쥐 경골 성장 플레이트 손상 모델 수리 메커니즘을 특성화하고 성장 플레이트 평가 재생 플레이트 전략
Summary
성장판은 종아리 성장이 일어나는 어린이의 긴 뼈에서 연골 부분입니다. 부상을 입으면 뼈 조직이 형성되어 성장을 저해 할 수 있습니다. 우리는 뼈 복구 조직으로 이어지는 성장 플레이트 손상의 쥐 모델을 설명하고, 복구 메커니즘 및 성장 플레이트 재생 전략에 대한 연구를 허용합니다.
Abstract
모든 소아 골절 중 3 분의 1은 성장판을 포함하며 뼈 성장 장애를 초래할 수 있습니다. 성장판 (또는 피스)은 세로 뼈의 성장을 담당하는 모든 긴 뼈의 끝에서 발견되는 연골 조직입니다. 일단 손상되면, 성장판 내의 연골 조직이 조기 골화를 일으켜 "뼈 바 (bony bar)"를 형성하는 불필요한 골 수복 조직으로 이어질 수 있습니다. 어떤 경우에는이 뼈 바가 각형 변형과 같은 뼈 성장 변형을 일으킬 수 있으며, 또는 세로 뼈 성장을 완전히 멈출 수 있습니다. 현재 부상당한 성장판을 완전히 치료할 수있는 임상 적 치료는 없습니다. 뼈 형성의 기초가되는 메커니즘을 더 잘 이해하고이를 억제 할 수있는 방법을 확인하기 위해 성장 플레이트 손상의 동물 모델을 사용하면 성장 플레이트 손상에 대한 더 나은 치료법을 개발할 수있는 좋은 기회입니다. 이 프로토콜은 드릴 홀 결함을 사용하여 쥐 근위 경골 성장 플레이트를 방해하는 방법을 설명합니다. 이 SMA11 동물 모델은 뼈 막대를 안정적으로 생산하고 어린이에게서 보이는 것과 유사한 성장 기형을 초래할 수 있습니다. 이 모델은 뼈 형성의 분자 메커니즘에 대한 조사를 허용하고 성장판 손상에 대한 잠재적 치료 옵션을 테스트하는 수단으로 사용됩니다.
Introduction
성장 판 손상은 모든 소아 골절의 30 %를 차지하며 뼈 성장 장애를 초래할 수 있습니다 1 . 골절 외에도 성장 골판지 부상은 골수염 2 , 원발성 골 종양 3 , 방사선 및 화학 요법 4 , 의원 성 손상 5 와 같은 다른 원인으로 인해 발생할 수 있습니다. 성장판 (또는 피스)은 길이가 긴 뼈의 성장을 담당하는 긴 뼈의 끝에있는 연골 부위입니다. 그것은 endochondral 골화를 통해 뼈 신장을 몰고; 연골 세포는 증식과 비대증을 일으키고 들어오는 골아 세포에 의해 개조되어 섬유 골 6 을 형성합니다. 성장판은 발달중인 골격의 약한 부위이기 때문에 부상을 입을 수 있습니다. 성장판 골절 또는 손상에 대한 주요 관심사는 성장판 내의 손상된 연골 조직이 be는 "뼈 바 (bony bar)"라고도하는 원치 않는 뼈 복구 조직으로 대체되었습니다. 성장판의 크기와 위치에 따라 뼈 바는 각형 기형이나 완전한 성장 체포로 이어질 수 있습니다. 이는 아직 전체 신장에 도달하지 못한 어린 아동을위한 치명적인 후유증입니다.
현재 부상당한 성장판을 완전히 치료할 수있는 치료법은 없습니다. 일단 뼈 바가 형성되면 임상의는 수술 적 제거 여부를 결정해야합니다 8 . 최소 2 년 또는 2 cm의 골격 성장이 남아 있고 성장판 면적의 50 % 미만에 걸쳐있는 뼈 막대가있는 환자는 일반적으로 골극 절제술 8의 후보가됩니다. 뼈 바의 외과 적 제거는 종종 뼈 조직의 개질을 방지하고 주위의 손상되지 않은 성장판이 성장을 회복 할 수 있도록자가 지방 이식편을 삽입함으로써 이어진다. 그러나 이러한 기술은 probl입니다.정서적이며 종종 실패하여 뼈 재발 및 성장에 계속 부정적인 영향을 미친다. 뼈 형성을 막을뿐만 아니라 성장판 연골을 재생하여 정상적인 뼈 신도를 회복시키는 효과적인 치료 방법을 개발해야하는 비판적 필요성이 있습니다.
