Мышиные сгибателя Травмы и ремонт хирургии

Summary

Сгибательных сухожилий в руке, как правило, получили ранения, что приводит к нарушению функции руки. Тем не менее, рубцовой ткани заживление ответ не очень хорошо характеризуется. Мышиной модели сухожилия сгибателей исцеление здесь продемонстрировано. Эта модель может повысить общее понимание процесса заживления и оценить терапевтические подходы для улучшения заживления.

Abstract

Сухожилие соединяет скелетные мышцы и кости, облегчая перемещение почти всего тела. В руке, сгибательных сухожилий (FTS) позволяют сгибание пальцев и общей функции руки. Травмы FTS являются общими, и удовлетворительное заживление часто нарушается из-за избытка рубцовой ткани и спаек между сухожилием и окружающими тканями. Тем не менее, мало известно о молекулярных и клеточных компонентов ремонта FT. С этой целью, на мышиной модели ремонта FT, который повторяет многие аспекты заживления в организме человека, в том числе ослабленным диапазон движения и снижение механических свойств, было разработано и описано ранее. Здесь углубленное демонстрация этой хирургической процедуры обеспечивается, включая рассечение и последующий ремонт сгибателя пальцев (FDL) сухожилие в мышиной заднюю лапу. Этот метод может быть использован для проведения анализа клонов различных типов клеток, оценить эффекты усиления гена или с потерей функции, а также для проверки Эффитивность фармакологических вмешательств в процессе заживления. Тем не менее, существует два основных ограничения для этой модели: I) сухожилие FDL в средней части мышиного заднюю лапу, где происходит рассечение и ремонт, не окружен синовиальной оболочкой. Поэтому данная модель не учитывает потенциальный вклад оболочки в процессе формирования рубца. б) Для защиты целостности сайта ремонта, FT выпущен на myotendinous переходе, уменьшая механические силы сухожилия, вероятно, способствует повышенному образованию рубцов. Выделение достаточных клеток из грануляционной ткани FT во время процесса заживления для проточной цитометрии анализа оказалось сложной задачей; цитологическое центрифугирование, чтобы сконцентрировать эти клетки альтернативный метод, используемый, и позволяет для генерации клеточных препаратов, на которых может быть выполнена иммунофлуоресцентного маркировка. С помощью этого метода, определение количества клеток или интерес белков во время FT заживления становится возможным.

Introduction

Сгибательных сухожилий в руке работают совместно с сгибателей предплечья и цифровых ножен, чтобы позволить сгибание цифр и схватив функции руки. Сгибательных сухожилий бежать вдоль ладонной аспекту стороны; это относительно поверхностное расположение часто приводит к травмам сухожилий сгибателей во время травмы руки. Сухожилия заживают через ответ рубцовой ткани , а не регенерации нормальной ткани сухожилия ^1. В то время как это рубцовая ткань обеспечивает непрерывность сухожилия, функция резко снизился относительно здорового сухожилия. Композиты сухожилие-рубцовой ткани характеризуются обесцененным механическими свойствами ^1, что делает восстановленных сухожилий более вероятно к разрыву. Кроме того, рубцовой ткани не хватает организации нативной структуры сухожилие коллагенового волокна, что приводит к увеличению размера сухожильных и навалом. С учетом анатомических ограничений блока сухожилие оболочки, даже небольшое увеличение размера сухожилие может резко красныйUce планирующего функцию сухожилие, и поэтому цифры диапазон движения и функции рук.

До начала 1960 – х годов травмы сухожилий сгибателей, особенно в зоне II руки, не регулярно ремонтировать из – за серьезных осложнений в исцелении , которые возникли с этим ремонт ^2. Эта область стороны упоминался как «нет человека земли» ^3. Тем не менее, улучшение хирургических методов, моделей шовных и протоколов реабилитации физической терапии значительно улучшились результаты сгибателя ремонта ^2. Несмотря на эти успехи, до 40% ремонтов приводит к достаточного образования спаек препятствовать функции рук ^4. Таким образом, биологический подход необходим для улучшения заживления. К сожалению, очень мало известно о процессе заживления сухожилия на клеточном и молекулярном уровне. Таким образом, цель состояла в том, чтобы разработать мышиной модели, которые можно было бы использовать для улучшения фундаментального понять нег клеточных и молекулярных компонентов сгибателя исцеления и реакции образования рубца, в качестве средства для идентификации новых терапевтических мишеней для улучшения заживления.

Более крупные модели животных играют важную роль в содействии пониманию процесса заживления сухожилия сгибателей. Собачьи и кролика исследования показали , как внутренняя и внешняя целебный способность сухожилий сгибателей ^5,6, важность раннего контролируемого пассивного движения в минимизации образования спаек по отношению к иммобилизации ^7, а также влияние различных моделей шовных на процессе заживления ^{8 , 9.} Кроме того, собачий модель была полезна при тестировании поступательные ткани инженерных подходов к улучшению заживлению ^10. Тем не менее, существует несколько важных преимуществ в использовании мышиной модели относительно большой модели животных, в том числе относительной стоимости, доступности мышевидных специфических реагентов, а также легкость генерации глобального KnocK-ауты или тканеспецифические удаление / сверхэкспрессии конструкции. Кроме того, функциональные сходства между человеком и мышей по отношению к сухожилиями сгибателей ¹¹ указывают на потенциальную полезность в разработке мышиной модели.

