Summary

마우스 리브를 절제하는 수술 : 대규모 긴 뼈 수리에 대한 모델

Published: January 21, 2015
doi:

Summary

The overall goal of this procedure is to successfully resect a portion of bone from the rib of a mouse. The procedure was developed as a model to study large-scale long bone repair.

Abstract

이 프로토콜은 마우스 리브를 이용하여 대규모 뼈 수리에 대한 새로운 모델 연구원을 소개합니다. 주변 늑간근에서 원하는 리브 노출 흉추 원통 벽을 개방 기흉 유도없이 리브의 원하는 부분을 절개하고, 절개 폐쇄 수술에 대한 동물의 제조 : 절차는 다음과 같은 세부. 팔다리 뼈대의 뼈에 비해 매우 리브 접근 가능하다. 인접한 리브 자연 고정을 제공하기 때문에 또한, 더 내부 또는 외부 고정 장치는 필요하지 않습니다. 수술은 시판 공급 장치를 사용 배우기 간단하고, 동물에 의해 잘 용납입니다. 절차 또는 주변 골막을 제거하지 않고 수행 할 수 있기 때문에 보수 골막에의 기여가 평가 될 수있다. 2 개월 – 결과는 골막이 유지되는 경우, 강력한 수리 (1)에서 발생하는 것을 나타냅니다. 우리는 것이 프로토콜의 사용을 기대리브 수리에 대한 연구를 자극하고 결과는 몸 주위에 다른 위치에서 뼈 수리를 자극 할 수있는 새로운 방법의 개발을 촉진됩니다.

Introduction

골격 손상, 만성 관절염을 쇠약하게하고, 재건 수술과 관련된 심각한 문제는 경제 생산성, 가족 복지, 삶의 질에 영향을. 작은 휴식과 병변이 상당히 잘 치유 할 수 있지만, 인간의 구조와 기능을 복원 재건 절차에 의존해야하므로 큰 결함을 수리하고 할 수 없습니다. 재건은 동종 또는 heterogeneic 이식, morcellized 뼈 이식 비계, 또는 사지 연장술을 포함 할 수있다. 불행하게도,뿐만 아니라 이러한 치료하지만 수리 뼈의 원래 강도가 거의 달성하지 않습니다와 관련된들이 지속적인 병적 요인이있다. 따라서, 새로운 임상 적 접근 방법이 필요하다.

분절 결함을 치료하는 혁신적인 방법을 개발 일방향 대규모 수리 자연스럽게 발생하는 상황을 연구하는 것이다. 포유 동물이 일에 제한 간주하는 동안 양서류는 유명 골격 요소를 재생성 할 수 있습니다능력이다. 그러나, 20 세기 초반 이후, 인간의 리브의 재생의보고는 적다 인간 그렇게 1-4 한정되지 않을 수 있음을 제안 발표되었다. 현재 이러한 현상은 제일 턱, 얼굴 및 귀 재건 리브 재료를 사용하여 성형 외과 의사에 의해 공지되어 있지만, 5보다 폭넓게 이해되지 않는다. 더 자세하게 수리를 연구하기 위해, 우리는 마우스를 사용하여 외과 적 모델을 개발 하였다. 이러한 프로토콜을 사용하여, 연구자들은 관련된 선천적 요인을 파악하고 다른 위치에서 골격 치유를 촉진하기 위해이 정보를 사용할 수있다.

