מודל פולשנית לניתוח שבר Endochondral ריפוי בעכברים בתנאים מתוקננים ביו-מכני
Summary
פרוטוקול זה מתאר שיטה osteosynthesis פולשנית באמצעות בורג אורתופדיים עבור מתוקננת ייצוב הירך שברים, אשר ניתן להשתמש כדי לנתח את עצם endochondral ריפוי בעכברים.
Abstract
מודלים ריפוי עצם נחוצים לנתח על מנגנוני ריפוי כדי לשפר את הטיפול הקליני שבר שבר מורכב. במהלך העשור האחרון, שימוש מוגבר של העכבר מודלים במחקר אורטופדי צוין, סביר להניח כי העכבר הדגמים מציעים מספר רב של זנים מהונדס גנטית, נוגדנים מיוחדים לניתוח של המנגנונים המולקולריים של ריפוי השבר. כדי לקבוע את התנאים ביו-מכני, טכניקות osteosynthesis מאופיין היטב הינם שדות חובה, גם בעכברים. כאן, אנו מדווחים על העיצוב ועל השימוש עצם סגור ריפוי דגם לייצב את עצם הירך שברים בעכברים. הבורג אורתופדיים, עשוי פלדת אל-חלד באיכות רפואית, מספק דרך שבר דחיסה של יציבות צירית, כשעוצמת בהשוואה הפינים בעיקר בשימוש לשדי פשוטה, אשר מראים חוסר יציבות צירית, כשעוצמת מלאה. היציבות מושגת על-ידי הבורג לשדי מאפשר הניתוח של ריפוי endochondral. כמות גדולה של רקמות קסם, קיבל לאחר ייצוב עם הבורג, מציע תנאים אידיאליים כדי לקצור רקמות עבור ניתוחים הביוכימי והמולקולרי. יתרון נוסף של השימוש של הבורג היא העובדה כי הבורג יכול להיות מוכנס לתוך עצם הירך עם טכניקה פולשנית ללא גרימת נזק לרקמות רכות. לסיכום, הבורג הוא שתל ייחודי שיכול אידיאלי לשמש שבר סגור ריפוי מודלים מציע תנאים biomechanical סטנדרטית.
Introduction
לימודי ריפוי עצם עכברים הם ביקוש גדול בשל קשת רחבה של נוגדנים ובעלי מהונדס גנטית. עובדות אלה מאפשרים ללמוד את המנגנונים המולקולריים של העצם ריפוי1. בשנים האחרונות, פיתחו עצם שונה ריפוי מודלים עבור עכברים היו2. מודלים אלה ניתן לחלק מודלים פתוח, אשר העצם הוא osteotomized באמצעות גישה כירורגית לרוחב פתוח, סגור דגמים, שבו העצם. היא סדוקה המבוססת על מודל שבר לראשונה על ידי Bonnares ו איינהורן3. בעזרת טכניקה זו, שבר רוחבי מתוקננת יכול להיות מיוצר על ידי מכשיר כיפוף 3 נקודות, שתלים אורתופדיים יכול להיות מוכנס דרך חתך קטן parapatellar המדיאלי בטכניקה פולשנית הימנעות טראומה גדולה רקמות רכות.
ניתן להחיל את הבורג לשדי לייצוב השבר סגור בעכברים. הבורג מציע המסתובבת ויציבות צירית. זו מושגת על ידי שבר דחיסה באמצעות חוט הפרוקסימלית ו דיסטלי ראש4. יתרונות נוספים של הבורג הם בטכניקה כירורגית פשוטה, הציון הנמוך של invasivity, הנמוך שתל והמשקל, בעיקר, יציבות גבוהה יותר במתן תנאים biomechanical מתוקננת ומבוקר לעומת אחרים אורתופדיים שתלים5. למעשה, בדגמי שבר סגור ביותר, שברי התייצבו רק על ידי סיכות פשוטות, אשר מזוהה עם חוסר מוחלט ויציבות המסתובבת צירית, סיכון גבוה של פין, גם שבר פריקה. זה יכול להשפיע בצורה ניכרת את תהליך הריפוי, והתוצאה עשויה להיות הריפוי מתעכב או היווצרות והמעלית.
ידוע כי היציבות של קיבוע שבר יש השפעה עצומה על6,תהליך הריפוי7, הוא… קיבוע נוקשה גבוהה תוצאות ריפוי intramembranous, בעוד יציבות פחות נוקשה, דבר אשר עלול לאפשר micromovements ב הפער שבר, תוצאות endochondral הילינג. ייצוב של השבר עם הבורג לשדי מציג בעיקר של endochondral ריפוי עם כמות גדולה של רקמות קסם, במיוחד לאחר 2 שבועות של ריפוי השבר. אפשרות לקצור כמות גדולה של רקמות קסם המאפשרת הניתוח של פרמטרים מרובים על-ידי טכניקות שונות.
כאן, אנו מדווחים על העיצוב והיישום של הבורג לשדי בעכברים, כמו גם על יתרונות וחסרונות ניסיוני מחקרים על ריפוי עצם endochondral רגילה.
Protocol
Representative Results
Discussion
השלבים הקריטיים של הליך כירורגי הם למצוא נקודת הכניסה הנכון מקביל לציר העצם עבור reaming של בורג השרשה באמצע condyles עצם הירך החריץ intercondylar, כמו גם את הכיוון האופטימלי של המחט חלל אורתופדיים. כדי להימנע עמדה ערך שגוי, המנתח להכין את החריץ עד תצוגה של האופטימלית מושגת. כדי לקבוע את הכיוון במהלך reamin…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי RISystem AG, דבוס, שוויץ.
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 |
References
- 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).
