (2004).</li><li>Couteaux, R., Mira, J. C., d'Albis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regeneration+of+muscles+after+cardiotoxin+injury+I.+Cytological+aspects.">Regeneration of muscles after cardiotoxin injury I. Cytological aspects.</a> Biol Cell. 62, 171-182 (1988).</li><li>d'Albis, A., Couteaux, R., Janmot, C., Roulet, A., Mira, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regeneration+after+cardiotoxin+injury+of+innervated+and+denervated+slow+and+fast+muscles+of+mammals.+Myosin+isoform+analysis.">Regeneration after cardiotoxin injury of innervated and denervated slow and fast muscles of mammals. Myosin isoform analysis.</a> Eur J Biochem. 174, 103-110 (1988).</li><li>Reali, M., Serafim, F. G., da Cruz-Hofling, M. A., Fontana, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurotoxic+and+myotoxic+actions+of+Naja+naja+kaouthia+venom+on+skeletal+muscle+in+vitro.">Neurotoxic and myotoxic actions of Naja naja kaouthia venom on skeletal muscle in vitro.</a> Toxicon. 41, 657-665 (2003).</li><li>Sambasivan, R., Tajbakhsh, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adult+skeletal+muscle+stem+cells.">Adult skeletal muscle stem cells.</a> Results Probl Cell Differ. 56, 191-213 (2015).</li><li>Le Grand, F., Rudnicki, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skeletal+muscle+satellite+cells+and+adult+myogenesis.">Skeletal muscle satellite cells and adult myogenesis.</a> Curr Opin Cell Biol. 19, 628-633 (2007).</li><li>Mauro, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Satellite+cell+of+skeletal+muscle+fibers.">Satellite cell of skeletal muscle fibers.</a> J Biophys Biochem Cytol. 9, 493-495 (1961).</li><li>Brack, A. S., Rando, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue-specific+stem+cells:+lessons+from+the+skeletal+muscle+satellite+cell.">Tissue-specific stem cells: lessons from the skeletal muscle satellite cell.</a> Cell Stem Cell. 10, 504-514 (2012).</li><li>Sambasivan, R., 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=Pax7-expressing+satellite+cells+are+indispensable+for+adult+skeletal+muscle+regeneration.">Pax7-expressing satellite cells are indispensable for adult skeletal muscle regeneration.</a> Development. 138, 3647-3656 (2011).</li><li>Lees, S. J., Rathbone, C. R., Booth, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Age-associated+decrease+in+muscle+precursor+cell+differentiation.">Age-associated decrease in muscle precursor cell differentiation.</a> Am J Physiol Cell Physiol. 290, C609-C615 (2006).</li><li>Rotter, R., 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=Erythropoietin+improves+functional+and+histological+recovery+of+traumatized+skeletal+muscle+tissue.">Erythropoietin improves functional and histological recovery of traumatized skeletal muscle tissue.</a> J Orthop Res. 26, 1618-1626 (2008).</li><li>Rathbone, C. R., Wenke, J. C., Warren, G. L., Armstrong, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Importance+of+satellite+cells+in+the+strength+recovery+after+eccentric+contraction-induced+muscle+injury.">Importance of satellite cells in the strength recovery after eccentric contraction-induced muscle injury.</a> Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 285, R1490-R1495 (2003).</li><li>Bassel-Duby, R., Olson, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Signaling+pathways+in+skeletal+muscle+remodeling.">Signaling pathways in skeletal muscle remodeling.</a> Annu Rev Biochem. 75, 19-37 (2006).</li><li>Bentzinger, C. F., Wang, Y. X., Rudnicki, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Building+muscle:+molecular+regulation+of+myogenesis.">Building muscle: molecular regulation of myogenesis.</a> Cold Spring Harb Perspect Biol. 4, (2012).</li><li>von Maltzahn, J., Chang, N. C., Bentzinger, C. F., Rudnicki, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wnt+signaling+in+myogenesis.">Wnt signaling in myogenesis.</a> Trends Cell Biol. 22, 602-609 (2012).</li><li>Collu, G. M., Hidalgo-Sastre, A., Brennan, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wnt-Notch+signalling+crosstalk+in+development+and+disease.">Wnt-Notch signalling crosstalk in development and disease.</a> CMLS. 71, 3553-3567 (2014).</li><li>Bjornson, C. R., 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=Notch+signaling+is+necessary+to+maintain+quiescence+in+adult+muscle+stem+cells.">Notch signaling is necessary to maintain quiescence in adult muscle stem cells.</a> Stem Cells. 30, 232-242 (2012).</li><li>Vignaud, A., Hourde, C., Butler-Browne, G., Ferry, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+recovery+of+neuromuscular+function+after+nerve/muscle+injury+induced+by+crude+venom+from+Notechis+scutatus,+cardiotoxin+from+Naja+atra+and+bupivacaine+treatments+in+mice.">Differential recovery of neuromuscular function after nerve/muscle injury induced by crude venom from Notechis scutatus, cardiotoxin from Naja atra and bupivacaine treatments in mice.</a> Neurosci Res. 58, 317-323 (2007).</li><li>Grogan, B. F., Hsu, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skeletal+Trauma+Research,+C.+Volumetric+muscle+loss.">Skeletal Trauma Research, C. Volumetric muscle loss.</a> J Am Acad Orthop Surg. 19 Suppl 1, S35-S37 (2011).</li><li>Sicari, B. 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+murine+model+of+volumetric+muscle+loss+and+a+regenerative+medicine+approach+for+tissue+replacement.">A murine model of volumetric muscle loss and a regenerative medicine approach for tissue replacement.</a> Tissue Eng Part A. 18, 1941-1948 (2012).</li><li>Wu, X., Corona, B. T., Chen, X., Walters, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+standardized+rat+model+of+volumetric+muscle+loss+injury+for+the+development+of+tissue+engineering+therapies.">A standardized rat model of volumetric muscle loss injury for the development of tissue engineering therapies.</a> Biores Open Access. 1, 280-290 (2012).</li><li>Armstrong, R. B., Phelps, R. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+fiber+type+composition+of+the+rat+hindlimb.">Muscle fiber type composition of the rat hindlimb.</a> Am J Anat. 171, 259-272 (1984).</li><li>Yeh, L. S., Gregory, C. R., Theriault, B. R., Hou, S. M., Lecouter, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+functional+model+for+whole+limb+transplantation+in+the+rat.">A functional model for whole limb transplantation in the rat.</a> Plast Reconstr Surg. 105, 1704-1711 (2000).</li><li>Lin, J. B., 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=Imaging+of+small+animal+peripheral+artery+disease+models:+recent+advancements+and+translational+potential.">Imaging of small animal peripheral artery disease models: recent advancements and translational potential.</a> Int J Mol Sci. 16, 11131-11177 (2015).</li><li>Larcher, 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=Characterization+of+dystrophin+deficient+rats:+a+new+model+for+Duchenne+muscular+dystrophy.">Characterization of dystrophin deficient rats: a new model for Duchenne muscular dystrophy.</a> PloS one. 9, e110371 (2014).</li><li>Warren, G. L., Stallone, J. L., Allen, M. R., Bloomfield, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+recovery+of+the+plantarflexor+muscle+group+after+hindlimb+unloading+in+the+rat.">Functional recovery of the plantarflexor muscle group after hindlimb unloading in the rat.</a> Eur J Appl Physiol. 93, 130-138 (2004).</li><li>Muller-Delp, J. M., Spier, S. A., Ramsey, M. W., Delp, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aging+impairs+endothelium-dependent+vasodilation+in+rat+skeletal+muscle+arterioles.">Aging impairs endothelium-dependent vasodilation in rat skeletal muscle arterioles.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 283, H1662-H1672 (2002).</li><li>Liu, M., Bose, P., Walter, G. A., Thompson, F. J., Vandenborne, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+longitudinal+study+of+skeletal+muscle+following+spinal+cord+injury+and+locomotor+training.">A longitudinal study of skeletal muscle following spinal cord injury and locomotor training.</a> Spinal Cord. 46, 488-493 (2008).</li><li>Yoshida, 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=A+phosphodiesterase+3+inhibitor,+K-134,+improves+hindlimb+skeletal+muscle+circulation+in+rat+models+of+peripheral+arterial+disease.">A phosphodiesterase 3 inhibitor, K-134, improves hindlimb skeletal muscle circulation in rat models of peripheral arterial disease.</a> Atherosclerosis. 221, 84-90 (2012).</li><li>Regensteiner, J. 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=Chronic+changes+in+skeletal+muscle+histology+and+function+in+peripheral+arterial+disease.">Chronic changes in skeletal muscle histology and function in peripheral arterial disease.</a> Circulation. 87, 413-421 (1993).</li><li>Park, K. 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=Ex+vivo+assessment+of+contractility,+fatigability+and+alternans+in+isolated+skeletal+muscles.">Ex vivo assessment of contractility, fatigability and alternans in isolated skeletal muscles.</a> J Vis Exp. , e4198 (2012).</li><li>MacIntosh, B. R., Esau, S. P., Holash, R. J., Fletcher, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Procedures+for+rat+in+situ+skeletal+muscle+contractile+properties.">Procedures for rat in situ skeletal muscle contractile properties.</a> J Vis Exp. , e3167 (2011).</li><li>Grassi, B., Gladden, L. B., Samaja, M., Stary, C. M., Hogan, 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=Faster+adjustment+of+O2+delivery+does+not+affect+V(O2)+on-kinetics+in+isolated+in+situ+canine+muscle.">Faster adjustment of O2 delivery does not affect V(O2) on-kinetics in isolated in situ canine muscle.</a> J Appl Physiol (1985). 85, 1394-1403 (1998).</li><li>Chiu, C. S., 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=Non-invasive+muscle+contraction+assay+to+study+rodent+models+of+sarcopenia.">Non-invasive muscle contraction assay to study rodent models of sarcopenia.</a> BMC Musculoskelet Disord. 12, 246 (2011).