機能再生大腿骨につながるラットモデルにおける仮骨延長法のための効率的かつ再現可能なプロトコル
Summary
本研究では、許可は、創外固定器を除去した後、動物で体重を支える生理模型大腿骨ラット (を行う) を新たに開発した創外固定器の仮骨延長術を用いた再現性と詳細なプロトコルについて説明します。
Abstract
このプロトコルでは、ラット大腿骨モデルにおける仮骨延長法のための新しく開発した創外固定器の使用について説明します。仮骨延長法 (DO) は、骨、骨切り後の再生に導く手技です。切り離した骨四肢互いから離れて緩やかな気晴らし目的伸長に到達する移動しています。この手順は、延長、偽関節、骨や顎顔面再建法および骨腫瘍切除の術後骨欠損の再生術後上限と下限の手足の人間で広く用いられます。のみいくつかの研究は、明確に、機能的な再生骨、すなわち、創外固定器を除去した後骨折ではない生理学的荷重をサポートして骨を得ることで、プロトコルの効率を示します。また、プロトコルが異なるように、再現性が困難な研究の比較、情報の不足によって制限されます。本研究の目的はラット骨延長、外部の取り外しの後動物に生理学的な荷重を許可する詳細な手技と適切な創外固定器設計を含む再現可能なプロトコルを開発、創固定器。
Introduction
仮骨延長法 (DO) は手術技法を広く臨床的に1,2,3,4人間の下位1,2の上部3骨延長、後偽関節、骨や顎顔面再建法4のように同様に骨腫瘍切除の術後骨欠損の再生治療。骨骨骨切り術、創外固定器の配置後の再生につながるを行います。切り離した骨四肢互いから離れて緩やかな気晴らし2希望の伸長に到達する移動しています。統合期間に依存して、中にないより伸びがあります。
行う手順は、3 つの段階に分かれています: 遅延、気晴らし、および統合します。一般的には、7 日間の潜伏期間を切り4の直後に開始します。これは、骨修復治癒プロセス4の最初のステップを開始することができます。潜伏期間は、再生のカルスおよび周囲軟部組織1,2,4に牽引力を適用する、気晴らしの期間が続きます。目的の伸長に達したら、気晴らしが停止し統合期間を開始します。この期間中は、創外固定器は再生骨がその除去をサポートする十分な機能まで維持されます。
様々 なパラメーターを行う長さ延長、創外固定器各種、気晴らしの周波数、連結期間または機械的ストレスに気を取られてカルスの種類の長さのレートなど骨修復に影響を与えます。例として、速度と延長の頻度つながることができます早期統合5またはプロセスの中断に壊死組織やカルス6,7内嚢胞のような非回復可能な損害を作成することによって。
多くのプロトコルは、骨修復プロセスを研究し、骨統合を最大限に異なる動物モデル8,9,10をされています。ラットでは, ほとんどの研究11,12,13,14,15はカルスの統合をスピードアップを行うプロトコルを短縮する方法に焦点を当てた。これらの実験の一部は人間の臨床応用5,13,,1516外部アクセサリー既に市販を使用しました。しかし、創外固定器のこれらのタイプ、人間の大腿骨から異なる解剖学的特徴を表わすラット大腿骨には適していません。また、のみいくつかの研究は、明確に機能再生骨7,16を得ることで、プロトコルの効率を示します。したがって、彼らの異なるプロトコルと創外固定器12,13,14,17に関する情報の不足のための様々 な行う調査からの結果を比較することは困難です。
したがって、本研究の目的はラットのモデルで、機能再生骨につながる大腿骨での効率的かつ再現可能なプロトコルを記述するためだった。この目的のために、自家製で使いやすい創外固定器がこのプロトコルでくわしく記載されてラット大腿骨の特にを考案しました。このデバイスの仕様を起草、機械的応力と残留応力の生産を避けるの良好な分布のためのすべての基本的な制約を考慮しました。骨や周囲の組織に純粋な牽引力を許可するデバイスの適切なジオメトリ、動物、骨伸長の長さと骨セグメントの良い配置の制御の歩行のための適切な重量の技術仕様が含まれてピンと骨の交点におけるせん断応力生産なしまた、このデバイスは、気晴らし、生体親和性と損傷することがなく滅菌中に動物の鎮静なしで使用しなければならなかった。統合の 7 週間後ラット大腿骨上で行うこのプロトコルは創外固定器を除去した後、再生のカルスの骨折ではない動物の生理学的体重を支えるによって示される機能再生骨につながった。動物の生理学的歩行再生カルスのマイクロ CT 解析と x 線解析から得られる建築のパラメーターと一致していた。
Protocol
Representative Results
Discussion
本研究では、ラット骨延長、創外固定器を除去した後動物に生理学的な荷重を許可する詳細な手技と適切な創外固定器設計を構成する再現性のあるプロトコルについて説明します。私たちはプロトコルは、機能的な再生骨につながった。統合の 47 日後自家製創外固定器と 2 日間動物に生理学的な荷重の除去は、再生のカルスのいずれかの骨折を誘発しなかった。マイクロ CT 再構成のおかげ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作業は、サポートされ、CNRS Mecabio チャレンジによって資金を供給します。
