JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
자동 번역
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
의학

Tavşanda travma sonrası osteoartrit oluşturmak için tekrarlanabilir bir kıkırdak etki modeli

Published: November 21, 2023
doi:
10.3791/64450
, , , , , , , , ,
1Department of Anatomy, Cell Biology and Physiology,Indiana University School of Medicine, 2Department of Orthopaedic Surgery,Indiana University School of Medicine, 3Indiana Center for Musculoskeletal Health,Indiana University School of Medicine, 4School of Mechanical Engineering,Purdue University, 5Large Animal Resource Center,Indiana University School of Medicine, 6Department of Mechanical and Energy Engineering,Indiana University-Purdue University Indianapolis

Summary

Tavşanlarda açık medial femoral kondil etki modeli, travma sonrası osteoartrit (PTOA) ve PTOA ilerlemesini azaltmak için yeni terapötik stratejiler üzerinde çalışmak için güvenilirdir. Bu protokol, bir çarpma kafasına sahip taşıyıcı tabanlı bir düşme kulesi kullanılarak tavşanlarda posterior medial femoral kondilin izole bir kıkırdak defektini oluşturur.

Abstract

Travma sonrası osteoartrit (PTOA), Amerika Birleşik Devletleri’ndeki tüm osteoartrit vakalarının %12’sinden sorumludur. PTOA, eklem kıkırdağına etki eden yüksek etkili bir yük gibi tek bir travmatik olayla veya ön çapraz bağ yırtılmasında olduğu gibi eklem instabilitesi ile başlatılabilir. Şu anda PTOA’yı önlemek için etkili bir terapötik yoktur. Kıkırdak hasarının ilerlediği mekanizmaları daha iyi anlamak ve PTOA’nın ilerlemesini hafifletmek veya önlemek için yeni tedavi stratejilerini araştırmak için güvenilir bir PTOA hayvan modeli geliştirmek gereklidir. Bu protokol, kıkırdak hasarını indüklemek için açık, düşme kulesi tabanlı bir tavşan femoral kondil etki modelini açıklar. Bu model, 579,1 ± 71,1 N’lik pik yükler ve 2,4 ± 0,5 ms’lik bir pik-yük süresiyle 81,9 ± 10,1 MPa’lık pik gerilimler sağladı. Etkilenmiş medial femoral kondillerden (MFC’ler) eklem kıkırdağı daha yüksek apoptotik hücre oranlarına sahipti (p = 0.0058) ve etkilenmemiş kontralateral MFC’lere (0.56 ± 0.42) ve gömülü dizin diğer kıkırdak yüzeylerine (p < 0.0001) kıyasla 3.38 ± 1.43 gibi daha yüksek Osteoarthritis Research Society (OARSI) skorlarına sahipti. Etkilenmeyen eklem yüzeyleri arasında OARSI skorlarında fark saptanmadı (p > 0.05).

Introduction

Travma sonrası osteoartrit (PTOA) dünya çapında önde gelen bir sakatlık nedenidir ve semptomatik osteoartritin (OA) %12-16’sını oluşturur1. Son dönem OA tedavisi için mevcut altın standart, son dönem tibiotalar veya subtalar artritte olduğu gibi total diz ve kalça artroplastisi2 veya artrodezdir. Büyük ölçüde başarılı olmasına rağmen, artroplastinin maliyetli ve morbid komplikasyonları olabilir3. Ek olarak, artroplasti, %77-83 gibi düşük revizyonsuz implant sağkalımı göz önüne alındığında, 50 yaşın altındaki hastalarda daha az arzu edilir4,5. Şu anda, PTOA’nın ilerlemesini önlemek veya hafifletmek için FDA onaylı bir tedavi yoktur.

