Een chirurgische ingreep voor resecting de muis Rib: Een Model Grootschalige Long Botherstel
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
Dit protocol introduceert onderzoekers om een nieuw model voor grootschalige botherstel gebruik te maken van de muis rib. De procedure beschrijft het volgende: bereiding van het dier voor een operatie, het openen van de borstkas lichaamswand, waardoor de gewenste rib van de omringende intercostale spieren, uitsnijden van het gewenste gedeelte van de rib zonder induceren van een pneumothorax en sluiten van de insnijdingen. Vergeleken met de botten van de appendicular skelet, de ribben zijn zeer toegankelijk. Bovendien, geen interne of externe fixator is noodzakelijk omdat de aangrenzende ribben zorgen voor een natuurlijke fixatie. De operatie gebruikt commercieel beschikbare voorraden, is eenvoudig te leren en goed verdragen door het dier. De werkwijze kan met of zonder de omringende periosteum worden uitgevoerd, en derhalve de bijdrage van het periost te herstellen kunnen worden beoordeeld. De resultaten geven aan dat als de periosteum wordt gehandhaafd, robuust herstel optreedt in 1-2 maanden. We verwachten dat het gebruik van dit protocol zalonderzoek naar rib herstel te stimuleren en dat de resultaten van de ontwikkeling van nieuwe manieren om botherstel op andere plaatsen in het lichaam te stimuleren zal vergemakkelijken.
Introduction
Slopende skelet verwondingen, chronische artrose, en de ernstige problemen in verband met reconstructieve chirurgie invloed van de economische productiviteit, familie welzijn en kwaliteit van leven. Terwijl scheurtjes en letsels kan redelijk goed genezen, mensen niet kunnen herstellen grote gebreken en moeten daarom vertrouwen op reconstructieve procedures tot de structuur en functie te herstellen. Reconstructie kan allogene of heterogeneic enten, morcellized bot, geïmplanteerd steigers, of distractieosteogenese betrekken. Helaas, niet alleen is er blijvende morbiditeit factoren in verband met deze behandelingen maar de oorspronkelijke sterkte van het gerepareerde bot zelden bereikt. Zo worden nieuwe klinische benaderingen nodig.
One-way om innovatieve methoden om segmentale defecten ontwikkelen voor de behandeling is om situaties waarin grootschalige reparatie van nature voorkomt bestuderen. Amfibieën beroemde kan skeletelementen regenereren, terwijl zoogdieren beperkt in Th worden beschouwdis het vermogen. Aangezien het begin van de 20e eeuw, enkele gevallen van regeneratie in de menselijke rib gepubliceerd suggereren dat mensen niet worden beperkt 1-4. Momenteel wordt dit verschijnsel is bekend door plastisch chirurgen die rib materiaal voor kaak, gezicht en oor reconstructie, maar is niet breder gesteld 5. Om deze reparatie in meer detail te onderzoeken, hebben we een chirurgische model met de muis ontwikkeld. Met behulp van dit protocol, kunnen onderzoekers de aangeboren factoren te identificeren en deze informatie gebruiken om het skelet genezing in andere locaties te vergemakkelijken.
Er zijn vele voordelen aan het gebruik van de ribben als een model voor de studie skelet reparatie. Ten eerste, de omliggende ribben natuurlijke fixator (vergeleken met resectie van de femur 6,7). Dit vermindert de morbiditeit risico van interne en externe fixators en vereenvoudigt de chirurgische ingreep. Ten tweede, de dunne gespierde lagen van de borst wall zorgen voor een gemakkelijke toegang en een uitstekende zichtbaarheid die de test te vergelijken met het gemak van calvarial resecties 8 te maken. Ten derde, in tegenstelling tot de calvaria welke vorm van intramembraneuze ossificatie de ribben van endochondrale ossificatie en groeien in lengte via verlenging bij kweekplaten gelegen aan weerszijden van een centrale diafyse. Daarom kan de reparatie van de ribben meer te vergelijken met de reparatie van de lange botten van de appendiculair skelet zijn. Verder hebben we gevonden dat in vergelijking met het dijbeen, het periosteum van de rib dikker en kan gemakkelijker worden gemanipuleerd. Aldus kunnen onderzoekers die willen botherstel te testen ten behoeve van de studie periosteum of testen celtherapie, farmacologische agentia, en / of weefsel scaffolds vindt chirurgische model nuttig. Kortom, dit rib resectie model biedt een kader waarbinnen de natuurlijke grootschalige botherstel studeren bij zoogdieren als geen dergelijk model in algemeen gebruik op dit moment bestaat.