</li><li>Corona, B. T., Ward, C. L., Baker, H. B., Walters, T. J., Christ, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Implantation+of+in+vitro+tissue+engineered+muscle+repair+constructs+and+bladder+acellular+matrices+partially+restore+in+vivo+skeletal+muscle+function+in+a+rat+model+of+volumetric+muscle+loss+injury.">Implantation of in vitro tissue engineered muscle repair constructs and bladder acellular matrices partially restore in vivo skeletal muscle function in a rat model of volumetric muscle loss injury.</a> Tissue Eng Part A. 20, 705-715 (2014).</li><li>Burks, T. N., 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=Losartan+restores+skeletal+muscle+remodeling+and+protects+against+disuse+atrophy+in+sarcopenia.">Losartan restores skeletal muscle remodeling and protects against disuse atrophy in sarcopenia.</a> Sci transl med. 3, 82ra37 (2011).</li><li>Brooks, S. V., Zerba, E., Faulkner, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Injury+to+muscle+fibres+after+single+stretches+of+passive+and+maximally+stimulated+muscles+in+mice.">Injury to muscle fibres after single stretches of passive and maximally stimulated muscles in mice.</a> J Physiol. 488 (Pt 2), 459-469 (1995).</li><li>Machingal, M. 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+tissue-engineered+muscle+repair+construct+for+functional+restoration+of+an+irrecoverable+muscle+injury+in+a+murine+model.">A tissue-engineered muscle repair construct for functional restoration of an irrecoverable muscle injury in a murine model.</a> Tissue Eng Part A. 17, 2291-2303 (2011).</li><li>Pizza, F. X., Koh, T. J., McGregor, S. J., Brooks, S. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+inflammatory+cells+after+passive+stretches,+isometric+contractions,+and+lengthening+contractions.">Muscle inflammatory cells after passive stretches, isometric contractions, and lengthening contractions.</a> J Appl Physiol (1985). 92, 1873-1878 (2002).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Questo protocollo illustra un metodo relativamente semplice per eseguire test in funzione muscolare vivo sul vano crurale anteriore del hindlimb ratto. Altre forme di test di funzionalità muscolare, tra cui ex vivo e nei protocolli in situ, può anche fornire informazioni importanti sulla fisiologia muscolare. Tuttavia, il significato di test in vivo funzione risiede nella sua natura non invasiva, e il fatto che ricapitola più esattamente meccanismi endogeni di stimolazione muscolare. Per entrambi ex vivo e prove in situ, il tendine e / o muscolari sono esposti, e, quindi, deve essere tenuto umido o sommerse 41,42. Sperimentazione in vivo rimuove variabili confondenti di traumi e l&#39;infiammazione che possono essere causati dalle procedure chirurgiche necessarie per le prove in situ funzione muscolare; questo è particolarmente importante se l&#39;obiettivo dell&#39;esperimento è quello di indagare i processi infiammatori e cellulari <sup&gt; 43. Inoltre, la sperimentazione in vivo richiede poca abilità chirurgica come il muscolo non è isolata dal suo ambiente e non richiede nodi precise per ridurre il muscolo / tendine slittamento (come è il caso per in situ o ex vivo) 41. Inoltre, con la pratica sufficiente, la velocità di posizionamento degli elettrodi corretta e la possibilità di effettuare rapidamente le regolazioni per ottenere una produzione forza massima del muscolo farà in modo che il completamento protocollo è rapido e reproducible- sia all&#39;interno animali e tra diversi utenti della stessa apparecchiatura 39 . E &#39;utile per cominciare con una valutazione di tutta la componente crurale anteriore come illustrato, prima di escissione dei muscoli sinergici meno accessibili (EDL e HL) per ulteriori indagini dirette del muscolo TA. Usando questo approccio, si può ottenere piuttosto rapidamente padronanza della tecnica. Mentre la procedura descritta dimostra ed evidenzia l&#39;utilità di un fr forzaprotocollo equency per indurre il tetano e determinare la forza massima prodotta da un muscolo, gli utenti dovrebbero determinare il tipo (s) di test funzionali che sarebbe meglio informare i loro esperimento specifico (s) e obiettivi di ricerca. Ci sono diversi passaggi critici che devono essere attentamente eseguite per garantire risultati sperimentali ottimali e riproducibili, cioè, la produzione massima forza costante dal muscolo ad una varietà di parametri di stimolazione. Alcune delle caratteristiche chiave sono descritte nella Figura 2. Tuttavia, il corretto posizionamento e la stabilità dell&#39;elettrodo stimolante è un prerequisito assoluto per riproducibili stimolazione massima del nervo peroneale. A questo proposito, gli elettrodi devono essere posizionati superficialmente. Cioè, se il posizionamento dell&#39;elettrodo è troppo profonda, si rischia di stimolazione elettrica diretta dei muscoli antagonisti, diminuendo così l&#39;ampiezza della risposta contrattile osservato del vano crural anteriore. Inoltre, ladue elettrodi devono essere posizionati come in prossimità l&#39;uno all&#39;altro come possibile ridurre la resistenza elettrica della pelle e del tessuto connettivo circostante. In generale, il posizionamento degli elettrodi vicino al ginocchio e mediale alla gamba tracciare direttamente il bordo del tibiale anteriore, fino ad incontrare il gastrocnemio spesso produce produzione di forza adeguata. Questo assicura anche che gli elettrodi sono posti adiacenti e ortogonale al piano del nervo peroneo, che a sua volta, è perpendicolare alla tibia e lateralmente lungo la gamba dal ginocchio. Tuttavia, la variabilità naturale in anatomia tra gli animali richiede una costante vigilanza per assicurare che il posizionamento degli elettrodi è ottimizzato in caso per caso. Come tale, c&#39;è un certo livello di prova ed errore associato al posizionamento degli elettrodi che è significativamente ridotta dalla esperienza dell&#39;utente. Il numero di volte che gli elettrodi perforare la pelle deve essere ridotto al minimo per ridurre il gonfiore e l&#39;infiammazione, che mi diminuisceproduzione di forza asured. Questo dipende in cui gli aghi sono inizialmente posizionati, ma si raccomanda di spostare gli aghi due volte o meno in particolare nella zona intorno alla rotula. Infine, una volta che gli elettrodi sono posizionati nella gamba dell&#39;animale, piccole regolazioni possono essere apportate al posizionamento della gamba e la corrente erogata attraverso gli elettrodi. Questo dovrebbe essere fatto contemporaneamente il monitoraggio della forza prodotta da una singola contrazione. Oltre al posizionamento degli elettrodi, le regolazioni possono essere effettuate anche alla tensione erogata attraverso gli elettrodi. Tuttavia, nella configurazione descritta qui, è importante prestare attenzione quando si aumenta la tensione, come un modo per aumentare la produzione forza, perché l&#39;aumento della tensione sarà stimolare i nervi che innervano muscoli antagonisti. Ci sono tre problemi tecnici chiave che devono essere monitorati per assicurare che il posizionamento degli elettrodi rimanga ottimale. Innanzitutto, il piede dell&#39;animale anestetizzato deve essere saldamenteancorato all&#39;apparecchio pedale, che misura la produzione della forza muscolare (Figura 2). Se il piede non è ancorata, la vera forza prodotta dal muscolo può essere incompleto tradotto al trasduttore di forza. Fissaggio piede instabile introduce anche il rischio di perdere il posizionamento ottimale degli elettrodi come movimento oltre la normale contrazione muscolare (cioè il piede allontanandosi dalla pedana) può causare lo spostamento degli elettrodi dalla loro posizione superficiale o rimuovere completamente. Entrambi i casi si riduce la forza misurata. In secondo luogo, il corpo dell&#39;animale dovrebbe essere completamente supina e allineate in un piano rettilineo (Figura 2). Il corretto posizionamento del corpo animali impedisce leggeri movimenti della gamba dovuto alla respirazione, e minimizza anche torsione della gamba e del bacino, consentendo un migliore posizionamento e continuo contatto degli elettrodi stimolanti. Terzo, il corretto posizionamento e l&#39;ancoraggio del ginocchio è critical per garantire che la gamba rimane costante, e pertanto, aiuta a stabilizzare il posizionamento ottimale degli elettrodi stimolanti per consentire l&#39;attivazione coerente del nervo peroneale. Ci sono alcuni punti aggiuntivi che deve essere valorizzato. Innanzitutto, il sistema di leve muscolare commerciale è progettato per eseguire test sulla gamba sinistra, ma la configurazione può essere modificato per eseguire test sulla gamba destra pure. In secondo luogo, leverismi muscolari possono essere scelti in base alle dimensioni dell&#39;animale, così gli utenti devono garantire che la piattaforma utilizzata è adeguata per misurare e sostenere la forza prodotta dal modello animale di scelta. muscoli verificabili per la piattaforma siano limitate a quelli che inducono estensione plantare o dorsiflessione del piede. In terzo luogo, va ancora una volta sottolineato che il posizionamento degli elettrodi può essere difficile e richiede pazienza e pratica per apprendere la tecnica. Elettrodi anche diventare noioso rapidamente con l&#39;uso regolare, quindi è utile avere diverse s pezziETS per una volta diventa difficile per pungere la pelle superficialmente. In terzo luogo, il protocollo descritto in questo report utilizza sequenze di stimolazione specifici e le procedure di analisi dei dati. La leva di muscolo software di controllo del sistema e dei dati software di analisi e dei dati che fornisce può rispondere a molte altre domande sperimentali e di conseguenza, la sua utilità si estende oltre ciò che viene descritto nel presente documento. Come tale, gli utenti sono incoraggiati a esplorare oltre i limiti del protocollo software (s) presentato in questo documento. Nonostante queste limitazioni minori, test in vivo funzione muscolare è un approccio efficace per determinare la capacità di salute e contrattile del muscolo scheletrico perché è minimamente invasiva e può essere effettuata in diverse occasioni, su un periodo di tempo prolungato, sullo stesso animale. In breve, questo tipo di utility utile rende il sistema particolarmente abile a testare gli effetti di nuove terapie per le lesioni muscolo scheletrico o malattia nel topo arti posteriori.

