Pseudofracture: острая периферическая модель травмы тканей
Summary
Pseudofracture, воспроизводимые мышиной модели стерильной опорно-двигательного аппарата травмы, позволяет для оценки позднем сроке посттравматического иммунного ответа. В этой статье описываются процедурные исполнения модели шаг за шагом, в том числе потенциал для экспериментальных комбинаций модель позволяет изучать множественные травмы.
Abstract
После травмы есть рано гипер-реактивной воспалительной реакции, что может привести к полиорганной недостаточности и высокой смертности в травматологических больных; этот ответ часто сопровождается задержкой иммуносупрессии, которая добавляет клинических осложнений инфекции и может также увеличить смертность 1-9. Многие исследования приступили к оценке этих изменений в реактивности иммунной системы после травмы. 10-15
Иммунологические исследования сильно поддерживается посредством разнообразных трансгенных и нокаутных мышей доступны для прижизненного моделирования;. Этими штаммами помощи в детальных исследований для оценки молекулярных путей, участвующих в иммунологических реакций 16-21
Задача в экспериментальных мышиных моделирования травма долгосрочного расследования, а перелом фиксация методы у мышей, могут быть сложными и не так легко воспроизводимым. 22-30
Это pseudofracture модели, легко воспроизводится модель травмы, преодолевает эти трудности, иммунологически имитирует среду конечностей перелома, позволяя при этом свободу передвижения животных и долгое выживание срок без постоянного, длительного применения анестезии. Намерение воссоздать особенности долгое перелом кости; ранения мышцы и мягкие ткани подвергаются поврежденные кости и костный мозг, не нарушая родной кости.
Pseudofracture модель состоит из двух частей: двусторонние травмы раздавить мышцы задних конечностей, после инъекции раствора в кости эти ранения мышц. Кости раствор готовят уборки длинных трубчатых костей с обеих задних конечностей от возраста и веса соответствием сингенных донора. Эти кости затем измельчают и ресуспендировали в фосфатном буферном растворе для создания костной решение.
Двусторонний перелом бедренной кости является широко используемым и хорошо налаженные модель конечностей травмы, и была сравнительная модель при разработке pseudofracture модели. Среди множества доступных моделей перелома, мы решили использовать закрытым способом разрушения с мягкими повреждения тканей, как наши сравнению с pseudofracture, как мы хотели стерильной еще пропорционально тяжелой периферической модели травмы тканей 31.
Геморрагический шок является частая находка в условиях тяжелой травмы, и глобальные гипоперфузии добавляет очень актуальна элемент травмы модели. 32-36 pseudofracture модель может быть легко сочетается с геморрагическим шоком для модели модели множественной травмы высокой вредоносности 37.
Protocol
Discussion
Pseudofracture, воспроизводимые мышиной модели стерильной опорно-двигательного аппарата травмы, позволяет для оценки посттравматического иммунного ответа. Pseudofracture модель иммунологически имитирует среду конечностей перелома через воссоздание особенностей долго перелома кости: ранения мы…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Источник финансирования / Число молекулярной биологии геморрагического шока GM053789
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Surgical blue pad | Fisher Scientific | 50-7105 | ||
| Sterile Field dressings | Fisher Scientific | NC9517505 | ||
| Circulating heating pad 18″x26″ | Harvard | py872-5272 | ||
| Hot bead instrument sterilizer | VWR | 11156-002 | ||
| Stainless steel tray 8″ x 11″ | VWR | 62687-049 | ||
| Plexiglass boards (10x15x0.5cm) | University of Pittsburgh Machine shop | |||
| Tape rolls 1″ | Corporate Express | MMM26001 | ||
| 50cc conical tube | can be purchased through any global vendor | |||
| Straight side wide mouth jars (used as cap for nose cone) | VWR | 159000-058 | ||
| Oster A5 clippers w. size 40 blade | VWR | 10749-020 | ||