수리 골격을 연구 모델로서 리브를 사용하는 많은 장점이있다. (6,7 대퇴골의 절제에 비해) 우선, 주변 리브 천연 고정구를 제공한다. 이것은 내부 및 외고정의 이환율의 위험을 감소하고 수술을 단순화합니다. 가슴 워싱턴의 두 번째로, 얇은 근육 층쉽게 액세스 및 두개골 절제술 (8)의 편의에 대한 분석은 비교할 수 있도록 우수한 가시성을 제공 할 것이다. 셋째, intramembranous 골화, 연골 골화에 의한 리브 형태로 구성하고 중앙 골간의 양쪽 끝에있는 성장판의 확장을 통해 길이 성장 calvariae 대조적으로. 따라서, 리브의 수리는 사지 골격의 긴 뼈의 수리에 더 비교 될 수있다. 더욱이, 우리는 대퇴골에 비해, 리브의 골막가 두껍고보다 쉽게​​ 조작 할 수 있음을 발견 하였다. 따라서, 골막을 공부하거나 세포 치료, 약리 에이전트를 테스트 및 / 또는 조직 비계의 목적을 위해 뼈 수리를 분석하고자하는 연구자들은이 수술 모델이 유용 할 수 있습니다. 요약하면,이 리브 절제 모델은 일반적으로 사용하는 이러한 모델은 현재 존재하지 않기 때문에 포유 동물에서 자연 대규모 뼈 수리를 공부하는 내에서 컨텍스트를 제공합니다.

Protocol

참고 : 모든 절차가 남부 캘리포니아 대학의 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC)의 승인 동물 프로토콜에 따라 있습니다. 수술 1. 준비 필요한 수술 도구 및 소모품의 레이아웃 (1 항목 살균 – 재료 목록 18)과 해부 현미경 및 후드 또는 하강 기류 테이블에 광섬유 트랜스 조명을 정렬합니다. 마취를 유도하기 위해 4 % 이소 플루 란과 유도 챔버 (3 개?…

Representative Results

동물은 일반적으로 절개가 잘 치유,이 과정에서 신속하게 복구하고, 동물은 정상적인 동작을 나타낸다. 절차는 시판 공급 장치를 사용하고 실시 후, 1 시간에 따라 완성 될 수있다. 실험 데이터를 생성하는 절차를 사용하기 전에, 어떤 큰 뼈 조각이 절제 영역 내에 남아있을 수 있는지 확인 일 0 시점 절제술을 분석하는 것이 중요하다. 이것은 전형적으로 특별한 방사선 안전 승인을 필요로하더라?…

Discussion

처음이 프로토콜을 학습 할 때, 어디에서 문제가 될 수있는 초기 절개를 찾을 수 결정. 그러나 안락사 마우스에 연습 외과 의사가 초기 절개를 배치하고 절제 할 원하는 리브 노출 위치를 배울 수 있습니다. 시체에서 작업도 또는 골막없이 리브 부분을 제거하는 데 필요한 미세 운동 능력을 향상시킨다. 또한,이 절차에 새로운 사람이 훌륭한 도구와 얇은 봉합을 조작하는 것은 어려운 할 수없는 경…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We thank members of the Mariani lab for critical reading of the manuscript. Our funding sources were: the Baxter Medical Scholar Research Fellowship (to M.K.S.), USC undergraduate fellowships and the Provost, Dean Joan M. Schaeffer, and Rose Hills Fellowships, (to M.K.S.). We also acknowledge a CIRM BRIDGES fellowship through Pasadena City College (to T.T.T). and the James H. Zumberge Research and Innovation Fund, the USC Regenerative Medicine Initiative, and the NIAMS NIH under Award Number R21AR064462 (to F.V.M).

Materials

Name of Reagent/ Equipment Company Catalog Number Comments/Description
Medium sized micro-dissection scissors (Vannas-Tübingen Spring Scissors 5 mm) Fine Science Tools 15003-08
Fine micro-dissection scissors (Vannas Spring Scissors – 2mm Cutting Edge) Fine Science Tools 15000-04 curved tip is beneficial
Micro-scalpel 5.0 mm Fine Science Tools 10315-12 other fine scalpels can be substituted
Dumont 55 forceps Fine Science Tools 11295-51
Retractor  Fine Science Tools 17004-05 adjustability is convenient
Micro-needle holders Fine Science Tools 12060-01
9.0 nylon sutures (Ethilon), taper point best Ethicon 2819G or similar taper point best but reverse cutting is also good
7.0 prolene sutures (Prolene) Ethicon 8700H or similar 6-0 can be used too, needle point can vary
Large forceps (Adson Forceps) Fine Science Tools 11006-12 other brands are fine
Lubricant Eye Ointment (Akwa Tears) Akorn 17478-062-35
Suture glue (GLUture Topical Tissue Adhesive) Abbot 32046-01 has excellent working time
Shaver Wahl 9918-6171 or similar
Clamp lamp Zoo Med LF-5
Infrared Bulb, 75W Zoo Med RS-75
RC2 Rodent Anesthesia System VetEquip  922100
IsoFlo (Isoflurane) Abbot 05260-05
Buprenorphine (Buprenex) Reckitt Benckiser 12496-0757-1
Betadine Purdue Frederick 67618015017
Flavored Gelatin, raspberry Jell-O B000E1FYL0 made up firm, to the consistency of 'jigglers'

