Het creëren van Vast Gestabiliseerde Fracturen voor het beoordelen van intramembraneuze ossificatie, Distraction Osteogenesis of genezing van Critical Sized Gebreken
Summary
Dit artikel beschrijft een werkwijze voor het stabiliseren botbreuken, gebaseerd op de toepassing van gemodificeerde Ilizarov externe fixators<sup> 1-3</sup>. Na het aanbrengen van de fixatoren en de creatie van het bot verwonding, genezing kan worden beoordeeld, kan afleiding osteogenesis worden uitgevoerd, of non-union of kritische grootte defect kan worden gemaakt en gebruikt om therapeutische interventies te bestuderen.
Abstract
Het beoordelen van vormen van het skelet reparatie is essentieel voor het ontwikkelen van therapieën om klinisch worden gebruikt om breuken te behandelen. Mechanische stabiliteit speelt een grote rol in de genezing van het bot verwondingen. In het worst-case scenario mechanische instabiliteit kan leiden tot vertraagde of non-union bij de mens. Kunnen echter beweging ook stimuleren het genezingsproces. In breuken die beweging kraakbeen vormen moeten de fractuur uiteinden van de botten te stabiliseren, en dit kraakbeen wordt geleidelijk vervangen door bot door herhaling van het ontwikkelingsproces van endochondrale ossificatie. Als daarentegen een botbreuk is stijf gestabiliseerd bot vormt direct via intramembraneuze ossificatie. Klinisch, zowel endochondrale en intramembraneuze ossificatie gelijktijdig plaatsvinden. Om effectief te kunnen repliceren dit proces onderzoekers een pin in te voegen in de medullaire kanaal van het gebroken bot zoals beschreven door Bonnarens 4. Deze experimentele methode zorgt voor een uitstekende zijdelingse stabiliteit terwijl rotatiointerne instabiliteit blijven bestaan. Echter, ons begrip van de mechanismen die deze twee verschillende processen te reguleren ook worden versterkt door experimenteel isoleren van elk van deze processen. Wij hebben een stabilisatie protocol rotatie en zijdelingse stabilisatie biedt. In dit model intramembraneuze ossificatie is de enige manier van heling die wordt waargenomen, en genezing parameters kunnen worden vergeleken tussen de verschillende stammen van genetisch gemodificeerde muizen 5-7, na toepassing van bioactieve moleculen 8,9, na het aanpassen van fysiologische parameters van genezing 10, na het wijzigen van de hoeveelheid of de tijd van stabilisatie 11 na distractie osteogenesis 12 na vorming van een niet-eenheid 13 of na vorming van een kritische afwijking grootte. Hier hebben we laten zien hoe de gewijzigde Ilizarov fixators van toepassing voor het bestuderen van tibia fractuur genezing en afleiding osteogenese bij muizen.
Protocol
Discussion
Bones helen door twee verschillende modaliteiten afhankelijk van de mechanische stabiliteit (beoordeeld in: 14). Wanneer instabiele grote kraakbeen template vormen nog in de breuk spleet die wordt vervangen door bot aan de beide einden van gebroken botten overbruggen. Proximaal en distaal van de breuk, bot vormt direct aan intramembraneuze verbening in het periost en endosteum. In tegenstelling, in stabiele fracturen genezing gebeurt uitsluitend via intramembraneuze ossificatie 3. Echter, de specif…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd gefinancierd door R01-AR053645 van NIAMS.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| 0.25mm insect pin | Fine Science Tool | 26000-25 | Blacked Anodized Steel, 0.25mm rod diameter, 4cm length |
| Stainless Steel Hex Nut | Small Parts | #2-56 | 1/8″ length, 56 threads per inch |
| Stainless Steel Hex Nut | Small Parts | #0-80 | 1/8″ length, 80 threads per inch |
| Stainless Steel Machine Screw | Small Parts | #0-80 | 1/8″ length, 80 threads per inch |
| Stainless Steel Machine Cut Threaded Rod | Small Parts | #0-80 | 6″ length, 80 threads per inch |
| 18-8 Stainless Steel Head Machine Screw | McMaster-Carr | 2-56 Threads, 3/6″ length | |
| External Fixation Device | Machine shop | Custom-designed |
References
- Ilizarov, G. A., Lediaev, V. I., Shitin, V. P. The course of compact bone reparative regeneration in distraction osteosynthesis under different conditions of bone fragment fixation (experimental study). Eksperimentalnaia Khirurgiia i Anesteziologiia. 14, 3-12 (1969).
- Ilizarov, G. A., Deviatov, A. A. Surgical elongation of the leg. Ortopediia Travmatologiia i Protezirovanie. 32, (1971).
- Thompson, Z., Miclau, T., Hu, D., Helms, J. A. A model for intramembranous ossification during fracture healing. J. Orthop. Res. 20, 1091-1098 (2002).
- Bonnarens, F., Einhorn, T. A. Production of a standard closed fracture in laboratory animal. J. Orthop. Res. 2, 97-101 (1984).
- Colnot, C., Thompson, Z., Miclau, T., Werb, Z., Helms, J. A. Altered fracture repair in the absence of MMP9. Development. 130, 4123-4133 (2003).
- Lange, J. Action of IL-1beta during fracture healing. J. Orthop. Res. 28, 778-784 (2010).
- Xing, Z. Multiple roles for CCR2 during fracture healing. Dis. Model Mech. 3, 451-458 (2010).
- Lu, C. Recombinant human bone morphogenetic protein-7 enhances fracture healing in an ischemic environment. J. Orthop. Res. , (2009).
- Yu, Y. Y., Lieu, S., Lu, C., Colnot, C. Bone morphogenetic protein 2 stimulates endochondral ossification by regulating periosteal cell fate during bone repair. Bone. 47, 65-73 (2010).
- Lu, C., Miclau, T., Hu, D., Marcucio, R. S. Ischemia leads to delayed union during fracture healing: a mouse model. J. Orthop. Res. 25, 51-61 (2007).
- Miclau, T. Effects of delayed stabilization on fracture healing. J. Orthop. Res. 25, 1552-1558 (2007).
- 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, 636-642 (1998).
- Choi, P., Ogilvie, C., Thompson, Z., Miclau, T., Helms, J. A. Cellular and molecular characterization of a murine non-union model. J. Orthop. Res. 22, 1100-1107 (2004).
- Buckwalter, J. A., Marsh, E. T., J, L., Heckman, J. D., Bucholz, R. W. . Rockwood and Green’s fractures in adults. , 245-271 (2001).
- Garcia, P. The LockingMouseNail-A New Implant for Standardized Stable Osteosynthesis in Mice. J. Surg. Res. , (2009).