PTOA, sinovyal doku, subkondral kemik ve eklem kıkırdağı dahil olmak üzere tüm eklemi etkiler. Eklem kıkırdağı dejenerasyonu, sinovyal inflamasyon, subkondral kemik yeniden şekillenmesi ve osteofit oluşumuile karakterizedir 6,7. PTOA’nın fenotipi, kıkırdak, sinovyum ve subkondral kemik arasındaki karmaşık bir etkileşim süreci ile gelişir. Mevcut anlayış, kıkırdak hasarının tip 2 kollajen (COL2) ve agrekan (ACAN) gibi hücre dışı matriks (ECM) bileşenlerinin serbest kalmasına yol açtığıdır. Bu ECM bileşen fragmanları proinflamatuardır ve IL-6, IL-1β ve reaktif oksijen türlerinin üretiminin artmasına neden olur. Bu aracılar kondrositler üzerinde etki ederek, eklem kıkırdağını bozan ve aynı zamanda matris sentezini azaltan MMP-13 gibi matris metaloproteinazların (MMP’ler) yukarı regülasyonuna neden olarak eklem kıkırdağı için genel bir katabolik ortama yol açar8. Ek olarak, primer osteoartritte artmış kondrosit apoptozu ve PTOA 9,10 kanıtı vardır. Mitokondriyal disfonksiyon, kıkırdak 11,12,13,14’ün suprafizyolojik yüklenmesinden sonra ortaya çıkar ve bu da kondrosit apoptozununartmasına neden olabilir 12,15. Gelişmiş kondrosit apoptozu, artmış proteoglikan tükenmesi ve kıkırdak katabolizması ile ilişkilendirilmiştir ve kıkırdak ve subkondral kemik yeniden şekillenmesindeki değişikliklerden önce geldiği gösterilmiştir16,17,18.

Çoğu insan hastalığında olduğu gibi, hastalığın patofizyolojisini daha iyi anlamak ve yeni terapötikleri test etmek için PTOA’nın güvenilir ve translasyonel modellerine ihtiyaç vardır. PTOA17,19’un eklem içi kırık ve çarpma modellerinde domuz ve köpek dişleri gibi büyük hayvanlar kullanılmıştır, ancak maliyetlidirler. Fareler, sıçanlar ve tavşanlar gibi daha küçük hayvan modelleri daha ucuzdur ve tipik olarak ön çapraz bağın (ACL) cerrahi transeksiyonunu ve/veya medial menisküsün bozulmasını içeren eklem destabilizasyonu yoluyla üretilen PTOA’yı incelemek için kullanılır 20,21,22,23,24,25. Eklem travması, bağ yaralanması26 dahil olmak üzere çeşitli sonuçlara yol açabilse de, hemen hemen tüm vakalarda kıkırdağın mekanik olarak aşırı yüklenmesi meydana gelir.

Ligamentöz instabilite (ÖÇB transeksiyonunda olduğu gibi) ve akut kondral yaralanma sonrası PTOA gelişiminin arkasındaki patolojinin farklı mekanizmalara bağlı olduğuna dair kanıtlar ortaya çıkmaktadır27. Bu nedenle, kıkırdağa doğrudan yaralanma modelleri geliştirmek önemlidir. Şu anda sıçanlarda ve farelerde osteokondral veya kondral yaralanma oluşturan sınırlı sayıda etki modeli bulunmaktadır28,29. Bununla birlikte, murin kıkırdağı, izole kondral defektler oluşturmak için uygun değildir. Bunun nedeni, murin eklem kıkırdağının sadece 3-5 hücre tabakası kalınlığında olması ve organize yüzeysel, radyal ve geçiş kıkırdak bölgelerinin yanı sıra insanlarda ve daha büyük hayvanlarda bulunan kalın kalsifiye kıkırdak tabakasından yoksun olmasıdır. Murin modelleri ayrıca kısmi kıkırdak defektlerinin spontan çözünürlüğünü gösterir30,31. Bu nedenle, kıkırdak kalınlığı ve organizasyonu insanlarınkine benzer olduğu için bu etki modeli için tavşanı seçtik ve PTOA ile sonuçlanan tutarlı bir kondral etkinin sağlanmasına izin verecek en küçük hayvan modelidir. Tavşanda femoral kondil etkisinin önceki açık cerrahi modellerinde bir sarkaç32, elde tutulan yaylı bir kıkırdak impaksiyonasyon cihazı 33 ve tavşana özgü çarpma tertibatı oluşturmaya izin veren bir düşme kulesi34 kullanılmıştır. Bununla birlikte, bu çalışmalar in vivo verilerden yoksundu. Diğerleri, sarkaç tabanlı35, pnömatik36 ve yaylı37 darbe cihazları10 ile in vivo veriler bildirmiştir ve bu çalışmalar, yöntemler arasında tepe gerilimi ve yükleme oranlarında yüksek oranda değişkenlik göstermektedir. Yine de, alan, akut kıkırdak travmasını in vivo güvenilir bir şekilde modellemek için tutarlı bir yaklaşımdan yoksundur.

