نموذج مينيملي لتحليل الكسر Endochondral الشفاء في الفئران تحت ظروف النشاط الحيوي موحدة
Summary
هذا البروتوكول وصف تقنية الصدمة مينيملي استخدام المسمار إينتراميدولاري للاستقرار موحدة من كسور عظم الفخذ، والتي يمكن أن تستخدم لتحليل العظام endochondral الشفاء في الفئران.
Abstract
نماذج شفاء العظم ضرورية لتحليل الآليات المعقدة لكسر الشفاء لتحسين العلاج السريري كسر. خلال العقد الماضي، زيادة في استخدام نماذج الماوس في أبحاث العظام لوحظ على الأرجح لنماذج الماوس توفر عدد كبير من السلالات المعدلة وراثيا والأجسام المضادة الخاصة لتحليل الآليات الجزيئية لشفاء الكسر. للتحكم في ظروف النشاط الحيوي، إلزامية الصدمة جيدا تتسم التقنيات، كما في الفئران. هنا، لدينا تقرير عن تصميم واستخدام العظام مغلقة شفاء النموذجي لتثبيت كسور عظم الفخذ في الفئران. يوفر المسمار إينتراميدولاري، مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ الصف الطبي، من خلال ضغط كسر المحوري والتناوب استقرار مقارنة بدبابيس إينتراميدولاري بسيطة تستخدم في الغالب، التي تظهر الافتقار كامل للاستقرار المحوري والتناوب. الاستقرار الذي حققه المسمار إينتراميدولاري يسمح تحليل endochondral الشفاء. كمية كبيرة من الأنسجة دشبذ، وردت بعد تحقيق الاستقرار مع المسمار، يوفر الظروف المثالية لحصاد الأنسجة للتحاليل الكيميائية الحيوية والجزيئية. وثمة ميزة أخرى لاستخدام المسمار هو حقيقة أن المسمار يمكن إدراجها في عظم الفخذ مع تقنية كسبها دون أحداث ضرر للأنسجة اللينة. وفي الختام، هو المسمار زرع فريدة التي يمكن استخدامها من الناحية المثالية في كسر مغلق شفاء نماذج توفير ظروف النشاط الحيوي موحدة.
Introduction
الدراسات شفاء العظام في الفئران كبيرة في الطلب بسبب طائفة واسعة من الأجسام المضادة والحيوانات المحورة وراثيا. تسمح هذه الحقائق دراسة الآليات الجزيئية للعظام شفاء1. في السنوات القليلة الماضية، وضعت مختلف العظام شفاء نماذج للفئران كانت2. ويمكن تقسيم هذه النماذج نماذج مفتوحة، الذي هو أوستيوتوميزيد العظام باستخدام نهج جراحية جانبية مفتوحة وفي النماذج المغلقة، هو كسر العظام التي تستند إلى نموذج كسر عرضته بنارس واينهورن3. باستخدام هذا الأسلوب، يمكن أن تنتج كسر عرضية موحدة عن عبوة الانحناء 3 نقاط ويزرع إينتراميدولاري يمكن إدراجها من خلال شق صغير باراباتيلار الآنسي في تقنية كسبها تجنب صدمات كبرى أنسجة لينة.
ويمكن تطبيق المسمار إينتراميدولاري لتثبيت الكسور المغلقة في الفئران. ويوفر المسمار الاستقرار التناوب ومحورية. ويتحقق ذلك بضغط الكسر من خلال مؤشر ترابط الدانية و البعيدة رأس4. مزايا إضافية من المسمار هي تقنية جراحية بسيطة، وزرع على درجة منخفضة من إينفاسيفيتي، الانخفاض الوزن، وأبرزها استقرار أعلى توفير ظروف النشاط الحيوي موحدة والتي تسيطر عليها مقارنة بغيرها إينتراميدولاري يزرع5. في الواقع، في نماذج الكسور الأكثر مغلقة، الشظايا استقرت إلا بدبابيس البسيطة، التي ترتبط بانعدام تام للتناوب ومحورية الاستقرار ومخاطر عالية لرقم التعريف الشخصي، وأيضا كسر التفكك. يمكن أن يؤثر هذا ملحوظ عملية الشفاء، مما قد يتسبب في تأخر الشفاء أو تشكيل غير الأعضاء في الاتحاد.
فمن المعروف جيدا أن استقرار تثبيت الكسر له تأثير هائل على عملية الشفاء6،7. تثبيت جامدة عالية النتائج في شفاء إينتراميمبرانوس، بينما يؤدي تثبيت أقل صرامة، التي قد تسمح ميكروموفيمينتس في فجوة الكسر، شفاء endochondral. تثبيت الكسر مع المسمار إينتراميدولاري يظهر غالباً endochondral الشفاء مع كمية كبيرة من الأنسجة دشبذ، لا سيما بعد أسبوعين لالتئام الكسر. يتيح إمكانية جني كمية كبيرة من الأنسجة دشبذ تحليل معلمات متعددة باستخدام تقنيات مختلفة.
هنا، نحن تقرير عن تصميم وتطبيق المسمار إينتراميدولاري في الفئران، فضلا عن مزاياه وعيوبه في الدراسات التجريبية على شفاء العظام endochondral العادية.