Riferimenti

  1. Philip, S. J., Kumar, R. J., Menon, K. V. Morphological study of rib regeneration following costectomy in adolescent idiopathic scoliosis. Eur Spine J. 14 (8), 772-776 (2005).
  2. Munro, I. R., Guyuron, B. Split-rib cranioplasty. Ann Plast Surg. 7 (5), 341-346 (1981).
  3. Taggard, D. A., Menezes, A. H. Successful use of rib grafts for cranioplasty in children. Pediatric neurosurgery. 34 (3), 149-155 (2001).
  4. Head, J. R. Prevention of Regeneration fo the Ribs: A problem in thoracic surgery. Archives of Surgery. 14 (6), 1215-1221 (1927).
  5. Kawanabe, Y., Nagata, S. A new method of costal cartilage harvest for total auricular reconstruction: part I. Avoidance and prevention of intraoperative and postoperative complications and problems. Plastic and reconstructive surgery. 117 (6), 2011-2018 (2006).
  6. Cheung, K. M., et al. An externally fixed femoral fracture model for mice. Journal of orthopaedic research : official publication of the Orthopaedic Research Society. 21 (4), 685-690 (2003).
  7. Matthys, R., Perren, S. M. Internal fixator for use in the mouse. Injury. 40, S103-S109 (2009).
  8. Cooper, G. M., et al. Testing the critical size in calvarial bone defects: revisiting the concept of a critical-size defect. Plastic and reconstructive surgery. 125 (6), 1685-1692 (2010).
  9. . Ask the Vet. JAX NOTES. 499, (2005).
  10. Flecknell, P. A., Roughan, J. V., Stewart, R. Use of oral buprenorphine (‘buprenorphine jello’) for postoperative analgesia in rats–a clinical trial. Laboratory animals. 33 (2), 169-174 (1999).
  11. Rigueur, D., Lyons, K. M. Whole-mount skeletal staining. Methods in molecular biology. 1130, 113-121 (2014).
  12. Evans, D. J. Contribution of somitic cells to the avian ribs. Developmental biology. 256 (1), 114-126 (2003).
  13. Colnot, C., Thompson, Z., Miclau, T., Werb, Z., Helms, J. A. Altered fracture repair in the absence of MMP9. Development. 130 (17), 4123-4133 (2003).
  14. Lu, C., et al. Cellular basis for age-related changes in fracture repair. Journal of orthopaedic research : official publication of the Orthopaedic Research Society. 23 (6), 1300-1307 (2005).
  15. Zilberman, Y., Gafni, Y., Pelled, G., Gazit, Z., Gazit, D. Bioluminescent imaging in bone. Methods in molecular biology. 455, 261-272 (2008).
  16. Pelled, G., Gazit, D. Imaging using osteocalcin-luciferase. Journal of musculoskeletal. 4 (4), 362-363 (2004).
  17. Elefteriou, F., Yang, X. Genetic mouse models for bone studies–strengths and limitations. Bone. 49 (6), 1242-1254 (2011).
  18. Srour, M. K., et al. Natural large-scale regeneration of rib cartilage in a mouse. J. Bone Miner. , (2014).
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Citazione di questo articolo
Tripuraneni, N., Srour, M. K., Funnell, J. W., Thein, T. Z. T., Mariani, F. V. A Surgical Procedure for Resecting the Mouse Rib: A Model for Large-Scale Long Bone Repair. J. Vis. Exp. (95), e52375, doi:10.3791/52375 (2015).

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