Pecularities of exercise physiology in the ardennais draught horse

peer reviewe

In vivo evaluation of deer antler trabecular bone as a reconstruction material for bone defects

Availability of graft materials to fill up osseous defects has always been a concern in orthopaedic surgeries. Deer antler material is a primary bone structure that is easy to collect and could serve as a xenograft. This study examines the behaviour of red deer antler trabecular cylinders in critical size distal femoral epiphyseal defects in 11 rabbits, and evaluates the effect of the decellularization protocols. Two preparation regimes (A and B) were used, with and without lipids and proteins. Radiographs were taken immediately after surgery and after euthanasia 12 weeks post-implantation. Histological evaluation was performed on non-decalcified 10-μm sections with a van Gieson picro-fuchsin staining protocol. A region of interest was defined for each histological section, evaluating the inflammatory reaction, the fibrosis process, and the osteogenesis. Each histological section was microradiographed to evaluate bone contact, presence of synostosis, remodelling and ossification processes. All antler cylinders were successfully implanted. Final radiographic analysis demonstrated osteointegration of most implants at various stages. Light to moderate inflammation around the grafts was noted with only one case showing full encapsulation. A variable degree of intimacy between implant and host bone was evidenced, with bone remodelling and osteogenesis of various intensity being present in all implanted sites. No differences were found between group A and B. Removal of lipids and proteins in the grafts surprisingly did not seem to matter. Decellularization and sterilization protocols may be advocated. Although it presents several limitations, this study shows some promising results regarding antler trabecular bone osteointegration

