murine बंद ऊरु फ्रैक्चर मॉडल हड्डी पुनर्जनन में तेजी लाने के लिए फ्रैक्चर चिकित्सा और उपंयास चिकित्सकीय रणनीतियों का अध्ययन करने के लिए एक शक्तिशाली मंच है । इस शल्य प्रोटोकॉल के लक्ष्य को फीमर स्थिर करने के लिए एक intramedullary स्टील रॉड का उपयोग चूहों में एकतरफा बंद ऊरु भंग उत्पन्न करने के लिए है.
अस्थि भंग रोगियों पर जबरदस्त सामाजिक-आर्थिक बोझ थोपने के अलावा, जीवन की उनकी गुणवत्ता को काफी प्रभावित करता है । चिकित्सकीय रणनीति है कि कुशल अस्थि चिकित्सा को बढ़ावा देने के गैर विद्यमान है और उच्च मांग में । फ्रैक्चर चिकित्सा के प्रभावी और reproducible पशु मॉडल हड्डी पुनर्जनन के साथ जुड़े जटिल जैविक प्रक्रियाओं को समझने की जरूरत है । फ्रैक्चर हीलिंग के कई पशु मॉडल वर्षों में उत्पन्न किया गया है; हालांकि, murine फ्रैक्चर मॉडल हाल ही में अस्थि चिकित्सा अध्ययन करने के लिए शक्तिशाली उपकरण के रूप में उभरा है । खुले और बंद मॉडलों की एक किस्म विकसित किया गया है, लेकिन बंद ऊरु फ्रैक्चर मॉडल एक शारीरिक रूप से प्रासंगिक तरीके से तेजी से और reproducible परिणाम पैदा करने के लिए एक सरल विधि के रूप में बाहर खड़ा है । इस शल्य चिकित्सा प्रोटोकॉल के लक्ष्य को चूहों में एकतरफा बंद ऊरु भंग उत्पंन और एक intramedullary स्टील रॉड डालने के द्वारा फीमर के बाद फ्रैक्चर स्थिरीकरण की सुविधा है । हालांकि उपकरणों जैसे एक कील या एक पेंच अधिक से अधिक अक्षीय और रोटेशन स्थिरता की पेशकश के रूप में, एक intramedullary रॉड का उपयोग अस्थि ऊतक या हानिकारक पास में नए दोषों के उत्पादन के बिना लगातार उपचार परिणामों के लिए एक पर्याप्त स्थिरीकरण प्रदान करता है मुलायम ऊतक. रेडियोग्राफिक इमेजिंग घट्टा गठन, बोनी संघ की प्रगति पर नजर रखने के लिए प्रयोग किया जाता है, और बोनी घट्टा के बाद पुनर्मॉडलिंग । अस्थि चिकित्सा परिणाम आम तौर पर चंगा हड्डी की ताकत के साथ जुड़े रहे हैं और मरोड़ परीक्षण के साथ मापा. फिर भी, जल्दी सेलुलर और आणविक घटनाओं को समझना फ्रैक्चर की मरंमत के साथ जुड़े हड्डी ऊतक पुनर्जनन के अध्ययन में महत्वपूर्ण है । intramedullary निर्धारण के साथ चूहों में बंद ऊरु फ्रैक्चर मॉडल हड्डी फ्रैक्चर चिकित्सा का अध्ययन करने और उपचार में तेजी लाने के लिए चिकित्सकीय रणनीतियों का मूल्यांकन करने के लिए एक आकर्षक मंच के रूप में कार्य करता है ।
भंग सबसे आम ऑस्टियोआर्थराइटिस प्रणाली के लिए होने वाली चोटों के बीच हैं और एक जबरदस्त सामाजिक बोझ के साथ जुड़े रहे हैं, उपचार लागत कि संयुक्त राज्य अमेरिका1में सालाना $२५,०००,०००,००० को पार करने के लिए पेश कर रहे हैं सहित, 2. हालांकि फ्रैक्चर के बहुमत घटना के बिना चंगा, उपचार काफी स्र्कना और उत्पादकता के नुकसान के साथ जुड़ा हुआ है । लगभग 5-10% एक देरी चिकित्सा या गैर संघ, उंर या अंय अंतर्निहित क्रोनिक स्वास्थ्य स्थितियों के कारण, जैसे ऑस्टियोपोरोसिस और मधुमेह3,4,5के रूप में फ्रैक्चर का परिणाम है । कोई एफडीए अनुमोदित औषधीय उपचार वर्तमान में कुशल हड्डी हीलिंग और कम वसूली समय को बढ़ावा देने के लिए उपलब्ध हैं ।