Protocol
Representative Results
Discussion
Als eerste het leren van dit protocol, het bepalen waar de eerste incisie te lokaliseren kan een uitdaging zijn. Echter, de praktijk op geëuthanaseerd muizen helpt de chirurg leren waar de eerste incisie te plaatsen en de gewenste rib te worden gereseceerd bloot. Werken aan kadavers verbetert ook de fijne motoriek om de rib gedeelte te verwijderen met of zonder het periost. Bovendien zou iemand nieuw deze procedure te manipuleren fijne gereedschappen en dun hechtingen moeilijk. Terwijl koppelverkoop af, teveel trekken …
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
- Philip, S. J., Kumar, R. J., Menon, K. V. Morphological study of rib regeneration following costectomy in adolescent idiopathic scoliosis. Eur Spine J. 14 (8), 772-776 (2005).
- Munro, I. R., Guyuron, B. Split-rib cranioplasty. Ann Plast Surg. 7 (5), 341-346 (1981).
- Taggard, D. A., Menezes, A. H. Successful use of rib grafts for cranioplasty in children. Pediatric neurosurgery. 34 (3), 149-155 (2001).
- Head, J. R. Prevention of Regeneration fo the Ribs: A problem in thoracic surgery. Archives of Surgery. 14 (6), 1215-1221 (1927).
- Kawanabe, Y., Nagata, S. A new method of costal cartilage harvest for total auricular reconstruction: part I. Avoidance and prevention of intraoperative and postoperative complications and problems. Plastic and reconstructive surgery. 117 (6), 2011-2018 (2006).
- Cheung, K. M., et al. An externally fixed femoral fracture model for mice. Journal of orthopaedic research : official publication of the Orthopaedic Research Society. 21 (4), 685-690 (2003).
- Matthys, R., Perren, S. M. Internal fixator for use in the mouse. Injury. 40, S103-S109 (2009).
- Cooper, G. M., et al. Testing the critical size in calvarial bone defects: revisiting the concept of a critical-size defect. Plastic and reconstructive surgery. 125 (6), 1685-1692 (2010).
- . Ask the Vet. JAX NOTES. 499, (2005).
- Flecknell, P. A., Roughan, J. V., Stewart, R. Use of oral buprenorphine (‘buprenorphine jello’) for postoperative analgesia in rats–a clinical trial. Laboratory animals. 33 (2), 169-174 (1999).
- Rigueur, D., Lyons, K. M. Whole-mount skeletal staining. Methods in molecular biology. 1130, 113-121 (2014).
- Evans, D. J. Contribution of somitic cells to the avian ribs. Developmental biology. 256 (1), 114-126 (2003).
- Colnot, C., Thompson, Z., Miclau, T., Werb, Z., Helms, J. A. Altered fracture repair in the absence of MMP9. Development. 130 (17), 4123-4133 (2003).
- Lu, C., et al. Cellular basis for age-related changes in fracture repair. Journal of orthopaedic research : official publication of the Orthopaedic Research Society. 23 (6), 1300-1307 (2005).
- Zilberman, Y., Gafni, Y., Pelled, G., Gazit, Z., Gazit, D. Bioluminescent imaging in bone. Methods in molecular biology. 455, 261-272 (2008).
- Pelled, G., Gazit, D. Imaging using osteocalcin-luciferase. Journal of musculoskeletal. 4 (4), 362-363 (2004).
- Elefteriou, F., Yang, X. Genetic mouse models for bone studies–strengths and limitations. Bone. 49 (6), 1242-1254 (2011).
- Srour, M. K., et al. Natural large-scale regeneration of rib cartilage in a mouse. J. Bone Miner. , (2014).
