מסמר נעילת intramedullary עבור קיבוע סטנדרטי של Osteotomies עצם הירך כדי לנתח רגיל ופגום עצם ריפוי עכברים
Summary
This protocol describes an osteosynthesis technique using an intramedullary locking nail for standardized fixation of femur osteotomies, which can be used to analyze normal and defective bone healing in mice.
Abstract
מודלי ריפוי עצם חיוניים לפיתוח אסטרטגיות טיפוליות חדשות לטיפול שבר קליני. יתר על כן, בעכברי מודל הופך להיות יותר נפוץ במחקר טראומה. הם מציעים מספר רב של זנים מוטנטים ונוגדנים לניתוח של המנגנונים המולקולריים מאחורי התהליך המובחן מאוד של ריפוי עצם. כדי לשלוט בסביבה ביומכנית, סטנדרטיות היטב מאופיינות טכניקות osteosynthesis הן חובה בעכברים. כאן אנו מדווחים על עיצוב ושימוש מסמר intramedullary לייצב osteotomies הירך פתוח בעכברים. המסמר, עשוי נירוסטה רפואית כיתה, מספק צירי גבוהות וקשיחות סיבוב. השתל נוסף מאפשר היצירה מוגדרת, פער osteotomy קבוע בגדלים מ 0.00 מ"מימ עד 2.00 מ"מ. Intramedullary נעילת ייצוב ציפורן של osteotomies ירך עם גדלי פער של 0.00 מ"מ ו -0.25 מ"מ לגרום ריפוי עצם נאות דרך endochondral ו ossificat intramembranousיוֹן. ייצוב osteotomies ירך עם גודל פער של 2.00 תוצאות מ"מימ שאינם Union מכולה. לפיכך, את מסמר נעילת intramedullary ניתן להשתמש במודלי ריפוי שאינו נרפא. יתרון נוסף של השימוש של הציפורן בהשוואה לדגמי ריפוי עצם פתוח אחרים הוא האפשרות לתקן תחליפי עצם מספק ופיגומים כדי ללמוד את תהליך האינטגרציה גרמית. חסרון של השימוש של ציפורן intramedullary הוא ההליך כירורגי יותר פולשנית, טבוע בכל ההליכים הפתוחים בהשוואה לדגמים סגורים. חסרון נוסף עשוי להיות האינדוקציה של ניזק מסוים אל חלל intramedullary, טבועה בכל טכניקות ייצוב intramedullary בהשוואה להליכי ייצוב extramedullary.
Introduction
הביולוגיה של ריפוי עצם עשויה להיחקר במבחנה באמצעות תרביות תאים אליפטית, אבל זה גם דורש in vivo גישות באמצעות ניסויים בבעלי חיים. בעוד ניסויים בקנה חיים עדיין לשחק תפקיד חשוב בניסויים פרה-קליניים, בדיקות בשלב מוקדמות של מוצרים או השערות השתנו במהלך 10 השנים האחרונות והוא כיום לעתים קרובות שנערכו במודלים של בעלי חיים קטנים 1. בורר זה בוצע מכמה סיבות. ייצור ותחזוקה של עכברים וחולדות הם זול יותר לעומת חזירים וכבשים. בנוסף, חיות קטנות יש פעמי רבייה קצרות תקופות ריפוי טבעיות קצרות, אשר שניהם להקל על הביצוע של סדרות גדולות של ניסויים כרוניים. לבסוף, את הזמינות של חיות-ממוקד גני נוגדנים ספציפיים מאפשרת הניתוח של מנגנונים מולקולריים בריפוי עצם. עם זאת, בעוד טכניקות השתמש בעבר osteosynthesis במודלים של בעלי החיים הגדולים יותר יכול להיות מתורגם עם variat המינימאלי יון מנהלים דומים המשמשים לטיפול בחולים קליני בבני אדם או רפואת וטרינרית, הפיתוח והיישום של טכניקות osteosynthesis בחולדות הקטנות בגודל והעכברים התברר להיות מאתגר.