फ्रैक्चर हीलिंग एक जटिल और अत्यधिक गतिशील कई सेल प्रकार के समंवय को शामिल प्रक्रिया है । अत:, इस प्रक्रिया को तेज करने वाले चिकित्सीय लक्ष्यों की पहचान के लिए महत्वपूर्ण है सेलुलर और आणविक घटनाओं के साथ जुड़े हड्डी पुनर्जनन की एक व्यापक समझ । अन्य मानव रोगों के साथ के रूप में, एक उच्च नवागत और reproducible पशु मॉडल की स्थापना अस्थि चिकित्सा के अध्ययन में महत्वपूर्ण है । ऐसे भेड़ और सूअर के रूप में बड़ा जानवर, अस्थि remodeling गुण और मानव के समान यांत्रिकी है, लेकिन महंगे हैं, पर्याप्त चिकित्सा समय की आवश्यकता है, और आसानी से आनुवंशिक हेरफेर6के लिए उत्तरदाई नहीं हैं । दूसरी ओर, ऐसे चूहों और चूहों के रूप में छोटे जानवर मॉडल, हैंडलिंग की एक आसानी, रखरखाव की कम लागत, लघु प्रजनन चक्र, और एक छोटे चिकित्सा समय7सहित कई फायदे, प्रदान करते हैं । इसके अलावा, माउस जीनोम पूरी तरह से अनुक्रम है, तेजी से हेरफेर और आनुवंशिक वेरिएंट की पीढ़ी के लिए अनुमति देता है । इस प्रकार, माउस एक शक्तिशाली मॉडल प्रणाली मानव रोग, चोट का अध्ययन करने के लिए है, और8मरंमत । मनुष्यों में, ऑस्टियोपोरोसिस और मधुमेह की तरह comorbidities एक देरी चिकित्सा की संभावना बढ़ जाती है । मौजूदा माउस मॉडलों की एक संख्या comorbidities के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए उपलब्ध हैं जैसे ऑस्टियोपोरोसिस और मधुमेह हड्डी की चोट और चिकित्सा पर हो रहा है । ऑस्टियोपोरोसिस से पीड़ित रोगियों एक फ्रैक्चर उपचार9के बाद के चरणों के दौरान एक स्पष्ट रूप से कम हड्डी गठन है । Ovariectomized (OVX) चूहों तेजी से हड्डी हानि और विलंबित अस्थि चिकित्सा रजोनिवृत्ति उपरांत ऑस्टियोपोरोसिस10,11में मनाया कि इसी तरह के प्रदर्शन । इसके अतिरिक्त, प्रकार मैं और प्रकार द्वितीय मधुमेह के कई माउस मॉडल कम अस्थि जन phenotypes और बिगड़ा फ्रैक्चर मानव11में देखा उपचार की नकल । इसके अलावा, murine फ्रैक्चर मॉडल घट्टा में होने वाली जटिल जैविक प्रक्रियाओं का अध्ययन करने और अस्थि ऊतक पुनर्जनन में तेजी लाने वाले उपन्यास चिकित्सीय रणनीतियों का पता लगाने के लिए एक बहुमुखी मंच के रूप में कार्य करते हैं ।
अस्थि संरचना और चयापचय में मतभेद के बावजूद, अस्थि भंग चिकित्सा की समग्र प्रक्रिया चूहों और मनुष्यों में बहुत समान रहता है, endochondral और intramembranous हड्डी बन जाना का एक संयोजन शामिल अस्थि remodeling द्वारा पीछा किया. Endochondral हड्डी बन जाना कम यांत्रिक रूप से स्थिर फ्रैक्चर अंतर है, जहां वे chondrocytes में अंतर है कि अतिवृद्धि और एक नरम mineralize उत्पादन उपास्थि घट्टा आसपास के क्षेत्रों में जनक कोशिकाओं की भर्ती शामिल है । जनक कोशिकाओं की दूसरी लहर घट्टा घुसपैठ और परिपक्व osteoblasts में अंतर है कि नए स्रावित अस्थि मैट्रिक्स12,13,14,15. intramembranous हड्डी बन जाना के दौरान, progenitors पर periosteal और endosteal सतहों सीधे मैट्रिक्स स्रावित osteoblasts में अंतर और फ्रैक्चर गैप9,11,12 के पाटन की सुविधा ,13. एक साथ, endochondral और intramembranous ossifications परिणाम के विकास में एक कठिन घट्टा है, जो आगे के लिए एक मजबूत माध्यमिक हड्डी के रूप में सक्षम है फार्म का समर्थन यांत्रिक भार13,14 ,15. स्वस्थ मनुष्यों में, उपचार प्रक्रिया लगभग 3 महीने लगते हैं, चूहों में केवल ३५ दिनों की तुलना में16.