| Surgical scissors (straight – 12cm) | Fine Science Tools | 14068-12 | ||
| Hemostats curved -18cm | Harvard | 81331718 | ||
| Forceps (0.8mm-tip, curved-10cm) | Fine Science Tools | 11050-10 | ||
| Gauze 4″x4″ | can be purchased through any global vendor | |||
| 1.5cc microfuge tube | can be purchased through any global vendor | |||
| Ice bucket | can be purchased through any global vendor | |||
| Mortar and Pestle | Fisher | 12-961AA | ||
| 1cc syringe w/ 25G needle | Fisher Scientific | 14-826-88 | ||
| 20G needle | can be purchased through any global vendor | |||
| 1mL pipetteman | can be purchased through any global vendor | |||
| 1mL pipette tips | can be purchased through any global vendor | |||
| Falcon polystyrene 8ml tubes | VWR | 60819-331 | ||
| Sterilization pouch 3″x8″ | VWR | 24008 | ||
| Sterilization pouch 5″x10″ | VWR | 24010 | ||
| MacConkey II Agar plate | BD Biosciences | 221172 | ||
| Ethyl Alcohol – 200 proof | Pharmaco-AAPER | [70%] | ||
| Pentobarbital Sodium (Nembutol Sodium Solution) | Ovation | 70mg/kg | ||
| Aerrane (Isoflurane) | Baxter | 99.9% | ||
| Triadine Povidone Iodine (Betadine) | Triad disposables | |||
| Phosphate Buffered Saline (PBS) | ||||
| Buprenorphine HCl | Bedford Laboratories | 0.1mg/kg |
References
- DeCamp, M. M., Demling, R. H. Posttraumatic multisystem organ failure. JAMA. 260, 530-534 (1988).
- Deitch, E. A. Multiple organ failure. Pathophysiology and potential future therapy. Ann Surg. 216, 117-134 (1992).
- Carrico, C. J., Meakins, J. L., Marshall, J. C. Multiple organ failure syndrome. Arch Surg. 121, 196-208 (1986).
- Hauser, C. J., Joshi, P., Jones, Q. Suppression of natural killer cell activity in patients with fracture/soft tissue injury. Arch Surg. 132, 1326-1330 (1997).
- Faist, E., Baue, A. E., Dittmer, H. Multiple organ failure in polytrauma patients. J Trauma. 23, 775-787 (1983).
- Baker, C. C., Oppenheimer, L., Stephens, B. Epidemiology of trauma deaths. Am J Surg. 140, 144-150 (1980).
- Faist, E., Kupper, T. S., Bakeer, C. L. Depression of cellular immunity after major injury its association with posttraumatic complications and its reversal with immunomodulation. Arch Surg. 121, 1000-1005 (1986).
- Lenz, A., Franklin, G. A., Cheadle, W. G. Systemic inflammation after trauma. Injury. 38, 1336-1345 (2007).
- Flohe, S., Flohe, S. B., Schade, F. G. Immune response of severely injured patients–influence of surgical intervention and therapeutic impact. Lang Arch Surg. 392, 639-648 (2007).
- Ayala, A., Wang, P., Ba, Z. F. Differential alterations in plasma IL-6 and TNF levels after trauma and hemorrhage. Am J Physiol. 260, R167-R171 (1991).
- Kalicke, T., Schlegel, U., Printzen, G. Influence of a standardized closed soft tissue trauma on resistance to local infection. An experimental study in rats. J Ortho Res. 21, 373-378 (2003).
- Kobbe, P., Vodovotz, Y., Kaczorowski, D. J. The role of fracture associated soft tissue injury in the induction of sytemic inflammation and remote organ dysfunction after bilateral femur fracture. J Ortho Trauma. 22, 385-390 (2008).
- Kobbe, P., Vodovotz, Y., Kaczorwoski, D. J. Pattern of cytokine release and evolution of remote organ dysfunction after bilateral femur fracture. Shock. 30, 43-47 (2008).
- Flohe, S. B., Flohe, S., Schade, F. U. Deterioration of the immune system after trauma: signals and cellular mechanisms. Inn. Immun. 14, 333-344 (2008).
- Maier, B., LeFering, R., Lhenert, M. Early versus late onset of multiple organ failure is associated with differing patterns of plasma cytokine biomarker expression and outcome after severe trauma. Shock. 28, 668-674 (2007).
- Mestas, J., Hughes, C. W. Of mice not men: differences between mouse and human immunology. J. Immunol. 172, 2731-2738 (2004).
- Hoth, J. J., Wells, J. D., Brownlee, N. A. Toll like receptor 4-dependent responses to lung injury in a murine model of pulmonary contusion. Shock. 31, 376-381 (2009).
