破壊装置設計と齧歯動物で閉じて安定骨折に対するプロトコルの最適化
Summary
プロトコルの目的は、コンシス テント ・ フラクチャをもたらす破壊生成パラメーターを最適化することです。このプロトコルは、ボーンのサイズと動物間に存在する形態の変化を占めています。さらに、コスト効率の高い、調節可能な破壊装置を説明します。
Abstract
動物モデルにおける一貫性のある安定した骨折の信頼性の高い世代は、骨再生の生物学を理解し、治療とデバイス開発に不可欠です。ただし、利用可能な傷害モデルは無駄な動物とリソースや不完全なデータの不整合が悩まされています。この破壊の不均一性の問題に対処するため記載法の目的は、それぞれの動物に固有の破壊生成パラメーターを最適化し、コンシス テント ・ フラクチャの場所とパターンを生成します。このプロトコルは、ボーンのサイズとマウス系統間に存在可能性があります、ラットなど他の種でコンシス テント ・ フラクチャを生成する合わせることができる形態の変化を占めています。さらに、コスト効率の高い、調節可能な破壊装置を説明します。現在の安定した破砕技術と比較して、最適化のプロトコルと新しい破壊装置安定破壊パターンと位置整合性の向上を示しています。閉じた破壊発生手順において通常破壊の不均一性を最小限に抑え、誘導のトラウマの精度は説明プロトコル増加サンプル タイプに固有のパラメーターを使用して最適化。
Introduction
骨折治癒の研究大臨床と経済問題に対処する必要があります。毎年以上 1200 万骨折はアメリカ合衆国1, 原価計算 $ 800 億年2あたりで扱われます。男性または女性の苦しみの一生に破壊する可能性は 25%、44%、それぞれ3。骨折治癒に関連する問題は人口年齢として増加併存疾患とともに増加する期待されます。勉強してこの問題に対処するには、堅牢なモデル破壊発生と安定化が必要です。齧歯動物モデルは、この目的に最適です。彼らは臨床的に意味を提供し、アドレス特定の条件 (すなわち、複数けが、オープン、クローズ、虚血、感染骨折) を変更することができます。臨床シナリオの他、動物破壊モデルは骨の生物学の治療とデバイスの開発を理解することにとって重要です。しかし、介入の違いを勉強しよう矛盾破壊発生によって導入された変動によって複雑になる可能性があります。したがって、動物モデルでの再現性と一貫して閉じた割れ目を生成する筋骨格系の研究分野に不可欠です。
正しく適切な遺伝的背景、性別、年齢、および環境条件を確保することによって潜在的な主題の不均一性の制御、にもかかわらず臨床的に関連する一貫性のある骨の傷害の生産は重要な変数に影響を与える再現性であり、制御する必要があります。一貫性のない骨折を使用して統計の比較実験の騒音と高変動4; 悩まされていますさらに、破壊の可変性は、サンプル サイズや粉砕または挿骨折で安楽死する必要性を向上させる必要があるのため不必要な動物の死につながります。記載法の目的は、サンプル タイプに固有の破壊生成パラメーターを最適化することで、コンシス テント ・ フラクチャの場所とパターンをもたらします。
破壊発生の現在のモデルは、それぞれ独自の長所と短所を持つ 2 つの広範なカテゴリに分類されます。開放骨折 (骨切り術) モデルは、その後骨折が骨を切断または弱くなり、その後、手動でそれを壊す5,6,7,8によって誘導される骨を公開する手術を受けます。このメソッドの利点は、骨折部位とより一貫性のある破壊位置とパターンの直接可視化です。しかし、アプローチの生理学的および臨床関連性と損傷の発生メカニズムは、限定されます。また、外科的アプローチと汚染のリスクにさらされている齧歯動物で長時間の閉鎖破壊発生の open メソッドが必要です。
閉じた技術オープン技術の制限の多くに対処します。閉じた技術を骨折骨や周囲の組織は、人間の臨床的傷害で見られるそれらに類似の損傷を誘導する外部から鈍力外傷を使用して生成します。最も一般的な方法は、1984年9Bonnarens とアインによって記述されていた。彼らは、任意の外部の皮膚の傷を引き起こすことがなく、骨を破壊する鈍的外傷を与えるために使用されている加重ギロチンをについて説明します。このメソッドは、遺伝学10,11, 薬物療法12,13,14,15, 力学16,の効果を研究に広く採用されている17、生理18,19,20癒しのマウスおよびラットの骨。閉じたメソッドの利点は、生理学的に関連する骨折は、実験の再現性と厳しさが破壊の不均一性によって制限されます。一貫性のない破壊の発生は、限られたグループ間の差別化、失われた標本、統計的有意性を達成するために必要な動物の増加の結果します。
破壊発生と安定化の変動を制御することは、意味のある結果を生成する不可欠です。正しく破壊修理の生物学を勉強、するためにシンプルで確実な破壊のモデルが必要です。モデル変数マウスの遺伝的背景の齧歯動物種、骨型 (大腿骨または脛骨、たとえば) に翻訳する必要があります、突然変異を誘発しました。さらに、理想的な手順は技術的に単純な一貫性のある結果を生みます。アドレス破壊の不均一性に記載メソッドはパラメーターを最適化し、年齢、性別、および遺伝子型に関係なく一貫して閉じた割れ目を生成するために使用することができます制御された破壊装置の建設。
Protocol
Representative Results
Discussion
この破壊の最適化と世代のプロトコルは、破壊パラメーターに派生し、正確、再現性のある、横骨折を生成する低侵襲の手順を実行する効率的な方法を研究者を提供します。さらに、このプロトコルは、研究者の間の法の整合性を促進する破壊生成パラメーターの共通セットを確立します。これらのパラメーターは、さまざまなパラメーター (例えば年齢、性別、性別、および遺伝子?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この出版物で報告された研究は、国立研究所の関節炎、筋骨格系に支えられて、賞の下で健康の国民の協会の皮膚疾患番号 F30AR071201 と R01AR066028。