העובדה ידועה היא כי הסביבה ביומכנית משפיעה בצורה משמעותית על עצם תהליך ריפוי 2. כידוע מריפוי שבר בבני אדם, הבדלים תוצאה ייצוב לשבר מצבים שונים של ריפוי, כולל התאבנות intramembranous לאחר קיבוע נוקשה התאבנות endochondral לאחר קיבוע נוקשה פחות עם micromovements. צירי מלא או חוסר יציבות סיבוב עשוי לעכב את תהליך הריפוי או עלול לגרום לאי-איגודי 3. בהתאם לכך, אנו חשים כי יש צורך לפתח מערכות שתלים מתוחכמות וטכניקות osteosynthesis בעכברים וחולדות. בדרך זו, תנאי ביומכנית ניתן טופלו כראוי, המבטיחים תוצאות תקפות כאשר מנתחים את תהליך הריפוי.
e_content "> למרות מספר לא מבוטלים של טכניקות ייצוב murine מתוחכמות הוכנסו במהלך השנים האחרונות, את הטכניקה הנפוצה ביותר היא עדיין את סיכת intramedullary הפשוטה. החסרון העיקרי של שיטה זו, לעומת זאת, היא חוסר סיבוב צירי יציבות 4. כדי לשפר את יציבות סיבוב צירית, בורג intramedullary הוצג לייצב שברים בעצם ירך בעכברים 5. עם זאת, קיבעון הבורג לא יכול לשמש לאבחון ריפוי עצם-פגום בשל צורך בקשר והדחיסה בין שברי העצמות ב כדי לשמור על יציבות סיבוב.Intramedullary נעילה מסמר מציע צירי גבוהות ויציבות סיבוב בהשוואה לפין פשוט את בורג intramedullary 4. Osteotomy ירך מאוד לשחזור, אפשרי בגלל המדריך עבור ג'יגלי רואה והיכולת ליצור גדלי פער מוגדרים, מאפשרת הניתוח של שני bon הנורמליריפוי עצם פגום דואר ריפוי 6. בשל החדרת סיכות השלובות, intramedullary נעילה מסמר מבטיח גודל פער קבוע במהלך תהליך הריפוי כולו, אפילו תוך נשיאת משקל מלא. כאן אנו מדווחים על העיצוב והיישום של ציפורן נעילת intramedullary, כמו גם על היתרונות והחסרונות שלה ב מחקרי ניסויים על ריפוי עצם תקין ועכב.
Protocol
Representative Results
Discussion
השלבים הקריטיים ביותר של הטכניקה הניתוחית הם את המיקום הנכון של הציפורן, המכשיר המכוון, ואת הסיכות. המסמר צריך להיות מוכנס לחלוטין הכניסה ניכרה בקצה הדיסטלי של הציפורן, כי בליטה של הציפורן לתוך מפרק הברך ברמה של condyles יכולה להגביל את חופש התנועה של הברך (איור 3).</stro…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי RISystem AG, בדאבוס, שוויץ.
Materials
| MouseNail | RISystem AG | 221,122 |
| MouseNail aiming device | RISystem AG | 221,201 |
| MouseNail interlocking pin | RISystem AG | 221,121 |
| Centering bit | RISystem AG | 592,205 |
| Drill bit | RISystem AG | 590,200 |
| Gigli wire saw | RISystem AG | 590,100 |
| Suture (5-0 Prolene) | Ethicon | 8614H |
| Forceps | Braun Aesculap AG &CoKG | BD520R |
| Dressing forceps | Braun Aesculap AG &CoKG | BJ009R |
| Scissors | Braun Aesculap AG &CoKG | BC100R |
| Needle holder | Braun Aesculap AG &CoKG | BM024R |
| 24G needle | BD Mircolance 3 | 304100 |
| 27G needle | Braun Melsungen AG | 9186182 |
| Scalpel blade size 15 | Braun Aesculap AG &CoKG | 16600525 |
| Pincers | Knipex | 7932125 |
| Heat radiator | Sanitas | 605.25 |
| Depilatory cream | Asid bonz GmbH | NDXZ10 |
| Eye lubricant | Bayer Vital GmbH | 2182442 |
| Xylazine | Bayer Vital GmbH | 1320422 |
| Ketamine | Serumwerke Bernburg | 7005294 |
| Tramadol | Grünenthal GmbH | 2256241 |
| Disinfection solution (SoftaseptN) | Braun Melsungen AG | 8505018 |
| CD-1 mice | Charles River | 22 |
References
- Histing, T., et al. Small animal bone healing models: standards, tips, and pitfalls results of a consensus meeting. Bone. 49 (4), 591-599 (2011).
