En musmodell distraktion Osteogenesis
Summary
Vi presenterar en tibial distraktion osteogenesis musmodell utvecklas med hjälp av en skräddarsydd distraktor. Användningen av en mus som ett analys-mål är fördelaktigt för att främja forskning.
Abstract
Distraktion osteogenesis (DO) är ett kirurgiskt ingrepp som innebär att skelettet vävnadsregeneration utan stamcellstransplantation. En-modellen består av följande tre faser: latens fasen efter osteotomi och placering av den externa distraktor; fasen distraktion, vari separerade benändarna är gradvis och kontinuerligt distraherad; och en konsolideringsfas. Denna skräddarsydda distraktor används för DO består av två ofullständiga akrylharts ringar och en expansion skruv. Processen inleddes genom att göra en mögel med silikon avtrycksmaterial och sedan skapa den skräddarsydda distraktor. Dental kåda var hälls i formen tillverkad av silikonmaterial intryck, och det var tillåtet att polymerisera för att skapa ofullständiga harts ringar krävs för den skräddarsydda distraktor. Dessa ringar var fast med en expansion skruven med transparent harts. Den skräddarsydda distraktor skapas via detta tillvägagångssätt var fäst vid skenbenet av möss. Skenbenet var fast till enheten med ett par av 25 G injektionsnålar proximalt, ett par 27 G nålar distalt, och akrylharts. Efter en latens på 5 dagar inleddes distraktion med en hastighet av 0,2 mm/12 h. Förlängningsstycket fortsattes i 8 dagar, vilket resulterar i en total lucka på 3,2 mm. Mössen offrades 4 veckor efter distraktion. Benbildning i distraktion klyftan bekräftades med både röntgen och histologi.
Introduction
Distraktion osteogenesis (DO) är en etablerad behandlingsmetod för en mängd sjukdomar, såsom avvikelser lem längd, ben defekter och lem missbildningar1. Denna unika behandlingsstrategi är baserad på ”spänning-stress principen” Ilizarov har föreslagit. Metoden kräver flera dagar för latens, flera veckor för aktiva distraktion och flera månader för konsolidering tills den mogna ben är bildade2.
De lokala hypoxisk förhållandena på grund av blockering av blod flöde3,4 och mekanisk stimulering5,6 är särskilt viktiga i läkningsprocessen av. Hypoxi-inducerad angiogenes transporterar syre, näringsämnen, lösliga faktorer och celler nödvändiga för vävnad reparera lokalt genom blodflödet. Mekanisk stimulering av förlängning drift orsakar biologiska reaktioner såsom differentiering av mesenkymala stamceller, benbildning, förkalkning och remodeling. Seriell behandling tillåter bildandet av inte bara hårda vävnader men också mjuka vävnader, inklusive nerver, muskler, blodkärl och hudvävnader, utan behov av stamcellstransplantation. Därför anses en modell vara en utmärkt modell för att analysera regenerering av olika vävnader.
Kaniner och hundar är de vanligaste djuren i grundforskning för DO; Det finns dock några analysverktyg som är tillgängliga för dessa djur. Det underlättar en mer detaljerad analys av en musmodell för. Det är särskilt lämplig för experiment med knockoutmöss. När du använder en mus som experimentella djur, bör dock en förlängning enhet skapas. Här utvecklade presenterar vi en mus tibial modell med hjälp av en skräddarsydd distraktor som skapats med ett tandtekniskt laboratorium verktyg och teknik som har använts i en tidigare studie.
Protocol
Representative Results
Discussion
När ett stort djur som en experimentell modell, en färdiga förlängning enhet kan användas, och det är lätt att få bra fixering och bedöma själva förlängning operationen och beloppet som förlängning. När en mus används som en experimentell modell, är det dock nödvändigt att utveckla vissa eller alla av utrustningen. Isefuku et al. och Tay et al. gjorde enheten och skapade en mus modell7,8. Carvahjo et al. antog en meto…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författarna vill tacka Ms. Makiko Kato för att ge uppmuntran att slutföra denna studie. Vi tackar också den uppdelning av försöksdjur och medicinsk forskning teknik, Nagoya University Graduate School of Medicine, som inkvartering för möss.
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
- Watson, J. T. Distraction osteogenesis. The Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons. 14, 168-174 (2006).
- 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).
- 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).
- 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).
- Tong, L., et al. Focal adhesion kinase expression during mandibular distraction osteogenesis: evidence for mechanotransduction. Plastic and reconstructive surgery. 111 (1), 211-222 (2003).
- Rhee, S. T., El-Bassiony, L., Buchman, S. R. Extracellular signal- related kinase and bone morphogenetic protein expression during distraction osteogenesis of the mandible: in vivo evidence of mechanotransduction mechanism for differentiation and osteogenesis by mesenchymal precursor cells. Plastic and reconstructive surgery. 117 (7), 2243-2249 (2006).
- Isefuku, S., Joyner, C. J., Simpson, A. H. A murine model of distraction osteogenesis. Bone. 27 (5), 661-665 (2000).
- Tay, B. K., Le, A. X., Gould, S. E., Helms, J. A. Histochemical and molecular analyses of distraction osteogenesis in a mouse model. Journal of Orthopaedic Research. 16 (5), 636-642 (1998).
- Carvalho, R. S., et al. The role of angiogenesis in a murine tibial model of distraction osteogenesis. Bone. 34 (5), 849-861 (2004).
- Osawa, Y., et al. Activated FGFR3 promotes bone formation via accelerating endochondral ossification in mouse model of distraction osteogenesis. Bone. 105, 42-49 (2017).
