Persistence of tracer in the application site -a potential confounding factor in nerve regeneration studies

Selective reinnervation of peripheral targets after nerve injury might be assessed by injecting a first tracer in a target before nerve injury to label the original neuronal population, and applying a second tracer after the regeneration period to label the regenerated population. However, altered uptake of tracer, fading, and cell death may interfere with the results. Furthermore, if the first tracer injected remains in the target tissue, available for 're-uptake' by misdirected regenerating axons, which originally innervated another region, then the identification of the original population would be confused. With the aim of studying this problem, the sciatic nerve of adult rats was sectioned and sutured. After 3 days, to allow the distal axon to degenerate avoiding immediate retrograde transport, one of the dyes: Fast Blue (FB), Fluoro-Gold (FG) or Diamidino Yellow (DY), was injected into the tibial branch of the sciatic nerve, or in the skin of one of the denervated digits. Rats survived 2-3 months. The results showed labelled dorsal root ganglion (DRG) cells and motoneurones, indicating that late re-uptake of a first tracer occurs. This phenomenon must be considered when the model of sequential labelling is used for studying the accuracy of peripheral reinnervation.

N-acetylcysteine treatment ameliorates the skeletal phenotype of a mouse model of diastrophic dysplasia.

Diastrophic dysplasia (DTD) is a recessive chondrodysplasia caused by mutations in SLC26A2, a cell membrane sulfate-chloride antiporter. Sulfate uptake impairment results in low cytosolic sulfate, leading to cartilage proteoglycan (PG) undersulfation. In this work, we used the dtd mouse model to study the role of N-acetyl-l-cysteine (NAC), a well-known drug with antioxidant properties, as an intracellular sulfate source for macromolecular sulfation. Because of the important pre-natal phase of skeletal development and growth, we administered 30 g/l NAC in the drinking water to pregnant mice to explore a possible transplacental effect on the fetuses. When cartilage PG sulfation was evaluated by high-performance liquid chromatography disaccharide analysis in dtd newborn mice, a marked increase in PG sulfation was observed in newborns from NAC-treated pregnancies when compared with the placebo group. Morphometric studies of the femur, tibia and ilium after skeletal staining with alcian blue and alizarin red indicated a partial rescue of abnormal bone morphology in dtd newborns from treated females, compared with pups from untreated females. The beneficial effect of increased macromolecular sulfation was confirmed by chondrocyte proliferation studies in cryosections of the tibial epiphysis by proliferating cell nuclear antigen immunohistochemistry: the percentage of proliferating cells, significantly reduced in the placebo group, reached normal values in dtd newborns from NAC-treated females. In conclusion, NAC is a useful source of sulfate for macromolecular sulfation in vivo when extracellular sulfate supply is reduced, confirming the potential of therapeutic approaches with thiol compounds to improve skeletal deformity and short stature in human DTD and related disorders.

Impact of body tilt on the central aortic pressure pulse

Le but de cette thèse a été d'investiguer la relation entre, d'une part le temps de propagation de l'onde de pouls artérielle du coeur vers les membres inférieurs, et d'autre part le temps séparant, au niveau de l'aorte ascendante, la génération de l'onde antérograde du retour des ondes réfléchies. Le principe de la méthode employée a été de mesurer ces deux temps par deux méthodes indépendantes, ce en les faisant varier par changement rapide de la position du corps, chez sujets humains volontaires. Le facteur gravitationnel a en effet une influence majeure sur la pression transmurale des artères, dont dépend largement la vitesse de propagation des ondes de pouls, tant dans le sens antérograde que rétrograde. Vingt sujets jeunes, en bonne santé, dontIO hommes et 10 femmes, ont été examinés sur une table de tilt, dans deux positions différentes : tête vers le bas (angle de tilt : - 10°) et tête vers le haut (+45°).Dans chaque position, le temps de propagation carotido- femorale (Tcf, succédané du temps aorto-fémoral) et carotido-tibial (Tct, succédané du temps aorto-tibial) a été mesuré avec l'appareil Complior. De même, dans chaque position la pression aortique centrale a été enregistrée par tonométrie radiale en utilisant l'appareil SphygmoCor qui applique une fonction de transfert généralisé pour reconstruire la forme de l'onde de pouls aortique. L'analyse de celle-ci permet ensuite de calculer les temps d'aller-retour des ondes réfléchies atteignant l'aorte pendant la systole (début de l'onde réfléchie, sT1 r) et pendant la diastole (temps de transit moyen de l'onde diastolique réfléchie dMTT). Le changement de position de tête vers le haut à tête vers le bas, a provoqué une augmentation importante du temps de propagation Tct (chez le femmes de 130±10 à 185±18msec, P<0,001 et chez les hommes de 136±9 à 204±18msec P<0.001) ainsi que du temps moyen de transition de l'onde diastolique réfléchie dMTT (chez les femmes de 364±35 à 499±33msec P<0,001 et chez les hommes de 406±22 à 553±21msec, P<0,001). Un modèle de régression mixte montre qu'entre les deux positions, les variations de dMTT sont environ le double de celles de Tct (coefficient de régression 2.1; 95% intervalle de confiance 1.9-2,3, P<0,001). Ces résultats suggèrent que les ondes diastoliques observées dans l'onde de pouls aortique central reconstruites par tonométrie radiale, correspondent, du moins en partie, aux ondes réfléchies générées au niveau des membres inférieurs.