Protocol
Representative Results
Discussion
الخطوات الحاسمة من العملية الجراحية للعثور على نقطة الإدخال الصحيح لغرس المسمار في وسط condyles عظم الفخذ في الشق إينتيركونديلار، فضلا عن التوجه الأمثل للابرة موازية لمحور العظم للتوسيع تجويف إينتراميدولاري. لتجنب وضع إدخال غير صحيحة، ينبغي إعداد الجراح الشق حتى يتحقق عرض أمثل. للتحكم في ال…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل ريسيستيم AG، دافوس، سويسرا.
Materials
| Mouse Screw | RISystem AG | 221,100 | |
| Guide wire | RISystem AG | 521,100 | |
| Centering bit | RISystem AG | 590,205 | |
| Hand drill | RISystem AG | 390,130 | |
| Cotton-Swab (150 mm, small head) | Fink Walter GmbH | 8822428 | |
| Suture (5-0 Prolene) | Ethicon | 8614H | |
| Forceps | Braun Aesculap AG &CoKG | BD520R | |
| Scissors | Braun Aesculap AG &CoKG | BC100R | |
| Needle holder | Braun Aesculap AG &CoKG | BM024R | |
| 27 G needle | Braun Melsungen AG | 9186182 | |
| Scalpel blade size 15 | Braun Aesculap AG &CoKG | 16600525 | |
| Heat radiator | Sanitas | 605.25 | |
| Depilatory cream | Asid bonz GmbH | NDXZ10 | |
| Eye lubricant | Bayer Vital GmbH | 2182442 | |
| Xylazine | Bayer Vital GmbH | 1320422 | |
| Ketamine | Serumwerke Bernburg | 7005294 | |
| Tramadol | Grünenthal GmbH | 2256241 | |
| Disinfection solution (SoftaseptN) | Braun Melsungen AG | 8505018 | |
| CD-1 mice | Charles River | 22 | |
| X-ray Device | Faxitron MX-20, Faxitron X-ray Corporation | 2321A0988 | |
| Fracture device small | RISystem AG | 891,100 |
Referenzen
- Jacenko, O., Olsen, B. R. Transgenic mouse models in studies of skeletal disorders. J Rheumatol Suppl. 43, 39-41 (1995).
- Histing, T., et al. Small animal bone healing models: standards, tips, and pitfalls results of a consensus meeting. Bone. 49 (4), 591-599 (2011).
- Bonnarens, F., Einhorn, T. A. Production of a standard closed fracture in laboratory animal bone. J Orthop Res. 2 (1), 97-101 (1984).
- Holstein, J. H., et al. Development of a stable closed femoral fracture model in mice. J Surg Res. 153 (1), 71-75 (2009).
- Histing, T., et al. Ex vivo analysis of rotational stiffness of different osteosynthesis techniques in mouse femur fracture. J Orthop Res. 27 (9), 1152-1156 (2009).
- Claes, L., Augat, P., Suger, G., Wilke, H. J. Influence of size and stability of the osteotomy gap on the success of fracture healing. J Orthop Res. 15 (4), 577-584 (1997).
- Histing, T., et al. Characterization of the healing process in non-stabilized and stabilized femur fractures in mice. Arch Orthop Trauma Surg. 136 (2), 203-211 (2016).
- Thompson, Z., Miclau, T., Hu, D., Helms, J. A. A model for intramembranous ossification during fracture healing. J Orthop Res. 20 (5), 1091-1098 (2002).
- Cheung, K. M., Kaluarachi, K., Andrew, G., Lu, W., Chan, D., Cheah, K. S. An externally fixed femoral fracture model for mice. J Orthop Res. 21 (4), 685-690 (2003).
- Garcia, P., et al. A new technique for internal fixation of femoral fractures in mice: impact of stability on fracture healing. J Biomech. 41 (8), 1689-1696 (2008).
- Histing, T., et al. An internal locking plate to study intramembranous bone healing in a mouse femur fracture model. J Orthop Res. 28 (3), 397-402 (2010).
- Garcia, P., et al. The LockingMouseNail-a new implant for standardized stable osteosynthesis in mice. J Surg Res. 169 (2), 220-226 (2011).
- Histing, T., Klein, M., Stieger, A., Stenger, D., Steck, R., Matthys, R., Holstein, J. H., Garcia, P., Pohlemann, T., Menger, M. D. A new model to analyze metaphyseal bone healing in mice. J Surg Res. 178 (2), 715-721 (2012).
- Histing, T., Menger, M. D., Pohlemann, T., Matthys, R., Fritz, T., Garcia, P., Klein, M. An Intramedullary Locking Nail for Standardized Fixation of Femur Osteotomies to Analyze Normal and Defective Bone Healing in Mice. J Vis Exp. (117), (2016).
- Hiltunen, A., Vuorio, E., Aro, H. T. A standardized experimental fracture in the mouse tibia. J Orthop Res. 11 (2), 305-312 (1993).
- Manigrasso, M. B., O’Connor, J. P. Characterization of a closed femur fracture model in mice. J Orthop Trauma. 18 (10), 687-695 (2004).
- Holstein, J. H., Menger, M. D., Culemann, U., Meier, C., Pohlemann, T. Development of a locking femur nail for mice. J Biomech. 40 (1), 215-219 (2007).
- Claes, L. E., et al. Effects of mechanical factors on the fracture healing process. Clin Orthop Relat Res. 355 Suppl, S132-S147 (1998).
