Pseudofracture: Een acute perifere Tissue Trauma Model
Summary
Pseudofracture, een reproduceerbaar muizenmodel van steriele trauma van het bewegingsapparaat, maakt voor de evaluatie van late term post-traumatische immuunrespons. Dit artikel beschrijft de procedurele uitvoering van het model stap voor stap, met inbegrip van de mogelijkheid voor experimentele model combinaties te bestuderen van meerdere trauma mogelijk te maken.
Abstract
Na een trauma is er een begin van de hyper-reactieve ontstekingsreactie die kan leiden tot meerdere orgaandisfunctie en hoge sterfte bij traumapatiënten, deze reactie gaat vaak gepaard met een vertraagde immuunsuppressie dat de klinische complicaties van infectie voegt en kan de sterfte 1-9. Vele studies zijn begonnen om deze veranderingen te beoordelen in de reactiviteit van het immuunsysteem na een trauma. 10-15
Immunologische studies zijn sterk ondersteund door de grote verscheidenheid van transgene en knock-out muizen verkrijgbaar voor in vivo modellen;. Deze stammen hulp gedetailleerd onderzoek naar de moleculaire processen die betrokken zijn bij de immunologische respons te beoordelen 16-21
De uitdaging in de experimentele muizen trauma modellering is op lange termijn onderzoek, zoals fractuurfixatie technieken bij muizen, kan complex zijn en niet gemakkelijk reproduceerbaar. 22-30
Dit pseudofracture model, een gemakkelijk gereproduceerd trauma model, overwint deze moeilijkheden door immunologisch nabootsen van een extremiteit breuk omgeving, terwijl de vrijheid van beweging in de dieren en lange termijn te overleven zonder de voortdurende, langdurig gebruik van anesthesie. De bedoeling is om opnieuw de kenmerken van pijpbeenfracturen, gewond spier-en weke delen, worden blootgesteld aan beschadigd bot en beenmerg zonder het natuurlijk bot.
Het pseudofracture model bestaat uit twee delen: een bilateraal spier verpletteren letsel aan de achterbenen, gevolgd door injectie van een bot-oplossing in deze geblesseerde spieren. Het bot oplossing wordt bereid door het oogsten van de lange beenderen van beide achterpoten van een leeftijd-en gewicht gematchte syngene donor. Deze botten worden vervolgens vermalen en opnieuw gesuspendeerd in een fosfaat gebufferde zoutoplossing tot op het bot oplossing te creëren.
Bilaterale dijbeen breuk is een veelgebruikte en goed uitgewerkt model van de extremiteiten trauma, en was de vergelijkende model tijdens de ontwikkeling van het pseudofracture model. Onder de variëteit van beschikbare breuk modellen, hebben we gekozen voor een gesloten manier van breuk te gebruiken met weke delen letsel als onze vergelijking met de pseudofracture, want we wilden een steriele maar verhoudingsgewijs ernstige perifere weefsel trauma model. 31
Hemorragische shock is een veel voorkomende bevinding in de setting van ernstige trauma, en de wereldwijde hypoperfusie voegt een zeer relevant element om een trauma model. 32-36 De pseudofracture model kan eenvoudig worden gecombineerd met een hemorragische shock model voor een meervoudig trauma model van hoge ernst 37.