Mevcut protokol, tavşan dizinin posterior medial kondiline tutarlı bir etki sağlamak için düşme kulesi tabanlı bir sistem kullanır. Posterior medial femoral kondili ortaya çıkarmak için dize posterior yaklaşım kullanılır. Daha sonra eklem yüzeyi ile aynı hizada medialden laterale femoral kondiller boyunca bir Steinman pimi yerleştirilir ve platforma sabitlenir. Sabitlendikten sonra, posterior medial femoral kondile bir yük verilir. Bu yöntem, tavşan distal femurunun ağırlık taşıyan yüzeyine tutarlı kıkırdak hasarının iletilmesine izin verir.

Protocol

Aşağıdaki prosedür, Indiana Üniversitesi Tıp Fakültesi Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi’nin (IACUC) onayı ile gerçekleştirildi. Tüm sağkalım ameliyatları, NIH kılavuzlarında belirtildiği gibi steril koşullar altında gerçekleştirildi. Ağrı ve enfeksiyon riskleri, başarılı sonuçları optimize etmek için uygun analjezikler ve antibiyotiklerle yönetildi. Bu çalışma için 3.0-4.0 kg ağırlığındaki iskeletsel olarak olgun erkek Yeni Zelanda Beyaz tavşanları kullanıldı.</p…

Representative Results

Bu prosedürün başarısı, darbeden hemen sonra kondilin cerrah tarafından görüntülenmesi (Şekil 4A) ve kırık olmadığından emin olmak için radyografi (Şekil 4B) ile izlendi. Kondilin intraoperatif kırığına yol açan darbe yetmezliği riski vardır. Bu tipik olarak Steinman piminin yanlış yerleştirilmesinden kaynaklanıyordu (Şekil 5). Bu model kullanıldığında, intraoperatif kırığa sekonder kırık başar…

Discussion

Bu cerrahi prosedür, bir PTOA modelinde tavşan medial femoral kondilinin ağırlık taşıyan yüzeyinde tutarlı kıkırdak hasarı oluşturmayı amaçlamaktadır. Bu prosedürün bir avantajı, dize posterior yaklaşımın tüm posterior medial femoral kondilin doğrudan görüntülenmesine izin vermesi ve yaklaşık 37 dakikada gerçekleştirilebilmesidir (Tablo 2). Bunun açık bir yaralanma modeli olduğu ve sinovyum ve eklem kapsülündeki potansiyel hasara bağlı olarak sadece darbenin ötesind…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bu çalışma, ABD Ordusu Tıbbi Araştırma Satın Alma Faaliyeti’nden DoD Hakemli Tıbbi Araştırma Programı – Araştırmacı Tarafından Başlatılan Araştırma Ödülü W81XWH-20-1-0304, NIH NIAMS R01AR076477 ve NIH’den Kapsamlı Kas-İskelet Sistemi T32 Eğitim Programı (AR065971) ve NIH NIAMS Grant R01 AR069657. tarafından desteklenmiştir. Yazarlar, bu projeye işleme ve imalat konusundaki uzmanlığını sağladığı için Kevin Carr’a ve histolojiye yardımcı oldukları için Drew Brown ve Indiana Kas-İskelet Sağlığı Kemik Histolojisi Çekirdeği Merkezi’ne teşekkür eder.