Il muscolo scheletrico ha una notevole capacità intrinseca per la riparazione in risposta a infortunio o malattia 1,2. Sperimentalmente, la robustezza di questa risposta rigenerativa è stata ben documentata in modelli animali studiando, ad esempio, la durata del danno muscolare scheletrico, riparazione e rigenerazione dopo l&#39;applicazione di myotoxins (ad esempio, cardiotossina) 3-7. In particolare, a seguito di ingenti danni muscolari cardiotossina-indotta (38-67% delle fibre muscolari 8), la rigenerazione è mediata da cellule satelliti, le cellule staminali residenti che maturare per diventare in ultima analisi, le fibre muscolari funzionali 4,9-13. Il risultato finale è aumentata dopo il danno la rigenerazione funzionale di salute, forza produttrici di tessuto muscolare 14-16. Anche se i dettagli sono ben oltre la portata di questo rapporto, la base meccanicistica per la rigenerazione muscolare riflette gli eventi attentamente orchestrata di numerosi tipi di cellule provenienti da più linee utilizzando canonical vie di segnalazione critica sia per lo sviluppo del tessuto e la morfogenesi 5,17-21. È importante sottolineare che la rigenerazione myotoxin-indotta è abilitato dal fatto che la matrice extracellulare, innervazione neuronale e la perfusione del vaso sanguigno rimangono strutturalmente intatti seguente cardiotossina indotta danno muscolare 3,8,22. In netto contrasto, queste strutture tissutali chiave e componenti sono, per definizione, tutto assente nel contesto di lesioni VML; dove la perdita di tessuto franca, a causa di una varietà di cause, si traduce in deficit funzionali ed estetici permanenti 23-25. Indipendentemente dalle sfide aggiuntive associate alla riparazione del muscolo e la rigenerazione dopo un trauma VML rispetto al danno muscolare myotoxin-indotta, una migliore comprensione della base meccanicistica per la rigenerazione del muscolo scheletrico e la riparazione, in una varietà di contesti, sarebbe ben servito da utilizzo di biologicamente modelli animali in combinazione con un longitudinalessessments di misure funzionali pertinenti. Come discusso qui, gli studi di arti posteriori del ratto forniscono un sistema modello eccellente per questo scopo. Più in particolare, i muscoli del compartimento crurale anteriore (tibiale anteriore, estensore lungo delle dita (EDL) e hallicus longus (HL)), che sono responsabili per la flessione dorsale del piede, sono facilmente identificabili e manipolati. Inoltre, essi sono serviti da grandi vasi sanguigni (iliaci e rami), e sono innervati dai nervi (sciatico e rami, compreso peroneo) che corre lungo della gamba 26-28. In quanto tale, si può usare il modello di ratto arti posteriori per valutare direttamente il muscolo scheletrico funzione / patologia in vivo, o per valutare l&#39;impatto più indiretto di alterazioni patologia correlata nei vasi sanguigni o nervi sulla corrispondente funzione del muscolo scheletrico. In entrambi i casi, la gravità della malattia, e l&#39;efficacia del trattamento può essere determinato in funzione della produzione di forza muscolare (coppia) e corrispondente piedino movement 29-34. Idealmente, misure di forza sono accompagnati da studi istologici e l&#39;espressione genica analisi per valutare in modo più rigoroso lo stato strutturale e molecolare del muscolo scheletrico. istologia base e immunoistochimica, per esempio, sono in grado di rispondere a domande relative alla dimensione del muscolo, l&#39;allineamento delle fibre muscolari, la composizione della matrice extracellulare, la posizione dei nuclei, numero di cellulare, e la localizzazione della proteina. Analisi dell&#39;espressione genica, a sua volta, è necessaria per identificare i meccanismi molecolari che possono influenzare / modulare la maturità delle fibre muscolari, stati di malattia, e l&#39;attività metabolica. Mentre questi metodi forniscono informazioni cruciali, in genere rappresentano gli endpoint terminali, e, soprattutto, non riescono ad affrontare direttamente la capacità funzionale del muscolo scheletrico, e, quindi, sono correlativi piuttosto che causale. Tuttavia, quando gli studi istologici e le analisi di espressione genica sono valutati in collaborazione con measur funzionalees, quindi, meccanismi di produzione di forza e la rigenerazione funzionale possono essere identificate più accuratamente. A questo proposito, la forza producendo capacità di un muscolo può essere misurata in vitro, in situ o in vivo. Tutti e tre gli approcci hanno entrambe vantaggi e limiti. In un esperimento in vitro, per esempio, il muscolo è completamente isolato e rimosso dal corpo dell&#39;animale. Rimuovendo le influenze dei vasi sanguigni e nervi che forniscono il muscolo, la capacità contrattile del tessuto può essere determinata in un ambiente esterno strettamente controllato 35. Nel test muscolare in situ permette al muscolo di essere isolato, come con le preparazioni in vitro, tuttavia , l&#39;innervazione e afflusso di sangue rimangono intatti. Il vantaggio del modello sperimentale in situ è che permette un singolo muscolo da esaminare mentre l&#39;innervazione e apporto di sangue è minimamente perturbato 36. In entrambein vitro ed in situ, trattamenti farmacologici possono essere applicate più direttamente senza dover tener conto degli effetti di eventuali tessuti circostanti o l&#39;impatto del sistema circolatorio sulle risposte contrattili misurati 37. Tuttavia, nei test funzione vivo, come qui descritto, è la tecnica meno invasiva per valutare la funzione muscolare nel suo ambiente nativo 38, e può essere eseguita ripetutamente nel tempo (cioè, longitudinalmente). Come tale, esso sarà il punto focale della discussione seguente. A questo proposito, elettrodi percutanei inseriti nei pressi del muscolo di interesse, o il nervo motore che serve, forniscono un segnale elettrico al muscolo. Un trasduttore misura quindi la lunghezza o la forza risultante cambiamenti nel muscolo attivato come indicato da un predeterminato, protocollo di software personalizzato. Da questi dati, le proprietà fisiche del muscolo può essere determinato. Questi includono perce-frequenza, il tetano massimale, forza-velocità, la rigidità, la tensione di lunghezza, e la fatica. lunghezza del muscolo o la forza possono essere tenute anche costante in modo che il muscolo si contrae isometrico o isotonicamente. È importante sottolineare che questi protocolli sperimentali possono essere rapidamente eseguite, facilmente ripetuto, e customized- tutto mentre l&#39;animale è anestetizzati e con un periodo di recupero di ore o giorni. Un singolo animale può subire in vigore vivo test più volte, consentendo in tal modo studi longitudinali di modelli di malattia o di valutazione delle piattaforme terapeutici / tecnologie. Come qui descritto, un sistema di leve muscolare commerciale in congiunzione con una potenza elevata, bifase stimolatore viene utilizzato per eseguire test in vivo funzione muscolare per valutare il contributo del muscolo tibiale anteriore della hindlimb ratto dorsiflessione del piede tramite stimolazione il nervo peroneale. Abbiamo sviluppato un protocollo che è specificamente progettato per valutare la medicina rigenerativa / TItecnologie di ingegneria SSUE per la riparazione del muscolo seguenti ferita traumatica VML del ratto TA muscolare. Dovrebbe essere notato; la EDL e HL devono essere sezionato dal vano crural anterior per valutare specificamente muscolo TA (che rappresentano circa il 15-20% della coppia totale tibiale anteriore misurata dopo stimolazione del nervo peroneale (Corona et al., 2013) ). Perché questo approccio fornisce un&#39;analisi longitudinale completa del muscolo fisiologia / funzione, può gettare importante intuizione meccanicistica su numerosi altri tipi di indagini fisiologiche, nonché una varietà di malattie o di aree terapeutiche 39. Ad esempio, in vivo test di funzionalità muscolare è applicabile a studi di fisiologia dell&#39;esercizio, ischemia / riperfusione ricerca, miopatia, danni ai nervi / neuropatia e vasculopatia, sarcopenia, e distrofie muscolari 40.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="515">
	<tbody>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">Isothesia</td>
			<td style="width:128px;">Henry Schein Animal Health</td>
			<td style="width:103px;">05260-04-04</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">Isoflurane Vaporizer-Funnel Fill</td>
			<td style="width:128px;">Vet Equip</td>
			<td style="width:103px;">911103</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:199px;">Inlet Adaptor for Vaporizer</td>
			<td style="width:128px;">Vet Equip</td>
			<td style="width:103px;">911124</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:199px;">Outlet Adaptor for Vaporizer</td>
			<td style="width:128px;">Vet Equip</td>
			<td style="width:103px;">911125</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">Tabletop Anaesthesia Machine</td>
			<td style="width:128px;">Vet Equip</td>
			<td style="width:103px;">901801</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:199px;">Compressed oxygen gas</td>
			<td style="width:128px;">Praxair</td>
			<td style="width:103px;">N/A</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">VaporGuard Activated Charcoal Filter</td>
			<td style="width:128px;">Vet Equip</td>
			<td style="width:103px;">931401</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="119">
			<td height="119" style="height:119px;width:199px;">T/Pump Professional water heater</td>
			<td style="width:128px;">Stryker</td>
			<td style="width:103px;">N/A</td>
			<td style="width:87px;">set on Continuous Therapy Time at 38/100 for temperature</td>
		</tr>
		<tr height="68">
			<td height="68" style="height:68px;width:199px;">Transpore Surgical Tape</td>
			<td style="width:128px;">3M</td>
			<td style="width:103px;">1527S-1</td>
			<td style="width:87px;">rip in half to make thinner strips</td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">A5 Golden animal clippers</td>
			<td style="width:128px;">Oster</td>
			<td style="width:103px;">078005-050-002</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:199px;">Povidone-Iodine Solution</td>
			<td style="width:128px;">Aplicare</td>
			<td style="width:103px;">82-227K</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:199px;">Alcohol Swabs</td>
			<td style="width:128px;"></td>
			<td style="width:103px;"></td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="68">
			<td height="68" style="height:68px;width:199px;">200 proof Ethanol</td>
			<td style="width:128px;">Decon labs</td>
			<td style="width:103px;"></td>
			<td style="width:87px;">diluted to 70% with deionized water</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:199px;">cotton tipped applicators</td>
			<td style="width:128px;">Puritan</td>
			<td style="width:103px;">836-WC</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">Teflon coated electrodes-Monopolar needle electrode</td>
			<td style="width:128px;">Chalgren Enterprises</td>
			<td style="width:103px;">111-725-24TP</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">servomotor</td>
			<td style="width:128px;">Cambridge Technology</td>
			<td style="width:103px;">Model 6650LR</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="51">
			<td height="51" style="height:51px;width:199px;">Dual Mode Lever System</td>
			<td style="width:128px;">Aurora Scientific Inc</td>
			<td style="width:103px;">Model 305C-LR-FP</td>
			<td style="width:87px;">contact manufacturer to order</td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">Signal Interface</td>
			<td style="width:128px;">Aurora Scientific Inc</td>
			<td style="width:103px;">Model 604A</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">High-Power, Bi-Phase Stimulator</td>
			<td style="width:128px;">Aurora Scientific Inc</td>
			<td style="width:103px;">Model 701C</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">Data analysis software</td>
			<td style="width:128px;">Aurora Scientific Inc</td>
			<td style="width:103px;">DMAv5.110 software</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:199px;">Muscle lever system control software</td>
			<td style="width:128px;">Aurora Scientific Inc</td>
			<td style="width:103px;">DMCv5.400 software</td>
			<td style="width:87px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