New insight in the relationship between regional patterns of knee cartilage thickness, osteoarthritis disease severity, and gait mechanics.

To test if the relationship between knee kinetics during walking and regional patterns of cartilage thickness is influenced by disease severity we tested the following hypotheses in a cross-sectional study of medial compartment osteoarthritis (OA) subjects: (1) the peak knee flexion (KFM) and adduction moments (KAM) during walking are associated with regional cartilage thickness and medial-to-lateral cartilage thickness ratios, and (2) the associations between knee moments and cartilage thickness data are dependent on disease severity. Seventy individuals with medial compartment knee OA were studied. Gait analysis was used to determine the knee moments and cartilage thickness was measured from magnetic resonance imaging. Multiple linear regression analyses tested for associations between cartilage thickness and knee kinetics. Medial cartilage thickness and medial-to-lateral cartilage thickness ratios were lower in subjects with greater KAM for specific regions of the femoral condyle and tibial plateau with no associations for KFM in patients of all disease severities. When separated by severity, the association between KAM and cartilage thickness was found only in patients with more severe OA, and KFM was significantly associated with cartilage thickness only for the less severe OA subjects for specific tibial plateau regions. The results support the idea that the KAM is larger in patients with more severe disease and the KFM has greater influence early in the disease process, which may lessen as pain increases with disease severity. Each component influences different regions of cartilage. Thus the relative contributions of both KAM and KFM should be considered when evaluating gait mechanics and the influence of any intervention for knee OA.

Estimations of topographically correct regeneration to nerve branches and skin after peripheral nerve injury and repair.

Peripheral nerve injury is typically associated with long-term disturbances in sensory localization, despite nerve repair and regeneration. Here, we investigate the extent of correct reinnervation by back-labeling neuronal soma with fluorescent tracers applied in the target area before and after sciatic nerve injury and repair in the rat. The subpopulations of sensory or motor neurons that had regenerated their axons to either the tibial branch or the skin of the third hindlimb digit were calculated from the number of cell bodies labeled by the first and/or second tracer. Compared to the normal control side, 81% of the sensory and 66% of the motor tibial nerve cells regenerated their axons back to this nerve, while 22% of the afferent cells from the third digit reinnervated this digit. Corresponding percentages based on quantification of the surviving population on the experimental side showed 91%, 87%, and 56%, respectively. The results show that nerve injury followed by nerve repair by epineurial suture results in a high but variable amount of topographically correct regeneration, and that proportionally more neurons regenerate into the correct proximal nerve branch than into the correct innervation territory in the skin

Flexible Multibody Simulation Approach in the Dynamic Analysis of Bone Strains Activity

