Une intervention chirurgicale pour résection de la Rib souris: un modèle pour à grande échelle de réparation des os longs
Summary
The overall goal of this procedure is to successfully resect a portion of bone from the rib of a mouse. The procedure was developed as a model to study large-scale long bone repair.
Abstract
Ce protocole introduit chercheurs à un nouveau modèle de grande échelle réparation osseuse en utilisant la nervure de la souris. La procédure indications suivantes: préparation de l'animal pour la chirurgie, l'ouverture de la paroi thoracique du corps, l'exposition de la nervure souhaitée dans les muscles intercostaux environnantes, excision de la section de nervure souhaitée sans provoquer un pneumothorax, et la fermeture des incisions. Par rapport aux os du squelette appendiculaire, les nervures sont très accessibles. En outre, aucun fixateur interne ou externe ne est nécessaire étant donné que les nervures adjacentes fournissent une fixation naturelle. La chirurgie utilise commercialement fournitures disponibles, est simple à apprendre, et bien toléré par l'animal. La procédure peut être réalisée avec ou sans enlever le périoste environnant et donc la contribution du périoste de réparation peut être évaluée. Les résultats indiquent que si le périoste est retenu, la réparation robuste se produit dans 1-2 mois. Nous nous attendons à ce que l'utilisation de ce protocolestimuler la recherche sur la réparation des côtes et que les conclusions faciliteront le développement de nouveaux moyens de stimuler la réparation osseuse dans d'autres endroits à travers le corps.
Introduction
Débilitante blessures squelettiques, l'arthrose chronique et les problèmes graves associés à la chirurgie reconstructive impact sur la productivité économique, bien-être familial, et la qualité de vie. Bien que de petites pauses et des lésions peuvent guérir assez bien, les humains ne sont pas capables de réparer des défauts importants et doivent donc compter sur les procédures de reconstruction pour restaurer la structure et la fonction. Reconstruction greffes allogéniques peut impliquer ou heterogeneic, os morcellized, échafaudages implantés, ou de distraction ostéogenèse. Malheureusement, non seulement il ya des facteurs persistants de morbidité associés à ces traitements, mais la force originale de l'os réparé est rarement atteint. Ainsi, de nouvelles approches cliniques sont nécessaires.
Un moyen de développer des méthodes innovantes pour traiter les défauts segmentaires est d'étudier les situations dans lesquelles la réparation à grande échelle se produit naturellement. Amphibiens célèbre peut régénérer éléments squelettiques, tandis que les mammifères sont considérées comme limitées dans eest la capacité. Cependant, depuis le début du 20 e siècle, quelques rapports de la régénération de la nervure humaine ont été publiées suggérant que les humains ne peuvent pas être limitées 1-4. Actuellement ce phénomène est mieux connu par les chirurgiens plasticiens qui utilisent des matériaux de nervure pour la reconstruction mâchoire, le visage et l'oreille, mais il ne est pas plus largement appréciée 5. Afin d'étudier cette réparation plus en détail, nous avons développé un modèle chirurgicale en utilisant la souris. En utilisant ce protocole, les chercheurs peuvent identifier les facteurs innés impliqués et utiliser cette information pour faciliter la cicatrisation osseuse dans d'autres endroits.
Il ya plusieurs avantages à utiliser les nervures comme un modèle pour l'étude de la réparation du squelette. Tout d'abord, les nervures entourant fournissent un fixateur naturel (par rapport à la résection du fémur 6,7). Cela diminue le risque de morbidité des fixateurs internes et externes et simplifie la procédure chirurgicale. Deuxièmement, les couches musculaires minces des wa poitrinell prévoir un accès facile et une excellente visibilité qui font le test comparable à la commodité de la voûte du crâne résections 8. Troisièmement, contrairement à la calottes qui forment par ossification dermique, la forme de nervures par ossification endochondrale et croître en longueur via l'extension à plaques de croissance situés à chaque extrémité d'une diaphyse central. Par conséquent, la réparation des nervures peut être plus comparable à la réparation des os longs du squelette appendiculaire. En outre, nous avons trouvé que, par rapport au fémur, le périoste de la nervure est plus épais et peut être plus facilement manipulé. Ainsi, les enquêteurs qui souhaitent doser la réparation osseuse dans le but d'étudier le périoste ou de tester des thérapies cellulaires, des agents pharmacologiques, et / ou échafaudages tissulaires peuvent trouver ce modèle chirurgicale utile. En résumé, ce modèle de résection costale fournit un contexte dans lequel l'étude à grande échelle de réparation naturelle de l'os chez les mammifères comme aucun tel modèle d'usage général qui existe actuellement.
Protocol
Representative Results
Discussion
Lors de la première apprendre ce protocole, déterminer où trouver l'incision initiale peut être difficile. Cependant, la pratique sur des souris euthanasiés aide le chirurgien apprendre où placer l'incision initiale et exposer la nervure souhaitée à réséquer. Travailler sur des cadavres améliore également les motricité fine requises pour supprimer la partie thoracique avec ou sans le périoste. En outre, quelqu'un de nouveau à cette procédure pourrait trouver manipuler les outils et fines sutu…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We thank members of the Mariani lab for critical reading of the manuscript. Our funding sources were: the Baxter Medical Scholar Research Fellowship (to M.K.S.), USC undergraduate fellowships and the Provost, Dean Joan M. Schaeffer, and Rose Hills Fellowships, (to M.K.S.). We also acknowledge a CIRM BRIDGES fellowship through Pasadena City College (to T.T.T). and the James H. Zumberge Research and Innovation Fund, the USC Regenerative Medicine Initiative, and the NIAMS NIH under Award Number R21AR064462 (to F.V.M).
Materials
| Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Medium sized micro-dissection scissors (Vannas-Tübingen Spring Scissors 5 mm) | Fine Science Tools | 15003-08 | |
| Fine micro-dissection scissors (Vannas Spring Scissors – 2mm Cutting Edge) | Fine Science Tools | 15000-04 | curved tip is beneficial |
| Micro-scalpel 5.0 mm | Fine Science Tools | 10315-12 | other fine scalpels can be substituted |
| Dumont 55 forceps | Fine Science Tools | 11295-51 | |
| Retractor | Fine Science Tools | 17004-05 | adjustability is convenient |
| Micro-needle holders | Fine Science Tools | 12060-01 | |
| 9.0 nylon sutures (Ethilon), taper point best | Ethicon | 2819G or similar | taper point best but reverse cutting is also good |
| 7.0 prolene sutures (Prolene) | Ethicon | 8700H or similar | 6-0 can be used too, needle point can vary |
| Large forceps (Adson Forceps) | Fine Science Tools | 11006-12 | other brands are fine |
| Lubricant Eye Ointment (Akwa Tears) | Akorn | 17478-062-35 | |
| Suture glue (GLUture Topical Tissue Adhesive) | Abbot | 32046-01 | has excellent working time |
| Shaver | Wahl | 9918-6171 or similar | |
| Clamp lamp | Zoo Med | LF-5 | |
| Infrared Bulb, 75W | Zoo Med | RS-75 | |
| RC2 Rodent Anesthesia System | VetEquip | 922100 | |
| IsoFlo (Isoflurane) | Abbot | 05260-05 | |
| Buprenorphine (Buprenex) | Reckitt Benckiser | 12496-0757-1 | |
| Betadine | Purdue Frederick | 67618015017 | |
| Flavored Gelatin, raspberry | Jell-O | B000E1FYL0 | made up firm, to the consistency of 'jigglers' |
References
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