applications of in vivo functional testing of the rat tibialis anterior for evaluating tissue engineered skeletal muscle repair

Nonostante la capacità di rigenerazione del muscolo scheletrico, deficit funzionali e / o estetici permanenti (ad esempio, la perdita muscolare volumetrico (VML) derivanti da lesioni traumatiche, le malattie e le varie condizioni congenite, genetiche e acquisite sono abbastanza comuni. L&#39;ingegneria dei tessuti e delle tecnologie di medicina rigenerativa hanno un enorme possibilità di fornire una soluzione terapeutica. Tuttavia, l&#39;utilizzo di modelli animali biologicamente rilevanti in combinazione con valutazioni longitudinali di misure funzionali pertinenti sono fondamentali per lo sviluppo di migliori terapie rigenerative per il trattamento di lesioni VML-simili. a questo proposito, un leverismo muscolare commerciale può essere utilizzato per misurare la lunghezza, tensione, forza e parametri di velocità nei muscoli scheletrici. Abbiamo usato questo sistema, in combinazione con una potenza elevata, stimolatore bi-fase, per misurare in vivo produzione della forza in risposta all&#39;attivazione del compartimento crural anteriore il arti posteriori del ratto. Abbiamo previusato neamente questa apparecchiatura per valutare l&#39;impatto funzionale di lesioni VML sul muscolo tibiale anteriore (TA), nonché l&#39;entità del recupero funzionale dopo il trattamento del muscolo TA ferita con la tecnologia dell&#39;ingegneria tessutale riparazione muscolare (TEMR). Per questi studi, il piede sinistro di un ratto anestetizzato è ancorata saldamente ad una pedana collegata ad un servomotore, e il nervo peroneo comune è stimolata da due elettrodi ad ago percutanee per suscitare la contrazione muscolare e dorsiflessione del piede. Il nervo peroneo stimolazione indotta contrazione muscolare è misurato su una gamma di frequenze di stimolazione (1-200 Hz), per garantire un eventuale plateau in produzione della forza che consente una determinazione accurata del picco forza tetanica. Oltre alla valutazione dell&#39;entità del pregiudizio VML nonché il grado di recupero funzionale dopo il trattamento, questa metodologia può essere facilmente applicato per studiare diversi aspetti della fisiologia muscolare e fisiopatologia. Un tale approccio shoULD assistere con lo sviluppo più razionale delle terapie migliorati per la riparazione del muscolo e la rigenerazione.

