In Vivo Évaluation du développement de cals de Fracture au cours de la guérison osseuse chez la souris en utilisant un dispositif d’ostéosynthèse IRM-compatible pour le fémur de souris
Summary
L’évaluation du développement des tissus dans le CAL de fracture au cours de la guérison osseuse endochondrale est indispensable pour surveiller le processus de guérison. Nous rapportons ici l’utilisation d’une résonance magnétique imagerie (IRM)-fixateur externe compatible pour le fémur de la souris pour permettre à MRI scans pendant la régénération osseuse chez la souris.
Abstract
Guérison des fractures d’os endochondral est un processus complexe impliquant le développement de tissu fibreux, cartilagineux et osseux dans le CAL de fracture. La quantité des différents tissus dans le CAL fournit des informations importantes sur la rupture des progrès de la guérison. Disponible en vivo techniques longitudinalement surveille l’évolution de tissu de cals dans des études précliniques de guérison des fractures à l’aide de petits animaux comprennent la radiographie numérique et imagerie µCT. Toutefois, ces deux techniques ne sont en mesure de distinguer les tissus minéralisés et non minéralisée. Par conséquent, il est impossible de distinguer le cartilage de tissu fibreux. En revanche, l’imagerie par résonance magnétique (IRM) visualise les structures anatomiques basés sur leur teneur en eau et pourrait donc être en mesure d’identifier une façon non envahissante des tissus mous et le cartilage dans le CAL de fracture. Nous rapportons ici, l’utilisation d’un fixateur externe compatible IRM-compatible pour le fémur de la souris pour permettre des IRM au cours de la régénération osseuse chez la souris. Les expériences ont démontré que le fixateur et un dispositif de montage sur mesure permettent répétitives IRM, permettant ainsi une analyse longitudinale du développement des tissus fracture-Cal.
Introduction
Guérison de la fracture secondaire est la forme la plus courante de la guérison osseuse. C’est un processus complexe imitant des aspects spécifiques du endochondrale ontogénique ossification1,2,3. L’hématome au début de la fracture se compose principalement de cellules immunitaires, de granulation et de tissu fibreux. Faible tension d’oxygène et des souches biomécaniques hautes entravent une différenciation ostéoblastique à l’écart de la fracture, mais promouvoir la différenciation des cellules progénitrices en chondrocytes4,5,6. Ces cellules commencent à proliférer à l’endroit de la blessure pour former une matrice cartilagineuse assurant une stabilité initiale de l’OS fracturé. Durant la maturation des cals, devenus hypertrophiques, les chondrocytes subissent l’apoptose, ou trans-se différencient en ostéoblastes. La néovascularisation dans la zone de transition du cartilage-aux-os fournit des niveaux élevés d’oxygène, permettant la formation de tissu osseux7. Après le pont osseux de l’écart de la fracture, stabilité biomécanique est augmentée et ostéoclastique remodelage du cal fracture externe se produit pour avoir des os physiologique de contour et la structure3. Par conséquent, les quantités de tissu fibreux, cartilagineux et osseux dans le CAL de fracture fournissent des informations importantes concernant l’OS, processus de guérison. Perturbés ou retardé la guérison devient visible par des altérations du développement des tissus cals tant chez les humains et les souris8,9,10,11. Disponible en vivo techniques pour surveiller longitudinalement cals développement des tissus en préclinique fracture guérison des études à l’aide de petits animaux comprennent la radiographie numérique et µCT imagerie12,13. Toutefois, ces deux techniques ne sont capables de distinguer les tissus minéralisés et non minéralisée. En revanche, l’IRM fournit des tissus mous excellent contraste et pourrait donc être en mesure d’identifier les tissus mous et le cartilage dans le CAL de fracture.
Travaux antérieurs a montré des résultats prometteurs pour post mortem MRI chez la souris avec les fractures articulaires des IRM14 et in vivo chez des souris pendant intramembranaires défect osseux-guérison15. Cependant, les deux études a également déclaré limité contraste tissus et la résolution spatial. Nous avons précédemment démontré la faisabilité de haute résolution en vivo IAM pour une évaluation longitudinale de formation de cals doux pendant endochondrale murine fracture guérison16. Nous rapportons ici le protocole afin d’utiliser un fixateur externe compatible IRM-compatible pour ostéotomie du fémur chez la souris, afin de surveiller le développement des tissus cals longitudinalement au cours de la fracture de l’os endochondral processus de guérison. La conception d’un dispositif de montage sur mesure pour l’insertion du fixateur externe assuré une position normalisée lors d’analyses répétées.