Protocol
Discussion
Pseudofracture, een reproduceerbaar muizenmodel van steriele trauma van het bewegingsapparaat, maakt voor de evaluatie van post-traumatische immuunrespons. Het pseudofracture model bootst immunologisch een extremiteit breuk milieu door recreatie van de kenmerken van een pijpbeenfracturen: gewond spieren en weke delen, worden blootgesteld aan beschadigd bot en beenmerg zonder het natuurlijk bot 38,39 A bifasisch immuunrespons kan worden waargenomen na. pseudofracture trauma die bestaat uit een vroege hyperinfl…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Financiering Bron / Aantal Moleculaire Biologie van hemorragische Shock GM053789
Materials
| Material Name | Tipo | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Surgical blue pad | Fisher Scientific | 50-7105 | ||
| Sterile Field dressings | Fisher Scientific | NC9517505 | ||
| Circulating heating pad 18″x26″ | Harvard | py872-5272 | ||
| Hot bead instrument sterilizer | VWR | 11156-002 | ||
| Stainless steel tray 8″ x 11″ | VWR | 62687-049 | ||
| Plexiglass boards (10x15x0.5cm) | University of Pittsburgh Machine shop | |||
| Tape rolls 1″ | Corporate Express | MMM26001 | ||
| 50cc conical tube | can be purchased through any global vendor | |||
| Straight side wide mouth jars (used as cap for nose cone) | VWR | 159000-058 | ||
| Oster A5 clippers w. size 40 blade | VWR | 10749-020 | ||
| Surgical scissors (straight – 12cm) | Fine Science Tools | 14068-12 | ||
| Hemostats curved -18cm | Harvard | 81331718 | ||
| Forceps (0.8mm-tip, curved-10cm) | Fine Science Tools | 11050-10 | ||
| Gauze 4″x4″ | can be purchased through any global vendor | |||
| 1.5cc microfuge tube | can be purchased through any global vendor | |||
| Ice bucket | can be purchased through any global vendor | |||
| Mortar and Pestle | Fisher | 12-961AA | ||
| 1cc syringe w/ 25G needle | Fisher Scientific | 14-826-88 | ||
| 20G needle | can be purchased through any global vendor | |||
| 1mL pipetteman | can be purchased through any global vendor | |||
| 1mL pipette tips | can be purchased through any global vendor | |||
| Falcon polystyrene 8ml tubes | VWR | 60819-331 | ||
| Sterilization pouch 3″x8″ | VWR | 24008 | ||
| Sterilization pouch 5″x10″ | VWR | 24010 | ||
| MacConkey II Agar plate | BD Biosciences | 221172 | ||
| Ethyl Alcohol – 200 proof | Pharmaco-AAPER | [70%] | ||
| Pentobarbital Sodium (Nembutol Sodium Solution) | Ovation | 70mg/kg | ||
| Aerrane (Isoflurane) | Baxter | 99.9% | ||
| Triadine Povidone Iodine (Betadine) | Triad disposables | |||
| Phosphate Buffered Saline (PBS) | ||||
| Buprenorphine HCl | Bedford Laboratories | 0.1mg/kg |
Referências
- DeCamp, M. M., Demling, R. H. Posttraumatic multisystem organ failure. JAMA. 260, 530-534 (1988).
- Deitch, E. A. Multiple organ failure. Pathophysiology and potential future therapy. Ann Surg. 216, 117-134 (1992).
- Carrico, C. J., Meakins, J. L., Marshall, J. C. Multiple organ failure syndrome. Arch Surg. 121, 196-208 (1986).
- Hauser, C. J., Joshi, P., Jones, Q. Suppression of natural killer cell activity in patients with fracture/soft tissue injury. Arch Surg. 132, 1326-1330 (1997).
- Faist, E., Baue, A. E., Dittmer, H. Multiple organ failure in polytrauma patients. J Trauma. 23, 775-787 (1983).
- Baker, C. C., Oppenheimer, L., Stephens, B. Epidemiology of trauma deaths. Am J Surg. 140, 144-150 (1980).
- Faist, E., Kupper, T. S., Bakeer, C. L. Depression of cellular immunity after major injury its association with posttraumatic complications and its reversal with immunomodulation. Arch Surg. 121, 1000-1005 (1986).
- Lenz, A., Franklin, G. A., Cheadle, W. G. Systemic inflammation after trauma. Injury. 38, 1336-1345 (2007).
- Flohe, S., Flohe, S. B., Schade, F. G. Immune response of severely injured patients–influence of surgical intervention and therapeutic impact. Lang Arch Surg. 392, 639-648 (2007).
- Ayala, A., Wang, P., Ba, Z. F. Differential alterations in plasma IL-6 and TNF levels after trauma and hemorrhage. Am J Physiol. 260, R167-R171 (1991).
- Kalicke, T., Schlegel, U., Printzen, G. Influence of a standardized closed soft tissue trauma on resistance to local infection. An experimental study in rats. J Ortho Res. 21, 373-378 (2003).
- Kobbe, P., Vodovotz, Y., Kaczorowski, D. J. The role of fracture associated soft tissue injury in the induction of sytemic inflammation and remote organ dysfunction after bilateral femur fracture. J Ortho Trauma. 22, 385-390 (2008).
- Kobbe, P., Vodovotz, Y., Kaczorwoski, D. J. Pattern of cytokine release and evolution of remote organ dysfunction after bilateral femur fracture. Shock. 30, 43-47 (2008).
- Flohe, S. B., Flohe, S., Schade, F. U. Deterioration of the immune system after trauma: signals and cellular mechanisms. Inn. Immun. 14, 333-344 (2008).
- Maier, B., LeFering, R., Lhenert, M. Early versus late onset of multiple organ failure is associated with differing patterns of plasma cytokine biomarker expression and outcome after severe trauma. Shock. 28, 668-674 (2007).