La curva tetanica può essere utilizzata per distinguere risultati ottimali da risultati non ottimali. Questa curva di solito inizia a formare ad una frequenza di 60 Hz. Il fattore chiave per ottenere buoni risultati è la capacità di stimolare il muscolo in modo che esso produce la sua forza massima e sostiene che la forza durante il tetano. La curva ideale dovrebbe avere una ripresa ininterrotta, tagliente, verticale al momento della stimolazione, seguita da una fase di plateau piatto con oscillazioni minime, ed una, affilato periodo di diminuzione verticale ininterrotto cessazione della stimolazione (Figura 4). Deviazioni dalla curva ideale sono indicazioni che il muscolo è affaticato (Figura 5D) o che il muscolo non viene adeguatamente stimolato a produrre forza massima (Figura 5B - C). Quest&#39;ultimo generalmente il risultato di posizionamento degli elettrodi non corretta che porta al fallimento del reclutamento massimo delle fibre muscolari durante stimolizione. Una caratteristica distintiva che permette al ricercatore di determinare se una curva non ideale è il risultato del posizionamento degli elettrodi non corretta o patologiche al muscolo è se la curva tetanica è completa (fusa) o incompleto (non condensato). An, incomplete curva tetanica unfused indica che gli elettrodi sono fuori luogo, causando il muscolo non sperimentando una contrazione massima. Un esempio di un cambiamento patologico nel muscolo può osservare come è diminuito contrazione massima rispetto al controllo, o una risposta contrattile che affatica più rapidamente. I tre diversi tipi di picchi ottenuti nel corso di questa procedura rappresentano differenti posizioni degli elettrodi e delle gambe e può essere visto in Figura 3. I primi picchi sono intorno 0.4N e si verificano quando il posizionamento dell&#39;elettrodo corretta è determinata superficialmente sulla pelle (Figura 3A). La seconda serie di picchi ha hampiezza igher, di solito intorno 0.5-0.6N (Figura 3B) e si verificano quando gli elettrodi perforare attraverso il derma. Dopo questi vengono ottenuti, la gamba e piede sono adeguati per massimizzare la produzione di forza, che si ottiene quando il picco di ampiezza aumenta a circa 1N o superiore (Figura 3C). A questo punto, istantaneo Stim può essere spento e la sequenza può iniziare. Queste linee guida garantiscono risultati accurati e riproducibili e sono posti di blocco chiave in tutto il protocollo. I risultati finali possono essere rappresentati in modi diversi a seconda delle informazioni che l&#39;utente estrae dal test forza e il disegno sperimentale. In questo protocollo, la forza massima viene misurata su tutte le frequenze di stimolazione, ma altri punti di dati può essere importante per una particolare ricercatore o applicazione. Un esempio è la frequenza di stimolazione in cui la curva tetanica comincia a prendere forma. Tegli dati possono essere confrontati con altri risultati ottenuti da un esperimento precedente o successiva sullo stesso animale, o per confronto tra i diversi gruppi di trattamento. produzione di forza può essere normalizzato dalla massa corporea per calcolare la forza isometrica e fornire una valutazione più imparziale della impatto dell&#39;età sulla contrazione massima osservata. Anche se gli animali di diversa peso corporeo e dell&#39;età produrranno varie forze massime, la forma della curva tetanica deve essere coerente tra tutti i gruppi quando la procedura viene eseguita correttamente. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/54487/54487fig1.jpg" /> Figura 1: Panoramica del Sistema di controllo Leva e software per l&#39;analisi dei dati per l&#39;analisi (A) Panoramica del software di controllo quando si apre il programma.. (B) i parametri per &quot;istante Stim.&quot; (C) Sequenza Esempio per la stimolazione forza-frequenza. (D </strong&gt;) i dati rappresentativi da un elevato throughput analisi in frequenza forza nel software di analisi. Va notato che la procedura di analisi esempio di sequenza e dei dati è specifico per questo protocollo e non rappresenta l&#39;intera gamma di sequenze e delle uscite che vengono forniti da questo software. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54487/54487fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="figura 2" src="/files/ftp_upload/54487/54487fig2.jpg" /> Figura 2: Aspetti critici per il posizionamento del ratto e posizionamento del piede nella Apparatus (A) Il ratto è in posizione supina con il piede sinistro saldamente fissato alla pedana.. Gli angoli retti effettuate dal piede, gamba e coscia sono cerchiati. (B) L&#39;angolo retto creato dalla caviglia è evidenziata. (C) La gamba deve<html> essere allineati in un piano direttamente dal piede al corpo. (D) Il posizionamento degli elettrodi è parallela e ortogonale al piano del nervo peroneale. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54487/54487fig2large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/54487/54487fig3.jpg" /> Figura 3: Picchi rappresentativi dimostrando l&#39;importanza di una corretta Posizionamento degli elettrodi di massima produzione di forza (A) basali di punta risposte tetaniche osservate con elettrodi posti troppo superficialmente.. (B) i picchi più grandi con elettrodi inseriti nel posto giusto. (C) Transizione da picchi più grandi segnalazione posizionamento degli elettrodi corretto ottimale pre-sequenza di ampiezza di picco come le posizioni delle gambe e dei piedi vengono regolati in modo ottimale./ftp_upload/54487/54487fig3large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/54487/54487fig4.jpg" /> Figura 4:. Ottimale Curve Tetanic a 100 Hz Questa curva aumenta e diminuisce bruscamente e ha una fase di plateau piatta. Questo esempio indica il posizionamento degli elettrodi corretta e la stimolazione forza massima. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54487/54487fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/54487/54487fig5.jpg" /> Figura 5:. Esempi rappresentativi di curve tetaniche sub-ottimali ottenuti a 100 Hz (A) A seguito di relax, questa curva scende al di sotto della linea di base. Questo è indicativo di stimolazionedi antagonisti. (B - D) Questi grafici sono il risultato di posizionamento degli elettrodi improprio e diseguale reclutamento delle fibre muscolari. Le fasi plateau dimostrano grandi oscillazioni (B), una pendenza verso l&#39;alto (C), o una pendenza verso il basso (D). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54487/54487fig4large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a>