著者は、動物医療技術者がプロシージャ全体で動物の世話をありがちましょう。著者はまた IVTV ティエリー アドホック経由のリヨンは中心部を認めます。言語のリビジョンのマージョリー Sweetko に感謝します。
Marylène 武田紙器、セシル Génovésio、パトリック ・ ローランこの実験的研究への貢献に感謝しております。
Materials
| Kétamine | Renaudin | 578 540-2 | Supply by animal house |
| Médétomidine | Virbac | 6799091 | Supply by animal house |
| Sevoflurane | Centravet | 567 477-2 | Supply by animal house |
| Buprenorphine | Indivor France | 3400932731060 | Supply by animal house |
| Enrofloxacine | ChannelPharmaceutical Facturing | FR/V/4955220 | Supply by animal house |
| Piezotome | Satelec Acteon | F57510 | |
| Heating pet pad | Therasage | AL8365936 | Supply by the animal house |
| Dental X-ray | S.A.R.L Innovation médicales et dentaires | WYZ – BLUEX | |
| Winiwix Software | Softys Dental | PFT | |
| Micro-CT system | nanoScan SPECT/CT | GEIT-31105EN (05/14) | Subcontract by IVTV central Lyon |
| Micro-CT analysis Software | phoenix datos X2 reconstruction | none | Free software |
| Electric razor | Brawn | GT415 | Supply by animal house |
| Senn’s retractors | Word Precision Instruments | 501718 | Blunt version |
| Betadine Solution | Mundipharma Medical Company | D08AG02 | Supply by animal house |
| Resorbable suture thread (5.0) | Ethicon | JV1023 | Supply by animal house |
| Rugine | Word Precision Instruments | 503406 | |
| Mayo-Hegar needle holder | Word Precision Instruments | V503382 | |
| Metal drill | Beuterlock | V020944018003 | |
| Micro Olsen-Hegar Needle-holder | Word Precision Instruments | 501989 | |
| Mayo scissor | Word Precision Instruments | 501752 | |
| Scalpel | Word Precision Instruments | 500236 | |
| Sprague-Dawley | Janvier | none | 12 weaks and male |
Riferimenti
- Jauregui, J. J., Ventimiglia, A. V., Grieco, P. W., Frumberg, D. B., Herznberg, J. E. Regenerate Bone stimulation following limb lengthening: a meta-analysis. BMC Musculoskelet Disord. 17 (1), 407 (2016).
- Morcos, M. W., Al-Jallad, H., Hamdy, R. Comprehensive review of Adipose Stem Cells and Their Implication in Distraction Osteogenesis and Bone Regeneration. Biomed Res Int. 2015 (842975), 1-20 (2015).
- Cansü, E., Ünal, M. B., Parmaksizoglu, F., Gürcan, S. Distraction lengthening of the proximal phalanx in distal thumb amputations. Acta Orthop Traumatol Turc. 49 (3), 227-232 (2014).