- Matsutani, T., Samy, A. n. a. n. t. h. a., Rue, T. S., W, L. Transgenic prolactin-/- mice: effect of trauma-hemorrhage on splenocyte functions. Am J Physiol Cell Physiol. 288, 1109-1116 (2005).
- Matsutani, T., Samy, A. n. a. n. t. h. a., Kang, T. S., S-C, . Mouse genetic background influences severity of immune responses following trauma-hemorrhage. Cytokine. 30, 168-117 (2005).
- Tsukamoto, T., Pape, H. C. Animal models for trauma research: What are the options. Shock. 31, 3-10 (2008).
- DeMaria, E. J., Pellicane, J. V., Lee, R. B. Hemorrhagic shock in endotoxin resistant mice : Improved survival unrelated to deficient production of tumor necrosis factor. J Trauma. 35, 720-724 (1993).
- Jamsa, T., Jalovaara, P., Peng, Z. Comparison of three-point bending test and peripheral quantitative computed tomography analysis in the evaluation of the strength of mouse femur. Bone. 23, 155-161 (1998).
- Bounarens, F., Einhorn, T. A. Production of a standard closed fracture in laboratory animal bone. J Ortho Res. 2, 97-101 (1984).
- Holstein, J. H., Menger, M. D., Culemann, U. Development of a locking femur nail for mice. J Biomech. 40, 215-219 (2007).
- Holstein, J. H., Garcia, P., Histing, T. Advances in the establishment of defined mouse models for the study of fracture healing and bone regeneration. J Orthop Trauma. 23, S31-S38 (2009).
- Histing, T., Garcia, P., Matthys, R. An internal locking plate to study intramembranous bone healing in a mouse femur fracture model. J Orthop Research. 28, 397-402 .
- Manigrasso, M. B., O’Connor, J. P. Characterization of a closed femur fracture model in mice. J Ortho Trauma. 18, 687-695 (2004).
- Mark, H., Bergholm, J., Nilsson, A. An external fixation method and device to study fracture healing in rats. Acta Orthop Scand. 74, 476-487 (2003).
- Bhandari, M., Shanghnessy, S. A minimally invasive percutaneous technique of intramedullary nail insertion in an animal model of fracture healing. Arch Orthop Trauma Surg. 121, 591-593 (2001).
- Sonanis, S. V., Lampard, A. L., Kamat, N. A simple technique to remove a bent femoral intramedullary nail and broken interlocking screw. J Trauma. 63, 435-438 (2007).
- Kobbe, P., Kaczorwoski, D. J., Vodovotz, Y. Local exposure of bone components to injured soft tissue induces Toll-like receptor 4-dependent systemic inflammation with acute lung injury. Shock. 30, 686-691 (2008).
- Bumann, M., Henke, T., Gerngross, H. Influence of haemorrhagic shock on fracture healing. Lang Arch Surg. 388, 331-338 (2003).
- Santry, H. P., Alam, H. B. Fluid resuscitation: past, present, and the future. Shock. 33, 229-241 (2010).
- Hierholzer, C., Billiar, T. R. Molecular mechanisms in the early phase of hemorrhagic shock. Lang Arch Surg. 386, 302-308 (2001).
- Chaudry, I., Ayala, A., Ertel, W. Hemorrhage and resuscitation: immunological aspects. Am J Physiol. 259, 63-678 (1990).
- Kawasaki, T., Hubbard, W. J., Choudhry, M. A. Trauma-hemorrhage induces depressed splenic dendritic cell functions in mice. J Immunol. 177, 4514-4520 (2006).
- Kohut, L., Darwiche, S. S., Frank, A. M., Brumfield, J. M., Billiar, T. R. Fixed volume or Fixed Pressure: A Murine Model of Hemorrhgaic Shock. J Vis Exp. , (2010).
- Menzel, C. L., Pfeifer, R., Darwiche, S. S. Models of lower extremity damage in mice: time course of organ damage and immune response. J Surg Res. 166, e149-e156 (2011).
- Pfeifer, R., Kobbe, P., Darwiche, S. S. Role of hemorrhage in the induction of systemic inflammation and remote organ damage: Analysis of combined pseudo-fracture and hemorrhagic shock. J Orthop Res. 29, 270-274 (2011).