फ्रैक्चर हीलिंग सामांयतः या तो खुले या बंद शल्य मॉडल17का उपयोग कर अध्ययन किया गया है । इस तरह के एक गंभीर आकार दोष या पूर्ण osteotomy की पीढ़ी के रूप में खुला शल्य दृष्टिकोण, चोट स्थान और ज्यामिति comminuted भंग की वजह से विचलन को कम करने के लिए मानकीकरण. Osteotomies एक उत्कृष्ट मॉडल के लिए एक गैर संघ के पीछे अंतर्निहित तंत्र का अध्ययन क्योंकि चिकित्सा अक्सर बंद भंग की तुलना में देरी है के रूप में सेवा करते हैं । इसके अलावा, एक कठोर बाहरी निर्धारण osteotomized हड्डी को स्थिर करने के लिए आवश्यक है, पुनर्जनन मुख्य रूप से intramembranous हड्डी बन जाना पर निर्भर करेगा जिसका अर्थ है । खुला सर्जिकल दृष्टिकोण इस तरह के नाखून, पिन क्लिप ताला के रूप में उपकरणों का उपयोग करें, और खंडित अंग के लिए अक्षीय और घूर्णन स्थिरता प्रदान करने के लिए प्लेट्स ताला; हालांकि, इस तरह के उपकरणों महंगी और सर्जरी में काफी अधिक समय की आवश्यकता होती है18,19,20,21. दूसरी ओर, बंद मॉडल एक सरल intramedullary निर्धारण डिवाइस के साथ स्थिर कर रहे हैं, endochondral चिकित्सा को उत्तेजित करने के लिए पर्याप्त अस्थिरता के लिए अनुमति देता है । नतीजतन, बंद फ्रैक्चर मॉडल आसानी से एक गैर संघ की शर्तों की नकल नहीं है । आंतरिक निर्धारण तकनीक, intramedullary पिन, नाखून, और संपीड़न शिकंजा के रूप में, वे सस्ते, उपयोग करने के लिए आसान कर रहे हैं के रूप में लाभप्रद रहे हैं, और सर्जरी में समय को कम करने21,22,23. कुछ मामलों में, intramedullary पिन फ्रैक्चर से पहले डाला जाता है, लेकिन intramedullary पिन के झुकने angulation या खंडित फीमर के विस्थापन के लिए नेतृत्व कर सकते हैं, एक चर घट्टा आकार और चिकित्सा के लिए योगदान दे. फ्रैक्चर स्थान और ज्यामिति बंद मॉडलों में मानकीकरण करने के लिए और अधिक कठिन हैं, के रूप में वे एक तीन सूत्री झुकने डिवाइस का उपयोग कर उत्पन्न कर रहे हैं, जिसमें एक वजन diaphysis पर छोड़ दिया है. हालांकि, उचित तकनीक के साथ, इस शल्य चिकित्सा दृष्टिकोण तेजी से और सुसंगत परिणाम प्रदान करता है । इसके अलावा, बंद फ्रैक्चर मॉडल उच्च बल प्रभाव या यांत्रिक तनाव22की वजह से भंग अध्ययन करने के लिए एक नैदानिक प्रासंगिक उपकरण के रूप में कार्य करता है ।
इस सर्जिकल प्रोटोकॉल पहले वर्णित एक intramedullary पिन का उपयोग कर चूहों और चूहों में खंडित femurs को स्थिर करने के तरीकों से अनुकूलित किया गया था22,24,25। सबसे पहले, एक छोटे व्यास के एक intramedullary सुई intracondylar पायदान के माध्यम से प्रवेश के एक बिंदु स्थापित करने के लिए डाला जाता है, और एक guidewire ऊरु midshaft में एक अनुप्रस्थ फ्रैक्चर पैदा करने से पहले शुरू की है एक गुरुत्वाकर्षण पर निर्भर तीन बिंदु का उपयोग डिवाइस झुका । एक बंद ऊरु फ्रैक्चर के सफल पीढ़ी के बाद, एक बड़ा व्यास के एक intramedullary रॉड भंग फीमर को स्थिर करने के लिए गाइड तार पर शामिल किया गया है । इस विधि फ्रैक्चर के दौरान intramedullary पिन के angulation की वजह से देरी चिकित्सा के जोखिम से बचा जाता है, रॉड पद फ्रैक्चर के स्थान के रूप में घायल फीमर की स्थिति और अनुकूलित स्थिरीकरण के लिए अनुमति देता है ।