Protocol
Representative Results
Discussion
Modifications et dépannage :
L’objectif principal de cette étude était de décrire un protocole pour l’utilisation d’un fixateur externe compatible MRI pour ostéotomie du fémur chez la souris avec la possibilité de surveiller le développement des tissus cals longitudinalement pendant le processus de guérison des fractures des os endochondral. La conception d’un dispositif de montage sur mesure pour l’insertion du fixateur externe assuré une position normali…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous remercions Sevil Essig, Stefanie Schroth, Verena Fischer, Katja Prystaz, Yvonne Hägele et Anne Subgang excellent soutien technique. Nous remercions également la Fondation de recherche allemande (CRC1149, INST40/499-1) et l’Allemagne AO Trauma Foundation pour le financement de cette étude.
Materials
| Anaesthesia tube | FMI, Seeheim, Germany | ZUA-82-ANA-TUB-Mouse | |
| Anaesthetic machine | FMI, Seeheim, Germany | ZUA-82-GME-MA | |
| Artery forceps | Aesculap, Tuttlingen, Germany | BH104R | |
| Autoclave | Systec, Wettenberg, Germany | DX-150 | |
| Autoclaving packaging | Stericlin, Feuchtwangen, Germany | 2301-04/06/10/12/16 | |
| Avizo software | FEI, Burlington, USA | – | Version 8.0.1 |
| BioSpec 117/16 magnetic resonance imaging system | Bruker Biospin, Ettlingen, Germany | 117/16 | |
| Bulldog clamp | Aesculap, Tuttlingen, Germany | BH 021R | |
| Carbon steel scalpel no. 11/15 | Aesculap, Tuttlingen, Germany | BA211/215 | |
| Ceramic mounting pin 0.45 mm | RISystem, Davos, Switzerland | HS691490 | |
| Clindamycin (300 mg / 2ml) | Ratiopharm, Ulm, Germany | – | |
| Dressing forceps 115 mm | Aesculap, Tuttlingen, Germany | BD210R | |
| Dressing forceps 130 mm | Aesculap, Tuttlingen, Germany | BD025R | |
| Drill bit coated 0.45 mm | RISystem, Davos, Switzerland | HS820420 | |
| Durogrip needle holder 125 mm | Aesculap, Tuttlingen, Germany | BM024R | |
| Foliodrape | Hartmann, Heidenheim, Germany | 2513026 | |
| Frekaderm | Fresenius, Bad Homburg, Germany | 4928211 | |
| Gigli saw 0.44 mm | RISystem, Davos, Switzerland | RIS.590.110.25 | |
| Hand drill | RISystem, Davos, Switzerland | RIS.390.130-01 | |
| Heating plate | FMI, Seeheim, Germany | IOW-3704 | |
| Hygonorm gloves | Hygi, Telgte, Germany | 2706 | |
| Isoflurane | Abbot, London, UK | Forene | |
| Micro forceps 155 mm | Aesculap, Tuttlingen, Germany | BD343R | |
| Micro scissors 120 mm | Aesculap, Tuttlingen, Germany | FD013R | |
| Mouse FixEx L 0.7 mm | RISystem, Davos, Switzerland | RIS.611.300-10 | |
| Needle case for drills | Aesculap, Tuttlingen, Germany | BL911R | |
| Needle holder | Aesculap, Tuttlingen, Germany | BB078R | |
| Octenisept | Schülke, Norderstedt, Germany | 121403 | |
| Osirix software | Pixmeo SARL, Bernex, Switzerland | – | Version 4.0 |
| Oxygen, medical grade | MTI, Ulm, Germany | – | |
| Resolon 5/0 | Resorba, Nürnberg, Germany | 88143 | |
| Saline 0.9% | Braun, Melsungen, Germany | 3570350 | |
| Scalpel handle 125 mm | Aesculap, Tuttlingen, Germany | BB073R | |
| Scissors 150 mm | Aesculap, Tuttlingen, Germany | BC006R | |
| Sealer for autoclave packaging | Hawo GmbH, Obrigheim, Germany | HM500 | |
| Sterican 27 G | Braun, Melsungen, Germany | 4657705 | |
| Sterile surgical blades no. 11/15 | Aesculap, Tuttlingen, Germany | BB511/515 | |
| Surgical gloves | Hartmann, Heidenheim, Germany | Peha-micron 9425712 | |
| Surgical light | Maquet SA, Ardon, France | Blue line 80 | |
| Syringes 5 ml | Braun, Melsungen, Germany | Injekt 4606051V | |
| Tissue forceps 80 mm | Aesculap, Tuttlingen, Germany | OC091R | |
| Tramadol 25 mg/l | Grünenthal, Aachen, Germany | 100mg/ml | |
| Vasofix Safety | Braun, Melsungen, Germany | 4268113S-01 | |
| Vicryl 5-0 | Ethicon, Norderstedt, Germany | V30371 | |
| Visdisic eye ointment | Bausch & Lomb, Berlin, Germany | 3099559 |
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