The objective of this study is to show that bone strains due to dynamic mechanical loading during physical activity can be analysed using the flexible multibody simulation approach. Strains within the bone tissue play a major role in bone (re)modeling. Based on previous studies, it has been shown that dynamic loading seems to be more important for bone (re)modeling than static loading. The finite element method has been used previously to assess bone strains. However, the finite element method may be limited to static analysis of bone strains due to the expensive computation required for dynamic analysis, especially for a biomechanical system consisting of several bodies. Further, in vivo implementation of strain gauges on the surfaces of bone has been used previously in order to quantify the mechanical loading environment of the skeleton. However, in vivo strain measurement requires invasive methodology, which is challenging and limited to certain regions of superficial bones only, such as the anterior surface of the tibia. In this study, an alternative numerical approach to analyzing in vivo strains, based on the flexible multibody simulation approach, is proposed. In order to investigate the reliability of the proposed approach, three 3-dimensional musculoskeletal models where the right tibia is assumed to be flexible, are used as demonstration examples. The models are employed in a forward dynamics simulation in order to predict the tibial strains during walking on a level exercise. The flexible tibial model is developed using the actual geometry of the subject’s tibia, which is obtained from 3 dimensional reconstruction of Magnetic Resonance Images. Inverse dynamics simulation based on motion capture data obtained from walking at a constant velocity is used to calculate the desired contraction trajectory for each muscle. In the forward dynamics simulation, a proportional derivative servo controller is used to calculate each muscle force required to reproduce the motion, based on the desired muscle contraction trajectory obtained from the inverse dynamics simulation. Experimental measurements are used to verify the models and check the accuracy of the models in replicating the realistic mechanical loading environment measured from the walking test. The predicted strain results by the models show consistency with literature-based in vivo strain measurements. In conclusion, the non-invasive flexible multibody simulation approach may be used as a surrogate for experimental bone strain measurement, and thus be of use in detailed strain estimation of bones in different applications. Consequently, the information obtained from the present approach might be useful in clinical applications, including optimizing implant design and devising exercises to prevent bone fragility, accelerate fracture healing and reduce osteoporotic bone loss.

Ressonância magnética da osteonecrose do joelho: estudo de 19 casos

OBJETIVO: Descrever os achados epidemiológicos, clínicos e de ressonância magnética da osteonecrose das porções distal do fêmur e proximal da tíbia. MATERIAIS E MÉTODOS: Avaliação de 19 pacientes (12 mulheres e 7 homens), sem história prévia de fatores causais, com achados à ressonância magnética sugestivos de osteonecrose do platô tibial ou côndilo femoral. RESULTADOS: Verificou-se a presença de anormalidades osteocondrais em 63,1% dos casos e em 73,6% destes houve associação com lesão meniscal ipsilateral. Houve também importante associação com edema na medular óssea em correspondência (grau III em 16 casos). CONCLUSÃO: A ressonância magnética demonstrou ser um método não invasivo com boa sensibilidade no diagnóstico da osteonecrose do joelho, bem como das lesões associadas, sendo mais frequente nas mulheres (63% dos casos).

Impact of body tilt on the central aortic pressure pulse.

The present work was undertaken to investigate, in young healthy volunteers, the relationships between the forward propagation times of arterial pressure waves and the timing of reflected waves observable on the aortic pulse, in the course of rapid changes in body position. 20 young healthy subjects, 10 men, and 10 women, were examined on a tilt table at two different tilt angles, -10° (Head-down) and + 45° (Head-up). In each position, carotid-femoral (Tcf) and carotid-tibial forward propagation times (Tct) were measured with the Complior device. In each position also, the central aortic pressure pulse was recorded with radial tonometry, using the SphygmoCor device and a generalized transfer function, so as to evaluate the timing of reflected waves reaching the aorta in systole (onset of systolic reflected wave, sT1r) and diastole (mean transit time of diastolic reflected wave, dMTT). The position shift from Head-up to Head-down caused a massive increase in both Tct (women from 130 ± 10 to 185 ± 18 msec P < 0.001, men from 136 ± 9 to 204 ± 18 msec P < 0.001) and dMTT (women from 364 ± 35 to 499 ± 33 msec P < 0.001, men from 406 ± 22 to 553 ± 21 msec P < 0.001). Mixed model regression showed that the changes in Tct and dMTT observed between Head-up and Head-down were tightly coupled (regression coefficient 2.1, 95% confidence interval 1.9-2.3, P < 0.001). These results strongly suggest that the diastolic waves observed on central aortic pulses reconstructed from radial tonometric correspond at least in part to reflections generated in the lower limbs.

Tromboflebitis profundas en la edad infantil

Se recogen cinco casos de variada etiolog{a (osteomielitis del ilíaco, coma diabético hiperosmolar, sepsis meningocócica con shock y C.I.D., traumatismo de cadera y cateterización de vena femoral) que cursaron con tromboflebitis profunda de vasos importantes (venas iliofemoral, femoral y tibial posterior). Se analiza la etiopatogenia de la trombogénesis y los tres principales grupos de afecciones que van a originar enfermedad tromboembólica, aquellas que producen estado de hipercoagulabilidad, las que producen alteración hemodinámica con estasis, y las causantes de lesión tisular. Finalmente se recuerda la clínica, metodos diagnósticos y tratamiento actual de esta entidad poco frecuente en la edad pediátrica

