Summary

Un modelo murino de osteogénesis de la distracción

Published: November 14, 2018
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Summary

Se presenta un modelo de osteogénesis de distracción tibial de ratón desarrollado utilizando un distractor por encargo. El uso de un ratón como un objetivo de análisis es ventajoso para el avance de la investigación.

Abstract

Distracción osteogénica (DO) es un procedimiento quirúrgico que implica la regeneración de los tejidos esqueléticos sin trasplante de la célula. Un modelo consta de las siguientes tres fases: la fase de latencia después de la osteotomía y colocación del distractor externo; la fase de distracción, en donde los extremos del hueso separado son gradualmente y continuamente distraídos; y la fase de consolidación. Este distractor por encargo usado para hacer está compuesto por dos anillos de resina acrílica incompleta y un tornillo de expansión. El proceso fue iniciado por hacer un molde con material de impresión de silicona y luego crear el distractor a medida. Resina dental fue vertida en el encofrado hecho de material de impresión de silicona, y fue permitido para polimerizar para crear los anillos de resina incompleta para el distractor a medida. Estos anillos se fijaban con un tornillo de expansión con resina transparente. El distractor a medida creado a través de este enfoque fue unido a la tibia de los ratones. La tibia era fijo al dispositivo usando un par de agujas de 25 G proximalmente, un par de agujas de 27 G distalmente y resina acrílica. Después de un período de latencia de 5 días, la distracción se inició a una velocidad de 0.2 mm/12 h. La prolongación fue continuada por 8 días, resultando en un espacio total de 3,2 mm. Los ratones fueron sacrificados 4 semanas después de la distracción. La formación del hueso en el hueco de distracción fue confirmada mediante radiografía y la histología.

Introduction

Distracción osteogénica (DO) es un método de tratamiento establecido para una variedad de trastornos esqueléticos, tales como las discrepancias de longitud de extremidades, defectos óseos y deformidades de extremidades1. Esta estrategia de tratamiento único se basa en el “principio de tensión-estrés” propuesto por Ilizarov. El método requiere varios días de latencia, distracción activa varias semanas y varios meses para la consolidación de hasta el hueso maduro formado2.

Las condiciones hipóxicas locales debido a la obstrucción de sangre flujo3,4 y5,de estimulación mecánica6 son particularmente importantes en el proceso de. Angiogénesis inducida por la hipoxia lleva oxígeno, nutrientes, factores solubles y células necesarias para la reparación de los tejidos localmente a través del flujo de sangre. Estimulación mecánica por la operación de extensión provoca reacciones biológicas como la diferenciación de células madre mesenquimales, formación del hueso, calcificación y remodelación. Tratamiento serial permite la formación de tejidos duros, sino también los tejidos blandos, incluyendo los nervios, músculos, vasos sanguíneos y tejidos de la piel, sin necesidad de trasplante de células madre. Por lo tanto, un modelo se considera un excelente modelo para el análisis de la regeneración de diversos tejidos.

Perros y conejos son los animales más utilizados en la investigación básica para hacer; sin embargo, hay algunas herramientas de análisis disponibles para estos animales. El uso de un modelo del ratón facilita un análisis más detallado. Es particularmente conveniente para los experimentos con ratones knockout. Sin embargo, al usar un ratón como un animal experimental, se debe crear un dispositivo de extensión. Aquí, presentamos un ratón tibial modelo desarrollado utilizando un distractor a medida creado utilizando una herramienta de laboratorio dental y técnica, que se ha utilizado en un estudio anterior.

Protocol

Todos los experimentos se llevaron a cabo según los protocolos aprobados por el cuidado Animal y el Comité de uso de nuestra institución. Esterilizar todos los instrumentos antes del procedimiento. 1. preparación de un molde para crear el Distractor a medida Hacer dos anillos incompletos (diámetro exterior, 20 mm; diámetro interior, 10 mm), que forman parte del distractor, con una hoja de cera de parafina (145 mm x 74 mm) utilizando un carver cera de Evans. Hacer 4 de l…

Representative Results

Figuras 1A y 1B presentan anillos incompletos (exterior de diámetro, 20 mm interior de diámetro, 10 mm; espesor, 5 mm) con cera de parafina. Dos patrones de la cera fueron embebidos en material de impresión de silicona, y se formó un molde para los aros de resina (figura 1C). Resina polimerizada se vierte inmediatamente en este molde, y anillos de resina fueron obtenidos (figura 1</st…

Discussion

Cuando un animal de gran tamaño se utiliza como un modelo experimental, puede usarse un dispositivo de extensión del ready-made, y es fácil de obtener buena fijación y evaluar la operación de extensión sí mismo y la cantidad de extensión. Sin embargo, cuando un ratón se utiliza como un modelo experimental, es necesario desarrollar algunos o todo el equipo. Isefuku et al. y Tay et al dispositivo y crearon un ratón modelo7,8. Carvahjo<em…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Los autores agradecen a la Sra. Makiko Kato para proporcionar estímulo a completar este estudio. También agradecemos a la división de animales de experimentación e investigación médica ingeniería, Nagoya University Graduate School of Medicine, para la vivienda de los ratones.

Materials

Paraffin wax YAMAHACHI DENTAL MFG. CO. For preparation a mold for resin rings
Labocone putty GC Corporation For preparation a mold for resin rings
Utility wax GC Corporation For preparation a mold for resin rings
Expansion screw Ortho Dentaurum 600-301-30 Component of custom-made distractor
Unifast III GC Corporation Immediate polymerization resin Component of custom-made distractor
Ortho Crystal NISSIN Transparent resin Component of custom-made distractor
25-gauge needle TERUMO NN-2516R For custom-made distractor
27-gauge needle TERUMO NN-2719S For custom-made distractor
ICR mouse Chubu Kagaku Shizai Corporation Experimental animal
Somnopentyl Kyoritsu Seiyaku Pentobarbital sodium salt
Isoflurane FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation 099-06571 Isoflurane inhalation solution

References

  1. Watson, J. T. Distraction osteogenesis. The Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons. 14, 168-174 (2006).
  2. Ilizarov, G. A. The tension-stress effect on the genesis and growth of tissues: Part II. The influence of the rate and frequency of distraction. Clinical Orthopaedics and Related Research. 239, 263-285 (1989).
  3. Wan, C., et al. Activation of the hypoxia-inducible factor-1 alpha pathway accelerates bone regeneration. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (2), 686-691 (2008).
  4. Fujio, M., et al. Stromal cell-derived factor-1 enhances distraction osteogenesis-mediated skeletal tissue regeneration through the recruitment of endothelial precursors. Bone. 49 (4), 693-700 (2011).
  5. Tong, L., et al. Focal adhesion kinase expression during mandibular distraction osteogenesis: evidence for mechanotransduction. Plastic and reconstructive surgery. 111 (1), 211-222 (2003).
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  9. Carvalho, R. S., et al. The role of angiogenesis in a murine tibial model of distraction osteogenesis. Bone. 34 (5), 849-861 (2004).
  10. Osawa, Y., et al. Activated FGFR3 promotes bone formation via accelerating endochondral ossification in mouse model of distraction osteogenesis. Bone. 105, 42-49 (2017).

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Cite This Article
Fujio, M., Osawa, Y., Matsushita, M., Ogisu, K., Tsuchiya, S., Kitoh, H., Hibi, H. A Mouse Distraction Osteogenesis Model. J. Vis. Exp. (141), e57925, doi:10.3791/57925 (2018).

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