- Singh, M., Vashistha, A., Chaudhary, M., Kaur, G. Biological Basis of Distraction Osteogenesis – A Review. J Oral Maxillofac Surg Med Pathol. 28 (1), 1-7 (2016).
- Sailhan, F., Gleyzolle, B., Parot, R., Guerini, H., Viguier, E. Rh-BMP-2 in Distraction Osteogenesis: Dose Effect and Premature Consolidation. Injury. 41 (7), 680-686 (2010).
- Schiller, J. R., Moore, D. C., Ehrlich, M. G. Increased Lengthening Rate Decreases Expression of Fibroblast Growth Factor 2, Platelet-Derived Growth Factor, Vascular Endothelial Growth Factor, and CD31 in a Rat Model of Distraction Osteogenesis. J Pediatr Orthop. 27 (8), 961-968 (2007).
- Aronson, J., Shen, X. C., Skinner, R. A., Hogue, W. R., Badger, T. M., Lumpkin, C. K. Rat Model of Distraction Osteogenesis. J Orthop Res. 15 (2), 221-226 (1997).
- Aida, T., Yoshioka, I., Tominaga, K., Fukuda, J. Effects of latency period in a rabbit mandibular distraction osteogenesis. Int J Oral Maxillofac Surg. 32, 54-62 (2003).
- Lammens, J., Liu, Z., Aerssend, J., Dequeker, J., Fabry, G. distraction Bone Healing Versus Osteotomy Healing: A Comparative Biochemical Analysis. J Bone Miner Res. 13 (2), 279-286 (1998).
- Isefuku, S., Joyner, C. J., Simpson, A. H. R. W. A Murine Model of Distraction Osteogenesis. Bone. 27 (5), 661-665 (2000).
- Eberson, C. P., Hogan, K. A., Moore, D. C., Ehrlich, M. G. Effect of Low-Intensity Ultrasound Stimulation on Consolidation of the Regenerate Zone in a Rat Model of Distraction Osteogenesis. J Pediatr Orthop. 23 (1), 46-51 (2003).
- Özdel, A., Sarisözen, B., Yalçinkaya, U., Demirag, B. The Effect of HIF Stabilizer on Distraction Osteogenesis. Acta Orthop Traumatol Turc. 49 (1), 80-84 (2015).
- Takamine, Y., et al. Distraction Osteogenesis Enhanced by Osteoblastlike Cells and Collagen Gel. Clin Orthop Relat Res. 399, 240-246 (2002).
- Wang, X., Zhu, S., Jiang, X., Li, Y., Song, D., Hu, J. Systemic Administration of Lithium Improves Distracted Bone Regeneration in Rats. Calcif Tissue Int. 96 (6), 534-540 (2015).
- Xu, J., et al. Human Fetal Mesenchymal Stem Cell Secretome Enhances Bone Consolidation in Distraction Osteogenesis. Stem Cell Res Ther. 7 (1), (2016).
- Yasui, N., et al. Three Modes of Ossification during Distraction Osteogenesis in the Rat. Bone Joint J. 79 (5), 824-830 (1997).
- Chang, F., et al. Stimulation of EP4 Receptor Enhanced Bone Consolidation during Distraction Osteogenesis. J Orthop Res. 25 (2), 221-229 (2007).
- Nyman, J. S., et al. Quantitative Measures of Femoral Fracture Repair in Rats Derived by Micro-Computed Tomography. J Biomech. 42 (7), 891-897 (2009).
- Hsu, J. T., Wang, S. P., Huang, H. L., Chen, Y. J., Wu, J., Tsai, M. T. The assessment of trabecular bone parameters and cortical bone strength: a comparison of micro-CT and dental cone-beam CT. J Biomech. 46, 2611-2618 (2013).
- Xue, J., et al. NELL1 Promotes High-Quality Bone Regeneration in Rat Femoral Distraction Osteogenesis Model. Bone. 48 (3), 485-495 (2011).
- Mark, H., Bergholm, J., Nilsson, A., Rydevik, B., Strömberg, L. An External Fixation Method and Device to Study Fracture Healing in Rats. Acta Orthop. 74 (4), 476-482 (2003).