Kokeellisen moodianalyysin hyödyntäminen sääriluun lujuuden määrittämisessä

Diplomityö tehtiin Lappeenrannan teknillisen yliopiston konetekniikan laitokselle. Diplomityö on osa teknillisen yliopiston biomekaanista tutkimusta, jonka tarkoituksena on mallintaa ihmisen tuki- ja liikuntaelimistön toimintaa. Työssä pyrittiin selvittämään, voitaisiinko sääriluuhun kohdistetun mekaanisen herätteen aiheuttamaa värähtelyvastetta analysoimalla saada tietoa luun ominaistaajuuksista ja lujuudesta. Tietoa voitaisiin käyttää esimerkiksi ostoporoosiriskin arvioinnissa sekä ihmiskehon osien toimintaa kuvaavien simulointimallien verifioinnissa. Mittauslaitteistona käytettiin Brüel & Kjær-moodianalyysilaitteistoa. Laitteistokokonaisuuteen kuuluivat herätevasara, elektromagneettinen täristin, voima-anturi, kaksi kiihtyvyysmitta-anturia sekä PulseLab 2.0 –ohjelmistolla varustettu PC-laitteisto. Tulosten jatkoanalyysi suoritettiin MathWorks yhtiön MatLab v 4.0 -ohjelmistolla. Työssä esitellyn mittaustavan ja -laitteiston todettiin soveltuvan sääriluun värähtelyvasteen mittaamiseen. Mittaustulokset eri mittauskertojen välillä samalla henkilöllä ovat yhtenevät. Tutkimuksen tulosten perusteella ei voida osoittaa luun värähtelyvasteen ja lujuuden välistä suoraa korrelaatiota.

Estudo anatômico das duas bandas do ligamento cruzado anterior com o joelho em 90º de flexão

OBJETIVO: Avaliar anatomicamente a origem femoral e inserção tibial das bandas ântero-medial e póstero-lateral do ligamento cruzado anterior. MÉTODOS: Estudados oito joelhos de cadáveres, foram feitas as seguintes medidas no fêmur: distância do centro da banda ântero-medial à cartilagem profunda e a ao teto. Ainda no fêmur, do centro da banda póstero-lateral à cartilagem profunda, a cartilagem inferior e à cartilagem superficial. Na tíbia, foi aferido do bordo ósseo tibial anterior à região anterior da banda ântero-medial, ao centro da banda ântero-medial e ao centro da banda póstero-lateral. Também foi medido o centro da banda póstero-lateral ao bordo ósseo posterior da tíbia e o comprimento ântero-posterior total da inserção tibial do ligamento cruzado anterior. RESULTADOS: No fêmur, a distância do centro da banda ântero-medial à cartilagem profunda foi de 6,3 ±1,4mm e ao teto 11,2 ±2mm. Ainda no fêmur, a medida do centro da banda póstero-lateral à cartilagem profunda 9 ±4mm, à cartilagem superficial 7,6 ±1,8mm e a cartilagem inferior 4,2 ±0,9mm. Na tíbia, a distância do bordo ósseo tibial anterior à região anterior da banda ântero-medial foi de 11,9 ±2,8mm, ao centro da banda ântero-medial 18,8 ±2,6mm e ao centro da banda póstero-lateral 26,5 ±2,3mm. A medida do centro da banda póstero-lateral ao bordo ósseo posterior da tíbia foi 19,6 ±4mm e o comprimento ântero-posterior total da inserção tibial do ligamento cruzado anterior 19,4 ±1,8mm. CONCLUSÃO: O centro da inserção tibial da banda ântero-medial encontra-se a aproximadamente 20mm da extremidade anterior da tíbia, enquanto o centro da póstero-lateral se encontra a 30mm. A distância entre o centro da origem da banda ântero-medial até a cartilagem profunda é 6mm e da póstero-lateral 10mm.