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Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

We describe an in vivo protocol to measure dorsiflexion of the foot following stimulation of the peroneal nerve and contraction of the anterior crural compartment of the rat hindlimb. Such measurements are an indispensable translational tool for evaluating skeletal muscle pathology and tissue engineering approaches to muscle repair and regeneration.

applicazioni di<em&gt; In Vivo</em&gt; Test funzionale del Topo tibiale anteriore per la valutazione di ingegneria tessutale muscolo scheletrico di riparazione

Despite the regenerative capacity of skeletal muscle, permanent functional and/or cosmetic deficits (e.g., volumetric muscle loss (VML) resulting from ...

applications-vivo-functional-testing-rat-tibialis-anterior-for

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

13.7K Views.  University of Virginia. We describe an in vivo protocol to measure dorsiflexion of the foot following stimulation of the peroneal nerve and contraction of the anterior crural compartment of the rat hindlimb. Such measurements are an indispensable translational tool for evaluating skeletal muscle pathology and tissue engineering approaches to muscle repair and regeneration. 

Video: Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

Engineering Skeletal Muscle Tissues from Murine Myoblast Progenitor Cells and Application of Electrical Stimulation

Engineered muscle tissues can be used for several different purposes, which include the production of tissues for use as a disease model in vitro, e.g. to study pressure ulcers, for regenerative medicine and as a meat alternative 1. The first reported 3D muscle constructs have been made many years ago and pioneers in the field are Vandenburgh and colleagues 2,3. Advances made in muscle tissue engineering are not only the result from the vast gain in knowledge of biochemical factors, stem cells and progenitor cells, but are in particular based on insights gained by researchers that physical factors play essential roles in the control of cell behavior and tissue development. State-of-the-art engineered muscle constructs currently consist of cell-populated hydrogel constructs. In our lab these generally consist of murine myoblast progenitor cells, isolated from murine hind limb muscles or a murine myoblast cell line C2C12, mixed with a mixture of collagen/Matrigel and plated between two anchoring points, mimicking the muscle ligaments. Other cells may be considered as well, e.g. alternative cell lines such as L6 rat myoblasts 4, neonatal muscle derived progenitor cells 5, cells derived from adult muscle tissues from other species such as human 6 or even induced pluripotent stem cells (iPS cells) 7. Cell contractility causes alignment of the cells along the long axis of the construct 8,9 and differentiation of the muscle progenitor cells after approximately one week of culture. Moreover, the application of electrical stimulation can enhance the process of differentiation to some extent 8. Because of its limited size (8 x 2 x 0.5 mm) the complete tissue can be analyzed using confocal microscopy to monitor e.g. viability, differentiation and cell alignment. Depending on the specific application the requirements for the engineered muscle tissue will vary; e.g. use for regenerative medicine requires the up scaling of tissue size and vascularization, while to serve as a meat alternative translation to other species is necessary.

Engineered muscle tissue has great potential in regenerative medicine, as disease model and also as an alternative source for meat. Here we describe the engineering of a muscle construct, in this case from mouse myoblast progenitor cells, and the stimulation by electrical pulses.

Ingegneria tessuti muscolo scheletrico di cellule murine progenitrici mioblasti e di applicazione di stimolazione elettrica

Engineered muscle tissues can be used for several different purposes, which include the production of tissues for use as a disease model in vitro, e.g. to ...