Materials
| Support Subassembly | Supplementary Figure 1 | ||
| Beam, Support–Jaw Section | 80/20 | 1003 x 9.00 | w/ #7042 at A, C, in Left End |
| Beam, Support–Horizontal Section | 80/20 | 1002 x 14.00 | |
| Beam, Support–Vertical 1 | 80/20 | 1050 x 10.50 | w/ #7042 at A in Left End and at A in Right End |
| Beam, Support–Vertical 2 | 80/20 | 1010 x 10.50 | w/ #7042 at D, B in Left End and at A in Right End |
| Beam, Support–Plate Mount | 80/20 | 1030 x 8.00 | w/ #7036 at Left End |
| Beam, Support–Magnet | 80/20 | 1010 x 13.50 | w/ #7042 at A, C, in Right End |
| Anchors (3) | 80/20 | 3392 | |
| Double Anchor (3) | 80/20 | 3091 | |
| Bolt Assembly (6) | 80/20 | 3386 | 1/4-20 x 3/8" |
| Button Head Socket Cap Screw (6) | 80/20 | 3604 | 1/4-20 x 3/4" |
| Ram Subassembly | Supplementary Figure 2 | ||
| Block, Stop | Custom | Supplementary Figure 3 | |
| Block, Guide | Custom | Supplementary Figure 3 | |
| Rod, Ram | Custom | Supplementary Figure 4 | |
| Alignment Screw | Custom | Supplementary Figure 5 | |
| Plate, Mounting | Custom | Supplementary Figure 6 | |
| Linear Sleeve Bearing (2) | McMaster-Carr | 8649T2 | |
| Hex Nut (3) | McMaster-Carr | 92673A125 | 3/8-16 UNC |
| Socket Cap Screw (8) | McMaster-Carr | 92196A108 | 4/40 x 3/8" |
| Socket Cap Screw (6) | McMaster-Carr | 92196A032 | 4/40 x 1 1/8" |
| Socket Cap Screw (1) | McMaster-Carr | 92196A267 | 10/32 3/8" |
| Magnet Subassembly | Supplementary Figure 7 | ||
| Mount, Magnet | Custom | Supplementary Figure 8 | |
| Power Supply | McMaster-Carr | 70235K23 | |
| Foot Switch | McMaster-Carr | 7376k2 | |
| Electromagnet | McMaster-Carr | 5698k111 | |
| Wire – 10 feet | McMaster-Carr | 9936k12 | |
| Rod, Magnet | McMaster-Carr | 95412A566 | 1/4" Threaded Rod x 7" |
| Corner Bracket (6) | 80/20 | 4108 | |
| Socket Cap Screw (1) | McMaster-Carr | 92196A705 | 10/32 1 1/4" |
| Hex Nut (4) | McMaster-Carr | 92673A113 | 1/4-20 UNC |
| Complete Assembly | Supplementary Figure 9 | ||
| Bracket, Leg Jaw (2) | Custom | Supplementary Figure 10 | |
| Platform, Fracture | Custom | Supplementary Figure 11 | |
| Jig, Positioning-Fracture | Custom | Supplementary Figure 12 | |
| 기타 | |||
| Pin Cutter | Medical Supplies and Equipment | 150S | |
| Needles | Sigma | Z192430, Z192376 | 23g x 1.5" – mouse femur, 27g x 1.25" – mouse tibia |
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