Avaliações radiográfica e ultra-sonográfica do joelho de ovinos

Com o presente trabalho visou-se estudar as características osteo-articulares do joelho de ovinos hígidos em diferentes idades, considerando duas possibilidades de exames: radiográfico e ultra-sonográfico. Foram utilizados 18 ovinos da raça Santa Inês, divididos em três grupos experimentais eqüitativos: Grupo I, idade de 6-8 meses (peso médio de 25 kg); Grupo II, idade de 2 anos (peso médio de 50 kg); Grupo III, idade de 3-5 anos (peso médio de 55 kg). Radiograficamente, na incidência craniocaudal, o côndilo femoral lateral apresentou-se mais amplo que o côndilo medial, assim como o côndilo tibial lateral foi maior em relação ao medial. A patela apresentava base em formato piramidal e ápice afilado na incidência mediolateral. Dos 36 membros avaliados, o osso sesamóide medial do músculo gastrocnêmio foi visibilizado em apenas um membro e o osso sesamóide lateral em quatro. A fíbula foi identificada somente em um animal do Grupo III. As linhas fisárias femoral distal, tibial proximal e da tuberosidade da tíbia puderam ser avaliadas em todas as radiografias, estando fechadas ou semifechadas especialmente nos ovinos do Grupo III. Ao exame ultra-sonográfico, a superfície convexa da patela foi visibilizada como uma linha hiperecogênica com sombra acústica e a cartilagem articular dos côndilos femorais como uma linha hipoecogênica contornando a superfície óssea. O ligamento patelar intermédio mostrou-se como uma estrutura fibrilar hiperecogênica homogênea com espessura de 1,2 a 3,2mm. Os meniscos lateral e medial apresentaram formato triangular, aspecto discretamente heterogêneo e ecogenicidade moderada. Sendo assim, o exame radiográfico foi útil para avaliar especialmente as estruturas ósseas do joelho e o fechamento da placa fisária, e a ultra-sonografia permitiu identificar algumas das estruturas teciduais moles, como os meniscos e o ligamento patelar.

Origem e distribuição anatômica do nervo isquiático de mão-pelada (Procyon cancrivorus)

O nervo isquiático é considerado o maior nervo do corpo, pertence tanto ao plexo sacral quanto ao lombossacral em carnívoros, continuando até a extremidade distal do membro pélvico, recebe fiibras dos ramos ventrais do sexto e sétimo nervos lombares e do primeiro nervo sacral. O objetivo do presente estudo é descrever a distribuição do nervo isquiático em mão-pelada (Procyon cancrivorus) e comparar com dados literários de animais domésticos e silvestres. Os animais são procedentes de coleta em rodovias, entre as cidades de Goiânia e Jataí, principalmente na BR 364 ou BR 060. (mortos por acidente) e fiixados em solução aquosa, a 10% de formaldeído. Doados ao Museu de Anatomia Humana e Comparada da UFG (Universidade Federal de Goiás, Campus de Jataí, Proc.CAJ-287/2008). As dissecações e documentação fotográfiica permitiram observar a distribuição do nervo isquiático. O nervo isquiático de mão-pelada inerva o membro pélvico passando entre os músculos glúteo médio e profundo, emitindo ramos para a musculatura da região glútea e da coxa, respectivamente, para os músculos glúteo médio, glúteo bíceps, semimembranáceo, semitendíneo, bíceps femoral, gêmeos, quadrado femoral e adutor magno, emitindo nervo cutâneo lateral e caudal da sura para suprir a pele na superfiície lateral e caudal da perna, respectivamente. Próximo ao meio da coxa bifurca-se em nervo tibial e nervo fiibular comum. O conhecimento anatômico da origem e distribuição do nervo is quiático em mão pelada quando comparado com animais domésticos, silvestres e de fazenda, mostram um padrão de inervação semelhante entre os espécimes.

Distribuição do nervo fibular comum em fetos de equinos e descrição anatômica de pontos para bloqueio anestésico

Analisou-se a distribuição do nervo fibular comum em 30 fetos de equinos, sem raça definida, provenientes do acervo do Laboratório de Anatomia Animal da Faculdade de Medicina Veterinária da Universidade Federal de Uberlândia, que foram injetados e conservados em solução aquosa de formaldeído a 10%. Contatou-se que o referido nervo deriva do isquiático, divide-se em nervos fibulares superficial e profundo, distribuindo-se para os músculos extensores lateral e longo do dedo, fibular terceiro e tibial cranial. Traçando-se uma linha imaginária na região médio-lateral da tuberosidade do osso tíbia, o nervo fibular comum pode ser bloqueado em sua parte proximal, no terço caudal, entre o tendão de inserção do músculo bíceps femoral e a face lateral do músculo gastrocnêmio lateral (terço médio); e o nervo fibular profundo, na parte proximal da tíbia, crânio-distalmente ao fibular comum. O bloqueio do nervo fibular superficial pode ser realizado em duas regiões da tíbia: na proximal, considerando-se a linha imaginária, distalmente ao ponto citado para o fibular comum e caudalmente ao descrito para o fibular profundo; e na distal, na face lateral da articulação tíbio-társica, entre os tendões de inserção dos músculos extensores lateral e longo do dedo.