- Claes, L., Augat, P., Suger, G., Wilke, H. J. Influence of size and stability of the osteotomy gap on the success of fracture healing. J Orthop Res. 15 (4), 577-584 (1997).
- Histing, T., et al. Characterization of the healing process in non-stabilized and stabilized femur fractures in mice. Arch Orthop Trauma Surg. 136 (2), 203-211 (2016).
- Histing, T., et al. Ex vivo analysis of rotational stiffness of different osteosynthesis techniques in mouse femur fracture. J Orthop Res. 27 (9), 1152-1156 (2009).
- Holstein, J. H., et al. Development of a stable closed femoral fracture model in mice. J Surg Res. 153 (1), 71-75 (2009).
- Garcia, P., et al. The LockingMouseNail-a new implant for standardized stable osteosynthesis in mice. J Surg Res. 169 (2), 220-226 (2011).
- Cheung, K. M., Kaluarachi, K., Andrew, G., Lu, W., Chan, D., Cheah, K. S. An externally fixed femoral fracture model for mice. J Orthop Res. 21 (4), 685-690 (2003).
- Garcia, P., et al. A new technique for internal fixation of femoral fractures in mice: impact of stability on fracture healing. J Biomech. 41 (8), 1689-1696 (2008).
- Histing, T., et al. An internal locking plate to study intramembranous bone healing in a mouse femur fracture model. J Orthop Res. 28 (3), 397-402 (2010).
- Thompson, Z., Miclau, T., Hu, D., Helms, J. A. A model for intramembranous ossification during fracture healing. J Orthop Res. 20 (5), 1091-1098 (2002).
- Hiltunen, A., Vuorio, E., Aro, H. T. A standardized experimental fracture in the mouse tibia. J Orthop Res. 11 (2), 305-312 (1993).
- Manigrasso, M. B., O’Connor, J. P. Characterization of a closed femur fracture model in mice. J Orthop Trauma. 18 (10), 687-695 (2004).
- Lovati, A. B., et al. Diabetic mouse model of orthopaedic implant-related Staphylococcus aureus infection. PLoS One. 8 (6), e67628 (2013).
- Slade Shantz, J. A., Yu, Y. Y., Andres, W., Miclau, T., Marcucio, R. Modulation of macrophage activity during fracture repair has differential effects in young adult and elderly mice. J Orthop Trauma. 28, 10-14 (2014).
- Claes, L. E., et al. Effects of mechanical factors on the fracture healing process. Clin Orthop Relat Res. 355 (Suppl), 132-147 (1998).
- Gröngröft, I., et al. Fixation compliance in a mouse osteotomy model induces two different processes of bone healing but does not lead to delayed union. J Biomech. 18 (13), 2089-2096 (2009).
- Glatt, V., Matthys, R. Adjustable stiffness, external fixator for the rat femur osteotomy and segmental bone defect models. J Vis Exp. (9), e51558 (2014).
- Manassero, M., et al. A novel murine femoral segmental critical-sized defect model stabilized by plate osteosynthesis for bone tissue engineering purposes. Tissue Eng Part C Methods. 19 (4), 271-280 (2013).