Materials

Flat head screw McMaster-Carr 92210A194 Stainless steel hex drive flat head screw, 8-32, 1/2"
#15 scalpel blades McKesson 1029066 Scalpel McKesson No. 15 Stainless Steel / Plastic Classic Grip Handle Sterile Disposable
1/2”-20 threaded rod McMaster-Carr 99065A120 1/2”-20 threaded rod
10 mL syringe McKesson 1031801 For irrigation; General Purpose Syringe McKesson 10 mL Blister Pack Luer Lock Tip Without Safety
3 mL syringe McKesson 1031804 For lidocaine/bupiviacaine injection; General Purpose Syringe McKesson 3 mL Blister Pack Luer Lock Tip Without Safety.
3-0 polysorb Ethicon J332H 3-0 Vircryl, CT-2, 1/2 circle, 26 mm, tapered
4-0 monosorb Ethicon Z397H 4-0 PDS 2, FS-2, 3/8 circle, 19mm, cutting edge
5-0 polysorb Med Vet International NC9335902 Med Vet International 5-0 ETHICON COATED VICRYL C-3
Accelerometer Kistler 8743A5 Accelerometer
Adson-Browns Forceps World precision tools 500177 Adson-Brown Forceps, 12 cm, Straight, TC Jaws, 7 x 7 Teeth
Alfaxalone Jurox 49480-002-01 Alfaxan Multidose by Jurox : 10 mg/mL
Buprenorphine Par Pharmaceuticals 42023-0179-05 Buprenorphine HCL injection: 0.3 mg/mL
Butorphanol  Zoetis 54771-2033 Butorphanol tartrate 10mg/ml by Zoetis
Chlorhexidine Hand Scrub BD 371073 BD E-Z Scrub 107 Surgical Scrub Brush/Sponge, 4% CHG, Red
Collet STRYKER 14023 Stryker 4100-62 wire Collet 0.28-0.71''
Cordless Driver handpiece STRYKER OR-S4300 Stryker 4300 CD3 Cordless Driver 3 handpiece
Cricket Retractors Novosurgical G3510 21 2x Heiss (Holzheimer) Cross Action Retractor
Dissector Scissors Jorvet labs J0662 Aesculap AG, Metzenbaum, Scissors, Straight 5 3/4″
Elizabethian Collar ElizaSoft 62054 ElizaSoft Elizabethan Recovery Collar
Enrofloxacin Custom Meds Enrofloxacin compounded by Custom Meds
Eye Ointment Pivetal  46066-753-55 Pivetal Articifical Tears- recently recalled
Face-mount shaft collar McMaster-Carr 5631T11 Face-mount shaft collar
Fast green Millipore Sigma F7258 Fast green
Freer Jorvet labs J0226Q Freer elevator
Head screw -1 McMaster-Carr 91251A197 Black-oxide alloy steel socket head screw, 8-32, 3/4"
Head screw -2 McMaster-Carr 92196A194 Stainless steel socket head screw, 8-32, 1/2"
Head screw -3 McMaster-Carr 92196A146 Stainless steel socket head screw, 8-32, 1/2"
Head screw -4 McMaster-Carr 92196A151 Stainless steel socket head screw, 6-32, 3/4"
Hematoxylin Solution, Gill No. 1 Millipore Sigma GHS132-1L Hematoxylin Solution, Gill No. 1
Hex nut McMaster-Carr 91841A007 Stainless steel hex nut, 6-32
Hold-down toggle clamp McMaster-Carr 5126A71 Hold-down toggle clamp
Impact device n/a n/a custom made
Impact platform n/a n/a custom made
K-wires Jorvet Labs J0250A JorVet Intramedullary Steinman Pins, Trocar-Trocar 1/16" x 7"
Lab View National Instruments n/a n/a
Load cell Kistler 9712B5000 Load cell
MATLAB The MathWorks Inc. n/a n/a
Microscope Leica DMi-8 Leica DMi8 microscope with LAS-X software
Midazolam Almaject 72611-749-10 Midazolam Hydrochloride injection: 5mg/ml by Almaject
milling machine depth stops McMaster-Carr 2949A71 Clamp-on milling machine depth stops
Mobile C-arm Philips 718095 BV Pulsera, Mobile C-arm
Mounted linear ball bearing McMaster-Carr 9338T7 Mounted linear ball bearing
Needle Driver A2Z Scilab A2ZTCIN39 TC Webster Needle Holder Smooth Jaws 5", Premium
Pentobarbital Vortech 0298-9373-68 Pentobarbital 390 mg/mL by Vortech
Safranin O Millipore Sigma HT90432 Safranin O
Small Battery pack STRYKER NS014036 6212 Small Battery pack- 9.6 V
Steel rod, 2’ McMaster-Carr 89535K25 Steel rod, 2’
Sterile Saline ICU Medical 6139-22 AquaLite Solution Pour Bottles, 250 mL
Stryker 6110-120 System 6 Battery Charger STRYKER OR-S6110-120