Ricerca

Bioingegneria

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

Decades ago the human placenta was thought to be an impenetrable barrier between mother and unborn child. However, the discovery of thalidomide-induced birth defects and many later studies afterwards proved the opposite. Today several harmful xenobiotics like nicotine, heroin, methadone or drugs as well as environmental pollutants were described to overcome this barrier. With the growing use of nanotechnology, the placenta is likely to come into contact with novel nanoparticles either accidentally through exposure or intentionally in the case of potential nanomedical applications. Data from animal experiments cannot be extrapolated to humans because the placenta is the most species-specific mammalian organ 1. Therefore, the ex vivo dual recirculating human placental perfusion, developed by Panigel et al. in 1967 2 and continuously modified by Schneider et al. in 1972 3, can serve as an excellent model to study the transfer of xenobiotics or particles.
Here, we focus on the ex vivo dual recirculating human placental perfusion protocol and its further development to acquire reproducible results.
The placentae were obtained after informed consent of the mothers from uncomplicated term pregnancies undergoing caesarean delivery. The fetal and maternal vessels of an intact cotyledon were cannulated and perfused at least for five hours. As a model particle fluorescently labelled polystyrene particles with sizes of 80 and 500 nm in diameter were added to the maternal circuit. The 80 nm particles were able to cross the placental barrier and provide a perfect example for a substance which is transferred across the placenta to the fetus while the 500 nm particles were retained in the placental tissue or maternal circuit. The ex vivo human placental perfusion model is one of few models providing reliable information about the transport behavior of xenobiotics at an important tissue barrier which delivers predictive and clinical relevant data.

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

The ex vivo dual recirculating human placental perfusion model can be used to investigate the transfer of xenobiotics and nanoparticles across the human placenta. In this video protocol we describe the equipment and techniques required for a successful execution of a placenta perfusion.

Determinazione del tasso di trasporto di xenobiotici e nanomateriali attraverso la placenta con il<em&gt; Ex vivo</em&gt; Umano Modello perfusione placentare

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

Surgical Retrieval, Isolation and In vitro Expansion of Human Anterior Cruciate Ligament-derived Cells for Tissue Engineering Applications

Injury to the ACL is a commonly encountered problem in active individuals. Even partial tears of this intra-articular knee ligament lead to biomechanical deficiencies that impair function and stability. Current options for the treatment of partial ACL tears range from nonoperative, conservative management to multiple surgical options, such as: thermal modification, single-bundle repair, complete reconstruction, and reconstruction of the damaged portion of the native ligament. Few studies, if any, have demonstrated any single method for management to be consistently superior, and in many cases patients continue to demonstrate persistent instability and other comorbidities.
The goal of this study is to identify a potential cell source for utilization in the development of a tissue engineered patch that could be implemented in the repair of a partially torn ACL. A novel protocol was developed for the expansion of cells derived from patients undergoing ACL reconstruction. To isolate the cells, minced hACL tissue obtained during ACL reconstruction was digested in a Collagenase solution. Expansion was performed using DMEM/F12 medium supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS) and 1% penicillin/streptomycin (P/S). The cells were then stored at -80 &#186;C or in liquid nitrogen in a freezing medium consisting of DMSO, FBS and the expansion medium. After thawing, the hACL derived cells were then seeded onto a tissue engineered scaffold, PLAGA (Poly lactic-co-glycolic acid) and control Tissue culture polystyrene (TCPS). After 7 days, SEM was performed to compare cellular adhesion to the PLAGA versus the control TCPS. Cellular morphology was evaluated using immunofluorescence staining. SEM (Scanning Electron Microscope) micrographs demonstrated that cells grew and adhered on both PLAGA and TCPS surfaces and were confluent over the entire surfaces by day 7. Immunofluorescence staining showed normal, non-stressed morphological patterns on both surfaces. This technique is promising for applications in ACL regeneration and reconstruction.

Surgical Retrieval, Isolation and In vitro Expansion of Human Anterior Cruciate Ligament-derived Cells for Tissue Engineering Applications

For future applications as a patch to repair partial tears of the Anterior Cruciate Ligament (ACL), human ACL derived cells were isolated from tissue obtained during reconstructive procedures, expanded in vitro and grown on tissue engineered scaffolds. Cellular adhesion and morphology was then performed to confirm biocompatibility on scaffold surface.

Recupero chirurgico, Isolamento e<em&gt; In vitro</em&gt; Ampliamento anteriore umana crociati Cells Legamento di derivazione per applicazioni di ingegneria tissutale

Injury to the ACL is a commonly encountered problem in active individuals. Even partial tears of this intra-articular knee ligament lead to biomechanical ...

Surgical Technique for the Implantation of Tissue Engineered Vascular Grafts and Subsequent In Vivo Monitoring

The development of Tissue Engineered Vessels (TEVs) is advanced by the ability to routinely and effectively implant TEVs (4-5 mm in diameter) into a large animal model. A step by-step protocol for inter-positional placement of the TEV and real-time digital assessment of the TEV and native carotid arteries is described here. In vivo monitoring is made possible by the implantation of flow probes, catheters and ultrasonic crystals (capable of recording dynamic diameter changes of implanted TEVs and native carotid arteries) at the time of surgery. Once implanted, researchers can calculate arterial blood flow patterns, invasive blood pressure and artery diameter yielding parameters such as pulse wave velocity, augmentation index, pulse pressures and compliance. Data acquisition is accomplished using a single computer program for analysis throughout the duration of the experiment. Such invaluable data provides insight into TEV matrix remodeling, its resemblance to native/sham controls and overall TEV performance in vivo.

Surgical Technique for the Implantation of Tissue Engineered Vascular Grafts and Subsequent In Vivo Monitoring

A step-by-step protocol for the inter-positional placement of Tissue Engineered Vessels (TEVs) into the carotid artery of a sheep using end-to-end anastomosis and real-time digital assessment in vivo until animal sacrifice.

Tecnica chirurgica per l&#39;impianto di ingegneria tessutale vascolari Innesti e successive<em&gt; In Vivo</em&gt; Monitoraggio

The development of Tissue Engineered Vessels (TEVs) is advanced by the ability to routinely and effectively implant TEVs (4-5 mm in diameter) into a large ...

Athymic Rat Model for Evaluation of Engineered Anterior Cruciate Ligament Grafts

Anterior cruciate ligament (ACL) rupture is a common ligamentous injury that often requires surgery because the ACL does not heal well without intervention. Current treatment strategies include ligament reconstruction with either autograft or allograft, which each have their associated limitations. Thus, there is interest in designing a tissue-engineered graft for use in ACL reconstruction. We describe the fabrication of an electrospun polymer graft for use in ACL tissue engineering. This polycaprolactone graft is biocompatible, biodegradable, porous, and is comprised of aligned fibers. Because an animal model is necessary to evaluate such a graft, this paper describes an intra-articular athymic rat model of ACL reconstruction that can be used to evaluate engineered grafts, including those seeded with xenogeneic cells. Representative histology and biomechanical testing results at 16 weeks postoperatively are presented, with grafts tested immediately post-implantation and contralateral native ACLs serving as controls. The present study provides a reproducible animal model with which to evaluate tissue engineered ACL grafts, and demonstrates the potential of a regenerative medicine approach to treatment of ACL rupture.

Animal models are important tools for the evaluation of tissue-engineered grafts. This paper presents the protocol for preparing an electrospun biodegradable polymer graft for use in anterior cruciate ligament tissue engineering, as well as a surgical protocol for implantation in a rat model.

Atimico Rat modello per la valutazione di Engineered legamento crociato anteriore Innesti

Anterior cruciate ligament (ACL) rupture is a common ligamentous injury that often requires surgery because the ACL does not heal well without ...