뼈 형성의 기초가되는 분자 메커니즘은 아직 완전히 밝혀지지 않았다. 이러한 생물학적 기작을 더 잘 이해하면 성장판 손상으로 고통받는 어린이에게보다 효과적인 치료 적 개입이 될 수 있습니다. 인간에서 이러한 기작을 연구하는 것이 어렵 기 때문에 동물 모델, 특히 성장 판 손상 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 의 쥐 모델이 사용되었습니다. 이 방법은종이는 쥐 경골 성장판의 드릴 홀 결함이 손상 후 7 일째에 골화를 시작하고 상해 후 28 일에 개조 된 완전히 성숙 된 뼈 바를 형성하는 예측 가능하고 재현 가능한 복구 조직을 유도하는 방법을 설명합니다 10 . 이것은 뼈 형성을 방지하고 성장 판 연골을 재생할 수있는 새로운 치료법을 평가할뿐만 아니라 뼈 형성의 생물학적 기작을 연구하는 작은 동물 생체 모델을 제공합니다. 예를 들어이 모델은 성장판 연골을 재생할 수 있고 성장판 손상으로 고통받는 어린이에게 소중한 치료를 제공 할 수있는 연골 생체 재료를 테스트하는 데 사용할 수 있습니다. 이 논문에서 제시된 기술은 성장판 손상을 일으키기 위해 사용 된 외과 적 방법과 부상 부위에 생체 물질의 후속적인 전달을 기술 할 것이다. 또한 뼈 바 형성 및 조직 복구를 평가하는 방법에 대해서도 논의 할 것입니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
성장판 손상 동물 모델은이 부상의 생물학적 기작에 대한 우리의 이해를 크게 증가시켜 잠재적으로 성장판 손상으로 고통받는 어린이에게보다 효과적인 치료 적 개입을 유도합니다. 성공적으로 뼈 바를 만들고이 작업에서 제시된 모델을 사용하여 생체 내에서 그 형성을 연구하기 위해서는 관절 연골을 파괴하지 않고 충분한 깊이로 천공하여 성장판을 파괴하는 것이 중요합니다. 동물 간?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 국립 보건원 (NIH)의 국립 관절염 및 근골격계 및 피부병 연구 지원금 (R03AR068087), 콜로라도 대학 (University of Colorado School) 대학의 학업 심화 기금 (Academic Enrichment Fund), 재생 의학 게이츠 센터 (Gates Center for Regenerative Medicine) . 이 작업은 NIH / NCATS Colorado CTSA 허가 번호 UL1 TR001082에서도 지원되었습니다. 내용은 저자의 단독 책임이며 공식 NIH 견해를 반드시 대표하지는 않습니다.
Materials
| Scalpel handle | McKesson | MCK42332500 | |
| Needle holder | Stoelting | RS-7824 | |
| Adson tissue forceps | Sklar | 50-3048 | |
| Iris Scissors | Sklar | 47-1246 | |
| Rotary Tool | Dremel | 7700 | Variable speed rotary tool |
| Keyless Rotary Tool Chuck | Dremel | 4486 | |
| Dental Burs | Dental Burs USA | FG6 | Round carbide bur, ≤2mm |
| Steinmann pins | Simpex Medical | T-078 | |
| Hair clippers | Wahl | 5537N | |
| 3-0 PGA surutes | Oasis | MV-J398-V | |
| Sterile gauze 2×2" | Covidien | 441211 | |
| Povidone Iodine | McKesson | 922-00801 | |
| Sterile saline | Vetone | 510224 | |
| 10 ml luer lock syringe | Becton Dickinson | 309604 | |
| 23 gauge needle | Becton Dickinson | 305145 | |
| Isopropyl alcohol pads | Dynarex | 1113 | |
| Isoflurane | IsoFlo | 30125-2 | |
| Caliper | Mitutoyo | 500-196-30 | |
| Carprofen | Rimadyl | 27180 | |
| Buprenorphine | Par Pharmaceuticals Inc | NDC 42023-179 | |
| Fenestrated Surgical Drape | McKesson | 25-517 | |
| Surgical Gloves | Uline | S-20204 | |
| #15 Scalpel Blade | Aven | 44044 | |
| 9mm wound clips | Fine Science Tools | 12032-09 | |
| Reflex clip applier | World Precision Instruments | 500345 | |
| Absorbant underpads | McKesson | MON 43723110 | |
| Tec 3 Iso Vaporizer | VetEquip | 911103 | |
| Germinator 500 | Braintree Scientific | GER 5287-120V | |
| Warm water recirculator | Kent Scientific | TP-700 | |
| Absorbent Underpads | Medline Industries | MSC281230 |
References
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