Surgical gloves McKesson 1044729 Surgical Glove McKesson Perry Size 6.5 Sterile Pair Latex Extended Cuff Length Smooth Brown Not Chemo Approved
Surgical gown McKesson 1104452 Non-Reinforced Surgical Gown with Towel McKesson Large Blue Sterile AAMI Level 3 Disposable
Suture scissors Jorvet Labs J0910SA Super Cut Scissors, Mayo, Straight, 5 1/2″
TUNEL staining kit ABP Bioscience A049 TUNEL Chromogenic Apoptosis Detection Kit
Weitlaner Retractors Fine Science Tools 17012-11 2x Weitlaner-Locktite Retractors
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Thomas, A. C., Hubbard-Turner, T., Wikstrom, E. A., Palmieri-Smith, R. M. Epidemiology of posttraumatic osteoarthritis. Journal of Athletic Training. 52 (6), 491-496 (2017).
  2. Pasquale, M. K., et al. Healthcare Utilization and costs of knee or hip replacements versus pain-relief injections. American Health Drug Benefits. 8 (7), 384-394 (2015).
  3. Yao, J. J., et al. Direct Inpatient medical costs of operative treatment of periprosthetic hip and knee infections are twofold higher than those of aseptic revisions. Journal of Bone and Joint Surgery America. 103 (4), 312-318 (2021).
  4. Anatone, A. J., et al. Decreased implant survival is associated with younger patients undergoing total knee arthroplasty. HSS Journal. 18 (2), 290-296 (2022).
  5. Stone, B., Nugent, M., Young, S. W., Frampton, C., Hooper, G. J. The lifetime risk of revision following total knee arthroplasty : a New Zealand Joint Registry study. The Bone and Joint Journal. 104-B (2), 235-241 (2022).
  6. Chen, D., et al. Osteoarthritis: toward a comprehensive understanding of pathological mechanism. Bone Research. 5, 16044 (2017).
  7. Robinson, W. H., et al. Low-grade inflammation as a key mediator of the pathogenesis of osteoarthritis. Nature Review Rheumatology. 12 (10), 580-592 (2016).
  8. Perez-Garcia, S., et al. Profile of matrix-remodeling proteinases in osteoarthritis: impact of fibronectin. Cells. 9 (1), 40 (2019).
  9. Hashimoto, S., Ochs, R. L., Komiya, S., Lotz, M. Linkage of chondrocyte apoptosis and cartilage degradation in human osteoarthritis. Arthritis Rheumatology. 41 (9), 1632-1638 (1998).
  10. Natoli, R. M., Athanasiou, K. A. Traumatic loading of articular cartilage: Mechanical and biological responses and post-injury treatment. Biorheology. 46 (6), 451-485 (2009).
  11. Coleman, M. C., Brouillette, M. J., Andresen, N. S., Oberley-Deegan, R. E., Martin, J. M. Differential effects of superoxide dismutase mimetics after mechanical overload of articular cartilage. Antioxidants (Basel). 6 (4), 98 (2017).
  12. Goodwin, W., et al. Rotenone prevents impact-induced chondrocyte death. Journal of Orthopaedic Research. 28 (8), 1057-1063 (2010).
  13. Wolff, K. J., et al. Mechanical stress and ATP synthesis are coupled by mitochondrial oxidants in articular cartilage. Journal of Orthopaedic Research. 31 (2), 191-196 (2013).
  14. Delco, M. L., Bonnevie, E. D., Bonassar, L. J., Fortier, L. A. Mitochondrial dysfunction is an acute response of articular chondrocytes to mechanical injury. Journal of Orthopaedic Research. 36 (2), 739-750 (2018).
  15. Coleman, M. C., Ramakrishnan, P. S., Brouillette, M. J., Martin, J. A. Injurious loading of articular cartilage compromises chondrocyte respiratory function. Arthritis Rheumatology. 68 (3), 662-671 (2016).
  16. Bobinac, D., Spanjol, J., Zoricic, S., Maric, I. Changes in articular cartilage and subchondral bone histomorphometry in osteoarthritic knee joints in humans. Bone. 32 (3), 284-290 (2003).