इस शल्य प्रक्रिया का लक्ष्य चूहों में मानकीकृत बंद ऊरु भंग उत्पन्न करने के लिए है. इस मॉडल का एक महत्वपूर्ण लाभ यह है कि आंतरिक निर्धारण फ्रैक्चर की पीढ़ी के बाद जगह लेता है, जिससे intramedullary रॉड के एक angulation से ?…
The authors have nothing to disclose.
यह काम रक्षा विभाग (DoD) अमेरिकी सेना चिकित्सा अनुसंधान और Materiel कमान (USAMRMC) कांग्रेस के चिकित्सा अनुसंधान कार्यक्रम (CDMRP) (PR121604) और गठिया और पुराने ऑस्टियोआर्थराइटिस के राष्ट्रीय संस्थानों के निर्देश से अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था और चर्म रोग (NIAMS), NIH R01 AR068332 को उमा संकार ।
Oster Minimax Trimmer | Animal World Network | 78049-100 | |
POVIDONE-IODINE | Thermo Fisher Scientific | 395516 | |
OPHTHALMIC OINTMENT | Thermo Fisher Scientific | NC0490117 | |
Styker T/Pump Warm Water Recirculator | Kent Scientific Corporation | TP-700 | |
1ml Sub-Q Syringe | Thermo Fisher Scientific | 309597 | |
ENCORE Sensi-Touch PF | Moore Medical LLC | 30347 | Latex, powder-free surgical glove |
PrecisionGlide 25G Hypodermic Needles | Thermo Fisher Scientific | 14-826-49 | |
Ultra-High-Temperature Tungsten Wire, | McMaster-Carr | 3775K37 | 0.005" Diameter, 1/16 lb. Spool, 380' Long |
304 stainless steel, 24G thin walled tubing | Microgroup Inc | 304h24tw-5ft | |
#15 Scalpel Blades | Fine Science Tools | 10015-00 | |
#10 Scalpel Blades | Fine Science Tools | 10010-00 | |
Narrow Pattern Forceps | Fine Science Tools | 11002-12 | Serrated/Straight/12cm |
Iris Forceps | Fine Science Tools | 11066-07 | 1×2 Teeth/Straight/7cm |
Dissector Scissors | Fine Science Tools | 14081-09 | Slim Blades/Angled to Side/Sharp-Sharp/10cm |
Fine Scissors | Fine Science Tools | 14058-11 | ToughCut/Straight/Sharp-Sharp/11.5cm |
Olsen-Hegar Needle Holder with Suture Cutter | Fine Science Tools | 12002-12 | Straight/Serrated/12cm/with Lock |
Crile Hemostat | Fine Science Tools | 13004-14 | Serrated/Straight/14cm |
Tungsten Wire Cutter | ACE Surgical Supply Co., Inc. | 08-051-90 | ACE #150 Wire Cutter, tungsten carbide tips |
3-0 VICRYL Suture | Ethicon Suture | J423H | 3-0 VICRYL UNDYED 27" FS-2 CUTTING |
piXarray 100 Digital Specimen Radiography System | Bioptics, Inc | Cabinet x-ray system | |
Einhorn 3-Point Bending Device | N/A | N/A | Custom Built |