Разработка мышиной модели рассечение сухожилия сгибателей и ремонт мимике многие аспекты клинического исцеления, в том числе формирование рубцовой ткани, обильной и обесцененных механическими свойствами. Модель, описанная здесь, не является истинным рекапитуляцию клинической практике из-за перерезки FDL на myotendinous перекрестке, чтобы защитить сайт ремонта. Кроме того, эта модель не учитывает вклад синовиальных клеток оболочки в ответ исцеления, так как нет синовиальной оболочки покрытия средней части сухожилия, где происходит ремонт. Несмотря на эти ограничения, эта модель имеет преимущество генерирующего диапазона спаек движения ограничения, которое еще должно быть продемонстрировано в мышиных моделях, которые больше КлосаEly приближают клинического сценария. Эта модель была использована для оценки выбиваемые модели мыши ^12,13, а также проверить различные фармакологические подходы к улучшению заживления ^14-17. Гистологический анализ этой модели, с помощью иммуногистохимии и гибридизации in-situ, может предоставить важную информацию в локализации ключевых генов и белков в процессе заживления. Тем не менее, гистологическое исследование дает только поперечное сечение пространственного анализа и не позволяет количественно оценить по всей ткани. Проточная цитометрия представляет собой более количественный подход, но лишь очень ограниченное количество клеток, могут быть выделены из заживлении сухожилие ткани в мышиной модели, и это число далее уменьшилось во время фиксации, пермеабилизирующего, и промывки. Принимая это во внимание, чтобы, проточной цитометрии становится неосуществимой подход из-за количества животных, которые потребовались бы. Альтернативный метод необходим, чтобы сохранить большую часть этой небольшой популяции клеток в порядкедля дальнейшей характеристики заживления среду. Метод, используемый для достижения этой цели, как показано здесь, включает в себя концентрацию изолированных клеток через цитологическим центрифугирования на предметное стекло, а затем иммуногистохимии. В настоящем исследовании ОБР (5-этинил-2'deoxyuridine, тимидин аналог) включение и последующее мечение использовали для определения относительного пролиферативного состояния клеток на лечебница. Этот подход может быть применен для проверки эффективности фармакологических обработок на пролиферацию клеток, генного нокаута или избыточной экспрессии, или для идентификации и количественного определения различных клеточных популяций.

Protocol

Комитет по научным исследованиям университета животных в Университете Рочестера одобрил все эксперименты на животных. / Были использованы десять-12 недельных самок C57BL 6J мышей. 1. Подготовка животных для сгибателя хирургии (~ 15 мин) Автоклавы хирургические инструме?…

Representative Results

Сгибателя пальцев (FDL) мышца, расположенная в икре, действует сгибать цифры мыши заднюю лапу через сгибателя (выделены синим цветом на рисунке 1А, и показано гистологически на рисунке 2А), которая проходит в проксимальном направлении от myotendinous узел и о?…

Discussion

Хирургическая процедура для мышиной модели полного рассечения и ремонта сгибателя пальцев сухожилие представлен в данном исследовании. Кроме того роман применение концентрируясь небольших клеточных популяций с цитологии центрифуге демонстрируется, что позволяет для количественно…

Materials

Surgical preparation
C57BL/6J mice	Jackson Laboratories	000664
Ketamine	Hospira	NDC# 0409-2051-05
Xylazine	Lloyd Inc.	NDC# 61311-482-10
Buprenorphine	Par Pharmaceutical Inc.	NDC# 42023-179-10
0.9% sodium chloride irrigation	Hospira	NDC# 0409-6138-03	For preparation of ketamine/xylazine and buprenorphine solutions
1ml syringe	BD	309659
30G needle	BD	305106
Povidone-Iodine solution	Aplicare	82-226
70% ethanol
Puralube vet opthalmic ointment	Dechra Veterinary Products	NDC# 17033-211-38
Name	Company	Catalog Number	Comments
Surgical tools
Portable balance 200g	Ohaus	SP202
Spring scissors	Fine Science Tools	15124-12
Dumont #5 forceps	Fine Science Tools	11251-30
Needle holders	Fine Science Tools	91201-13
Micro spring scissors	Fine Science Tools	15003-08
Micro needle holders	Fine Science Tools	12061-02
5-0 nylon sutures	Ethicon	668G
8-0 microsurgery nylon sutures	Ethicon	2808G
Lab-Line histology slide warmer	Barnstead International	26025
Name	Company	Catalog Number	Comments
Cytospin method
Collagenase Type I, lyophilized	Life Technologies	1700-017
Bovine Serum Albumin	Cell Signaling Technologies	9998S
1X PBS	Thermo Fisher	10010-023
Cytology funnels	Fisher HealthCare	10-354
HistoBond+ microscope slides	VWR	16005-110
Cytospin 2 centrifuge	Shandon	SH-CYTO2
Name	Company	Catalog Number	Comments
Immunocytochemistry
Slide staining tray with black lid	IHC World	M920-2
Click-iT Plus EdU Imaging Kit	Life Technologies	C10639	Includes EdU and  Hoeschst 33342
Immedge hydrophobic barrier pen	Vector Laboratories	H-4000
ProLong Diamond mounting medium	Thermo Fisher	P36970
Glass coverslips 24x50mm #1.5
Clear nail polish