Skapa Stelt Stabiliserade Frakturer för bedömning intramembranös Ossifikation, distraktion Osteogenesis eller Läkning av kritiska Sized Defekter
Summary
Den här artikeln beskriver en metod för stabilisering av långa benfrakturer som är baserad på tillämpningen av modifierade Ilizarov externa fixators<sup> 1-3</sup>. Efter applicering av fixturer och skapande av benet skadan kan läka bedömas kan distrahera osteogenes utföras eller icke-unionen eller kritiska storlek defekt kan skapas och användas för att studera terapeutiska ingrepp.
Abstract
Bedöma sätt att skelettet reparation är nödvändig för att utveckla behandlingar som skall användas kliniskt för att behandla frakturer. Mekanisk stabilitet spelar en stor roll vid läkning av benskador. I värsta scenariot mekanisk instabilitet kan leda till försenad eller icke-union hos människor. Emellertid kan rörelsen stimulerar också läkningsprocessen. I frakturer som har blanketter rörelse brosk för att stabilisera ändarna fraktur ben, och detta brosk gradvis ersätts av ben genom Upprepande av utvecklingsprocessen av endokondral benbildning. Om däremot en benfraktur är stelt stabiliserad ben bildar direkt via intramembranös benbildning. Kliniskt både endokondral och intramembranös ossifikation sker samtidigt. För att effektivt replikera detta förfarande undersökare in en nål i den medullära kanalen hos det brutna benet som beskrivits av Bonnarens 4. Denna experimentella metod ger utmärkt stabilitet i sidled samtidigt som rotational instabilitet att bestå. Emellertid kan vår förståelse av de mekanismer som reglerar dessa två distinkta processer även förbättras genom experimentellt isolera var och en av dessa processer. Vi har utvecklat en stabilisering protokoll som ger roterande och laterala stabilisering. I denna modell är intramembranös benbildning det enda sättet att healing som observeras och helande parametrar kan jämföras mellan olika stammar av genetiskt modifierade möss 5-7, efter applicering av bioaktiva molekyler 8,9, efter att förändra fysiologiska parametrar av healing 10, När du har ändrat mängden eller tidpunkten för stabilisering 11, efter distraktion osteogenes 12, efter skapandet av en icke-unionen 13, eller efter att skapa en kritisk storlek defekt. Här visar vi hur man tillämpa modifierade Ilizarov fixators för att studera tibiala frakturläkning och distraktion osteogenes i möss.
Protocol
Discussion
Bones läka av två olika metoder beroende på mekanisk stabilitet (över 14). Då lämnade instabila ett stort former brosk mall i frakturen gap som ersätts av ben för att överbrygga de två ändarna av brutet ben. Proximalt och distalt till paus, bildar ben direkt intramembranös benbildning i benhinnan och endosteum. I motsats sker i stabil frakturer healing uteslutande via intramembranös benbildning 3. Men de särskilda mekanismer som reglerar övergången mellan dessa två processer är ok…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete har finansierats av R01-AR053645 från 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).