  17. Coleman, M. C., et al. Targeting mitochondrial responses to intra-articular fracture to prevent posttraumatic osteoarthritis. Science Translational Medicine. 10 (427), eaan5372 (2018).
  18. Heraud, F., Heraud, A., Harmand, M. F. Apoptosis in normal and osteoarthritic human articular cartilage. Annals of Rheumatological Diseases. 59 (12), 959-965 (2000).
  19. Narez, G. E., Fischenich, K. M., Donahue, T. L. H. Experimental animal models of post-traumatic osteoarthritis of the knee. Orthopedic Reviews (Pavia). 12 (2), 8448 (2020).
  20. Fischenich, K. M., et al. Chronic changes in the articular cartilage and meniscus following traumatic impact to the lapine knee. Journal of Biomechanics. 48 (2), 246-253 (2015).
  21. Isaac, D. I., Meyer, E. G., Kopke, K. S., Haut, R. C. Chronic changes in the rabbit tibial plateau following blunt trauma to the tibiofemoral joint. Journal of Biomechanics. 43 (9), 1682-1688 (2010).
  22. Wei, F., et al. Post-traumatic osteoarthritis in rabbits following traumatic injury and surgical reconstruction of the knee. Annals of Biomedical Engineering. 50 (2), 169-182 (2022).
  23. Terracciano, R., et al. Quantitative high-resolution 7T MRI to assess longitudinal changes in articular cartilage after anterior cruciate ligament injury in a rabbit model of post-traumatic osteoarthritis. Osteoarthritis and Cartilage Open. 4 (2), 100259 (2022).
  24. Huang, K., Cai, H. L., Zhang, P. L., Wu, L. D. Comparison between two rabbit models of posttraumatic osteoarthritis: A longitudinal tear in the medial meniscus and anterior cruciate ligament transection. Journal of Orthopaedic Research. 38 (12), 2721-2730 (2020).
  25. Sun, Z. B., Peng, H. Experimental Study on the prevention of posttraumatic osteoarthritis in the rabbit knee using a hinged external fixator in combination with exercises. Journal of Investigative Surgery. 32 (6), 552-559 (2019).
  26. Gardner, M. J., et al. The incidence of soft tissue injury in operative tibial plateau fractures: a magnetic resonance imaging analysis of 103 patients. Journal of Orthopedic Trauma. 19 (2), 79-84 (2005).
  27. Dilley, J. E. B. . M. A., Roman, N., McKinley, T. O., Sankar, U. Post-traumatic osteoarthritis: A review of pathogenic mechanisms and novel targets for mitigation. Bone Reports. 18, 101658 (2023).
  28. Seol, D., et al. Effects of knockout of the receptor for advanced glycation end-products on bone mineral density and synovitis in mice with intra-articular fractures. Journal of Orthopedic Research. 36 (9), 2439-2449 (2018).
  29. Furman, B. D., et al. Joint degeneration following closed intraarticular fracture in the mouse knee: a model of posttraumatic arthritis. Journal of Orthopedic Research. 25 (5), 578-592 (2007).
  30. Glasson, S. S., Chambers, M. G., Van Den Berg, W. B., Little, C. B. The OARSI histopathology initiative – recommendations for histological assessments of osteoarthritis in the mouse. Osteoarthritis Cartilage. 18 Suppl 3, S17-S23 (2010).
  31. McCoy, A. M. Animal models of osteoarthritis: comparisons and key considerations. Veterinary Pathology. 52 (5), 803-818 (2015).
  32. Fening, S. D., Jones, M. H., Moutzouros, V., Downs, B., Miniaci, A. Method for Delivering a controlled impact to articular cartilage in the rabbit knee. Cartilage. 1 (3), 211-216 (2010).
  33. Leucht, F., et al. Development of a new biomechanically defined single impact rabbit cartilage trauma model for in vivo-studies. Journal of Investigative Surgery. 25 (4), 235-241 (2012).
  34. Vrahas, M. S., Smith, G. A., Rosler, D. M., Baratta, R. V. Method to impact in vivo rabbit femoral cartilage with blows of quantifiable stress. Journal of Orthopedic Research. 15 (2), 314-317 (1997).