Engineered Vascularized Muscle Flap

One of the main factors limiting the thickness of a tissue construct and its consequential viability and applicability in vivo, is the control of oxygen supply to the cell microenvironment, as passive diffusion is limited to a very thin layer. Although various materials have been described to restore the integrity of full-thickness defects of the abdominal wall, no material has yet proved to be optimal, due to low graft vascularization, tissue rejection, infection, or inadequate mechanical properties. This protocol describes a means of engineering a fully vascularized flap, with a thickness relevant for muscle tissue reconstruction. Cell-embedded poly L-lactic acid/poly lactic-co-glycolic acid constructs are implanted around the mouse femoral artery and vein and maintained in vivo for a period of one or two weeks. The vascularized graft is then transferred as a flap towards a full thickness defect made in the abdomen. This technique replaces the need for autologous tissue sacrifications and may enable the use of in vitro engineered vascularized flaps in many surgical applications.

To date, thick tissue defects are typically reconstructed by applying autologous tissue flaps or engineered tissues. In this protocol, we present a new method for engineering vascularized tissue flap bearing an autologous pedicle, to serve as a substitute to autologous flaps.

Progettato Vascolarizzato muscolare Flap

One of the main factors limiting the thickness of a tissue construct and its consequential viability and applicability in vivo, is the control of oxygen ...

Melt Electrospinning Writing of Three-dimensional Poly(&#949;-caprolactone) Scaffolds with Controllable Morphologies for Tissue Engineering Applications

This tutorial reflects on the fundamental principles and guidelines for electrospinning writing with polymer melts, an additive manufacturing technology with great potential for biomedical applications. The technique facilitates the direct deposition of biocompatible polymer fibers to fabricate well-ordered scaffolds in the sub-micron to micro scale range. The establishment of a stable, viscoelastic, polymer jet between a spinneret and a collector is achieved using an applied voltage and can be direct-written. A significant benefit of a typical porous scaffold is a high surface-to-volume ratio which provides increased effective adhesion sites for cell attachment and growth. Controlling the printing process by fine-tuning the system parameters enables high reproducibility in the quality of the printed scaffolds. It also provides a flexible manufacturing platform for users to tailor the morphological structures of the scaffolds to their specific requirements. For this purpose, we present a protocol to obtain different fiber diameters using melt electrospinning writing (MEW) with a guided amendment of the parameters, including flow rate, voltage and collection speed. Furthermore, we demonstrate how to optimize the jet, discuss often experienced technical challenges, explain troubleshooting techniques and showcase a wide range of printable scaffold architectures.

This protocol serves as a comprehensive guideline to fabricate scaffolds via electrospinning with polymer melts in a direct writing mode. We systematically outline the process and define the appropriate parameter settings for achieving targeted scaffold architectures.

Sciogliere elettrofilatura scrittura di scaffold tridimensionale Poly(ε-caprolactone) con morfologie controllabile per applicazioni di ingegneria del tessuto

This tutorial reflects on the fundamental principles and guidelines for electrospinning writing with polymer melts, an additive manufacturing technology ...

A Novel Tenorrhaphy Suture Technique with Tissue Engineered Collagen Graft to Repair Large Tendon Defects

Surgical management of large tendon defects with tendon grafts is challenging, as there are a finite number of sites where donors can be readily identified and used. Currently, this gap is filled with tendon auto-, allo-, xeno-, or artificial grafts, but clinical methods to secure them are not necessarily translatable to animals because of the scale. In order to evaluate new biomaterials or study a tendon graft made up of collagen type 1, we have developed a modified suture technique to help maintain the engineered tendon in alignment with the tendon ends. Mechanical properties of these grafts are inferior to the native tendon. To incorporate engineered tendon into clinically relevant models of loaded repair, a strategy was adopted to offload the tissue engineered tendon graft and allow for the maturation and integration of the engineered tendon in vivo until a mechanically sound neo-tendon was formed. We describe this technique using incorporation of the collagen type 1 tissue engineered tendon construct.

In this paper, we present an in vitro and in situ protocol to repair a tendon gap of up to 1.5 cm by filling it with engineered collagen graft. This was performed by developing a modified suture technique to take the mechanical load until the graft matures into the host tissue.

Una nuova tecnica di sutura Tenorrhaphy con innesto di collagene ingegnerizzato per riparare grandi difetti tendinei

Surgical management of large tendon defects with tendon grafts is challenging, as there are a finite number of sites where donors can be readily ...

Rodent Behavioral Testing to Assess Functional Deficits Caused by Microelectrode Implantation in the Rat Motor Cortex

Medical devices implanted in the brain hold tremendous potential. As part of a Brain Machine Interface (BMI) system, intracortical microelectrodes demonstrate the ability to record action potentials from individual or small groups of neurons. Such recorded signals have successfully been used to allow patients to interface with or control&#160;computers, robotic limbs, and their own limbs. However, previous animal studies have shown that a microelectrode implantation in the brain not only damages the surrounding tissue but can also result in functional deficits. Here, we discuss a series of behavioral tests to quantify potential motor impairments following the implantation of intracortical microelectrodes into the motor cortex of a rat. The methods for open field grid, ladder crossing, and grip strength testing provide valuable information regarding the potential complications resulting from a microelectrode implantation. The results of the behavioral testing are correlated with endpoint histology, providing additional information on the pathological outcomes and impacts of this procedure on the adjacent tissue.

We have shown that a microelectrode implantation in the motor cortex of rats causes immediate and lasting motor deficits. The methods proposed herein outline a microelectrode implantation surgery and three rodent behavioral tasks to elucidate potential changes in the fine or gross motor function due to implantation-caused damage to the motor cortex.

Roditore comportamentali test per valutare deficit funzionali causati da microelettrodo impianto nella corteccia di motore del ratto

Medical devices implanted in the brain hold tremendous potential. As part of a Brain Machine Interface (BMI) system, intracortical microelectrodes ...

Tissue-Engineered Graft for Circumferential Esophageal Reconstruction in Rats

The use of biocompatible materials for circumferential esophageal reconstruction is a technically challenging task in rats and requires an optimal implant technique with nutritional support. Recently, there have been many attempts at esophageal tissue engineering, but the success rate has been limited due to difficulty in early epithelization in the special environment of peristalsis. Here, we developed an artificial esophagus that can improve the regeneration of the esophageal mucosa and muscle layers through a two-layered tubular scaffold, a mesenchymal stem cell-based bioreactor system, and a bypass feeding technique with modified gastrostomy. The scaffold is made of polyurethane (PU) nanofibers in a cylindrical shape with a three-dimensional (3D) printed polycaprolactone strand wrapped around the outer wall. Prior to transplantation, human-derived mesenchymal stem cells were seeded into the lumen of the scaffold, and bioreactor cultivation was performed to enhance cellular reactivity. We improved the graft survival rate by applying surgical anastomosis and covering the implanted prosthesis with a thyroid gland flap, followed by temporary nonoral gastrostomy feeding. These grafts were able to recapitulate the findings of initial epithelialization and muscle regeneration around the implanted sites, as demonstrated by histological analysis. In addition, increased elastin fibers and neovascularization were observed in the periphery of the graft. Therefore, this model presents a potential new technique for circumferential esophageal reconstruction.

Esophageal reconstruction is a challenging procedure, and development of a tissue-engineered esophagus that enables regeneration of esophageal mucosa and muscle and that can be implanted as an artificial graft is necessary. Here, we present our protocol to generate an artificial esophagus, including scaffold manufacturing, bioreactor cultivation, and various surgical techniques.

Innesto ingegnerizzato per la ricostruzione esofagea circonferenza nei ratti

The use of biocompatible materials for circumferential esophageal reconstruction is a technically challenging task in rats and requires an optimal implant ...