- Mestas, J., Hughes, C. W. Of mice not men: differences between mouse and human immunology. J. Immunol. 172, 2731-2738 (2004).
- Hoth, J. J., Wells, J. D., Brownlee, N. A. Toll like receptor 4-dependent responses to lung injury in a murine model of pulmonary contusion. Shock. 31, 376-381 (2009).
- Matsutani, T., Samy, A. n. a. n. t. h. a., Rue, T. S., W, L. Transgenic prolactin-/- mice: effect of trauma-hemorrhage on splenocyte functions. Am J Physiol Cell Physiol. 288, 1109-1116 (2005).
- Matsutani, T., Samy, A. n. a. n. t. h. a., Kang, T. S., S-C, . Mouse genetic background influences severity of immune responses following trauma-hemorrhage. Cytokine. 30, 168-117 (2005).
- Tsukamoto, T., Pape, H. C. Animal models for trauma research: What are the options. Shock. 31, 3-10 (2008).
- DeMaria, E. J., Pellicane, J. V., Lee, R. B. Hemorrhagic shock in endotoxin resistant mice : Improved survival unrelated to deficient production of tumor necrosis factor. J Trauma. 35, 720-724 (1993).
- Jamsa, T., Jalovaara, P., Peng, Z. Comparison of three-point bending test and peripheral quantitative computed tomography analysis in the evaluation of the strength of mouse femur. Bone. 23, 155-161 (1998).
- Bounarens, F., Einhorn, T. A. Production of a standard closed fracture in laboratory animal bone. J Ortho Res. 2, 97-101 (1984).
- Holstein, J. H., Menger, M. D., Culemann, U. Development of a locking femur nail for mice. J Biomech. 40, 215-219 (2007).
- Holstein, J. H., Garcia, P., Histing, T. Advances in the establishment of defined mouse models for the study of fracture healing and bone regeneration. J Orthop Trauma. 23, S31-S38 (2009).
- Histing, T., Garcia, P., Matthys, R. An internal locking plate to study intramembranous bone healing in a mouse femur fracture model. J Orthop Research. 28, 397-402 .
- Manigrasso, M. B., O’Connor, J. P. Characterization of a closed femur fracture model in mice. J Ortho Trauma. 18, 687-695 (2004).
- Mark, H., Bergholm, J., Nilsson, A. An external fixation method and device to study fracture healing in rats. Acta Orthop Scand. 74, 476-487 (2003).
- Bhandari, M., Shanghnessy, S. A minimally invasive percutaneous technique of intramedullary nail insertion in an animal model of fracture healing. Arch Orthop Trauma Surg. 121, 591-593 (2001).
- Sonanis, S. V., Lampard, A. L., Kamat, N. A simple technique to remove a bent femoral intramedullary nail and broken interlocking screw. J Trauma. 63, 435-438 (2007).
- Kobbe, P., Kaczorwoski, D. J., Vodovotz, Y. Local exposure of bone components to injured soft tissue induces Toll-like receptor 4-dependent systemic inflammation with acute lung injury. Shock. 30, 686-691 (2008).
- Bumann, M., Henke, T., Gerngross, H. Influence of haemorrhagic shock on fracture healing. Lang Arch Surg. 388, 331-338 (2003).
- Santry, H. P., Alam, H. B. Fluid resuscitation: past, present, and the future. Shock. 33, 229-241 (2010).
- Hierholzer, C., Billiar, T. R. Molecular mechanisms in the early phase of hemorrhagic shock. Lang Arch Surg. 386, 302-308 (2001).
- Chaudry, I., Ayala, A., Ertel, W. Hemorrhage and resuscitation: immunological aspects. Am J Physiol. 259, 63-678 (1990).
- Kawasaki, T., Hubbard, W. J., Choudhry, M. A. Trauma-hemorrhage induces depressed splenic dendritic cell functions in mice. J Immunol. 177, 4514-4520 (2006).
- Kohut, L., Darwiche, S. S., Frank, A. M., Brumfield, J. M., Billiar, T. R. Fixed volume or Fixed Pressure: A Murine Model of Hemorrhgaic Shock. J Vis Exp. , (2010).
- Menzel, C. L., Pfeifer, R., Darwiche, S. S. Models of lower extremity damage in mice: time course of organ damage and immune response. J Surg Res. 166, e149-e156 (2011).
- Pfeifer, R., Kobbe, P., Darwiche, S. S. Role of hemorrhage in the induction of systemic inflammation and remote organ damage: Analysis of combined pseudo-fracture and hemorrhagic shock. J Orthop Res. 29, 270-274 (2011).