  35. Borrelli, J., Burns, M. E., Ricci, W. M., Silva, M. J. A method for delivering variable impact stresses to the articular cartilage of rabbit knees. Journal of Orthopedic Trauma. 16 (3), 182-188 (2002).
  36. Milentijevic, D., Rubel, I. F., Liew, A. S., Helfet, D. L., Torzilli, P. A. An in vivo rabbit model for cartilage trauma: a preliminary study of the influence of impact stress magnitude on chondrocyte death and matrix damage. Journal of Orthopedic Trauma. 19 (7), 466-473 (2005).
  37. Alexander, P. G., et al. An In vivo lapine model for impact-induced injury and osteoarthritic degeneration of articular cartilage. Cartilage. 3 (4), 323-333 (2012).
  38. Bonitsky, C. M., et al. Genipin crosslinking decreases the mechanical wear and biochemical degradation of impacted cartilage in vitro. Journal of Orthopedic Research. 35 (3), 558-565 (2017).
  39. Bartley, K. A., Johnson, C. H. Human Infant pants for postoperative protection during social housing of new zealand white rabbits (Oryctolagus cuniculus). Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 58 (4), 510-516 (2019).
  40. Lillie, R. D., Fullmer, H. M. . Histopathologic technic and practical histochemistry. , (1976).
  41. Prophet, E., Mills, B., Arrington, J. B., Sobin, L. H. . Armed Forces Institute of Pathology: Laboratory Methods in Histotechnology. Washington DC: American Registry of Pathology. , (1992).
  42. Dilley, J. E., et al. CAMKK2 is upregulated in primary human osteoarthritis and its inhibition protects against chondrocyte apoptosis. Osteoarthritis and Cartilage. 31 (7), 908-918 (2023).
  43. Pritzker, K. P., et al. Osteoarthritis cartilage histopathology: grading and staging. Osteoarthritis Cartilage. 14 (1), 13-29 (2006).
  44. Christiansen, B. A., et al. Non-invasive mouse models of post-traumatic osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 23 (10), 1627-1638 (2015).
  45. Borrelli, J., Zaegel, M. A., Martinez, M. D., Silva, M. J. Diminished cartilage creep properties and increased trabecular bone density following a single, sub-fracture impact of the rabbit femoral condyle. Journal of Orthopaedic Research. 28 (10), 1307-1314 (2010).
  46. Borrelli, J., Silva, M. J., Zaegel, M. A., Franz, C., Sandell, L. J. Single high-energy impact load causes posttraumatic OA in young rabbits via a decrease in cellular metabolism. Journal of Orthopedic Research. 27 (3), 347-352 (2009).
  47. Borrelli, J., Zhu, Y., Burns, M., Sandell, L., Silva, M. J. Cartilage tolerates single impact loads of as much as half the joint fracture threshold. Clinical Orthopedics and Related Research. 426, 266-273 (2004).
  48. Karnik, S., et al. Decreased SIRT1 activity is involved in the acute injury response of chondrocytes to ex vivo injurious mechanical overload. International Journal of Molecular Sciences. 24 (7), 6521 (2023).
  49. Mevel, E., et al. Systemic inhibition or global deletion of CaMKK2 protects against post-traumatic osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 30 (1), 124-136 (2022).

Tags

Cartilage Impact ModelPost-traumatic OsteoarthritisRabbitSteinmann PinFemoral ShaftArthrotomyMedial Femoral CondyleJoint TraumaTherapeutic Evaluation
check_url/kr/64450?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Dilley, J., Noori-Dokht, H., Seetharam, A., Bello, M., Nanavaty, A., Natoli, R. M., McKinley, T., Bault, Z., Wagner, D., Sankar, U. A Reproducible Cartilage Impact Model to Generate Post-Traumatic Osteoarthritis in the Rabbit. J. Vis. Exp. (201), e64450, doi:10.3791/64450 (2023).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image