May the ardennais draught horse be used for harnessing competitions

peer reviewedThe Ardennais draught horse (DH) is more and more used for harnessing competitions. The aim of this study was to improve our knowledge of its cardiorespiratory peculiarities, both at rest and during exercise. At rest, arterial blood gas analysis, venous blood analysis, a test of mechanics of breathing and an endoscopy of the upper airways were performed. Experiments during exercise were performed on a treadmill. The intensity of the standardised test was sufficient to overshoot the OBLA threshold. The test was of increasing intensity and lasted 22 min. The cardiorespiratory parameters were measured during the last 5 min. Expired volume minute (VE), VT and f were measured. Respiratory O2 and CO2 fraction were measured with a mass spectrometer. Oxygen uptake (VOA, CO2 output (VCO2) and VE/VO2 were calculated. Heart rate (HR) was continuously measured.The results were compared to data recorded in standarbred horses (SH) during a treadmill exercise test leading to a similar lactaci¬demia (LA) and peak HR.The DH have a significantly lower V02 than the SH while running at an exercise intensity inducing the same HR and LA modifications. The lower aerobic capacity of DH was at least partly correlated with their higher cost of breathing and lower blood gas transport capacity.Moreover, other measurements have been performed infield conditions, during 4 draft competitions, i.e. speed, maniability, power and endurance. Venous blood analyses before and after the competition, heart rate and body temperature measurements were performed. The results of this second set of measurements confirm the results obtained in the laboratory and allow assessing that these kinds of competition do not induce dramatic physiological modifications and therefore respect the welfare and limits of these horses.Une des manières de relancer l'élevage des chevaux de trait ardennais est d'encourager son utilisation dans les compétitions sportives d'attelage. C'est pour essayer de déterminer les capacités athlétiques du cheval de trait qu'il a été décide d'étudier ses paramètres physiologiques au repos et autour de l'effort, lors d'épreuves réalisées en laboratoire et lors de compétitions sur le terrain. Huit juments et un hongre (poids : 738± 19 kg; âge : 5,6± 0,8 ans) ont été testées au laboratoire. Un test de mécanique ventilatoire, des analyses de sang artériel et de sang veineux et une endoscopie des voies respiratoires supérieures ont été réalisées sur les chevaux au repos. Les résultats montrent que le travail de la respiration est plus élevé chez les chevaux de trait par rapport aux chevaux de selle. En effet, la résistance pulmonaire et les variations de pression pleurales sont plus élevées, tandis que la compliance dynamique est plus faible. Le contenu sanguin total en hémoglobine et l'hématocrite sont inférieurs à ceux des chevaux de galop. La capacité totale de transport de l'oxygène par le sang est donc moindre. L'endoscopie montre certaines particularités au niveau de la morphologie du larynx. Un test d'effort standardise de 22 minutes a été effectué sur un tapes roulant. Des paramètres cardio-respiratoires ont été mesures pendant les 5 dernières minutes de 1'effort. Le volume courant et les débits respiratoires ont été mesurés à l'aide de pneumotachographes. La fraction prélevée en oxygène et celle rejetée en dioxyde de carbone ont été mesurées par un spectromètre de masse. La consommation d'02 (VO)et la production de C02 (VCO,) arose que l'efficience respiratoire ont été calculées. La fréquence cardiaque a été mesurée en continu durant tout le test. Les prises de sang veineux ont permis de mesurer les valeurs de la lactatémie, de l'hématocrite, des protéines totales, du cortisol, des enzymes et des ions. La température rectale a été mesurée à l'aide d'un thermomètre médical et la température cutanée à 1'aide dune camera infrarouge. Les résultats obtenus au tours de l'effort montrent que la V02 et la VCO2 sont inférieures a celles observées chez les trotteurs pour un effort qui a induit la même élévation du taux de lactates sanguins et de fréquence cardiaque pour les deux groupes de chevaux. L'utilisation de la filière aérobic serait donc moins importante chez le cheval de trait et la capacité globale d'utilisation de cette vole serait inférieure à celle des trotteurs. En outre, 1'efficience ventilatoire est beaucoup moindre : le cheval de trait ardennais doit ventiler plus d'air pour assurer le prélèvement par l'organisme d’un litre d'oxygène. Les analyses sur sang veineux ont montre que le taux d'enzymes musculaires est élevé au repos, que l'hématocrite est proportionnellement plus bas au repos et qu'il s'élève peu autour du test standardise. La température rectale s'élève proportionnellement plus chez le cheval de trait autour de 1'effort, car la masse musculaire par unité de surface corporelle qui intervient dans les échanges de chaleur est supérieure.Dans un troisième temps, les chevaux de trait ardennais ont été examinés sur le terrain autour dune épreuve de vitesse, de maniabilité, de puissance et d'endurance. Différents paramètres sanguins ont été mesurés et des mesures de fréquence cardiaque ont été effectuées en continu durant les épreuves. L'augmentation de la température rectale était mesurée âpres chaque test. Les résultats obtenus confirment certaines des observations faites autour des tests au laboratoire. Les taux d'enzymes musculaires sont proportionnellement plus élevés au repos, l'hématocrite est proportionnellement plus bas. Les taux de lactate sanguin, mesures au tours des épreuves de maniabilité et de puissance, prouvent que les chevaux de trait ont utilise la voie énergétique anaérobique pour effectuer 1'effort physique demande. La fréquence cardiaque n'a pas atteint sont maximum pendant 1'effort. La température rectale s'est moins élevée au tours des épreuves sur le terrain qu'autour du test en laboratoire chez les chevaux de trait. Cette étude sur le terrain permet d'affirmer que la façon dont le cheval de trait ardennais est utilisé au cours des épreuves sportives dans lesquelles on tente de le recycler actuellement, respecte ses limites et ne génère en aucun cas des modifications physiologiques susceptibles de le fatiguer ou de le faire souffrir

A non-linear homogeneous model for bone-like materials under compressive load.

Finite element (FE) models accurately compute the mechanical response of bone and bone-like materials when the models include their detailed microstructure. In order to simulate non-linear behavior, which currently is only feasible at the expense of extremely high computational costs, coarser models can be used if the local morphology has been linked to the apparent mechanical behavior. The aim of this paper is to implement and validate such a constitutive law. This law is able to capture the non-linear structural behavior of bone-like materials through the use of fabric tensors. It also allows for irreversible strains using an elastoplastic material model incorporating hardening. These features are expressed in a constitutive law based on the anisotropic continuum damage theory coupled with isotropic elastoplasticity in a finite strains framework. This material model was implemented into Metafor, a non-linear FE software. The implementation was validated against experimental data of cylindrical samples subjected to compression. Three materials with bone-like microstructure were tested : aluminum foams of variable density (ERG, Oakland, CA), PLA (polylactic acid) foam (CERM, University of Liège) and cancellous bone tissue of a deer antler (Faculty of Veterinary Medicine, University of Liège)